硒对邻苯二甲酸酯亚慢性暴露雄性大鼠肝脏的保护作用
2018-12-07宁俊康曹梅任雪丹王民生
宁俊康曹 乾 * 杨 梅任雪丹王民生
(1. 东 南大学公共卫生学院,江苏 南京210009;2. 苏州市吴江区疾病预防控制中心,江苏 苏州 215200;3. 江 苏省疾病预防控制中心,江苏 南京 210009)
邻苯二甲酸酯(diethylhexyl phthalate,DEHP)作为塑料行业广泛应用的一种增塑剂,由于其具有难降解性、使用量大等特点,故其广泛存在于环境中[1],人群可通过摄入、吸入、皮肤暴露接触到DEHP[2]。过往的研究已证实DEHP对实验动物肝脏的影响[3-5]。国内外学者试图寻找能有效拮抗DEHP肝脏毒性的方法,但是效果一直不够理想。如何有效预防和解决DEHP亚慢性暴露对肝脏的损伤依然是一个棘手的问题。
硒是一种重要的人体必需微量元素,研究发现其对于保护生殖系统[6]、 抗氧化[7]和 免疫调节[8]等方面有较好的作用。为了探究硒在DEHP慢性暴露中对肝脏组织是否发挥了保护作用,本研究使用DEHP对雄性大鼠进行亚慢性染毒,并给予微量元素硒干预;评估硒在DEHP亚慢性暴露下对大鼠肝脏的保护作用。
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
ADVIA2120i型全自动五分类血细胞分析仪,购自德国Siemens公司;邻苯二甲酸酯,纯度≥99.5%,购自Sigma公司;1.5 mL EP管,购自美国Corning公司;酵母硒,有机硒含量≥99%,购自江苏省协同医药生物工程有限责任公司。
1.2 实验方法
1.2.1 动物与饲养 实验动物购自北京维通利华实验动物技术有限公司,动物生产许可证号SCXK(京)2012-0001,质量合格证号11400700158173。SPF级成年雄性SD大鼠77只,体质量为90~110 g,饲养于屏障动物实验室,实验动物环境使用许可证号SYXK(苏)2017-0031。动物实验室温度控制在20~26 ℃,湿度为40%~70%,单笼饲养。
1.2.2 动物分组和处理 适应性饲养3 d后,将受试大鼠按体质量随机分为7组,每组11只。即对照组(饲喂基础饲料),3个DEHP染毒组(染毒剂量分别为300、600和900 mg/kg),3个硒干预组(在相应剂量的染毒饲料中加入1 mg/kg酵母硒)。准备颗粒饲料,各剂量组按相应比例将DEHP均匀拌入饲料中,将饲料以平均每日动物体质量10%的摄食量按组别给予大鼠,连续饲喂染毒8周。染毒期间,大鼠可自由饮水、摄食。
1.2.3 肝功能相关生化指标的测定方法 观察记录大鼠在染毒期间的体质量、摄食,并计算总食物利用率(总食物利用率=总增重/总摄食量×100%)。染毒期末,大鼠空腹16 h后,称量并记录最后一次空腹体质量。用3.5 mL的生化血清管取大鼠全血3.5 mL,应用AU640全自动生化分析仪检测谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、 谷 草 转 氨 酶 (aspartate aminotransferase,AST)、总蛋白(total protein,TP)、白蛋白(albumin,ALB)、球蛋白(globulin,GLB)等5个生化指标。采血后处死大鼠,迅速分离大鼠肝脏,称质量并计算脏器系数(脏器系数=脏器质量/体质量×100%)。
1.3 统计学方法
实验数据用Microsoft Excel软件建立数据库,采用SPSS 18.0软件对实验结果进行统计学分析,实验结果用 表示,组间比较使用单因素方差分析,两两比较采用LSD检验,方差不齐时用Dunnett’s T3法比较,检验水准为α=0.05。
2 结 果
2.1 DEHP染毒对大鼠体质量的影响及硒的保护作用
不同剂量DEHP染毒下大鼠体质量和肝脏质量的检测结果见表1。600和900 mg/kg DEHP染毒组大鼠的染毒后平均体质量明显降低(P<0.05);900 mg/kg DEHP染毒组大鼠的体质量增量、总摄食量、总食物利用率均明显降低(P<0.01或P<0.05);各染毒组、硒干预组的肝脏平均质量、肝脏系数均明显降低(P<0.01)。600 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠体质量增量较相应的染毒组增加(P<0.05)。
2.2 DEHP染毒对大鼠肝功能相关指标的影响及硒的保护作用
不同剂量DEHP染毒下大鼠肝功能相关生化指标检测结果见表2。与对照组相比,600和900 mg/kg DEHP染毒组,300和600 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠ALT浓度明显升高(P<0.05);900 mg/kg DEHP染毒组,300、600和900 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠AST浓度明显升高(P<0.01);600、900 mg/kg DEHP染毒组大鼠TP浓度明显升高(P<0.01);900 mg/kg DEHP染毒组,300 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠ALB浓度明显升高(P<0.01);900 mg/kg DEHP染毒组大鼠GLB浓度明显升高(P<0.01)。900 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠ALT、AST、TP、GLB均明显低于相应的染毒组(P<0.01或P<0.05)。
表1 不同剂量DEHP染毒下的大鼠体质量和肝脏质量
表1 不同剂量DEHP染毒下的大鼠体质量和肝脏质量
与对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;与相同剂量DEHP染毒组比较,#P<0.05,# #P<0.01.
表2 各组大鼠肝功能相关生化指标
表2 各组大鼠肝功能相关生化指标
与对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;与相同剂量的DEHP染毒组比较,#P<0.05, ##P<0.01.
GLB浓度/(g/L)30.72±2.9230.91±1.7233.61±2.56**36.54±2.4129.90±3.4331.61±3.45 900 93.46±33.80#**192.00±19.18#65.63±4.84##34.98±2.21 30.65±8.59##
3 讨 论
DEHP亚慢性染毒后,随着染毒剂量的增加,DEHP对于大鼠的体质量、体质量增量、总摄食量以及食物利用率有着较大的影响。与对照组相比,600 mg/kg DEHP染毒组大鼠的体质量,900 mg/kg染毒组的体质量增量、总摄食量、食物利用率均低于对照组;600 mg/kg DEHP染毒后的硒干预组大鼠体质量增量较相应的染毒组增加。说明一定剂量下,DEHP会对大鼠的体质量及生长产生影响,而硒的干预产生了保护作用。
脏器系数是实验动物某脏器的质量与其体质量之比值,脏器系数的变化常可较好地反映化学毒物对该脏器的综合毒性,可旁证病理组织学改变的可能性[9]。通过对大鼠的肝脏平均质量及脏器系数进行统计学分析,发现DEHP染毒前后差异有统计学意义(P<0.01)。这与陈文婕等[10]研究DEHP对大鼠肝脏的慢性损伤的研究结果相似。说明DEHP在一定剂量下,可能导致大鼠的肝脏发生充血、水肿、增生肥大性等变化,而硒的干预可能产生了一定的保护作用。
肝功能具体的生化指标能最直接的反映肝功能状态。谷丙转氨酶(ALT)与谷草转氨酶(AST)主要反映肝细胞有无受损及严重程度[11]。ALT和AST是反映肝细胞膜稳定性最敏感的指标,大多数情况下,ALT、AST值越高,说明肝细胞病变严重[12],其病理性升高的程度与肝细胞受损的程度相一致,可预测肝细胞损伤的情况[13-14]。总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、血清球蛋白(GLB)是反映肝脏功能的重要指标。TP是血清中所有蛋白质的总和,其中包括了ALB和GLB。ALB由肝实质细胞合成,对于组织蛋白合成、营养物质转运、维持血浆胶体渗透压稳定起重要作用,可反映有效肝细胞数量。GLB由淋巴细胞产生,与机体免疫功能有关。肝受损时,ALB合成减少,但由于免疫刺激作用,球蛋白产生增加[15]。国内外研究发现,核激素受体PPAR在糖脂代谢、肿瘤及炎症信号通路等方面起着重要调节作用[16-17],DEHP作为PPAR激活受体的配体,影响肝脏代谢系统的体内平衡[18]。硒既能以活性因子的身份增强谷胱甘肽过氧化物酶的活性,又能提升维生素E的功效,从而保护肝细胞膜免受自由基的损伤[19]。以上两组指标说明DEHP在一定剂量下,可对大鼠的肝脏功能产生一定影响,而硒的干预则产生了积极的保护作用。
综上所述,一定剂量的DEHP会对大鼠的肝脏产生毒性,而硒元素的干预会减轻DEHP对于肝脏系统的影响,其作用机制还有待进一步探讨。