硒拮抗镉致小鼠肝脏氧化损伤研究

2021-04-13卢惠迪夏秋博王梓凝关楠楠周清波程广东

饲料博览 2021年3期

卢惠迪，夏秋博，王梓凝，关楠楠，周清波，李佳，程广东,*

（1.佳木斯大学生命科学学院，黑龙江佳木斯 154007；2.东北农业大学生命科学学院，哈尔滨 150030）

镉（Cadmium，Cd）是人体内的非必需元素，是一种广泛、持久、普遍存在于自然界的可通过食物链进行转移的环境污染物，在自然界中经常以化合物的状态存在。它的半衰期长、排泄率低、蓄积能力强，因而能够通过食物链不断蓄积，从而增加对人类和动物健康的危害。镉主要可以通过三种途径来污染环境，分别是大气、土壤和水。镉是继汞、铅之后的第三种被列为威胁人类健康的重金属元素。因为它具有强大的癌症诱发能力，因此镉被国际癌症研究机构（IARC）列为又一大人类致癌物[1]。

硒（Selenium，Se）是人体必需微量元素，也是生长所必需的重要微量元素之一。同时它也是体内超氧化物歧化酶（SOD）和硒蛋白的重要组成成分[2]。硒不但能平衡机体内的氧化还原水平，保护细胞免受氧化损伤并维持细胞正常功能，还可以抵抗多种重金属给机体带来的各种损伤，具有提高机体免疫力等多种作用[3]。根据近年来的研究表明，一方面硒通过抗氧化酶改善重金属诱发的脂质过氧化反应；另一方面硒可与重金属结合生成金属硒蛋白复合物，从而降低重金属的毒性作用[4]。

人们发现硒有拮抗重金属毒性的作用，国内关于硒对镉毒理学效应影响的研究主要集中于鸡，本试验选用和人类基因序列相似的小鼠作为试验动物，通过抗氧化指标研究硒拮抗镉致毒作用机制，尤其研究硒拮抗镉对小鼠肝脏抗氧化损伤的影响，来揭示硒拮抗镉对环境毒理学的效应。

1 材料

1.1 试验动物

80 只大小匀称的健康小鼠，均为佳木斯大学实验动物中心提供。

1.2 主要试剂

氯化镉试剂（CdCl2，分析纯），天津市化学品有限公司产品；亚硒酸钠试剂（Na2SeO3，分析纯），天津市博迪化工有限公司产品；抗氧化功能测定试剂盒，用于测定SOD、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）含量，为南京建成生物工程研究所产品。

1.3 主要仪器

可见分光光度计（型号为Spectrumlab 22pc），上海元析仪器有限公司产品；离心机（型号为TG16-WS），长沙平凡仪器仪表有限公司产品；电热恒温水浴锅（型号为DZKW-D-2），北京市永光明医疗仪器有限公司产品。

2 方法

2.1 试验动物分组与处理

选取适龄的健康小白鼠80 只，在实验室适应性饲养1 周后随机分成4 组，每组20 只，连续7 d按照组别每天给小鼠腹腔注射不同剂量的Cd2+和Se2+，每天记录小鼠体重、饮水量、摄食量变化情况及精神状态。第8天观察小鼠临床症状、病理变化、测定其器官指数和几种抗氧化指标，用以揭示镉对小鼠肝脏的毒理作用和硒拮抗镉对小鼠肝脏的毒理作用。

4 个剂量组分别为：对照组（等量去离子水），高镉组（2.0 mg·kg-1Cd2+），硒组（0.2 mg·kg-1Se2+），高镉+硒组（2.0 mg·kg-1Cd2++0.2 mg·kg-1Se2+）。

2.2 指标测定

试验第8天，将试验的80只小鼠在颈椎处脱臼处死，称取其重量。然后解剖取肝脏称重，用于计算器官指数。将称重后的肝脏置于研钵中研磨，按1∶9 的比例加入生理盐水进行稀释，用离心机以2 500 r·min-1离心10 min，取其上清液用于抗氧化指标的检测。抗氧化酶活力和自由基含量检测均使用商品型试剂盒（MDA、SOD、CAT），严格按照试剂盒说明进行操作。

2.3 数据处理与统计

采用SPSS 21.0 软件对试验数据进行统计、处理与分析，数据以“平均值±标准差”表示，采用邓肯氏法进行多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

3 结果与分析

3.1 硒对重金属镉中毒小鼠临床症状的影响

从佳木斯大学实验动物中心买回的小鼠毛白且光滑，体表无溃疡、皮疹，应激反应强，各项生理指标正常，行动自如。试验过程中，对照组的小鼠表现正常，高镉组的小鼠出现精神萎靡、食欲减退、饮水量减少的情况，毛色暗淡且无光泽。一部分小鼠在注射氯化镉后出现抽搐、焦躁不安等现象。硒组小鼠的精神状态比较良好。高镉+硒组的小鼠活跃度虽不如对照组与硒组，但小鼠精神状态良好、毛色正常，基本无抽搐现象，整体情况要明显好于高镉组。另外，高镉组的部分小鼠和高镉+硒组的部分小鼠出现了腹泻的现象。

解剖发现，高镉组小鼠体重较轻，肝重明显增加，且肝脏颜色暗红发黑，充血严重。

3.2 硒对重金属镉中毒小鼠体重、饮水量及摄食量的影响

从饮水量及摄食量来看，对照组小鼠饮水量及摄食量明显高于其余各组；高镉组小鼠饮水量及摄食量明显低于其余各组，且试验期间曾出现高镉组小鼠饮水量及摄食量骤降，甚至近乎无饮水的情况；高镉+硒组小鼠饮水量及摄食量虽低于平均水平，但明显高于高镉组小鼠，且饮水量及摄食量稳定，未出现骤降的情况。

不同剂量组之间小鼠初始体重无明显差异，在实验室饲养并注射不同剂量Cd2+和Se2+后，高镉组小鼠食欲不振，体重下降严重；高镉＋硒组小鼠出现轻微食欲不振，体重有所下降，但明显好于高镉组，硒组小鼠与对照组小鼠表现及体重变化保持均衡。

3.3 硒对重金属镉中毒小鼠肝脏器官指数的影响

测定各组小鼠的肝脏器官指数，结果见图1。

图1 小鼠肝脏器官指数的检测结果

如图1所示，与对照组相比，高镉组小鼠肝脏器官指数明显升高（P＞0.05），表明重金属镉可引起小鼠中毒，使肝脏重量增加，进而引起小鼠肝脏器官指数增加。与高镉组相比，高镉+硒组小鼠肝脏器官指数有所下降（P＞0.05），其原因可能为硒与重金属镉产生的拮抗作用使小鼠肝脏抗氧化酶活性增加，从而减轻镉对小鼠的毒害症状。

3.4 肝脏组织匀浆中抗氧化指标的变化情况

3.4.1 硒拮抗镉对小鼠肝脏SOD含量的影响

测定小鼠肝脏组织匀浆中SOD 含量，结果见图2。由图2可知，与对照组相比，高镉组和高镉+硒组小鼠肝脏SOD含量明显降低，差异极显著（P＜0.01）；硒组小鼠肝脏SOD含量几乎无明显变化，差异不显著（P＞0.05）。与高镉组相比，高镉+硒组小鼠肝脏SOD含量显著上升，差异极显著（P＜0.01）。

图2 小鼠肝脏SOD检测结果

3.4.2 镉对小鼠肝脏CAT含量的影响

测定小鼠肝脏组织匀浆中CAT 含量，结果见图3。由图3可知，与对照组相比，高镉组和高镉+硒组小鼠肝脏CAT 含量均明显降低，差异极显著（P＜0.01）；硒组小鼠肝脏CAT 含量与对照组相比，差异不显著（P＞0.05）；与高镉组相比，高镉+硒组小鼠肝脏CAT含量显著上升，差异极显著（P＜0.01）。

图3 小鼠肝脏CAT检测结果

3.4.3 镉对小鼠肝脏MDA含量的影响

测定小鼠肝脏组织匀浆中MDA 含量，结果见图4。由图4可知，与对照组相比，高镉组、高镉+硒组小鼠肝脏MDA 含量明显升高，差异极显著（P＜0.01）；硒组小鼠肝脏MDA 含量虽有升高，但差异不显著（P＞0.05）；与高镉组相比，高镉+硒组小鼠肝脏MDA含量降低，差异极显著（P＜0.01）。

图4 小鼠肝脏MDA含量检测结果

4 讨论与结论

4.1 硒拮抗镉对小鼠临床症状的影响

高镉组的小鼠精神状态低下，毛发稀疏并且无光泽，饮水量、摄食量骤降且明显低于平均水平，这与王靖雯等[5]的研究中小鼠急性镉中毒症状基本一致，区别在于本次试验中小鼠未出现体重负增长，可能与重金属镉的注射量有关，而加硒拮抗的小鼠整体状态明显好于高镉组，小鼠精神状态正常，饮水量、摄食量虽少于对照组，但食欲基本正常。这表明，重金属镉能引起小鼠的中毒反应，而硒拮抗镉可以在一定程度上可以减轻小鼠精神状态低下、食欲不振等中毒反应。