人工復制小鼠銅離子中毒的病理變化研究

莊曉薇

摘要：采用硫酸銅灌胃的方式對小鼠銅中毒的臨床表現及組織器官的病理變化進行觀察。結果表明，高劑量組的死亡率高于中劑量和低劑量組。高劑量小鼠組器官的病理形態學觀察表現為肝脂肪變性和顆粒變性，肝細胞呈現蜂窩狀外觀；低劑量組和中劑量組小鼠肝細胞腫大，胞漿內充滿紅染的細微顆粒。低劑量組小鼠腎小管出現顆粒變性，腎小管上皮細胞腫脹，使管腔變小或狹窄，間質毛細血管擴張，充血；中劑量組小鼠腎小管出現明顯顆粒變性，管腔中有許多紅染蛋白質物質，出現管型。部分腎小管壁細胞結構被破壞；高劑量組小鼠腎小管上皮壞死、崩解、脫落于管腔中。結果表明，銅中毒主要損害肝臟、腎臟等組織器官，最終導致發病甚至死亡。

關鍵詞：銅中毒；病理變化；小白鼠

中圖分類號：R-33 文獻標識碼：A 文章編號：1007-273X（2013）07-0015-04

銅元素普遍存在于動物、植物和微生物體內，是所有低等動物和脊椎動物的必需微量元素之一。自1925年被首次報道后，銅作為動植物營養必需微量元素的作用逐漸被人們所認識并不斷被研究[1]。研究表明，在飼料中添加適量的銅，可明顯提高動物的生產性能。銅在現代畜牧業中已被廣泛應用，并取得了較好的經濟效益。近年來，由于飼料中銅的過量添加而導致的動物中毒現象常時有發生[2]。許多銅鹽如硫酸銅、次醋酸銅、碳酸銅、氯化銅、氧化亞銅、硝酸銅、石油酸銅、三氯酚銅等作為殺蟲劑、浸種劑、殺真菌劑、驅蟲劑、滅螺劑或木材防腐劑[3]被廣泛使用，也常常給家畜養殖帶來巨大的潛在危險，動物誤食銅鹽后就會發生銅中毒。此外，一些植物含有吡咯類生物堿的有毒植物（如三葉草、千里光和天蕎萊屬植物）能夠增強銅與肝臟的親和力，使銅在肝臟蓄積而不能正常排出；另一些含有肝毒性生物堿的植物會造成動物肝細胞的損傷，從而使銅在肝臟的代謝出現異常，也能使動物體內蓄銅過多而中毒[4]。

已有的研究表明，各種動物對銅的敏感性存在較大的差異[5]。綿羊敏感性最高，高于其他動物[6]。各種動物銅中毒劑量各不相同[7-13]。目前對動物銅中毒的研究主要集中于中毒劑量、臨床表現、病理變化、血液生化指標以及發病機理等方面，銅在動物體內蓄積至一定階段后，會突然出現嚴重的溶血及肝腎損傷，并最終死亡[14]。動物發生銅中毒時，6-磷酸葡萄糖脫氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性降低，而丙氨酸氨基轉移酶、天門冬氨酸氨基轉移酶、乳酸脫氫酶等酶活性升高。

動物的銅中毒習慣上分為急性中毒和慢性中毒。急性銅中毒主要以明顯的胃腸炎為臨床癥狀，表現為惡心、流涎、腹瀉、劇烈腹痛[15]。慢性銅中毒主要以溶血癥狀為主要臨床癥狀，本試驗通過研究小鼠銅中毒，觀察銅離子對小鼠心、肝、脾、肺、腎的影響，從而研究銅中毒對機體組織器官的病理損害，探討發病機理，為臨床診斷和基礎研究提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗動物 小鼠 （24 只，體重 18～22 g），購買于青島農業大學動物科技學院，飼養溫度 22～26 ℃，光照12 h/d。

1.1.2 試劑和儀器 無水乙醇 （湖南江虹試劑有限公司）、二甲苯 （上海實驗試劑有限公司）、蘇木素 （上海標本模型廠）、伊紅染色素 （上海試劑三廠）、切片石蠟 （上海標本模型廠）、中性樹膠 （上海標本模型廠）、福爾馬林、碳酸鋰飽和液等。

Motic奧林巴斯顯微攝影系統、YD202型石蠟切片機。

1.2 試驗方法

1.2.1 動物分組 室內暫養一周后，試驗小鼠被隨機分成4組：即對照組、硫酸銅溶液低劑量組（50 mg/kg）、中劑量組 （100 mg/kg）和硫酸銅溶液高劑量組（200 mg/kg）。硫酸銅溶液經口灌胃小鼠，對照組以等量生理鹽水代替硫酸銅。每天中午進行灌胃，不限飲水，自由采食，共連續灌胃 15 d。試驗期間，溫度22～26 ℃，光照 12 h。

1.2.2 臨床觀察 試驗期間每日進行臨床觀察，記錄臨床癥狀。在試驗進行的第 10 天和第11天，高劑量組有 3 只小鼠死亡，中劑量組在第 14 天有 1 只小鼠死亡。死亡的小鼠立即取其臟器，余下的小鼠在試驗期滿時采用人工脫頸致死法進行剖殺，并取心、肝、脾、肺、腎進行觀察，之后放入福爾馬林固定液中固定。

1.2.3 病理組織學觀察 取病變與正常組織的交界處的實質臟器 （心、肝、脾、肺、腎）制作病理組織切片，觀察各個臟器的病理變化。

2 結果與分析

2.1 臨床癥狀與病理變化

硫酸銅溶液高劑量組小鼠臨床表現食欲廢絕，精神沉郁，縮頭，全身震顫，臥地不起，排黑褐色糞便，脾臟體積縮小，重量減輕，色澤變淡，肝呈黃褐色，質脆易碎，膽囊膨大充滿藍綠色膽汁，死亡病例還可見腎輕度腫大。硫酸銅溶液中劑量組小鼠表現為食欲廢絕，精神沉郁，脾臟體積縮小，重量減輕，色澤變淡，肝呈黃褐色。硫酸銅溶液低劑量組小鼠無明顯的變化。

3.2 病理組織學變化

肝臟：硫酸銅溶液低劑量組和中劑量組小鼠肝細胞腫大，胞漿內充滿紅染的細微顆粒，中央靜脈、肝竇以及間質小血管內充滿紅細胞。硫酸銅溶液高劑量組小鼠肝臟出現明顯顆粒變性和脂肪變性，肝細胞腫大，胞漿內充滿大量紅染的細微顆粒或圓形空泡，細胞呈現蜂窩狀外觀（圖1）。部分病例可見局灶性壞死，內肝細胞索排列紊亂，肝細胞胞漿紅染，細胞核出現固縮和碎裂（圖2）。中央靜脈內紅細胞不清楚，只見紅染絲網狀物質充滿血管。

心臟：在硫酸銅溶液中劑量和高劑量組小鼠均可見心肌纖維腫脹，出現許多紅染的細微顆粒（圖3）。心肌纖維間毛細血管內充滿紅細胞。

脾臟：在硫酸銅溶液中劑量和高劑量組小鼠可見脾臟白髓區變小，中央淋巴細胞和邊緣區淋巴細胞數量減少，網狀細胞增生，紅髓血竇擴張充血（圖4）。高劑量組部分病例脾臟白髓淋巴細胞出現壞死。

肺：在硫酸銅溶液中劑量和高劑量組小鼠可見小血管和毛細血管明顯擴張，內充滿紅細胞（圖5）。高劑量組中部分小鼠肺泡腔內有少量紅染漿液（圖6），部分小鼠肺泡擴張出現肺泡性肺氣腫。

腎臟：硫酸銅溶液低劑量組小鼠腎小管出現顆粒變性，腎小管上皮細胞腫脹，使管腔變小或狹窄（圖7），間質毛細血管擴張，充血。硫酸銅溶液中劑量組小鼠腎小管出現明顯顆粒變性，管腔中有許多紅染蛋白質物質，出現管型（圖8）。部分腎小管壁細胞結構被破壞。硫酸銅溶液高劑量組小鼠腎小管上皮壞死、崩解、脫落于管腔中。

3 小結與討論

本試驗采用3組不同濃度的硫酸銅溶液對小鼠進行攻毒，分別為低劑量、中劑量和高劑量，時間為15 d。高劑量組小鼠在試驗期間有死亡現象，臨床病理癥狀表現為食欲廢絕，精神沉郁，縮頭，全身震顫，臥地不起，排黑褐色糞便，脾臟體積縮小，重量減輕，色澤變淡，肝呈黃褐色，質脆易碎，膽囊膨大充滿藍綠色膽汁，死亡病例還可見腎輕度腫大。中等劑量組小鼠表現為食欲廢絕，精神沉郁，脾臟體積縮小，重量減輕，色澤變淡，肝呈黃褐色。低劑量組小鼠眼觀則無明顯變化。本試驗結果為動物銅中毒的系統研究提供了動物模型，也可供臨床或發病現場診斷和治療銅中毒做參考，從小鼠發病時間、病程經過、死亡情況的綜合分析，筆者認為硫酸銅溶液低劑量和中劑量可引起慢性銅中毒。硫酸銅溶液高劑量可引起小鼠的急性銅中毒，表明銅的中毒病理表現因動物種類和銅中毒劑量各異。

病理形態學的研究表明，小鼠銅中毒病變靶器官是肝臟、腎臟、消化道和免疫器官，與銅鹽的刺激和腐蝕作用、銅在體內組織分布及蓄積特點和銅排出密切相關。由于銅鹽具有強烈的刺激和腐蝕作用，銅鹽進入消化道便引起劇烈反應和造成嚴重的病理損害，表現為肌胃角質層增厚、皸裂乃至呈絨毛狀，腸黏膜上皮變性壞死，腸絨毛斷裂，這是銅鹽直接作用于胃腸道黏膜的結果，導致胃腸功能受損，銅被吸收進入體內后主要在肝臟蓄積，隨著時間的增長銅的蓄積量大幅度增加。銅的蓄積一旦超過肝臟對其的利用，在釋放入血之前便對肝細胞造成直接的損害作用，引起肝細胞腫大，顆粒變性和脂肪變性，胞漿內充滿大量紅染的細微顆粒或圓形空泡，細胞呈現蜂窩狀外觀。至于臟臟中蓄積的銅大量釋放入血引起血銅升高時，肝銅含量仍未降低，且表現出極強的時間-劑量效應，故肝銅可作為評價銅狀態的一個敏感指標。肝銅蓄積到一定程度時則大量釋放入血引起血銅升高，同時。腎銅濃度也隨之升高，造成腎小管上皮細胞的損傷，導致腎功能受損。

發生銅中毒時，造成了廣泛性實質臟器的損傷和出血，尤其是肝臟、腸道和腎臟的病理性損傷更明顯。肝臟：低劑量組和中劑量組小鼠肝細胞腫大，胞漿內充滿紅染的細微顆粒，中央靜脈、肝竇以及間質小血管內充滿紅細胞。高劑量組小鼠肝臟出現明顯顆粒變性和脂肪變性，肝細胞腫大，胞漿內充滿大量紅染的細微顆粒或圓形空泡，細胞呈現蜂窩狀外觀，部分病例可見局灶性壞死，內肝細胞索排列紊亂，肝細胞胞漿紅染，細胞核出現固縮和碎裂，中央靜脈內紅細胞不清楚，只見紅染絲網狀物質充滿血管。腎臟：低劑量組小鼠腎小管出現顆粒變性，腎小管上皮細胞腫脹，使管腔變小或狹窄，間質毛細血管擴張，充血。中劑量組小鼠腎小管出現明顯顆粒變性，管腔中有許多紅染蛋白質物質，出現管型。部分腎小管壁細胞結構被破壞。高劑量組小鼠腎小管上皮壞死、崩解、脫落于管腔中。因此在實際生產中若將銅離子作為飼料的添加劑，一定要確定好銅的添加量。

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