鉛 鎘對小鼠肝臟毒性作用的形態學觀察

任亞萍，廖 卒，孫 莉，陳 筠，王秀杰，羅光斌（.桂林醫學院組胚教研室，廣西 桂林500；.桂林市公安局七星分局技術科，廣西桂林500；.桂林醫學院008 級藥學系，廣西 桂林500；.桂林醫學院009 級臨床醫學系，廣西 桂林500）

目前，世界上使用的化學物質已達60 萬種，每年還有上千種化學物質進入市場[1]。鉛、鎘作為工業生產中普遍應用的化學物質，是已知非常重要的重金屬類環境激素[2]，是重要的職業危害因素和環境污染物，可作用于機體多種器官。受到鉛、鎘暴露的人或動物會造成各種不正常的生物效應。由于鉛、鎘在體內有積蓄作用[3]，所以，長期低劑量接觸會影響動物或人的肝臟功能。一直以來，重金屬對肝臟的影響已成為生態毒理學研究的一個重要課題，但對鉛、鎘的毒性作用機制至今仍眾說紛紜。為進一步探討鉛、鎘對肝臟的毒性作用機制，本實驗選擇小鼠作為研究對象，研究成年小鼠長期接觸醋酸鉛和氯化鎘對其肝臟的累積毒性作用，并從形態學角度探討其毒性的可能機制，為重金屬對人類和動物肝臟的毒理作用研究提供參考和基礎資料。

1 材料與方法

1.1 主要試劑 醋酸鉛[Pb（CH3COO）2·3H2O]，相對分子質量0.379×103（天津市化學試劑三廠），分析純試劑；氯化鎘（CdCl2·2.5 H2O），相對分子質量0.228×103（廣州化學試劑廠），化學純試劑。

1.2 實驗動物 取8 周齡昆明小鼠（桂林醫學院提供）30 只，體質量為25～30 g，隨機分為三組，分別為醋酸鉛給藥組、氯化鎘給藥組和生理鹽水組（陰性對照組），每組10 只。實驗期間小鼠常規飼養管理，室溫飼養（實驗期間因喂養不當，各組均有傷亡，最終各組以6 只統計）。

1.3 醋酸鉛、氯化鎘染毒方法及程序 用蒸餾水配制3.2 mg/mL的醋酸鉛溶液和氯化鎘溶液。小鼠按照40 mg/（kg·d）分別經口灌胃給予醋酸鉛溶液和氯化鎘溶液，對照組經口灌胃給予相應體積的生理鹽水。共給藥40 d。從給藥之日起，每3 天稱體質量1 次。

1.4 取材和切片的制備 給藥40 d 后斷頸處死小鼠，取出小鼠肝臟，用電子天平稱質量，做好標記，放入10%甲醛固定液固定。制備成石蠟切片，采用蘇木精-伊紅（HE）染色法對其染色，做好的切片陰干，干燥環境下保存，在顯微鏡下觀察結果。

1.5 觀察指標 通過顯微鏡（×100、×400 放大）觀察經HE 染色的各組肝臟切片的形態改變；記錄各組小鼠體質量、肝臟質量及肝臟指數。肝臟指數=肝臟質量（g）/體質量（g）×100%。

1.6 統計學處理 應用PEMS 統計軟件對小鼠體質量、肝臟質量等數據進行均值比較的方差分析，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 三組各項觀察指標比較 鉛、鎘對小鼠體質量的影響結果顯示，醋酸鉛給藥組與陰性對照組比較，差異有統計學意義（P＜0.05），氯化鎘給藥組與陰性對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；鉛、鎘對小鼠肝臟質量的影響結果顯示，醋酸鉛給藥組和氯化鎘給藥組與陰性對照組比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 三組小鼠體質量增加、肝臟質量及肝臟指數比較（±s）

表1 三組小鼠體質量增加、肝臟質量及肝臟指數比較（±s）

注：與陰性對照組比較，aP＜0.05。

組別醋酸鉛給藥組氯化鎘給藥組陰性對照組n 體質量增加（g） 肝臟質量（g） 肝臟指數666 7.830±3.540a 0.000±2.608 3.330±2.250 1.900±0.181 1.600±0.165 1.590±0.186 0.058±0.005 0.058±0.006 0.054±0.004

2.2 各組肝臟切片HE 染色結果 顯微鏡下形態學結構觀察顯示，醋酸鉛對小鼠肝臟的毒性作用主要表現在中央靜脈周圍有炎癥細胞聚集，而肝細胞基本無病理改變；氯化鎘對小鼠肝臟的毒性作用主要表現在出現多發的點、片性壞死病變及大量肝細胞的水樣變性；陰性對照組小鼠肝細胞正常，無炎癥細胞聚集現象。見圖1～6。

圖1 醋酸鉛給藥組肝臟HE染色（×100）

圖2 醋酸鉛給藥組肝臟HE染色（×400）

圖3 氯化鎘給藥組肝臟HE染色（×100）

圖4 氯化鎘給藥組肝臟HE染色（×400）

圖5 陰性對照組肝臟HE染色（×100）

圖6 陰性對照組肝臟HE染色（×400）

3 討 論

本研究結果顯示，醋酸鉛給藥組肝臟切片組織受毒性作用的影響不明顯，但體質量與陰性對照組比較增加明顯，差異有統計學意義（P＜0.05），推測醋酸鉛對小鼠毒性作用的部位在消化系統，影響了消化酶的合成或生物作用，進而影響了小鼠的脂質代謝功能，故使脂肪堆積、體質量增加。而氯化鎘給藥組幾乎無體質量改變，盡管與陰性對照組比較體質量變化差異無統計學意義（P＞0.05），但也不能說明鎘對小鼠的消化系統沒有影響，其影響程度不大的原因也可能與鎘的給藥劑量有關。鎘的中毒劑量、影響鎘毒性的因素以及鎘的最低中毒劑量和鎘在日常飼料中的安全劑量等，目前尚無明確規定，因為鎘的代謝和毒性受到日常飼料中與鎘有相互作用的多種元素的強烈影響[4]。經查閱相關文獻，確定本次實驗中鎘的給藥劑量為40 mg/（kg·d），并選擇適宜的飼養方式和給藥途徑[4-5]，確定給藥方法為灌胃給藥[6-8]。而鎘對肝臟代謝的影響主要是作用于肝臟轉鐵蛋白酶，并抑制其合成，降低其解毒能力。鎘對肝臟的影響另一方面是由于鎘對肝臟的氧化損傷影響了肝組織中脂質過氧化代謝產物丙二醛（MDA）的水平以及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化酶（GSH-Px）、過氧化氫酶[9]的活性。以往有研究證實，電鏡下觀察肝組織形態學結構均有明顯改變[10-11]，使肝細胞線粒體的損傷受到較多關注。在本實驗中，氯化鎘給藥組鎘對肝臟的損傷其形態學表現已經比較突出，有點、片性壞死病變出現，并有大量肝細胞的水樣變性，炎癥細胞聚集明顯。而醋酸鉛則是以影響肝臟功能為主，并未表現出明顯的顯微結構的損傷。有研究指出，鎘致肝臟的損傷從分子水平上可能有氧化應激過程的保護機制，如硫代巴比妥酸反應產物的產生[12]。另有研究指出，鋅離子或中藥加味四君子湯等對鎘致肝臟損傷有保護作用等[13]。那么，醋酸鉛與氯化鎘對肝臟的損傷在作用機制上有無一致或協同或拮抗效應，其分子生物學水平的作用機制如何，以及對鉛、鎘致機體損傷的保護機制還有哪些都有待進一步研究。同時，本實驗成功構建了鉛、鎘導致肝臟病理形態學改變的小鼠模型，有助于鉛、鎘肝臟毒性機制的深入研究。

[1] 高錦聲，萬加華. 微核檢測技術在醫學中的應用[J]. 自然雜志，1987，10（6）：425-428.

[2] 周慶祥，江桂斌. 淺談環境內分泌干擾物質[J]. 科學術語研究，2001，3（3）：12-14.

[3] 劉繼華，何曉宏，牟志浩，等. 恩施州9 類食品中鉛、鎘和汞含量監測結果[J]. 職業與健康，2012，28（18）：2261-2262.

[4] 楊自軍. 鎘的污染及對動物的危害與防治[J]. 中國動物保健，2008（5）：55-60.

[5] 馬保華，史志誠，艾小云，等. 醋酸鉛對小鼠受精能力及受精卵發育毒性研究[J]. 西北大學學報：自然科學版，2006，36（1）：93-96.

[6] 王薛君，張玉敏，李海山，等. 雙酚A 對小鼠生殖和發育毒性的研究[J]. 中國職業醫學，2005，32（3）：37-39.

[7] 石瑩，張宏偉. 乙酸鉛染毒對小鼠腦、肝、腎生化指標、抗氧化系統及微量元素的影響[J]. 環境與健康雜志，2010，27（5）：448-450.

[8] 魏帥，郭波莉，魏益民，等. 鉛在豬不同組織和器官中的富集狀態[J]. 中國獸醫學報，2009，29（11）：1459-1462.

[9] 王楊科，路宏朝，王琦. 鎘對泥鰍肝臟及其過氧化氫酶的影響[J]. 動物醫學進展，2012，33（4）：52-55.

[10] 楊巧媛，董勝璋. 鋅金屬硫蛋白對鎘致肝腎損傷的修復作用研究[J]. 中國公共衛生，2002，18（12）：1416-1417.

[11] Pal S，Pal PB，Das J，et al.Involvement of both intrinsic and extrinsic pathways in hepatoprotection of arjunolic acid against cadmium induced acute damage in vitro[J].Toxicology，2011，283（2/3）：129-139.

[12] Staneviciene I，Sadauskiene I，Lesauskaite V，et al.Subacute effects of cadmium and zinc ions on protein synthesis and cell death in mouse liver[J].Medicina（Kaunas），2008，44（2）：131-138.

[13] 陳強，劉麗，肖銀霞，等.中藥加味四君子湯與鎘對雞肝臟ATP酶活性的頡頏效應[J]. 中國農學通報，2012，28（14）：93-95.