染砷大鼠脑砷代谢研究

目的研究染砷大鼠脑中砷形态代谢产物、代谢酶含量水平及其相关性,初步探讨砷代谢与砷毒性机制关联性。方法雄性清洁级Wistar大鼠20只,分成对照组及砷酸钠低、中、高剂量组4组。各组大鼠砷酸钠经口染毒3个月后处死并摘取脑组织。采用高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱法(HPLC-HGAFS)测定并比较砷酸钠各剂量染毒组大鼠脑组织中砷形态代谢产物[i As(Ⅲ)、i As(Ⅴ)、总砷(Total As)含量以及一甲基化率(PMI)、二甲基化率(SMI)]及代谢酶GSSG含量、甲基转移酶活力、GST活力、GSH含量;通过试剂盒法分析各组大鼠脑中甲基转移酶的活力,并探讨大鼠脑中砷形态代谢产物与代谢酶的相关性。结果染毒组大鼠随染毒剂量和时间的增加,出现生长发育迟缓及狂躁、相互撕咬等现象;砷染毒剂量升高会促进脑中i As(Ⅲ)和总砷含量增加;同时砷染毒组脑组织中GSSG含量有所升高而GSH含量有所下降;随染毒剂量升高,GST活力也随之呈现升高趋势;与对照组比较,砷酸钠染毒各剂量组大鼠脑中PMI值均较低,SMI值有所升高(P<0.05)。砷酸钠染毒组甲基转移酶活力与i As(Ⅲ)%含量呈负相关(r=-0.714,P<0.05),与PMI和SMI均呈正相关(rPMI=0.714,rSMI=0.805,P<0.05);砷酸钠染毒组GSH含量与i As(Ⅲ)%含量呈正相关(r=0.855,P<0.05),与PMI和SMI均呈负相关(rPMI=-0.855,rSMI=-0.858,P<0.05)。结论低剂量砷酸钠染毒会打破脑组织中GSSG与GSH的动态平衡,造成脑组织的氧化损伤,砷酸钠染毒后其代谢产物在脑组织中可能具有一定的蓄积能力。

砷暴露大鼠脑中砷形态及代谢酶活力的性别差异

目的探讨染砷大鼠脑组织中砷代谢产物与砷代谢相关酶的性别差异。方法将70只健康7周龄清洁级Wistar大鼠随机分为7组,分别为对照(去离子水)组及20、6.7、2.2 mg/kg亚砷酸钠和砷酸钠染毒组,每组10只,雌雄各半。采用自由饮水方式进行染毒,连续染毒3个月。测定大鼠脑组织中iAs3+、iAs5+、一甲基胂酸(MMA)、二甲基胂酸(DMA)含量及砷代谢相关酶甲基转移酶(As3mt)活力和谷胱甘肽(GSH)含量。结果各染毒组均未检出iAs5+。与对照组比较,除雌性20 mg/kg亚砷酸钠和砷酸钠染毒组大鼠脑组织中iAs3+含量低于对照组外,雌、雄其他各染毒组iAs3+含量均高于对照组(P<0.05)。与雌性大鼠比较,雄性大鼠20 mg/kg亚砷酸钠和砷酸钠染毒组脑组织中iAs3+含量较高,其他各染毒组雄性iAs3+含量均较低(P<0.05)。与对照组比较,除雌性2.2 mg/kg砷酸钠染毒组及雄性2.2 mg/kg亚砷酸钠、6.7 mg/kg砷酸钠染毒组大鼠脑组织中DMA含量未检出外,其他雌雄各剂量组有机砷含量均高于对照组(P<0.05)。与雌性大鼠比较,雄性2.2、20 mg/kg亚砷酸钠染毒组和6.7、20 mg/kg砷酸钠染毒组大鼠脑组织中DMA含量较低,雄性亚砷酸钠2.2 mg/kg及砷酸钠6.7、20 mg/kg染毒组大鼠脑组织中MMA含量较高(P<0.05)。与对照组比较,雌性2.2 mg/kg亚砷酸钠、各剂量砷酸钠染毒组以及雄性各剂量染毒组大鼠脑组织中As3mt活力均较高,雄性2.2 mg/kg、6.7 mg/kg亚砷酸钠染毒组和2.2 mg/kg砷酸钠染毒组以及雌性各剂量染毒组大鼠脑组织中GSH含量均较低(P<0.05)。与雌性大鼠比较,雄性仅2.2 mg/kg亚砷酸钠染毒组大鼠脑组织中As3mt活力和雄性6.7 mg/kg亚砷酸钠染毒组大鼠脑组织中GSH含量较低(P<0.05)。结论大鼠脑砷代谢过程中代谢产物及代谢酶雌雄间有明显差异,可能与大鼠脑砷代谢基础及脑砷甲基化能力雌雄间差异有关。