稀土元素對小鼠免疫和肝功能影響.pdf

1、鑭系元素(Lanthanides，Ln)位于化學(xué)元素周期表中第ⅢB族，由鑭(La)至镥(Lu)15種元素組成，加上與它們相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種化學(xué)元素，統(tǒng)稱作稀土元素(REEs)。由于擁有獨特的4f電子軌道結(jié)構(gòu)以及與鈣離子相似的性質(zhì)，稀土元素廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)。中國是稀土大國，稀土農(nóng)用是我國獨創(chuàng)的領(lǐng)域。含稀土元素的微肥或添加劑對農(nóng)作物及牲畜具有提質(zhì)增產(chǎn)，提高抗病力的作用。隨著稀土在農(nóng)牧業(yè)廣泛使用，這種生物非必須元素不

2、可避免地進入環(huán)境并隨食物鏈積累于人體。國內(nèi)外早已開展了稀土毒理研究。但是有關(guān)稀土對免疫器官，如脾臟以及對免疫系統(tǒng)的生物效應(yīng)研究較少，且往往集中于單個稀土元素或稀土混合物，對不同稀土元素所產(chǎn)生的不同生物效應(yīng)的比較研究不多。因此我們選用鑭(La)、鈰(Ce)、釹(Nd)三種主要的農(nóng)用稀土元素，分別采用腹腔和口徑染毒小鼠的方法，圍繞稀土對小鼠體內(nèi)脾臟的損傷機制，對免疫和肝功能的的影響以及體外稀土對酶蛋白的作用等方面開展研究，嘗試從動物整體、器

3、官、組織、細胞和分子等不同層次了解稀土的生物效應(yīng)，為稀土農(nóng)用的安全評估提供參考。
　　 論文主要涉及以下內(nèi)容：
　　 (1)研究了亞慢性腹腔染毒氯化稀土溶液對小鼠脾臟的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)稀土處理引起小鼠脾臟腫大，脾體比增高，與肝、肺、腎等器官相比，三種稀土元素在脾中的積累濃度最高，通過電鏡切片觀察到稀土離子損傷了脾細胞，造成細胞凋亡以及線粒體增殖腫大。脾組織抗氧化實驗結(jié)果表明稀土對脾臟造成了氧化傷害，引起了脾組織內(nèi)活性氧自由

4、基升高以及脂質(zhì)過氧化，同時抑制了酶和非酶系統(tǒng)的抗氧化水平。另外稀土離子還通過激活誘導(dǎo)型一氧化氮合酶活性，顯著提高了脾組織中一氧化氮含量，進一步加劇對脾的損傷。實驗證實由腹腔進入體內(nèi)的稀土離子易在脾臟中蓄積，進入脾細胞后對脾臟產(chǎn)生刺激作用，并誘導(dǎo)脾組織氧化損傷，提示稀土元素可能對小鼠免疫系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。在這三種稀土離子處理中，Ce3+處理組表現(xiàn)出最嚴重的脾細胞超微結(jié)構(gòu)損傷和脾組織氧化脅迫，其次是Nd3+處理組，La3+處理影響較Ce3+

5、和Nd3+輕微。
　　 (2)研究了亞慢性腹腔染毒硝酸稀土溶液對小鼠幾個重要器官以及血生化指標的影響，發(fā)現(xiàn)稀土引起小鼠脾體比、腺體比和肝體比的增加，通過血生化分析發(fā)現(xiàn)稀土對小鼠心肌、肝臟以及腎臟功能均產(chǎn)生損傷作用，同時肝組織病理切片觀察到稀土處理的組肝組織出現(xiàn)中央靜脈淤血、擴張，細胞壞死以及嗜堿性變等癥狀。這些結(jié)果證實稀土由腹腔進入體內(nèi)對小鼠一些重要組織和器官，如胸腺、心臟、肝臟、脾臟以及腎臟等都帶來了不良影響。提示稀土對動物體

6、的影響廣泛。我們還發(fā)現(xiàn)不同稀土離子處理后，Ce3+對小鼠的毒害程度最嚴重，不但嚴重干擾肝功能并損傷了肝組織，另外還對心肌、腎等器官造成一定傷害；相對Ce3+，Nd3+對小鼠造成的傷害較輕；La3+對心、腎等器官無明顯影響，損傷作用最輕。
　　 (3)研究了長期口徑染毒稀土離子對小鼠免疫及肝功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)稀土對小鼠的影響具有劑量效應(yīng)：低劑量影響較輕，中、高劑量則隨劑量增加對小鼠免疫和肝功能造成了不同程度的損傷，包括抑制外周血

7、T、B淋巴細胞以及NK細胞，降低血液中白細胞、血小板和網(wǎng)織紅細胞數(shù)以及血清免疫球蛋白IgM水平，破壞正常肝功能，干擾肝臟糖、脂的代謝，損傷肝組織以及破壞了脾臟超微結(jié)構(gòu)。其中高劑量產(chǎn)生的損傷比中劑量明顯，還嚴重影響小鼠的生長發(fā)育。本部分提示長期接觸稀土元素可能降低人體免疫水平，損傷肝功能，并對整體帶來負面效應(yīng)。三種不同稀土離子處理后，Ce3+表現(xiàn)出最明顯的抑制和損傷效應(yīng)，Nd3+和La3+其次。
　　 以上三部分研究認為，La3+

8、、Ce3+、Nd3+對小鼠造成不同程度損傷以及不同損傷機制的原因可能與稀土元素4f軌道的電子數(shù)有關(guān)。
　　 (4)以離體的牛紅血球超氧化物歧化酶(SOD)為實驗材料，探討了Ce3+對SOD酶活性和構(gòu)象的影響，發(fā)現(xiàn)Ce3+對酶的活性具有兩面性，低濃度Ce3+處理時，SOD活性逐漸增加，且顯著高于對照，高濃度Ce3+處理時，SOD活性逐漸下降。光譜學(xué)分析表明Ce3+能夠與酶結(jié)合，結(jié)合位點數(shù)為0.96，結(jié)合常數(shù)分別為6.78×105L