丙烯酰胺亞急性染毒對幼年大鼠腦的毒性影響.pdf

1、丙烯酰胺(ACR)是一種在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的化工原料，其聚合物廣泛用于飲用水凈化，污水處理、造紙、紡織及生物實驗等方面。國際癌癥機構(gòu)以將丙烯酰胺列為2A組“人類可能致癌物”。動物實驗證明，丙烯酰胺有神經(jīng)毒性、生殖毒性、致癌性，但只有神經(jīng)毒性是在人群中發(fā)現(xiàn)的。其神經(jīng)毒性的主要表現(xiàn)是中樞-周圍神經(jīng)系統(tǒng)遠端軸突病，臨床特點為共濟失調(diào)、骨骼肌無力，病理特征為遠端軸突的腫脹、變性。其具體的作用機制尚不清楚。目前認為神經(jīng)末梢是丙烯酰胺的最初作用位點，

2、丙烯酰胺可能通過干擾神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質(zhì)轉(zhuǎn)運和膜融合過程而導(dǎo)致神經(jīng)末梢功能障礙和最終退變。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，γ-氨基丁酸(GABA)是否參與丙烯酰胺的毒性機制發(fā)揮作用，目前尚未見相關(guān)報道。
　　 隨著2002年丙烯酰胺在食品中的發(fā)現(xiàn)，人們開始廣泛關(guān)注丙烯酰胺在食品中的安全問題。相繼的研究中報道，在油炸及煎烤的淀粉類食品中丙烯酰胺的含量比世界衛(wèi)生組織規(guī)定的安全含量要高出500倍，而且通過對這些食品的攝入情況的調(diào)

3、查，估計兒童從食品中攝入的丙烯酰胺的量約為成人的2-3倍，其主要食品來源為薯片、餅干、奶酥等。因此，我們必須重視丙烯酰胺對兒童造成的危害性。
　　 為了探討丙烯酰胺對兒童神經(jīng)系統(tǒng)的危害性及其可能的損傷機制，我們選定幼年大鼠作為研究對象，通過測定大腦皮質(zhì)及小腦內(nèi)谷氨酸(Glu，GABA合成的前體物質(zhì))，GABA含量的變化，膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)，GABA及谷氨酸脫羧酶(GAD65，GABA合成的限速酶)的表達，全方面的探討G

4、ABA在丙烯酰胺毒性中的可能作用及其機制。
　　 方法：
　　 1．丙烯酰胺亞急性中毒動物模型的建立：SPF級健康雄性幼年SD大鼠，3～4周齡，體重59～80g。動物單只單籠飼養(yǎng)，室溫(23±2)℃，濕度(50±10)[％]，光照時間為12:12h，常規(guī)顆粒飼料喂養(yǎng)，自由飲水。丙烯酰胺染毒劑量分別為5、15、30mg/kg，通過灌胃給藥，連續(xù)4周，每周5次，對照組給予等體積的生理鹽水。
　　 2.一般生長指標檢測

5、：密切觀察各組大鼠的一般狀況，染毒前、后每周測量大鼠體重，食物攝取量，計算食物利用率。染毒結(jié)束時計算大腦皮質(zhì)及小腦的臟器系數(shù)改變。
　　 3.神經(jīng)行為觀測：密切觀察各組大鼠神經(jīng)行為的改變，染毒前、后每周給出步態(tài)評分及測量后肢撐力指數(shù)。
　　 4.大腦皮質(zhì)及小腦皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)檢測：對大鼠大腦皮質(zhì)和小腦石蠟切片進行常規(guī)HE染色，光鏡下觀察神經(jīng)細胞的形態(tài)學(xué)變化。
　　 5.大腦皮質(zhì)及小腦勻漿Glu及GABA含量的

6、生化測定：分別通過紫外分光光度法和ELISA測定各組大鼠大腦皮質(zhì)及小腦勻漿Glu和GABA含量。
　　 6.大腦皮質(zhì)及小腦皮質(zhì)中GFAP、GABA及GAD65的表達：通過免疫組織化學(xué)方法觀測各組大鼠大腦皮質(zhì)及小腦皮質(zhì)神經(jīng)元GFAP、GABA及GAD65的表達情況，并對免疫反應(yīng)陽性產(chǎn)物進行圖像分析檢測。
　　 結(jié)果：
　　 1.ACR亞急性中毒動物模型的建立：染毒期間，15、30mg/kg組大鼠體重增長緩慢，步態(tài)得

7、分增高，后肢展開距離增加，結(jié)束時，15、30mg/kg組大鼠分別呈輕度和中-重度神經(jīng)受損癥狀。
　　 2.HE染色結(jié)果：
　　 1)大腦皮質(zhì)：光鏡下觀察，與對照組相比，5mg/kg組大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)元細胞未見顯著性變化；15mg/kg和30mg/kg組神經(jīng)元細胞未見數(shù)量的減少，但均見到核染色質(zhì)嗜堿性增強，著色較深，核仁消失的神經(jīng)元明顯增多，且30mg/kg組大腦皮質(zhì)內(nèi)變性的神經(jīng)元進一步增多。
　　 2)小腦皮質(zhì)

8、：光鏡下觀察，與對照組相比，5mg/kg組大鼠小腦皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)元細胞未見顯著性變化；15mg/kg和30mg/kg組均出現(xiàn)形態(tài)不規(guī)則的浦肯野細胞，核染色質(zhì)嗜堿性增強，且30mg/kg組浦肯野細胞與周圍組織的間隙明顯增寬，但細胞數(shù)量未見明顯減少。
　　 3.大腦皮質(zhì)和小腦勻漿內(nèi)Glu和GABA含量變化：ACR亞急性中毒后，各組大鼠大腦皮質(zhì)與小腦勻漿內(nèi)Glu和GABA含量的變化無顯著性差異。與對照組相比，5mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦勻

9、漿內(nèi)Glu和GABA含量未見顯著性變化(P>0.05)，15mg/kg和30mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦勻漿內(nèi)Glu的含量顯著性降低(P<0.01)，GABA含量均顯著性升高(P<0.01)；與15mg/kg相比，30mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦勻漿內(nèi)Glu的含量顯著性降低(P<0.01)，GABA的含量顯著性升高(P<0.01)，呈明顯量-效關(guān)系。
　　 4.大腦皮質(zhì)及小腦皮質(zhì)中GFAP、GABA及GAD65的表達情況：ACR亞急

10、性中毒后，各組大鼠大腦皮質(zhì)與小腦皮質(zhì)內(nèi)GFAP、GABA及GAD65表達無顯著性差異。圖像分析結(jié)果顯示，與對照組相比，5mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦皮質(zhì)內(nèi)GFAP、GABA及GAD65的表達均未見顯著性變化(P>0.05)，15mg/kg和30mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦皮質(zhì)內(nèi)GFAP、GABA及GAD65表達均顯著性升高(P<0.05)；與15mg/kg組相比，30mg/kg組大腦皮質(zhì)和小腦皮質(zhì)內(nèi)GFAP、GABA及GAD65表達均顯著性

11、升高(P<0.05)，呈明顯量-效關(guān)系。
　　 結(jié)論：
　　 1.在本實驗中，低劑量ACR(5mg/kg)亞急性染毒時，幼年大鼠未見明顯的神經(jīng)毒性，中、高劑量ACR可引起明顯的神經(jīng)毒性。
　　 2.ACR亞急性染毒能引起幼年大鼠神經(jīng)系統(tǒng)功能損傷，大腦皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)元和小腦皮質(zhì)內(nèi)浦肯野細胞發(fā)生變性損傷。
　　 3.ACR對大腦皮質(zhì)和小腦皮質(zhì)的神經(jīng)毒性作用機制可能與它引起GFAP，Glu，GABA和GAD6