鋅對鋁所致未成年大鼠血腦屏障完整性破壞的保護作用.pdf

1、鋁的神經(jīng)毒性作用日益引起人們的重視。已有研究發(fā)現(xiàn)，鋁最容易引起神經(jīng)元損傷，影響智力發(fā)育，且鋁導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，是一個長期的慢性的病理過程，涉及到腦發(fā)育的各個階段。大量研究表明，許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)、透析綜合癥、帕金森病(Parkinson’s disease，PD)等均與慢性鋁蓄積有關(guān)。因此，對鋁中毒尋找有效的預(yù)防與治療措施具有重大的臨床意義。 通過對鋁中毒患者進

2、行觀察發(fā)現(xiàn)，腦內(nèi)有過量的鋁蓄積時，會引起血腦屏障(blood-brain barrier，BBB)的結(jié)構(gòu)和功能損傷。同時發(fā)現(xiàn)，鋅對于此種損傷具有一定的保護作用，但是濃度過高反而會引起神經(jīng)細(xì)胞的損傷。 本研究旨在探討不同濃度的鋅對腦內(nèi)鋁含量的影響，以便尋找出最佳給藥濃度來保護鋁對腦的損傷，從而為預(yù)防慢性鋁金屬中毒和采取適當(dāng)?shù)闹委煷胧┨峁├碚撘罁?jù)。 方法： 1、分組 健康40日齡SD大鼠300只，按體重隨機分

3、到下列各實驗組中，分別為：A對照組；B低鋁組；C中鋁組；D高鋁組；E低鋅組；F高鋅組；G中鋁+低鋅組；H中鋁+高鋅組；I高鋁+低鋅組；J高鋁+高鋅組。 2、給藥 腹腔注射無菌的生理鹽水或低、中、高濃度AlCl<,3>溶液，造成鋁中毒；口腔灌胃給予低、高濃度ZnSO<,4>溶液。每連續(xù)處理3天間歇1天，共計8個周期。 3、定期檢測動物體重增長情況。 4、利用經(jīng)典Morris水迷宮檢測各組動物的學(xué)習(xí)記憶能力。

4、 5、測定腦組織EB含量來判斷各組動物BBB通透性的改變。 6、應(yīng)用透射電鏡觀察腦超微結(jié)構(gòu)的變化。 7、免疫組化熒光染色和正置熒光顯微鏡觀察毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上的細(xì)胞骨架蛋白F-actin的表達(dá)情況。 8、免疫組化SABC染色法觀察緊密連接相關(guān)蛋白occludin的分布位置以及表達(dá)水平的變化。 9、Westem blot法測定緊密連接相關(guān)蛋白occludin的含量變化。 10、統(tǒng)計分析采用S

5、PSS13.0(statistical package for the social science，SPSS)統(tǒng)計分析處理軟件對數(shù)據(jù)進行處理，P<0.05視為有統(tǒng)計學(xué)意義。 結(jié)果： 一、各組動物體重增長情況對照組大鼠體重增長值(115.6±4.8g)與中鋁組(82.4±22.2g)、高鋁組(55.8±6.80g)相比均具有統(tǒng)計學(xué)差異，P<0.05；中鋁組(82.4±22.2g)與中鋁+低鋅組(108.8±12.4g)、

6、中鋁+高鋅組(107.0±9.59g)相比均具有顯著差異，P<0.01；高鋁組(55.8±6.80g)與高鋁+低鋅組(93.0±4.47g)、高鋁+高鋅組(105.0±10.0g)相比均具有顯著差異，P<0.01。 二、Morris水迷宮檢測大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力各組之間的大鼠逃避潛伏期和空間定位航行實驗結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，P>0.05。 三、BBB通透性的變化對照組的腦組織EB含量(0.011±0.003μg/g腦重量)與低

7、鋁組(0.053±0.007μg/g腦重量)、中鋁組(0.085±0.012μg/g腦重量)、高鋁組(0.110±0.021μg/g腦重量)相比均具有顯著差異，P<0.01；中鋁組(0.085±0.012μg/g腦重量)與中鋁+低鋅組(0.036±0.004μg/g儋腦重量)、中鋁+高鋅組(0.031±0.002μg/g腦重量)相比均具有顯著差異，P<0.01；高鋁組(0.110±0.021μg/g腦重量)與高鋁+低鋅組(0.061±0

8、.003μg/g腦重量)、高鋁+高鋅組(0.042±0.006μg/g腦重量)相比均具有顯著性差異，P<0.01。 四、透射電鏡觀察腦超微結(jié)構(gòu)的變化電鏡結(jié)果顯示，對照組動物腦BBB緊密連接結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)皮細(xì)胞核近似圓形、核膜清晰，染色質(zhì)，線粒體、高爾基體等均具有完整結(jié)構(gòu)；中鋁、高鋁組大鼠腦內(nèi)皮細(xì)胞核出現(xiàn)不同程度的變形，線粒體和高爾基體偶有水腫，高鋁組伴有異染色質(zhì)向細(xì)胞核膜的邊集，內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接模糊，電子密度高；中鋁+低鋅組、

9、中鋁+高鋅組、高鋁+高鋅組動物腦BBB的超微結(jié)構(gòu)保持較完整，功能較正常，但也偶有內(nèi)皮細(xì)胞核的輕微分裂，緊密連接開放。 五、免疫組織化學(xué)熒光染色觀察微細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上的骨架蛋白F-tictin的表達(dá)在熒光顯微鏡下，對照組動物腦內(nèi)皮細(xì)胞骨架蛋白F-actin呈紅色絲狀，沿血管壁均勻表達(dá)；中鋁組、高鋁組動物腦內(nèi)的微血管的F-actin表達(dá)模糊，有不連接的現(xiàn)象，可見血管壁有不同程度的皺縮、變形；低鋁組、低鋅組、中鋁+高鋅組腦微血管較為規(guī)

10、則，絲狀F-actin沿血管壁均勻表達(dá)，連續(xù)、明亮、清晰。 六、免疫組化SABC染色法觀察緊密連接相關(guān)蛋白ocgludin的分布位置以及表達(dá)水平的變化組織化學(xué)研究結(jié)果顯示，occludin表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞毗鄰處，呈點狀和線狀表達(dá)；對照組大鼠微血管內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接相關(guān)蛋白occludin表達(dá)的平均光密度值(0.255±0.010)與中鋁組(0.219±0.008)、高鋁組(0.207±0.004)相比均具有顯著差異，P<0.05；

11、中鋁組(0.219±0.008)與中鋁+低鋅組(0.236±0.005)、中鋁+高鋅組(0.250±0.004)相比均具有顯著差異，P<0.01；高鋁組與高鋁+低鋅組(0.229±0.003)、高鋁+高鋅組(0.242±0.003)相比均有顯著差異，P<0.01。 七、Western blot法測緊密連接相關(guān)蛋白ocgludin的含量變化中鋁組大鼠腦組織中occludin(62-80KD)的相對光密度值(0.585±0.012)

12、和對照組(0.701±0.048)、中鋁+高鋅組(0.661±0.004)相比均具有顯著差異，P<0.01；高鋁組(0.427±0.003)與高鋁+低鋅組(0.565±0.003)、高鋁+高鋅組(0.678±0.014)相比，均具有顯著差異，P<0.01。 結(jié)論： 1．小于10mg/kg濃度的鋁接觸顯著降低了未成年SD大鼠的體重增長，但未對大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力產(chǎn)生明顯的影響。 2．2.5mg/kg濃度的鋁增加了未成

13、年大鼠BBB的通透性；大于5mg/kg濃度的鋁接觸增加了BBB的通透性，損傷了血管內(nèi)皮細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，顯著降低了緊密連接相關(guān)蛋白occludin的表達(dá)，改變了F-actin的表達(dá)。 3．5mg/kg的鋅未對未成年動物體重、BBB的通透性和超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的影響；10mg/kg的鋅顯著降低了未成年SD大鼠的體重增長，增加了BBB的通透性，損傷了血管內(nèi)皮細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，且影響了occludin和F-actin的表達(dá)。 4．鋅