论文部分内容阅读
[目的]从糖代谢方面探究不同剂量铅对大鼠脑功能的影响,以丰富铅中毒引起大脑功能损伤机制的理论研究,为预防铅中毒提供一定的理论基础。[方法]选用21日龄SPF级SD雄性大鼠40只,适应性喂养7 d后,随机分为4组,分别为正常对照组(去离子水+基础饲料)、低剂量染铅组(0.1%的醋酸铅去离子水溶液+基础饲料)、中剂量染铅组(0.2%的醋酸铅去离子水溶液+基础饲料)、高剂量染铅组(0.3%的醋酸铅去离子水溶液+基础饲料),每组10只,试验期共65 d。试验期间,每5d监测一次各组大鼠体重的变化。喂养结束后,取大鼠脑组织,分离出海马及皮质,测定脑组织中铅、钙、锌、铁、镁、锰、铜二价矿物元素的含量以及己糖激酶(HK)、果糖-6-磷酸激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)、6-磷酸-葡萄糖脱氢酶(G-6-Pase)的酶活力;利用DNA末端标记法(TUNEL)标记凋亡细胞,统计脑组织中凋亡细胞的情况;实时荧光定量PCR法测定海马及皮质中胰岛素信号通路信号因子(Insr、Irs1、PI3K、Akt2、mTOR)及葡萄糖转运蛋白(GLUT-1、GLUT-3)mRNA相对表达量;蛋白免疫印迹法(Western-blot)测定GLUT-1和GLUT-3的蛋白表达量。[结果](1)与对照组相比,剂量组体重增加缓慢,且剂量越高增加越慢,其中低剂量组在第35天前体重高于对照组,在35天后体重低于对照组,中、高剂量组分别在第25天和第10天差异达显著水平(P<0.05),在第55天时两组差异均达极显著水平(尸<0.01)。(2)与对照组相比,三个剂量组脑组织中铅元素的含量均升高,而且随着染铅剂量的加大而增加,差异达显著水平(P<0.05或P<0.01)。低、中剂量组中钙、锌、铁、锰、镁、铜的含量均下降,高剂量组含量均上升;低剂量组中,镁、锌含量显著下降(P<0.05或P<0.01);中剂量组中,钙、镁、锌含量显著下降(P<0.05或P<0.01);高剂量组中,锌、铁、钙、锰、铜含量显著上升(P<0.05或P<0.01)。(3)与对照组相比,海马组织中低、高剂量组神经元细胞未见明显凋亡,凋亡程度均较弱,中剂量组神经元细胞中度凋亡;皮质组织中低、高剂量组神经元细胞中度凋亡,中剂量组神经元细胞凋亡表达强烈。(4)与对照组相比,剂量组脑组织中HK、PFK、PK的活力及G-6-Pase的含量均下降,差异达极显著水平(P<0.01)。(5)与对照组相比,海马组织剂量组Insr、Irs1、PI3K、Akt2、mTORmRNA的表达量均下降,GLUT-1 mRNA的表达量均升高,中、高剂量组GLUT-3 mRNA的表达量升高,差异达显著水平(P<0.0或P<0.01)。皮质组织低剂量组Irs1、mTOR、GLUT-3 mRNA的表达量升高,PI3KmRNA的表达量下降;中剂量组Irs1、Akt2mRNA的表达量升高,Insr、PI3K mRNA的表达量下降;高剂量组Insr、PI3K、GLUT-3mRNA的表达量下降,Akt2mRNA的表达量升高,差异达显著水平(P<0.05或P<0.01)。(6)与对照组相比,海马组织中剂量组GLUT-1的蛋白表达量均升高,中、高剂量组差异达显著水平(P<0.05);剂量组GLUT-3的蛋白表达量均升高,高剂量组差异达极显著水平(P<0.01)。[结论]铅暴露会导致大鼠体重增长缓慢,引起脑组织内钙、铁、锌等二价矿物元素的失调,造成神经细胞凋亡,影响胰岛素信号转导通路的信息传递以及GLUT转运葡萄糖的能力,降低糖酵解及磷酸戊糖途径的活性,从而导致神经元细胞对葡萄糖代谢的异常,影响正常的脑功能。