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铅是一种具有神经毒性的重金属,它作为一种矿藏广泛存在于自然界,并以良好的柔性和抗腐蚀性得到在工业和日常生活中的广泛应用。铅在环境中可长期蓄积造成污染,通过食物链、水、土壤和空气进入人体。儿童是铅污染的易感人群,铅对儿童的生长发育和智力行为有严重的影响,可出现生长发育落后、智力下降、反应迟钝、多动和注意力集中障碍等症状。一氧化氮(NO)被认为是典型的逆行信使分子,在学习和记忆中起重要作用,其生物合成主要受一氧化氮合酶(NOS)的调节,目前多以NOS活性来反映NO的含量。已知NOS有三种类型,分别为神经元型NOS(nNOS)、诱导型NOS(iNOS)和内皮型NOS(eNOS),其中nNOS和eNOS合称为结构型NOS(cNOS)。但目前研究对于铅导致脑NO含量及NOS活性降低还是升高方面尚有争议。本研究拟对小鼠设立正常对照组和不同水平铅暴露组,检测小鼠的血铅和组织铅浓度、Morris水迷宫逃避潜伏期以及脑和血清NO含量、NOS活性的变化情况,探讨不同水平铅暴露对生长发育期小鼠学习记忆能力的影响及脑NO、NOS和血清NO、NOS与小鼠学习记忆能力之间的联系。材料与方法1动物模型制备及分组刚断乳远交群昆明小鼠120只,体重18g～22g,雌雄各半。以含醋酸铅的饮水做铅暴露源,设立0.3g/L组,1.0g/L组,3.0g/L组和正常对照组。每组30只小鼠,雌雄各半,分笼饲养。2标本的采取开始染铅记为第0d。分别在第7、14和21d,对全部小鼠采用尾部采血。采血后,每组随机抽取10只小鼠,雌雄各半。断头采血,用于分离血清。解剖小鼠,分离脑、脾、肾、肝、肺和股骨,称重后保存于-20℃冰箱。3小鼠体重的测定分别在第0、7、14、21d,用JJ200型精密电子天平测量每组小鼠体重。4小鼠血铅和组织铅浓度的测定用Z-5000石墨炉原子吸收光谱仪测小鼠血铅和组织铅浓度。5小鼠Morris水迷宫试验的测定在第7、14和21d,每组随机抽取小鼠10只进行测试,3次训练后,测小鼠逃避潜伏期。6小鼠脑及血清NO含量、NOS活性的测定在第7、14和21d,用试剂盒测定脑和血清的NO含量,NOS活性。7统计学分析用SPSS 12.0统计软件对实验数据进行方差分析、秩和检验(K-W检验)、多个样本均数的两两比较(SNK法检验和Wilcoxon秩和检验)和相关分析。检验水准α=0.05。结果1铅暴露对小鼠一般状况的影响随着铅暴露时间的增加,正常组小鼠体重呈升高趋势,3组铅暴露小鼠体重的增加较对照组缓慢,差异有统计学意义(P＜0.05);各铅暴露组小鼠的每周体重增长率随铅暴露时间增加均呈下降趋势,均低于正常组,差异有统计学意义(P＜0.05)。2铅暴露对小鼠血铅和组织铅浓度的影响各铅暴露组小鼠的血铅、脑铅和骨铅浓度随着铅暴露时间和水平的增加均升高,差异有统计学意义(P＜0.05);肝铅、肾铅、脾铅浓度随着铅暴露水平的增加均升高,差异有统计学意义(P＜0.05);肺铅与正常组小鼠相比,差异无统计学意义。3铅暴露对小鼠智力的影响3.1 Morris水迷宫试验随着铅暴露时间和水平的增加,各铅暴露组小鼠的逃避潜伏期均增加,差异有统计学意义(P＜0.05)。3.2铅暴露对小鼠脑和血清NO、NOS的影响3.2.1铅暴露对小鼠脑NO、NOS的影响各铅暴露组小鼠的脑NO含量随着铅暴露时间的增加呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05);在同一时点,随着铅暴露水平的增加,其含量亦呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05)。各铅暴露组小鼠的脑总NOS、iNOS和cNOS活性,随着铅暴露时间的增加呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05)。在同一时点,随着铅暴露水平的增加,脑总NOS呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05);脑iNOS和脑cNOS活性变化趋势不明显。3.2.2铅暴露对小鼠血清NO、NOS的影响各铅暴露组小鼠的血清NO含量随着铅暴露时间的增加呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05)。随着铅暴露时间的增加,各铅暴露组小鼠的血清总NOS和iNOS活性呈升高后又降低的趋势,差异有统计学意义(P＜0.05);血清cNOS活性呈下降趋势,差异有统计学意义(P＜0.05)。在同一时点,随着铅暴露水平的增加,血清总NOS、iNOS和cNOS活性变化差异均有统计学意义(P＜0.05)。3.3相关分析小鼠血清cNOS活性,在第7d与血铅浓度呈负相关(r=-0.316,P=0.047);在第14和21d时,小鼠血清cNOS活性与与血铅、脑铅浓度及Morris水迷宫逃避潜伏期均呈负相关(r=-0.365,P=0.020;r=-0.361,P=0.022;r=-0.458,P=0.003;r=-0.731,P=0.000;r=-0.512,P=0.001;r=-0.698,P=0.000)。结论1随着铅暴露时间和水平的增加,小鼠体重增长越为迟缓。2小鼠的学习记忆能力随铅暴露时间和暴露水平增加而降低。3随着铅暴露时间的增加,小鼠脑和血清的NO含量减少,脑和血清的NOS活性降低,且小鼠血清cNOS活性可能与学习记忆能力有相关性。