目的:地方性氟中毒是主要的地球化学性疾病之一，过量氟摄入在体内长期蓄积会引起慢性氟中毒，并导致机体多系统功能损害，以氟斑牙和氟骨症为主要症状。地方性氟中毒在我国的流行范围较广，受累人数众多。而且，目前对氟中毒的发病机制尚不清楚，也缺乏行之有效的治疗药物。　　近十几年来，自由基学说逐渐成为各种慢性疾病发生发展的重要原因，特别是地方性氟中毒，人们常把氟过量引起的骨相和非骨相损伤，与自由基产生和氧化应激联系起来。流行病学人群调查和体内、外实验表明，过量氟可致机体脂质过氧化作用增强，体内MDA含量增高，抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)活性降低;而补充外源性抗氧化物质（硒、维生素C、维生素E）可加速尿氟排泄，缓解氟中毒症状，进而纠正体内氧化应激水平和脂代谢紊乱，明显改善氟诱导的脂质过氧化状态，在一定程度上拮抗或降低氟引起的过氧化反应，改善氟中毒所致骨相和非骨相损伤。因此，抗氧化剂在一定程度上可拮抗氟毒性。　　当前，植物化学物对慢性病的预防和治疗作用引起人们的关注。花色苷类物质便是其中之一。花色苷属于多酚类化学物质，作为自然界天然植物的主要呈色物质，它本身具有抑制和清除活性氧的生物学活性，是开发天然抗氧化活性物质的重要来源。玉米紫色植株色素属于花色苷类色素，前期的研究显示，该色素还原能力强、能够清除羟自由基、具有较强的抗氧化和抗脂质过氧化功能。因此，玉米紫色植株色素可以通过减少自由基，提高机体抗氧化能力改善氟中毒氧化应激状态、拮抗氟毒性。　　本研究采用饮水型氟中毒大鼠模型，应用光化学、形态学和分子生物学等手段，探讨玉米紫色植株色素对氟中毒大鼠骨、肝、脑和肾的保护作用及其机制，为玉米紫色植株色素在氟中毒的防治方面提供切实可靠的理论依据。　　研究方法:选用离乳健康SD大鼠80只（中国医科大学实验动物中心提供），雌雄各半，动物室适应性喂养一周后，按体重均衡原则随机分为4组，每组亦雌雄各半，分别为对照组(C)、染氟组(F)、低剂量色素组(FA)和高剂量色素组(FAA)。对照组饮自来水，饲普通饲料，实验组（F、FA和FAA组）饮含氟离子100.00mg/L的自米水，F组饲普通饲料，FA组饲以含玉米紫色植株色素的饲料(5g/kg)，FAA组喂饲色素含量较高饲料（10g/kg），实验共持续12周。定期观察实验大鼠的一般情况，并称取大鼠的体重、身长及尾长。实验结束后，采集相应的标本进行相关检测:测定各组大鼠血清生化指标及氟在体内分布情况;测定各组大鼠骨密度和钙、磷、镁代谢;测定各组大鼠肝、脑、肾组织中丙二醛、谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶及超氧化物歧化酶的活性，免疫组化法检测骨组织中ALP、BMP-2、G6PD的表达，Realtime PCR检测G6PD表达;在光、电镜下观察各组大鼠骨、肝、脑、肾组织病理损伤程度;采用Western Blot方法观察肝、脑、肾组织的Bcl-2、Bax蛋白表达水平。　　实验中收集的数据以均数±标准差表示，用SPSS17.0软件采用单因素方差分析方法(ANOVA)进行组间差异的显著性检验，两组间比较用LSD法检验。　　结果:1、各组大鼠的一般状况。随实验过程的进行，各组大鼠摄食量、饮水量、体重、身长和尾长均逐渐增加，只有F组大鼠饮水量在第8、9和10周时显著低于C组（P＜0.05），其他各指标各组间均无统计学差异（P＞0.05）。F组大鼠肾脏系数显著低于C组（P＜0.05），FA和FAA组大鼠肾脏系数均高于F组，且只有FAA组有统计学意义（P＜0.05）;其他各脏器系数各组间无统计学意义（P＞0.05）。2、氟在大鼠体内的分布、代谢。实验第20天左右，部分染氟大鼠开始出现轻度氟斑牙症状，随着染氟时间的持续，氟斑牙的症状逐渐加重，染氟12周后，与C组相比，染氟大鼠出现明显的氟斑牙症状，牙齿表面呈现典型的白垩状;部分大鼠门齿表面出现棕、白色相间条纹，一些牙齿伴有小沟、裂纹、部分脱落，或者呈锯齿状严重缺损。与C组比较，其它各染氟组大鼠肝、脑、肾、骨组织和血清、尿液中的氟离子含量显著增高(P＜0.01);特别指出的是，与F组比较，FA和FAA组大鼠骨组织氟含量又显著减少(P＜0.01)。3、MPPP对氟中毒大鼠生化指标和抗氧化能力的影响。与对照组比较，F组大鼠各项生化指标变化无统计学意义;FA和FAA组大鼠各项指标，与C和F组比较显著下降(P＜0.05)。实验各组大鼠血脂变化差异无显著性（P＞0.05）。各组大鼠血中钙、磷、镁含量变化不显著（P＞0.05）;经肌酐校正后的尿中钙、磷、镁含量，只有FAA组尿磷显著低于F组，差异有显著性(P＜0.05)。F组大鼠血中MDA含量分别显著高于C组和FA组(P＜0.05、P＜0.01)，差异有显著性;F组大鼠血中GSH-Px含量低于C组和FA组，只有与FA组比较差异显著（P＜0.05）。4、各组大鼠骨矿密度和骨矿含量。经双能X线骨密度仪检测，与C组比较，F组胫骨近端BMD和BMC有所下降，统计P值接近0.05，分别为0.068和0.086。FA和FAA组大鼠胫骨BMD和BMC均高于F组，仅FAA组大鼠近端BMD和BMC与F组比较差异有显著性（P＜0.05）。5、骨组织病理学观察。光镜下可见，对照组骨皮质薄厚均匀，骨小梁致密而且完整，呈网状排列且粗细均匀，排列整齐。F组大鼠骨皮质变薄，骨小梁粗细不均，小梁间间距增大、髓腔扩大，有部分断裂发生，FAA组动物与对照组视觉差异小，说明骨损伤不明显。电镜下对照组的成骨细胞，细胞核形状完整、核仁明显，胞质内细胞器较多，线粒体结构清晰，内质网丰富;F组大鼠的成骨细胞胞浆成分减少，轻度核固缩、呈不规则型、核仁消失，染色质浓聚边集，高尔基体和内质网减少，线粒体肿胀空泡化，提示成骨细胞功能低下。对照组骨细胞轮廓清晰，细胞质及细胞器较少;F组大鼠的骨细胞的超微结构观察发现，电子密度低，细胞内出现空泡、细胞器瓦解及明显的凋亡小体。而FA及FAA组大鼠骨细胞不同程度的好转。6、不同处理组大鼠骨细胞代谢相关因子的变化。Real-time PCR及免疫组化结果均显示，各组大鼠骨松质细胞G6PDmRNA和蛋白表达平均光密度值无显著性差异(P＞0.05);免疫组化结果显示，各组大鼠骨松质细胞BMP-2蛋白表达平均光密度值无显著性差异（P＞0.05），ALP表达结果显示FA和FAA组平均光密度高于F组，且FAA组显著增高（P＜0.01）;各组大鼠血清CTX-1变化无统计学意义（P＞0.05）。7、氟对大鼠肝损伤及花色苷的拮抗作用。生化指标改变如下，FA和FAA组大鼠血清AST和LDH含量均低于F组，其中FA组的AST和LDH与F组比较差异有统计学意义(P＜0.05);FAA组LDH与F组比较差异宜显著(P＜0.01)。此外，与F组比较其余各组ALT及AKP变化不显著（P＞0.05）。抗氧化结果显示，与C组比较，F组大鼠肝脏MDA含量明显高于C组(P＜0.05)，差异有显著性;与F组相比，FA和FAA组大鼠肝脏MDA含量均低于F组，其中FA组统计学P值为0.072。另外，FA和FAA组大鼠肝脏GSH含量分别高于F组，差异有统计学意义(P＜0.05，P＜0.01)。而各组大鼠肝脏T-SOD和GSH-Px含量变化差异不显著（P＞0.05）。光镜下对照组肝组织轮廓清楚，肝细胞索排列有序，胞浆红染，细胞核大、圆且居中;染氟组大鼠肝细胞部分水肿明显，肝细胞索排列紊乱，胞浆结构疏松，无肝细胞脂肪变性，肝细胞轮廓不清。电镜观察结果显示，对照组大鼠的肝细胞形态正常，细胞界限清晰可辨，细胞核圆且居中，细胞质内可见大量丰富的细胞器，线粒体和线粒体嵴规则、清晰可见;而F组大鼠的肝细胞形状发生改变，细胞界限模糊不清，部分染色质浓缩边集，并伴有新月形改变，多数线粒体发生肿胀，线粒体嵴出现断裂或者部分消失，内质网扩张，由部分肝细胞发生脂肪变性。蛋白印迹结果显示，F组大鼠肝脏Bax表达增强，而MPPP干预后的氟中毒大鼠肝脏Bax表达呈减弱趋势;同时，FA和FAA组Bcl-2表达呈增强趋势。8、氟对大鼠肾损伤及花色苷的拮抗作用。F组大鼠血清UREA含量均低于其它各组，其中与C组和FAA组相比，差异均有统计学意义(P＜0.01)。FA组大鼠肾脏T-SOD、GSH、GSH-Px含量分别高于F组各值，差异均有显著性(P＜0.05或P＜0.01)。光镜下显示对照组大鼠肾皮质近曲小管上皮细胞为立方寸矮柱状，排列较为整齐，核圆形，染色质分布均匀;肾小球囊壁完整，血管充盈，系膜细胞和足细胞未见异常。F组大鼠肾皮质近曲小管可见局灶性的上皮细胞肿胀、溶解、坏死，管腔增大，腔内可见脱落的上皮细胞。电镜下，对照组大鼠肾脏近曲小管细胞核圆，位于中心，细胞周围排列细长而密集的微绒毛，线粒体丰富、嵴膜清晰、内质网发达，散在溶酶体分布在细胞的胞浆内。F组大鼠肾近曲小管上皮细胞肿胀，线粒体普遍肿大，线粒体嵴减少或消失，有的成空泡状，个别线粒体膜已破裂;细胞核染色质边集，核膜褶皱，并出现断裂。凋亡蛋白表达结果，F组大鼠肾脏Bax表达增强，FA和FAA组大鼠肾脏Bax表达呈减弱变化;F组Bcl-2表达减弱，而FA组略有增强。9、氟对大鼠脑损伤及花色苷的拮抗作用。抗氧化结果显示，与C组比较，F组大鼠恼组织MDA含量明显高于C组（P＜0.05），差异有显著性;与F组相比，FA和FAA组大鼠脑组织MDA含量均低于F组，其中FA组有统计学意义（P＜0.05）。另外，FA和FAA组大鼠脑组织T-SOD、GSH和GSH-Px含量分别高于F组，但差异不显著(P＞0.05)。各组大鼠脑皮质神经胶质细胞变化不明显;对照组大鼠海马神经细胞排列正常、边缘清晰，核圆居中;F组大鼠海马神经细胞肿胀，部分细胞核浓染、固缩，顶树突明显拉长、肿胀空泡化。电镜条件下，对照组大鼠的脑神经细胞核大且圆，细胞核膜的双层结构清晰可见，细胞核内染色质分布均匀;细胞浆中细胞器丰富且正常分布。F组大鼠神经细胞膜褶皱，线粒体变形，嵴不清，伴有线粒体内空泡形成，严重者溶解、消失，染色质固缩、浓染。另外，染氟组大鼠大脑皮质和皮质下区髓鞘电子密度降低，数量显著减少。凋亡蛋白表达结果，F组大鼠脑组织Bax表达增强，FA和FAA组大鼠脑组织Bax表达呈减弱变化;FA和FAA组Bcl-2显著增强。　　结论:1、MPPP可拮抗氟中毒大鼠的骨密度降低和骨量减少。2、MPPP能提高氟中毒大鼠机体抗氧化能力。3、MPPP通过调节Bax和Bcl-2表达，抑制氟中毒大鼠肝、脑、肾细胞凋亡。