王大朋,蔣美吉,范麗麗
(貴州醫(yī)科大學(xué) 環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/公共衛(wèi)生與健康學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025)
砷是廣泛分布于巖石、土壤、食物和水環(huán)境中的類金屬環(huán)境毒物。長(zhǎng)期無(wú)機(jī)砷暴露可引起慢性砷中毒,導(dǎo)致機(jī)體多器官損害[1]。砷還是一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物,無(wú)機(jī)砷暴露與甲狀腺疾病的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系,如流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),飲水型砷中毒病區(qū)學(xué)齡兒童甲狀腺腫的患病率明顯高于非病區(qū)的學(xué)齡兒童[2]。孟加拉國(guó)砷中毒病區(qū)病例對(duì)照研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn),機(jī)體內(nèi)砷暴露水平是引起當(dāng)?shù)厝巳簡(jiǎn)渭儚浡约谞钕倌[的重要因素[3]。另有研究發(fā)現(xiàn),城市空氣砷暴露的人群,其甲狀腺激素和甲狀腺球蛋白的分泌會(huì)受到顯著影響[4]。因此,本研究以SD大鼠為對(duì)象,探討亞砷酸鈉(NaAsO2)暴露對(duì)SD大鼠外周血甲狀腺激素分泌水平的影響,為砷致甲狀腺損傷機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
亞砷酸鈉(NaAsO2),優(yōu)級(jí)純,美國(guó)Sigma-Aldrich公司;非抗凝采血管,北京索萊寶科技有限公司;三碘甲狀腺原氨酸(TT3)、游離T3(FT3)、總甲狀腺素(TT4)、游離T4(TT4)酶聯(lián)免疫吸附試劑盒,上海酶聯(lián)生物科技有限公司;Multiskan? GO型多功能酶標(biāo)儀,美國(guó)Thermo Fisher公司。
健康清潔級(jí)初斷乳SD大鼠24只,雌雄各半,體重100~120 g,購(gòu)自遼寧長(zhǎng)生生物有限公司,許可證號(hào):SCXK(遼)2015-001。適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后隨機(jī)數(shù)字表法分為正常對(duì)照組、低砷劑量組、中砷劑量組、高砷劑量組,每組6只。正常對(duì)照組給予去離子水灌胃,低、中、高砷劑量組按體重分別給予2.5 mg/kg、5.0 mg/kg、10.0 mg/kg的NaAsO2水溶液灌胃,每周灌胃6天,連續(xù)36周。所有大鼠按性別分籠飼養(yǎng),飼養(yǎng)條件為濕度60%~70%,溫度22~24 ℃。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)貴州醫(yī)科大學(xué)倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)(No.1800233),符合動(dòng)物倫理學(xué)要求。
到達(dá)染毒終點(diǎn)腹腔注射0.7%戊巴比妥鈉麻醉大鼠后心臟取血于非抗凝采血管中,3 000 r/min離心15 min后取上清。常規(guī)分離各組大鼠血清,ELISA法檢測(cè)各組大鼠血清中TT3、FT3、TT4、FT4分泌水平,具體操作嚴(yán)格按照相應(yīng)的ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,多組間比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)照組大鼠生長(zhǎng)發(fā)育良好,自主活動(dòng)均正常,毛發(fā)光滑干凈,行為正常;與對(duì)照組比較,亞砷酸鈉染毒組大鼠有飲水進(jìn)食量減少、毛發(fā)粗糙、少動(dòng)或呆臥、易激惹、互相抓咬等異常表現(xiàn),且異常行為隨亞砷酸鈉染毒劑量的升高而愈加明顯。
如表1所示,與對(duì)照組相比,染毒第36周時(shí),中、高砷劑量組雄性大鼠體重明顯降低(P<0.05);與對(duì)照組相比,染毒第36周時(shí),高砷劑量組雌性大鼠體重明顯降低(P<0.05);其余各砷染毒組大鼠體重較對(duì)照組有所降低,但未見(jiàn)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。
表1 亞砷酸鈉染毒對(duì)大鼠體重的影響(n=3,單位:g)
由表2可知,大鼠無(wú)機(jī)砷暴露36周后,各劑量組大鼠血清TT3、FT3分泌水平與對(duì)照組相比均顯著降低(P<0.01),且高砷劑量組TT3、FT3分泌水平明顯低于低、中砷劑量組(P<0.05)。
表2 不同劑量無(wú)機(jī)砷染毒大鼠血清TT3、FT3分泌水平(n=6)
由表3可知,大鼠無(wú)機(jī)砷暴露36周后,各劑量組血清TT4、FT4分泌水平均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),其中高砷劑量組FT4分泌水平明顯低于低、中砷劑量組(P<0.05)。
表3 不同劑量無(wú)機(jī)砷染毒大鼠血清TT4、FT4分泌水平(n=6)
甲狀腺是人體重要的內(nèi)分泌器官,甲狀腺功能若出現(xiàn)異常,可使機(jī)體多個(gè)系統(tǒng)功能發(fā)生障礙[5]。作為人體最大的內(nèi)分泌器官,甲狀腺能夠?qū)C(jī)體的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝過(guò)程、生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程產(chǎn)生重要影響,其發(fā)揮作用主要是通過(guò)分泌T3、T4等甲狀腺激素來(lái)實(shí)現(xiàn)[6]。目前十分有限的研究報(bào)道了砷暴露與甲狀腺的關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)砷暴露后可蓄積于動(dòng)物甲狀腺組織中,干擾甲狀腺相關(guān)激素分泌水平,進(jìn)而造成甲狀腺組織損傷,影響其功能[7]。SUN等[8]研究發(fā)現(xiàn),以含100 μg/L無(wú)機(jī)砷的飲用水飼養(yǎng)小鼠8周后,其甲狀腺組織出現(xiàn)明顯損傷,造成甲狀腺細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變,濾泡變形,膠質(zhì)減少甚至耗竭。然而,長(zhǎng)期砷暴露對(duì)大鼠甲狀腺激素分泌水平的影響目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。
本研究采用不同劑量NaAsO2染毒SD大鼠36周后發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期無(wú)機(jī)砷暴露可導(dǎo)致SD大鼠飲水進(jìn)食量減少并出現(xiàn)異常行為,且其體重較對(duì)照組大鼠明顯降低,說(shuō)明長(zhǎng)期砷暴露可引起SD大鼠慢性損傷。
血清TT4是判定甲狀腺功能最基本的指標(biāo),血清TT3水平的變化通常與TT4相一致,正常情況下血清TT3與TT4維持在一定范圍內(nèi),促進(jìn)新陳代謝及生長(zhǎng)發(fā)育[9-11]。FT3、FT4是機(jī)體中甲狀腺激素的另外一種存在形式,是甲狀腺激素與甲狀腺結(jié)合球蛋白結(jié)合后的甲狀腺激素,具有一定活性作用。當(dāng)機(jī)體受到外界刺激或存在慢性疾病時(shí),甲狀腺結(jié)合球蛋白水平會(huì)受到影響,此時(shí)血液中FT3、FT4的改變可較好地反映機(jī)體甲狀腺功能受損情況[12]。
本研究發(fā)現(xiàn),無(wú)機(jī)砷暴露36周后,SD大鼠血清TT3、FT3、TT4、FT4分泌水平較對(duì)照組均顯著下降,且隨染砷劑量的增加,其分泌水平逐漸降低,提示長(zhǎng)期無(wú)機(jī)砷暴露可造成SD大鼠甲狀腺功能損傷。SUN等[8]研究顯示,暴露于100 μg/L的三價(jià)或五價(jià)無(wú)機(jī)砷的小鼠在第8周后其血清T4分泌水平顯著低于對(duì)照組小鼠,與本研究結(jié)果相一致。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)機(jī)砷暴露可導(dǎo)致SD大鼠外周血甲狀腺激素水平降低,影響其甲狀腺功能。后續(xù)研究有必要進(jìn)一步深入探討砷致甲狀腺功能損傷的具體分子機(jī)制。