李佳歡,謝昌健,康瑞寧,張 旺,王彥波,楊 青,朱蘭蘭
(1. 山東理工大學(xué),山東 淄博 255000;2. 榮成泰祥食品有限公司,山東 威海 264309)
南極磷蝦(Euphausia superba),是生活于南冰洋水域的一類小型甲殼類浮游動物。南極磷蝦蛋白質(zhì)含量占60%~65%(以干樣計),富含蝦青素、微量元素等多種營養(yǎng)物質(zhì),還含有豐富的維生素、甲殼素和各類消化酶[1-2],且南極磷蝦儲量巨大,因此,南極磷蝦在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
南極磷蝦中雖然含有豐富的蛋白質(zhì)和多種微量礦質(zhì)元素,Soevik L 等人[3]研究表明南極磷蝦中氟的含量很高,整蝦氟含量可達2 400 mg/kg(干重計),且主要分布于甲殼中,在捕撈貯運加工過程中會從甲殼不可逆遷移到肌肉組織中[3-4],高于普通食品數(shù)百倍。氟是一種具有雙閾值性質(zhì)的微量元素,其化學(xué)性質(zhì)活潑,易在體內(nèi)發(fā)生變化,使體內(nèi)存在復(fù)雜的氟形態(tài),不同形態(tài)的氟對遷移路徑[5]、毒性[6-8]等均有影響。南極磷蝦中氟的賦存形態(tài)經(jīng)歷了較長的發(fā)展過程,很多研究人員對南極磷蝦中氟的賦存形態(tài)和其含量進行了進一步的探索[4,9-11],所以南極磷蝦無論是被當(dāng)作動物飼料還是作為人類的食物,其所含氟的生物毒性和其在動物、人體中的蓄積規(guī)律都是不可忽視的問題。
南極磷蝦的高氟含量不僅限制了它的加工和安全食用,也是南極磷蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個枷鎖,探索南極磷蝦中氟的蓄積相關(guān)研究已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點。
有關(guān)南極磷蝦中氟的存在形態(tài)有研究人員按樣品的不同處理方法對氟的形態(tài)進行劃分,也有人直接采取土壤中氟的分類方法應(yīng)用于南極磷蝦中氟的形態(tài)分類,南極磷蝦中氟主要分布于甲殼中,氟進入到南極磷蝦體內(nèi)后取代殼中羥基磷灰石中的羥基,與其結(jié)合形成更穩(wěn)定的氟磷灰石,從而硬化蝦殼,給磷蝦提供更加強大的保護作用[12]。Peng Y 等人[13]對南極磷蝦外殼無機鹽中氟化物的組成及含量進行分析,發(fā)現(xiàn)南極磷蝦外殼灰的主相是磷灰石、甲殼素和蛋白質(zhì)共存。由于無法對南極磷蝦各形態(tài)氟在分子層面進行直接分析,所以最初有研究者間接參考土壤和煤中不同形態(tài)氟的粗略分類,根據(jù)化學(xué)性質(zhì)簡單地利用氟在水及酸、堿溶液中的浸提性質(zhì)將其分類[14-15]。這些分類方法對研究氟的生物利用度有意義,然而還無法準(zhǔn)確地劃分氟與其他物質(zhì)的結(jié)合機制,而且一些氟成分在不同的溶劑中可以被浸出,因此在食品分析和安全評估領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)有限。此后,根據(jù)其他微量元素的分級特性,研究人員將土壤中的氟分為水溶性氟、可交換氟、鐵錳結(jié)合氟、有機結(jié)合氟和殘余氟[5,16]。這種方法細化了氟分離的難易程度,也考慮到了氟與不同成分的結(jié)合機制。如果結(jié)合食品和土壤的物質(zhì)和元素組成的差異,適當(dāng)?shù)馗倪M這種分類方法,可以更好地應(yīng)用于食品中氟元素的分析。潘建明等人[9]將南極磷蝦中的氟分為有機態(tài)和非有機態(tài),并發(fā)現(xiàn)甲殼中有機氟含量相當(dāng)高(90%),而且隨著時間和酶的作用會將有機氟轉(zhuǎn)化為無機氟,但沒有對氟的賦存形態(tài)進行具體研究。趙曉君等人[10]利用國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)[17]對化學(xué)形態(tài)分析定義結(jié)合超聲逐級提取法,對南極磷蝦粉中氟的賦存形態(tài)及其含量進行分析研究,結(jié)果表明,南極磷蝦粉中氟的賦存形態(tài)可分為水溶態(tài)氟、可交換態(tài)氟、氧化態(tài)氟、有機束縛態(tài)氟和殘渣態(tài)氟,其含量分別占總氟的15.7%,17.1%,31.7%,21.5%,14.0%。南極磷蝦無論是被當(dāng)作動物飼料還是作為人的食物,其所含氟的急慢性毒性和蓄積規(guī)律都是不可忽視的問題。關(guān)于急慢毒性方面,侯鐘令[18]用南極磷蝦粉喂養(yǎng)成年小白鼠14 d,以自來水灌胃為對照,對南極磷蝦粉的急性毒性進行評價,最后得到南極磷蝦粉經(jīng)口半數(shù)致死量LD50>20 g/kg BW,表明急性毒性為“實際無毒”。趙守渙等人[19]研究了煮南極磷蝦和南極磷蝦粉的急性毒性,結(jié)果顯示,小鼠對2 種南極磷蝦材料的耐受量分別大于599.04 g/kg BW和62.71 g/kg BW,煮蝦中高氟含量可能對肝臟有損傷。張玲等人[20]用含有南極磷蝦粉的飼料喂養(yǎng)大鼠3 個月,觀察南極磷蝦中氟對軟組織的影響,結(jié)果表明,南極磷蝦粉飼養(yǎng)的大鼠肝臟、腎臟、脾臟、腦組織表現(xiàn)出少量病變,但毒性低于氟化鈉。Ouyang Z 等人[21]分別用飼料和氟化鈉(750 mg/kg) 喂養(yǎng)鴨子28 d。結(jié)果表明,氟化鈉會對鴨的肝組織產(chǎn)生有害影響。侯鐘令[18]對大鼠進行28 d慢性毒性試驗,結(jié)果表明,南極磷蝦粉中的氟沒有影響大鼠的脂質(zhì)代謝,但引起大鼠的氧化應(yīng)激反應(yīng),進而導(dǎo)致了肝和腎的嚴(yán)重損傷。據(jù)此,磷蝦中氟攝入不會引發(fā)急性毒性癥狀,但是長期攝入則可對受試動物產(chǎn)生肝、腎損傷和硬組織中蓄積等慢性毒性作用。目前對于南極磷蝦中氟的慢性損傷的報道較少,但氟化鈉導(dǎo)致機體組織慢性損傷的機制研究較多,包括氟化鈉引起的氧化應(yīng)激,氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致肝[22]、腎臟[23]、生殖系統(tǒng)[24]和肺 部[25-26]等功能衰退和結(jié)構(gòu)損傷[27],后續(xù)可以根據(jù)氟化鈉對機體的損傷作用機制開展南極磷蝦中不同形態(tài)的氟對機體及各器官的損傷機制研究。關(guān)于南極磷蝦中氟的蓄積問題也受到了研究者的關(guān)注,南極磷蝦作為飼料對各類生物的影響不完全相同,但大多表現(xiàn)為骨骼上的蓄積對軟組織損傷不顯著。有研究發(fā)現(xiàn),以南極磷蝦為主要食物的魚類的骨骼氟含量為400~1 200 mg/kg、鳥類和哺乳類骨骼中氟含量為5 700~7 350 mg/kg,證實被消化吸收的氟都蓄積在骨骼中,并未導(dǎo)致骨骼氟中毒,分析可能是由于南極磷蝦中的氟在魚類、鳥類以及一些哺乳類動物體內(nèi)以低毒形式存在[28]。Moren M 等人[29]通過喂養(yǎng)大西洋鮭魚、大西洋鱈魚、虹鱒魚和大西洋比目魚含磷蝦或兩棲動物膳食和含氟化鈉(NaF) 的魚粉膳食的氟積累情況,無論用磷蝦或兩足動物粉代替的魚粉的數(shù)量如何,都沒有觀察到負面的健康或生長影響。Karlsen O 等人[30]將南極磷蝦粉以0,22%,63%,100%的比例代替飼料連續(xù)喂養(yǎng)大西洋鱈魚9 周后,與野生對照組相比,在肌肉中沒發(fā)現(xiàn)明顯的氟蓄積現(xiàn)。Yoshitomi B 等人[31]通過添加0,15.4%,100.0%的低氟磷蝦粉的飼料和以相同比例魚粉喂養(yǎng)海魚。發(fā)現(xiàn)各試驗組中均未見軟組織上的改變。但通過提取外骨骼發(fā)現(xiàn)氟在海魚脊椎中積累,并對其生長有抑制作用。高氟含量影響南極磷蝦開發(fā)應(yīng)用,但目前關(guān)于南極磷蝦中氟的蓄積及毒性研究還集中于總氟,對南極磷蝦中各型態(tài)氟的蓄積研究較少。因此,找到南極磷蝦各型態(tài)氟蓄積規(guī)律尤為重要。通過提取南極磷蝦中各型態(tài)氟,進行28 d 動物試驗,測定肝臟樣品各型態(tài)氟的富集規(guī)律;另取肝臟樣品進行組織病理學(xué)研究,觀察各型態(tài)氟對其結(jié)構(gòu)和病變特征,以便進一步研究南極磷蝦各形態(tài)在肝臟中的蓄積原理和對肝臟損傷的機制提供了參考。
健康SD 大鼠70 只,雌雄各占50%,統(tǒng)一體重200±20 g。(應(yīng)當(dāng)是雄鼠6 周齡,雌鼠8 周齡。) 由北京華阜康生物科技有限公司提供,質(zhì)量合格證號:SCXK(京) 2014-0004。受試動物在進行動物試驗前適應(yīng)環(huán)境1 周,期間自由采食和飲水,用于南極磷蝦中氟在大鼠體內(nèi)的蓄積規(guī)律研究。南極磷蝦粉,購自遼寧大連海洋漁業(yè)集團,于實驗室干燥冷凍貯存。
根據(jù)《GB/T 5009.18—2003 食品中氟的測定》(2013)[32]中第三法“氟離子選擇電極法”對樣品中氟含量進行測定,并依據(jù)實驗室實際條件對相關(guān)操作進行合理調(diào)整。
1.2.1 緩沖液的配置
稱取204 g 三水合乙酸鈉,溶解于去離子水中,定容至500 mL,得到3 mol/L 的乙酸鈉溶液,貯存于試劑瓶中,備用。稱取110 g 二水合檸檬酸鈉三鈉,溶解于去離子水中,加14 mL 高氯酸,定容至500 mL,得到0.75 mol/L的檸檬酸鈉溶液,貯存于試劑瓶中備用。上述3 mol/L乙酸鈉溶液和0.75 mol/L檸檬酸鈉溶液等體積混合,制得總離子強度緩沖液(ISA),現(xiàn)配現(xiàn)用。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)貯存液的配置
移液器吸取0.1 mol/L氟離子標(biāo)準(zhǔn)液5 mL,定容至500 mL,得到1.9 mg/L 氟離子標(biāo)準(zhǔn)液貯存液,儲存于試劑瓶中備用。
1.2.3 氟離子提取劑的配置
濃鹽酸和去離子水按照1∶11 的比例混合均勻,現(xiàn)用現(xiàn)配。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置
分別取氟離子標(biāo)準(zhǔn)貯存液10,50,500,2 500,5 000 μL 于50 mL 容量瓶中,加入25 mL 總離子強度緩沖液,10 mL 鹽酸溶液,使用去離子水定容至50 mL,備用;得到0.038,0.190,1.900,9.500,19.000 mg/L 的氟離子系列梯度質(zhì)量濃度溶液。
pH 值計切換至mV 模式,連接氟離子選擇電極,用去離子水反復(fù)沖洗電極頭部至pH 值計讀數(shù)顯示250 mV 以上,此后每次測定前均沖洗電極至空白電位250 mV 以上。
使用氟離子選擇電極從低到高分別測定上述的梯度濃度氟離子溶液,記錄電位值,并做氟離子濃度的常用對數(shù)-電位(lg C-mV) 的線性回歸方程,即得到氟離子濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。要求標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率在-59.15±5 以內(nèi),R2>0.999 5。
1.2.5 樣品測定
固體樣品:準(zhǔn)確稱取適量(1 g 左右,精確到4 位小數(shù)) 樣品,使用鹽酸溶液10 mL 浸提1 h 以上,期間不斷振蕩,浸提完成后加入25 mL 總離子強度緩沖液,使用去離子水定容至50 mL,測定電位值,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,按照以下公式計算濃度:
式中:X——樣品中氟含量,mg/kg;
A——測定液中氟質(zhì)量濃度,mg/L;
V——測定液總體積,此處為50 mL;
M——樣品質(zhì)量,g。
液體樣品:準(zhǔn)確量取5.000 0 mL 樣品,加入鹽酸溶液和總離子強度緩沖液,按照上述方法計算濃度。
參照趙曉君等人[10]的逐級化學(xué)- 超聲波提取方法,依據(jù)實驗室條件對相關(guān)方法做出合理調(diào)整。取南極磷蝦粉加入浸提液,料液比為1∶10,參照圖1中步驟進行逐級提取,每一步浸提完成后,于4 ℃下以轉(zhuǎn)速8 000 r/min 離心8 min,保留上清液,經(jīng)處理后用作動物試驗飼喂的含各形態(tài)氟的南極磷蝦粉,沉淀物進行進一步浸提。采用1.2 中氟測定方法測得各形態(tài)氟。
圖1 不同形態(tài)氟的南極磷蝦粉
不同形態(tài)氟的南極磷蝦粉見圖1。
參照經(jīng)濟合作與發(fā)展組織化學(xué)品測試指南[33]第4 節(jié)中的407 號試驗:在嚙齒類動物中進行為期28 d的重復(fù)給藥口服毒性研究,設(shè)計了以下方案:所有老鼠連續(xù)飼喂28 d,按照飼喂飼料不同將雌雄鼠各隨機分為7 組,每組5 只:水溶態(tài)氟蝦粉、可交換態(tài)氟蝦粉、氧化態(tài)氟蝦粉、有機結(jié)合態(tài)氟蝦粉、殘渣態(tài)氟組、空白對照組(不添加蝦粉)、陽性對照組(氟化鈉)。使用1.3 中制備的各形態(tài)氟南極磷蝦粉飼喂,每日1 次灌胃,高劑量南極磷蝦粉組的氟給予量則通過向飲用水中添加100 mg/L 氟化鈉來達到。
動物分組情況見表1。
表1 動物分組情況
正常光照下連續(xù)喂養(yǎng)28 d,觀察并記錄動物在試驗過程中的活動狀態(tài)、飲食、糞便和死亡狀況。飼喂結(jié)束后,用3%的戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉,然后處死存活動物,剖解,取肝器官組織。采集的器官取1 份,使用1.3 中的方法測定氟含量。另取1 份固定于10%福爾馬林溶液中,作為后續(xù)做組織病理學(xué)切片的樣品。
根據(jù)文獻[18]報道的南極磷蝦中氟有蓄積與肝臟中的趨勢,選擇受試雌雄鼠肝臟做病理學(xué)切片,觀察不同形態(tài)氟對肝臟的病理學(xué)變化,詳細過程如下:組織的固定及清洗:使用4%多聚甲醛(PFA) 固定組織,把固定好的組織塊切成0.5×0.09 cm3的塊,用自來水流水沖洗,再用10%福爾馬林溶液固定的肝臟樣品10 h 以上,以便能更充分地洗去福爾馬林溶液和甲醛。
(1)脫水及透明。將組織塊,用不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇進行脫水,75%乙醇脫水1 h,80%乙醇脫水1~2 h,90%乙醇脫水1 h,95%乙醇脫水0.5 h,100%乙醇5~30 min,再用50%乙醇+ 50%二甲苯透明30 min。
(2) 浸蠟。先用軟蠟1 h 后再用軟蠟2 h最后用硬蠟2 h。目的在于把組織中的二甲苯除去。
(3) 組織包埋。首先準(zhǔn)備好模具,將組織切面朝下放在模具底部,然后將包埋盒蓋在模具上,將融化的蠟倒入模具中,直到蠟從模具中溢出,然后小心地提起模具,將其平放在冷凍臺上,讓其迅速冷卻凝固,約10 min 后取出。
(4) 切片。首先,要對蠟塊進行修補,通常修補成梯形,刀具與蠟塊的傾斜角度為20~30 °,切片的厚度為4~6 μm。
(5) 展片。切片被分割并置于48 ℃的溫水浴中。這時,由于表面張力的作用,切片漂浮在水面上并自然展平,使用粘附的載玻片以一定的角度插入水面,將切片帶出,使切片附著在玻片的適當(dāng)位置,在50 ℃下烤片30 min 以上。
(6) 染色。在蘇木精-伊紅(HE) 中染色2 min。
(7) 封片。在每張載玻片上的組織上滴上一滴樹脂,然后蓋一張蓋玻片,在烘箱中烘干。
(8) 顯微鏡觀察。在光鏡下檢查干燥的切片,選擇組織結(jié)構(gòu)完整、染色均勻、分辨率高的切片,放在顯微鏡下觀察、拍照和分析。
試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Graph Pad prism 9.0 統(tǒng)計軟件,組間比較采用單因素方差分析,數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,p<0.05 為差異顯著,p<0.01 為差異極顯著。
用氟離子選擇電極法測得的各組飼料樣品中各形態(tài)氟含量。
各組飼料氟含量見表2。
表2 各組飼料氟含量
大鼠在喂養(yǎng)28 d 后,用5%的水合氯醛麻醉,采肝組織,使用氟離子選擇電極法測得的各組雌雄鼠肝臟各形態(tài)氟含量。
不同形態(tài)氟在雌雄大鼠肝臟蓄積情況見圖2。
圖2 不同形態(tài)氟在雌雄大鼠肝臟蓄積情況
由圖2 可知,在肝臟中無論雄鼠還是雌鼠,與空白組各形態(tài)氟均有不同程度的蓄積,其中極顯著的為氟化鈉組和水溶態(tài)氟,顯著的為可交換態(tài)氟和有機結(jié)合態(tài)氟。
動物試驗結(jié)束后,立即處死試驗動物,解剖各組動物并把各組肝組織固定;另取一份肝臟做組織病理學(xué)切片,采用石蠟進行包埋,并用蘇木精-伊紅染液進行染色處理,然后放置于顯微鏡下進行觀察分析。
不同形態(tài)氟對雄鼠肝臟組織病理學(xué)變化見圖3。
圖3 不同形態(tài)氟對雄鼠肝臟組織病理學(xué)變化
由圖3 可知,空白對照組、肝細胞圍繞中央靜脈規(guī)則排列,呈圓形,細胞邊界清晰。南極磷蝦中各形態(tài)氟對雄大鼠肝臟都有不同程度的損傷,其中水溶態(tài)氟組大鼠與空白組相比肝小葉和肝竇擴張(○),肝細胞空泡變性,內(nèi)容物溢出(粗箭頭),中央靜脈擴張(細箭頭);可交換態(tài)氟組大鼠出現(xiàn)肝細胞空泡變性以及內(nèi)容物溢出;氧化態(tài)氟組出現(xiàn)少許肝細胞腫大,以及細胞空泡變性;有機結(jié)合態(tài)氟組中央靜脈擴張,周圍環(huán)繞深藍色紅細胞(□);殘渣態(tài)氟組出現(xiàn)中央靜脈擴張,少許肝細胞腫大;氟化鈉組出現(xiàn)中央靜脈擴張,周圍環(huán)繞深藍色紅細胞(□),肝細胞腫大,空泡變性等。
不同形態(tài)氟對雌鼠肝臟組織病理學(xué)變化見圖4。
圖4 不同形態(tài)氟對雌鼠肝臟組織病理學(xué)變化
由圖4 可知,不同形態(tài)氟對肝損傷與雄鼠損傷相似,包括肝小葉和肝竇擴張(○),肝細胞空泡變性,內(nèi)容物溢出(粗箭頭),中央靜脈擴張(細箭頭),周圍環(huán)繞深藍色紅細胞等。
經(jīng)過從南極磷蝦中提取各種形態(tài)氟喂養(yǎng)大鼠28 d后,雌雄大鼠肝臟中水溶態(tài)氟蓄積含量僅次于氟化鈉,同時觀察肝組織病理切片發(fā)現(xiàn)其對雌雄大鼠肝臟有不同程度的損傷。有研究表明,谷胱甘肽以還原型谷胱甘肽(GSH) 和氧化型谷胱甘肽(GSSG) 2 種形式存在于體內(nèi),還原型谷胱甘(GSH) 肽是其活性成分,能參與體內(nèi)的氧化還原過程。在谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶作用下,還原型谷胱甘肽能與過氧化物和自由基結(jié)合,來抗衡氧化劑對巰基的破壞,保護細胞膜中的含巰基的蛋白質(zhì)和含巰基的酶被損害,還可對抗自由基對重要器官的損傷,肝臟主要是通過還原型谷胱甘肽系統(tǒng)抵擋氧化應(yīng)激帶來的損害[34],水溶態(tài)氟有明顯的積存現(xiàn)象,說明水溶態(tài)氟有可能會損害大鼠肝臟中的還原型谷胱甘肽系統(tǒng),使細胞膜被破壞而在肝臟中蓄積。
肝臟是人和動物最重要的代謝和解毒器官,肝臟參與了全身輸注過程中產(chǎn)生的有毒化合物和從環(huán)境進入機體的外源性毒素的代謝[35],因此有必要研究各形態(tài)氟暴露對肝臟正常功能及代謝的影響。肝細胞中的線粒體在維持肝功能方面起著重要的作用,線粒體呼吸鏈復(fù)合物亞單位是線粒體氧化磷酸化過程中的關(guān)鍵酶,線粒體呼吸鏈復(fù)合物亞單位的異常表達可能導(dǎo)致線粒體功能異常,從而對肝臟細胞造成損傷[36]。有研究表明活性氧和自由基誘導(dǎo)的損傷在肝臟的毒性中起重要作用[37]。全蝦粉處理組雄鼠肝臟匯管區(qū)發(fā)生嚴(yán)重損害,肝細胞被損傷嚴(yán)重而且伴有有點狀壞死,雌鼠肝細胞出現(xiàn)大量氣球樣變性,與文獻[20]中觀察結(jié)果相似,說明在5 種形態(tài)氟的共同作用下,可能會對線粒體呼吸鏈復(fù)合物亞單位或者活性氧和自由基或從其他方面產(chǎn)生影響,雖然蓄積并不是很多,但是仍對肝臟造成很大損傷,與文獻[35]研究結(jié)果相似,根據(jù)蓄積情況可以推算水溶態(tài)氟對肝臟細胞造成的損傷最大;在水溶態(tài)蝦粉組,雌雄鼠肝臟都出現(xiàn)一定的炎癥和肝細胞毛玻璃樣變性和淋巴細胞浸潤肝竇,是藥物損傷肝細胞的一個典型的特征,表明除水溶性氟以外的4 種形態(tài)氟共同作用可以對肝臟造成損害,程度沒有5 種形態(tài)氟共同作用造成的肝損傷嚴(yán)重,可交換態(tài)氟對肝臟的損傷和水溶態(tài)氟相比較弱;可交換態(tài)氟蝦粉組、氧化態(tài)氟蝦粉組和有機結(jié)合態(tài)氟蝦粉組雌雄鼠肝臟大多都是出現(xiàn)程度不同的炎癥,如淋巴細胞浸潤肝血竇、中央靜脈區(qū)擴張,大量淋巴細胞浸潤;以上現(xiàn)象說明5 種形態(tài)氟都可對肝造成損傷,但是程度不同,且越多不同形態(tài)氟之間的共同作用會對肝臟造成更明顯的損害;氟化鈉組雄鼠出現(xiàn)典型的炎癥,雌鼠肝臟出現(xiàn)典型肝細胞氣球樣變性及炎癥,與文獻[38]結(jié)果相似;在空白組雄鼠肝臟中出現(xiàn)的肝竇擴張,肝細胞溶解破裂,雌鼠肝臟中出現(xiàn)的明顯的橋接纖維化,伴有明顯炎癥,這表明動物飼料中的氟對肝臟有損傷作用。
僅通過觀察肝臟病理學(xué)切片中肝細胞的形態(tài)和特征來研究各形態(tài)氟引起肝損傷的作用機制說服力不強,因此有必要采取其他方法進一步分析引起肝損傷的機制。很多研究表明,在氟中毒對機體的損傷中氧化應(yīng)激作用起著很大的作用[39],機體慢性氟中毒時內(nèi)臟組織病理學(xué)損傷可能與氟誘導(dǎo)機體脂質(zhì)過氧化作用增強有關(guān)聯(lián)[40];在正常情況下,體內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生和清除是處于一種平衡中,當(dāng)氧自由基產(chǎn)生過多亦或是抗氧化體系故障時,體內(nèi)氧自由基代謝就會出現(xiàn)失衡現(xiàn)象,這種現(xiàn)象被稱氧化應(yīng)激作用,活性氧自由基可以與機體內(nèi)多種生物分子發(fā)生反應(yīng),破壞正常的組織結(jié)構(gòu)和其功能,造成組織細胞生物膜、蛋白質(zhì)、核酸等受損;氧自由基能夠作用于生物膜中的多不飽和脂肪酸,導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化,最終生成產(chǎn)物MDA;MDA 的測定常常與SOD 活力的測定相互關(guān)聯(lián),MDA 的高低間接反映了機體細胞受自由基攻擊的受損程度,SOD 活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力高低,保護細胞免受氧自由基損傷,結(jié)合SOD 和MDA 的分析結(jié)果就可以了解到機體內(nèi)氧化應(yīng)激的情況[41]。有研究表明,自由基或其脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物易穿透核膜而對DNA 造成直接損傷,使凋控基因(P53、Bcl-2) 等遭到損壞,干擾細胞正常的生長和死亡平衡,導(dǎo)致細胞凋亡[42]。
在肝臟中無論雄鼠還是雌鼠,與空白組相比各形態(tài)氟均有不同程度的蓄積,其中南極磷蝦中水溶態(tài)氟含量僅次于陽性對照組。同時,根據(jù)大鼠肝臟組織病理學(xué)切片觀察到南極磷蝦中不同形態(tài)氟對肝臟也均有損傷。
總之,南極磷蝦中各賦存形態(tài)氟的積累及其對大鼠肝臟的影響是一個重要的關(guān)注點。研究由這種積累引起的肝損傷對于保護動物和人類健康免受任何負面作用至關(guān)重要,需進行進一步研究。不僅要確定南極磷蝦中氟的類型和濃度,還要確定暴露于這些物質(zhì)時肝臟內(nèi)發(fā)生的生化過程。這些研究可以更好地了解氟如何影響生物體,并能夠為未來制定有效的預(yù)防計劃。