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苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响

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苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响 苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及 单胺氧化酶活性的影响 第35卷第4期 2006年7月 卫生研究 JOURNALOFHYGIENERESEARCH Vo1.35No.4 Ju1.20o6399 文章编号:1000—8020(2006)04—0399—04?论着? 苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响 李斌肖经纬王海华李忠生张星 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所,北京100050 摘要:目的观察苯乙烯在不同染毒...

苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响
苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响 苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及 单胺氧化酶活性的影响 第35卷第4期 2006年7月 卫生研究 JOURNALOFHYGIENERESEARCH Vo1.35No.4 Ju1.20o6399 文章编号:1000—8020(2006)04—0399—04?论着? 苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响 李斌肖经纬王海华李忠生张星 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所,北京100050 摘要:目的观察苯乙烯在不同染毒期限和染毒剂量下对大鼠神经系统多巴胺递质含量及单胺氧化酶 活性的影响.方法大鼠随机分为5组,每组12只动物,雌雄各半.苯乙烯急性染毒剂量为600mg/kg,亚急 性染毒剂量为150600mg/kg,恢复组在苯乙烯染毒后正常饲养3周,L-dopa组在苯乙烯染毒同时腹腔注射 600mg/kgbw的L-dopa.方法监测动物尿中苯乙烯代谢物苯乙醇酸(MA)和苯乙醛酸(PGA)的含量作为苯乙 烯染毒的内剂量,测定苯乙烯染毒大鼠不同脑区多巴胺(DA)含量及参与多巴胺代谢的单胺氧化酶(MAO)活 性的变化.结果尿中的PGA和MA含量与染毒剂量均呈正相关,由于存在一定的环境本底,MA比PGA在 作为苯乙烯染毒内剂量的指标上更有代 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 性.视网膜,垂体和纹状体中的DA含量在苯乙烯染毒下显着降 低,垂体中的MAO活性增加,而纹状体和视网膜中的MAO活性减小.结论苯乙烯 可以通过多巴胺通路产 生对机体的神经损伤. 关键词:苯乙烯多巴胺单胺氧化酶大鼠 中图分类号~R994.6Q593.2文献标识码:A Effectsofstyreneonthedopaminergictransmittercontentand monoamineoxidaseactivityindifferentsectionsofratbrain LiBin,XiaoJing—wei,WangHai—hua,LiZhong—sheng,eta1. InstituteofOccupationalHealthandPoisonControl,ChinaCenterforDiseaseControlandPrevention,Beijing100050,China Abstract:ObjectiveToobservetheeffectondopaminergictransmittercontentandofmonoamineoxidase(MA0) activityatdoseofexperimentindifferentsectionsofratbrainexposedbuacutelyandsubacutelystyrene.MethodsRats wereadministratedorallywithstyreneofatdoseof600mg/kgforacute,150,300and600mg/kgforsubacuteexperiment; recoverygroupwereobservedafter3weeksexposureofstyreneandintervenedgroupwereinjectedintraperitoneallyatdose of600mg/kgLevodopa(L-dopa);theurinarymetabolitesofstyrenemandelicacid(MA)andphenylglyoxylicacid(PGA) weremoniteredasinnerdosage,andthecontentofdopamine(DA)andactivityofMAOwereevaluated.ResultsThe resultindicatedthatthecontentofurinaryMAandPGAwereassociatedwithdosagepositively,andMAmaybemore sensitiveasinnerdosageofstyreneexposuresincethebackgroundofPGA.LevelsofDAinretina,hypophysisandstriatum weredecreasedafterstyreneexposure,theactivitiesofMAOinhypophysiswereincreasedandwerereducedinretinaand striatum.ConclusionItwassuggesteddopaminergicsystemcouldbeparticipatedinstyreneneurotoxicity. Keywords:styrene,dopamine,monoamineoxidase,rat 苯乙烯作为合成聚合物塑料,树脂和橡胶的单体,在世界 范围内得到广泛应用….苯乙烯可以使接触者和实验动物发 生神经系统损伤,主要表现为虚弱,不安,震颤,抽搐,意识 丧失,共济失调,昏迷等CNS中毒症状.苯乙烯可以导致大 鼠纹状体,丘脑下部和嗅管区多巴胺含量的减少,但这仅作为 DA耗竭的一种代偿机制.经口染毒苯乙烯的大鼠可以观 察到全脑MAO活性的降低以及5一HT和去甲肾上腺素水平的 升高,但DA含量并未受到影响.Pahwa等于1993年推论苯 乙烯神经损伤作用可能通过多巴胺系统产生.尽管十几年 基金项目:国家科技部社会公益研究专项(No.2005DIB1J089) 作者简介:李斌,男,副研究员,硕士生导师 1通讯作者 人类和动物研究结果提示多巴胺的介导可能与苯乙烯的神经 毒性有关,但研究结果的相互矛盾和研究资料的不完备使得 结果无法定论. 苯乙烯在人体内的药代动力学与在动物体内的相似】. MAO是DA降解过程中的限速酶,可以将DA代谢为高香草 酸;而MA和PGA作为MAO催化后产生的苯乙烯代谢物,能 够反映出苯乙烯接触的内剂量.本项研究采用苯乙烯急性 和亚急性的染毒方式,观察染毒期限和染毒剂量对效应的影 响.以MA和PGA作为苯乙烯染毒内剂量的监测指标并探讨 二者的敏感性差异,研究苯乙烯对多巴胺(DA)含量的影响, 测定参与多巴胺代谢的关键酶单胺氧化酶(MAO)活性的变 化,探讨苯乙烯神经毒性的作用机制并观察各种相关因素在 效应发生时的变化规律. 400卫生研究第35卷 1材料与方法 1.1实验动物 清洁级SpragueDawley大鼠(体重180,200g)购自中国医 学科学院动物研究所繁育场.每周称取1次动物体重.实验 开始前对动物进行1周适应性饲养和检疫.确认健康后方可 使用.动物随机分组,每组12只动物,雌,雄各半. 1.2染毒方法 以饲管法染毒动物.苯乙烯急染毒剂量为600mg/kg, 一 次灌胃染毒;苯乙烯亚急性染毒每日1次,每周5次,共3 周灌胃染毒,其中苯乙烯染毒组剂量为150,300和600mg/kg, 恢复组在苯乙烯染毒后正常饲养3周,L-dopa组动物在苯乙 烯染毒同时腹腔注射600mg/kg的L-dopa(12%W/v水溶液). 实验中应用的苯乙烯为不同浓度的:i宅生油溶液,灌胃体积均 为0.5ml/100g体重;阴性对照组灌胃同体积花生油. 1.3多巴胺含量测定 根据Simon等提出的方法,使用荧光分光光度法在 310nm激发波长和390nm荧光波长下测定二羟基吲哚含量, 计算神经组织中的多巴胺含量及回收率.DA(ng/gtissue)= (A样品一A对照)X21.6/(A 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 一A对照)XW样品,其中样品为样 品重量(z). 1.4MAO活性测定 根据Charles等的方法测定神经组织中的MAO活性, 对环己烷提取物的苯甲醛使用紫外分光光度仪在波长242nm 比色以测定MAO活性.MAO活性(U/g蛋白)=AX50/ C自,C自为蛋白浓度(g/m1). 1.5MA和PGA的测定 按照线引林等提出的HPLC测定法"进行染毒6h尿液 中MA和PGA含量分析.HPLC的流动相为甲醇:混合酸 (0.05%醋酸及0.05%磷酸)=1:9,流速为1.0ml/min,采用4.6 X100mmC.反相柱分离样品.紫外检测器的波长设定为 225nmol/L.以保留时间定性,内标标准曲线法定量.标准曲 线中MA的浓度分别为37.5,75,125,250,500和1000ttg/ml, PGA的浓度分别为0.375,0.75,1.25,2.5,5和10mg/ml. 1.6数据处理和统计学检验 所有数据的显示结果均以"均数?标准差"(?s)表示, 采用ANOVA和student—t检验方法进行各组数据的显着性检 验,显着性水准设定为P<0.05. 2结果 2.1不同神经组织中多巴胺的分布 苯乙烯染毒使动物神经组织中的多巴胺含量显着降低 (表1),并以纹状体中的多巴胺含量下降幅度最大;亚急性染 毒时,染毒剂量与神经组织中多巴胺的含量呈负相关,苯乙烯 对雄性大鼠视网膜,垂体和纹状体多巴胺的回归方程分别为 :一37.97X+261.15,=一37.78X+296.1和=一 119.37X+737.95;苯乙烯对雌性大鼠视网膜,垂体和纹状体 多巴胺的回归方程分别为=一25.2X+196.9,=一33.92X +251.85和:一75.06X+504.05. 表1苯乙烯对大鼠DA含量的影响 Tab~,elEffectso,styreneexl~osureondopaminecontentinrats(王?s)ng/gt置 注:与对照组相比(1)P<0.05(2)P<0.01 2.2MAo活性测定 动物染毒于苯乙烯后,垂体中的MAO活性明显升高,而 视网膜和纹状体中的MAO活性则显着下降(表2).亚急性染 毒时,染毒剂量与垂体中的MAO活性呈正相关,雄,雌大鼠染 毒剂量与垂体中的MAO活性的回归方程分别为=0.42X+ 3.6和}=0.59X+3;视网膜和纹状体中的MAO活性与染毒 剂量呈负相关,雄,雌大鼠视网膜中的MAO活性的回归方程 分别为=一0.2X+3.05和=一0.24X+3.15,雄,雌大鼠 纹状体中的MAO活性的回归方程分别为=一0.24X+3.25 和---0.22X+3.1. 2.3PGA和MA的测定 苯乙烯亚急性染毒后6h的动物尿样监测数据表明,PGA 的排泄量在101.94,2968.49mg/mmol肌酐,MA的排泄量在0 , 341.14mg/mmol肌酐(表3).染毒剂量与尿中代谢物的含量 呈正相关.苯乙烯对雄性大鼠尿中MA和PGA的回归方程分 别为=104.59X一79.935和=928.84X一944.2;苯乙烯对 雌性大鼠尿中MA和PGA的回归方程分别为i,=88.492X一 76.22和:726.42X一759.21. 3讨论 苯乙烯对接触者和实验动物的神经毒性在许多相关的人 群流行病学调查和实验室动物的染毒中得以阐述….大鼠 连续经口染毒苯乙烯13周,动物的运动功能在染毒后明显丧 失,但脱离染毒可以不同程度的恢复.在本项研究中,通过对 第4期李斌,等.苯乙烯对大鼠不同脑区多巴胺递质含量及单胺氧化酶活性的影响 401 sD大鼠的急性和亚急性经口染毒,造成了神经毒性的动物模 型,大鼠神经组织多巴胺耗竭,MAO活性发生变化.这表明 sD大鼠模型适合于模拟苯乙烯对人类的神经毒性,损伤的外 在表现和内部相关因素的变化与苯乙烯对人类的神经系统的 作用相一致. 表2苯乙烯对大鼠MAO活性的影响 Table2EffectsofstyreneexposureonMAOactivity inrats(?s)U/gprot 注:与对照组相比(I)P<0.05(2)P<0.01 表3苯乙烯对大鼠尿中MA和PGA含量 (mg/mmol肌酐)的影响 Table3Effectsofsty瑚eexposureonMAandPGA mn~nt(mg/mmolcreatinine)inrats(?s) 注:与对照组相比(1)P<0.05(2)P<0.01 众多研究结果表明苯乙烯导致的接触者及实验动物神经 组织中多巴胺的耗竭是苯乙烯神经行为损伤的神经化学基 础.亚急性染毒50mg/m3或300mg/m3苯乙烯,可以引起动 物大脑皮层中多巴胺含量轻度下降,而重复染毒大剂量的苯 乙烯(1/2LD)则使垂体和漏斗部的多巴胺显着降低.本项研 究选定的神经组织是多巴胺受体(DR)DR,,DR2和DR亚型 优势分布的视网膜,垂体和纹状体,不仅可以反映出苯乙 烯对DA含量全面的影响,而且可以说明DR亚型的不同对递 质和催化酶作用的特异性.结果表明,动物染毒于苯乙烯后, 所测神经组织中多巴胺含量耗竭并以纹状体中的多巴胺含量 下降幅度最高.多巴胺含量的耗竭与苯乙烯对大鼠的神经行 为损伤程度相一致.提示苯乙烯可通过多巴胺系统,尤其是 D对神经系统产生损伤效应.虽然定型,旋转和呕吐的功 能主要与D相关,但在本项研究中,与运动抑制,纹状体内 DA合成和释放的抑制有关的DR3主要是通过与DR的协 同作用大大加强了苯乙烯对大鼠的神经行为损伤. MAO的作用是催化单胺类物质氧化脱胺成为醛.DA通 过MAO的降解失活.本项研究显示苯乙烯染毒使垂体中 的MAO活性升高,视网膜和纹状体中的MAO活性下降.亚 急性染毒时,染毒剂量与MAO活性存在剂量一反应关系.在 外周组织,如血小板中的MAO活性在染毒于苯乙烯时亦呈现 下降趋势…,而Checkoway等的作业工人队列调查则未出现 MAO活性的改变,这表明了苯乙烯效应的差异性.在本项 研究中,MAO活性在垂体和视网膜,纹状体中的变化趋势是 不同的.其原因可能是因为DR在垂体和视网膜,纹状体中 对DA结合的密度和亲和力不同,使组织中游离的DA含量不 同,而游离的DA数量的差异使MAO分子中变构中心的构象 发生不同的变化,从而调节MAO的反应速度,使MAO表现出 活性上的差异. MA和PGA作为人类和动物接触苯乙烯主要代谢产 物,能够反映出苯乙烯染毒的内剂量j,进而推断出机体内 部的损伤与外部表现之间的联系.ACGIH所进行的研究表明 MA与苯乙烯染毒剂量相关.在本项研究,苯乙烯亚急性染 毒剂量与尿中代谢物的含量呈正相关.由于PGA存在一定 的本底,所以作为苯乙烯接触内剂量的指标,MA比PGA敏感 性更高,在实际工作中等更具有代表性,这与ACGIH的研究 成果相一致. 综上所述,苯乙烯神经毒性的大鼠模型提示,苯乙烯可以 通过多巴胺系统产生对机体的损伤,苯乙烯使神经组织的DA 耗竭,进而影响DA.DR之间的正常功能的完成,MAO不仅催 化DA的降解,其自身也受到DR的反馈调节,这些因素的共 同作用,使机体呈现出运动神经功能的损伤和学习记忆能力 的下降.因此,防治苯乙烯的神经行为损伤应从DA耗竭着 手,通过改善多巴胺系统的功能使机体的损伤得以修复. 4参考文献 1RabovskyJ,FowlesJ,HillMD,eta1.Ahealthriskbenchmarkforthe neurologleeffectsofstyrene:comparisonwithNOAEL/LOAELapproach. RiskAnal,2001,21(1):117-26. 2SkaB,VyskocilA,TardifR,eta1.Effectsofpeakconcentrationsonthe neurotoxicityofstyreneinvolunteers.HumExpToxicol,2003,22(8): 407.415 3ChakrabartiSK.Styreneandstyreneoxideaffectthetransportof dopamineinpurifiedratstatalsynapticvesicles.BiochemBiophysRes Commun,1999,255(1):70-74 4JarryH,MettenM,GamerAO,eta1.Effectsof5?daystyreneinhalation onserumprolactinanddopaminelevelsandonhypothalamicandstriatal catecholamineconcentrationsinmalerats.ArchToxicol,2002,76(11): 657663 5PahwaR.KalraJ.Acriticalreviewoftheneurotoxicityofstvrenein human.VetHumanToxico1.1993.35:516 6KatakuraY,KishiR,IkedaT,eta1.Effectsofprenatalexposureto styreneonneumchemicallevelsinratbrain.ToxicolLett,1999,105(3): 239.249 7LadefogedO,LamHR,OstergaardG,eta1.Toxicityofthestyrene metabolite,phenylglyoxylicacid,inratsafterthreemonths'oraldosing. Neurotoxicology,1998,19(4?5):721-737 第35卷第4期 4022006年7月 卫生研究 JOURNALOFHYGIENERESEARCH V01.35 Ju1. No.4 2006 文章编号:1000.8020(2006)04.0402.04 出生前后甲基汞暴露对幼鼠海马和小脑结构的影响 高宇颜崇淮余晓丹吴胜虎余晓刚沈晓明 上海交通大学附属新华医院上海儿童医学中心上海市儿科医学研究所,上海 200092 ? 论着? 摘要:目的评价出生前后低水平甲基汞暴露对幼鼠海马和小脑结构的影响.方法将 sD孕鼠随机分 为I,?和?组.I组为对照组,自由饮用蒸馏水;II,m组自孕7天至哺乳期末饮水中 分别加入0.1和lm异, (kg-d)甲基汞.观察各组幼鼠早期生理发育指标,2l天时取其海马和小脑组织观察 结构变化情况.结果 各组幼鼠无明显形态和早期生理发育指标的异常改变.21日龄时汞暴露组幼鼠体 重低于对照组.光镜下? 组海马和小脑有个剐神经细胞固缩改变,海马结构排列紊乱,?组无明显病理改变. 免疫组化方法分析阳性 表达率,海马NF:m组和?组低于I组(F=7.94,P<0.01);海马GFAP:m组和?组高 于I组(F=10.10,P <0.01);小脑NF:m组小于I组和?组(F=6.85,P<0.05);小脑GFAP:m组大于I 组和?组(F=4.98,P< 0.05).电镜下观察到?组:和?组均有超微结构改变,如神经元核不规则,胞体固缩, 线粒体变性,突起溶解 等.结论出生前后低水平甲基汞暴露影响了小脑和海马的超微结构和神经细胞表 达. 关键词:甲基汞海马小脑 中图分类号:R994.6Q593.2 免疫组化电镜 Q132.7文献标识码:A Effectsofperinatalexposuretomethylmercuryonthestructure ofhippocampusandcerebelluminyoungrats GaoYu,YanChong—huai,YuXiao—dan,WuSheng—hu,eta1. XinhuaHospitalAffiliatedShanghaiSecondMedicalUniversity,ShanghaiChildrenMedic alCenter,Shanghai200092,China Abstract:ObjectiveTclevaluatetheeffectsofperinatalexposuretomethylmercuryonthestru ctureofhippocampus andcerebelluminyoungpups.MethodsDividedthe9pregnantSDratsintothreegroupsrando mly:groupI,IIandm. Afterexposingtheratsofthet[treegroupsfromday7inpregnancythroughlactationwithmeth ylmercury(thedosewere0, 0.1andlms/(kg'd)respectively),examinedtheearlyphysiologydevelopmentandthestructureofhippocampusand cerebellumofday-21-offspringrats.ResultsExceptforchangesinbodyweighton21day,theoffspringshowedno apparentchangesinappearanceandphysiology.Pyknosisinseveralneuronsanddisturbancearrangementofpyramidalcells inCA3andCA4regionofthehippocampuswereobservedinhippocampusandcerebellumoftheratsingroupmunderthe microscope,whilenopathologicalchangeswereobservedingroupII.Testingthepositiveexpressionof immun0hist0chemistry,wefoundoutthattheNFexpressionofhippocampusinIIandmgroupswerelowerthangroupI (F=7.94,P<0.01),whilethatofGFAPwereincreasedsignificantly(F=10.10,P<0.01).NFexpressionof 8SimonEJ,GabensonFF,TomA.Anal~rsisofdopamineinthebrainof ratsexposedto4-vinyl-3-butyl-heptanone:ProeNailAcadSciToxicol, 1973,33:337 9CharlesM,McEwenJr.Humanplasmamonoamineoxldase.JBiol Chem,1965,240:2003.2010 l0线引林.生物材料中有毒物质分析方法手册.北京:人民卫生出 版社,l994.38 llViaeneMK,PauwelsW,VeulemansHta1.Neurobehaviouralchanges andpersistenceofcomplaintsinworkers一~xpesedtostyreneinapolyester 基金项目:上海市环境与儿童健康重点实验室,上海市重点学科 (T0204),上海市医学重点学科资助项目;上海市教育委员会科研项目 (04BB16) 作者简介:高宇,女,博士研究生 1通讯作者 boatbuildingplant:influenceofexposurecharacteristicsandmicrosomal epoxidehydrolasephenotype.OccupEnvironMed,2001,58(2):103-ll2 12KitazawaM,AnantharamV,Kanth~amyAG.Dieldrininducesapeptosis bypromotingcaspase??3??dependentproteolyticcleavageofproteinkinase CSeltaindopaminergiccells:relevancetooxidativestressand dopaminergicdegeneration.Neuroscience,2003,l19(4):945-964 13TiberiM,DresciG,AngloJ.Receptorbindingstudiesindopamineegic receptors.PmcNatlAcadSciUSA,1991,88:749 14ChakrabartiSK.Alteredregulationofdor~inersicactivityand impairmentinmotorfunctioninratsaftersubehronicexposuretostyrene. PharmacolBiochemBehav,2000,66(3):523.532 15CheckowayH,EcheverriaD,MoonJD,eta1.Plateletmonoamine oxidaseBactivityinworkersexposedtostyrene.IntArchOccupEnviron Health,1994,66(5):359 (2006.04.08收稿)
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