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084 氟和骨形态发生蛋白对骨代谢的影响
氟和骨形态发生蛋白(BMPs)均为影响骨生长的因素。为探讨氟对BMPs产生及活性的作用以及二者共同对骨代谢的影响，本文分别从骨形成、骨细胞、骨矿物质代谢、信号转导及骨疾患等5个方面将关于氟和BMPs对骨代谢影响的研究进行了综述。氟和BMPs均具有诱导骨形成的作用；影响骨细胞的活性和增殖以及钙磷等骨矿物质代谢；并且二者信号转导均与MAPK途径有关；与氟骨症、骨质疏松等骨疾患有着直接或间接的关系。系统研究氟和BMPs间的关系以及它们在骨代谢中的作用特点，对氟骨症等代谢性骨疾患的预防和治疗有重要意义。
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氟与骨相关蛋白的关系
氟是机体必需的微量元素之一,氟与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关.骨相关蛋白是指在骨发生、骨折愈合等过程中起着决定性作用的几种蛋白质,包括:Ⅰ型胶原、骨钙蛋白、骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨连蛋白和碱性磷酸酶.它们在氟骨症的发生、发展中与氟之间存在密切联系.揭示氟与骨相关蛋白之间的关系,将有助于阐明氟骨症的发生机制,为改进氟骨症的防治提供理论依据.氟对Ⅰ型胶原、骨连蛋白和碱性磷酸酶的表达与氟的剂量及作用时间有关,呈现先增强后抑制的现象.氟可能加速了骨钙蛋白、骨桥蛋白和骨涎蛋白的合成,促进氟骨症的发生.
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氟铝联合暴露对仔鼠空间学习记忆及氨基酸类神经递质的影响
目的 了解亲代孕哺期及子代成年前氟、铝联合暴露对仔鼠空间学习记忆能力及氨基酸类神经递质的影响.方法 SD成年大鼠54只,随机分为9组,每组6只,按雌雄比2:1交配,各组随机选取仔鼠12只.采用自由饮水方式对孕鼠(从受孕第0天～产子第22天哺乳期结束)及其仔鼠(断乳后PND 22～PND 60)染毒.各组饮水中NaF、AlCl3质量浓度分别为(0,0)、(100,0)、(200,0)、(0,500)、(0,1 000)、(100,500)、(100,1 000)、(200,500)和(200,1 000) mg/L.仔鼠处死前,Morris水迷宫测试学习记忆能力;收集12h尿.仔鼠处死后,留取大脑,尿氟、脑氟均采用离子选择电极法测定,尿铝、脑铝质量浓度均采用电感耦合等离子体发射光谱法测定;HE染色、显微镜下观察海马病理形态变化;ELISA法测定海马GABA、Asp含量;氨基酸自动分析仪分析海马Glu和Gly的含量.结果 与对照组比较,单独氟和氟铝联合暴露各组仔鼠尿氟质量浓度升高(P＜0.05);单独铝和氟铝联合暴露各组仔鼠尿铝质量浓度升高(P＜0.05);氟铝联合暴露组仔鼠逃避潜伏期延长及穿越平台次数减少(P＜0.05).各染毒组仔鼠海马区Glu、Asp含量降低(P＜0.05);除低氟+低铝、低氟+高铝组外,GABA含量上升(P＜0.05);Gly含量差异无统计学意义.仔鼠的尿氟质量浓度值随着染铝质量浓度增加而逐渐升高.随着氟、铝染毒浓度的增加,仔鼠海马CA3区病理损伤加重.氟铝联合暴露对仔鼠尿氟的影响为协同型交互作用(P＜0.05),对仔鼠逃避潜伏期延长及穿越平台次数,脑皮质氟、铝,海马Glu、GABA含量的影响均为轻微拮抗型交互作用(P＜0.05).结论 本实验条件下,氟铝联合对仔鼠尿氟的影响为协同型交互作用,对逃避潜伏期延长及穿越平台次数,脑皮质氟、铝,海马Glu、GABA含量的影响均为轻微拮抗型交互作用.海马Glu、Asp降低,GABA升高,可能参与氟铝联合损害仔鼠空间学习记忆的机制.
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氟、砷及其联合作用对智力、学习记忆功能影响的研究进展
由于地球化学元素分布不均衡、工业发展引起环境污染等原因导致某些地区的环境介质中富含氟和砷,我国广泛存在高氟、高砷以及高氟高砷地区.地方性氟、砷及其联合中毒对病区儿童的智力和学习记忆的危害已引起国内外学者的广泛关注.本文就氟、砷及其联合作用对学习记忆功能的影响研究成果进行综述.
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硒对氟致小鼠脑海马突触超微结构损伤的影响
脑海马是学习记忆的关键脑区,近年来高氟对脑海马的毒性作用已有一些报道[1],我们的前期研究也表明,高氟(10 mg/L)能损伤小鼠的学习能力[2] ,并能引起其脑海马内一些突触超微结构的病理性变化[3].硒是人体必需的微量元素,硒对氟中毒有较强的拮抗作用[4-6],但硒对氟致小鼠脑海马突触超微结构损伤的影响尚报道甚少.本文在过去工作基础上,拟通过小鼠经口摄入由高浓度氟和适当硒相组合的溶液,探讨硒对氟致小鼠脑海马突触超微结构损伤的影响,为预防和治疗氟中毒提供基础资料.
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碘和硒对氟致小鼠脑功能损伤的保护作用实验
近年来的研究表明,氟中毒引起的微量元素失衡也可能同自由基代谢有内在联系[1,2]其中人体内的微量元素碘、硒和氟中毒的关系较为密切.硒具有较强的抗氧化作用,我们前期研究已表明,一定浓度的硒对氟致小鼠光分辨学习能力的损伤有明显的拮抗作用[3];碘同氟同属于卤族元素,化学性质相似,近期的研究已经显示,碘与氟对有关靶器官的影响在一定条件下可能有竞争或协同作用[4].
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砷、氟暴露对子代大鼠空间学习记忆和海马CA1区长时程增强的影响
目的 研究大鼠在出生前和出生后早期进行亚砷酸钠(NaAsO2)或/和氟化钠(NaF)亚慢性染毒,对空间学习记忆和海马CA1区长时程增强(LTP)的影响,探讨砷、氟以及二者联合神经毒性及作用机制.方法 16只健康SPF级SD大鼠(雌雄比3∶1);雌鼠随机分为对照组(自来水)、砷染毒组(50 mg/L NaAsO2)、氟染毒组(100 mg/L NaF)和砷氟联合染毒组(100 mg/L NaF+ 50 mg/L NaAsO2),每组3只.雌雄合笼后自由饮水染毒,雌鼠受孕后继续染毒至仔鼠出生21 d断乳,仔鼠继续染毒至42 d.染毒期满仔鼠进行Morris水迷宫实验和在体海马CA1区LTP实验.结果 定位航行实验结果显示大鼠逃避潜伏期在染毒处理的主效应上有统计学意义(P＜0.05),训练第3天砷氟联合染毒组逃避潜伏期大于对照组与氟染毒组,差异有统计学意义(P＜0.05),训练第5天砷氟联合染毒组逃避潜伏期大于对照组、砷染毒组和氟染毒组,差异有统计学意义(P＜0.05).空间探索实验结果显示,氟染毒组和砷氟联合染毒组目标象限停留时间小于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).大鼠在体海马CA1区LTP幅值在染毒处理的主效应上有统计学意义(P＜0.05),砷染毒组、氟染毒组与砷氟联合染毒组在60 min时LTP幅值均小于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 大鼠生命早期砷、氟染毒可损害其空间学习记忆功能以及海马LTP的诱导与维持,砷、氟共同暴露为非交互作用,可能存在相加作用.
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氟对小鼠成釉细胞DNA损伤、细胞凋亡和增殖周期的影响
目的 探讨氟对小鼠成釉细胞DNA损伤、细胞凋亡和增殖周期的影响.方法 取小鼠成釉细胞,分为0.25、0.50、1.00、2.00和4.00 mmol/L剂量组,经氟化钠染毒24 h后,收集细胞,检测细胞内超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力、脂质过氧化物丙二醛(MDA)和8-OHdG含量、DNA单链断裂情况、细胞凋亡、细胞增殖周期以及细胞增殖活性.结果 小鼠成釉细胞在氟浓度为2.00和4.00 mmol/L下作用24 h后,细胞SOD、GSH-Px的活性降低(P＜0.05),MDA含量升高(P＜0.05).1.00和4.00 mmol/L剂量组的小鼠成釉细胞DNA尾长、Olive尾距、尾DNA％、尾/头长比均明显高于对照组(P＜0.05),且在此剂量条件下,小鼠成釉细胞8-OHdG的含量明显升高(P＜0.05),而在2.00 mmol/L剂量条件下,小鼠成釉细胞DNA损伤各指标的变化不明显.在2.00 mmol/L剂量条件下,G0/G1和G2/M期细胞均显著增多,S期细胞较对照组明显减少(P＜0.05).在4.00mmol/L浓度下,成釉细胞凋亡率明显升高,而细胞增殖活性则在0.25 mmol/L浓度就开始出现了明显的下降(P＜0.05).结论 在一定剂量条件下,氟可引起小鼠成釉细胞氧化应激,DNA损伤,细胞凋亡,细胞增殖周期改变和细胞增殖活性的降低.氟在2.00 mmol/L剂量条件下可诱导小鼠成釉细胞抗氧化应激反应,但相关机制需结合Nrf2信号通路深入研究.
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氟化钠导致小鼠神经细胞凋亡的研究
地壳中含氟的化合物有100多种,占地壳含量的0.077%.我国除上海外,其余各省、市、自治区均有不同程度的氟中毒流行.同时在工业生产及生活燃煤产生的含氟烟尘和气体均可污染作业场所和大气.
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氟致培养大鼠大脑皮层星形胶质细胞凋亡
氟是人体必需的微量元素.缺氟可影响人和动物的生长发育和学习记忆能力,而长期、过量氟摄入也会对学习记忆、神经活动产生不良影响[1,2].以往氟中毒脑损伤的研究多局限于脑组织生化改变和神经元病理形态变化[3,5].
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氟化钠诱导大鼠肾脏细胞DNA损伤及细胞凋亡的实验研究
目的 研究氟对大鼠肾脏细胞DNA损伤和细胞凋亡的影响.方法 48只SD大鼠随机分为4组(对照组、低氟组、中氟组和高氟组),每组12只,分别饮用含氟化钠为0、50、100和200 mg/L的去离子水,染毒120 d.动物处死后,用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)检测氟化物对大鼠肾细胞DNA损伤,流式细胞术(FCM)检测细胞凋亡.结果 彗星实验表明,各染氟组肾细胞拖尾率明显高于对照组(P＜0.01).染氟组大鼠肾细胞DNA迁移长度均高于对照组,高氟组与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.01),中氟组与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.05).流式细胞术结果表明低氟组肾细胞凋亡率较对照组显著增高(P＜0.05),中氟组、高氟组较对照组显著增高(P＜0.01).大鼠肾细胞DNA损伤与细胞凋亡之间存在明显的正相关关系(r=0.959,P＜0.01).结论 氟可导致大鼠肾细胞DNA损伤,诱导肾细胞凋亡,氟诱导的大鼠肾细胞凋亡可能与氟所导致的DNA损伤有关.
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硒氟联合暴露对大鼠血清抗氧化能力的影响
氟是一种全身性毒物,对其中毒机理的探究已经较长~([1]).硒是人类必需的微量元素,研究结果表明硒和氟中毒关系密切~([2]).目前有学者关注氟对血液生理生化影响及氟中毒与脂质过氧化作用的关系.
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慢性氟中毒对大鼠肾功能的影响及其与氧化应激的关系
慢性氟中毒是世界上分布较广泛的一种地方性疾病,除累及牙齿、骨骼外,还对非骨相的多种组织和器官有损害作用[1].肾脏是氟的主要排泄器官,当机体摄入过量氟超过肾的排泄能力时,导致氟在体内蓄积,肾脏含氟量明显增多[2].
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氟诱导小鼠肝细胞核分子损伤的红外光谱分析
目的 研究氟化钠诱导小鼠肝细胞核的分子损伤.方法 32只SPF级纯种昆明小鼠,雌雄各半,随机分成4组.对照组腹腔注射生理盐水,低、中、高浓度组分别腹腔注射2、8和32 mg/kg·bw·d氟化钠染毒,1次/d,14 d后处死动物,检测小鼠骨髓细胞微核率,并用ATR-FTIR检测肝细胞核生物分子变化.结果 小鼠骨髓细胞微核率随染氟浓度的增高而升高.红外光谱分析显示各染氟组吸收峰降低,在900～1 148 cm波段对照组吸光度(A)值＞低浓度组＞中浓度组＞高浓度组.与对照组比较,高浓度组蛋白磷酸化、糖原、DNA、酰胺酶Ⅱ和酰胺酶Ⅰ结构或水平改变有统计学意义(P＜0.05).主成分分析显示:与对照组比较,高浓度组差异以第1主成分为主,低浓度组差异以第2主成分为主.第1主成分中,低、中、高浓度组蛋白磷酸化(988/cm、940/cm)、糖原(988/cm、940/cm)、DNA(1 061/crm、1 065/crm、1 070/cm、1 121/cm)和对称性磷酸盐(1 080/cm)的结构或水平均改变,且低浓度组改变＜中浓度组＜高浓度组,高浓度组改变有统计学意义(P＜0.05).第2主成分中,低、中、高浓度组酰胺酶Ⅱ(1 545/cm、1 585/cm、1 490/cm)和酰胺酶Ⅰ(1 650/cm、1 630/cm、1 665/cm)的结构或水平均改变,高浓度组改变有统计学意义(P＜0.05).结论 氟具有潜在的遗传毒性,可能是一种环境致癌物.ATR-FTIR有望作为低环境污染物引起遗传物质损伤的早期检测方法.
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边销茶中氟暴露的评估
目的 利用我国边销茶消费调查数据初步评估边销茶中氟暴露水平及其潜在健康风险.方法 采用国际通用的科学文献数据提取方法,获得边销茶中氟含量和浸出率数据,采用24 h回顾法调查我国3个边销茶消费地区成年人群的边销茶消费状况,通过简单分布评估方法计算该人群边销茶氟暴露水平,基于现有健康评价标准进行风险评估.结果 检索关于边销茶中氟含量文献,依据5篇文献中综述,边销茶中氟含量范围为52.5 ～ 1671.2 mg/kg,平均含量为751.5mg/kg.我国成年人通过饮用边销茶,平均每日摄入氟0.150 mg/kg·bw,是氟的可耐受摄入量(0.058 mg/kg·bw)的2.6倍,超过可能会导致饮茶者氟骨症发生的每日人均氟摄入量(0.104 mg/kg·bw).边销茶高消费人群(P95)的每日氟摄入量为0.516 mg/kg· bw,为氟的可耐受摄入量的8.9倍,为四川阿坝藏族居民Ⅲ度氟骨症患者从饮砖茶中每日人均氟摄入量(0.213 mg/kg·bw)的2.4倍.结论 目前,我国边销茶中氟含量较高,可能会对成年饮茶者造成较高健康风险,应采取有效措施进行控制.
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染氟大鼠血清雌二醇水平与生精细胞端粒酶逆转录酶表达关系的研究
目的 了解氟中毒大鼠雌激素水平与生精细胞端粒酶表达的关系.方法 将30只雄性SD大鼠随机分为对照组、低剂量染毒组、高剂量染毒组,分别按0、10和20mg/kg体重的染毒剂量隔日腹腔注射氟化钠(NaF)溶液39天后,用放射免疫法测定大鼠血清中雌二醇含量,用原位杂交法检测端粒酶逆转录酶(TERT)表达情况.同时镜检成熟精子质量和睾丸组织病理学改变.结果 染毒各组大鼠血清雌二醇含量低于对照组(P＜0.05);且随着染毒剂量的增加,雌二醇含量逐渐降低.染毒各组大鼠生精细胞TERT阳性表达率分别低于对照组(P＜0.05);且随着染毒剂量的增加,TERT阳性表达率逐渐降低.各染毒组大鼠精子数量和精子存活率低于对照组(P＜0.05);精子畸形率高于对照组(P＜0.05);随着染毒剂量的增加,精子数量、精子存活率降低(P＜0.05),精子畸形率升高(P＜0.05).各染毒组大鼠血清雌二醇含量与生精细胞TERT表达率均呈正相关,低剂量染毒组r=0.941,P＜0.01;高剂量染毒组r=0.929,P＜0.01.结论 NaF很可能是通过雌激素/雌激素受体-端粒酶逆转录酶-精子途径对生殖系统造成损害的,各染毒组大鼠血清雌激素含量与生精细胞TERT表达率呈显著正相关.
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氟致人胎肝细胞DNA损伤及其对细胞凋亡和p53蛋白表达的影响
目的研究氟对L-02细胞DNA的损伤作用及其对细胞凋亡和p53表达的影响,并探讨p53表达与细胞凋亡之间的关系.方法体外培养的L-02细胞分别接触0、40、80、160μg/ml氟化钠(对照组、A、B、C组)24h后,检测L-02细胞DNA损伤率、细胞凋亡百分率和p53蛋白表达水平.结果染氟各组细胞DNA损伤率均明显高于对照组(P＜0.05).与对照组相比,B组和C组细胞凋亡百分率明显升高(P＜0.05).B组和C组细胞p53蛋白表达量均显著高于对照组(P＜0.01).结论氟可导致L-02细胞DNA损伤率上升,诱导细胞凋亡和p53表达,并且随着氟浓度的升高,细胞凋亡率和p53蛋白的表达量均随之升高.
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氟铝联合对MC3T3-E1细胞Runx2、Osterix mRNA表达的影响
目的 观察氟铝单独及联合对小鼠成骨样细胞MC3T3-E1细胞增殖、分化及Runx2、Osterix mRNA表达的影响.方法 在细胞培养液中加入50μmol/L氟化钠或/和5μmol/L氯化铝,观察MC3T3-E1细胞增殖和分化能力,用RT-PCR法测定MC3T3-E1细胞Runx2和Osterix mRNA表这的情况.结果与对照组相比.氟铝联合染毒可显著提高MC3T3-E1细胞增殖和分化能力(P<0.05),MC3T3-E1细胞Runx2和Osterix mRNA的表达水平也显著提高(P<0.05),且氟铝具有协同作用(P<0.05).结论 氟铝联合通过刺激成骨细胞增殖、分化,提高成骨细胞Runx2和Osterix基因表达水平,从而促进骨形成.
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硒、锌对氟致大鼠大脑神经细胞DNA损伤的影响
为研究氟对大鼠大脑皮层神经细胞的DNA损伤作用及硒、锌单独及联合作用对其的影响,对大鼠体外染毒后采用单细胞凝胶电泳技术检测DNA单链断裂.结果显示单独加氟、硒组DNA损伤程度显著大于对照组(P<0.01),且氟的影响更为严重,氟硒组和氟锌组DNA损伤程度小于氟组,但差异无显著性意义,氟硒锌组DNA损伤程度显著低于氟组(P<0.05).提示氟、硒单独作用均造成大脑皮层神经细胞DNA损伤,硒锌联合可明显拮抗氟对DNA的损伤作用.
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鸡冠花提取物和钙对氟中毒大鼠骨密度及尿矿物质含量的影响
为了研究鸡冠花对大鼠氟中毒的预防效果,选用雄性SD大鼠40只,随机均分为5组.阴性对照组(NC)喂基础饲料及自来水;其余4组喂基础饲料及高氟水.除单纯加氟组(F组)外,其他组每千克饲料中分别补加鸡冠花提取物(FC)、高钙饲料(FCa)、高钙加鸡冠花提取物(FCCa).实验8周后,测骨矿物含量(BMC)和骨密度(BMD)、血清钙、24h尿钙、钠、钾、氟、羟脯氨酸(HOP)及尿肌酐含量.结果所有高氟组血清钙及尿钙、尿钠、尿HOP及尿氟高于正常对照组,高钙组尿钙高于正常对照组.F组体重、BMC及BMD低于正常对照组,FC、FCa,FCCa组体重高于F组,FCCa组的BMC及BMD高于F组.提示饮食高氟可影响大鼠骨密度及矿物质代谢,补钙可减少高氟所造成的影响,补钙加鸡冠花提取物效果更好.
