鎘對機(jī)體的毒性與免疫影響(2),預(yù)防醫(yī)學(xué)論文

鎘對機(jī)體的毒性與免疫影響(2),預(yù)防醫(yī)學(xué)論文鎘是一種毒性極強(qiáng)的累積性的工業(yè)和環(huán)境重金屬污染物。鎘能夠通過消化道、呼吸道、皮膚等進(jìn)入動物體內(nèi)，對機(jī)體多器官、系統(tǒng)產(chǎn)生毒性[9].2.1鎘對腎臟的影響腎臟是鎘重要的蓄積器官，也是鎘重要的靶器官之一。腎毒性是鎘對人體的主要危害[10].申云帥[11]研究發(fā)現(xiàn)，鎘染毒組腎小球基質(zhì)膜嵌入成雙軌狀，腎小球構(gòu)造發(fā)生改變。Nan-ayakkara等[12]研究發(fā)現(xiàn)，鎘中毒使機(jī)體腎小管毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹、增厚、血管系膜增生，血管基膜增厚，嚴(yán)重危害腎小管功能。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，低濃度鎘染毒損傷大鼠腎細(xì)胞DNA,引發(fā)細(xì)胞早期凋亡發(fā)生，且鎘濃度與大鼠腎細(xì)胞的損傷程度存在著劑量-效應(yīng)關(guān)系[13].除此之外，鎘還能直接誘導(dǎo)大鼠腎細(xì)胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)移孔的開放，使細(xì)胞色素C由線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中，同細(xì)胞凋亡蛋白激活因子1〔Apaf-1〕及半胱天冬酶〔caspase-9〕互相作用，激活caspase蛋白酶，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[14].2.2鎘對睪丸的影響存在體內(nèi)的鎘通過血液循環(huán)進(jìn)入睪丸，損害睪丸本質(zhì)細(xì)胞，繼發(fā)生精上皮蛻變，引起睪丸形態(tài)學(xué)損傷[15],并抑制睪丸組織中的堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、碳酸酐酶和-酮戊二酸脫氫酶的活性，抑制精子特異性標(biāo)志酶---乳酸脫氫酶活性[16],造成精子數(shù)目降低，精子畸形[17],甚至損傷小鼠睪丸生殖細(xì)胞DNA[15],引起DNA單鏈斷裂。Oliveira等[18]研究表示清楚，連續(xù)35d皮下注射劑量為1、2、3mg/kg的低、中、高3組小鼠，中劑量組和高劑量組小鼠睪丸重量減少，睪丸組織構(gòu)造遭到毀壞甚至壞死；低劑量組的實驗鼠睪丸組織中出現(xiàn)了微衛(wèi)星不穩(wěn)定性，表示清楚鎘可能誘導(dǎo)遺傳毒性。張明等[19]研究指出10mol/L以上的氯化鎘對支持細(xì)胞有抑制作用，并能使支持細(xì)胞氧化酶活性降低，造成支持細(xì)胞DNA損傷。2.3鎘對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響Fahim等[20]研究表示清楚，慢性鎘暴露能提高血腦屏障的通透性，影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育。鎘不僅能抑制大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的生長，調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Bax和Caspase-3mRNA的轉(zhuǎn)錄[21],還能引起大腦的形態(tài)學(xué)改變，減退記憶力，影響神經(jīng)發(fā)育，引起機(jī)體神經(jīng)和行為障礙，造成突觸和神經(jīng)遞質(zhì)損傷[16,22,23].暴露于鎘環(huán)境中的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞引起GADD153基因過量表示出，且呈現(xiàn)時間-劑量效應(yīng)，太多的GADD153基因通過上調(diào)BAK增加細(xì)胞內(nèi)ROS,引起氧化損傷，造成神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡[24].2.4鎘對心血管系統(tǒng)的影響血管內(nèi)皮細(xì)胞是介于血流和血管壁組織之間的1層單核細(xì)胞，可通過自分泌、內(nèi)分泌、旁分泌3種途徑分泌一系列血管活性物質(zhì)發(fā)揮調(diào)節(jié)血管緊張性、抗血栓構(gòu)成、抑制平滑肌細(xì)胞增殖及血管壁炎癥反響等功能。然而血管內(nèi)皮遭到損傷，將導(dǎo)致一系列心血管事件的發(fā)生[25].鎘易造成心血管系統(tǒng)功能紊亂[26],血管內(nèi)皮生長因子表示出降低，血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子-1表示出增加，引起動脈粥樣硬化，造成心肌梗死[27].姚志勇等[28]研究發(fā)現(xiàn)，急性染鎘后心肌細(xì)胞發(fā)生明顯的組織病理學(xué)改變，閏盤超微構(gòu)造毀壞，連接蛋白43表示出量減少，且有隨著染鎘時間延長而影響加重的趨勢。趙偉等[29]用氯化鎘腹腔注射小鼠染毒，采用單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)，通過彗星細(xì)胞數(shù)和彗尾長度，測定鎘對心肌細(xì)胞和肝細(xì)胞DNA損傷情況，發(fā)現(xiàn)染鎘組與對照組相比，彗尾長度與受損細(xì)胞數(shù)目均有顯著差異不同，且隨著染毒天數(shù)的增加，心肌細(xì)胞彗星細(xì)胞數(shù)目增加、彗尾細(xì)胞百分率升高、彗尾長度增加，講明鎘能夠造成心肌細(xì)胞DNA損傷。2.5鎘對呼吸系統(tǒng)的影響Forti等[30]用Calu-3細(xì)胞作為支氣管上皮細(xì)胞的體外模型，研究氯化鎘對上皮細(xì)胞的毒性，發(fā)現(xiàn)氯化鎘毀壞支氣管上皮細(xì)胞屏障功能，誘導(dǎo)MTlX、HMOX-1和HSP70基因改變，降低細(xì)胞活性。周桂鳳等[31]通過對大鼠亞急性腹腔注射氯化鎘，觀察其肺組織病理形態(tài)學(xué)改變，發(fā)現(xiàn)肺泡型上皮細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，肺泡間隔增厚，間質(zhì)纖維增生。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，吸入鎘煙塵或鎘化含物粉塵嚴(yán)重者出現(xiàn)肺泡膨脹、肺泡壁肥厚并發(fā)現(xiàn)其支氣管黏膜上皮細(xì)胞變性、壞死、脫落，肺毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血，肺間質(zhì)高度水腫，肺泡內(nèi)充滿大量的蛋白漿液，最終導(dǎo)致死亡[32].除此之外，鎘能激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶〔ERK〕和蛋白激酶〔AKT〕,提高促血管生成分子〔HIF-1〕人肺上皮BEAS-2B細(xì)胞中的表示出，引起腫瘤發(fā)生[33].2.6鎘對消化系統(tǒng)的影響作用于肝臟中的鎘通過降低細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑水平和介導(dǎo)線粒體功能損傷來增加活性氧的產(chǎn)生引起肝自由基與脂質(zhì)代謝障礙[34],造成肝線粒體MDA含量升高，GSH含量降低，CytC含量降低，Mn-SOD活力和復(fù)合體〔Ⅰ+Ⅲ〕活性降低[35],影響谷胱甘肽在細(xì)胞內(nèi)的合成，改變其在細(xì)胞內(nèi)的代謝[36],引發(fā)肝線粒體氧化損傷[37],造成肝細(xì)胞氣球樣變性和嗜酸性變性[38].蓄積在胰臟組織中的鎘能改變組織中必需元素鋅水平，影響基因和蛋白的表示出，進(jìn)一步引起胰臟內(nèi)、外分泌功能的改變[39].有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，重金屬鎘使鯽魚胃腸道內(nèi)分泌細(xì)胞呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，華而不實對前腸和中腸的影響非常明顯[40].2.7鎘對運動系統(tǒng)的影響骨骼是鎘毒性靶器官之一。秦波音等[41]研究發(fā)現(xiàn)，鎘染毒組大鼠骨密度、骨體積分?jǐn)?shù)及骨小梁數(shù)量較對照組明顯減少，而大鼠脛骨骨小梁分離度及骨構(gòu)造模型指數(shù)都較對照組有明顯增高，且隨著染毒劑量的增加而升高。二維及三維圖像顯示，鎘作用后大鼠脛骨骨髓腔增寬，骨量、骨小梁數(shù)量及骨小梁連接明顯減少，板狀骨數(shù)量減少，桿狀骨數(shù)量增加，表示清楚鎘染毒對大鼠脛骨骨量及骨微觀構(gòu)造有明顯損害。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[42],鎘染毒組大鼠股骨和腰椎生物力學(xué)性能較對照組有不同程度的降低，華而不實高劑量染毒組大鼠股骨生物力學(xué)性能的下降和對照組相比差異顯著。除此之外，沉積在骨中的鎘降低峰值骨量，加速骨量丟失[43],影響成骨細(xì)胞的構(gòu)成，使骨骼脆性增加，降低骨中的礦物質(zhì)，使動物骨礦物質(zhì)代謝發(fā)生變化，骨骼變形[44].Arbon等[45]研究表示清楚，鎘能通過ERK信號通路直接抑制成骨細(xì)胞。2.8鎘對發(fā)育的影響有研究發(fā)現(xiàn)，鎘對動物有明顯的發(fā)育毒性[46].對繁衍、早期胚胎和胎兒都具有有害影響，能夠引起胚胎死亡和畸形[47].張文昌等報道[48],雄性大鼠皮下注射不同劑量氯化鎘，染毒6d后進(jìn)行超排卵試驗，20d后連續(xù)觀察并記錄動情周期，染毒結(jié)束時進(jìn)行促性腺激素刺激試驗。結(jié)果表示清楚，染毒組大鼠子宮、卵巢鎘含量均高于低劑量組和對照組，且子宮鎘與卵巢鎘、血清鎘，高劑量組大鼠發(fā)情間期和發(fā)情周期異常率較其它劑量組明顯增高；染鎘大鼠垂體對超量GnRH的反響能力和代償功能明顯損害，而卵巢對于超量促性腺激素的反響機(jī)能基本正常。鎘可通過胎盤屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi)，孕期血鎘與新生兒臍血鎘呈正相關(guān)關(guān)系，臍帶血鎘水平約為母體血鎘水平的37.5%[49],進(jìn)入胎盤的鎘改變胎盤內(nèi)各種代謝酶的功能，進(jìn)而使胚胎死亡、畸形、宮內(nèi)生長延遲緩慢和胚胎功能不全等發(fā)生率上升[50].Yang[51]等發(fā)現(xiàn)，鎘可通過抑制11-羥甾類脫氫酶2〔11-HSD2〕基因的轉(zhuǎn)錄，來減少11-HSD2的表示出和活性。11-HSD2與胎兒的生長遭到限制有關(guān)[52].有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，鎘可明顯抑制胎盤中乳酸脫氫酶〔LDH〕、琥珀酸脫氫酶〔SDH〕及復(fù)原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸〔NADH〕復(fù)原酶活性