盧惠迪，夏秋博，王梓凝，關(guān)楠楠，周清波，李 佳，程廣東,*

（1.佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

鎘（Cadmium，Cd）是人體內(nèi)的非必需元素，是一種廣泛、持久、普遍存在于自然界的可通過(guò)食物鏈進(jìn)行轉(zhuǎn)移的環(huán)境污染物，在自然界中經(jīng)常以化合物的狀態(tài)存在。它的半衰期長(zhǎng)、排泄率低、蓄積能力強(qiáng)，因而能夠通過(guò)食物鏈不斷蓄積，從而增加對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物健康的危害。鎘主要可以通過(guò)三種途徑來(lái)污染環(huán)境，分別是大氣、土壤和水。鎘是繼汞、鉛之后的第三種被列為威脅人類(lèi)健康的重金屬元素。因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的癌癥誘發(fā)能力，因此鎘被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）列為又一大人類(lèi)致癌物[1]。

硒（Selenium，Se）是人體必需微量元素，也是生長(zhǎng)所必需的重要微量元素之一。同時(shí)它也是體內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）和硒蛋白的重要組成成分[2]。硒不但能平衡機(jī)體內(nèi)的氧化還原水平，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷并維持細(xì)胞正常功能，還可以抵抗多種重金屬給機(jī)體帶來(lái)的各種損傷，具有提高機(jī)體免疫力等多種作用[3]。根據(jù)近年來(lái)的研究表明，一方面硒通過(guò)抗氧化酶改善重金屬誘發(fā)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)；另一方面硒可與重金屬結(jié)合生成金屬硒蛋白復(fù)合物，從而降低重金屬的毒性作用[4]。

人們發(fā)現(xiàn)硒有拮抗重金屬毒性的作用，國(guó)內(nèi)關(guān)于硒對(duì)鎘毒理學(xué)效應(yīng)影響的研究主要集中于雞，本試驗(yàn)選用和人類(lèi)基因序列相似的小鼠作為試驗(yàn)動(dòng)物，通過(guò)抗氧化指標(biāo)研究硒拮抗鎘致毒作用機(jī)制，尤其研究硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟抗氧化損傷的影響，來(lái)揭示硒拮抗鎘對(duì)環(huán)境毒理學(xué)的效應(yīng)。

1 材 料

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

80 只大小勻稱的健康小鼠，均為佳木斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 主要試劑

氯化鎘試劑（CdCl2，分析純），天津市化學(xué)品有限公司產(chǎn)品；亞硒酸鈉試劑（Na2SeO3，分析純），天津市博迪化工有限公司產(chǎn)品；抗氧化功能測(cè)定試劑盒，用于測(cè)定SOD、過(guò)氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）含量，為南京建成生物工程研究所產(chǎn)品。

1.3 主要儀器

可見(jiàn)分光光度計(jì)（型號(hào)為Spectrumlab 22pc），上海元析儀器有限公司產(chǎn)品；離心機(jī)（型號(hào)為T(mén)G16-WS），長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司產(chǎn)品；電熱恒溫水浴鍋（型號(hào)為DZKW-D-2），北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司產(chǎn)品。

2 方 法

2.1 試驗(yàn)動(dòng)物分組與處理

選取適齡的健康小白鼠80 只，在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后隨機(jī)分成4 組，每組20 只，連續(xù)7 d按照組別每天給小鼠腹腔注射不同劑量的Cd2+和Se2+，每天記錄小鼠體重、飲水量、攝食量變化情況及精神狀態(tài)。第8天觀察小鼠臨床癥狀、病理變化、測(cè)定其器官指數(shù)和幾種抗氧化指標(biāo)，用以揭示鎘對(duì)小鼠肝臟的毒理作用和硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟的毒理作用。

4 個(gè)劑量組分別為：對(duì)照組（等量去離子水），高鎘組（2.0 mg·kg-1Cd2+），硒組（0.2 mg·kg-1Se2+），高鎘+硒組（2.0 mg·kg-1Cd2++0.2 mg·kg-1Se2+）。

2.2 指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)第8天，將試驗(yàn)的80只小鼠在頸椎處脫臼處死，稱取其重量。然后解剖取肝臟稱重，用于計(jì)算器官指數(shù)。將稱重后的肝臟置于研缽中研磨，按1∶9 的比例加入生理鹽水進(jìn)行稀釋，用離心機(jī)以2 500 r·min-1離心10 min，取其上清液用于抗氧化指標(biāo)的檢測(cè)。抗氧化酶活力和自由基含量檢測(cè)均使用商品型試劑盒（MDA、SOD、CAT），嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明進(jìn)行操作。

2.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 21.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理與分析，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用鄧肯氏法進(jìn)行多重比較，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 硒對(duì)重金屬鎘中毒小鼠臨床癥狀的影響

從佳木斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心買(mǎi)回的小鼠毛白且光滑，體表無(wú)潰瘍、皮疹，應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng)，各項(xiàng)生理指標(biāo)正常，行動(dòng)自如。試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)照組的小鼠表現(xiàn)正常，高鎘組的小鼠出現(xiàn)精神萎靡、食欲減退、飲水量減少的情況，毛色暗淡且無(wú)光澤。一部分小鼠在注射氯化鎘后出現(xiàn)抽搐、焦躁不安等現(xiàn)象。硒組小鼠的精神狀態(tài)比較良好。高鎘+硒組的小鼠活躍度雖不如對(duì)照組與硒組，但小鼠精神狀態(tài)良好、毛色正常，基本無(wú)抽搐現(xiàn)象，整體情況要明顯好于高鎘組。另外，高鎘組的部分小鼠和高鎘+硒組的部分小鼠出現(xiàn)了腹瀉的現(xiàn)象。

解剖發(fā)現(xiàn)，高鎘組小鼠體重較輕，肝重明顯增加，且肝臟顏色暗紅發(fā)黑，充血嚴(yán)重。

3.2 硒對(duì)重金屬鎘中毒小鼠體重、飲水量及攝食量的影響

從飲水量及攝食量來(lái)看，對(duì)照組小鼠飲水量及攝食量明顯高于其余各組；高鎘組小鼠飲水量及攝食量明顯低于其余各組，且試驗(yàn)期間曾出現(xiàn)高鎘組小鼠飲水量及攝食量驟降，甚至近乎無(wú)飲水的情況；高鎘+硒組小鼠飲水量及攝食量雖低于平均水平，但明顯高于高鎘組小鼠，且飲水量及攝食量穩(wěn)定，未出現(xiàn)驟降的情況。

不同劑量組之間小鼠初始體重?zé)o明顯差異，在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)并注射不同劑量Cd2+和Se2+后，高鎘組小鼠食欲不振，體重下降嚴(yán)重；高鎘＋硒組小鼠出現(xiàn)輕微食欲不振，體重有所下降，但明顯好于高鎘組，硒組小鼠與對(duì)照組小鼠表現(xiàn)及體重變化保持均衡。

3.3 硒對(duì)重金屬鎘中毒小鼠肝臟器官指數(shù)的影響

測(cè)定各組小鼠的肝臟器官指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 小鼠肝臟器官指數(shù)的檢測(cè)結(jié)果

如圖1所示，與對(duì)照組相比，高鎘組小鼠肝臟器官指數(shù)明顯升高（P＞0.05），表明重金屬鎘可引起小鼠中毒，使肝臟重量增加，進(jìn)而引起小鼠肝臟器官指數(shù)增加。與高鎘組相比，高鎘+硒組小鼠肝臟器官指數(shù)有所下降（P＞0.05），其原因可能為硒與重金屬鎘產(chǎn)生的拮抗作用使小鼠肝臟抗氧化酶活性增加，從而減輕鎘對(duì)小鼠的毒害癥狀。

3.4 肝臟組織勻漿中抗氧化指標(biāo)的變化情況

3.4.1 硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟SOD含量的影響

測(cè)定小鼠肝臟組織勻漿中SOD 含量，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知，與對(duì)照組相比，高鎘組和高鎘+硒組小鼠肝臟SOD含量明顯降低，差異極顯著（P＜0.01）；硒組小鼠肝臟SOD含量幾乎無(wú)明顯變化，差異不顯著（P＞0.05）。與高鎘組相比，高鎘+硒組小鼠肝臟SOD含量顯著上升，差異極顯著（P＜0.01）。

圖2 小鼠肝臟SOD檢測(cè)結(jié)果

3.4.2 鎘對(duì)小鼠肝臟CAT含量的影響

測(cè)定小鼠肝臟組織勻漿中CAT 含量，結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，與對(duì)照組相比，高鎘組和高鎘+硒組小鼠肝臟CAT 含量均明顯降低，差異極顯著（P＜0.01）；硒組小鼠肝臟CAT 含量與對(duì)照組相比，差異不顯著（P＞0.05）；與高鎘組相比，高鎘+硒組小鼠肝臟CAT含量顯著上升，差異極顯著（P＜0.01）。

圖3 小鼠肝臟CAT檢測(cè)結(jié)果

3.4.3 鎘對(duì)小鼠肝臟MDA含量的影響

測(cè)定小鼠肝臟組織勻漿中MDA 含量，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，與對(duì)照組相比，高鎘組、高鎘+硒組小鼠肝臟MDA 含量明顯升高，差異極顯著（P＜0.01）；硒組小鼠肝臟MDA 含量雖有升高，但差異不顯著（P＞0.05）；與高鎘組相比，高鎘+硒組小鼠肝臟MDA含量降低，差異極顯著（P＜0.01）。

圖4 小鼠肝臟MDA含量檢測(cè)結(jié)果

4 討論與結(jié)論

4.1 硒拮抗鎘對(duì)小鼠臨床癥狀的影響

高鎘組的小鼠精神狀態(tài)低下，毛發(fā)稀疏并且無(wú)光澤，飲水量、攝食量驟降且明顯低于平均水平，這與王靖雯等[5]的研究中小鼠急性鎘中毒癥狀基本一致，區(qū)別在于本次試驗(yàn)中小鼠未出現(xiàn)體重負(fù)增長(zhǎng)，可能與重金屬鎘的注射量有關(guān)，而加硒拮抗的小鼠整體狀態(tài)明顯好于高鎘組，小鼠精神狀態(tài)正常，飲水量、攝食量雖少于對(duì)照組，但食欲基本正常。這表明，重金屬鎘能引起小鼠的中毒反應(yīng)，而硒拮抗鎘可以在一定程度上可以減輕小鼠精神狀態(tài)低下、食欲不振等中毒反應(yīng)。

4.2 硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟病理變化的影響

重金屬鎘對(duì)小鼠的肝臟有毒性作用，但是病變的程度和部位有所不同，這與任亞萍等[6]的研究中小鼠的病理變化相似。中毒小鼠肝臟的體積增大，被膜緊漲并且表面光滑，肝葉發(fā)生腫大，出現(xiàn)水腫現(xiàn)象，肝臟在切除時(shí)肝葉間黏連比較嚴(yán)重。肝臟的顏色變成黑色，質(zhì)地變硬。

4.3 硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟器官指數(shù)的影響

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，重金屬鎘可使小鼠肝臟器官指數(shù)升高，分析其原因可能為重金屬鎘能引起肝細(xì)胞水腫和壞死性病變，引起肝臟重量上升，而加硒組小鼠肝臟器官指數(shù)下降，其原因?yàn)槲膳c重金屬鎘拮抗，降低重金屬的毒性作用，同時(shí)促進(jìn)抗氧化酶產(chǎn)生，改善重金屬誘發(fā)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，降低肝臟重金屬中毒反應(yīng)。

4.4 硒拮抗鎘對(duì)小鼠肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

硒是體內(nèi)SOD 的重要組成成分，而SOD 是機(jī)體內(nèi)非常重要的抗氧化酶，當(dāng)機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)時(shí)，會(huì)對(duì)細(xì)胞膜通透性和離子通道造成影響，最終導(dǎo)致機(jī)體受損[7]。CAT 廣泛存在于肝臟中，是過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志酶，約占過(guò)氧化物酶體酶總量的40%。

MDA 是膜脂過(guò)氧化中最重要的產(chǎn)物之一，它的產(chǎn)生會(huì)加劇膜的損傷，因此可通過(guò)MDA 含量的變化了解膜脂過(guò)氧化的程度。

本試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，高鎘組小鼠肝臟SOD和CAT含量均明顯下降，MDA含量明顯上升；硒組小鼠肝臟SOD 含量與對(duì)照組基本持平，CAT含量略有降低，MDA 含量略有上升。而在加硒治療后，與高鎘組相比，高鎘+硒組小鼠肝臟SOD和CAT含量均明顯升高；MDA含量明顯降低。

可見(jiàn)硒可通過(guò)與重金屬鎘產(chǎn)生的拮抗作用，使小鼠的毒害癥狀有所減緩，表現(xiàn)為小鼠肝臟器官指數(shù)下降，抗氧化酶活性提高，清除自由基能力增強(qiáng)，SOD和CAT含量升高，MDA含量下降。

5 小 結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟抗氧化指標(biāo)的變化，可見(jiàn)硒可以通過(guò)和重金屬鎘產(chǎn)生的拮抗作用，使小鼠毒害癥狀有所減緩，表現(xiàn)在小鼠肝臟器官指數(shù)下降，抗氧化酶活性提高，清除自由基能力增強(qiáng)，可緩解重金屬鎘中毒小鼠的肝臟損傷，在一定程度上保護(hù)小鼠，減輕重金屬中毒對(duì)小鼠肝臟的破壞。