脑发育不同阶段慢性铅暴露对大鼠在体海马不同时间一氧化氮含量及合酶活性的影响

[摘要]目的：比较脑发育不同阶段低浓度慢性铅暴露对大鼠在体海马一氧化氮含量及合酶活性的影响。方法：分别在仔鼠出生21 d、42 d、63 d时测定对照组、断乳后暴露组、母体暴露组和持续暴露组仔鼠血铅含量和海马NO含量和NOS活性，并与对照组进行比较。结果：各暴露组在不同时间血铅含量均高于对照组（P

[关键词]慢性铅暴露；大鼠；海马；脑发育

[中图分类号]R995 [文献标识码]B[文章编号]1673-7210（2007）09（c）-095-02

Effects of chronic lead exposure at brain different developmental stages and different time on NO and NOS in rat hippocampus in vivo

LIN Yu-shan

(Zhanjiang Chinese Medical College,Zhanjiang 524092,China)

[Abstract]Objective:To investigate the effects of chronic lead exposure at brain different developmental stages on NO and NOS in rat hippocampus in vivo.Methods: Concentration of lead in blood,concentration of NO and activity of NOS in rat hippocampus were detected at the 21,42 or 63 days after the young rat were born.Results: The concentration of lead in blood were significantly different at different time between the control and the three Pb-exposed groups.The activity of NOS and concentration of NO in rat hippocampus between lead-expoesd depart from latex group,lead-expoesd continously group and control group were significantly different.Conclusion: Chronic lead exposure in any braindevelopmental stage may have effects on the concentratioy of NO and the activity of NOS in rat hippocampus.The immature hippocampus might be higher vulnerable as compared with the mature one to lead neurotoxicity.

[Key words]Chronic lead exposure;Rat;Hippocampus;Brain development

铅是环境中广泛存在的重金属污染物，具有很强的神经毒性。一氧化氮(NO)作为一种典型的逆行信使分子，具有广泛的生物学活性，在不同种群的系统发育中参与信号转导过程[1，2]，参与神经发育及海马等部位神经元突触可塑性和神经网络的构建，在学习、记忆和行为形成中起重要作用[3]。近年研究发现，基础水平的NO对神经元起保护作用，如果其生成量不足或过量，则可引起神经毒作用[4]。而一氧化氮合酶(NOS)是催化NO生物合成的关键酶，NO的生物合成主要受NOS的调节。为此本实验进行了此方面的观察，探讨并比较了脑发育不同阶段低浓度慢性铅暴露对大鼠在体海马一氧化氮含量及合酶活性及其差异，为预防和治疗铅中毒提供科学依据。

1 材料和方法

1．1 实验动物

3月龄SD大鼠，雌性，24只，由广东医学院实验动物中心提供，动物合格证号2004A029。

1．2 试剂与仪器

醋酸铅(分析纯)，购自温州市化学用料厂；一氧化氮试剂盒、一氧化氮合酶试剂盒，南京建成生物工程研究所生产；DY89-1电动玻璃匀浆机，江苏宁波生产；752型紫外分光光度计，上海分析仪器厂生产；T-500型电子天平，常熟双杰测试仪器厂生产；低温高速离心机Hanau D-37520，德国生产。

1．3 动物分组及染铅

将24只雌性SD大鼠随机分为两组：分为对照组和铅暴露组，从其妊娠始至子代断乳止，在饲料相同条件下，分别饮用蒸馏水和0.02%醋酸铅蒸馏水溶液。当其子代鼠断乳（生后16 d）后，每窝取出4～5只雄鼠用于实验。共84只仔鼠，将其分成4组:第1组为对照组，为饮蒸馏水母鼠的子代鼠，断乳后继续饮用蒸馏水；第2组是断乳后铅暴露组，为饮蒸馏水母鼠的子代鼠，断乳后改饮0.02%醋酸铅溶液；第3组是母体期铅暴露组，为饮铅溶液母鼠的子代鼠，断乳后改饮蒸馏水；第四组是持续铅暴露组，为饮铅溶液母鼠的子代鼠，断乳后继续饮用0.02%醋酸铅溶液。持续饮水21 d、42 d、63 d后进行相关指标的测定。

1．4 检测指标及方法

在仔鼠出生21 d、42 d、63 d时，以微量注射器经眼眶采静脉血0.5～1.0 ml，加0.1 mol/L的稀硝酸2 500 μl，混匀放置过夜，加体积分数为10%的三氯醋酸300 μl，3 000 r/min离心15 min，取上清石墨炉原子吸收法测定（标准曲线法）；将仔鼠处死，冰浴取仔鼠海马组织，匀浆离心取上清液，根据南京建成生物工程研究所NO含量和NOS活性测定试剂盒要求进行操作。

1．5 统计分析

用SPSS13.0统计软件进行数据分析，数据处理用方差分析，结果以(x±s)表示。

2 实验结果

2．1 不同时间各组仔鼠血铅浓度测定结果（表1）

由表1可见，仔鼠出生21 d、42 d、63 d时各暴露组与对照组比较，血铅浓度明显增高，差异均有显著性(P

2．2 不同组别各时间点仔鼠海马NOS活性测定结果(表2)

由表2可见，仔鼠出生21 d时，各暴露组NOS活性与对照组比较，明显升高，差异均有显著性(P

2．3 不同组别各时间点仔鼠海马NO含量测定结果（表3）

由表3可见，在仔鼠出生21 d、42 d、63 d时，断乳后铅暴露组和持续铅暴露组海马NO含量与对照组比较，差异均有显著性(P

3 讨论

铅是强有力的神经毒物，可引起人和动物的神经损害和行为障碍。铅对中枢神经系统的毒性主要是对血脑屏障、神经元、神经胶质细胞发育及信息传递等几方面的影响[5]；发育中的个体特别容易受到影响[6]：在儿童期，铅的毒性作用易危及其智能、行为，并影响学习、记忆的功能。NO是一种信使分子，神经细胞合成的NO能迅速向各个方向传递，并激活附近所有的细胞。NO作为逆行信使，在神经发育及神经元突触可塑性和神经网络的构建等起重要作用。近年来的研究发现，NO在中枢神经系统损伤中的作用具有两重性，基础水平的NO对神经元起保护作用，如果生成过量，则可引起神经毒性作用[4]。已知NO是L-精氨酸在NOS催化下生成，NOS是其生物合成的关键酶。根据NOS的功能和特性将其分为神经元型NOS(nNOS)、诱导型NOS(iNOS)和内皮型NOS(eNOS)三类。nNOS和eNOS属于Ca2+依赖型，iNOS为非依赖型。铅对三类NOS具有不同的作用。Carcia等研究发现，铅中毒时，中枢神经系统nNOS和eNOS活性被抑制，而iNOS活性则增强。

海马是铅毒性作用的主要靶组织。本文观察了母体期、断乳后及出生前后持续性慢性铅暴露的子代鼠海马NO含量和NOS活性的影响，发现在不同脑发育阶段染铅的子代鼠的反应有一定的区别。本实验结果显示，生长发育早期，断乳后铅暴露组和持续铅暴露组海马部位NO含量略有升高，母体期铅暴露组与对照组比较无明显差异；而生长发育晚期、接近成年期断乳后铅暴露组的仔鼠海马NO含量较对照组并没有明显差异，但持续铅暴露组的仔鼠海马NO含量较对照组明显降低。可能是由于铅中毒早期，NOS应急性活性增强而促进NO含量略有升高，而随着铅中毒时间的推移，NOS活性降低后，NO含量减少。实验结果显示，断乳后铅暴露组和持续铅暴露组NO含量明显高于母体暴露组，而出生42 d时断乳后铅暴露组和持续铅暴露组NOS活性明显低于对照组和母体暴露期；结果提示仔鼠出生后尽早脱离铅暴露环境，可能有助于减轻损害或使已发生的损害有所改善。有研究显示铅可抑制NOS活性及其表达从而扰乱NO代谢，本研究结果与其结果一致[7，8]。

[参考文献]

[1]Cheng A,Wang S,Cai J,et al.Nitric oxide acts in a positive feed-back loop with BDNF to regulate neural progenitor cell proliferation and differentiation in the mammalian brain[J].Dev Biol,2003,258(2):319-333.

[2]Vacher CM,Hardin-Pouzet H,Steinbusch HW,et al.The effects of nitric oxide on magnocellular neurons could involve multiple indirect cyclic GMP-dependent pathways[J].Eur J Neurosci,2003,17(3):455-466.

[3]Garthwaite J,Charles SL,Chess-Williams R.Endothelium-derived relaxing factor release on activation of NMDA receptors suggests role as intercellular messenger in the brain[J].Nature,1988,336(6197):385-388.

[4]王韵,韩济生.一氧化氮在医学中的现在和将来[J].生理科学进展,1999,30(1):94-95.

[5]Buchmüller-Rouiller Y,Corrandin SB,Smith J,et al.Role of glutathione in marcrophage activation:effect of cellular glutathione depletion on nitrite production and leishmanicidal activity[J].Cellular Immunology,1995,164(1):73-80.

[6]Alfano DP,Petit TL, LeBoutillier JC.Development and plasticity of the hippocampal choliergic system in normal and early lead-exposed rats[J]. Brain Res,1983,312(1):117-124.

[7]王静,李积胜,张进,等.铅对大鼠海马一氧化氮合酶活力及表达的影响[J].中华劳动卫生职业病杂志,2000,18(4):204-206.

[8]Quinn MR,Harris CL.Lead inhabits Ca2+ stimulated nitric oxide synthase activity from rat cerebrellum[J].Neurosci Lett,1995,196(1-2):65-68.

（收稿日期：2007-08-02）

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