★ 李龍雪 張先艷 付丹 羅小泉*(1.江西中醫(yī)藥大學 南昌 330004;.南昌大學第一附屬醫(yī)院 南昌 330006)
阿特拉津(atrazine,ATR)是一種選擇性除草劑,廣泛應用于玉米、甘蔗、林地等的雜草防除。ATR具有結(jié)構穩(wěn)定、降解速度慢等特點,易被雨水淋洗至土壤深層,污染地表水和地下水,目前世界各地均有ATR殘留物污染水體的報道[1-3]。ATR是一種低毒性的除草劑,能干擾生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng),引起遺傳、神經(jīng)、生殖和免疫毒性,甚至癌癥。Tennant等[4]通過彗星試驗發(fā)現(xiàn)ATR使C57BL/6小鼠肝臟發(fā)生劑量依賴性的DNA損傷;長期低劑量接觸ATR能引起大鼠肝細胞嗜酸性壞死及間隙增大,腎臟空泡變合并中性粒細胞浸潤[5];高濃度的ATR也能抑制仙姑彈琴蛙蝌蚪體內(nèi)超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性[6],延緩紅耳龜受精卵胚胎發(fā)育,并導致肝臟和腎臟組織病變[7]。本研究采用ATR亞慢性經(jīng)口染毒大鼠,在4、8和12w時分別測定血清中相應生化指標和8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2 deoxyguanosine,8-OHdG)的濃度,探討ATR對大鼠肝腎功能的損傷,為評價ATR的毒性和防治提供科學依據(jù)。
1.1 材料來源 SPF級Wistar大鼠,體重100~120g,雌雄各半,購自北京維通利華實驗動物技術有限公司(SCXK(京)2014-0001)。97%阿特拉津購自山東濱農(nóng)科技有限公司;谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、血尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)檢測試劑盒購自中生北控生物科技股份有限公司;8羥基脫氧鳥苷試劑盒購自上海樊克生物科技有限公司。
1.2 研究方法 45只Wistar大鼠按體重和性別隨機分為三組,即對照組(C組)、ATR低劑量組(L組)(35.6mg/kg·d,1/50 LD50)和ATR高劑量組(H組)(97.8mg/kg·d,1/20 LD50),每組15只,采用喂飼法給動物染毒,連續(xù)12w,自由飲水,染毒4、8和12w分別處死一批動物,用水合氯醛麻醉后斷頭采集血樣,分離血清,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
按說明書配制各種溶液,將待測血樣和相應溶液放入全自動生化分析儀中,檢測4、8、12周血樣中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總蛋白、白蛋白、血尿素氮、肌酐的含量。按說明書操作,用酶標儀檢測8羥基脫氧鳥苷的含量。
2.1 阿特拉津?qū)Υ笫笈K體比的影響 隨著染毒時間和劑量的增加,染毒組和對照組大鼠肝臟、腎臟臟體比無顯著性差異(P>0.05),見表1。
表1 阿特拉津?qū)Υ笫蟾巍⒛I臟體比的影響(,n=15) %
表1 阿特拉津?qū)Υ笫蟾巍⒛I臟體比的影響(,n=15) %
染毒時間 組別 肝臟/體重比值 腎臟/體重比值4w C 2.364±0.289 0.596±0.021 L 2.260±0.333 0.608±0.042 H 2.419±0.229 0.602±0.040 8w C 2.633±0.272 0.651±0.035 L 2.405±0.165 0.641±0.074 H 2.660±0.120 0.657±0.066 12w C 2.266±0.092 0.610±0.048 L 2.317±0.187 0.664±0.087 H 2.474±0.247 0.688±0.134
2.2 阿特拉津?qū)Υ笫笱挠绊?與對照組相比,染毒12w高劑量組大鼠血清中ALT、AST、TP和BUN顯著升高(P<0.05),染毒8w高劑量組大鼠血清中AST顯著升高(P<0.01),見表2。
表2 阿特拉津致大鼠血生化指標的變化(,n=15)
表2 阿特拉津致大鼠血生化指標的變化(,n=15)
注:與同期對照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
染毒時間 組別 ALT AST TP ALB BUN CRE 4w C 43.2±2.8 120.6±17.6 55.1±3.4 33.4±4.1 7.9±1.0 70.8±6.7 L 43.4±3.8 136.2±18.0 58.4±2.5 32.3±3.2 8.2±0.8 71.2±6.3 H 44.2±2.9 141±29.6 59.4±5.3 32.9±1.5 8.9±0.5 71.6±7.1 8w C 43.8±4.4 124.6±13.1 57.3±5 32.9±1.7 8.1±1.4 71.2±5.4 L 43.2±7.6 139.8±16.3 59.6±2.6 32±1.8 8.7±0.8 76.8±13.7 H 44.6±10 152.2±15.6* 60.5±2.9 31.9±2.7 8.9±1.2 83.4±7.4 12w C 44.2±2.2 141.8±15.7 59.7±4.7 35.8±1.9 8.4±0.5 79.0±2.9 L 44.8±4.0 149±12.1 61.7±3.4 34.9±1.6 10.0±0.7 86.4±9.9 H 53.0±2.1** 163.2±10.9* 66.9±5.8* 33.7±2.8 10.3±2.1* 90.2±14.0
2.3 阿特拉津?qū)Υ笫笱?羥基脫氧鳥苷的影響 染毒12w,高劑量組大鼠血清8-OHdG濃度與對照組相比顯著升高(P<0.05),見表3。
臟體比是評價組織器官生理功能的重要指標,可反映毒物暴露對組織器官的影響。本實驗結(jié)果顯示ATR染毒后,大鼠肝、腎臟體比均有所升高,但無統(tǒng)計學意義,提示肝、腎可能有輕微水腫或增生。
肝臟和腎臟是動物體內(nèi)最重要的解毒、排毒器官,外源性化合物進人機體后均要經(jīng)過肝臟轉(zhuǎn)化,經(jīng)血液傳輸?shù)侥I臟,經(jīng)腎小球和腎小管濾過后排出體外。有研究表明[8],ATR代謝產(chǎn)物脫乙基脫異丙基阿特拉津(DEDIA)可長時間蓄積在肝臟和腎臟,說明肝、腎組織是毒性作用的靶器官。
表3 阿特拉津致大鼠血清8羥基脫氧鳥苷含量的變化(,n=15) ng/L
表3 阿特拉津致大鼠血清8羥基脫氧鳥苷含量的變化(,n=15) ng/L
注:與同期對照組比較,*P<0.05。
4w C 35.58±1.40 L 36.30±1.23 H 35.38±1.26 8w C 36.12±2.34 L 38.61±3.85 H 38.86±3.13 12w C 36.80±1.94 L 41.25±4.43 H 41.32±2.88*染毒時間 組別 8-OHdG水平
ALT和AST是人體代謝過程中非常重要的酶,是說明肝實質(zhì)損傷常用的兩項指標。當肝細胞受到損傷時,ALT和AST就會被釋放,使血清中ALT和AST的含量升高[9]。染毒12w,高劑量組大鼠血清中ALT和AST含量顯著升高(P<0.05);染毒8w,高劑量組大鼠血清中AST含量顯著升高(P<0.05)。表明ATR能損害大鼠肝細胞。
BUN是機體氨基酸和蛋白質(zhì)代謝的終產(chǎn)物,是血液中非蛋白質(zhì)的主要成分。當腎臟功能發(fā)生損傷時,BUN排出減少,導致血清中BUN數(shù)值的升高,患有腎功能衰竭、腎炎、腎內(nèi)破壞性和占位性病變等疾病血清中BUN均增高[10-11]。染毒12w,高劑量組大鼠血清中BUN含量與對照組相比顯著升高(P<0.05),表明染毒大鼠腎功能受到損傷。
TP包括白蛋白和球蛋白,在體內(nèi)TP水平變化主要反映肝臟合成功能和腎臟病變造成的蛋白丟失情況,肝臟和腎臟病理狀態(tài)和慢性的炎癥等皆能使TP升高。與對照組相比,染毒12w高劑量組大鼠血清中TP含量顯著升高(P<0.05),表明大鼠肝功能受損和腎功能減退,與染毒組血清中ALT、AST、BUN含量變化一致。綜上所述,染毒組大鼠的血清生化學指標的異常,提示ATR對肝臟和腎臟的損害作用。
有研究表明,DNA 氧化損傷可導致基因突變、細胞癌變、退行性疾病及個體衰老。8-OHdG是DNA分子中鳥嘌呤堿基的第8位C原子在過量的活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)攻擊下結(jié)合-OH而生成的一種氧化性加合物,是評價氧化應激及 DNA 氧化損傷的有效指標[12]。8-OHdG是活性氧自由基(ROS)引起DNA氧化損傷的產(chǎn)物,機體受外源性物質(zhì)刺激產(chǎn)生大量ROS,ROS直接攻擊DNA中的鳥嘌呤,使脫氧鳥苷氧化為8-OHdG,隨后8-OHdG被機體特異性DNA修復酶剪切清除并經(jīng)腎臟隨尿排泄[13-15]。8-OHdG的含量可反映機體氧化損傷程度,是目前國際上公認的評價DNA氧化損傷和氧化應激狀態(tài)的敏感指標。本實驗結(jié)果顯示,染毒12w,高劑量組大鼠血清中8-OHdG的含量與對照組相比顯著升高(P<0.01),表明ATR亞慢性經(jīng)口染毒可造成大鼠DNA氧化損傷。