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全氟辛烷磺酸对大鼠海马细胞内钙离子浓度的影响

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综述 中枢神经系统钙稳态紊乱与神经损伤的研究进展

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摘要

目的： 全氟辛烷磺酸是全氟碳化物中的重要化合物之一。 毒理学实验证实了PFOS对实验动物具有发育毒性、免疫毒性、生殖毒性和潜在致癌性。但目前关于PFOS材料引起的神经毒性评价资料还很少。本研究从脑与血清中PFOS浓度与中枢神经损伤的相关性、PFOS对中枢神经神经元[Ca<'2+>]i的影响等方面，探讨PFOS对中枢神经系统的可能影响机制，进而为PFOS的安全性评价提供科学依据。 材料与方法： 1、动物染毒方案 (1)PFOS-饲料配制：配制2％Tween 80溶液，按照设计剂量加入全氟辛烷磺酸钾(PFOS-K)配制PFOS溶液。霍恩法计算PFOS溶液经消化道LD<,50>。将溶液按照设计剂量加入大鼠粉碎型饲料中，烘干待用。 (2)动物分组及染毒：雄性Wistar大鼠50只，体重180-220g，适应性喂养7天后按体重随机分为5组，每组10只。动物室温度18℃-23℃，相对湿度45％-55％。实验组PFOS染毒剂量分别为2、8、32、128 mg·kg<'-1>(feed)，对照组给予2％Tween-80处理后干饲料，实验组给予设计剂量的PFOS处理饲料，自由进食水。连续染毒60天。染毒结束后，腹腔注射0.4％(w/v)戊巴比妥钠麻醉大鼠。取脑，剥离海马组织。取血清及剩余脑组织，-80℃冷冻保存。 2、观察指标与检测方法 (1)染毒大鼠体重及绝对饲料消耗量记录； (2)染毒大鼠超声刺激记录； (3)血清及脑组织样品中PFOS浓度的测定-固相萃取-高效液相色谱/质谱联机法(HPLC/MS-MIS)； (4)海马细胞内钙离子浓度测定-Fura-2/AM荧光探针法； (5)脑皮质、海马、小脑细胞病理学观察-尼氏染色法； 3、统计分析 全部数据分析处理均采用SPSS(13.0)统计软件。实验结果用x±s表示。各试验组与对照组数据之间比较：数据经正态性检验，符合正态分布的采用单因素方差分析，不符合的采用秩和检验。 试验结果： 1、各试验组染毒大鼠体重及绝对饲料消耗量在相同染毒天数内，大鼠体重增加数量随染毒剂量的增加而减少。染毒60天结束时，32、128 mg·kg<'-1>(feed)组大鼠体重显著低于8 mg·kg<'-1>(feed)组(p<0.05)和对照组大鼠体重(p<0.01)。染毒前30天内各剂量组大鼠每增加100g体重的绝对食物消耗量未出现统计学差异(p>0.05)，染毒结束前30天内128mg·kg<'-1>(feed)组大鼠每增加100g体重的绝对食物消耗量显著低于对照组(p<0.01)。 2、各试验组大鼠超声刺激下的惊厥记录实验组与对照组之间无显著性差异(p>0.05)。 3、各试验组血清及脑组织样品中PFOS浓度的测定8 mg·kg<'-1>(feed)组及更高染毒组的血清和脑中PFOS浓度均显著高于对照组(p<0.01)，并与染毒剂量之间呈现正相关关系(r=0.944，p<0.01)。2 mg·kg<'-1>(feed)组血清中PFOS浓度显著高于对照组(p<0.05)。PFOS 8 mg·kg<'-1>(feed)染毒组的血清和脑中PFOS浓度与2 mg·kg<'-1>(feed)染毒组水平之间无统计学差异(p>0.05)。 4、海马细胞内钙离子浓度PFOS 2、8、32、128 mg·kg<'-1>(feed)染毒组海马细胞[Ca<'2+>]i分别为222.27±9.67nmol·L<'-1>、244.29±9.07 nmol·L<'-1>、381.69±9.61 nmol·L<'-1>和528.27±15.51nmol·L<'-1>，与对照组[(141.30±2.70)nmol·L<'-1>]比较具有显著性差异(P<0.01)，并且海马细胞[Ca<'2+>]i与PFOS染毒剂量成正相关(r=0.929，p<0.05)。大鼠血清中PFOS浓度与脑中PFOS浓度(r=0.801，p<0.01)、脑中PFOS浓度与海马细胞[Ca<'2+>]i(r=0.811，p<0.01)以及血清中PFOS浓度与海马细胞[Ca<'2+>]i(r=0.955，p<0.01)，均呈现显著的正相关关系。 5、大鼠脑皮质、海马和小脑细胞的尼氏染色对照组大鼠大脑皮质中外颗粒层和锥体细胞层中的锥体细胞、海马CA1区M段锥体细胞和小脑Purkinji细胞胞浆匀质，胞核大而圆，位于细胞中央。尼氏小体呈紫色，部分细胞核仁清晰可见，核突明显。各染毒组大鼠脑切片中未见尼氏体斑块染色变浅等病理性改变。 结论： 1、PFOS消化道亚慢性染毒可以引起大鼠体重增长速度下降、饲料消耗量降低； 2、PFOS消化道亚慢性染毒可以引起大鼠脑与血清中PFOS浓度升高； 3、PFOS消化道亚慢性染毒可以引起大鼠神经元细胞内钙离子浓度升高； 4、PFOS消化道亚慢性染毒未见对大鼠皮质、海马、小脑细胞的尼氏小体的影响。

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