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目的:构建燃煤型氟中毒大鼠模型时饲以不同比例亚硒酸钠饲料,通过观测大鼠氟斑牙发生情况、体重、体长尾长、尿氟浓度、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、血清肌酐(SCR)、血清白细胞介素-6(IL-6)及伤口愈合情况,研究硒对燃煤型氟中毒大鼠的生物学作用、抗氧化酶活性以及免疫能力的影响。
方法:
1.动物模型建立:56只清洁型SD大鼠,体重60克左右,随机分为对照组,低氟组,低氟适硒组,低氟高硒组,高氟组,高氟适硒组,高氟高硒组七组,每组8只。各实验组均放置于燃煤型氟中毒病区室内高氟空气环境下,饲以添加不同比例的病区煤烘玉米和亚硒酸钠的饲料,饮用去离子水。
2.检测内容和方法:①实验8周,每周观察大鼠一般情况及氟斑牙发生情况,于第0,4,8周记录大鼠体长、尾长和体重;②第4周和第8周末收集大鼠24小时尿液检测,采血检测超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),肌酐;③观察第4周取血后各组大鼠尾部伤口愈合情况,第8周末采血检测白细胞介素6(IL-6)。实验结束后断头处死大鼠。所有数据用SPSS19.0统计软件进行检验分析。
结果:
1.大鼠氟斑牙症状情况:实验进入第4周,高氟组及高氟高硒组开始出现氟斑牙,低氟组,低氟适硒组,低氟高硒组及高氟适硒组均在实验第6周出现氟斑牙。第8周末,对照组无氟斑牙出现,适硒组氟斑牙发生只数比高硒组少,高氟高硒组大鼠氟斑牙检出只数比高氟适量硒组多,差异有统计学意义(P<0.05)。
2.大鼠生长发育情况
(1)第8周末,7组大鼠体重均有增长,但实验组较对照组体重增长慢,且高氟高硒组体重增长最慢,差异有统计学意义(P<0.05)。
(2)实验组大鼠体长及尾长结果均短于对照组,分别比较低氟三组和高氟三组,适硒组体长和尾长均比高硒组长;提示过量的氟和硒对大鼠生长发育有影响。
3.大鼠尿氟检测:第4周与第8周末实验组大鼠尿氟浓度均比对照组高(P<0.05),比较低氟(10mg/kg)浓度组和高氟浓度(40mg/kg)组中适硒组(硒2.3mg/kg)尿氟浓度高于高硒组(硒4mg/kg)(P<0.05);单纯高氟组尿氟浓度低于高氟适硒组,单纯低氟组则低于低氟适硒组(P<0.05);
4.大鼠抗氧化酶和血清肌酐活性检测:
(1)实验4周和第8周末实验组SOD与正常组相比较均有所降低,差异有统计学意义(P<0.05);分别比较低氟三组,单纯低氟组和高硒组SOD活性均低于适硒组(P<0.05),其中低氟高硒组SOD活性最低。比较高氟三组中,单纯高氟组和高硒组SOD活性也低于适硒组(P<0.05),以高氟高硒组活性最低。
(2) CAT活性检测:实验组和对照组相比CAT活性降低,实验进入第2个月,在低氟三组与高氟三组中,适硒组和高硒组相比CAT活性升高。但各组CAT值之间的差异无统计学意义(P>0.05)。
(3)通过肌酐检测专用试剂盒对大鼠血清肌酐浓度测定,结果显示为:实验第4周,各组血清肌酐差异无统计学意义(P>0.05);进入第8周末,低氟组肌酐浓度比高氟组低,但它们之间的差异无统计学意义(P>0.05);在低氟和高氟浓度组中,适硒组肌酐比高硒组低,差异有统计学意义(P<0.05)
5.血清IL-6活性及伤口愈合情况:
(1)白细胞介素6的检测:各组IL-6值均低于正常组,但低氟组与正常组比较,差异无统计学意义(P>0.05),适硒组IL-6值高于高硒组(P<0.05)。
(2)实验第4周断尾取血后,在第5周末对照组、低氟组、低氟适硒组及高氟适硒组大鼠尾部伤口均无发生炎症反应,达到甲级愈合;第6周末高氟组5只和低氟高硒组6只大鼠伤口达到甲级愈合;第7周高氟组3只大鼠,高氟高硒组2只和低氟高硒组2只大鼠尾部伤口甲级愈合;高氟高硒组尾部伤口愈合缓慢,呈现红肿溃烂状态,尾部发生断裂,至第8周末余下6只大鼠伤口才愈合完成。
结论:
1.通过复制燃煤型氟中毒病区室内高氟空气环境,饲予大鼠添加不同比例病区煤烘玉米饲料,成功构建了燃煤型氟中毒大鼠模型。
2.本次实验下对各组大鼠尿氟浓度的观测发现:在同等氟浓度情况下出现尿氟指标的波动,加入2.3mg/kg的硒组尿氟浓度较高,提示尿氟作为判断氟中毒程度指标时,应结合机体及周围环境考虑。
3.本次实验条件下,低氟(10mg/kg)浓度组和高氟浓度(40mg/kg)组中适硒组(硒2.3mg/kg)血清SOD和IL-6活性均高于高硒组(硒4mg/kg),且适硒组大鼠生长发育及伤口愈合情况均优于高硒组,提示适量硒(硒2.3mg/kg)能清除过多自由基,提高SOD活性,可纠正氟造成的自由基代谢紊乱,减轻氟中毒对IL-6活性的抑制,对氟具有一定的拮抗作用,对机体免疫功能和抗感染能力也有一定的促进作用。
4.高氟高硒组伤口愈合情况最差,提示过量的硒和氟可能形成协同作用,加重机体氧化损伤及影响血清IL-6活性,降低机体免疫能力,导致炎症加重,组织恢复能力降低。
5.本次实验条件下,硒2.3mg/kg可以较好地减轻氟中毒对机体的不良影响,能促进尿氟的排出,增强各种酶类活性,对生长发育有一定促进作用。