全氟辛烷磺酸（PFOS）對大鼠的腎毒性研究

楊雙波，劉清國，曠亦樂，賀棟梁

(1.長沙醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410219；2.南華大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，湖南 衡陽 421001)

對全氟辛烷磺酸 （perfluorooctane sulfonate，PFOS）的研究，最近引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1]。PFOS是一種具有難溶和耐高溫、耐強(qiáng)氧化特性的有機(jī)化合物，被廣泛應(yīng)用到泡沫滅火劑、殺蟲劑、生產(chǎn)潤滑劑等多種工業(yè)及民用產(chǎn)品中[2]。生物體內(nèi)的PFOS主要通過食物、飲水和空氣進(jìn)入，并具有較強(qiáng)的生物富集作用，沿食物鏈逐級轉(zhuǎn)移，最后到人體內(nèi)聚集[3]。其對機(jī)體肝、心臟、免疫系統(tǒng)、生殖及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒作用[4-6]。本文用不同劑量的PFOS對SD大鼠進(jìn)行染毒，觀察其對腎臟的損害作用，研究結(jié)果可為全面評價(jià)PFOS的毒作用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

PFOS-K由武漢市德孚經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司提供，普通飼料中加入不同量的PFOS-K制得含PFOS 0mg/kg、5mg/kg、25 mg/kg、125mg/kg 的 PFOS飼料。AB204-N型電子分析天平 （METTLER公司），5810型低溫高速離心機(jī)和7170A全自動生化分析儀（Eppendorff公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)動物及染毒

清潔級3月齡SD大鼠24只，雌雄各半，體重180.0±10.0克，由南華大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供（合格證號：SCXK(湘)2004-0009），置于專用動物飼養(yǎng)房單籠喂養(yǎng)，室溫220C左右，相對濕度60%～70%，預(yù)養(yǎng)觀察5天后，隨機(jī)等分為4組，分別用含PFOS 0mg/kg、5mg/kg、25 mg/kg、125mg/kg PFOS 的 飼 料喂養(yǎng)，每天記錄進(jìn)食量，每周稱重一次；喂養(yǎng)60d后摘取眼球采血制備血清，備用；然后頸椎脫臼處死大鼠迅速取出腎臟，測定腎臟器系數(shù)；然后一側(cè)腎作常規(guī)病理學(xué)觀察，另一側(cè)腎組織勻漿分離上清液，測定丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）。

1.3 觀察指標(biāo)及檢測方法

1.3.1 臟器系數(shù)測定 迅速取出腎臟，去除附著的脂肪和筋膜，生理鹽水漂洗，濾紙吸干，準(zhǔn)確稱取臟器重量，計(jì)算臟器系數(shù)。臟器系數(shù)(%)=[臟器重量(g)/大鼠體重(g)]×100%。

1.3.2 腎組織病理形態(tài)學(xué)觀察 一側(cè)腎用10%甲醛固定，常規(guī)病理學(xué)制片，HE染色，光鏡下觀察形態(tài)學(xué)變化。

1.3.3 腎功能的測定 經(jīng)眼眶靜脈叢取血，分離血清，用全自動生化儀檢測血清UREA、CRE、UA的含量。1.3.4腎組織勻漿液中氧化指標(biāo)測定 采用硫代巴比妥酸比色法測定MDA含量，DTNB法[7]測定GSH含量，DTNB直接顯色法[8]測定GSH-Px活力，Nitrite-kit法[9]測定SOD活力。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

計(jì)量數(shù)據(jù)以 mean±SD表示，數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行ANOVA，多重比較采用LSD法；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PFOS對大鼠腎臟器系數(shù)的影響

中、高劑量PFOS染毒組大鼠的腎臟臟器系數(shù)均高于對照組 (P<0.05)，并有一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，見表1。

表1 PFOS對大鼠腎臟器系數(shù)、腎功能及氧化指標(biāo)的影響(n=6)

2.2 PFOS對大鼠腎臟病理形態(tài)學(xué)的影響

腎組織切片顯示，與溶劑對照組比較，低劑量PFOS染毒組無明顯變化，而中、高劑量PFOS組出現(xiàn)明顯的管型和蛋白物質(zhì)滲出（圖1）。

圖1：PFOS對大鼠腎組織的損傷作用（400X）

2.3 PFOS對大鼠腎功能的影響

由表1可見，與對照組比較，中、高劑量PFOS染毒組大鼠血清尿素（UREA）、肌酐（CRE）、尿酸（UA）含量均有升高 (P<0.05)，但低劑量組與對照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.4 PFOS 對腎組織 MDA、GSH、SOD、GSH-Px的影響

從表1見，低、中、高劑量PFOS染毒組大鼠腎組織中MDA、GSH含量較對照組升高 (P<0.05)，并有劑量-效應(yīng)關(guān)系；低、中、高劑量PFOS染毒組大鼠腎組織GSH-Px、SOD活力降低，與對照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討論

全氟辛烷磺酸可通過各種途徑進(jìn)入體內(nèi)，然后通過血液循環(huán)被大量運(yùn)輸?shù)侥I，尤其是腎皮質(zhì)，同時腎對其還有濃縮功能，致使腎內(nèi)具有高濃度的全氟辛烷磺酸[10]，它可能對腎產(chǎn)生直接或間接的毒效應(yīng)。

臟器系數(shù)是毒理學(xué)亞慢性毒性試驗(yàn)觀察指標(biāo)中一個靈敏的指標(biāo)，在機(jī)體成熟之后，實(shí)驗(yàn)動物臟器重量及器官重/體重比率均保持在一定正常范圍內(nèi)，可較好地反映化學(xué)毒物對該臟器的綜合毒損害作用，也是尋找毒物作用靶器官的重要線索，若外來化合物使某個臟器受到損害，則此比值就會發(fā)生改變。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：染毒大鼠的腎臟臟器系數(shù)增加，說明PFOS可導(dǎo)致大鼠腎臟腫大。

血 UREA、CRE、UA主要通過腎臟排出，血UREA、CRE、UA的高低與腎臟損傷的嚴(yán)重程度成正比，檢測血UREA、CRE、UA等指標(biāo)是目前評價(jià)腎功能損害最簡單、有效的方法。本研究結(jié)果顯示：PFOS喂養(yǎng)組大鼠后，大鼠血UREA、CRE、UA含量升高，腎小管間質(zhì)中有明顯炎性細(xì)胞浸潤，腎小管上皮變性、管腔狹窄甚至消失，出現(xiàn)明顯的管型和蛋白物質(zhì)滲出，腎皮質(zhì)結(jié)構(gòu)不清，說明PFOS對腎臟的功能及結(jié)構(gòu)均可產(chǎn)生有一定程度的損傷作用。有研究表明：脂質(zhì)過氧化所產(chǎn)生的MDA可以與蛋白質(zhì)、核酸及某些磷脂交聯(lián)形成Schiff堿，為無活性的大分子復(fù)合物，與細(xì)胞內(nèi)某些殘余物質(zhì)累積，又反過來影響線粒體的功能，使活性氧的生成進(jìn)一步增加，從而形成惡性循環(huán)[11]。機(jī)體中的酶性抗氧化系統(tǒng)主要有SOD、過氧化氫酶、GSH-Px、谷胱甘肽還原酶等，SOD是清除氧自由基的關(guān)鍵酶，并有終止自由基鏈鎖反應(yīng)的作用，可使超氧自由基的歧化清除速度提高1010倍，歧化超氧陰離子自由基反應(yīng)生成毒性較低的H2O2。因此，SOD活性與性質(zhì)的變化成為一個重要的氧化損傷定量指標(biāo)。GSHPx是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種含硒抗氧化酶，它將H2O2和許多有機(jī)過氧化物轉(zhuǎn)化為水或相應(yīng)的醇類，從而阻止H2O2與鐵反應(yīng)生成毒性更強(qiáng)的羥自由基，因此可作為評價(jià)組織氧化應(yīng)激水平的重要依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果在中、高劑量PFOS染毒組腎織勻漿中MDA、GSH含量明顯增高，說明氧化應(yīng)激在PFOS致腎損傷中具有重要作用；PFOS組腎組織中SOD、GSH-Px活力下降，而MDA含量增高，反映PFOS已導(dǎo)致腎組織清除自由基能力明顯下降，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物大量堆積，將造成腎功能的損傷。

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