氟-砷联合染毒对大鼠子代神经行为发育的影响*
作者：张晨 凌冰 刘继文 王国荃 肖碧玉
单位：张晨(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；凌冰(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；刘继文(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；王国荃(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；肖碧玉(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)
关键词：氟-砷；子代；神经行为
卫生研究990606 摘要 为揭示氟-砷共存对子代健康的影响，采用两代一窝繁殖的实验方法，测定Wistar大鼠暴露于氟、砷后其子代神经行为发育的情况。结果显示：随染毒剂量的增加，早期生理发育指标阳性率和早期神经反射阳性率逐渐减少，各染毒组仔鼠学习及记忆能力显著降低，游泳时间和耐缺氧时间逐渐缩短。电镜观察可见脑组织有明显病变，表现为神经细胞数量减少，核形态不规则，细胞器病变，突触数量显著减少。说明氟 -砷对子代的神经系统有明显的损害作用，综合分析这些变化对早期发现氟-砷对子代的不 良影响具有实际意义。
, http://www.100md.com
分类号 Q593.4 R994.6
Effect of fluoride-arsenic exposure on the neurobehavioral development of rats offspring
Zhang Chen, Ling Bing, Liu Jiwen, Wang Guoquan, et al.
(College of Public Health, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054 ，China)
In order to explain the effects of fluoride-arsenic exposure on the neurobehavioral development of rats, a two generations-one nest reproductive test was used. Wistar rats were exposed to fluoride and arsenic for two generations. The results demonstrated that:with the increasing concentrations of fluoride and arsenic, the positive rates of early physiological development and nerve reflex were decreased obviously, and the abilities of learning and memory of the offspring were decreased, the swimming and enduring anoxia time gradually shortened. The pathological changes of brain under electron microscope were as follows:de creased number of nerve cells, irregular cell nucleus, organellae degeneration, and obvious decreased number of synapses. It was demonstrated that fluoride-arsenic displayed distinct damage on the nerve system of the offspring.
, 百拇医药
Key words:fluoride-arsenic, offspring, neurobehavior
许多研究表明，行为变化是一种早期和敏感的毒理学指标，人和动物长期接触低剂量的环境毒物，常在出现临床症状和生化指标改变之前，就表现出行为功能的障碍。因此，行为发育指标的选择对于确定环境污染物的神经毒性作用具有重要的实际意义。我们采用一组行为毒理学的测试方法，研究氟-砷联合染毒所引起的大鼠子代的神经行为变化，并结合对脑组织的病理组织学观察，全面阐明氟-砷联合作用对子代神经行为发育的影响。
1 材料与方法
1.1 试验动物与分组
试验动物选用一级Wistar大鼠，由新疆地方病防治研究所实验动物中心提供。8～9周龄，其中雌性104只，体重120～150g；雄性52只，体重140～200g。随机分为4组，每组动物数相等。
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用喂饲法染毒，根据受试物的LD50来确定染毒剂量。高剂量组约为1/10 LD50，以5倍递减法划分剂量组，各组饮水中的氟-砷浓度为：高剂量组(H)：NaF 150mg/L ，As2O3 75mg/L；中剂量组(M)：NaF 30mg/L，As2O3 15mg/L；低剂量组(L)：NaF 6mg/L，As2O3 3mg/L；对照组(C)：用蒸馏水。
实验动物室温度控制在20～30℃，湿度控制在30%～40%。常规饲料由新疆维吾尔自治区地方病防治研究所实验动物中心提供。
1.2 试验方法
按两代一窝繁殖法进行。亲代(F0)染毒8周后雌雄按2∶1合笼，5天后雌雄分笼，自然分娩。动物在交配、怀孕和哺乳期间继续染毒。对F0子代(F1)的生长及神经行为发育进行观察。待F1断乳后从中选取种鼠，数量与F0相同，继续染毒8周后再按雌雄2∶1合笼，至子代(F2)出生，观察指标与F1代相同。选择的观察指标有10项，按其适宜的观测时间(出生日龄)对F1和F2代仔鼠进行检测，见表1。
, 百拇医药
表1 氟-砷联合染毒对大鼠子代生理及神经行为发育的检测指标 测试项目
检测时间
(日龄)
测试项目
检测时间
(日龄)
张耳
3
悬崖回避试验
5
门齿萌出
9
, http://www.100md.com T型水迷宫试验
45，60
开眼
14
游泳耐力试验
60
阴道开放
60
耐缺氧试验
65
平面翻正反射
5
大脑皮层病理组织学检查
, 百拇医药
60
2 结果与分析2.1 早期生理发育指标观察
由表2结果可见，4项反映早期生理发育的指标均显示出随染毒剂量增加其阳性率显著下降，以高剂量组最为明显；经检验差异均有统计学意义；同剂量组不同代之间差异均无统计学意义；说明氟-砷可延缓大鼠子代的早期生理发育。
表2 氟-砷联合染毒对仔鼠早期生理发育(阳性率)的影响 % 组别
张耳
门齿萌出
开眼
阴道开放
C F1
, 百拇医药
75.76
82.69
85.26
82.86
F2
74.11
83.78
87.39
83.33
L F1
74.19
70.52
, 百拇医药
76.47
77.14
F2
72.94
69.46
74.38
74.28
M F1
65.88
66.67
62.20
51.43
, 百拇医药
F2
63.36
64.84
60.80
46.67
H F1
57.81(1)
53.22(2)
46.67(2)
35.00(2)
F2
, 百拇医药
53.97(1)
51.92(2)
42.55(2)
33.33(2)
注：同代不同剂量组间比较，(1)P<0.05(2)P<0.01
2.2 神经行为反射功能观察
由表3结果可以看出，平面翻正反射和悬崖回避试验阳性率均呈现出随染毒剂量增加而逐渐降低趋势，提示氟砷对大鼠子代行为发育有显著的不良影响。
表3 氟-砷联合染毒对仔鼠反射行为功能的影响 组别
, 百拇医药 n
平面翻正反射
阳性率(%)
悬崖回避实验
阳性率(%)
C F1
187
79.68
90.37
F2
112
78.86
, 百拇医药 87.50
L F1
214
70.56
70.09
F2
170
69.41
67.65
M F1
212
60.38
, 百拇医药
57.08
F2
131
54.96
54.20
H F1
64
45.31(1)
40.63(1)
F2
63
39.68(1)
, http://www.100md.com
38.10(1)
注：(1)同代不同剂量组比较P<0.01
2.3 学习和记忆能力测定
由表4可见，各染毒组仔鼠学习和记忆达标训练次数和达标时间随染毒剂量的增加而显著增多和延长，经检验差异均有统计学意义(P<0.01)，同剂量组不同代之间比较差异均无统计学意义；学习达标和记忆达标训练次数比较，与对照组的差异均有统计学意义(P<0.01)，表现出记忆达标训练次数显著减少；学习和记忆时间与对照组比较的差异也有统计学意义，记忆达标时间显著缩短，而染毒剂量组内不同代间的差异均无统计学意义；说明氟-砷对记忆能力有明显的影响。
表4 氟-砷联合染毒对仔鼠学习和记忆能力的影响(
±s，n=12) 组别
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学习达标
训练次数
学习达标
时间(min)
记忆达标
训练次数
记忆达标
时间(min)
C F1
9.9±2.5
9.12±1.86
6.1±1.8
, 百拇医药
6.25±1.28
F2
9.8±2.4
9.30±1.79
6.0±1.6
6.17±1.32
L F1
11.5±3.7
12.16±2.73
10.3±2.7
10.01±2.61
, 百拇医药 F2
12.2±2.8
13.03±2.94
11.1±2.1
11.52±2.38
M F1
15.3±3.8
14.76±3.67
14.8±3.2
13.66±3.22
F2
, 百拇医药 16.0±4.2
15.28±4.11
14.7±3.5
14.68±3.86
H F1
18.2±5.1(1)
19.21±4.73(1)
17.6±3.2(1)
18.01±4.29(1)
F2
, 百拇医药
20.6±5.3(1)
21.67±5.17(1)
19.3±4.8(1)
20.27±4.62(1)
注：(1)同表3
2.4 耐力和耐缺氧试验
反映综合耐力的游泳试验，由表5可以看出其游泳时间随染毒剂量的增加而显著缩短，经检验差异有统计学意义(P<0.01)；同样显示随染毒剂量的增加耐缺氧时间缩短，经检验差异有统计学意义(P<0.01)；这说明氟-砷联合染毒大鼠子代的综合耐力降低，对缺氧的耐受力减弱，以高剂量组最为明显。
, 百拇医药 表5 氟-砷联合染毒对仔鼠耐力和耐缺氧力的影响(±s) 组别
n
游泳时间(min)
n
耐缺氧时间(min)
C F1
12
65.28±20.36
10
92.16±12.60
F2
, 百拇医药
12
68.36±21.27
10
92.83±10.65
L F1
12
60.42±8.19
10
88.65±10.21
F2
12
58.39±16.29
, 百拇医药
10
87.76±11.39
M F1
12
42.16±16.37
10
80.24±10.61
F2
12
40.29±15.23
10
81.36±11.48
, 百拇医药
H F1
12
20.86±8.27(1)
10
70.25±9.16 (1)
F2
12
18.33±6.19(1)
10
68.31±9.62(1)
注：(1)同表3
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2.5 病理组织学检查
透射电镜观察可见，脑组织的病理改变随氟-砷染毒剂量的增加而逐渐加重，F1代和F2代的结构变化基本相同。具体表现为：神经细胞数量减少，核形态不规则，核仁不 清楚；线粒体数量减少且肿胀，部分线粒体嵴稀疏，基质变淡，偶见空泡变性；粗面内质网减少，有脱颗粒现象；核糖体减少；高尔基复合体可见扁平囊池轻度扩张，突触数量显著减少，结构不完整。
3 讨论
神经系统的发育经历一个精密的时程化改变过程，而这一过程中每一个环节都必需在时间和空间上准确无误地进行，任何一个环节发生障碍都将导致神经功能改变，所以神经系统对毒物的毒性作用较其它组织系统更为敏感。Tichner指出：在组织结构产生不可逆的损害之前，行为测试方法即可具有很好的预报作用[1]。氟和砷是广泛存在的环境毒物，对机体的影响是多方面的，因此，同样可以引起神经行为方面的改变；许多研究已表明，发育中的机体(包括胚胎和未成熟的个体)比生命的其它任何时期都更容易受到环境有害因素的影响[2]。前期的研究结果已证实，氟、砷均可通过胎盘屏障而在仔鼠体内蓄积，这是子代产生神经行为变化的物质基础[3]。
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3.1 对生理和行为发育的早期影响
从生理发育指标来看，无论是F1代还是F2代都呈现出明显的剂量-反应关系，即随着染毒剂量的增加，指标的阳性率逐渐下降，说明氟-砷联合染毒对大鼠子代的正常生理发育有抑制作用。门齿萌出率在高剂量组显著降低，这说明对骨骼发育有影响。阴道开放率在高剂量组还不足对照组的一半，这说明其抑制性成熟过程，这可能是受孕率降低的原因之一。
通过平面翻正反射和悬崖回避试验可以看出，随染毒剂量的增加行为发育阳性率在显著降低。如悬崖回避试验阳性率高剂量组还不足对照组的一半，在低剂量组也下降了20%。这说明氟-砷对神经系统的早期发育有显著的影响，并且对神经肌肉系统的协调运动有一定的影响；同时也说明这类行为发育指标对检测子代的早期损害是比较敏感的。
3.2 对学习和记忆能力的影响
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学习记忆能力的测定是反映中枢神经系统功能发育的手段。从实验结果可以看出，学习和记忆达标的次数和时间均呈现出随染毒剂量的增加而明显增加和延长的趋势，这说明氟-砷可以使子代的学习和记忆能力显著降低。病理组织学电镜观察也可以看出神经细胞数量减少，线粒体、粗面内质网、核糖体和高尔基体等细胞器数量减少。这些组织方面的缺陷必然导致功能方面的障碍，解释了染毒组学习、记忆能力降低的病理学基础。以前的研究也证实氟和砷都可以使动物脑组织发生病理改变[4]。通过对同代同剂量组学习和记忆达标次数及时间比较发现，对照组记忆达标训练次数和时间显著低于学习达标次数和时间，说明仔鼠对以前的学习产生了一定的记忆，使再次重复以前的训练时易于掌握；而染毒组两者比较差异不明显，说明对以前的学习已失去记忆；这也进一步证明了氟-砷对神经系统有明显的损害作用。
3.3 对耐力和耐缺氧能力的影响
游泳耐力试验是反映动物活动能力的一项综合指标，反映动物多种器官系统特别是神经肌肉的活动能力和状态。从实验结果看出，游泳时间随染毒剂量的增加而逐渐缩短；高剂量组仔鼠的游泳的时间仅相当于对照组的三分之一，这说明较高剂量的氟-砷联合作用可对动物的神经肌肉系统造成严重的损害，使力量和协调性均降低。
, 百拇医药
耐缺氧实验可反映动物对缺氧的耐受能力及机体氧储备的能力。从实验结果可以看出，高剂量组的大鼠耐缺氧时间显著短于对照组和低、中剂量组，说明耐缺氧能力较弱。这与高剂量组大鼠体内氟、砷蓄积较高，对组织器官的损害较严重且体质较差有直接关系。
综上所述，虽然每一项神经行为发育指标都有它一定的局限性，但利用多项指标进行测试和综合分析，对研究毒物对神经行为发育的影响是很有实用价值的。根据以上的实验结果可以看出，氟-砷联合染毒对子代神经行为发育的影响是多方面的，综合分析这些变化，可以发现氟-砷联合染毒对子代健康的早期产生不良影响。
国家自然科学基金资助项目(No.39560075)
张晨，男，博士，副教授
4 参考文献
1，纪云晶主编.实用毒理学手册.第1版.北京：中国环境科学出版社，1991：159-174
2，李寿祺主编.卫生毒理学基本原理和方法.成都：四川科学技术出版社，1987：309-326
3，张晨，凌冰，刘继文，等.氟-砷联合染毒对大鼠生殖能力的影响.中国学术期刊文摘( 科技快报)，1999，5(5)：666-667
4，马龙，张晨，刘文杰，等.砷对小鼠子代生长发育的影响.中华预防医学杂志，1994，28(1)：20-23
(1999-06-08收稿), http://www.100md.com
单位：张晨(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；凌冰(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；刘继文(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；王国荃(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)；肖碧玉(新疆医科大学公共卫生学院，乌鲁木齐 830054)
关键词：氟-砷；子代；神经行为
卫生研究990606 摘要 为揭示氟-砷共存对子代健康的影响，采用两代一窝繁殖的实验方法，测定Wistar大鼠暴露于氟、砷后其子代神经行为发育的情况。结果显示：随染毒剂量的增加，早期生理发育指标阳性率和早期神经反射阳性率逐渐减少，各染毒组仔鼠学习及记忆能力显著降低，游泳时间和耐缺氧时间逐渐缩短。电镜观察可见脑组织有明显病变，表现为神经细胞数量减少，核形态不规则，细胞器病变，突触数量显著减少。说明氟 -砷对子代的神经系统有明显的损害作用，综合分析这些变化对早期发现氟-砷对子代的不 良影响具有实际意义。
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分类号 Q593.4 R994.6
Effect of fluoride-arsenic exposure on the neurobehavioral development of rats offspring
Zhang Chen, Ling Bing, Liu Jiwen, Wang Guoquan, et al.
(College of Public Health, Xinjiang Medical University, Urumqi 830054 ，China)
In order to explain the effects of fluoride-arsenic exposure on the neurobehavioral development of rats, a two generations-one nest reproductive test was used. Wistar rats were exposed to fluoride and arsenic for two generations. The results demonstrated that:with the increasing concentrations of fluoride and arsenic, the positive rates of early physiological development and nerve reflex were decreased obviously, and the abilities of learning and memory of the offspring were decreased, the swimming and enduring anoxia time gradually shortened. The pathological changes of brain under electron microscope were as follows:de creased number of nerve cells, irregular cell nucleus, organellae degeneration, and obvious decreased number of synapses. It was demonstrated that fluoride-arsenic displayed distinct damage on the nerve system of the offspring.
, 百拇医药
Key words:fluoride-arsenic, offspring, neurobehavior
许多研究表明，行为变化是一种早期和敏感的毒理学指标，人和动物长期接触低剂量的环境毒物，常在出现临床症状和生化指标改变之前，就表现出行为功能的障碍。因此，行为发育指标的选择对于确定环境污染物的神经毒性作用具有重要的实际意义。我们采用一组行为毒理学的测试方法，研究氟-砷联合染毒所引起的大鼠子代的神经行为变化，并结合对脑组织的病理组织学观察，全面阐明氟-砷联合作用对子代神经行为发育的影响。
1 材料与方法
1.1 试验动物与分组
试验动物选用一级Wistar大鼠，由新疆地方病防治研究所实验动物中心提供。8～9周龄，其中雌性104只，体重120～150g；雄性52只，体重140～200g。随机分为4组，每组动物数相等。
, http://www.100md.com
用喂饲法染毒，根据受试物的LD50来确定染毒剂量。高剂量组约为1/10 LD50，以5倍递减法划分剂量组，各组饮水中的氟-砷浓度为：高剂量组(H)：NaF 150mg/L ，As2O3 75mg/L；中剂量组(M)：NaF 30mg/L，As2O3 15mg/L；低剂量组(L)：NaF 6mg/L，As2O3 3mg/L；对照组(C)：用蒸馏水。
实验动物室温度控制在20～30℃，湿度控制在30%～40%。常规饲料由新疆维吾尔自治区地方病防治研究所实验动物中心提供。
1.2 试验方法
按两代一窝繁殖法进行。亲代(F0)染毒8周后雌雄按2∶1合笼，5天后雌雄分笼，自然分娩。动物在交配、怀孕和哺乳期间继续染毒。对F0子代(F1)的生长及神经行为发育进行观察。待F1断乳后从中选取种鼠，数量与F0相同，继续染毒8周后再按雌雄2∶1合笼，至子代(F2)出生，观察指标与F1代相同。选择的观察指标有10项，按其适宜的观测时间(出生日龄)对F1和F2代仔鼠进行检测，见表1。
, 百拇医药
表1 氟-砷联合染毒对大鼠子代生理及神经行为发育的检测指标 测试项目
检测时间
(日龄)
测试项目
检测时间
(日龄)
张耳
3
悬崖回避试验
5
门齿萌出
9
, http://www.100md.com T型水迷宫试验
45，60
开眼
14
游泳耐力试验
60
阴道开放
60
耐缺氧试验
65
平面翻正反射
5
大脑皮层病理组织学检查
, 百拇医药
60
2 结果与分析2.1 早期生理发育指标观察
由表2结果可见，4项反映早期生理发育的指标均显示出随染毒剂量增加其阳性率显著下降，以高剂量组最为明显；经检验差异均有统计学意义；同剂量组不同代之间差异均无统计学意义；说明氟-砷可延缓大鼠子代的早期生理发育。
表2 氟-砷联合染毒对仔鼠早期生理发育(阳性率)的影响 % 组别
张耳
门齿萌出
开眼
阴道开放
C F1
, 百拇医药
75.76
82.69
85.26
82.86
F2
74.11
83.78
87.39
83.33
L F1
74.19
70.52
, 百拇医药
76.47
77.14
F2
72.94
69.46
74.38
74.28
M F1
65.88
66.67
62.20
51.43
, 百拇医药
F2
63.36
64.84
60.80
46.67
H F1
57.81(1)
53.22(2)
46.67(2)
35.00(2)
F2
, 百拇医药
53.97(1)
51.92(2)
42.55(2)
33.33(2)
注：同代不同剂量组间比较，(1)P<0.05(2)P<0.01
2.2 神经行为反射功能观察
由表3结果可以看出，平面翻正反射和悬崖回避试验阳性率均呈现出随染毒剂量增加而逐渐降低趋势，提示氟砷对大鼠子代行为发育有显著的不良影响。
表3 氟-砷联合染毒对仔鼠反射行为功能的影响 组别
, 百拇医药 n
平面翻正反射
阳性率(%)
悬崖回避实验
阳性率(%)
C F1
187
79.68
90.37
F2
112
78.86
, 百拇医药 87.50
L F1
214
70.56
70.09
F2
170
69.41
67.65
M F1
212
60.38
, 百拇医药
57.08
F2
131
54.96
54.20
H F1
64
45.31(1)
40.63(1)
F2
63
39.68(1)
, http://www.100md.com
38.10(1)
注：(1)同代不同剂量组比较P<0.01
2.3 学习和记忆能力测定
由表4可见，各染毒组仔鼠学习和记忆达标训练次数和达标时间随染毒剂量的增加而显著增多和延长，经检验差异均有统计学意义(P<0.01)，同剂量组不同代之间比较差异均无统计学意义；学习达标和记忆达标训练次数比较，与对照组的差异均有统计学意义(P<0.01)，表现出记忆达标训练次数显著减少；学习和记忆时间与对照组比较的差异也有统计学意义，记忆达标时间显著缩短，而染毒剂量组内不同代间的差异均无统计学意义；说明氟-砷对记忆能力有明显的影响。
表4 氟-砷联合染毒对仔鼠学习和记忆能力的影响(
±s，n=12) 组别, http://www.100md.com
学习达标
训练次数
学习达标
时间(min)
记忆达标
训练次数
记忆达标
时间(min)
C F1
9.9±2.5
9.12±1.86
6.1±1.8
, 百拇医药
6.25±1.28
F2
9.8±2.4
9.30±1.79
6.0±1.6
6.17±1.32
L F1
11.5±3.7
12.16±2.73
10.3±2.7
10.01±2.61
, 百拇医药 F2
12.2±2.8
13.03±2.94
11.1±2.1
11.52±2.38
M F1
15.3±3.8
14.76±3.67
14.8±3.2
13.66±3.22
F2
, 百拇医药 16.0±4.2
15.28±4.11
14.7±3.5
14.68±3.86
H F1
18.2±5.1(1)
19.21±4.73(1)
17.6±3.2(1)
18.01±4.29(1)
F2
, 百拇医药
20.6±5.3(1)
21.67±5.17(1)
19.3±4.8(1)
20.27±4.62(1)
注：(1)同表3
2.4 耐力和耐缺氧试验
反映综合耐力的游泳试验，由表5可以看出其游泳时间随染毒剂量的增加而显著缩短，经检验差异有统计学意义(P<0.01)；同样显示随染毒剂量的增加耐缺氧时间缩短，经检验差异有统计学意义(P<0.01)；这说明氟-砷联合染毒大鼠子代的综合耐力降低，对缺氧的耐受力减弱，以高剂量组最为明显。
, 百拇医药 表5 氟-砷联合染毒对仔鼠耐力和耐缺氧力的影响(
±s) 组别n
游泳时间(min)
n
耐缺氧时间(min)
C F1
12
65.28±20.36
10
92.16±12.60
F2
, 百拇医药
12
68.36±21.27
10
92.83±10.65
L F1
12
60.42±8.19
10
88.65±10.21
F2
12
58.39±16.29
, 百拇医药
10
87.76±11.39
M F1
12
42.16±16.37
10
80.24±10.61
F2
12
40.29±15.23
10
81.36±11.48
, 百拇医药
H F1
12
20.86±8.27(1)
10
70.25±9.16 (1)
F2
12
18.33±6.19(1)
10
68.31±9.62(1)
注：(1)同表3
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2.5 病理组织学检查
透射电镜观察可见，脑组织的病理改变随氟-砷染毒剂量的增加而逐渐加重，F1代和F2代的结构变化基本相同。具体表现为：神经细胞数量减少，核形态不规则，核仁不 清楚；线粒体数量减少且肿胀，部分线粒体嵴稀疏，基质变淡，偶见空泡变性；粗面内质网减少，有脱颗粒现象；核糖体减少；高尔基复合体可见扁平囊池轻度扩张，突触数量显著减少，结构不完整。
3 讨论
神经系统的发育经历一个精密的时程化改变过程，而这一过程中每一个环节都必需在时间和空间上准确无误地进行，任何一个环节发生障碍都将导致神经功能改变，所以神经系统对毒物的毒性作用较其它组织系统更为敏感。Tichner指出：在组织结构产生不可逆的损害之前，行为测试方法即可具有很好的预报作用[1]。氟和砷是广泛存在的环境毒物，对机体的影响是多方面的，因此，同样可以引起神经行为方面的改变；许多研究已表明，发育中的机体(包括胚胎和未成熟的个体)比生命的其它任何时期都更容易受到环境有害因素的影响[2]。前期的研究结果已证实，氟、砷均可通过胎盘屏障而在仔鼠体内蓄积，这是子代产生神经行为变化的物质基础[3]。
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3.1 对生理和行为发育的早期影响
从生理发育指标来看，无论是F1代还是F2代都呈现出明显的剂量-反应关系，即随着染毒剂量的增加，指标的阳性率逐渐下降，说明氟-砷联合染毒对大鼠子代的正常生理发育有抑制作用。门齿萌出率在高剂量组显著降低，这说明对骨骼发育有影响。阴道开放率在高剂量组还不足对照组的一半，这说明其抑制性成熟过程，这可能是受孕率降低的原因之一。
通过平面翻正反射和悬崖回避试验可以看出，随染毒剂量的增加行为发育阳性率在显著降低。如悬崖回避试验阳性率高剂量组还不足对照组的一半，在低剂量组也下降了20%。这说明氟-砷对神经系统的早期发育有显著的影响，并且对神经肌肉系统的协调运动有一定的影响；同时也说明这类行为发育指标对检测子代的早期损害是比较敏感的。
3.2 对学习和记忆能力的影响
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学习记忆能力的测定是反映中枢神经系统功能发育的手段。从实验结果可以看出，学习和记忆达标的次数和时间均呈现出随染毒剂量的增加而明显增加和延长的趋势，这说明氟-砷可以使子代的学习和记忆能力显著降低。病理组织学电镜观察也可以看出神经细胞数量减少，线粒体、粗面内质网、核糖体和高尔基体等细胞器数量减少。这些组织方面的缺陷必然导致功能方面的障碍，解释了染毒组学习、记忆能力降低的病理学基础。以前的研究也证实氟和砷都可以使动物脑组织发生病理改变[4]。通过对同代同剂量组学习和记忆达标次数及时间比较发现，对照组记忆达标训练次数和时间显著低于学习达标次数和时间，说明仔鼠对以前的学习产生了一定的记忆，使再次重复以前的训练时易于掌握；而染毒组两者比较差异不明显，说明对以前的学习已失去记忆；这也进一步证明了氟-砷对神经系统有明显的损害作用。
3.3 对耐力和耐缺氧能力的影响
游泳耐力试验是反映动物活动能力的一项综合指标，反映动物多种器官系统特别是神经肌肉的活动能力和状态。从实验结果看出，游泳时间随染毒剂量的增加而逐渐缩短；高剂量组仔鼠的游泳的时间仅相当于对照组的三分之一，这说明较高剂量的氟-砷联合作用可对动物的神经肌肉系统造成严重的损害，使力量和协调性均降低。
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耐缺氧实验可反映动物对缺氧的耐受能力及机体氧储备的能力。从实验结果可以看出，高剂量组的大鼠耐缺氧时间显著短于对照组和低、中剂量组，说明耐缺氧能力较弱。这与高剂量组大鼠体内氟、砷蓄积较高，对组织器官的损害较严重且体质较差有直接关系。
综上所述，虽然每一项神经行为发育指标都有它一定的局限性，但利用多项指标进行测试和综合分析，对研究毒物对神经行为发育的影响是很有实用价值的。根据以上的实验结果可以看出，氟-砷联合染毒对子代神经行为发育的影响是多方面的，综合分析这些变化，可以发现氟-砷联合染毒对子代健康的早期产生不良影响。
国家自然科学基金资助项目(No.39560075)
张晨，男，博士，副教授
4 参考文献
1，纪云晶主编.实用毒理学手册.第1版.北京：中国环境科学出版社，1991：159-174
2，李寿祺主编.卫生毒理学基本原理和方法.成都：四川科学技术出版社，1987：309-326
3，张晨，凌冰，刘继文，等.氟-砷联合染毒对大鼠生殖能力的影响.中国学术期刊文摘( 科技快报)，1999，5(5)：666-667
4，马龙，张晨，刘文杰，等.砷对小鼠子代生长发育的影响.中华预防医学杂志，1994，28(1)：20-23
(1999-06-08收稿), http://www.100md.com