铬致大鼠肾损害与脂质过氧化的实验研究
作者：王取南 孙美芳 魏凌珍 佘素贞 徐德祥
单位：安徽医科大学卫生毒理学教研室，合肥 230032
关键词：
安徽医科大学学报000211
摘要 目的 探讨铬对肾脏的损害作用及其与脂质过氧化的关系。方法 每天以40 mg.kg-1重铬酸钾水溶液给大鼠灌胃5周，在染毒1、3、5周末检测肾功能和肾皮质脂质过氧化指标。结果 染毒5周末，大鼠血清尿素氮(BUN)升高，而肾皮质超氧化物歧化酶(SOD)和谷光甘肽过氧化酶(GSH-Px)降低，但未发现肾损害指标与脂质过氧化指标间有相关关系。结论 铬亚慢性经口染毒可引起肾损害和肾组织SOD及GSH-Px活力降低，SOD及GSH-Px活力降低是铬肾毒性的表现之一，而并非铬致肾损害的直接原因。
, 百拇医药
主题词 重铬酸钾/毒性；肾/病理学；脂质过氧化作用；超氧化物歧化酶/分析；谷光甘肽过氧化酶/分析；大鼠
中图分类 R914.3；R692
文献标识码 A 文章编号 1000-1492(2000)02-0114-02
Experimental study on chromium induced nephrotoxicity
and lipid peroxidation in rats
Wang Qunan，Sun Meifang，Wei Lingzhen et al
(Dept of Toxicology, Anhui Medical University, Hefei 230032)
, http://www.100md.com
Abstract Objective To investigate effects of chromium on renal function in rats and the relationship between the effects and lipid peroxidation(LPO). Methods The rats were administered K2Cr2O7 by gavage daily for 5 weeks at dose of 40 mg.kg-1. The renal function indexes and the activity of superoxide dismutase(SOD) and glutathione peroxidase(GSH-Px) in kidney were determined after K2Cr2O7 exposure for 1,3,5 weeks.Results After K2Cr2O7 exposure for 5 weeks, the level of BUN in serum increased obviously, while the activity of SOD and GSH-Px in kidney decreased obviously. Correlation analysis showed no relationship between renal function indexes and LPO. Conclusion K2Cr2O7 can induce renal damage and inhibit the activity of SOD and GSH-Px in kidney. It is suggested that the change of the activity of SOD and GSH-Px is not the direct cause for chromium produced renal damage.
, 百拇医药
MeSH potassiumy dichromate/toxicity; kidney/pathol; lipid peroxidation; superoxide dismutase/analysis; glutathione peroxidase/analysis; rats
铬是一种常见的工业毒物和环境污染物，肾脏是铬分布和排泄的主要器官，也是其毒作用的靶器官之一。人群调查及实验研究均已表明铬具有肾脏毒性〔1，2〕，但其作用机制尚不清楚。近年来，随着自由基理论的发展，脂质过氧化与外来化学物毒作用的关系受到了广泛关注。本实验研究旨在观察亚慢性铬染毒所致肾损害与脂质过氧化的关系，探讨脂质过氧化在铬致肾损害中的作用。
1 材料与方法
1.1 受试物 重铬酸钾是上海浦江化工厂产品，分析纯，含量>99.8%。
, 百拇医药
1.2 实验动物与染毒方法 安徽医科大学实验动物中心提供的健康雄性Wistar大鼠27只(皖医实动准字第01号)，体重200～250 g，随机分为染毒组(17只)和对照组(10只)。染毒组动物每天灌胃给予重铬酸钾40 mg.kg-1，连续5周；对照组同法给予蒸馏水。
1.3 样品收集与处理 染毒后第1、3和5周末分3批以股静脉放血处死动物，留取血样分离血清备检。立即取出肾脏，剥离法分离肾皮质，取0.4 g剪成碎块，加入4 ml预冷的生理盐水(4℃)，于冰浴中用高速分散器匀浆供测定。
1.4 观察指标和测定方法 用Shimadzu CL-7500型全自动生化分析仪测定血清尿素氮(BUN，速率法)和肌酐(Cre，酶法)，考马斯亮蓝比色法测定匀浆中蛋白质含量〔3〕，用硫代巴比妥酸法(TBA法)测定丙二醛(MDA)含量〔4〕，黄嘌呤氧化法测定超氧化物歧化酶(SOD)活力〔5〕，DTNB比色法测定谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活力〔6〕，测定试剂购自南京建成生物工程研究所。
, 百拇医药
1.5 统计学方法 实验数据用SAS(6.12版)软件进行方差分析和相关分析。
2 结果
2.1 血清BUN和Cre测定结果 由表1可见，铬染毒组大鼠血清BUN随着染毒时间的延长而逐渐升高，至染毒5周末，差别有显著性(P<0.01)；而血清Cre变化不大。
表1 不同染毒时间大鼠血清BUN和Cre测定结果(
±s) 组别
n
BUN(mmol.L-1)
Cre(μmol.L-1)
, 百拇医药
对 照
10
6.54±0.77
29.01±3.65
染毒1周
5
6.85±0.84
27.74±2.95
染毒3周
4
7.84±0.65
28.40±2.66
, 百拇医药 染毒5周
8
8.36±1.92**
28.80±7.37
与对照组比较：**P<0.01
2.2 肾组织MDA含量、SOD和GSH-Px活力测定结果 由表2可见，与对照组比较，染铬组大鼠肾皮质SOD和GSH-Px活力于染毒5周末降低(均P<0.05)，表2同时提示，酶活力有随染毒时间的延长而逐渐降低的趋势，但MDA含量在各组间的差异无显著性。
表2 不同染毒时间大鼠肾皮质MDA、SOD和GSH-Px测定结果(±s) 组别
, 百拇医药
n
MDA
(μmol.g-1 Pro)
SOD
(103 NU.g-1 Pro)
GSH-Px
(103 U.g-1 Pro)
对 照
10
, 百拇医药
2.82±0.62
69.22±8.42
146.69±42.83
染毒1周
5
3.05±0.46
64.80±5.25
147.39±34.77
染毒3周
4
2.31±0.68
60.76±14.01
, http://www.100md.com
139.61±48.21
染毒5周
8
2.88±0.73
58.47±10.90*
104.05±20.09*
与对照组比较：*P<0.05
3 讨论
BUN是一种衡量肾小球功能的标准测定方法，而Cre由肾小球滤过后，肾小管无任何重吸收而全部从尿中排出，且部分Cre还可由肾小管细胞分泌入尿，往往在肾功能受损时，BUN的升高比Cre升高更为明显〔7〕。本研究发现，随着染毒时间的延长Cre 变化不大，而BUN逐渐升高，至染毒5周末，差别有显著性(P<0.01)。提示铬亚慢性染毒可导致大鼠肾小球损伤。
, 百拇医药
本研究提示，肾组织抗氧化酶SOD和GSH-Px活力随染铬时间的延长而逐渐下降。Cr6+是一种强氧化剂，在细胞内还原为Cr3+的过程中可产生活性氧〔8〕，从而诱发脂质过氧化作用。有报道〔9〕，急性铬中毒可引起肾脏脂质过氧化反应增强，表现为肾组织脂质过氧化产物MDA含量升高，而在染毒第7天MDA又急剧下降。本研究的检测时间均在第7天以后，亦未发现肾组织MDA含量有显著性变化。GSH-Px是机体抗氧化系统的重要成分，其主要功能基团为-SH〔10〕，Cr6+可与该酶的-SH结合而使其活力降低，与GSH结合使之氧化为GSSG〔11〕，消耗机体GSH，致使体内H2O2不能被清除，H2O2可抑制SOD的活力，导致第5周末肾组织SOD活力显著降低。鉴于Cr6+的强氧化活性及在体内可产生活性氧，而抗氧化酶SOD和GSH-Px活力又受到抑制，MDA含量未升高，可能是机体受到刺激，抗氧化系统的其他酶类如CAT增加，也可能由于MDA与核酸上的-NH2发生共价结合，从而使游离MDA含量减少，这可能是机体受损更严重的一个标志〔12〕。
, 百拇医药
相关分析未发现肾损害指标与脂质过氧化指标间有相关关系，提示SOD和GSH-Px活力降低是铬肾毒性的表现之一，而并非铬致肾损害的直接原因，这一现象在镉肾毒性中也有发现〔13〕，铬肾毒性的机制尚需进一步探讨。
王取南，男，32岁，硕士，讲师
佘素贞，女，56岁，教授，教研室主任
参考文献
1，Nuyts GD，Van Vlem E，Thys J et al.New occupational risk factors for chronic renal failure. Lancet， 1995；346(8966)：7～11
2，Barry BK， Murphy S，Donald E O.Proximal tubule brush alterations during the course of chromate nephropathy.Toxicol Appl Pharmacol，1981；58(1)：19～30
, 百拇医药
3，朱忠勇主编.实用医学检验学.北京：人民军医出版社，1997：243～353
4，莫 简主编.医用自由基生物学导论.北京：人民卫生出版社，1989；214～216
5，薛玉凤.超氧化物歧化酶的测定及其临床意义.河北医药，1990；12(2)：109～110
6，夏奕明，朱莲珍.血和组织中谷胱甘肽过氧化物酶活力的测定方法.卫生研究，1992；10(1)：29～33
7，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，1987：264
8，贾 光，刘世杰，王耐芬等.铬在细胞内外价态变化规律.中国药理学与毒理学杂志，1997；11(2)：125
9，王家骏，叶丽杰，孙文娟等.铬致大鼠肾组织脂质过氧化作用.卫生毒理学杂志，1998；12(4)：261～262
, 百拇医药
10，方允中，李文杰.自由基与酶.北京：科学技术出版社，1987：11
11，李云波，刘世杰.细胞内活性氧系统和化学毒物对其影响的研究概述.卫生毒理学杂志，1990；4(3)：178～182
12，孙恩林，卢桥发，丁焱焱等.焦炉作业工人血清SOD活性及脂质过氧化产物含量的研究.工业卫生与职业病，1998；24(6)：346～348
13，杜理国，王翔朴，王 安等.镉所致肾损害与脂质过氧化的实验.卫生毒理学杂志，1998；12(2)：79～81
1999-12-14收稿，2000-02-28修回, http://www.100md.com
单位：安徽医科大学卫生毒理学教研室，合肥 230032
关键词：
安徽医科大学学报000211
摘要 目的 探讨铬对肾脏的损害作用及其与脂质过氧化的关系。方法 每天以40 mg.kg-1重铬酸钾水溶液给大鼠灌胃5周，在染毒1、3、5周末检测肾功能和肾皮质脂质过氧化指标。结果 染毒5周末，大鼠血清尿素氮(BUN)升高，而肾皮质超氧化物歧化酶(SOD)和谷光甘肽过氧化酶(GSH-Px)降低，但未发现肾损害指标与脂质过氧化指标间有相关关系。结论 铬亚慢性经口染毒可引起肾损害和肾组织SOD及GSH-Px活力降低，SOD及GSH-Px活力降低是铬肾毒性的表现之一，而并非铬致肾损害的直接原因。
, 百拇医药
主题词 重铬酸钾/毒性；肾/病理学；脂质过氧化作用；超氧化物歧化酶/分析；谷光甘肽过氧化酶/分析；大鼠
中图分类 R914.3；R692
文献标识码 A 文章编号 1000-1492(2000)02-0114-02
Experimental study on chromium induced nephrotoxicity
and lipid peroxidation in rats
Wang Qunan，Sun Meifang，Wei Lingzhen et al
(Dept of Toxicology, Anhui Medical University, Hefei 230032)
, http://www.100md.com
Abstract Objective To investigate effects of chromium on renal function in rats and the relationship between the effects and lipid peroxidation(LPO). Methods The rats were administered K2Cr2O7 by gavage daily for 5 weeks at dose of 40 mg.kg-1. The renal function indexes and the activity of superoxide dismutase(SOD) and glutathione peroxidase(GSH-Px) in kidney were determined after K2Cr2O7 exposure for 1,3,5 weeks.Results After K2Cr2O7 exposure for 5 weeks, the level of BUN in serum increased obviously, while the activity of SOD and GSH-Px in kidney decreased obviously. Correlation analysis showed no relationship between renal function indexes and LPO. Conclusion K2Cr2O7 can induce renal damage and inhibit the activity of SOD and GSH-Px in kidney. It is suggested that the change of the activity of SOD and GSH-Px is not the direct cause for chromium produced renal damage.
, 百拇医药
MeSH potassiumy dichromate/toxicity; kidney/pathol; lipid peroxidation; superoxide dismutase/analysis; glutathione peroxidase/analysis; rats
铬是一种常见的工业毒物和环境污染物，肾脏是铬分布和排泄的主要器官，也是其毒作用的靶器官之一。人群调查及实验研究均已表明铬具有肾脏毒性〔1，2〕，但其作用机制尚不清楚。近年来，随着自由基理论的发展，脂质过氧化与外来化学物毒作用的关系受到了广泛关注。本实验研究旨在观察亚慢性铬染毒所致肾损害与脂质过氧化的关系，探讨脂质过氧化在铬致肾损害中的作用。
1 材料与方法
1.1 受试物 重铬酸钾是上海浦江化工厂产品，分析纯，含量>99.8%。
, 百拇医药
1.2 实验动物与染毒方法 安徽医科大学实验动物中心提供的健康雄性Wistar大鼠27只(皖医实动准字第01号)，体重200～250 g，随机分为染毒组(17只)和对照组(10只)。染毒组动物每天灌胃给予重铬酸钾40 mg.kg-1，连续5周；对照组同法给予蒸馏水。
1.3 样品收集与处理 染毒后第1、3和5周末分3批以股静脉放血处死动物，留取血样分离血清备检。立即取出肾脏，剥离法分离肾皮质，取0.4 g剪成碎块，加入4 ml预冷的生理盐水(4℃)，于冰浴中用高速分散器匀浆供测定。
1.4 观察指标和测定方法 用Shimadzu CL-7500型全自动生化分析仪测定血清尿素氮(BUN，速率法)和肌酐(Cre，酶法)，考马斯亮蓝比色法测定匀浆中蛋白质含量〔3〕，用硫代巴比妥酸法(TBA法)测定丙二醛(MDA)含量〔4〕，黄嘌呤氧化法测定超氧化物歧化酶(SOD)活力〔5〕，DTNB比色法测定谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活力〔6〕，测定试剂购自南京建成生物工程研究所。
, 百拇医药
1.5 统计学方法 实验数据用SAS(6.12版)软件进行方差分析和相关分析。
2 结果
2.1 血清BUN和Cre测定结果 由表1可见，铬染毒组大鼠血清BUN随着染毒时间的延长而逐渐升高，至染毒5周末，差别有显著性(P<0.01)；而血清Cre变化不大。
表1 不同染毒时间大鼠血清BUN和Cre测定结果(
±s) 组别n
BUN(mmol.L-1)
Cre(μmol.L-1)
, 百拇医药
对 照
10
6.54±0.77
29.01±3.65
染毒1周
5
6.85±0.84
27.74±2.95
染毒3周
4
7.84±0.65
28.40±2.66
, 百拇医药 染毒5周
8
8.36±1.92**
28.80±7.37
与对照组比较：**P<0.01
2.2 肾组织MDA含量、SOD和GSH-Px活力测定结果 由表2可见，与对照组比较，染铬组大鼠肾皮质SOD和GSH-Px活力于染毒5周末降低(均P<0.05)，表2同时提示，酶活力有随染毒时间的延长而逐渐降低的趋势，但MDA含量在各组间的差异无显著性。
表2 不同染毒时间大鼠肾皮质MDA、SOD和GSH-Px测定结果(
±s) 组别, 百拇医药
n
MDA
(μmol.g-1 Pro)
SOD
(103 NU.g-1 Pro)
GSH-Px
(103 U.g-1 Pro)
对 照
10
, 百拇医药
2.82±0.62
69.22±8.42
146.69±42.83
染毒1周
5
3.05±0.46
64.80±5.25
147.39±34.77
染毒3周
4
2.31±0.68
60.76±14.01
, http://www.100md.com
139.61±48.21
染毒5周
8
2.88±0.73
58.47±10.90*
104.05±20.09*
与对照组比较：*P<0.05
3 讨论
BUN是一种衡量肾小球功能的标准测定方法，而Cre由肾小球滤过后，肾小管无任何重吸收而全部从尿中排出，且部分Cre还可由肾小管细胞分泌入尿，往往在肾功能受损时，BUN的升高比Cre升高更为明显〔7〕。本研究发现，随着染毒时间的延长Cre 变化不大，而BUN逐渐升高，至染毒5周末，差别有显著性(P<0.01)。提示铬亚慢性染毒可导致大鼠肾小球损伤。
, 百拇医药
本研究提示，肾组织抗氧化酶SOD和GSH-Px活力随染铬时间的延长而逐渐下降。Cr6+是一种强氧化剂，在细胞内还原为Cr3+的过程中可产生活性氧〔8〕，从而诱发脂质过氧化作用。有报道〔9〕，急性铬中毒可引起肾脏脂质过氧化反应增强，表现为肾组织脂质过氧化产物MDA含量升高，而在染毒第7天MDA又急剧下降。本研究的检测时间均在第7天以后，亦未发现肾组织MDA含量有显著性变化。GSH-Px是机体抗氧化系统的重要成分，其主要功能基团为-SH〔10〕，Cr6+可与该酶的-SH结合而使其活力降低，与GSH结合使之氧化为GSSG〔11〕，消耗机体GSH，致使体内H2O2不能被清除，H2O2可抑制SOD的活力，导致第5周末肾组织SOD活力显著降低。鉴于Cr6+的强氧化活性及在体内可产生活性氧，而抗氧化酶SOD和GSH-Px活力又受到抑制，MDA含量未升高，可能是机体受到刺激，抗氧化系统的其他酶类如CAT增加，也可能由于MDA与核酸上的-NH2发生共价结合，从而使游离MDA含量减少，这可能是机体受损更严重的一个标志〔12〕。
, 百拇医药
相关分析未发现肾损害指标与脂质过氧化指标间有相关关系，提示SOD和GSH-Px活力降低是铬肾毒性的表现之一，而并非铬致肾损害的直接原因，这一现象在镉肾毒性中也有发现〔13〕，铬肾毒性的机制尚需进一步探讨。
王取南，男，32岁，硕士，讲师
佘素贞，女，56岁，教授，教研室主任
参考文献
1，Nuyts GD，Van Vlem E，Thys J et al.New occupational risk factors for chronic renal failure. Lancet， 1995；346(8966)：7～11
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4，莫 简主编.医用自由基生物学导论.北京：人民卫生出版社，1989；214～216
5，薛玉凤.超氧化物歧化酶的测定及其临床意义.河北医药，1990；12(2)：109～110
6，夏奕明，朱莲珍.血和组织中谷胱甘肽过氧化物酶活力的测定方法.卫生研究，1992；10(1)：29～33
7，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，1987：264
8，贾 光，刘世杰，王耐芬等.铬在细胞内外价态变化规律.中国药理学与毒理学杂志，1997；11(2)：125
9，王家骏，叶丽杰，孙文娟等.铬致大鼠肾组织脂质过氧化作用.卫生毒理学杂志，1998；12(4)：261～262
, 百拇医药
10，方允中，李文杰.自由基与酶.北京：科学技术出版社，1987：11
11，李云波，刘世杰.细胞内活性氧系统和化学毒物对其影响的研究概述.卫生毒理学杂志，1990；4(3)：178～182
12，孙恩林，卢桥发，丁焱焱等.焦炉作业工人血清SOD活性及脂质过氧化产物含量的研究.工业卫生与职业病，1998；24(6)：346～348
13，杜理国，王翔朴，王 安等.镉所致肾损害与脂质过氧化的实验.卫生毒理学杂志，1998；12(2)：79～81
1999-12-14收稿，2000-02-28修回, http://www.100md.com