铅和乙醇联合对雄性大鼠行为功能的影响
作者：于素芳 李红军 白忠贞 张春玲 胡俊峰 许斌
单位：于素芳 白忠贞 张春玲 许斌 胡俊峰(250012 山东医科大学劳动卫生教研室)；李红军(山东省立医院内科)
关键词：铅；乙醇；联合作用；大鼠；行为功能
中国行为医学科学000405【摘要】 目的 研究铅和乙醇联合作用对大鼠行为功能的影响。方法 将54只雄性Wistar大鼠随机分成9组， 经口染毒4周后，进行Y型迷宫试验和游泳试验。结果 各染毒组的迷 宫训练成功所需时间延长，游泳持续时间缩短，联合染毒组的行为功能明显低于单独染毒组 ，析因分析显示铅、乙醇及二者的联合作用对行为功能的影响有显著性意义(P<0.01, P<0.05)，逐步回归分析表明，行为功能的改变与血铅及血清锌有关(P<0.01, P<0.05)。结论 铅和乙醇联合对大鼠行为功能有增毒作用。
Combined effects of lead and ethanol on behavioral function in male rat
, 百拇医药
Yu Sufang, Li Hongjun, Bai Zhongzhen, et al. School of Public Health, Shandong Medical University, Jinan, 250012
【Abstract】 Objective In order to investigate the combin ed effects of lead and ethanol on behavioral function. Methods 54 Wistar rats were divided into 9 gro ups randomly. One group was given with steamed water as control, and the other g roups were administrated respectively with lead and/or ethanol at different conc entrations by ip for four weeks. The Y-labyrinth test and swimming test were ca rried out. Results In all the combined experimental groups, Y-labyrin t h training successful time was longer and sustained swimming time was shorter th an those of the lead or ethanol alone groups. ANOVA analysis indicted that lead and ethanol have interaction on the above indices (P<0.05 or P<0.01). The multiple linear regression showed that there was liner correlation between behavioral function a nd blood lead as well as serum zinc. Conclusion There we re notable combined effects of lead and ethanol on behavioral function in male r ats.
, 百拇医药
【Key words】 Lead Ethanol Combined effect Behavioral function Rat
铅在工业生产中应用极广泛，是重要的环境污染物，酒精是常用的有机溶剂及酒类饮料中的 主要成分之一，铅和乙醇均是接触频率大、暴露人群广泛的化学性毒物，在铅作业工人中， 特别是阴冷潮湿及大强度体力劳动时，许多工人尤其是青年工人多有嗜酒行为,有人在对铅 接触者的体检中发现90%的男性工人有饮酒习惯，其中60%的工人每天饮酒100克以上[1]。饮酒者发生铅中毒的比例较高，乙醇可使已储存于骨骼中的铅释放出来，使 中毒症状明显或加重[2]。铅、乙醇均可降低学习记忆能力[3～6]，但有关二者的联合作用未见报道。为探讨铅和乙醇对行为功能的联合作用,以雄性大鼠为 研究对象,进行了Y型迷宫试验和游泳试验的测试。
材料和方法
, 百拇医药
健康雄性Wistar大鼠54只，体重207±17克 ，由山东医科大学实验动物中心提供。按析因设 计随机分为9组，每组6只， 1次/d灌胃，5次/w，连续4w。对照组：给与实验组等量的重蒸 馏水；A组：醋酸铅 11mg/kg；B组：醋酸铅 22mg/kg；C组：乙醇0.9g/kg；D组：乙醇1.8g/ kg；E组：醋酸铅11mg/kg+乙醇0.9g/kg；F组：醋酸铅11mg/kg+乙醇1.8g/kg；G组：醋 酸铅22mg/kg+乙醇0.9g/kg；H组：醋酸铅22mg/kg+乙醇1.8g/kg。染毒期间观察各组大 鼠的精神、毛发、粪便、体重等一般情况变化。染毒期满进行Y型迷宫试验和游泳实验,用原 子吸收法测定血铅和血清锌。实验数据用SAS软件进行方差分析、析因分析、逐步回归分析 。
Y型迷宫试验：Y型迷宫其中一臂的1/2设安全无电区，其余各区底部均铺以细铜丝。 将大鼠放在非安全区的一臂顶端后通电，大鼠受到刺激后慌忙逃窜，直至逃到安全区，使其 停留10秒钟，反复进行5次以巩固记忆。试验以10次电击有9次直接进入安全区为训练成功， 记录训练成功所用时间。
, 百拇医药
游泳试验：水缸内水温控制在25℃左右，将大鼠尾部系1/5体重的负荷，记录游泳开始到 沉入水中8秒时的时间。
结果
一、一般情况：各染毒组大鼠在染毒1～2周后，多出现毛发逐渐失去光泽、精神烦躁不安 ，C组、D组灌胃后短时间内出现精神萎靡，甚至H组的多数大鼠表现为大便不成形及个别鼻 孔少量出血。
二、体重：大鼠实验初始体重207±17克，各组经方差分析差异无显著性(P>0.05)。染 毒 后各组体重低于对照组，其中B、G、H组第4周(染毒期满时)的体重(见表1)明显低于对 照组(P<0.05,P<0.01)，H组明显低于单独染毒的A、B、C、D各组(P<0.01 )；析因分析结果表明：铅和乙醇之间无交互作用(P>0.05)。
表1 大鼠体重变化(
±s,g) 组 别
, 百拇医药
初始
第一周末
第二周末
第三周末
第四周末
对照组
211.67±10.33
257.50±16.50
300.83±18.28
308.33±21.60
323.33±25.63
A组
, 百拇医药
212.50±8.08
252.50±11.73
296.67±15.06
306.67±13.29
309.17±13.20
B组
190.00±6.32
214.17±12.01
261.67±20.17
278.33±23.17
285.00±25.10*
, http://www.100md.com
C组
213.33±24.83
249.17±25.58
274.17±29.90
290.83±25.18
299.17±19.85
D组
204.17±11.14
237.50±19.17
281.67±33.71
292.50±37.91
, 百拇医药
302.50±36.57
E组
208.33±30.28
240.8 3±25.38
267.50±29.11
284.17±32.62
300.83±31.21
F组
208.33±22.29
244.1 7±39.68
288.33±49.67
, http://www.100md.com
287.50±55.48
298.33±57.76
G组
205.00±11.83
241.67±12.91
279.17±10.21
280.83±22.45
293.33±17.22*
H组
210.00±8.37
225. 00±16.13
, http://www.100md.com
244.17±16.56
248.33±18.07
255.50±20.98**
F铅
-
5.18**
4.35*
4.48*
5.21**
F乙醇
-
0.70
, http://www.100md.com 1.59
2.33
2.11
F交互
-
1.76
2.12
0.70
0.94
*P<0.05 **P<0.01 三、行为功能：由表2可见，与对照组比较,各染毒组的迷宫试验时间延长、游泳持续时 间缩短(P<0.01)，且各联合染毒组与单独染毒组比较差异显著(P<0.05、P<0.01)；析因分析铅、乙醇及铅和乙醇交互作用对这种改变有显著性影响(P<0. 05、P<0 .01),即二者呈联合增毒作用。
, 百拇医药
表2 大鼠行为功能试验和血铅、血清锌的结果(均数±标准差) 组 别
剂 量
Y型迷宫
(分钟)
游泳试验
(分钟)
血 铅
(μmol/l)
血清 锌
(μmol/l)
铅
(mg/kg)
, 百拇医药
乙醇
(g/kg)
对照组
0
0
0.7350±0.3448
1.2517±0.1283
1.28±0.35
26.74±2.11
A组
11
0
2.3067±1.6456(2)
, 百拇医药
1.0895±0.0582(2)
1.32 ±0.16
24.93±1.98
B组
22
0
2.3950±0.9631(2)
0.9617±0.1165(2)
1.52± 0.22
23.81±2.35
C组
, 百拇医药
0
0.9
2.3583±1.0578(2)
0.8700±0.0718(2)
1.30 ±0.16
25.81±1.33
D组
0
1.8
3.6950±2.2950(2)
0.6717±0.0600(2)
, 百拇医药
1.39 ±0.21
24.41±2.69
E组
11
0.9
1.5284±0.3804(2)
0.6933±0 .0745(2)(4)
1.99±0.13(2)(4)
21.77±2.71(2)(4)
F组
, 百拇医药 11
1.8
2.1617±0.6601(2)
0.6767±0.0 784(2)(4)
2.02±0.26(2)(4)
18.63±3.41(2)(4)
G组
22
0.9
3.1983±1.7491(2)
, 百拇医药
0.7167±0.1 124(2)(4)
2.18±0.20(2)(4)
20.37±2.50(2)(4)
H组
22
1.8
13.4717±3.7237(2)(3)
0.5233 ±0.1404(2)(4)
2.38±0.36(2)(4)
, 百拇医药 15.34±1.77(2)(4)
F 铅
34.99(6)
18.40(6)
39.53(6)
28.78(6)
F乙醇
37.53(6)
112.75(6)
27.06(6)
, 百拇医药
26.79 (6)
F交互
20.81(6)
2.70(5)
5.1 3(6)
2.71(5)
注:与对照组比较(1)P<0.05(2)P<0.01;与单独铅组或单独乙醇 组比较(3)P<0.05(4)P<0.01;析因分析(5)P<0.05 (6)P<0.01
四、逐步回归分析：由表2可见，各联合染毒组的血铅、血清锌分别明显高于和低于对照 组及单独染毒组(P<0.01);并且铅和乙醇联合染毒对这种变化有交互影响(P<0.05、 P<0.01)。以游泳持续时间、迷宫训练成功时间为因变量，以血铅和血清锌为自变量， 在α=0.15的水平上进行逐步回归分析,结果游泳持续时间与血铅水平呈负相关、与血清锌 呈正相关(P<0.05)；迷宫训练时间与血清锌呈负相关(P<0.01)。
, http://www.100md.com
讨论
一般认为,行为毒理学是研究亚临床中毒反应的敏感方法。记忆是获得知识储存并读出 的神经过程，迷宫试验可测得动物反射性学习记忆的能力，训练成功时间延长，表明学习记 忆能力下降。本次实验发现单独给铅或乙醇均引起大鼠的学习记忆力下降，这与有关报道结 果一致[3～4]。本结果还首次发现铅和乙醇具有降低大鼠学习记忆能力的联合增毒 作用。游泳实验是反映神经肌肉活动能力与持久性的行为实验，据报道铅染毒仔鼠的游泳持 续时间明显缩短[5],本实验在与此结果一致的基础上，还发现铅和乙醇具有降低大 鼠游泳能力的联合增毒作用。
有关铅和乙醇联合作用对大鼠的行为功能的影响，从逐步回归结果看与血铅的增高和血 清锌的降低有关,这与报道大鼠缺锌导致睾酮水平下降而使游泳能力明显下降[6] ，而补锌可使学习记忆能力提高[7]相一致。
, 百拇医药
血铅的增高可能与乙醇促进铅吸收和骨铅的溶出有关，在体内铅、锌是相互拮抗的，结果也 表现为联合染毒可使血铅明显增高、血清锌明显降低(P<0.05、P<0.01)。锌是体内 许多酶的 重要组成部分,对物质代谢和能量代谢有广泛的生物学作用,同时参与神经信息传递过程,并 能促进脑内DNA、RNA的合成过程,对学习和记忆具有明显的促进作用[8]。已知铅可使线粒体内的二氧硫辛酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、腺苷酸环化酶受抑制及钙调素受 抑制，这些酶的抑制必然影响神经肌肉的生理功能和能量代谢，导致行为功能的明显影响。
本研究结果表明,铅和乙醇对大鼠行为功能有联合增毒作用,其作用机制可能与乙醇促进铅 的吸收和骨铅的溶出导致血铅增高，继之血锌降低有关。
国家计生委课题(编号：9821)
参考文献
1.Cezard C, Demarquilly C, Bonifance M,et al. Influence of the degree o f exposure to lead on relations between alcohol consumption and the biological i nduces of lead exposure: epidemiological study in a lead acid battery factory . Br J Ind Med, 1992,49:645～647.
, http://www.100md.com
2.童建，冯致英. 环境化学物的联合作用. 上海:上海科学 技术文献出版社.1994:3～122.
3.韩春姬,李连姬,崔山田,等. 锌、硒对铅致小鼠学习记忆功能障碍及脑脂质过氧化的保护 作用. 微量元素与健康研究，1998,15(3):8～11.
4.韩春姬,李连姬,邱德来,等.有机锗对铅致小鼠学习记忆功能障碍的拮抗作用. 微量元素 与健康研究，1998,15(3):6～9.
5.朴丰源,汪伯健,朱文韬. 铅对胎鼠甲状腺功能及仔鼠行为发育影响的研究. 中国医科大 学学报.1992 ,21(5): 349～351.
6.艾华,陈志棣,贺师鹏. 缺锌对大鼠力竭性游泳前后睾酮和锌水平变化的影响, 中国运动 医学杂志.1997，16(3):164～167.
7.田苏平,陈启盛,林兆翔,等. 铜、锌对老年大鼠学习记忆的影响. 中国行为医学科学，19 87,7(1): 8～11.
8.Joy M. Nave and John D.Connor. Influence of Zncle pretreatment on behavioral and histological responsed to Kainic acid in rats.Brain Research,1993,604:298～30 2.
(收稿日期：1999-07-22), http://www.100md.com
单位：于素芳 白忠贞 张春玲 许斌 胡俊峰(250012 山东医科大学劳动卫生教研室)；李红军(山东省立医院内科)
关键词：铅；乙醇；联合作用；大鼠；行为功能
中国行为医学科学000405【摘要】 目的 研究铅和乙醇联合作用对大鼠行为功能的影响。方法 将54只雄性Wistar大鼠随机分成9组， 经口染毒4周后，进行Y型迷宫试验和游泳试验。结果 各染毒组的迷 宫训练成功所需时间延长，游泳持续时间缩短，联合染毒组的行为功能明显低于单独染毒组 ，析因分析显示铅、乙醇及二者的联合作用对行为功能的影响有显著性意义(P<0.01, P<0.05)，逐步回归分析表明，行为功能的改变与血铅及血清锌有关(P<0.01, P<0.05)。结论 铅和乙醇联合对大鼠行为功能有增毒作用。
Combined effects of lead and ethanol on behavioral function in male rat
, 百拇医药
Yu Sufang, Li Hongjun, Bai Zhongzhen, et al. School of Public Health, Shandong Medical University, Jinan, 250012
【Abstract】 Objective In order to investigate the combin ed effects of lead and ethanol on behavioral function. Methods 54 Wistar rats were divided into 9 gro ups randomly. One group was given with steamed water as control, and the other g roups were administrated respectively with lead and/or ethanol at different conc entrations by ip for four weeks. The Y-labyrinth test and swimming test were ca rried out. Results In all the combined experimental groups, Y-labyrin t h training successful time was longer and sustained swimming time was shorter th an those of the lead or ethanol alone groups. ANOVA analysis indicted that lead and ethanol have interaction on the above indices (P<0.05 or P<0.01). The multiple linear regression showed that there was liner correlation between behavioral function a nd blood lead as well as serum zinc. Conclusion There we re notable combined effects of lead and ethanol on behavioral function in male r ats.
, 百拇医药
【Key words】 Lead Ethanol Combined effect Behavioral function Rat
铅在工业生产中应用极广泛，是重要的环境污染物，酒精是常用的有机溶剂及酒类饮料中的 主要成分之一，铅和乙醇均是接触频率大、暴露人群广泛的化学性毒物，在铅作业工人中， 特别是阴冷潮湿及大强度体力劳动时，许多工人尤其是青年工人多有嗜酒行为,有人在对铅 接触者的体检中发现90%的男性工人有饮酒习惯，其中60%的工人每天饮酒100克以上[1]。饮酒者发生铅中毒的比例较高，乙醇可使已储存于骨骼中的铅释放出来，使 中毒症状明显或加重[2]。铅、乙醇均可降低学习记忆能力[3～6]，但有关二者的联合作用未见报道。为探讨铅和乙醇对行为功能的联合作用,以雄性大鼠为 研究对象,进行了Y型迷宫试验和游泳试验的测试。
材料和方法
, 百拇医药
健康雄性Wistar大鼠54只，体重207±17克 ，由山东医科大学实验动物中心提供。按析因设 计随机分为9组，每组6只， 1次/d灌胃，5次/w，连续4w。对照组：给与实验组等量的重蒸 馏水；A组：醋酸铅 11mg/kg；B组：醋酸铅 22mg/kg；C组：乙醇0.9g/kg；D组：乙醇1.8g/ kg；E组：醋酸铅11mg/kg+乙醇0.9g/kg；F组：醋酸铅11mg/kg+乙醇1.8g/kg；G组：醋 酸铅22mg/kg+乙醇0.9g/kg；H组：醋酸铅22mg/kg+乙醇1.8g/kg。染毒期间观察各组大 鼠的精神、毛发、粪便、体重等一般情况变化。染毒期满进行Y型迷宫试验和游泳实验,用原 子吸收法测定血铅和血清锌。实验数据用SAS软件进行方差分析、析因分析、逐步回归分析 。
Y型迷宫试验：Y型迷宫其中一臂的1/2设安全无电区，其余各区底部均铺以细铜丝。 将大鼠放在非安全区的一臂顶端后通电，大鼠受到刺激后慌忙逃窜，直至逃到安全区，使其 停留10秒钟，反复进行5次以巩固记忆。试验以10次电击有9次直接进入安全区为训练成功， 记录训练成功所用时间。
, 百拇医药
游泳试验：水缸内水温控制在25℃左右，将大鼠尾部系1/5体重的负荷，记录游泳开始到 沉入水中8秒时的时间。
结果
一、一般情况：各染毒组大鼠在染毒1～2周后，多出现毛发逐渐失去光泽、精神烦躁不安 ，C组、D组灌胃后短时间内出现精神萎靡，甚至H组的多数大鼠表现为大便不成形及个别鼻 孔少量出血。
二、体重：大鼠实验初始体重207±17克，各组经方差分析差异无显著性(P>0.05)。染 毒 后各组体重低于对照组，其中B、G、H组第4周(染毒期满时)的体重(见表1)明显低于对 照组(P<0.05,P<0.01)，H组明显低于单独染毒的A、B、C、D各组(P<0.01 )；析因分析结果表明：铅和乙醇之间无交互作用(P>0.05)。
表1 大鼠体重变化(
±s,g) 组 别, 百拇医药
初始
第一周末
第二周末
第三周末
第四周末
对照组
211.67±10.33
257.50±16.50
300.83±18.28
308.33±21.60
323.33±25.63
A组
, 百拇医药
212.50±8.08
252.50±11.73
296.67±15.06
306.67±13.29
309.17±13.20
B组
190.00±6.32
214.17±12.01
261.67±20.17
278.33±23.17
285.00±25.10*
, http://www.100md.com
C组
213.33±24.83
249.17±25.58
274.17±29.90
290.83±25.18
299.17±19.85
D组
204.17±11.14
237.50±19.17
281.67±33.71
292.50±37.91
, 百拇医药
302.50±36.57
E组
208.33±30.28
240.8 3±25.38
267.50±29.11
284.17±32.62
300.83±31.21
F组
208.33±22.29
244.1 7±39.68
288.33±49.67
, http://www.100md.com
287.50±55.48
298.33±57.76
G组
205.00±11.83
241.67±12.91
279.17±10.21
280.83±22.45
293.33±17.22*
H组
210.00±8.37
225. 00±16.13
, http://www.100md.com
244.17±16.56
248.33±18.07
255.50±20.98**
F铅
-
5.18**
4.35*
4.48*
5.21**
F乙醇
-
0.70
, http://www.100md.com 1.59
2.33
2.11
F交互
-
1.76
2.12
0.70
0.94
*P<0.05 **P<0.01 三、行为功能：由表2可见，与对照组比较,各染毒组的迷宫试验时间延长、游泳持续时 间缩短(P<0.01)，且各联合染毒组与单独染毒组比较差异显著(P<0.05、P<0.01)；析因分析铅、乙醇及铅和乙醇交互作用对这种改变有显著性影响(P<0. 05、P<0 .01),即二者呈联合增毒作用。
, 百拇医药
表2 大鼠行为功能试验和血铅、血清锌的结果(均数±标准差) 组 别
剂 量
Y型迷宫
(分钟)
游泳试验
(分钟)
血 铅
(μmol/l)
血清 锌
(μmol/l)
铅
(mg/kg)
, 百拇医药
乙醇
(g/kg)
对照组
0
0
0.7350±0.3448
1.2517±0.1283
1.28±0.35
26.74±2.11
A组
11
0
2.3067±1.6456(2)
, 百拇医药
1.0895±0.0582(2)
1.32 ±0.16
24.93±1.98
B组
22
0
2.3950±0.9631(2)
0.9617±0.1165(2)
1.52± 0.22
23.81±2.35
C组
, 百拇医药
0
0.9
2.3583±1.0578(2)
0.8700±0.0718(2)
1.30 ±0.16
25.81±1.33
D组
0
1.8
3.6950±2.2950(2)
0.6717±0.0600(2)
, 百拇医药
1.39 ±0.21
24.41±2.69
E组
11
0.9
1.5284±0.3804(2)
0.6933±0 .0745(2)(4)
1.99±0.13(2)(4)
21.77±2.71(2)(4)
F组
, 百拇医药 11
1.8
2.1617±0.6601(2)
0.6767±0.0 784(2)(4)
2.02±0.26(2)(4)
18.63±3.41(2)(4)
G组
22
0.9
3.1983±1.7491(2)
, 百拇医药
0.7167±0.1 124(2)(4)
2.18±0.20(2)(4)
20.37±2.50(2)(4)
H组
22
1.8
13.4717±3.7237(2)(3)
0.5233 ±0.1404(2)(4)
2.38±0.36(2)(4)
, 百拇医药 15.34±1.77(2)(4)
F 铅
34.99(6)
18.40(6)
39.53(6)
28.78(6)
F乙醇
37.53(6)
112.75(6)
27.06(6)
, 百拇医药
26.79 (6)
F交互
20.81(6)
2.70(5)
5.1 3(6)
2.71(5)
注:与对照组比较(1)P<0.05(2)P<0.01;与单独铅组或单独乙醇 组比较(3)P<0.05(4)P<0.01;析因分析(5)P<0.05 (6)P<0.01
四、逐步回归分析：由表2可见，各联合染毒组的血铅、血清锌分别明显高于和低于对照 组及单独染毒组(P<0.01);并且铅和乙醇联合染毒对这种变化有交互影响(P<0.05、 P<0.01)。以游泳持续时间、迷宫训练成功时间为因变量，以血铅和血清锌为自变量， 在α=0.15的水平上进行逐步回归分析,结果游泳持续时间与血铅水平呈负相关、与血清锌 呈正相关(P<0.05)；迷宫训练时间与血清锌呈负相关(P<0.01)。
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讨论
一般认为,行为毒理学是研究亚临床中毒反应的敏感方法。记忆是获得知识储存并读出 的神经过程，迷宫试验可测得动物反射性学习记忆的能力，训练成功时间延长，表明学习记 忆能力下降。本次实验发现单独给铅或乙醇均引起大鼠的学习记忆力下降，这与有关报道结 果一致[3～4]。本结果还首次发现铅和乙醇具有降低大鼠学习记忆能力的联合增毒 作用。游泳实验是反映神经肌肉活动能力与持久性的行为实验，据报道铅染毒仔鼠的游泳持 续时间明显缩短[5],本实验在与此结果一致的基础上，还发现铅和乙醇具有降低大 鼠游泳能力的联合增毒作用。
有关铅和乙醇联合作用对大鼠的行为功能的影响，从逐步回归结果看与血铅的增高和血 清锌的降低有关,这与报道大鼠缺锌导致睾酮水平下降而使游泳能力明显下降[6] ，而补锌可使学习记忆能力提高[7]相一致。
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血铅的增高可能与乙醇促进铅吸收和骨铅的溶出有关，在体内铅、锌是相互拮抗的，结果也 表现为联合染毒可使血铅明显增高、血清锌明显降低(P<0.05、P<0.01)。锌是体内 许多酶的 重要组成部分,对物质代谢和能量代谢有广泛的生物学作用,同时参与神经信息传递过程,并 能促进脑内DNA、RNA的合成过程,对学习和记忆具有明显的促进作用[8]。已知铅可使线粒体内的二氧硫辛酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、腺苷酸环化酶受抑制及钙调素受 抑制，这些酶的抑制必然影响神经肌肉的生理功能和能量代谢，导致行为功能的明显影响。
本研究结果表明,铅和乙醇对大鼠行为功能有联合增毒作用,其作用机制可能与乙醇促进铅 的吸收和骨铅的溶出导致血铅增高，继之血锌降低有关。
国家计生委课题(编号：9821)
参考文献
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(收稿日期：1999-07-22), http://www.100md.com