氟对学习记忆损害的研究进展

氟是机体必需的微量元素,但长期摄入过量的氟会导致全身多个组织器官的损伤。其中,氟的神经毒性是氟中毒损伤中较为严重的部分。氟中毒可以导致儿童和实验动物的学习记忆受到损害,近年来逐渐成为研究的热点问题。就氟暴露对学习记忆损害的研究进展进行综述,并对存在的问题进行了讨论,以期全面了解氟的神经毒性。     

某燃煤型氟病区儿童血清骨吸收生物标志浓度变化

探讨某燃煤型氟中毒病区8~14岁儿童血清骨吸收标志物Ⅰ型胶原交联氨基末端肽(NTX)和抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRACP-5b)的浓度及其与年龄的关系,为氟骨症的发病机制研究提供数据资料.方法 整群随机抽取贵州省六盘水市燃煤型氟病区陡菁乡的2所小学8~14岁在校儿童为暴露组(123人),随机抽取非病区花嘎乡某小学学生为对照组(64人),调查氟斑牙情况并检测血清NTX和TRACP-5b的浓度.结果 氟病组儿童氟斑牙检出率为94.3%,对照组儿童未检出氟斑牙.氟病组血清NTX、TRACP-5b浓度[13.39(69.99,32.63),280.32(152.06,651.63) nmol/L]低于对照组.氟病组儿童血清NTX在青春早期、青春中期浓度为13.04(10.76,15.64)、14.82(12.15,18.26) nmol/L,低于对照组的15.73(14.36,18.61)、16.45(15.45,22.02) nmol/L(Z值分别为-4.12,-5.40,P值均<0.05);氟病儿童血清TRACP-5b在青春前期、青春早期和青春中期浓度为276.74(237.63,312.75)、270.14(242.82,321.97)、305.95(259.78,339.87) nmol/L,低于对照区的370.88(304.47,452.84)、353.30(262.05,393.19)、420.22 (376.96,544.60) nmol/L,差异均有统计学意义(Z值分别为-3.03,-2.66,-3.10,P值均<0.05).病区儿童血清NTX、TRACP-5b浓度与氟斑牙程度负相关(r值分别为-0.51,-0.37,P值均<0.01).结论 氟中毒能降低不同年龄段病区儿童血清骨吸收标志物NTX和TRACP-5b的浓度,其中TRACP-5b对氟暴露可能较NTX敏感,但具体机制仍有待进一步研究.     

燃煤型氟中毒病区8～12岁儿童智力水平调查

目的探讨燃煤型氟中毒病区8~12岁儿童智力水平及其与年龄、氟斑牙程度的关系,为氟中毒致中枢神经损伤的相关研究提供人群数据资料。方法于2015年3月对贵州省284名8~12岁儿童(包括燃煤型氟中毒病区167人,对照区117人)进行氟斑牙诊断,并用《瑞文标准推理测验》测试其智力水平;分析不同年龄组病区与对照区儿童智力水平差异,以及病区儿童不同氟斑牙程度的智力水平及与年龄和氟斑牙程度的相关关系。结果病区儿童氟斑牙检出率为53.9%,高于对照区,差异有统计学意义(P0.01);病区儿童氟斑牙患病指数为0.59,属于氟中毒边缘流行地区;病区儿童的瑞文标准分低于对照区,差异有统计学意义(Z标准分=3.124,P=0.002)。12岁组病区儿童智力低于对照区,差异有统计学意义(Z=3.244,P=0.001)。病区不同氟斑牙程度的儿童智力水平无明显规律性变化(H=5.057,P=0.281),但年龄与智力水平呈负相关(r=-0.232,P=0.003)。结论燃煤型氟中毒病区儿童可出现较低的智力水平,但原因有待进一步研究。     

燃煤型氟中毒病区成人血清骨形态发生蛋白-2和骨形态发生蛋白-3水平的调查

目的探讨燃煤型氟暴露对成人血清骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和BMP-3表达的影响。方法于2013年9月,对贵州省六盘水市水城县陡箐乡(氟病区)和花嘎乡(对照区)成人进行氟斑牙诊断和尿氟检测,使用酶联免疫吸附法检测血清BMP-2、BMP-3浓度。结果燃煤型氟中毒病区成人氟斑牙检出率为72.58%(90/124),高于对照区[8.96%(6/67)],且病区成人尿氟浓度高于对照区,差异均有统计学意义(P0.01);病区成人血清BMP-2、BMP-3浓度与对照区比较,差异均无统计学意义(P0.05);氟病区及对照区成人血清BMP-2、BMP-3浓度在不同性别间比较差异无统计学意义(P0.05);氟病区18~39岁组成人血清BMP-2浓度较对照区高,差异有统计学意义(Z=-2.186,P0.05);而其余各年龄段成人血清BMP-2、BMP-3浓度均无明显变化。氟病区成人血清BMP-2、BMP-3浓度在不同氟斑牙分度及尿氟浓度间比较差异均无统计学意义(P0.05)。结论过量的氟可能导致成人血清BMP-2浓度升高,氟可能是影响血清BMP-2表达的因素之一。     

标准稀释法测定生化需氧量中稀释水的影响因素

目的:旨在寻找生化需氧量(BOD)标准稀释法测定中稀释水的一些影响因素,提高测定的灵敏度与准确度,为今后的教学研究提供一定的参考.方法:分别以不同水源、不同曝气平衡时间、不同温度为研究条件测试稀释水的5 d生化过程所消耗的氧量(BOD5),以确定最佳实验条件.结果:以蒸馏水和纯净水作为稀释水水源,其BOD5都小于0.12 mg/L,均达到标准;平衡时间增长,当日溶解氧量趋于降低,与标准值的差值也逐渐增大,未经平衡的溶解氧量接近饱和;20℃时的测定结果达标.结论:以经济实用的蒸馏水为稀释水水源,在20℃恒温实验室进行测定,并在水样采集、稀释过程中严格遵守操作步骤,避免气泡的产生.     

氟对中枢神经系统钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ α亚单位mRNA和蛋白表达的影响

目的 观察氟对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)及发育期大鼠海马钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱα亚单位(α-CaMKⅡ)mRNA及蛋白表达水平的影响.方法 ①离体细胞实验:体外培养SH-SY5Y细胞,在培养液中加入NaF,使培养液中氟离子(F-)终浓度分别为0(对照)、0.05、0.50、2.00、5.00 mmol/L.培养48 h后,用qRT-PCR和Western blot技术检测细胞α-caMKⅡmRNA和蛋白水平.②动物实验:12只SD大鼠按雌∶雄=3∶1自然交配,待仔鼠出生后1 d,仔鼠及其哺乳母鼠-并按体质量随机分为3组.哺乳母鼠分别饮用含F-为0(对照)、2、3 mmol/L的蒸馏水,仔鼠通过乳汁摄入氟.每组有8只仔鼠在出生第14天处死,应用Western blot技术检测海马α-CaMKⅡ蛋白水平;另8只仔鼠自出生后21 d起,直接饮用与其哺乳母鼠相同染氟剂量的水溶液,至第28天处死.检测海马α-CaMKⅡ蛋白水平.结果 ①离体细胞实验:随着染氟剂量的增加,SH-SY5Y细胞中α-CaMKⅡ mRNA和蛋白水平依次降低.0、0.05、0.50、2.00、5.00 mmol/L组SH-SY5Y细胞中α-CaMKⅡ mRNA水平分别为1.00±0.00、0.77±0.18、0.40±0.11、0.22±0.06、0.15±0.03,蛋白水平分别为100.00±0.00、76.17±2.08、59.16±2.12、48.52±2.71、43.51±2.57,任意两组比较,差异有统计学意义(P<0.05或<0.01).②动物实验:2、3 mnlo/L组出生第14天和第28天仔鼠海马α-CaMKⅡ蛋白水平(75.02±2.88、73.83±3.88和81.00±2.54、45.70±2.34)低于对照组(100.00±0.00、100.00±0.00,P均<0.01),3 mmol/L组出生第28天仔鼠海马α-CaMKⅡ蛋白水平低于2 mmol/L组(P<0.01).结论 氟能降低神经细胞及海马中α-CaMKⅡ mRNA和蛋白表达水平,这可能是氟中毒引起学习记忆损害的机制之一.

Abstract：

Objective To investigate the effect of fluoride on the expression of a subunit of calcium/calmodulin-dependent protein kinase- Ⅱ (α-CaMK Ⅱ ) at both mRNA and protein levels in human neuroblastoma cells were cultured in DMEM with final concentrations of NaF 0(control) ,0.05,0.50,2.00,5.00 mmol/L, respectively, for 48 hours. Then quantitative RT-PCR and Western blot were performed to detect the expression level of α-CaMK Ⅱ P1 (postnatal day 1) pups together with their mothers were randomly divided into three groups. Lactating rats were given drinking water containing NaF at concentrations 0(control) ,2,3 mmol/L. And pups were exposed to NaF through milk. In each group, 8 pups were sacrificed on day 14 after birth. In post-weaning period, another 8 pups in each group were given drinking water with the same dose of fluoride as their mother's 21 day after birth. After then, these pups were killed on day 28, and hippocampus was dissected immediately and Western blot was conducted mRNA and protein levels were decreased. When NaF concentrations were 0,0.05,0.50,2.00,5.00 mmol/L, the mRNA relative ratios of α-CaMKⅡ in SY5Y cells were 1.00 ± 0.00,0.77 ± 0.18,0.40 ± 0.11,0.22 ± 0.06 and 0.15 ± 0.03, and protein levels of α-CaMK Ⅱ were 100.00 ± 0.00,76.17 ± 2.08,59.16 ± 2.12,48.52 ± 2.71 and 43.51 ± 2.57, any mmol/L group, hippocampus α-CaMK Ⅱ protein levels on day 14 and 28(75.02 ± 2.88,73.83 ± 3.88 and 81.00 ± 2.54,45.70 ± 2.34) were significantly lower than that of control groups(100.00 ± 0.00,100.00 ± 0.00, all P < 0.01). In 3 mmol/L group, hippocampus α-CaMKⅡ protein level on day 28 was lower than that of 2 mmol/L group (P < 0.01). Conclusion Fluoride can decrease mRNA and protein levels of α-CaMK Ⅱ in nerve cells and hippocampus, which may be one of the mechanisms of learning and memory impairment by fluorosis.     

贵州省某燃煤型氟中毒病区成人血清钙、磷变化的研究

目的:调查贵州省某燃煤型氟中毒病区成人血清钙、磷浓度情况,研究其与年龄、氟斑牙程度间的关系,探讨氟中毒对成人血清钙、磷浓度的影响,与既往氟中毒对儿童血清钙、磷浓度影响的研究进行比较,获取全人群资料.方法:采取多阶段抽样方法,首先从贵州省六盘水市氟病区陡菁乡随机抽取若干自然村,再从中通过随机抽样抽取若干名研究对象构成暴露...     

四环素对水体硝化作用的影响

目的 了解四环素对水体硝化作用的影响.方法 向某市湖泊水样中分别加入终浓度为0(空白对照)、10、100、1000 μg/L的四环素溶液,并置于20℃恒温培养箱中培养10d,逐日测定”三氮”浓度.结果 第5、8天各实验组氨氮浓度均高于空白对照组.从第8天开始,各实验组亚硝酸盐氮浓度高于空白对照组,而硝酸盐氮浓度低于空白对照组.结论 四环素对水中氨氮浓度达到峰值具有一定的延迟作用,对硝酸盐氮产生具有一定抑制作用,但未发现其对亚硝化过程的抑制.因而四环素对水体硝化作用具有一定的抑制作用.     

燃煤型氟中毒大鼠骨形成蛋白表达变化研究

目的 复制燃煤型氟中毒大鼠模型,并观察骨形成蛋白-2(BMP-2)和骨形成蛋白-3 (BMP-3)在不同染氟剂量和染氟时间大鼠血清中的表达变化.方法 断乳4周80～ 120 g清洁级SD大鼠120只,按体质量随机分为对照组、低氟组、中氟组、高氟组,每组30只,雌雄各半.食用病区煤烘玉米,复制燃煤型氟中毒动物模型.对照组、低氟组、中氟组、高氟组的含氟量分别为6.30、9.56、15.89、23.00mg/kg.各组分别于染氟第30、90、180天时股动脉放血法处死10只动物,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测血清BMP-2和BMP-3水平.结果 ①BMP-2测定结果:染氟第90、180天时,血清BMP-2组间比较差异有统计学意义(F值分别为385.08、173.98,P均＜0.01).其中低氟组、中氟组、高氟组在染氟第90天时[(18.80±0.43)、(22.22±0.85)、(25.14±0.69)μg/L]和第180天[(7.98±0.68)、(8.97±0.78)、(15.04±0.89)μg/L]血清BMP-2表达高于对照组[(12.54±1.29)、(7.53±0.97)μg/L,P均＜0.05],且BMP-2表达随着染氟剂量的增加而增加(P均＜0.05).4组不同染氟时间血清BMP-2组内比较差异有统计学意义(F值分别为55.42、511.58、686.35、671.64,P均＜0.01).其中染氟第90天时,各组血清BMP-2[(12.54±1.29)、(18.80±0.43)、(22.22±0.85)、(25.14±0.69)μg/L]均高于同组染氟第30天时[(11.75±1.15)、(11.42±1.07)、(11.38±0.92)、(11.15±1.03)μg/L,P均＜0.05];染氟第180天时,各组血清BMP-2[(7.53±0.97)、(7.98±0.68)、(8.97±0.78)、(15.04±0.89)μg/L]均低于同组染氟第90天时(P均＜ 0.05).②BMP-3测定结果:染氟第30、90、180天时,血清BMP-3组间比较差异无统计学意义(F值分别为0.7215、1.2951、0.0964,P均＞0.05).结论 大鼠较长时间摄人过量氟,刺激BMP-2表达增强,但随着摄氟时间延长,氟对BMP-2的表达呈现抑制作用.氟对BMP-3表达的影响不及对BMP-2敏感.