发育早期阶段砷暴露小鼠肝和脑组织中砷形态的检测分析

目的探索小鼠在其早期发育阶段暴露不同浓度亚砷酸钠后,各砷形态在肝和脑组织中的代谢与分布情况。方法母鼠在妊娠和哺乳期以自由饮水方式暴露0、10和30 mg/L iAsⅢ水溶液,仔鼠在哺乳期后继续摄入与母鼠相同浓度的含砷水溶液。分别在仔鼠出生后第0、10、15、21和35天,采用氢化物发生-超低温捕集-原子吸收分光光度法测定肝和脑组织中无机砷(iAs)、一甲基胂(MMA)和二甲基胂(DMA)水平。结果从出生后15 d起,肝组织中iAs含量开始逐步增加;从出生后21 d起,肝组织中MMA含量开始逐步增加;肝组织中DMA含量在出生后10～15 d最低,以后逐步增高。脑组织中iAs含量,在出生后15 d开始升高,在出生后21 d时达最高水平;MMA含量在早期发育阶段的脑组织中没有检测到;DMA含量在出生后10～15 d最低。结论母鼠体内各形态砷化物可通过胎盘屏障进入胎鼠体内,但其基本不能通过乳房屏障进入母鼠乳汁,进而进入仔鼠体内,成熟的血脑屏障对iAs具有一定的阻挡作用,但可允许部分DMA进入脑组织。     

经母体砷暴露仔鼠肝和脑组织砷形态检测分析

探讨经母体进入子代体内砷化物的形态及在肝和脑组织中的分布情况。小鼠从怀孕0 d起,以自由饮水方式暴露无机三价或五价砷,取其生后10 d仔鼠的肝和脑组织,采用氢化物发生-超低温捕集-原子吸收分光光度仪测定脏器中无机砷(iAs)、一甲基胂(MMA)、二甲基胂(DMA)、三甲基胂(TMA)的含量。仔鼠肝和脑组织中的DMA含量随染砷剂量的增加而增加,肝脏中DMA含量高于脑组织。肝和脑组织中iAs含量各染砷组与对照组比较差异无统计学意义。提示砷化物可以经母体进入子代体内,其形态应以DMA为主。     

尿形态砷在砷暴露员工职业健康检查中的应用研究

目的通过对职业砷暴露作业工人健康指标及尿总砷(TAs)、尿形态砷水平测定分析,初步揭示人体内形态砷对人体健康的影响。方法选择2家有色金属冶炼企业(铅冶炼、锡冶炼各1)砷暴露作业工人(暴露组)137人为研究对象。暴露组中铅冶炼组40人,锡冶炼组97人;无砷接触者(小学教师)42人为对照组,进行尿总砷及尿价态砷测定及健康监护,并测定作业场所砷化合物浓度。并对尿总砷、尿价态砷与健康检查结果进行分析。结果暴露组锡、铅两冶炼厂检测岗位平均砷化合物浓度均超过国家职业卫生标准,分别为0.52 mg/m3、0.20 mg/m3;暴露组的TAs、DMA(二甲基砷酸盐)含量与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01);暴露组及对照组尿中价态砷主要以DMA为主,均占形态砷含量的90%以上;车间空气中的砷化合物浓度与砷暴露工人尿总砷、DMA成正相关关系。随着总砷、DMA浓度的升高,转氨酶升高、血红细胞下降趋势;肝脏B超及心电图异常检出率亦随之升高。结论砷暴露的作业工人随着接触砷浓度增高,体内总砷、DMA随之增高,形态砷(特别是DMA)对肝脏、心脏、肾脏、红细胞等损害作用越明显。说明形态砷(特别是DMA)与砷暴露作业工人身体健康有一定的关系,因此,为进一步阐明形态砷的毒性作用,有必要在砷暴露作业工人职业健康体检中行尿形态砷检查。     

砷冶炼工尿中不同价态砷水平初探

应用职业流行病学方法,对2家137名砷冶炼工及42名无砷接触史的人员进行尿中总砷(TAs)和尿中不同价态砷含量分析,初步分析了有色金属冶炼工暴露在不同砷浓度的环境中尿TAs、尿中不同价态砷与年龄、性别、工龄等之间的关系,提示职业砷暴露水平与作业工人尿TAs和尿中二甲基砷酸盐(DMA)含量存在剂量-反应关系。     

外源性蛋氨酸对饮水砷暴露雌性小鼠体内砷形态分布的影响

目的 探讨外源性蛋氨酸(methionine,Met)对饮水砷暴露小鼠体内不同组织器官砷形态分布的影响.方法 将健康清洁级雌性昆明小鼠40只,随机分为对照组、单纯砷染毒组及低、中、高剂量Met与砷联合染毒组,每组8只.除对照组小鼠饮蒸馏水外,其余各组小鼠以自由饮水方式饮含50mg/L亚砷酸钠的水,连续染毒4周.在染毒的第4周,低、中、高剂量Met与砷联合染毒组小鼠分别被腹腔注射100、200、400 mg/kg的Met溶液,对照组和单纯砷染毒组小鼠被腹腔注射生理盐水,连续注射7 d.末次注射24 h后,处死小鼠,快速取血,分离肝和脑组织,分别检测无机砷(iAs)、一甲基胂酸(MMA)和二甲基胂酸(DMA)含量,并计算各组织中总砷含鼍(TAs)及砷一甲基化率(primary methylation ratio,PMR)和二甲基化率(secondary methylation ratio,SMR).结果 单纯砷染毒组和高、中、低剂量Met与砷联合染毒组小鼠肝、脑组织及全血中iAs、MMA、DMA和TAs含量均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).与单纯砷染毒组比较,中、高剂量Met与砷联合染毒组小鼠肝组织中DMA含量和PMR较高,差异有统计学意义(P<0.05).与单纯砷染毒组比较,各剂量Met与砷联合染毒组小鼠全血中iAs、MMA和TAs含量均下降,差异有统计学意义(P<0.05).各剂量Met与砷联合染毒组小鼠脑组织中DMA和TAs含量低于单纯砷染毒组,差异有统计学意义(P<0.05).结论 外源性Met 对小鼠体内砷甲基化代谢具有促进作用,并可加速体内砷化物的排泄,从而减少血液和脑组织中的砷负荷.     

亚慢性饮水砷暴露小鼠组织形态砷的蓄积与分布

目的探讨亚慢性饮水砷暴露小鼠各组织中无机砷及其代谢产物的蓄积与分布规律。方法将40只健康8周龄清洁级昆明雌性小鼠按体重随机分为对照(生理盐水)组和50、100、200 mg/L亚砷酸钠染毒组,每组10只。采用亚砷酸钠自由饮水方式染毒,连续染毒3个月。检测小鼠肝脏、肾脏、脾脏、肺脏、膀胱、大脑皮层、小脑和海马组织中五价无机砷(pentavalent inorganic arsenic,iAs~(5+))、三价无机砷(trivalent inorganic arsenic,iAs~(3+))、单甲基胂酸(monomethylated arsenic,MMA)和二甲基胂酸(dimethylated arsenic,DMA)的含量,并计算总砷(total arsenic,TAs)含量。结果各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠肝脏中TAs、iAs~(3+)和DMA的含量与对照组比较,差异均无统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100、200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠肾脏、肺脏和膀胱中TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠肾脏TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠脾脏TAs和DMA含量以及膀胱iAs~(3+)含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠膀胱TAs、iAs~(3+)和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠大脑皮层和小脑中TAs含量及200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠大脑皮层和小脑中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠小脑TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠海马TAs、MMA和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠海马MMA含量升高,差异有统计学意义(P0.05)。各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠组织中iAs~(3+)以及肺脏和膀胱中MMA的含量间比较,差异均无统计学意义(P0.05)。随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,小鼠各组织中TAs和DMA含量均呈上升趋势,膀胱和海马中MMA亦呈上升趋势。100、200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠各组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为膀胱肝脏肺脏肾脏脾脏;部分脑区组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为大脑皮层海马小脑。200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肺脏、100和200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠膀胱以及50、100和200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠海马中可检测出MMA,其它各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠组织中MMA均未检出所有亚砷酸钠暴露组小鼠组织中均未检出iAs~(5+)。结论亚慢性饮水砷暴露小鼠组织中形态砷的蓄积与分布具有明显的组织特异性,并且无机砷及其代谢产物能够穿越血脑屏障,区域特异性地蓄积在大脑皮层、小脑和海马组织。     

长期高砷暴露人群砷甲基化与皮肤损害关系的研究

目的探讨长期高砷暴露人群砷代谢差异与砷致皮肤损害之间的关系。方法随机选取某砷污染村庄常住居民327名,进行问卷调查和体格检查。二乙基二硫代氨基甲酸银比色法检测发总砷含量,离子色谱氢化物发生原子荧光法测定尿中四种砷代谢形态。结果发砷含量总体较高,但不同程度皮肤损害的4组间发砷含量差异无显著性;尿中DMA和MMA浓度随着年龄增加有上升的趋势,且与皮肤损害程度呈显著正相关,而无机砷浓度与皮肤损害未见显著相关;重度组人群尿中MMA相对比例显著高于其它3组,而重度组DMA/MMA比值显著低于对照组和轻度组;MMA比例与皮肤损害程度呈显著正相关,DMA/MMA比值与皮肤损害程度呈显著负相关;男性对砷的蓄积能力高于女性,但对砷的甲基化能力低于女性;40岁以上人群对砷的甲基化能力高于40岁以下成人;吸烟者和饮酒者对砷的甲基化代谢水平分别低于非吸烟者和非饮酒者。结论砷在人体内的甲基化代谢水平受性别、年龄、吸烟和饮酒等多因素影响;砷致皮肤损伤程度与砷在体内的甲基化程度有关。     

外源性谷胱甘肽对饮水砷暴露小鼠体内砷形态分布的影响

目的探讨外源性谷胱甘肽(glutathione,GSH)对饮水砷暴露小鼠体内不同组织器官砷形态分布的影响。方法将实验小鼠随机分为对照组、单纯染砷组及低、中和高剂量GSH干预组。小鼠经饮水染砷4周,并于最后一周,在染砷同时腹腔注射不同剂量GSH。末次注射后24 h处死小鼠,取血、肝和脑组织。分别检测无机砷(iAs)、一甲基胂(MMA)和二甲基胂(DMA)的含量。结果GSH干预组小鼠的肝和血中iAs和MMA含量及血和脑中总砷含量(TAs)与单纯染砷组比较显著下降。GSH干预组小鼠的肝和血一甲基化率(PMR)和二甲基化率(SMR)明显升高。其中,高剂量GSH干预组小鼠的肝PMR和SMR及血SMR与单纯染砷组比较差异显著。结论外源性GSH可以促进肝中iAs的甲基化,加速砷化物从机体的排泄,从而可减少血中砷化物的含量,进而降低脑中砷化物的蓄积。 更多还原     

砷暴露对脂代谢影响及其机制研究进展

砷作为一种类金属元素,广泛存在于自然界之中。由于砷污染而导致的健康问题目前已成为世界范围内一个严重的公共卫生问题。长期慢性砷暴露与机体疾病的发生关系密切,其中包括多组织器官的肿瘤、糖尿病、心血管疾病等。研究表明动脉粥样硬化是心血管疾病发生的病理基础,而脂代谢与动脉粥样硬化斑块的形成密切相关。迄今为止,关于砷暴露对脂代谢相关指标影响的报道较少,且研究结果间存在不一致性。     

砷职业暴露员工尿中价态砷含量与健康相关因素的分析

目的通过职业砷暴露水平与尿中总砷（TAs）和尿价态砷含量的测定,初步分析体内砷代谢产物（价态砷）与健康相关生化指标之间的关联性。方法选择2家有色金属冶炼企业砷暴露作业工人（暴露组）137人,其中砷暴露锡冶炼组97人、铅冶炼组40人。对照组为无砷接触者42人。暴露组及对照组均进行健康监护及收集晨尿,行尿中TAs及尿价态砷含量测定,并检测作业场所空气中砷及其化学物浓度,进行尿中TAs、价态砷与健康相关因素之间的相关分析。结果两厂砷暴露工作环境空气中含TAs浓度（中位数）为0．30（0．01—1．35）mg／m3。其中铅冶炼厂砷浓度为0．46（0．01—1．03）mg／m3,锡冶炼厂砷浓度为0．26（0．06—1．35）mg／m3。暴露组的TAs、二甲苯呻酸监（DMA）含量与对照组比较,差异有统计学意义（P〈0．01）;暴露组TAs与DMA之间呈正相关（相关系数r=0．693,P〈0．01）;DMA与丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶（ALT、AST）之间呈正相关关系（r=0．148,P〈0．05、r=0．268,P〈0．01）、与血常规RBC、HGB呈负相关（r=-0．165,P=0．038、r=-0．149,P=0．015）。结论砷暴露作业工人在无机砷较高浓度下作业,体内无机砷甲基化后主要的代谢产物为DMA与MMA,且价态砷特别是DMA与TAs、ALT、AST呈正相关、与RBC、HGB呈负相关,说明DMA对肝细胞、红细胞存在一定损害作用。     

锰中毒对新生小鼠脑发育的影响

为研究锰中毒对新生小鼠脑发育的影响 ,经口服和腹腔注射联合途径给新生昆明种小鼠染锰。结果显示 :(1)高锰组小鼠体重增长明显滞后 ,脑重和脑重 体重比值显著降低 ;(2 )在Morris水迷宫的行为检测试验中 ,高锰组小鼠前 5天每天到达潜台的平均时间显著延长 ;而在第 6天的探测试验中 ,其在原潜台象限的游泳时间则明显缩短 ;(3)高锰组小鼠的脑组织蛋白质含量明显降低 ,而乙酰胆碱酯酶活性则升高 ;(4)染锰组 ,特别是高染锰组小鼠海马CA3区的胶质细胞纤维酸蛋白免疫反应强度及其阳性产物的平均相对密度均比对照组明显增高。     

小鼠出生后接触锰对脑发育的毒性影响

为探讨小鼠出生后接触锰对发育相关指标的毒性的影响，用神经行为试验检测肌力，自发性活动和精神焦虑性，以神经生化TAB法检测全脑过氧化脂质（LPO）含量，邻苯三酚自氧化法检测超氧化物歧化酶（SOD）活性；以细胞免疫化学法（ABC法）检测大脑皮质齿状回胶质细胞纤维酸蛋白（GFAP）免疫反应强度，结果表明：（1）高锰组小鼠身长（头－臀）的增长明显滞后于对照组和低锰组，而低锰组与对照组之间无明显差异；（2）在Morris水迷宫的肌力测试中，染锰组小鼠到达平台的潜伏期明显比对照组延长，且以高锰组更为显著，在旷场试验中，染锰组小鼠在中央和外周爬格子数及抬头探测的次数均明显多于对照组，在Elevated Plus Arms焦虑性试验中，染锰组小鼠从中央区进入第一臂的潜伏期均明显缩短，而进入开放臂次数／入臂总次数的比值则均比对照组显著增高；（3）染锰组小鼠全脑组织LPD含量均比对照组明显升高，而SOD活性则次数的比值则均比对照组显著增高；（3）染锰组小鼠全脑组织LPO含量均对照组明显升高，而SOD活性则明显降低，且均以高锰组更为显著；（4）染锰组小鼠大脑皮质齿状回的GFAP免疫反应强度及其阳性产物的平均相对密度均比对照组明显增强，且以高锰组更为显著，提示小鼠出生后接触锰对其生长发育过程中的体重增长，神经行为，全脑LPO含量与SOD活性，及大脑皮质齿状回GFAP免疫反应均产生了明显的毒性影响。     

不同价态无机砷染毒大鼠肝脏砷形态分析

目的通过观察不同价态无机砷染毒大鼠肝脏砷形态代谢产物分布,初步探讨不同价态无机砷体内代谢和毒性机制。方法 W istar大鼠42只,随机分成7组,于染砷3个月后,处死动物,迅速摘取肝脏,于-80℃冷藏;采用高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱法(HPLC-HGAFS)测定并比较各组染砷大鼠肝脏中砷形态代谢产物的水平和分布,计算一甲砷酸(MMA)加标回收率评价结果准确度;通过肝脏中总砷含量评价砷蓄积能力;分析肝脏中甲基化代谢指标一甲基化率(PM I)和二甲基化率(SM I)水平,评价各组间甲基化代谢能力或途径差异。结果亚砷酸钠与砷酸钠高、中、低剂量组总砷水平分别为(1 142.9±50.4)、(484.6±37.4)、(323.3±20.2)和(3 695.2±345.9)、(1833.8±229.6)、(1 170.5±77.4)ng/g,砷酸钠各剂量组总砷水平明显高于亚砷酸钠组(P<0.05);亚砷酸钠中、低剂量组iAs3+[(118.4±23.9)、(252.3±14.3)]ng/g和二甲砷酸(DMA)[(353.2±45.6)、(55.2±10.6)]ng/g含量均低于砷酸钠组(P<0.05);亚砷酸钠...     

Residential arsenic and lead levels in an agricultural community with a history of lead arsenate use

Lead arsenate (PbHAsO4) was used as an insecticide in Washington fruit orchards from 1905 to 1947. We examined exposure potential for children living in an agricultural community with historic PbHAsO4 use. Soil and housedust samples were collected from 58 residences. Families were asked about land use history, age of home, and remodeling activities. Median concentrations of arsenic were higher in housedust than in soil (9.0 and 4.2 microg/g, respectively; P=0.05), as were lead concentrations (129 and 46 microg/g, respectively; P=0.0001). Significant associations were observed between indoor and outdoor levels of each metal, indicating track-in as an important exposure pathway. Homes on or near land use for pear or apple production between 1905 and 1947 had significantly higher soil (P=0.005) and housedust (P=0.004) lead, and soil arsenic (P=0.04) than did the other homes. Homes more than 30 years old had significantly higher soil and housedust lead than did newer homes (P=0.01). Homes remodeled within the past two years had significantly higher soil (P=0.01) and housedust (P=0.04) lead. Child doses extrapolated from these data indicate that 36% of homes had soil or dust arsenic levels above the minimum risk level estimated by the Agency for Toxic Substances and Disease Registry. None of the measured lead levels exceeded current US Environmental Protection Agency guidelines. Public health education programs focused on residential hygiene would be of value in areas of historic PbHAsO4 use.     

Prenatal arsenic exposure and DNA methylation in maternal and umbilical cord blood leukocytes

Background: Arsenic is an epigenetic toxicant and could influence fetal developmental programming.Objectives: We evaluated the association between arsenic exposure and DNA methylation in maternal and umbilical cord leukocytes.Methods: Drinking-water and urine samples were collected when women were at ≤ 28 weeks gestation; the samples were analyzed for arsenic using inductively coupled plasma mass spectrometry. DNA methylation at CpG sites in p16 (n = 7) and p53 (n = 4), and in LINE-1 and Alu repetitive elements (3 CpG sites in each), was quantified using pyrosequencing in 113 pairs of maternal and umbilical blood samples. We used general linear models to evaluate the relationship between DNA methylation and tertiles of arsenic exposure.Results: Mean (± SD) drinking-water arsenic concentration was 14.8 ± 36.2 μg/L (range: < 1–230 μg/L). Methylation in LINE-1 increased by 1.36% [95% confidence interval (CI): 0.52, 2.21%] and 1.08% (95% CI: 0.07, 2.10%) in umbilical cord and maternal leukocytes, respectively, in association with the highest versus lowest tertile of total urinary arsenic per gram creatinine. Arsenic exposure was also associated with higher methylation of some of the tested CpG sites in the promoter region of p16 in umbilical cord and maternal leukocytes. No associations were observed for Alu or p53 methylation.Conclusions: Exposure to higher levels of arsenic was positively associated with DNA methylation in LINE-1 repeated elements, and to a lesser degree at CpG sites within the promoter region of the tumor suppressor gene p16. Associations were observed in both maternal and fetal leukocytes. Future research is needed to confirm these results and determine if these small increases in methylation are associated with any health effects.     

Emergence of delayed methylmercury toxicity after perinatal exposure in metallothionein-null and wild-type C57BL mice

BACKGROUND: Although a long latency period of toxicity after exposure to methylmercury (MeHg) is known to exist in humans, few animal studies have addressed this issue. Substantiation of delayed MeHg toxicity in animals would affect the risk evaluation of MeHg. OBJECTIVES: Our goal in this study was to demonstrate the existence of a latency period in a rodent model in which the toxicity of perinatal MeHg exposure becomes apparent only later in life. Our study included metallothionein (MT) knockout mice because studies have suggested the potential susceptibility of this strain to the neurodevelopmental toxicity of MeHg. METHODS: Pregnant MT-null and wild-type C57Bl/6J mice were exposed to MeHg through their diet containing 5 mug Hg/g during gestation and early lactation. We examined behavioral functions of the offspring using frequently used paradigms, including open field behavior (OPF), passive avoidance (PA), and the Morris water maze (MM), at ages of 12-13 and 52-53 weeks. RESULTS: At 12 weeks of age, behavioral effects of MeHg were not detected, except for OPF performance in MeHg-exposed MT-null females. At 52 weeks of age, the MeHg-exposed groups showed poorer performance both in PA and MM, and their OPF activity differed from controls. These effects of MeHg appeared exaggerated in the MT-null strain. The brain Hg concentration had leveled off by 13 weeks of age. CONCLUSIONS: The results suggest the existence of a long latency period after perinatal exposure to low-level MeHg, in which the behavioral effects emerged long after the leveling-off of brain Hg levels. Hence, the initial toxicologic event responsible for the late effects should have occurred before this leveling-off of brain Hg.