氟砷联合作用对大鼠骨骼功能的影响

目的探讨氟砷联合作用对大鼠骨骼功能的影响。方法以SD大鼠为实验动物,析因设计方法随机分成9组,每组6只,雌雄各半。用氟化钠(NaF)和亚砷酸钠(NaAsO2)灌胃染毒。分别为:对照组、低氟组(简称Flow,5mg/kg)、高氟组(简称Fhigh,20 mg/kg)、低砷组(简称Aslow,2.5 mg/kg)、高砷组(简称Ashigh,10 mg/kg)、FlowAslow组、FlowAshigh组、FhighAslow组、FhighAshigh组。酶联免疫吸附法(Elisa)测定大鼠尿Ⅰ型胶原交联氨基末端肽(UNTX)、血清骨钙素(OCN)、骨涎蛋白(BSP)浓度,双能X线骨密度仪测量大鼠双侧股骨骨密度(BMD)。结果 (1)UNTX随着氟、砷剂量增高而升高,存在剂量-效应关系,且其在FlowAslow、FhighAslow剂量组分别低于两者单独作用时的浓度之和(P0.01)。(2)BSP、OCN随着氟剂量增高而升高,存在剂量-效应关系;BSP、OCN浓度与砷相关关系不明显(P0.05)。(3)BMD随着氟剂量的升高而增高,但差异无统计学意义(P0.05);BMD与砷相关关系不明显(P0.05);与对照组相比除Aslow、FlowAshigh剂量组BMD略为降低,其余各剂量组BMD均略高于对照组,但其差异均无统计学意义(P0.05)。结论 (1)单独氟能够促进OCN、BSP浓度的升高,氟或砷单独作用能够促进UNTX浓度的升高,在FlowAslow、FhighAslow剂量组,氟、砷对UNTX表现为拮抗作用,UNTX可作为评价氟砷暴露骨损伤联合作用的生物学标志。(2)BMD在一定程度上反映氟对骨骼的损害效应,在该暴露水平下,实验大鼠骨损伤作用类型主要表现为骨质硬化。     

氟砷致骨代谢损伤生物暴露限值基准剂量法分析

目的应用基准剂量法探讨燃煤氟砷污染致暴露人群骨代谢损伤的生物暴露限值,为预防氟砷暴露对人体健康的损害提供骨损害方面的参考依据。方法应用BMDS Version 2.1.2软件计算氟砷暴露人群尿氟、尿砷的基准剂量(BMD)及其可信限下限(BMDL)。结果氟、砷混合暴露引起骨代谢损伤的尿氟BMD及BMDL分别为1.96mg/gCr、1.32 mg/gCr;尿砷BMD及BMDL分别为120.11μg/gCr、94.83μg/gCr。结论建议氟、砷混合暴露引起暴露人群骨代谢损伤尿氟和尿砷的生物暴露限值分别为1.32 mg/gCr和94.83μg/gCr。     

燃煤污染型氟中毒人群尿氟与骨代谢损伤指标相关关系及其基准剂量分析

目的将基准剂量法应用于燃煤氟暴露人群,探讨燃煤氟污染致暴露人群骨代谢损伤的生物暴露限值,为燃煤氟致骨损伤的防治提供参考依据。方法以贵州省燃煤污染型氟中毒病区295例氟暴露者为氟暴露组,非氟污染区85例居民为对照组。在知情同意原则下,采集调查对象尿液和血液样本,采用氟离子电极法测定尿氟含量,以酶联免疫吸附试验测定血清骨钙素含量,以微量酶标法检测碱性磷酸酶活力。分析尿氟与骨代谢损伤指标之间关系,并应用BMDS 2.6.0.1软件计算基准剂量(BMD)、95%的可信限下限值(BMDL)。结果按尿氟分组后,随着尿氟浓度的升高,血清骨钙素和碱性磷酸酶水平逐渐升高,存在剂量-效应关系,差异有统计学意义(P0.05)。骨钙素与碱性磷酸酶的尿氟BMD与BMDL分别为0.581、0.412 mg/g Cr和2.374、1.362 mg/g Cr。结论建议燃煤氟暴露引起人群骨代谢损伤的尿氟生物暴露限值为0.412 mg/g Cr;骨钙素可作为氟暴露早期效应指标和氟接触高危人群的敏感筛选指标。     

氟中毒大鼠体内氟的蓄积及钙的拮抗作用

目的研究过量氟在大鼠体内的蓄积以及钙的拮抗作用。方法将80只初断乳清洁级SD大鼠随机分为8组,分别为对照(蒸馏水)组、单独加钙(100 mg/kg碳酸钙)组和低剂量(2.1 mg/kg Na F)、中剂量(8.5 mg/kg Na F)、高剂量(34 mg/kg Na F)单独染氟组及低剂量(2.1 mg/kg Na F+25 mg/kg碳酸钙)、中剂量(8.5 mg/kg Na F+50 mg/kg碳酸钙)、高剂量(34 mg/kg Na F+100 mg/kg碳酸钙)钙氟联合染毒组,每组10只,雌雄各半。采用灌胃方式进行染毒,每天1次,连续染毒90 d。每15 d测定24 h尿氟浓度,染毒结束后测定骨氟含量。结果与对照组比较,低、中、高剂量单独染氟组和中、高剂量钙氟联合染毒组大鼠骨氟含量升高,低、中、高剂量单独染氟组和低、中、高剂量钙氟联合染毒组大鼠尿氟浓度升高,差异有统计学意义(P0.05)。随着氟暴露剂量的升高,大鼠的骨氟含量和尿氟浓度均呈上升趋势。与相同剂量单独染氟组比较,钙氟联合染毒组大鼠骨氟含量有所降低,差异多有统计学意义(P0.05);而不同性别大鼠在不同钙氟联合染毒组、不同时间点下,钙对尿氟浓度的拮抗作用程度不尽相同。结论适量的钙可拮抗氟在大鼠体内的蓄积作用。     

氟砷联合染毒对OPG/RANKL调节破骨细胞分化的影响

目的探讨成骨细胞(osteoblasts,OB)与小鼠单核巨噬细胞RAW264.7共培养体系中氟砷联合染毒对骨保护素(OPG)与核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)调节破骨细胞分化的影响。方法用成骨诱导剂诱导小鼠颅顶前成骨细胞MC3T3-E1与RAW264.7细胞建立共培养体系,培养7 d,分别用不同浓度的氟化钠(0、0.1、0.4、1.6 mmol/L NaF)、亚砷酸钠(0、0.5、2.5、12.5μmol/L NaAsO_2)以及不同剂量的氟砷联合培养基培养24 h,根据2×4析因实验设计,将染毒细胞分为对照组、0.1 mmol/L NaF、0.4 mmol/L NaF、1.6 mmol/L NaF、0.5μmol/L NaAsO_2、2.5μmol/L NaAsO_2、12.5μmol/L NaAsO_2、0.1 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2、0.1 mmol/L NaF+2.5μmol/L NaAsO_2、0.1 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2、0.4 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2、0.4 mmol/L NaF+2.5μmol/L NaAsO_2、0.4 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2、1.6 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2、1.6 mmol/L NaF+2.5μmol/L Na AsO2、1.6 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2。用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞培养液中OPG和RANKL蛋白的表达,实时荧光定量PCR法检测各组OPG和RANKL mRNA的表达。结果与对照组相比,不同剂量的氟和砷单独染毒降低OPG蛋白的表达(P0.05),而不同剂量的氟和砷单独染毒增加RANKL蛋白的表达(P0.05);氟砷联合染毒显示,0.4 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2组与0.4 mmol/L NaF相比,OPG蛋白表达降低(P0.05);1.6 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2与1.6 mmol/L NaF相比,OPG蛋白表达降低(P0.05)。OPG蛋白表达在0.1 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2和0.4 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2组高于0.5μmol/L NaAsO_2组(P0.05),但低于氟、砷单独染毒之和;分别与2.5、12.5μmol/L NaAsO_2组相比,OPG蛋白在1.6 mmol/L NaF+2.5μmol/L NaAsO_2组和1.6 mmol/L NaF+12.5μmol/L Na AsO2组明显降低(P0.05)。在0.1、0.4、1.6 mmol/L NaF组中,随着砷染毒浓度的增加,RANKL蛋白表达均受到抑制,除了在0.4 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2组和1.6 mmol/L NaF+2.5μmol/L NaAsO_2组表达无明显差异(P0.05)外,其余各联合组的表达均低于各自氟单独染毒组(P0.05),且也低于氟、砷单独染毒之和。在0.5、2.5、12.5μmol/L NaAsO_2组中,随着氟染毒浓度增加,RANKL蛋白表达均受到抑制,除了在0.4 mmol/L NaF+0.5μmol/L NaAsO_2组、1.6mmol/L NaF+2.5μmol/L NaAsO_2组及0.1 mmol/L NaF+12.5μmol/L NaAsO_2组无明显差异(P0.05)外,其余各联合组表达均低于各自砷单独染毒组(P0.05);且所有联合组均低于氟、砷单独染毒之和。OPG和RANKL m RNA与其蛋白表达的变化趋势基本一致。氟对OPG、RANKL蛋白表达有主效应作用(F=7.57、7.38,P0.05);砷对OPG、RANKL蛋白表达也有主效应作用(F=19.86、10.22,P0.05);在氟砷联合染毒对OPG和RANKL蛋白表达存在明显的交互作用(F=4.93,11.61,P0.05)。结论在共培养体系中,氟、砷染毒均可通过降低OPG同时上调RANKL的表达来调节OPG/RANKL的比例,增加OC的分化成熟,从而使得骨吸收功能增强。氟砷联合染毒对OPG和RANKL表达的交互作用主要表现为拮抗。     

母鼠孕前低水平铅暴露对子代骨骼钙代谢的影响

[目的]研究母鼠孕前低水平铅暴露是否对子代骨骼钙代谢有影响。[方法]12只雌性昆明小鼠随机分为铅暴露组、对照组,每组6只。铅暴露组小鼠通过饮水暴露于醋酸铅(含铅元素10.0 mol/L)4周后怀孕。在仔鼠出生后的第21天和第60天,两组每窝随机选取3只仔鼠处死,取股骨、全血和血清,用石墨炉原子吸收法测定铅含量,用火焰原子吸收法测定钙含量,用放射免疫法测定血清总甲状旁腺激素(PTH)含量。[结果]在出生后第21天,与对照组仔鼠相比,铅暴露组仔鼠血钙水平[(1.75±0.24)mmol/L]、骨钙水平[(10.17±1.03)mmol/g]均明显降低,血铅水平[(0.31±0.03)μmol/L]、骨铅水平[(57.24±4.65)nmol/g]及血清总PTH水平[(3.40±0.74)μg/L]均明显升高(P<0.05)。到出生后第60天,与出生后第21天相比,铅暴露组仔鼠血钙水平[(2.11±0.17)mmol/L]明显上升(P<0.05),且与对照组仔鼠无明显差异(P>0.05);骨钙水平[(13.65±2.11)mmol/g]、血清总PTH水平[(5.91±0.85)μg/L]均明显上升(P<0.05),且与对照组仔鼠有明显差异(P<0.05);骨铅水平[(45.04±7.62)nmol/g]明显下降(P<0.05),但仍明显高于对照组仔鼠(P<0.05);血铅水平[(0.29±0.02)μmol/L]无明显改变,仍明显高于对照组仔鼠(P<0.05)。[结论]母鼠孕前低水平铅暴露影响导致了子代小鼠骨骼钙代谢。     

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.     

慢性氟砷联合暴露对大鼠骨骼Runx2及其下游相关因子的影响

目的 研究慢性氟砷联合暴露对大鼠骨骼代谢Runx2及其下游相关因子的影响.方法 将54只8周龄清洁级SD大鼠按析因设计方法随机分成9组,每组6只,雌雄各半,分为对照组、低氟组、高氟组、低砷组、高砷组、低氟低砷组、低氟高砷组、高氟低砷组及高氟高砷组.使用氟化钠(NaF,低氟组5mg/kg、高氟组20 mg/kg)和亚砷酸钠(NaAsO2,低砷组2.5 mg/kg、高砷组10 mg/kg)灌胃染毒6个月;测定大鼠骨骼中Runx2、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、成骨相关转录因子(Osterix)核因子-κB受体活化因子配基(RANKL)蛋白浓度.结果 对照组、低砷组、高砷组无氟斑牙出现,低氟组、高氟组氟斑牙比例(分别为5/6、6/6)与对照组(O)相比,差异均有统计学意义(x2=8.57、12.00,p＜0.05).骨氟含量随着氟染毒剂量的增加而升高,无氟染毒组[对照组、低砷组、高砷组的几何均数(最小值～最大值)分别为0.005(0.003 ～0.009)、0.006(0.003～0.021)、0.007(0.002～0.100)mg/g]、低氟组[低氟组、低氟低砷组、低氟高砷组分别为3.395(2.416 ～5.871)、3.809(1.471 ～7.799)、3.853(1.473～6.732)mg/g]、高氟组[高氟组、高氟低砷组、高氟高砷组分别为70.086(46.183～ 131.927)、69.925 (40.503 ～ 96.183)、67.950(52.622 ～ 89.487) mg/g]组间比较差异有统计学意义(P＜0.05).骨砷含量随着砷染毒剂量的增加而升高,其中低砷组[低砷组、低氟低砷组、高氟低砷组分别为7.195(5.060 ～9.860)、6.518(2.960 ～ 12.130)、6.970(3.400 ～9.730)μg/g]、高砷组[高砷组、低氟高砷组、高氟高砷组分别为8.823 (5.760 ～ 10.840)、9.470(7.230～12.860)、8.321(2.420 ～17.540)μg/g]浓度均高于无砷染毒组[对照组、低氟组、高氟组分别为1.785(0.300～3.750)、2.226(1.410～3.980)、2.030(1.040 ～3.850) μg/g],差异有统计学意义(P＜0.05),而低砷组与高砷组骨砷含量差异无统计学意义(P＞0.05).氟与Runx2、MMP-9、Osterix、RANKL蛋白含量间呈正相关(氟染毒量与蛋白含量间相关系数分别为0.647、0.354、0.582和0.613),骨氟含量与蛋白含量间相关系数分别为0.559、0.387、0.487、0.525,P值均＜0.01,砷染毒剂量与Runx2呈负相关(相关系数为-0.527,P＜0.05),与MMP-9、RANKL、Osterix无相关关系(P＞0.05).氟砷联合染毒与Runx2、MMP-9、RANKL、Osterix蛋白含量具有交互效应(F值分别为3.88、15.66、2.92、6.42,P值均＜0.05).结论 氟砷联合暴露对大鼠骨骼代谢Runx2及其下游相关因子的交互作用表现为拮抗作用.     

氟、砷染毒对大鼠破骨细胞骨吸收能力的影响及其机制

[目的]研究氟砷联合染毒对大鼠破骨细胞骨吸收能力的影响及其机制。[方法]54只清洁级SD大鼠随机分为9组,每组6只,雌雄各半。根据预实验及文献确定染毒剂量,用NaF和NaAsO_2分别对实验动物予以灌胃染毒,各染毒组毒物剂量及缩写分别为:对照组(F_0As_0)、低氟组(5 mg/kg,F_5)、高氟组(20 mg/kg,F_(20))、低砷组(2.5 mg/kg,As_(2.5))、高砷组(10 mg/kg,As_(10))、低氟低砷组(5 mg/kg+2.5 mg/kg,F_5As_(2.5))、低氟高砷组(5 mg/kg+10 mg/kg,F_5As_(10))、高氟低砷组(20 mg/kg+2.5 mg/kg,F_(20)As_(2.5))、高氟高砷组(20 mg/kg+10 mg/kg,F_(20)As_(10))。酶联免疫吸附法(ELISA法)测定大鼠血清中抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRACP-5b)、Ⅰ型胶原吡啶交联终肽(ICTP)含量及大鼠右侧股骨组织匀浆上清液中骨保护素(OPG)、前列腺素E2(PGE_2)、1,25二羟基维生素D3[1,25(OH)_2D_3]含量。[结果]大鼠血清中ICTP、TRACP-5b蛋白表达水平在高氟组均较对照组升高(F_0As_0:1.352±0.025,2.942±0.078;F_(20):1.427±0.026,3.202±0.142;均P0.05),而单独染砷组与对照组的差异均无统计学意义(Ps0.05)。对于氟砷联合染毒组,染氟剂量在20 mg/kg时,ICTP、TRACP-5b蛋白含量在高氟高砷组较高氟低砷组明显降低(F_(20)As_(2.5):1.442±0.034,3.280±0.095;F_(20)As_(10):1.345±0.042,3.053±0.084;均P0.05)。氟砷的偏相关分析及交互作用结果显示TRACP-5b、ICTP蛋白含量的改变与氟浓度呈正相关(偏相关系数:0.663,0.392;均P0.05),氟起到主效应作用(F=24.560,8.188;均P0.05)。大鼠骨组织OPG、PGE_2、1,25(OH)_2D_3表达水平在高氟组均较对照组升高(F_0As_0:12.278±0.220,1.352±0.025,9.582±0.363;F_(20):14.087±0.797,1.427±0.026,11.915±0.931;均P0.05)。对于氟砷联合染毒组,染氟剂量为2.5 mg/kg时,低氟高砷组的PGE_2较低氟低砷组低(F_5As_(2.5):1.442±0.034;F_5As_(10):1.345±0.080;P0.05);染氟剂量为20 mg/kg时,高氟高砷组1,25(OH)_2D_3较高氟低砷组低(F_(20)As_(2.5):12.082±0.860;F_(20)As_(10):10.567±0.695;均P0.05)。氟砷的偏相关分析及交互作用结果显示OPG、PGE_2、1,25(OH)_2D_3含量改变与氟呈正相关(偏相关系数:0.804,0.487,0.748;均P0.05),氟起到主效应作用(F=47.100,9.031,3.114;均P0.05);砷对OPG、PGE_2、1,25(OH)_2D_3的直接影响不明显(P0.05)。[结论]砷能抑制氟暴露对大鼠破骨细胞骨吸收功能的促进作用,氟砷之间的交互作用主要表现为拮抗作用。PGE_2、1,25(OH)_2D_3可能是氟砷对破骨细胞骨吸收功能进行调控的重要因子。     

铜矿冶炼工人尿中砷含量及影响因素分析

目的了解铜矿工人砷暴露情况,分析影响尿砷水平的因素,为采取防控措施、保护工人健康提供科学数据。方法随机选取某铜矿冶炼厂工人151人,将工人按照工种分为地上作业和地下开采2组,采用问卷调查的方式了解工人一般状况,并测量身高、体质量和血压,采用阱捕集-氢化物发生-原子吸收分光光度计测定尿中各种砷化物含量。结果地下开采工人吸烟率和饮酒量(84.3%、194.8g)明显高于地上作业工人(69.1%、104g),差异有统计学意义(P0.05)。地上作业工人尿中无机砷(iAs)、二甲基砷酸(DMA)和总砷(TAs)水平[(7.1±3.6)、(65.4±34.1)、(79.8±40.6)μg/g Cr]明显高于地下开采工人[(4.8±3.5)、(46.6±37.5)、(57.3±45.0)μg/g Cr](P0.01),而两组工人的砷甲基化代谢能力无明显差异(P0.05)。近3日食用海产品的工人尿中DMA和TAs水平[(60.8±41.0)、(73.3±49.6)μg/g Cr]明显高于未食用海产品的工人[(49.1±31.7)、(61.3±38.7)μg/g Cr]。年龄大、工龄长和近3日食用海产品和饮酒的工人二甲基化能力增强,二甲基指数(SMI)明显增高[50岁为(0.907±0.058),工龄10a为(0.903±0.050),近3日食用海产品的为(0.912±0.051]。在控制了年龄、工龄、吸烟、饮酒、高血压、近3日食用海产品等因素后,工作种类和体质量指数(BMI)是影响工人尿砷超标的危险因素。结论铜矿开采和冶炼增加工人砷暴露,地上作业和高BMI是工人尿砷超标的危险因素。