乐果亚慢性染毒对大鼠自发活动的影响及其机制研究

论文摘要

有机磷农药（organophosphorous pesticides,OPs）是我国目前生产和使用最多的一类农药。近年来,由OPs引起的急性中毒事件逐步得到控制,而长期低剂量接触OPs对人体健康的影响逐渐成为人们关注和争论的焦点。低剂量OPs接触对人体造成的损害,初期较为细微,用一般中毒体征检查和生化检验都难以察觉。但有研究显示长期低剂量接触OPs可以影响人体正常神经行为功能,包括反应速度、运动协调、认知情感及记忆等方面,但是对OPs导致机体神经行为功能改变的机制尚未完全阐明。因此,研究有OPs亚慢性染毒后对机体神经行为功能的影响并初步探讨其可能机制,对全面阐明OPs中毒的神经生化学机制意义重大。本课题应用大鼠的乐果（dimethoate,DM）亚慢性染毒模型,通过自发活动实验来评价长期低剂量接触OPs对神经行为的影响,并初步探讨神经生物化学改变（包括乙酰胆碱酯酶及单胺类神经递质系统）对神经行为的影响,为乐果的长期神经毒作用研究提供毒性资料。48只健康雄性SD大鼠随机分成4组,分别灌胃给予生理盐水,5mg/kg、10mg/kg和20 mg/kg的DM,每周染毒5天,每天1次,实验周期90天。定期尾静脉采血,测定全血乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AchE）活性,实验结束时随机取半数动物,用DigBehv-LR型自发活动视频分析系统测定其自发活动;其余动物均断头处死,测定延髓AChE活性。高效液相色谱电化学法（highperformance liquid chromatography electrochemical detector,HPLC-ECD）测定大鼠大脑皮层、海马等脑区及血清中单胺类神经递质含量的改变情况。实验期间,各DM染毒组动物全血AChE活性明显抑制,在染毒10天后基本维持在同一抑制水平,且实验后期略有恢复。实验结束时,低、中、高剂量组大鼠脑组织AChE活性分别为对照组的78%、63%和42%,存在剂量-效应关系。提示在长期染毒下,外周血AChE活性随时间延长,呈现耐受情况,而脑组织中AChE活性仍维持在较低水平,说明中枢神经系统对DM的毒作用更加敏感。大鼠自发活动测试结果显示,随染毒剂量的增加,低、中、高剂量大鼠的总路程、活动时间、平均速度有下降趋势,而休息时间有升高趋势。其中高剂量组的变化最为明显,其总路程、活动时间、平均速度等指标与对照组相比分别下降了54.6%、55.3%、54.7%,而休息时间相比对照组增加了41.3%,且同对照组相比都有显著性差异（P＜0.05）。对大鼠自发活动指标和全血及延髓AChE活性的相关性进行分析,发现染毒大鼠的总路程、活动时间、平均速度及休息时间和延髓AChE活性呈显著相关（P＜0.05）,而与全血AChE活性在统计学上无相关性（P＞0.05）。脑组织中AChE活性的降低可使大鼠的自发活动受到明显抑制,染毒结束后,大鼠脑内AChE活性的持续性抑制可能是大鼠自发活动水平降低的主要原因之一。低、中、高剂量组大脑皮层的去甲肾上腺素（noradrenalinebitartrate,NE）含量明显低于对照组,分别约为对照组水平的48.7%（P＜0.01）、56.8%（P＜0.01）和76.5%（P＜0.05）,与对照组相比差异都有统计学意义,大脑皮层的5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）含量也明显低于与对照组,分别约为对照组水平的65.4%（P=0.059）、32.8%（P＜0.01）、40.1%（P＜0.05）,中、高剂量组与对照组的差异有统计学意义。除中剂量组大脑皮层肾上腺素（epinephrine,E）含量明显低于对照组（P＜0.05）外,低、高剂量组的大脑皮层E和低、中、高剂量组的多巴胺（dopamine,DA）水平与对照组相比无明显差异。大鼠海马各单胺类递质水平有随染毒剂量的升高而降低的趋势,呈现一定的剂量效应关系;低、中、高剂量组的NE水平分别约为对照组水平的96.9%（P=0.712）、85.6%（P=0.122）、76.9%（P＜0.05）;E水平分别约为对照组水平的87.3%（P=0.184）、85.5%（P=0.133）、76.2%（P＜0.05）;DA水平分别约为对照组水平的81.4%（P=0.294）、69.1%（P＜0.122）、42.0%（P＜0.05）;5-HT水平与对照组相比都有极显著性差异（P＜0.01）,分别为对照组水平的81.4%（P＜0.01）、33.9%（P＜0.01）、32.9%（P＜0.01）。DM染毒组与对照组血清NE和DA水平无明显差异（P＞0.05）;低、中、高剂量组血清中E和5-HT含量明显低于对照组,分别约为对照组水平的47.8%（P＜0.01）、59.1%（P＜0.01）、60.9%（P＜0.01）和58.9%（P＜0.01）、26.6%（P＜0.01）、23.9%（P＜0.01）,与对照组相比都有显著性差异（P＜0.01）。对大鼠单胺类神经递质与自发活动的相关性分析发现,大鼠海马中NE水平与大鼠活动时间（F=0.670,P＜0.05）,呈统计学正相关,和休息时间呈统计学负相关（F=-0.670,P＜0.05）;海马中5-HT水平与大鼠总路程（F=0.704,P＜0.05）和平均速度（F=0.705,P＜0.05）呈统计学正相关。大鼠脑组织中单胺类神经递质水平的降低可能是胆碱能机制之外大鼠自发活动水平降低的重要原因之一。本课题以DM亚慢性染毒大鼠为模型,研究了有机磷农药亚慢性染毒对大鼠自发活动的影响,并对大鼠脑组织及血液中神经生化类物质进行检测,探讨它们之间的关系,为研究机体神经行为提供了神经递质方面的佐证。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一部分 乐果亚慢性染毒对大鼠自发活动的影响
• 第一节 乐果亚慢性染毒对大鼠全血及延髓乙酰胆碱酯酶活性的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果
• 3.讨论
• 第二节 乐果亚慢性染毒对大鼠自发活动的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果
• 3.讨论
• 第二部分 乐果亚慢性染毒对大鼠单胺类神经递质的影响
• 第一节 单胺类神经递质高效液相色谱电化学检测方法的改良
• 1.材料与方法
• 2.结果和讨论
• 第二节 大鼠单胺类神经递质改变及其与自发活动的关系
• 1.材料与方法
• 2.结果
• 3.讨论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录1:综述
• 附录2:硕士在读期间发表的文章