《镉致胎鼠骨骼发育异常的形态学观察》由会员分享，可在线阅读，更多相关《镉致胎鼠骨骼发育异常的形态学观察（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询镉致胎鼠骨骼发育异常的形态学观察作者：许立芹 王东 蔡恒 崔春红 李建超 吴佳妮 丁立岷 李璐 孙建超 【摘要】 目的 观察镉对胎鼠骨骼发育的影响。方法 将孕 6 d 的孕鼠随机分成 4 组，一次性腹腔注射氯化镉，剂量依次为0、1、2、4 mg Cd/kg 体重，处死孕 20 d 的孕鼠，取出胎鼠，检查胎鼠的发育情况，并对部分胎鼠行茜素红染色。结果 不同组之间的胎鼠体重、颅臀长、头长存在着显著性差异，并随着体内染镉剂量的加大而减小；三种不同剂量染镉组的胎鼠骨骼发育明显落后于对照组，表现为未骨化或骨化范围明显小于对照组；露脑、脊柱裂、卷尾、脊柱
2、侧弯、肋骨缺失、顶骨缺失和胸骨缺失等发育异常明显多于对照组。结论 镉可以导致胎鼠骨骼发育明显迟缓和骨骼畸形。 【关键词】 镉；骨骼；胚胎；发育；大鼠 【Abstract】 Objective To observe cadmium-induced dysplasia of skeleton in rat embryos. Methods Pregnant rats of 6 embryo day were divided into 4 groups. Animals of different groups were treated by intraperitoneal injection wit
3、h a single dose of 0, 1, 2 and 4 mg Cd/kg body weight 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询respectively. They were killed at the 20th day of gestation, and their fetus were taken out and checked. The parts of fetus were observed development of skeleton by alizarin red staining.Results The body weight, crown ru
4、mp length, head length of fetal rats were significant difference between different groups, and decreased with the increase of cadmium dose. In three different cadmium treatment groups the development of fetal skeleton was more retardant than those in the control group. The mainly performance of skel
5、eton development retardation was that the parts of skeleton were unossification or the scope of ossification was less than that in the control group. The number of dysplasia fetusin in the cadmium treatment groups was more than that in the control group. The mainly dysplasia were exencephaly, spina
6、bifida, coiled tail, scoliosis, rib absence, sternum absence, and so on. Conclusion Cadmium can induce that the skeleton development of fetal rat were delayed significantly and malformation. 【Key words】 cadmium,skeleton,embryo,development,rat 镉（cadmium, Cd）应用广泛，易污染环境，并可通过食物链在人体中蓄积，达到一定量后，可造成急、慢性镉中毒。
7、流行病学调查提示，孕妇镉暴露可增高早产的发生率 ，导致新生儿出生体精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询重下降2 。但是镉对胚胎骨骼发育的影响未见有确切的报道，本实验在建立孕鼠染镉模型的基础上，观察镉对胎鼠骨骼发育的影响。1 材料与方法 1.1 主要试剂和仪器设备 天津市大茂化学试剂厂的茜素红、氯化镉和氢氧化钾等；天津市福晨化学试剂厂的甘油；日本奥林巴斯公司的 SZX7 型体视显微镜和数码相机；上海恒量量具有限公司的游标卡尺。 1.2 实验动物及处理 选用成年未经产 Wistar 大鼠，体重为250260 g，购自山东绿叶制药股份有限公司实验动物中心，常规喂养，自由饮水，室温(2
8、02) 。每日 20 :0022 :00 将雌鼠与雄鼠 21 合笼交配，次日晨 8:00 进行阴道涂片，发现精子者定为孕 1 d。将孕 6 d 的 40 只孕鼠随机分成 4 组，一次性腹腔注射氯化镉，剂量依次为 0、1、2、4 mg Cd/kg 体重。孕 20 d 时，断椎处死孕鼠，剖宫取出胎鼠，逐一记录胎鼠体重、颅臀长、头长和尾长，检查胎鼠外观有无异常。 1.3 茜素红染色 从每窝胎鼠中随机取出 4 只浸入 95%乙醇溶液中固定 72 h，1%氢氧化钾透明 12 h，01% 茜素红染色，置于纯甘油中保存，体视显微镜下观察，检查骨骼发育情况。 1.4 统计学处理 应用 SPSS100 软件对计
9、数资料用 2 检验，胎鼠体重、颅臀长、尾长等计量资料行单因素方差分析。 2 结果 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询2.1 镉对大鼠胚胎生长发育的影响 对 386 只孕 20 d 龄胎鼠进行生物学检测（表 1） 。结果显示不同组之间的胎鼠体重（F=948 ，P001 ） 、颅臀长（F=1554 ，P001 ） 、头长（F=482 ，P001 ）存在着显著性差异，并随着体内染镉剂量的加大而胎鼠体重、颅臀长和头长减小；但是不同组之间的胎鼠尾长的差异没有统计学意义（F=179 ，P005 ） （图 1） 。三种不同剂量染镉组的胎鼠发育异常主要表现为露脑、脊柱裂、卷尾和眼耳发育不良等
10、，与对照组比较均有显著性差异（2=1409 ，P001 ；2=3731 ，P001 ；2=3258 ，P001 ） 。 表 1 镉对大鼠胚胎生长发育的影响注： * 与对照组比较 P001 2.2 镉对胎鼠骨骼发育的影响 三种不同剂量染镉组的胎鼠骨骼发育明显落后于对照组(表 2)，表现为未骨化、骨化不全或骨化中心范围明显小于对照组（图 2） 。在染镉组胎鼠中脊柱侧弯、肋骨缺失、顶骨缺失、胸骨缺失等发育异常明显多于对照组(2=1510 4981 ，P001) （表 3） 。表 2 镉对大鼠胚胎骨骼骨化的影响注：*与对照组比较 P001 3 讨论 骨骼系统大部分来自中胚层,主要来源于体节腹内侧的生骨
11、节和原位间充质。人体骨骼形成的基本方式可归纳为两类：大多数骨骼（枕骨基底部、筛骨、蝶骨、颞骨岩部和乳突、四肢骨、椎骨、胸骨和肋骨等）的发生是先出现间充质细胞密集，形成透明软骨性雏精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询型，继而经过软骨内成骨的方式骨化成骨；另有部分骨骼（额骨、顶骨、枕骨的顶骨部、上颌骨颧骨、颞骨鳞部和下颌骨等扁骨）则通过间充质细胞聚集以膜内成骨方式直接形成初级骨化中心而成骨。不论是软骨内成骨还是膜内成骨过程，其骨化 A.对照组的同窝胎鼠；B. 1 mg/kg 剂量组的同窝胎鼠； C. 2 mg/kg 剂量组的同窝胎鼠；D.4 mg/kg 剂量组的同窝胎鼠 图 2 镉
12、对大鼠胚胎骨骼发育的影响(孕 20 d 胎鼠） 中心的钙化是骨骼发育的标志，而茜素红为钙特异性的染料，常用于显示新骨形成和钙化反应。我们利用茜素红染色的方法观察结果显示，镉可使骨骼发育迟缓，有些骨骼的骨化中心未出现，有的骨化中心范围明显小于对照组，它也可引起骨骼畸形（脊柱侧弯、椎体融合、肋骨畸形等） 。镉影响胚胎骨骼发育甚至导致骨骼致畸可能与以下因素有关：胎盘是镉的靶器官之一，镉可通过干扰胎盘的血流量， 、物质转运和内分泌及物质代谢等功能而影响胚胎的正常发育。本研究通过腹腔注射氯化镉对孕鼠染毒，发现镉不仅使胚胎宫内发育迟缓，而且也影响了骨骼的骨化过程，这可能与镉干扰胎盘通透钙离子有关8，9 。
13、同时镉也可导致露脑、脊柱裂、脊柱弯、卷尾和眼耳发育不良等外观畸形。钙代谢紊乱是镉毒性的重要方面。一般而言，成骨细胞对钙的主动转运大致分为 3 个阶段：首先钙通道开放，钙离子进人细胞内；然后在胞浆中与钙结合蛋白结合，从细胞游离面侧迅速扩散到基底面侧；最后由基底面侧的钙泵利用水解 ATP 的能量主动地将钙离子精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询从细胞内泵至细胞外10 。镉暴露引起肠钙吸收减少，肾钙排泄增加，直接导致机体出现负钙平衡，进而胚胎体内钙水平降低。在骨骼发育的骨化过程中，不论是膜内成骨还是软骨内成骨，钙盐沉积是骨骼形成的重要环节之一。上一页 1 2 下一页我们的研究结果表明
14、镉使骨化过程受到影响，这可能与镉干扰胚体内钙的代谢。镉可以和细胞膜上的受体或蛋白结合, 从而改变膜的功能和信号传递而产生毒性，镉对骨钙的影响包括两个方面：一方面抑制骨钙沉积导致骨骼发育过程中的骨化中心形成障碍 ；另一方面损伤成骨细胞、成软骨细胞和增强破骨细胞活性导致骨钙溶出增加12，13 。镉干扰母体及胚胎儿体内锌的水平：近年的研究表明，锌与骨发育、代谢及功能的关系非常密切。成骨细胞分泌胶原及蛋白多糖等有机物质,称为类骨质,类骨质逐渐将成骨细胞包埋,埋入类骨质中的成骨细胞则成为骨细胞。血清磷酸酶（AKP）是成骨细胞的标志酶,它能够分解磷酸盐化合物产生游离磷酸盐,磷酸盐与细胞间质中的钙结合形成磷
15、酸钙,从而参与调节钙化过程。AKP 是一个锌依赖性酶,锌能稳定其构象，保持其活性;当锌缺乏时AKP 构象和功能会受到损害。流行病学发现，锌缺乏使动物和人体生长发育迟缓、骨龄延迟；动物严重缺乏时尚可引起骨骼畸形14 。镉可直接作用于金属硫蛋白(Metallothionein，MT ) 基因的启动子，诱导母体肝、肾脏和胎盘滋养层细胞中 MT 合成，而 MT 迅速与锌离精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询子结合，使母体血浆锌的浓度降低和胎盘锌离子转运障碍，进而造成胚胎锌的供应不足，引起骨化中心出现迟缓，或骨骼钙化不完全。综上所述，在本实验条件下，镉呈现出明显的胚胎毒性，影响骨骼发育，
16、这种作用是镉的直接作用，还是其通过影响钙、锌等代谢间接作用，或者是多因素共同作用的结果，还需要进一步研究。 【参考文献】 1 Nishijo M, Nakagawa H, Honda R,et al. Effects of maternal exposure to cadmium on pregnancy outcome and breast milkJ. Occup Environ Med, 2002, 59(6): 394-397. 2 Salpietro CD, Gangemi S, Minciullo PL,et al. Cadmium concentration in maternal and cord blood and infant birth weight: a study on healthy non-smoking womenJ. J
