孕鼠鉛暴露對胎鼠鉛負荷的影響

1、    孕鼠鉛暴露對胎鼠鉛負荷的影響張洪橋白雪濤鄭星泉 【摘要】目的研究孕鼠長期鉛暴露時對胎鼠組織鉛負荷的影響，探索鉛經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)運的情況。方法用大鼠作動物模型，觀察不同染毒劑量下孕鼠鉛暴露對胎鼠鉛負荷的影響。斷乳2周的雌性Wistar大鼠120只，隨機分為4組，飲水中含鉛離子的濃度分別為0、10、50、200 mg/L。10周后與正常雄鼠交配。將各組交配成功的孕鼠再隨機分為4個亞組，分別將各亞組的孕鼠于妊娠第10、14、17、20天時處死。取孕鼠的心臟血、股骨；胎鼠的腦、肝及胎盤，測其鉛濃度。結(jié)果不同染毒劑量組同一妊娠期孕、胎鼠組織鉛濃度差異有極顯著意義（

2、F>7.95, P< 0.01），孕鼠組織鉛濃度隨著染毒劑量增加而增加（r>0.94, P< 0.01），胎鼠及其組織鉛濃度則隨著孕鼠組織鉛濃度增加而增加(r>0.90, P< 0.01)，胎鼠各組織鉛濃度的增加程度各不相同。結(jié)論孕鼠體內(nèi)組織鉛負荷過高可能導(dǎo)致胚胎或胎鼠組織鉛負荷的增加，引起胎鼠的宮內(nèi)鉛暴露。胎鼠腦組織鉛濃度增加程度明顯高于胎肝等組織。 【關(guān)鍵詞】大鼠，Wistar鉛中毒 Impacts of lead exposure of pregnant rats on the lead load of their fetuses Zhang Hong

3、qiao, Bai Xuetao, Zheng Xingquan. Institute of Environmental Health Monitoring, Chinese Academy of Preventive Medicine, Beijing, 100021 【Abstract】ObjectiveTo study the effect of mothers" long-term lead exposure on tissues lead burden of fetus, and to probe into the lead transplacental transfer

4、in rats.MethodsLead was administered respectively to four groups of 4 week-old female Wistar rats (n=120) at the doses of 0、 10、 50、200 mg/L in drinking water till the end of study. Ten weeks later, the rats were mated with non-lead-treated male rats. Pregnant rats of four sub-groups were sacreifice

5、d in turn at 10, 14, 17 and 20 days of gestation, and lead concentrations in the blood and femur of the pregnant rats and lead concentrations in fetal brain, fetal liver and placenta were determined.ResultsLead concentrations in fetal tissues were significantly different among dose-groups (P< 0.0

6、1). Lead concentration in tissues of pregnant rats positively correlated with lead-dose administered（r>0.94, P< 0.01）. Tissues lead concentration in fetus was found increases with the increment in tissue lead concentration of mother rats（r>0.90, P< 0.01）.ConclusionThe lead overloading in

7、 tissues of pregnant rats can result in an increase in lead load in tissues of their fetuses and therefore the lead exposure in utero. 【Key words】Rats, WistarLead poisoning 宮內(nèi)鉛暴露(lead exposure in utero)也叫出生前鉛暴露(prenatal lead exposure)，是指由于母親血鉛高，鉛經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)運至胚胎或胎兒，而引起的胚胎或胎兒的鉛暴露。已有的動物實驗和流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，宮內(nèi)鉛暴露能導(dǎo)致胎

8、仔的腦水腫、腦出血1、畸形和死亡2。近年來，人們發(fā)現(xiàn)，宮內(nèi)鉛暴露對嬰幼兒的神經(jīng)行為和認知能力發(fā)育有影響3，宮內(nèi)鉛暴露程度與嬰幼兒的Belay精神發(fā)育指數(shù)(MDI)呈負相關(guān)4；有學(xué)者認為，鉛對嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的損害具有不可恢復(fù)性5。 宮內(nèi)鉛暴露對子代發(fā)育危害嚴重，但有關(guān)胎兒宮內(nèi)鉛暴露規(guī)律的研究并不深入。 國外許多學(xué)者對鉛的胎盤轉(zhuǎn)運問題進行了研究2，6，7，肯定了胎盤對鉛的通透性。但這些研究的染毒方式與母體、胎兒的實際鉛暴露情況尚存差異，所得結(jié)果不能充分說明母體鉛負荷與胎兒宮內(nèi)鉛暴露的關(guān)系。 為深入研究胎兒宮內(nèi)鉛暴露的規(guī)律，作者研究了長期中、低劑量鉛暴露情況下，孕鼠、胎鼠組織鉛濃度間的關(guān)系及孕鼠血、

9、股骨鉛負荷對胎鼠組織鉛分布的影響。 材料和方法 一、試劑 HNO3，HClO4，H2O2（30%）(優(yōu)級純，北京化工廠生產(chǎn))；四甲基氫氧化銨（分析純，北京都利化工公司生產(chǎn)）；血鉛質(zhì)量控制或標(biāo)樣（中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測所生產(chǎn)）；甘藍標(biāo)準物質(zhì)(GBW 08504)，豬肝標(biāo)準物質(zhì)(GBW 08551)（商業(yè)部食品檢測科學(xué)研究所生產(chǎn)）。 二、儀器 石墨爐原子吸收分光光度計（Zeeman3030，PE公司生產(chǎn)），火焰原子吸收分光光度計（M1100，PE公司生產(chǎn)），分析天平，手術(shù)器械。 三、實驗動物分組及實驗過程 Wistar大鼠(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院動物所提供)，斷乳一周，雌120只，雄20只，適應(yīng)性

10、飼養(yǎng)一周。 將雌性大鼠隨機分為A、B、C、D 4組，分別飲用含鉛離子0、10、50、200mg/L的水，各組均飼以低鉛飼料，雌鼠皆單籠飼養(yǎng)，記錄飲水量；雄鼠飲用自來水，低鉛飼料。實驗期間監(jiān)測血鉛。10周后，雌雄=1 1合籠交配，發(fā)現(xiàn)陰栓當(dāng)日為妊娠第0天。妊娠期間持續(xù)染毒。將每一劑量組內(nèi)交配成功的孕鼠再隨機分為4個亞組，分別于妊娠第10天(24只)、14天(24只)、17天(27只)、20天(27只)時處死孕鼠，取母鼠的心臟血、大腦、小腦、肝、腎和股骨，妊娠第17，20天胎鼠的腦、肝、胎鼠和胎盤，妊娠第10、14天的胎鼠、胎盤，稱重后密閉盛于塑料瓶中，低溫冰箱-20保存。 四、檢測指標(biāo)及方法 1

11、.血鉛濃度：取血20 l加入盛有100 l 0.5%HNO3的管中，再加100 l H2O2，過夜，石墨爐原子吸收分光光度計測定。測定條件：波長283.3 nm，狹縫0.7 nm，燈電流7.0 mA。 2.孕鼠股骨鉛濃度：濕熱消化法消化，去離子水定容，火焰原子吸收分光光度計測定。 3.胎鼠及胎鼠全腦、肝、胎盤鉛濃度：10，14天胎齡胎鼠及胎鼠全腦、肝鉛濃度的測定：稱重，按質(zhì)量體積比為11.5加入四甲基氫氧化銨，振蕩，待組織完全溶解后，用石墨爐原子吸收分光光度計測定(測定條件同血鉛)；17，20天胎齡胎鼠、胎盤鉛濃度的測定：同孕鼠股骨鉛濃度測定。 五、質(zhì)量控制 1.樣品采集、盛放處理過程中盡量避

12、免外環(huán)境鉛的污染。 2.樣品取平行樣。 3.以標(biāo)準物質(zhì)作質(zhì)量控制，樣品分析過程中間插分析質(zhì)量控制樣品，以保證分析結(jié)果的可信性。 六、數(shù)據(jù)分析處理 用Stata統(tǒng)計軟件包進行數(shù)據(jù)處理分析，其中方差分析用F檢驗，相關(guān)性的顯著性用t檢驗。 結(jié)果 一、各染毒劑量組孕、胎鼠的組織鉛濃度的比較 經(jīng)統(tǒng)計學(xué)檢驗，各染毒劑量組孕、胎鼠的組織鉛濃度差異有顯著意義（F>7.95，P< 0.01）。 二、孕鼠血鉛、股骨鉛與胎鼠及其組織鉛濃度的關(guān)系 孕鼠血鉛、股骨鉛濃度分別與胎盤、胎鼠、胎腦和胎肝鉛濃度呈顯著正相關(guān)(r>0.85，P< 0.05)（表1，2）。 三、胎鼠組織鉛濃度隨染毒劑量、孕鼠

13、鉛負荷的增加程度 表3顯示了妊娠20天時各染毒劑量組胎鼠組 表1胎鼠組織鉛濃度在不同胎齡與 孕鼠血鉛濃度的相關(guān)性 組織 10天 14天 17天 20天 胎腦 0.840 6* 0.964 6* 胎肝 0.897 3* 0.997 8* 全胎鼠 0.680 8 0.942 6* 0.882 2* 0.996 0* 胎盤 0.980 2* 0.965 2* 0.959 6* *相關(guān)系數(shù)經(jīng)t檢驗具有統(tǒng)計學(xué)顯著性，P< 0.01 表2胎鼠組織鉛濃度在不同胎齡與 孕鼠股骨鉛濃度的相關(guān)性* 組織 10天 14天 17天 20天 胎腦 0.977 2 0.944 8 胎肝 0.993 4 0.987

14、8 全胎鼠 0.994 5 0.997 5 0.998 5 0.985 7 胎盤 0.985 3 0.997 2 0.976 4 *相關(guān)系數(shù)經(jīng)t檢驗具有統(tǒng)計學(xué)顯著性，P< 0.01 表3孕鼠妊娠第20天時胎鼠組織鉛濃度隨染毒劑量、孕鼠血鉛增加程度的比較 染毒劑量 (mg/L) 孕鼠血鉛濃度 (g/L) 胎鼠組織鉛濃度增加倍數(shù)* 血 胎腦 胎肝 胎鼠 胎盤 010 78.43244.07 2.11 0.43 10.72 2.58 2.08 50 244.07280.22 0.15 0.77 2.46 2.54 4.26 200 280.22727.54 1.60 7.66 3.02 3.2

15、2 0.70 *增加倍數(shù)=(較高染毒劑量組的組織鉛濃度-較低染毒劑量組的組織鉛濃度)/較低劑量組的組織鉛濃度織鉛濃度隨染毒劑量、孕鼠血鉛濃度增加而增加的程度，可看出盡管胎鼠及其組織鉛濃度隨染毒劑量和(或)孕鼠血鉛濃度增加而增加，但各組織增加的程度卻不一致。當(dāng)染毒劑量從0 mg/L增加到10 mg/L時，孕鼠血鉛增加了2.11倍，胎鼠肝鉛濃度增加10.72倍，胎腦鉛濃度僅增加0.43倍，是所有組織中增加最少的；染毒劑量由10 mg/L增至50 mg/L時，胎鼠腦鉛濃度增加0.77倍，其它組織鉛濃度的增加盡管程度不一，但相差不大；染毒劑量由50 mg/L增至200 mg/L，胎鼠腦鉛濃度增加7.6

16、6倍，明顯高于胎肝和胎鼠鉛濃度的增加程度。 討論 在我國隨著環(huán)境污染的加重，人們接觸鉛的機會越來越多，人均血鉛水平呈上升趨勢8，育齡期婦女也不例外，有資料表明，我國育齡期婦女血鉛濃度超過100 g/L者近20%9。因此，在我國，胎兒遭受宮內(nèi)鉛暴露的危險性還是比較大的。 一、孕鼠鉛暴露與胎鼠宮內(nèi)鉛暴露的關(guān)系 本實驗觀察到孕鼠血鉛、股骨鉛濃度與胎鼠及其組織鉛濃度呈顯著性正相關(guān)，這一結(jié)果表明鉛易通過胎盤，若孕鼠鉛暴露導(dǎo)致血鉛增高，鉛就會經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)運至胎鼠，引起胎鼠的宮內(nèi)鉛暴露。 Hackett等7認為，鉛在胎鼠體內(nèi)的分布模式與染毒劑量有關(guān)，染毒劑量高時，鉛所引起的毒性效應(yīng)影響總的鉛代謝模式，反而會使胎

17、鼠體內(nèi)鉛含量減少。但本實驗并未見到Hackett所描述的胎鼠體內(nèi)鉛分布的劑量依賴性。結(jié)合其它文獻報道6，我們認為這種劑量依賴性在致死劑量以下時可能并不存在。但是，高劑量染毒組胎鼠腦鉛濃度的迅速增加，似乎表明孕鼠的高劑量鉛暴露影響了胎鼠血腦屏障的形成，促進了鉛在胎鼠腦組織的沉積。 二、鉛暴露量對胎鼠組織鉛濃度的影響 本實驗結(jié)果表明，胎鼠不同組織鉛濃度的增加程度與染毒劑量或孕鼠鉛負荷有關(guān)，染毒劑量低于50mg/L（血鉛低于280.22 g/L）時，胎鼠肝鉛濃度隨鉛暴露量而增加的程度明顯高于胎鼠其它組織鉛濃度的增加程度，其原因尚不清楚；染毒劑量增至200 mg/L時（血鉛達到727.54 g/L），

18、胎鼠腦鉛濃度增加7.66倍，胎鼠腦鉛濃度的迅速增加可能是高濃度鉛暴露破壞了胎鼠的血腦屏障所導(dǎo)致，也可能另有原因，但無論如何，這說明若胎鼠在出生前受到高濃度的鉛暴露，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷的危險性極大。 三、妊娠期間對孕婦血鉛進行監(jiān)測的意義 本實驗觀察到，孕鼠的染毒劑量與孕鼠血鉛之間、孕鼠血鉛與胎鼠及其組織鉛濃度之間呈顯著性正相關(guān)，所以盡管血鉛只能反映個體近期的鉛接觸情況，我們?nèi)钥赡軓脑袐D的血鉛水平獲知孕婦近期是否受到高劑量的鉛暴露，進而推測胎兒是否受到危險劑量的宮內(nèi)鉛暴露。若對孕婦的整個妊娠期進行血鉛監(jiān)測，就可能了解妊娠期間胎兒的宮內(nèi)鉛暴露情況，并根據(jù)孕婦血鉛水平來決定是否采取干預(yù)措施。 作者單

19、位：100021 北京，中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測所- 參考文獻 1Grabowski CT. Embryonic oxygen deficiency. A physiological approach to analysis of teratological mechanism. In: DHM advances in teratology. vol 4. London: Logos Press Ltd， 1970.125-169. 2McClain RM,Becker BA. Teratogenicity，fetal toxicity, and placental transfer o

20、f lead nitrate in rats. Toxicol Applied Pharmacol，1975，31:72-82. 3Dietrich KN. Lead exposure and the cognitive development of urban, preschool children: the Cincinnati lead study cohort at 4 years. Neurotoxicol Teratol，1991， 13: 203-211. 4Bellinger DC, Leviton A, Needleman HL. Low-level lead exposure and academic achievement: a long-term follow-up study. Pediatri