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收稿日期:2013-11-07 (郭薇编校)
*基金项目:广西医疗卫生重点科研基金资助项目(重200715)
作者单位:广西壮族自治区职业病防治研究院中毒与毒理研究所,南宁530021
作者简介:李羡筠(1963-),男,广西玉林人,主任技师,学士,研究方向:工业毒理学。
数字出版日期:2014-8-4 9:07
数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/21.1234.R.20140804.0907.007.html
·实验研究·
天然植物蜈蚣草对大鼠排砷效果评价*
李羡筠,陈晓琴,张振明,梁恒秋,梁少华,甘永金,郑艳艳,梁丹玉
摘 要:目的 观察天然植物蜈蚣草对大鼠的排砷效果。方法 大鼠50只,随机分成对照组、模型组、阳性对
照组及蜈蚣草低、高剂量组,每组10只;除对照组外,各组动物每天腹腔注射亚砷酸钠溶液(2mg/kg),每周连续注
射5d,共4周;蜈蚣草组连续6周给予含蜈蚣草饲料喂养,阳性对照组肌肉注射二巯基丙磺酸钠(DMPS),动态检
测大鼠尿砷、血砷含量;停砷2周时取动物血测定血红蛋白、肌酐、尿素氮和天冬氨酸氨基转移酶(ALT),剖检动物
并计算脏器系数、骨髓嗜多染红细胞微核发生率。结果 在染砷4周时,蜈蚣草高、低剂量组、模型组及DMPS组大
鼠的尿砷含量分别为(6.06±0.61)、(3.45±0.79)、(2.48±0.27)、(6.63±0.68)mg/L,与模型组比较,高剂量蜈蚣草
组大鼠尿砷含量明显升高,差异有统计学意义(P<0.01),其排砷作用与DMPS相近;各组大鼠血红蛋白、肌酐、尿素
氮、ALT及肝、肾等脏器系数无明显改变;高剂量蜈蚣草对砷所致的大鼠骨髓嗜多染红细胞微核发生率增高具有明显
抑制作用。结论 蜈蚣草制剂具有一定的排砷效果,42d连续喂养未发现其对大鼠机体有明显损害作用。
关键词:蜈蚣草;大鼠;排砷
中图分类号:R 994.3 文献标志码:A 文章编号:1001-0580(2014)11-1408-03 DOI:10.11847/zgggws2014-30-11-14
Impact of natural plant Pteris vittata on arsenic excretion in rats
LI Xian-jun,CHEN Xiao-qin,ZHANG Zhen-ming,et al(Institute of Poision and Toxicology,Guangxi Occupation-
al Disease Prevention and Treatment Research Institute,Nanning,Guangxi Zhuang Autonomous Region 530021,
China)
Abstract:Objective To observe the impact of natural plant Pteris vittata on arsenic(As)excretion in rats.
Methods Fifty rats were randomly divited into normal,model,positive control,low and high dose group(10 rats in
each group).Excepted for the normol group,al groups received intraperitoneal injection of sodium arsenite(2 mg/
kg)5 days a week for 4 weeks.Low and high dose group received feeds containing Pteris vittata for 6 weeks.Posi-
tive control group received intramuscular injection of sodium dimercapto-sulphonate(DMPS).Urine and blood As
in rats was detected dynamicaly.Two weeks after the As injection,blood heamoglobin(Hb),creatinine(Cr),blood
urea nitrogen(BUN),and aspartate transaminase(ALT)were detected.Then,al the rats were dissected and their
organ coefficient and micronucleus rate of polychromatic erythrocytes of bone marrow were calculated and com-
pared.Results In the 4th weeks of As exposure,urine As in high dose,low dose,model and DMPS group were
6.06±0.61,3.45±0.79,2.48±0.27,and 6.63±0.68 mg/L,respectively.Urine As in high dose group was signif-
icantly higher than that of the model group(P<0.01).The As excretion of high dose group was similar to that of
DMPS group.There were no obvious changes observed in Hb,Cr,BUN,ALT,and organ coefficient of liver and
kidney.The increased micronucleus rate of polychromatic erythrocytes induced by As was inhibited in high dose
group.Conclusion Extracted Pteris vittata has obvious impact on As excretion.No obvious damage effect was ob-
served in the rats with continuous feeding of Pteris vittata for 42 days.
Key words:Pteris vittata;rat;arsenic excretion
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职业性砷中毒是影响有色金属冶炼工人健康的
主要因素之一,含砷农药的使用、地下水的污染,使
慢性砷中毒已成为当今世界关注的环境问题。目前
临床用于砷中毒治疗主要为含巯基(-SH)类药物,
虽然此类药物治疗效果较好,但反复住院注射治疗
费用较高,对患者,尤其是贫困地区人群经济负担较
重。研制一种适合平时服用、无毒副作用的排砷制
剂,对延缓砷中毒病情的发展有着现实意义。研究
表明,广西地区盛产的天然植物蜈蚣草,对砷有很强
的忍耐能力和富集能力,在砷污染环境修复方面已
取得很好的效果[1-2]。本研究将野生蜈蚣草经脱砷
处理后制成制剂,对大鼠进行排砷效果观察,同时探
讨该制剂对动物机体的毒性作用,结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 主要试剂 亚砷酸钠(NaAsO2)(广州化学试
剂厂),分析纯,以生理盐水配制成0.17%溶液,高
压灭菌后备用;二巯基丙磺酸钠(sodium dimercap-
tosulphonate,DMPS)注射液(上海禾丰制药有限公
司)。蜈蚣草制剂:从南宁市郊青秀山采集蜈蚣草羽
片,清洗干净、凉干、105℃烘干后研磨成粉末,过
100目筛。以盐酸为洗脱剂对蜈蚣草粉末进行脱砷
处理。脱砷处理后的蜈蚣草粉末经105℃烘干6
h,置于干燥器内保存。
1.2 实验动物与分组 SPF级SD大鼠50只,体
重180~200 g,雌雄各半,由上海西普尔-必凯实验
动物公司提供,许可证号:SCXK(沪)2008-0016。
采大鼠眼眶血测定本底血砷,按血砷水平将大鼠随
机分为对照组、模型组、DMPS组(阳性对照)及蜈蚣
草低、高剂量组(360、5 000 mg/kg),每组10只,雌
雄各半。除对照组外,各组大鼠腹腔注射亚砷酸钠
2 mg/kg,对照组注射等量灭菌蒸馏水,每周连续
5 d,1次/d,共4周;蜈蚣草组分别给予含有不同剂
量蜈蚣草制剂的混合饲料,拌入饲料中的制剂不超
过5%,连续6周;对照组、模型组、DMPS组饲喂基
础饲料,每天投喂饲料量以相当于动物体重的
8%~12%计算。DMPS组肌肉注射5 mg/kg的
DMPS注射液,用药3 d、停药4 d为1个周期。
1.3 指标与方法
1.3.1 一般情况 实验期间观察动物的饮食饮水、
精神状态、皮毛、排泄物等,每周称重1次。
1.3.2 尿砷与血砷测定 分别在染砷前、染砷后
7、14、21、28 d及停砷后7、14 d同一时间段,收集
6 h尿液,记录尿量,采用二乙基二硫代氨基甲酸银
比色法(DDC-Ag)测定尿砷含量。在染砷后14、
28 d及停砷后14 d采集大鼠眼眶血,用 AFS-930
双道原子荧光光度计测定血砷含量。
1.3.3 肝肾功能检测 股动脉放血收集血样,分离
血清,使用全自动生化仪测定血红蛋白(haemoglo-
bin,Hb)、肌酐(creatinine,Cr)、尿素氮(blood urea
nitrogen,BUN)水平及天冬氨酸氨基转移酶(as-
partate transaminase,ALT)活性。
1.3.4 组织病理和脏器系数 分别对动物进行大
体解剖,如有可疑病变,留取组织标本做进一步的苏
木精-伊红染色病理学检查。取肝、脾、肺、肾、脑等
脏器称重,脏器系数=脏器重/体重×100%。
1.3.5 大鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验 将动物
处死后取胸骨,在载玻片上滴1滴小牛血清,以骨髓
涂片,晾干后用甲醇固定,Giemsa染色,在油镜下计
数嗜多染红细胞数及有微核的细胞数。
1.4 统计分析 数据均以珔x±s表示,应用SPSS
10.0统计软件进行处理,多组均数比较采用单因素
方差分析,重复测量数据采用重复测量方差分析进
行比较,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 蜈蚣草对大鼠一般情况及脏器系数影响 实
验期间各组大鼠精神状况良好,皮毛光泽、行为能力
及消化功能等未出现任何不良症状,无死亡;不同时
段各组间大鼠体重差异无统计学意义(P>0.05)。
各组大鼠大体解剖无可见病变,脏器系数差异无统
计学意义(P>0.05)。
2.2 蜈蚣草对大鼠尿砷含量影响(表1) 与对照
组比较,各时段模型组大鼠尿砷含量均升高(P<
0.01);染砷21 d之后,与模型组比较,高、低剂量蜈
蚣草组大鼠尿砷含量均升高,染砷28 d至停砷7 d
时,高剂量蜈蚣草组大鼠尿砷含量高于模型组,差异
有统计学意义(P<0.05);高剂量蜈蚣草制剂的排
砷作用与DMPS相近。
表1 蜈蚣草对大鼠不同时段尿砷含量影响(珔x±s,mg/L,n=10)
组别(mg/kg)
染砷时间(d)
7 14 21
停砷时间(d)
28 7 14
对照组 0.16±0.02 0.13±0.04 0.19±0.05 0.20±0.03 0.24±0.07 0.23±0.04
模型组 1.80±0.65a 1.68±0.37a 2.31±0.53a 2.48±0.27a 1.18±0.31a 1.16±0.24a
蜈蚣草组 360 1.82±0.62 1.39±0.51 2.42±0.68 3.45±0.79 1.17±0.48 1.29±0.26
5 000 1.94±0.27 2.29±0.51 3.01±0.25 6.06±0.61cd 2.73±0.32bd 1.60±0.80
DMPS组 2.10±0.23 3.74±0.23bd 4.34±0.53bd 6.63±0.68cd 2.22±0.54b 1.06±0.30
注:与对照组比较,aP<0.01;与模型组比较,b P<0.05,c P<0.01;与蜈蚣草360mg/kg组比较,d P<0.05。
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2.3 蜈蚣草对大鼠血砷含量影响(表2) 与对照
组比较,模型组血砷含量升高,差异有统计学意义
(P<0.01)。停止染砷后血砷含量均有下降,停砷
14d时,高剂量蜈蚣草组大鼠血砷含量低于模型
组,差异有统计学意义(P<0.05),与DMPS组差异
无统计学意义(P>0.05)。
表2 各组大鼠不同时段血砷测定结果(珔x±s,μg/L,n=10)
组别(mg/kg) 染砷前 染砷14d 染砷28d 停砷14d
对照组 2.96±0.55 2.86±1.07 3.72±1.79 6.33±1.70
模型组 3.56±0.96 121.16±31.55a 219.94±27.17a 173.40±9.30a
蜈蚣草组 360 3.36±0.55 122.33±14.36 188.59±26.32 130.02±24.21
5 000 2.92±0.91 137.47±24.06 195.02±21.89 112.33±37.12b
DMPS组 3.03±0.98 131.70±23.38 175.55±19.10b 108.76±22.52b
注:与对照组比较,aP<0.01;与模型组比较,b P<0.05。
2.4 蜈蚣草对大鼠肝肾功能影响 与对照组比较,
蜈蚣草高、低剂量组、模型组及DMPS组大鼠的血
清血红蛋白、肌酐、尿素氮含量及ALT活性均无明
显变化(P>0.05)。
2.5 蜈蚣草对大鼠骨髓嗜多染红细胞微核率影响
对照组、模型组、蜈蚣草高、低剂量组及DMPS组大
鼠骨髓嗜多染红细胞微核率分别为1.0%、2.6%、
1.8%、2.3%、2.2%;与对照组比较,模型组大鼠骨
髓嗜多染红细胞微核率升高,差异有统计学意义
(P<0.05),蜈蚣草高、低剂量组和DMPS组大鼠骨
髓嗜多染红细胞微核率无明显变化。提示蜈蚣草对
砷所致大鼠骨髓嗜多染红细胞微核率增高有一定抑
制作用。
3 讨 论
临床上常用的含巯基药物,其双巯基可竞争性
与砷给合,形成可溶性化合物而随尿排出。研究表
明,硒及硒配方制剂,利用硒与砷竞争功能基团
(-SH和二硫健-S-S),可促进砷从机体排出,减
少砷在体内蓄积[3]。蜈蚣草经酸洗脱后,在pH 6~
8或中性条件下,对砷的吸附率>80%,-OH、
-NH、C-S、C-O及S-S等功能基团是蜈蚣草
络合砷的重要结构,具有较强的与砷配位能力,在水
pH中性条件下与As3+有强大的络合能力[4]。Ker-
tulis等[5]通过对蜈蚣草木质部植物汁液中砷浓度
的研究,得出蜈蚣草对As5+的吸收速度比As3+快。
蜈蚣草将As5+还原为As3+后以游离的形态储存于
植物液泡中,而液泡对砷具有非常明显的区隔化作
用,从而达到去除砷毒性的目的[6]。蜈蚣草具有清
热解毒、利水通淋功效,对腹痛、痢疾、蜈蚣咬伤、无
名肿毒等有治疗作用,且迄今为止尚无其对人或动
物存在毒性的资料。
本研究结果表明,蜈蚣草制剂对大鼠的排砷效
果在染砷14d时已经显示出来,在染砷28d及停
止染砷后,高剂量蜈蚣草组大鼠的尿砷含量明显高
于模型组,停砷14d时高剂量蜈蚣草组大鼠血砷含
量明显低于模型组。提示,蜈蚣草制剂有一定的促
进砷排泄作用,而且这种作用与蜈蚣草剂量有关。
本研究结果还显示,连续42d喂食含蜈蚣草制剂的
混合饲料,大鼠未出现任何不良反应,动物体重、肝
肾功能没有改变,表明蜈蚣草制剂无毒副作用。蜈
蚣草制剂促进大鼠排砷机制有待进一步探讨。
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收稿日期:2013-08-13 (解学魁编辑 郭薇校对)
·0141· 中国公共卫生2014年11月第30卷第11期 Chin J Public Health,Nov 2014 Vol.30 No.11