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铅、镉均为广泛分布于自然界的环境和工业污染物,可通过环境污染和职业性暴露进入人和动物机体,对多种器官产生毒性作用,其中肾脏是铅、镉作用的主要靶器官之一。研究发现自由基的大量产生与其导致的氧化应激是铅、镉毒性损伤的生化和分子机理之一。本试验通过灌服染毒SD大鼠和对原代培养肾小管上皮细胞的染毒,同时添加抗氧化剂(NAC、Se-Met),探讨铅、镉对肾脏的损伤及抗氧化剂的拮抗作用。1.为了研究铅、镉单独或联合慢性暴露引起SD大鼠的氧化损伤和肾脏组织结构变化,及抗氧化剂乙酰半胱氨酸(NAC)的保护作用,用不同剂量的铅、镉连续灌服大鼠4周,试验结束后测定肾脏和血浆SOD、GSH-Px活性及MDA含量,观察肾脏组织学和超微结构变化。结果显示,与对照组比较,铅、镉单独染毒肾脏和血浆SOD、GSH-Px活性及MDA含量均显著升高(P<0.05);铅、镉联合染毒,血浆和肾脏SOD、GSH-Px的活性比对照组显著下降(P<0.05),MDA含量显著升高(P<0.05);添加NAC组与铅、镉联合染毒比其血浆GSH-Px活性显著升高(P<0.05),MDA含量显著下降(P<0.05);组织学观察显示,铅、镉单独或联合染毒均可导致肾小管管腔内蛋白渗出,管腔变窄甚至闭合,肾小管上皮细胞肿胀、浑浊等病变,添加NAC后,有肾小管管腔亦有蛋白渗出,肾小管上皮细胞肿胀和肾小球体积缩小现象;超微结构显示染毒组肾脏线粒体形态不规则,体积膨胀,基质混浊,脊突断裂或缺损,添加NAC组线粒体形态基本完好,但基质浓密不清。由此可见,脂质过氧化作用增强是铅、镉引起肾脏损伤的主要机制之一,可能也是铅、镉引起肾脏组织病变的原因之一,NAC能有效缓解铅、镉引起的氧化损伤,但对肾脏组织结构的损伤无明显的保护作用。2.为了揭示铅、镉对肾小管上皮细胞凋亡率和细胞内活性氧水平的影响,本研究在建立了原代培养肾小管上皮细胞的基础上,用不同浓度铅、镉染毒12h,同时设Se-Met拮抗组,流式细胞仪检测细胞内活性氧水平和细胞凋亡率。结果显示,低浓度(10μmol/L)的铅、镉单独染毒组细胞内活性氧水平低于对照组;中(20μmol/L)、高(40μmol/L)浓度组细胞活性氧水平均显著高于对照组;铅镉联合组细胞活性氧水平均明显高于对照组;Se-Met能明显降低低浓度铅镉(5μmol/L+5μmol/L)联合染毒组细胞内活性氧水平,对中(10μmol/L+10μmol/L)、高(20μmol/L+20μmol/L)浓度铅镉联合组细胞活性氧水平无明显影响;铅、镉单独染毒时,所有组细胞凋亡率均显著高于对照组,且细胞凋亡率随浓度升高而先升高后下降,而坏死率则随浓度升高而增加。添加Se-Met能有效拮抗铅、镉联合染毒细胞的凋亡率,但随着铅、镉浓度增加,拮抗的效果随之减弱。本研究结果证实了铅、镉染毒后引起的活性氧增加和导致的氧化应激,是铅、镉对肾脏毒性损伤的重要机理之一,抗氧化剂在一定范围内能有效拮抗铅、镉引起的氧化应激,但对铅、镉引起的组织损伤无明显的保护作用。