当前位置: 首页 > 期刊 > 《毒理学杂志》 > 2000年第2期
编号:10236077
大鼠枯否细胞活化与TNT肝毒性的关系
http://www.100md.com 《毒理学杂志》 2000年第2期
     作者:崔京伟 常元勋 郭群 孙凯 刘文献 贝涛 李迅 杨振中

    单位:崔京伟 常元勋 郭群 孙凯(北京医科大学劳动卫生教研室,100083);刘文献 贝涛(河南省平顶山煤碳卫生学校);李迅 杨振中(河南省劳动卫生职业病防治所)

    关键词:*****;枯否氏细胞;肝毒性;活性氧;大鼠

    卫生毒理学杂志000211 【摘要】 目的 探讨大鼠肝脏Kupffer细胞功能活化与TNT肝毒性的关系及可能机制。方法 运用Kupffer细胞功能活化的大鼠模型,观察TNT和VA+TNT联合处理大鼠血清中ALT和AST及肝脏和血清中SOD、CAT和GSH-Px活性的变化。结果 TNT组血清中ALT和AST活性明显低于对照组,而VA+TNT组则明显高于对照组和相应TNT组。TNT组肝脏和血清中SOD、CAT和GSH-Px活性显著和非常显著高于对照组(P<0.05,P<0.01),VA+TNT组某些酶活性显著和非常显著高于对照组和相应的TNT组(P<0.05,P<0.01)。TNT可加强对Kupffer细胞功能活化大鼠的肝毒性。结论 大鼠肝脏Kupffer细胞经VA活化后,可加强TNT肝毒性,推测可能与活性氧生成有关。
, 百拇医药
    The relationship between functional activation of Kupffer cells in rat liver and TNT-induced hepatotoxicity

    CUI Jing-Wei,CHANG Yuan-Xun,GUO Qun,(Department.of Occupational Health,Beijing Medical University,Beijing 100083,China.)

    【Abstract】 Objective To explore the relationship between the functional activation of Kupffer cells in rat livers and TNT-induced hepatotoxicity in order to define possible mechanism of TNT-induced liver injury.Methods The model of the functional activation of rat Kupffer cells was observed during the acute exposure of TNT.Results The activities of ALT and AST in sera of TNT-treated rats were more lower than those of controls,while activities of ALT and AST in sera of VA+TNT-treated rats rose significantly.The activation of SOD,CAT and GSH-Px rose significantly in sera and liver of TNT and VA+TNT-treated rats.The changes could be seen more clearly under the condition of VA+TNT treatment.The functional activation of Kupffer cells in liver of VA+TNT-treated rats could enhance TNT-induced hepatoxicity.Conclusion Kupffer cells activated by VA,can intensify TNT-induced hepatotoxicity,which is presumed to be related with generation of reative oxygen.
, 百拇医药
    【Key words】 Trinitrotoluene; Kupffer cell; Hepatotoxicity; Reactive oxygen; Rats

    已知TNT主要在肝脏通过硝基还原诱发活性氧(O(-)/(*) 2)产生[1,2],表明TNT为氧化应激毒物。肝脏枯否(Kupffer)细胞是位于肝血窦内的巨噬细胞,与血液直接接触,可清除血液有害成分及处理抗原和免疫应答等多种功能[3,4]。近年来实验表明,某些化学物处理大鼠后Kupffcr细胞出现快速集聚,细胞功能被活化,可释放出活性氧和活性氮等多种介质[5~7]。本研究试图用已知的Kupffer细胞活化剂维生素A处理大鼠后,观察TNT与肝脏毒性的关系。

    1 材料与方法

    TNT是河南平顶山煤业(集团)公司某化工厂提供,经该化工厂实验室测定纯度为99.9 %。
, 百拇医药
    1.1 动物模型制备

    1.1.1 实验动物及分组 选用健康雄性Wistar大鼠28只,体重170~200 g,随机分为4组,每组7只:(1)对照组;(2)维生素A处理组(VA组);(3)四氯化碳处理组(CCl4组);(4)VA和CCl4联合处理组(VA+CCl4组)。对照组每日经口给予1.5 ml/100 g体重体积分数为10 %的丙二醇和体积分数为7 %的吐温-20,连续7 d。VA组和VA+CCl4组每日经口给予250 000 IU/kg体重VA(溶于丙二醇和吐温-20),连续7 d。VA+CCl4组和CCl4组在VA处理后第8天,经腹腔注射(ip)0.15 ml/kg体重CCl4(溶于玉米油)。

    1.1.2 观察指标与方法 在上述处理24 h后,每组随机断头处死5只大鼠,取血清测定丙氨酸转氨酶(ALT)和天(门)冬氨酸转氨酶(AST)的活性。
, 百拇医药
    1.2 TNT急性染毒实验

    1.2.1 TNT不同剂量急性染毒 选用健康雄性Wistar大鼠100只,体重170~200 g,随机分为10组,每组10只,分别为对照组;VA组;TNT250、500、1 000和2 000 mg/kg组;VA+TNT250、500、1 000和2 000 mg/kg组。VA组和VA+TNT组每日经口给予VA250 000 IU/kg,连续处理7 d,第8天各组按不同剂量经口给予TNT(悬浮于淀粉混悬液)。染毒后24 h处死动物。

    1.2.2 TNT不同时间急性染毒 选用健康雄性Wistar大鼠90只,体重170~200 g,随机分为3组。分别为对照组(10只);TNT1 000 mg/kg组(40只)和VA+TNT1 000 mg/kg组(40只)。VA+TNT组每日经口给予VA250 000 IU/kg,连续处理7 d,于第8天经口给予1 000 mg/kgTNT(悬浮于淀粉混悬液),分别在染毒后的12、24、36和48 h处死动物。
, 百拇医药
    1.2.3 观察指标及方法 每组随机断头处死5只大鼠,动物处死后迅速取出肝脏和肾脏并制备肝,肾匀浆及血清,分别测定肝和肾匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)和肝匀浆中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性及蛋白含量以及血清中ALT,AST,SOD和CAT的活性。

    2 结果

    2.1 动物模型制备

    表1 CCl4对大鼠血清ALT和AST活性(U/L)的影响(±s) 组别

    ALT活性

    AST活性

    VA组
, 百拇医药
    113.61±24.05

    159.06±23.76

    CCl4

    140.38±42.10

    179.14±42.28

    VA+CCl4

    275.51±24.53* *

    451.34±35.83* *

    对照组

    95.91±12.24
, 百拇医药
    135.14±15.73

    与对照组、VA组和CCl4组比较,* *P<0.01

    由表1可见VA组和CCl4组大鼠血清ALT和AST活性均高于对照组,但差异无显著性。VA+CCl4组大鼠血清ALT和AST活性均极显著高于对照组、VA组和CCl4组(P<0.01)。

    2.2 VA对加强TNT肝毒性的影响

    2.2.1 血清AST和ALT活性

    由表2可见,在VA+TNT各剂量组中,血清ALT活性显著高于对照组和相应剂量的TNT组(P<0.05,P<0.01);除250 mg/kg组外,血清AST活性均极显著高于对照组和相应剂量的TNT处理组(P<0.01)。
, 百拇医药
    表2 联合处理24 h大鼠血清ALT和AST活性(U/L)的变化(±s)

    对照组

    VA组

    TNT组(mg/kg)

    VA+TNT组(mg/kg)

    250

    500

    1 000

    2 000

    250

    500
, 百拇医药
    1 000

    2 000

    ALT

    101.27

    ±5.92

    108.08

    ±8.20

    89.92

    ±10.20

    92.68

    ±15.45

    87.20

    ±17.34
, http://www.100md.com
    78.75

    ±16.11

    126.41

    ±17.90* # #

    138.28

    ±8.94* * # #

    173.90

    ±11.54* * # #

    175.82

    ±8.59* * # #

    AST
, 百拇医药
    135.14

    ±12.79

    142.30

    ±16.54

    132.17

    ±13.15

    122.92

    ±11.84

    129.75

    ±18.55

    127.81

    ±15.87

, 百拇医药     142.65

    ±8.41

    151.73

    ±9.77* * # #

    185.95

    ±9.80* * # #

    205.50

    ±21.13* * # #

    与对照组比较,*P<0.05,* *P<0.01;与相同剂量TNT处理组比较,# #P<0.01表3 不同时间大鼠血清ALT和AST活性(U/L)的变化(±s)
, 百拇医药
    组别

    12 h

    24 h

    36 h

    48 h

    ALT

    TNT组

    102.14± 6.56

    93.41±13.76

    88.35±14.48

    90.27±11.20

    VA+TNT组
, http://www.100md.com
    105.81± 8.02

    167.96±16.63* * # #

    165.87±12.35* * # #

    169.02±10.66* * # #

    对照组

    102.32± 6.00

    112.54±12.58

    AST

    TNT组

    132.19±10.53
, 百拇医药
    126.84± 8.95

    125.09±16.90

    125.28±15.84

    VA+TNT组

    139.93±11.65

    177.22±13.04* * # #

    169.36±21.02* * # #

    172.85±11.38* * # #

    对照组

    135.84±15.25
, 百拇医药
    119.98±18.45

    与对照组比较,* *P<0.01;与相同剂量TNT组比较,# #P<0.01 TNT染毒剂量为1 000mg/kg,由表3可见,在VA+TNT联合处理24 h后各时间点血清ALT和AST活性均极显著高于对照组和相应的TNT组(P<0.01)。

    2.3 对某些抗氧化酶活性的影响

    2.3.1 TNT不同剂量处理后SOD,CAT和GSH-Px的变化

    由表4可见,TNT组除250 mg/kg组外,其余各剂量组肝脏SOD活性显著或极显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);VA+TNT组肝脏SOD活性显著或极显著高于对照组和相应剂量的TNT组(P<0.05,P<0.01),TNT组和VA+TNT组1 000和2 000 mg/kg组肝脏CAT活性均显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);VA+TNT1 000 mg/kg组肝脏CAT活性极显著高于相应剂量的TNT组(P<0.01)。TNT1 000 mg/kg 组和VA+TNT各剂量组肝脏GSH-Px活性均显著或极显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);除VA+TNT2 000 mg/kg组外,其余各组均显著或极显著高于相应剂量的TNT组(P<0.05,P<0.01)。
, http://www.100md.com
    由表5可见,除TNT250 mg/kg组外,TNT其他各剂量组和VA+TNT各剂量组血清SOD活性均显著或极显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);VA+TNT 1 000和2 000 mg/kg组血清SOD活性显著高于对照组和相应剂量TNT组(P<0.05,P<0.01)。TNT 1 000和2 000 mg/kg组及除VA+TNT250 mg/kg组外血清CAT活性显著或极显著高于对照组;VA+TNT1 000 mg/kg组血清CAT活性显著高于相应剂量的TNT组(P<0.05)。

    2.3.2 TNT不同时间处理后SOD,CAT和GSH-Px活性的变化

    TNT染毒剂量为1 000 mg/kg,由表6可见,TNT组和VA+TNT组在处理24 h后的各个时间点,肝脏SOD,CAT和GSH-Px的活性显著或极显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);VA+TNT组在处理后的24 h和36 h肝脏SOD活性显著高于TNT组(P<0.05);24 h和48 h肝脏CAT活性显著或极显著高于TNT组(P<0.05,P<0.01);24 h肝脏GSH-Px活性显著高于TNT组(P<0.05)。
, 百拇医药
    表4 大鼠肝脏SODa、CATb和GSH-Pxc活性的变化(±s)

    对照组

    TNT组(mg/kg)

    VA+TNT组(mg/kg)

    250

    500

    1 000

    2 000

    250

    500
, 百拇医药
    1 000

    2 000

    SOD

    360.64

    ±67.50

    405.58

    ±78.95

    452.95

    ±71.44*

    485.61

    ±76.61* *

    446.50
, http://www.100md.com
    ±63.41* *

    489.04

    ±86.72* * # #

    499.25

    ±86.30* * #

    509.48

    ±83.14* * #

    448.00

    ±60.08* *

    CAT

    43.31
, 百拇医药
    ±5.50

    42.89

    ±6.42

    44.62

    ±4.25

    51.44

    ±3.46*

    54.99

    ±4.85* *

    43.76

    ±2.12

    46.02
, 百拇医药
    ±3.81

    58.14

    ±4.44* * #

    56.34

    ±6.35* *

    GSH-Px

    活性

    847.61

    ±23.47

    834.11

    ±22.88

    855.91
, 百拇医药
    ±32.73

    899.58

    ±18.59* *

    883.63

    ±47.40

    877.51

    ±14.69* # #

    899.16

    ±24.96* * #

    990.88

    ±36.73* # #
, 百拇医药
    925.77

    ±29.91* *

    a:U/mg蛋白; b:mmol H2O2/30 min-1*mg-1; c:U/g肝

    与对照组比较,*P<0.05,* *P<0.01;与相同剂量TNT处理组比较,#P<0.05,# #P<0.01表5 大鼠血清SODa和CATb活性的变化(±s)

    对照组

    TNT组(mg/kg)
, 百拇医药
    VA+TNT组(mg/kg)

    250

    500

    1 000

    2 000

    250

    500

    1 000

    2 000

    SOD

    98.39

    ±16.53

    105.89
, 百拇医药
    ±25.72

    121.81

    ±28.41*

    127.41

    ±24.23*

    145.74

    ±24.26* *

    117.43

    ±26.78*

    127.77

    ±25.08* *
, http://www.100md.com
    136.97

    ±14.52* * #

    159.59

    ±18.96* * #

    CAT

    2.75

    ±0.72

    2.66

    ±0.88

    2.84

    ±0.68

    3.19
, http://www.100md.com
    ±0.62*

    3.76

    ±0.82*

    2.93

    ±0.41

    3.03

    ±0.70*

    3.76

    ±0.76* * #

    3.85

    ±0.52*
, 百拇医药
    a:U/mg; b:mmol H2O2/30 min-1*mg-1

    与对照组比较,*P<0.05,* *P<0.01;与相同剂量TNT处理组比较,#P<0.05 表6 不同时间点大鼠肝脏SODa、CATb和GSH-Pcx的活性的变化(±s)

    组别

    12 h

    24 h

    36 h
, 百拇医药
    48 h

    SOD

    TNT组

    361.83±38.61

    411.90±41.34*

    409.20±59.95*

    395.59±44.46*

    VA+TNT组

    369.30±19.11

    453.11±31.08* * #

, 百拇医药     432.85±42.56* * #

    410.23±33.63*

    对照组

    355.96±44.65

    369.58±38.77

    CAT

    TNT组

    44.24±5.35

    50.49±5.52*

    53.76±8.44*

    59.22±4.13* *
, 百拇医药
    VA+TNT组

    47.18±4.22

    58.89±5.09* # #

    58.59±3.18* *

    62.40±4.89* * #

    对照组

    41.95±5.64

    43.58±8.65

    GSH-Px

    TNT组

    840.08±28.36
, http://www.100md.com
    897.58±19.19* *

    871.21±28.25*

    860.66±16.04*

    VA+TNT组

    829.24±21.25

    961.61±44.39* * #

    900.53±23.76* *

    950.73±55.46*

    对照组

    834.12±16.63
, 百拇医药
    835.43±17.56

    a:U/mg蛋白; b:mmol H2O2/30 min-1*mg-1; c:U/g肝 与对照组比较,*P<0.05,* *P<0.01;与相同剂量TNT组比较,#P<0.05,# #P<0.01

    表7 不同时间点大鼠血清中SODa和CATb活性的变化(±s)

    组别

    12 h

    24 h
, 百拇医药
    36 h

    48 h

    SOD

    TNT组

    107.27±16.02

    124.42±38.14*

    119.75±21.20*

    126.81±37.55*

    VA+TNT组

    103.65±12.59

    139.76±29.77* * #
, http://www.100md.com
    133.39±21.96* #

    131.45±25.59* *

    对照组

    110.49±21.43

    94.36±11.85

    CAT

    TNT组

    3.01±0.56

    3.85±0.77* *

    3.85±0.97*

    3.78±0.50* *
, 百拇医药
    VA+TNT组

    3.19±0.53

    4.25±0.83* * #

    3.96±0.61*

    3.95±0.70* *

    对照组

    2.64±0.38

    2.91±0.42

    a:U/mg蛋白; b:mmol H2O2/30min-1\5mg-1 与对照组比较,*P<0.05,* *P<0.01;与相同剂量TNT组比较,#P<0.05
, 百拇医药
    TNT染毒剂量为1 000 mg/kg,由表7可见,TNT组和VA+TNT组在处理24 h后的各个时间点,血清SOD和CAT的活性显著或极显著高于对照组(P<0.05,P<0.01),VA+TNT组在处理后24 h和36 h血清SOD活性显著高于TNT组(P<0.05);24 h血清CAT活性显著高于TNT组(P<0.05)。肾匀浆中SOD和CAT活性与对照组比较均有升高趋势,但差异无显著性。

    3 讨论

    由表1可见,大鼠用已知的kupffer细胞活化剂VA连续处理7 d后,再经腹腔注射CCl4(0.15 ml/kg),大鼠血清ALT和AST活性极显著高于对照组、VA组和CCl4组(P<0.01),表明VA处理后kupffer细胞功能被活化可加强CCl4对大鼠的肝毒性,由此可见,动物模型实验制备是成功的。

    过去研究证实,TNT可在大鼠肝脏微粒体和线粒体通过硝基还原活化生成和H2O2[1,2],表2和表3结果表明,不同剂量和不同时间VA+TNT联合处理组血清ALT和AST活性均明显高于对照组和相应剂量TNT组(P<0.05,P<0.01),表明经VA前处理后可加强TNT肝毒性。然而,单独VA组血清ALT和AST活性接近对照组水平,表明VA未显示具有肝脏毒性。由表4和表5可见,经不同剂量TNT处理后,TNT组和VA+TNT组肝脏SOD,CAT和GSH-Px及血清SOD和CAT活性均明高于对照组;VA+TNT组的某些酶活性显著或极显著高于相应的TNT组。由表6和表7结果表明,经不同时间TNT处理后,TNT组和VA+TNT组肝脏SOD,CAT和GSH-Px及血清SOD和CAT活性在处理24 h后的各个时间点均显著或极显著高于对照组;VA+TNT组的某些酶活性显著或极显著高于TNT组,在处理后的24 h最为明显。表明经VA前处理使得Kupffer细胞功能被活化,并释放活性氧,使得SOD,CAT和GSH-Px活性升高。肾脏SOD和CAT活性与对照组和相应剂量TNT组比较均有升高趋势,但差异无显著性。无论TNT通过还原活化还是Kupffer细胞功能被活化释放活性氧均与肾脏损伤关系不大。
, 百拇医药
    已知SOD的主要功能是将转化为H2O2,CAT分解肝细胞内过量生成的H2O2(8,9),经VA前处理后的大鼠肝脏和血清中SOD,CAT和GSH-Px活性不仅显著高于对照组,还显著高于相应的TNT组,提示肝细胞内活性氧的生成除了通过TNT的还原活化生成外,还可能与Kupffer细胞的活化释放有关。

    本研究表明,大鼠肝脏Kupffer细胞被VA活化后,可加强TNT的肝毒性,表现为血清ALT和AST活性升高,同时还使得肝脏SOD,CAT和GSH-Px及血清SOD和CAT活性升高。推测VA前处理后加强TNT肝毒性,部分归因与kupffer细胞被活化释放活性氧有关。然而,本研究不能排除TNT还可通过还原活化生成活性氧。

    参考文献
, 百拇医药
    [1] 江泉观、崔京伟.*****在大鼠脑、肾脏、肝脏与睾丸的还原活化.卫生毒理学杂志,1987,1:37-39.

    [2] 孔令媛、江泉观、曲青山.*****在大鼠肝脏线粒体与微粒体还原活化.卫生毒理学杂志,1988,2:87-90.

    [3] Wisse E.An ultrastructural characterization of the endothelial cell in the rat liver sinusoid under normal and various experimental conditions,as a contribution to the distinction between endothelial and Kupffer cells.J Ultrastruct Res.1972,38:528-535.

    [4] Wake K,Decker K.Cell biology and kinetics of Kupffer cells in the liver.Int Rev Cytol,1989,118:173-179.
, 百拇医药
    [5] Laskin DL,Pilaro AM.Potential role of activated macrophages in acetaminophen hepatotoxicity:Isolation and characterization of activated macrophages from rat liver.Toxicol Appl Pharmacol,1986,98:204-215.

    [6] Rubin R,Farber JL.Mechanisms of the killing of cultured hepatocytes by hydrogen peroxide.Arch Biochem Biophys,1984,228:450-459.

    [7] Shieatori Y,Taklkawa H.Superoxide anion generating capacity and lysosomal enzyme activities of Kupffer cells in galactosamine-induced hepatitis.Gastroenterol Jpn,1986,21:135-144.
, http://www.100md.com
    [8] Halliwell B,Gutteridge JMC.Oxygen toxicity,oxygen radicals,transition metals and disease.Biochem J,1984,219:1-14.

    [9] Roney PL,Holian A.Possible mechanism of chrysotile asbestos-stimulated superoxide anion production in guinea pig alveolar macrophages.Toxicol Appl Pharmacol,1989,100:132-144.

    (收稿日期:1998-10-28), 百拇医药