高氟摄入对大鼠骨和牙氟含量及血、尿生化指标的影响*
作者：白雪涛 史志长 吴瑞
单位：吴瑞(首都医科大学生物医学工程系，北京 100021)；白雪涛(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；史志长(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)
关键词：氟；N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶；胆碱酯酶
卫生研究990605 摘要 为了探讨能快速评价预防型抗氟剂效果的实用指标，给大鼠短期饮用高氟水(50mg/L)染毒，观察氟对骨相与非骨相指标的影响。染毒1周后实验组大鼠尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活力、全血胆碱酯酶(ChE)活力及尿氟含量即显著高于对照组(P<0.01)；以后3周升高的幅度不明显，但仍保持较高水平。尿羟脯氨酸、血清羟脯氨酸含量实验前后两组间未见显著差异，4周后实验组骨和牙氟含量比对照组高十几倍。本文结果表明评价预防型抗氟剂效果除必须以骨、牙氟含量为关键指标外，尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和全血胆碱酯酶活力也可作为参考。
, 百拇医药
分类号 R599 O613.41
Effects of high fluoride intake on the fluoride of femora, teeth and some biochemical indexes in rats
Bai Xuetao, Shi Zhichang, Wu Rui
(Institute of Environmental Health Monitoring, Chinese Academy of Prev entive
Medicine, Beijing 100021，China)
In order to approach practicable indexes for assessing the effects of the products which are intended to be used to prevent endemic fluorosis, Wistar rats were fed with fluoridated water(50mg/L) for four weeks. After only one week treated with fluoride, a higher activity of NAG(N-acety1-β-D-glucosaminidase) in urine, ChE(cholinesterase) in blood and increased urinary excretion of fluoride (compared with the control, P<0.01) were observed, and these changes were lasted to the end of the fourth week of the study, but hydroxyproline in serum and urine had not been changed in both groups. After four weeks, the fluoride levels in the femora and teeth of fluoride treated group were ten times higher than that of the control group. According to the results, fluoride in bones and teeth must be taken as key indexes, the activities of NAG in urine and ChE in blood should be taken into consideration for assessing the effects of fluoride protagonist.
, 百拇医药
Key words:fluoride, N-acety1-β-D-glucosaminidase, cholinesterase
地方性氟中毒，主要为氟在骨、牙组织中大量沉积所导致的氟骨症和氟斑牙。本文拟通过短期动物实验，探讨能快速评价预防型抗氟剂效果的实用指标。
1 材料与方法
1.1 实验动物
Wistar大鼠由中国医学科学院实验动物中心提供。体重90～110g，发育良好，雌雄各半。
1.2 分组及处理
驯养1周后分为2组，实验组：12只，饮氟化水(含F-50mg/L)；对照组：12只，饮蒸馏水。各组动物再随机抽取8只进行生化指标监测。统一饲以动物中心提供的全营养固体饲料(F-<3mg/kg，据以往实验结果，此本底含氟量对本实验无明显影响)。自由饮食，每笼2只，实验期4周。用不锈钢代谢笼收集24h尿液。
, 百拇医药
1.3 检测指标
尿肌酐(Cr)：用肌酐试剂盒测定。
尿NAG(N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶)活力：用对硝基苯酚显色法测定，以尿肌酐(Cr)进行校正。
尿羟脯氨酸(HYP)含量 用尿羟脯氨酸简便测定法[1]，以尿肌酐校正。
尿氟含量 用氟离子选择电极测氟。
全血胆碱酯酶(ChE)活力 取尾血，用DTNB法测定。
血清总羟脯氨酸(HYP)含量 取尾血，用羟脯氨酸碱水解法测定。
骨、牙氟含量 实验结束时处死动物，取股骨和门齿，清除附着组织，反复清洗，105℃烘烤2h。取100mg样品加硝酸及双氧水于溶样杯中，经微波恒压(1.5MPa)消解3min(上海新科微波技术应用研究所研制MK-1型压力自控微波溶样系统)，取消解液用氟离子选择电极测氟。
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2 结果与分析
实验前后2组动物饮水量及尿量未见显著差异。染氟1周后，实验组大鼠尿NAG活力显著高于对照组(P<0.01)，以后几周不再继续升高，但仍保持较高水平。尿羟脯氨酸实验前后2组未见显著差异(见表1)。表2结果显示染毒1周后实验组大鼠全血胆碱酯酶活力与对照组比明显升高(P<0.01)，之后上升幅度不再明显增加。血清总羟脯氨酸含量两组间未见显著差异。
表1 实验期不同周次大鼠尿NAG活力与尿HYP含量 (n=8,
±s) 组别
NAG(U/gCr)
HYP(g/gCr)
1
, 百拇医药 2
3
4
1
2
3
4
对照
4.01±2.49
7.24±2.47
8.16±1.59
8.60±1.31
0.09±0.01
, 百拇医药
0.34±0.06
0.15±0.03
0.09±0.02
实验
17.84±5.71
19.65±6.31
18.73±4.47
18.67±3.45
0.11±0.02
0.33±0.07
0.16±0.05
0.11±0.02
, 百拇医药
表2 实验期不同周次大鼠全血ChE活力与血清总HYP含量 n=8,±s 组别
ChE [mmol/(min.L)]
HYP(mmol/L)
1
2
3
4
1
2
3
, 百拇医药
4
对照
0.25±0.06
0.28±0.07
0.30±0.05
0.32±0.04
0.20±0.01
0.22±0.01
0.20±0.01
0.23±0.01
实验
0.49±0.09
, 百拇医药
0.48±0.10
0.51±0.10
0.56±0.05
0.19±0.02
0.23±0.02
0.19±0.02
0.23±0.02
表3结果显示，大鼠摄氟1周后尿氟含量与对照组比即明显升高(P<0.01)，后几周一直保持稳定的高水平。从表4结果可以看到，染氟4周后大鼠骨、牙氟含量均升高十几倍，骨氟与对照组比升高更为明显(P<0.01)。检测过程中待测样品各损失一例。
表3 实验期不同周次大鼠尿氟含量(n=11,±s) mg/g Cr 组别
, 百拇医药
1
2
3
4
对照
1.47±0.06
9.29±1.21
6.40±0.45
4.86±1.11
实验
11.47±3.52
42.29±6.46
35.81±17.38
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34.74±9.17
表4 大鼠骨、牙氟含量 (n=11,±s) mg/kg 组别
骨
牙
对照
94.19±27.15
49.78± 5.67
实验
1462.16±181.35
795.72±164.43
, http://www.100md.com 3 讨论
地方性氟中毒的主要病征是氟骨症和氟斑牙，其它脏器也有不同程度的损伤。氟骨症和氟斑牙一经形成几乎不能治愈。因此在不能完全避免摄入过量氟的情况下，研究预防型抗氟剂以及评价抗氟剂效果的实用指标对于尽快确定所试抗氟剂是否适用于现场干预具有重要的实际意义。
本文结果表明，大鼠摄氟1周后，尿NAG活力、尿氟含量及全血活力就明显升高。4周后骨、牙氟含量也明显升高，而血清及尿HYP含量却未见显著变化。可见，非骨相指标在高氟摄入后短期内的反应并非一致，但肯定有骨相指标的变化。
氟的排泄是通过肾小球滤过和肾小管重吸收来完成的，其损伤主要是由滤液中高度浓缩的氟所致。NAG是肾小管上皮细胞溶酶体酶，肾小管损伤时，尿液中NAG活力升高[2]。从本文结果来看，摄氟水平较高时，很快就会出现氟对肾小管的损伤，并且持续存在。有关全血ChE的生物学意义目前尚不十分清楚。一些流行病学资料表明，轻度氟中毒病区人群血清ChE活力下降，重病区却升高。全血中ChE活力主要表示红细胞膜的ChE活力，而与血清ChE活力的机制不同。氟刺激骨髓红细胞造血系统增生活跃，外周血幼龄红细胞数量增加，而幼龄红细胞膜上ChE分子相对较多，使全血ChE活力升高。以此酶作为评价抗氟剂效果指标具有实际意义。据报道，较长时间高氟摄入大鼠的尿中胶原分解产物羟脯氨酸含量增加[3]。本文结果表明，短期内摄入较高剂量氟对大鼠血、尿HYP含量并无明显影响。由此看来，机体必须长期摄入高氟才导致胶原代谢的代偿机制受损，使尿中HYP含量改变。此项指标不适用于快速评价抗氟剂的效果。
, 百拇医药
氟骨症和氟斑牙的主要病因是摄入过量氟后，氟在骨、牙组织中大量沉积形成病理性骨盐结晶[4]。因此，评价预防型抗氟剂效果必须以骨、牙氟含量为关键指标，应适当的选择非骨相指标，主要观察骨相指标变化，以免浪费财力和时间。
卫生部科学基金资助课题
白雪涛，男，博士，副研究员
4 参考文献
1，伍琼，李十月，李五林.尿羟脯氨酸简便测定法及初步应用.宁夏医学杂志，1990，12(2)：96-97
2，尚琪.尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与早期肾损伤.国外医学卫生学分册，1988，3：149-150
3，刘起展，方耀明，崔瑞平.刺梨汁拮抗慢性氟中毒的实验观察.中国地方病学杂志，1996，15(4)：193-195
4，宋广舜主编.环境医学.天津：天津科技出版社，1987，182-188
(1999-05-04收稿), 百拇医药
单位：吴瑞(首都医科大学生物医学工程系，北京 100021)；白雪涛(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；史志长(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)
关键词：氟；N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶；胆碱酯酶
卫生研究990605 摘要 为了探讨能快速评价预防型抗氟剂效果的实用指标，给大鼠短期饮用高氟水(50mg/L)染毒，观察氟对骨相与非骨相指标的影响。染毒1周后实验组大鼠尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活力、全血胆碱酯酶(ChE)活力及尿氟含量即显著高于对照组(P<0.01)；以后3周升高的幅度不明显，但仍保持较高水平。尿羟脯氨酸、血清羟脯氨酸含量实验前后两组间未见显著差异，4周后实验组骨和牙氟含量比对照组高十几倍。本文结果表明评价预防型抗氟剂效果除必须以骨、牙氟含量为关键指标外，尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和全血胆碱酯酶活力也可作为参考。
, 百拇医药
分类号 R599 O613.41
Effects of high fluoride intake on the fluoride of femora, teeth and some biochemical indexes in rats
Bai Xuetao, Shi Zhichang, Wu Rui
(Institute of Environmental Health Monitoring, Chinese Academy of Prev entive
Medicine, Beijing 100021，China)
In order to approach practicable indexes for assessing the effects of the products which are intended to be used to prevent endemic fluorosis, Wistar rats were fed with fluoridated water(50mg/L) for four weeks. After only one week treated with fluoride, a higher activity of NAG(N-acety1-β-D-glucosaminidase) in urine, ChE(cholinesterase) in blood and increased urinary excretion of fluoride (compared with the control, P<0.01) were observed, and these changes were lasted to the end of the fourth week of the study, but hydroxyproline in serum and urine had not been changed in both groups. After four weeks, the fluoride levels in the femora and teeth of fluoride treated group were ten times higher than that of the control group. According to the results, fluoride in bones and teeth must be taken as key indexes, the activities of NAG in urine and ChE in blood should be taken into consideration for assessing the effects of fluoride protagonist.
, 百拇医药
Key words:fluoride, N-acety1-β-D-glucosaminidase, cholinesterase
地方性氟中毒，主要为氟在骨、牙组织中大量沉积所导致的氟骨症和氟斑牙。本文拟通过短期动物实验，探讨能快速评价预防型抗氟剂效果的实用指标。
1 材料与方法
1.1 实验动物
Wistar大鼠由中国医学科学院实验动物中心提供。体重90～110g，发育良好，雌雄各半。
1.2 分组及处理
驯养1周后分为2组，实验组：12只，饮氟化水(含F-50mg/L)；对照组：12只，饮蒸馏水。各组动物再随机抽取8只进行生化指标监测。统一饲以动物中心提供的全营养固体饲料(F-<3mg/kg，据以往实验结果，此本底含氟量对本实验无明显影响)。自由饮食，每笼2只，实验期4周。用不锈钢代谢笼收集24h尿液。
, 百拇医药
1.3 检测指标
尿肌酐(Cr)：用肌酐试剂盒测定。
尿NAG(N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶)活力：用对硝基苯酚显色法测定，以尿肌酐(Cr)进行校正。
尿羟脯氨酸(HYP)含量 用尿羟脯氨酸简便测定法[1]，以尿肌酐校正。
尿氟含量 用氟离子选择电极测氟。
全血胆碱酯酶(ChE)活力 取尾血，用DTNB法测定。
血清总羟脯氨酸(HYP)含量 取尾血，用羟脯氨酸碱水解法测定。
骨、牙氟含量 实验结束时处死动物，取股骨和门齿，清除附着组织，反复清洗，105℃烘烤2h。取100mg样品加硝酸及双氧水于溶样杯中，经微波恒压(1.5MPa)消解3min(上海新科微波技术应用研究所研制MK-1型压力自控微波溶样系统)，取消解液用氟离子选择电极测氟。
, http://www.100md.com
2 结果与分析
实验前后2组动物饮水量及尿量未见显著差异。染氟1周后，实验组大鼠尿NAG活力显著高于对照组(P<0.01)，以后几周不再继续升高，但仍保持较高水平。尿羟脯氨酸实验前后2组未见显著差异(见表1)。表2结果显示染毒1周后实验组大鼠全血胆碱酯酶活力与对照组比明显升高(P<0.01)，之后上升幅度不再明显增加。血清总羟脯氨酸含量两组间未见显著差异。
表1 实验期不同周次大鼠尿NAG活力与尿HYP含量 (n=8,
±s) 组别NAG(U/gCr)
HYP(g/gCr)
1
, 百拇医药 2
3
4
1
2
3
4
对照
4.01±2.49
7.24±2.47
8.16±1.59
8.60±1.31
0.09±0.01
, 百拇医药
0.34±0.06
0.15±0.03
0.09±0.02
实验
17.84±5.71
19.65±6.31
18.73±4.47
18.67±3.45
0.11±0.02
0.33±0.07
0.16±0.05
0.11±0.02
, 百拇医药
表2 实验期不同周次大鼠全血ChE活力与血清总HYP含量 n=8,
±s 组别ChE [mmol/(min.L)]
HYP(mmol/L)
1
2
3
4
1
2
3
, 百拇医药
4
对照
0.25±0.06
0.28±0.07
0.30±0.05
0.32±0.04
0.20±0.01
0.22±0.01
0.20±0.01
0.23±0.01
实验
0.49±0.09
, 百拇医药
0.48±0.10
0.51±0.10
0.56±0.05
0.19±0.02
0.23±0.02
0.19±0.02
0.23±0.02
表3结果显示，大鼠摄氟1周后尿氟含量与对照组比即明显升高(P<0.01)，后几周一直保持稳定的高水平。从表4结果可以看到，染氟4周后大鼠骨、牙氟含量均升高十几倍，骨氟与对照组比升高更为明显(P<0.01)。检测过程中待测样品各损失一例。
表3 实验期不同周次大鼠尿氟含量(n=11,
±s) mg/g Cr 组别, 百拇医药
1
2
3
4
对照
1.47±0.06
9.29±1.21
6.40±0.45
4.86±1.11
实验
11.47±3.52
42.29±6.46
35.81±17.38
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34.74±9.17
表4 大鼠骨、牙氟含量 (n=11,
±s) mg/kg 组别骨
牙
对照
94.19±27.15
49.78± 5.67
实验
1462.16±181.35
795.72±164.43
, http://www.100md.com 3 讨论
地方性氟中毒的主要病征是氟骨症和氟斑牙，其它脏器也有不同程度的损伤。氟骨症和氟斑牙一经形成几乎不能治愈。因此在不能完全避免摄入过量氟的情况下，研究预防型抗氟剂以及评价抗氟剂效果的实用指标对于尽快确定所试抗氟剂是否适用于现场干预具有重要的实际意义。
本文结果表明，大鼠摄氟1周后，尿NAG活力、尿氟含量及全血活力就明显升高。4周后骨、牙氟含量也明显升高，而血清及尿HYP含量却未见显著变化。可见，非骨相指标在高氟摄入后短期内的反应并非一致，但肯定有骨相指标的变化。
氟的排泄是通过肾小球滤过和肾小管重吸收来完成的，其损伤主要是由滤液中高度浓缩的氟所致。NAG是肾小管上皮细胞溶酶体酶，肾小管损伤时，尿液中NAG活力升高[2]。从本文结果来看，摄氟水平较高时，很快就会出现氟对肾小管的损伤，并且持续存在。有关全血ChE的生物学意义目前尚不十分清楚。一些流行病学资料表明，轻度氟中毒病区人群血清ChE活力下降，重病区却升高。全血中ChE活力主要表示红细胞膜的ChE活力，而与血清ChE活力的机制不同。氟刺激骨髓红细胞造血系统增生活跃，外周血幼龄红细胞数量增加，而幼龄红细胞膜上ChE分子相对较多，使全血ChE活力升高。以此酶作为评价抗氟剂效果指标具有实际意义。据报道，较长时间高氟摄入大鼠的尿中胶原分解产物羟脯氨酸含量增加[3]。本文结果表明，短期内摄入较高剂量氟对大鼠血、尿HYP含量并无明显影响。由此看来，机体必须长期摄入高氟才导致胶原代谢的代偿机制受损，使尿中HYP含量改变。此项指标不适用于快速评价抗氟剂的效果。
, 百拇医药
氟骨症和氟斑牙的主要病因是摄入过量氟后，氟在骨、牙组织中大量沉积形成病理性骨盐结晶[4]。因此，评价预防型抗氟剂效果必须以骨、牙氟含量为关键指标，应适当的选择非骨相指标，主要观察骨相指标变化，以免浪费财力和时间。
卫生部科学基金资助课题
白雪涛，男，博士，副研究员
4 参考文献
1，伍琼，李十月，李五林.尿羟脯氨酸简便测定法及初步应用.宁夏医学杂志，1990，12(2)：96-97
2，尚琪.尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与早期肾损伤.国外医学卫生学分册，1988，3：149-150
3，刘起展，方耀明，崔瑞平.刺梨汁拮抗慢性氟中毒的实验观察.中国地方病学杂志，1996，15(4)：193-195
4，宋广舜主编.环境医学.天津：天津科技出版社，1987，182-188
(1999-05-04收稿), 百拇医药