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《山西医科大学》 2010年
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一种新型络合剂的驱镉作用初步研究

蔡婷峰  
【摘要】: 镉(Cadmium,Cd)是一种对人体有毒的金属物质,镉及其化合物在工业上已经广泛应用。镉可通过职业接触和通过“三废”进入食物链转移进入生物体内。镉不是人体必须元素,体内缺乏清除镉的有效机制,镉有很强的蓄积性,在人体内的半排出期长达30年。镉有较强的毒性,急性和慢性接触镉,均可以引起体内肾、肝、肺、骨骼、心血管、生殖系统等多组织损伤,并抑制免疫力,有致癌、致畸、致突变等作用,被美国毒理管理委员会(ATSDR)列为第6位危及人体健康的有毒物质。 然而,目前对于镉中毒尚无肯定、有效的疗法。常用的金属络合剂虽然可以排出镉,但镉在肾小管的重吸收等却对肾脏造成更严重的损伤,因此不能采用在重金属常用的驱镉治疗方法,只能以支持疗法为主。所以,寻找安全、有效驱排体内蓄积镉的药物,是目前亟待解决的问题。 目的: 对一种新合成的DTC类驱镉药物N-(2,3,4,5,6-五羟基己基)-(N-二取代甲酸钠基)-L-甲硫氨酸钠(D-3)对小鼠体内蓄积镉的促排作用进行初探。 方法: 1、小鼠急性镉中毒模型试验对雄性NIH小鼠一次性腹腔注射氯化镉(CdCl2)和巯基乙醇(ME)复合物(剂量分别为75.00.23.73.7.50.2.37.0.75μmol/kg/kg CdCl2及1500、474.68、150.00、47.47、15.00μmol/kg ME混合溶液),观察动物14天后处死。以血镉、肾镉及病理检查为指标,确定复制小鼠急性镉中毒模型的最佳剂量。 2、大鼠慢性肾损伤模型试验利用正交设计表L9(34),按照三因素三水平法,对染镉浓度、染毒次数及未次染毒后动物处死时间这三个因素的三个不同水平进行实验设计,对雄性SD大鼠腹腔注射CdCl2和ME复合物,剂量分别为3、6、12μmol Cd/kg及60、120、240μmol ME/kg,染毒1-5d,分别于染毒后第7、21、35天处死动物。以肾镉、尿β2-微球蛋白、血镉以及肾脏病理学改变为指标,优选出镉模型复制方案。 3、络合剂中间体D-2、B-2驱镉治疗试验对镉中毒雄性NIH小鼠分别用络合剂中间体B-2、D-2治疗,观察对比驱镉药物对肾镉的促排作用及对微量元素含量影响情况。初步筛选出较理想的驱镉络合剂中间体D-2,然后进一步合成新的驱镉络合剂D-3。 4、络合剂D-3驱镉治疗试验对镉中毒雄性NIH小鼠分别用络合剂D-3、B-3及EDTA治疗,观察对比驱镉药物对肾镉的促排作用及对微量元素含量影响情况,进一步明确驱镉络合剂D-3对体内肾镉的驱排作用,并观察其对体内微量元素的影响情况。 结果: 1、小鼠急性镉中毒模型试验与对照组相比,全部剂量组动物均出现血镉、肾镉含量明显升高。用75μmol/kg CdCl2+1500μmol/kg ME混合液组动物在染毒后1天全部死亡;23.73μmol/kg CdCl2+474.68μmol/kg ME混合液组及7.5μmol/kgCdCl2+150μmol/kg ME混合液组存活动物解剖时均发现睾丸萎缩变小、甚至缺失,肾脏及睾丸均出现明显病理改变。2.37μmol/kg CdCl2+47.47μmol/kg ME混合液组及0.75μmol/kg CdCl2+15μmol/kg ME混合液组动物脏器均未出现明显损伤。 2、镉致大鼠慢性肾损伤模型试验与对照组相比,实验3组(3μmol Cd/kg+60μmolME/kg混合液,ip.5d,染毒35d后处死)在第28天β2-微球蛋白含量升高,达70.684±18.622μg/g Cr;实验8组(12μmol Cd/kg+240μmol ME/kg混合液,ip.3d,染毒35d后处死)动物尿β2-微球蛋白含量在第35天升高,达70.304±9.776μg/g Cr。实验6组(6μmol Cd/kg+120μmol ME/kg混合液,ip.5d,染毒21d后处死)、实验8组(12μmol Cd/kg+240μmol ME/kg混合液,ip.3d,染毒35d后处死)及实验9组(12μmol Cd/kg+240μmol ME/kg混合液,ip.5d,染毒7d后处死)组动物肾镉含量升高,分别为9.930±6.482、16.179±2.256、29.003±7.05μg/g湿重。实验6组、实验8组血镉含量升高,达1.319±0.458、1.254±0.089μg/L。病理检查发现实验6组、实验8组、实验9组动物肾脏出现肾小管空泡变性。 3、络合剂中间体D-2、B-2驱镉治疗试验D-2、B-2治疗后能显著降低镉染毒小鼠脑镉含量降低;D-2治疗还能降低肾镉含量,但对血镉含量、及肝镉含量影响不大。D-2可以降低镉中毒动物脑Zn、肾Ca含量,并使肾Ca接近空白对照组的水平。D-2治疗后,睾丸体比与镉对照组相比升高,差异有显著性(P<0.05)。而B-2治疗后,体内微量元素含量与镉对照组相比均无显著性差异。 4、络合剂D-3驱镉治疗试验用D-3对镉中毒小鼠治疗,全部动物存活,D-3治疗后可以使肾镉、脑镉、肝镉含量大量减少,同时能降低镉引起的肝Zn、肾Zn、肝Cu含量升高。D-3高剂量治疗组(1.0 mmol/kg)动物肾、肝、睾丸均未见明显病理改变。用EDTA对镉中毒小鼠治疗,在治疗期间60%动物死亡,EDTA治疗后小鼠肾镉及肝镉含量降低,但同时也使肾Ca明显降低,显著性低于正常水平;病理检查发现,EDTA组动物肾脏出现明显损伤,且睾丸生精小管内细胞排列紊乱、睾丸间质水肿。用B-3对镉中毒小鼠治疗,治疗时动物尖叫、挣扎、注射后活动过度,说明药物B-3对小鼠有刺激性,但治疗期间无动物死亡;B-3治疗后,动物肾镉含量降低,但微量元素与镉对照组相比无显著性差异。 结论: 对小鼠一次性腹腔注射2.37μmol/kg CdCl2+47.47μmol/kg ME混合溶液,能复制出较理想的单次染毒模型,既能使动物血镉、肾镉含量明显升高,又不对动物体内各脏器造成明显损伤。用3.0μmol Cd/kg+60.0μmol ME/kg混合液,对SD雄性大鼠ip.染毒,连续5d,末次染毒后35d能复制出肾功能性损伤、但未见病理性改变的镉致大鼠肾损伤模型。用络合剂中间体D-2及B-2治疗镉中毒小鼠,认为D-2比B-2驱镉疗效更好,D-2治疗后能使肾镉含量从52.67μg/g降低至41.62μg/g,下降近21%;B-2治疗后肾镉含量降低至48.44μg/g,只下降8.0%。对络合剂中间体D-2进行进一步合成研究,得到络合剂N-(2,3,4,5,6-五羟基己基)-(N-二取代甲酸钠基)-L-甲硫氨酸钠(简称D-3)。D-3对急性镉中毒小鼠有良好的驱镉效果,对肾镉、肝镉和脑镉均有良好的驱排作用。D-3有强选择性驱镉作用,对镉引起的肾毒性有良好的保护作用,D-3治疗后肾镉减少率达48%,并可减轻镉的肝毒性和睾丸毒性,且对体内必须微量元素的影响小。D-3的驱镉特点是不仅可以将肾、肝中的镉驱除,而且不引起镉向脑等组织中转移,具有良好的发展前景。
【学位授予单位】:山西医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R96

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【引证文献】
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