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有机磷农药是目前使用最广泛的化学合成杀虫剂。在使用过程中,有机磷农药会广泛存在于环境中,并通过大气、水体、食物和生物富集等方式作用于人类。长期低剂量是人群接触有机磷农药的主要方式,这种方式的症状隐匿,毒害程度不明确。已有动物以及人群研究表明,亚毒剂量暴露有机磷农药会导致血浆中抗氧化酶活力和浓度明显下降,在临床上与心血管系统、脑损伤、肾脏损伤以及糖尿病等疾病的发生相关。氢气是一种可以选择性清除羟自由基的重要生理调节因子,近年来的研究表明,氢分子具有抗氧化、抗炎和抗凋亡的作用。本课题研究了氢气对Wistar大鼠亚毒剂量接触有机磷农药引起的机体损伤的保护作用及机制,并初步探讨了氢对细胞生长和凋亡的作用。 本研究主要内容包括:⑴建立Wistar大鼠亚毒剂量毒死蜱损伤模型:采用成年健康Wistar大鼠亚毒剂量暴露毒死蜱8周,即6.75mg/Kg/d,用以建立动物模型。结果表明,亚毒剂量毒死蜱暴露可引起机体氧化应激损伤,表现为血清中丙二醛含量升高,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活性降低。还可引起脑部海马区神经元损伤,表现为神经元减少,尼氏小体变浅甚至消失。⑵氢缓解亚毒剂量毒死蜱造成的氧化应激损伤:设每日暴露毒死蜱并同时饮用氢水的大鼠为氢水实验组,结果发现氧化应激的状态得到有效缓解,即血清中和脑组织中丙二醛含量较毒死蜱组下降,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的水平与对照组无显著差异。实验结果还发现,氢可改善亚毒剂量毒死蜱暴露引起的脑组织中铜锌超氧化物歧化酶基因表达的上调的现象。⑶氢缓解亚毒剂量毒死蜱造成的脑损伤:实验结果发现,氢水实验组中大鼠的脑组织神经元结构完整,神经细胞数量多,尼氏小体清晰深染。免疫组化的结果显示,毒死蜱暴露会导致星形胶质细胞的酸性蛋白表达量在早期明显增多,而氢水组的酸性蛋白表达量与对照组相比无显著性差异。⑷氢可以提高乙酰胆碱酯酶反应速度:实验结果证明,毒死蜱暴露会造成血清和脑组织中乙酰胆碱酯酶活性降低,氢水组的酶活则与对照组无显著差异,毒死蜱暴露不影响乙酰胆碱基因表达。体外酶活实验发现,氢可以直接提高乙酰胆碱酯酶的反应速度。⑸氢对C6细胞生长的影响:采用含氢培养基与普通培养基分别培养神经胶质瘤C6细胞,发现前期用氢培养的C6细胞凋亡速度慢,而后期用氢培养的细胞生长速度快。用流式细胞术进行细胞周期检测后的结果显示,氢水组的C6细胞在48h的G0/G1期细胞数量比对照组有明显减少,而S期细胞显著增多,结果具有统计学意义,即说明氢可以使C6细胞处于更为旺盛的增殖水平,用含氢培养基培养的细胞较普通细胞,在生长速度和抗凋亡方面有明显优势。综上所述,氢可以缓解亚毒剂量有机磷暴露的大鼠产生的氧化应激和脑损伤,提高乙酰胆碱的活性,并对C6细胞的生长和抗凋亡起作用。本研究可为氢的生物学效应的进一步研究提供新的思路。