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背景与目的: 地方性氟中毒是严重危害人类身体健康的一种疾病,除造成氟骨症和氟斑牙外,还引起非骨相性系统和器官的广泛损害。在我国多数省区有严重的氟中毒病区,主要存在着饮水型和燃煤型两类慢性氟中毒。据统计,我国除上海和海南外,其它29个省、自治区和直辖市均存在地方性氟中毒流行病区。总病区(县、市和旗)多达1308个,其中燃煤型氟中毒200个,受威胁人口3430万人,氟斑牙患者1801万人,氟骨症患者高达151万人;饮水型氟中毒1108个,受威胁人口8000多万人,氟癍牙患者2149万人,氟骨症患者136万人。迄今为止,氟中毒的发病机制尚未完全阐明清楚,因而对该病的防治带来较大的困难。当前,地方性氟中毒已列为我国现有地方病中的重点疾病,进一步深入研究氟中毒的发病机制及寻找早期诊断指标已提到一定的战略高度。 大量实验动物研究已证实慢性氟中毒除了导致氟骨症和氟斑牙、引起骨代谢紊乱外,对其它非骨性器官(如脑、肝、肾、心等)也产生了严重的影响,特别是亚细胞结构的病理改变和多种代谢变化,因此,对非骨性器官或组织进行深入研究,利于全面探讨氟中毒性全身影响的发生机制。 本研究对于明确氟化钠对肾损伤的效应,寻找敏感的诊断指标、进一步防治地方性氟中毒具有重要的意义。 研究方法: 一、通过Meta分析的方法,对过去20年关于氟与儿童尿氟含量以及氟与儿童智商的文献进行荟萃分析,了解氟对儿童体内氟负荷以及肾脏损伤,智力损伤的关系。 二、40只SD大鼠4-5周龄体重50-90g。随机分为4组:对照组10只(饮蒸馏水);低剂量氟组10只(饮含氟离子50mg/L蒸馏水);中剂量氟组10只(饮含氟离子75mg/L蒸馏水);高剂量氟组10只(饮含氟离子100mg/L蒸馏水).饲养两月后进行HE染色,以及免疫组化染色,免疫组化指标选择与自由基密切相关的金属硫蛋白(MT),以及与肾脏纤维化密切相关的转化生长因子-β(TGF-β)。 三、进行原代及传代大鼠肾脏细胞培养,加氟,并作用48小时。传代的细胞被分为0,5,10,20,40,80,160氟化钠/L组。随后应用MTT法,流式细胞术检测各组细胞增殖情况及电镜下观察细胞超微结构改变。随后,因为研究需要,细胞又分为500,1000,4000,16000μmol氟化钠/L组,并应用MTT法及总RNA提取了解细胞增殖情况。 研究结果: (1)综合过去20年的研究文献。氟病区的儿童智商与非氟病区或低氟病区的儿童的智商具有显著差异。差异有统计学意义。氟病区儿童与非氟病区或低氟病区儿童的尿氟水平存在差异,差异有统计学意义。 (2)当氟化钠浓度高于50mg/L时,大鼠肾脏即可出现肾小管扩张变性,炎细胞浸润改变。 (3)染氟大鼠肾脏MT的蛋白表达增加,与对照组相比,75mg/L和100mg/L组MT的表达增加,差异有统计学意义。(P<0.05)。而50mg/L组与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。提示,当氟化钠浓度大于75mg/L时,MT的表达显著增加,可能参与清除自由基的过程。而近曲及远曲小管表达均增加,以远曲小管为主。 (4)50mg/L组,75 mg/L组和100 mg/L组大鼠TGF-β的表达增加,与对照组相比,差异具有统计学意义。结果提示氟化钠可以促进肾脏TGF-β表达,但不能说明可以促进肾脏纤维化。 (5)随着氟化钠浓度的增加(0-20μmol/L),培养大鼠肾脏细胞OD值一开始逐渐减小,当氟化钠浓度增加到20μmol/L时,细胞OD值达到最小值,并且有统计学意义(P<0.05)。随后,OD值再次增加。当氟化钠浓度大于500μmol/L时,OD值再次减小。 (6)氟化钠可以诱导体外培养大鼠肾脏细胞的凋亡。5,10,20,40,80,160μmol/L氟化钠均可不同程度的诱导细胞凋亡,出现染色质边集,内质网扩张,线粒体肿胀,胞吞,出芽,以及细胞膜破裂,细胞器溶解等凋亡改变。其中,20μmol/L的氟化钠致细胞凋亡程度最严重。 结论: (1)氟病区的儿童智商及尿氟水平与非氟病区或低氟病区的儿童的智商及尿氟水平具有显著差异。氟可影响儿童智力发育及肾脏功能。 (2)氟化钠可引起大鼠肾小管变性,炎细胞浸润等改变。 (3)氟化钠可引起TGF-β及MT表达增加,提示氟可致自由基聚集改变。 (4)氟化钠与培养大鼠肾脏细胞之间存在着“兴奋效应”,可能参与氟中毒发病机制。 (5)氟化钠可以诱导培养大鼠肾脏细胞的凋亡。致细胞超微结构出现染色质边集,内质网扩张,线粒体肿胀,胞吞,出芽,以及细胞膜破裂,细胞器溶解等凋亡改变。