醋酸铅对小鼠的急性毒性效应

孙相和，宁红梅，李 冲，陈玲丽，孔令芸，葛亚明

(河南科技学院 动物科学学院，河南 新乡 453003)

铅(Lead，Pb)是一种多亲和性有毒重金属，在日常生活中被广泛应用于工农业生产中。虽然铅及其化合物在工农业生产中发挥着重要作用，但会对人和动物体产生毒害作用。误食含铅物质或者吸入铅及其化合物，都可引起铅中毒，其对机体各系统均能造成严重损伤[1-2]。有研究表明，铅对儿童智力和生长发育危害严重，特别对记忆能力的损害尤为明显[3]。铅毒性持久，半衰期长，不易排出体外，在动物体内容易富集，人食用铅富集动物的肉类产品会对人体产生不利影响。铅不是动物体生长必需的元素，且可对动物体产生累积性毒害作用[4]。因此，动物体内理想状态下铅含量应为零[5]。

目前，铅的广泛应用使人和动物的生活环境受到其严重污染[6-7]，并已严重威胁人类和动物的健康。有调查显示，铅在职业性慢性中毒中排行首位[8]。铅对儿童大脑功能的损伤效应往往是长期且不可逆的[9-10]，其对神经系统血脑屏障的损害使得儿童和幼龄动物产生认知缺陷[11]。另外，铅对动物免疫和生殖方面的损害也得到越来越多的关注[12-14]。然而，关于铅中毒对动物体整体损害的研究尚未见报道。为此，本研究进行了对小鼠灌胃醋酸铅的急性毒性试验，以评价醋酸铅对小鼠的急性毒性效应，为深入研究铅的毒性作用机制、明确铅毒性作用的靶器官、提高人类对铅毒性的认识提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验动物 昆明种健康小鼠164只，4周龄，雌雄各半，由河南新乡医学院实验动物中心提供。小鼠每笼饲养5只，自由饮水，饲养环境温度(24±2) ℃，相对湿度42%～57%。

1.1.2 试剂与仪器 醋酸铅[(CH3COO)2Pb·3H2O]，分析纯，购自天津市恒兴化学试剂制造有限公司，批号：20120413，使用时用去离子水配制成不同浓度。电子天平，购自赛多利斯科学仪器有限公司；Leica RM 2235轮转式切片机，购自Leica Microsystems Nussloch GmbH；Leica DMIL LED显微镜及其照相系统，购自徕卡显微系统贸易有限公司。

1.2 方 法

试验前对小鼠进行为期1周的适应性饲养观察，观察期内小鼠自由采食、饮水和活动。

1.2.1 醋酸铅半数致死剂量(LD50)的测定 预试验：将小鼠随机分为6组，每组4只，雌雄各半，各组醋酸铅剂量分别为1 000，2 000，4 000，8 000，16 000和32 000 mg/kg，以小鼠平均体质量计算，按20 mL/kg 剂量灌胃给药，观察临床症状并记录死亡情况，判断0致死量的醋酸铅剂量(LD0)和全数致死量的醋酸铅剂量(LD100)。根据给药剂量，按公式i=(LD100-LD0)/(n-1)确定正式分组剂量公比r的对数i，并计算出剂量公比r=lg-1i，其中n为预分组数。

正式试验：据预试验得出的结果，将小鼠随机分为6组，每组10只，雌雄各半，按给药剂量由低到高分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组，按1/r等比稀释法配制等比浓度醋酸铅溶液，按20 mL/kg剂量灌胃给药，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组醋酸铅的灌胃剂量分别为4 033.7，5 762.4，8 232.0，11 760.0，16 800.0，24 000.0 mg/kg，统计36 h内小鼠的死亡情况。利用Bliss法计算LD50及其95%可信限。

1.2.2 醋酸铅对小鼠体质量及脏器指数的影响 将小鼠进行随机分组，共分4组，每组20只，雌雄各半，根据攻毒剂量依次分为对照组、低铅组、中铅组和高铅组，各组分别饮用醋酸铅浓度为0，2.4，4.8和9.6 mmol/L的去离子水[15]，饮毒时间9 d。分别于自由饮水染毒后0和9 d测定试验小鼠体质量，记为初始体质量和终末体质量，并记录体质量变化程度。试验结束时(10 d)，统计存活的小鼠数，采用颈椎脱臼法处死小鼠，解剖观察后取出各脏器，用吸水纸吸去污血，称取各脏器的质量，以脏器质量/100 g体质量的比值表示各脏器指数。

1.2.3 醋酸铅对小鼠脏器影响的病理组织学检查 对观察期内死亡的小鼠进行剖检，并在试验结束时，对全部存活小鼠进行解剖检查，解剖检查前24 h禁食不禁水，检查组织器官是否存在明显病理变化。同时采集小鼠的大脑、心脏、肺、肝脏、脾脏、肾脏组织，固定在体积分数10%中性福尔马林溶液中，并将组织脱水、包埋、切片、常规HE染色，进行病理组织学检查，以考察醋酸铅对各内脏器官的急性毒性效应。

1.3 数据处理

试验数据采用“平均值±标准差”表示，应用SPSS 17.0和Excel 2003软件对数据进行统计分析[16]。

2 结果与分析

2.1 醋酸铅对小鼠的半数致死剂量(LD50)

预试验初步确定0致死和全数致死量的醋酸铅剂量分别为4 000和24 000 mg/kg，i=0.156，r=1.43，1/r=0.7，据此醋酸铅溶液的灌胃剂量由高到低依次为24 000.0 mg/kg剂量组(Ⅵ组)、16 800.0 mg/kg剂量组(Ⅴ组)、11 760 .0 mg/kg剂量组(Ⅳ组)、8 232.0 mg/kg剂量组(Ⅲ组)、5 762.4 mg/kg剂量组(Ⅱ组)和4 033.7 mg/kg剂量组(Ⅰ组)。

急性毒性试验中，灌胃后1 h小鼠开始出现死亡，36 h内小鼠死亡情况见表1。利用Bliss法计算醋酸铅经口灌胃LD50的回归方程为y=-15.328+5.052 1lgx，其中y为醋酸铅对小鼠的致死概率，x为醋酸铅灌胃剂量的常用对数值，半数致死剂量LD50=10 562 mg/kg，LD5095%的可信限是8 609.4～3 023 mg/kg (Feiller校正)，LD5=4 990.6 mg/kg，LD95=22 353 mg/kg。

表 1 不同剂量醋酸铅灌胃36 h内小鼠的死亡情况(n=10)

2.2 醋酸铅对小鼠体质量和脏器指数的影响

醋酸铅对小鼠体质量、脏器指数的影响见表2和表3。由表2可知，各组间小鼠初始体质量差异不显著(P>0.05)，随着试验过程中对醋酸铅饮用量的增加，个别小鼠发生应激性死亡，试验结束时，各组间小鼠的终末体质量差异不显著(P>0.05)。对照组和中铅组小鼠终末体质量与初始体质量差异极显著(P<0.01)，高铅组小鼠终末体质量与初始体质量差异显著(P<0.05)，低铅组小鼠的终末体质量与初始体质量差异不显著(P>0.05)。各组间小鼠终末体质量与初始体质量的变化差异也不显著(P>0.05)。

表 2 醋酸铅对小鼠体质量的影响(n=20)

表 3 醋酸铅对小鼠脏器指数的影响

由表3可知，小鼠大脑指数随着醋酸铅剂量的增加呈降低趋势，小鼠心脏指数、脾脏指数和肾脏指数随醋酸铅剂量的增加总体呈升高趋势，肺脏指数和肝脏指数的变化无规律性。与对照组相比，低铅组小鼠肾脏指数显著升高(P<0.05)，中铅组和高铅组小鼠肾脏指数极显著升高(P<0.01)；醋酸铅处理组与对照组其他脏器指数的差异均不显著(P>0.05)。

2.3 醋酸铅处理小鼠脏器的病理剖检

对观察期内死亡小鼠进行剖检，并在试验结束时，对全部存活小鼠进行剖检，观察小鼠的病理组织学变化，结果见图1。

图 1 醋酸铅处理小鼠的病理组织学变化 (×400)

2.3.1 一般剖检变化 与对照组相比，染毒组小鼠精神沉郁，反应迟钝，行动缓慢。饮用醋酸铅1 d后，低铅组小鼠死亡1只，剖检观察各组织器官无明显变化，与对照组小鼠组织器官相似；高铅组小鼠分别在饮用醋酸铅第6天和第8天共死亡3只，死亡小鼠心脏肿胀，脾脏有出血现象且体积增大，肾脏明显肿大且质地变软，大脑、肺和肝脏剖检变化不明显。与对照组相比，染毒组小鼠心脏、脾脏和肾脏体积均有不同程度的增大，其中高铅组小鼠心脏、脾脏和肾脏体积增大较明显，其他组织器官剖检变化不明显。

2.3.2 病理组织学变化 由图1可见，对照组小鼠大脑、心脏、肺、肝脏、脾脏、肾脏组织无异常变化。随着醋酸铅剂量的增加，染毒小鼠大脑皮层颗粒细胞数量减少，神经纤维萎缩断裂，并有缠结现象(图1-A4)；心肌纤维间隙扩张，肌纤维出现断裂(图1-B4)；高铅组小鼠肺泡变化明显，肺泡壁有聚集粘连现象(图1-C4)，其他组与对照组无明显差别；肝脏小叶结构紊乱，肝索排列混乱且有断裂现象，窦状隙扩张，肝细胞大小不均匀，细胞有空泡化现象(图1-D4)；随着醋酸铅剂量的增加，小鼠脾脏出血现象逐渐明显，红髓白髓界限不明显，巨噬细胞数量减少(图1-E4)；肾脏近曲小管管腔收缩，致密斑数量增加，刷状缘不明显(图1-F4)。

3 讨 论

半数致死剂量(LD50)是指在规定时间内，通过特定感染途径，使某种试验动物半数死亡所需化学物质的最小剂量，是描述化学物质毒性强弱的常用指标。目前可以采用很多方法计算LD50，但Bliss法最为准确。本试验利用Bliss法软件计算醋酸铅[(CH3COO)2Pb·3H2O]的LD50为10 562 mg/kg，95%可信区间为8 609.4～3 023 mg/kg，依据《我国工业化学物急性毒性分级标准》[17]，该物质为低毒。

体质量是反映机体发育是否正常的标志。本试验结果表明，在醋酸铅急性染毒期间，小鼠体质量变化与染毒情况关系不明显，并没有随着染毒剂量的增加而发生显著变化。脏器指数是反映实验动物器官功能是否正常的重要指标，在毒理学试验中可依据化学物质对脏器的影响初步判断其毒性。本试验中，随着醋酸铅剂量的增加，小鼠心脏指数、脾脏指数和肾脏指数总体升高，其中以肾脏指数升高趋势最显著；大脑指数则降低，而肺脏指数和肝脏指数的变化无明显规律性。

大量研究表明，铅对动物体的损害是全身性的，其能损害多种组织和器官[18-20]。本试验中，醋酸铅急性染毒后，剖检小鼠的心脏、脾脏和肾脏有肿大充血现象，其他组织器官剖检变化不明显；病理组织学分析表明，小鼠大脑、心脏、肺、肝脏、脾脏和肾脏均有病变发生，其中只有高铅组小鼠肺组织有明显病理变化，而低铅组和中铅组小鼠肺无病理变化，推测消化道染毒对小鼠肺的毒性效应可能存在一定的制约性。本试验结果进一步验证了铅对动物多组织、多器官均有损伤作用，这为以后研究铅对机体整体损伤提供了依据。

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