鎘離子和維生素C對(duì)果蠅壽命及抗氧化系統(tǒng)的影響

1、鎘離子和維生素C對(duì)果蠅壽命及抗氧化系統(tǒng)的影響【摘要】目的研究鎘離子(d2+)和維生素(V)對(duì)野生型果蠅壽命、生育力以及抗氧化系統(tǒng)的影響。方法將果蠅隨機(jī)分為5組，分別飼喂含不同濃度的d2+的培養(yǎng)基，并加V處理，計(jì)算果蠅平均壽命、子代數(shù)量，測(cè)定超氧化物歧化酶(SD)活性和丙二醛(DA)含量。結(jié)果隨著d2+濃度的增加，雌雄果蠅的平均壽命逐漸縮短，子代減少，SD活性下降和DA含量上升，而V處理組顯示對(duì)d2+的毒害存在顯著拮抗效應(yīng)(P0.05或P0.01)。結(jié)論高d2+濃度對(duì)果蠅有比擬大的損傷，V可以緩解毒害，延長(zhǎng)果蠅壽命。【關(guān)鍵詞】鎘離子；果蠅；抗壞血酸；壽命鎘(d2+)是非生物必需元素，不參與生物體

2、的構(gòu)造與代謝活動(dòng)，但環(huán)境中的鎘可以被動(dòng)植物、水生生物吸收并在體內(nèi)蓄積，還能通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體蓄積于肝臟和腎臟，引發(fā)多種疾膊1。維生素(V)參與組織細(xì)胞內(nèi)許多物質(zhì)的氧化復(fù)原反響，可以捕捉自由基，對(duì)人體起保護(hù)作用。已有研究討論了鉛離子2、酞酸二丁酯3、番茄紅素4和丙烯酰胺5等對(duì)果蠅的壽命及抗氧化系統(tǒng)的影響，但未見(jiàn)用重金屬d2+和V的報(bào)道。本文利用果蠅來(lái)檢測(cè)d2+的危害以及V的保護(hù)作用，通過(guò)測(cè)定果蠅體內(nèi)超氧化物歧化酶(SD)活性和丙二醛(DA)的含量來(lái)確定果蠅的膜脂氧化程度，為全面理解d2+的毒理作用和V的保護(hù)作用提供參考。1材料與方法1.1材料野生型紅眼黑腹長(zhǎng)翅果蠅(本院遺傳實(shí)驗(yàn)室提供)，搜集8d

3、內(nèi)羽化未交配的成蟲(chóng)，雌雄分開(kāi)，用普通培養(yǎng)基在溫度為(251)，5070相對(duì)濕度環(huán)境中培養(yǎng)備用。1.2方法1.2.1培養(yǎng)基的制備根本培養(yǎng)基為果蠅常規(guī)配方6。添加V培養(yǎng)基：在根本培養(yǎng)基中參加V，使最終質(zhì)量濃度為150g/L。將濃度分別為0.1、0.4、0.7、1.0g/kg的dl2分別添加到上述培養(yǎng)基中。1.2.2給藥及分組搜集內(nèi)羽化的果蠅，分5組。每組3瓶，每瓶雌雄各3只，每2天更換1次培養(yǎng)基，每天定時(shí)觀察統(tǒng)計(jì)果蠅死亡數(shù)目，直至全部死亡。每組全部果蠅死亡的天數(shù)算術(shù)平均值為該組的平均壽命。果蠅繁殖力實(shí)驗(yàn)搜集內(nèi)羽化的未交配的處女蠅，分5組，每組3瓶，每瓶3對(duì)雌雄果蠅，自然光照的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，7d后除

4、去親本，第10天開(kāi)場(chǎng)每天統(tǒng)計(jì)羽化的果蠅，連續(xù)統(tǒng)計(jì)8天內(nèi)每對(duì)果蠅子一代成蠅的平均數(shù)量作為該組繁殖力的標(biāo)志。1.2.3果蠅勻漿的制備5果蠅(雌或雄)在乙醚麻醉下稱重80100g，參加1l生理鹽水，在冰水浴中以3000r/in勻漿10s，反復(fù)進(jìn)展3次，制成果蠅含量為810的勻漿；再以6000r/in離心10in，取上清液待測(cè)。1.2.4SD活性及DA含量測(cè)定按SD和DA測(cè)定試劑盒說(shuō)明操作，分別采用羥胺比色法和硫代巴比妥酸法。1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)據(jù)用xs表示，采用SAS8.2軟件包行方差分析。2結(jié)果2.1d2+和V對(duì)果蠅壽命的影響d2+對(duì)果蠅的生活力(壽命)具有一定的影響，隨著d2+濃度的升高，果蠅的壽

5、命逐漸減少，特別是在雄蠅中，當(dāng)d2+的濃度到達(dá)1.0g/kg時(shí)，果蠅的平均壽命僅為對(duì)照組的1/2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05，P0.01)，見(jiàn)表1。由于d2+進(jìn)入細(xì)胞后，隨著血液循環(huán)進(jìn)入果蠅的各個(gè)組織器官中，阻礙組織新陳代謝，迅速與內(nèi)部的其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響，影響一些生物大分子的活性，并造成細(xì)胞組織的損傷產(chǎn)生難溶的金屬贅合物影響消化系統(tǒng)進(jìn)展，從而使果蠅細(xì)胞的衰老加劇，在外部可以表現(xiàn)出來(lái)。加V飼養(yǎng)的果蠅傷害減輕，說(shuō)明V進(jìn)入血液中對(duì)d2+有某種拮抗作用，削弱了d2+對(duì)果蠅生理的傷害影響。V對(duì)染d2+果蠅的保護(hù)作用，外在表現(xiàn)為果蠅壽命有不同程度的延長(zhǎng)。2.2d2+和V果蠅生育力的影響雌雄果蠅都受d

6、2+濃度的影響而表現(xiàn)出生育力不同程度的破壞；雄果蠅受d2+的影響較雌果蠅大，且在受V保護(hù)后，恢復(fù)也不如雌果蠅快；雌雄果蠅在參加V后生育力都有所上升。但是雌果蠅受破壞的程度不及雄果蠅高，說(shuō)明d2+對(duì)雄果蠅的生育毒性較強(qiáng)。當(dāng)d2+進(jìn)入細(xì)胞后，假設(shè)作用到細(xì)胞核染色體上時(shí)，常染色體作用的結(jié)果是一樣的，難以分清它們的影響，但如作用到性染色體上時(shí)，由于雄雌果蠅所帶的性染色體不同，雄蠅只有一條X染色體，因此，d2+對(duì)雄蠅的影響明顯大于雌蠅，使后代的雄蠅數(shù)明顯減少(P0.01，P0.05)，見(jiàn)表1。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.2.3d2+和V對(duì)果蠅體內(nèi)SD和DA的影響從表2中可看出，隨著d2+濃度的升高SD含量逐漸

7、降低，并且下降的趨勢(shì)與d2+濃度呈現(xiàn)劑量關(guān)系；SD反映的是清理自由基的才能，隨著才能的下降，可以推斷出染毒果蠅的抗氧化系統(tǒng)已受到不同程度的傷害，染毒劑量越大，外在表現(xiàn)越明顯(P0.01)。盡管添加V之后果蠅體內(nèi)SD含量仍呈下降趨勢(shì)，但是與對(duì)照組相比，差距并沒(méi)有加大，相反顯示出上升的趨勢(shì)，并且看到各個(gè)濃度之間的差距也縮小的趨勢(shì)，由此我們可以推斷出V降低了染毒果蠅體內(nèi)d2+的傷害作用，在一定程度上維持了抗氧化系統(tǒng)的平衡，使這些果蠅外在表現(xiàn)為壽命相對(duì)延長(zhǎng)，SD含量下降相對(duì)延緩。表2顯示DA呈上升趨勢(shì)，隨著d2+濃度的增加DA差異顯著(P0.01，P0.05)。并且d2+處理后比對(duì)照組上升明顯，由于D

8、A含量表現(xiàn)的是體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物的含量，而DA含量的升高說(shuō)明果蠅體內(nèi)不飽和脂肪酸增多，抵抗自由基的才能下降，抗氧化系統(tǒng)不能維持平衡；并且隨著d2+濃度的加大平衡系統(tǒng)破壞愈加嚴(yán)重。在添加V后，盡管各濃度DA的含量仍然呈上升趨勢(shì)，但DA含量明顯降低。說(shuō)明V的參加降低了自由基對(duì)不飽和脂肪酸的氧化作用，對(duì)果蠅抗氧化系統(tǒng)起到一定的積極效用。表1d2+和V對(duì)果蠅平均壽命和生育力的影響略與同列對(duì)照組比擬：1)P0.05，2)P0.01；下表同表2d2+和V對(duì)果蠅體內(nèi)SD和DA的影響略3討論果蠅是一種真核多細(xì)胞生物，具有生存周期短，繁殖量大，飼養(yǎng)簡(jiǎn)便，反響靈敏等優(yōu)點(diǎn)，其代謝系統(tǒng)，生理功能，生長(zhǎng)發(fā)育等同哺乳動(dòng)

9、物根本相似，故在進(jìn)展環(huán)境污染物對(duì)安康危害等方面的綜合性影響研究時(shí)將其作為一種很好的生物材料。從本實(shí)驗(yàn)看來(lái)，不同濃度的d2+對(duì)生物有一定影響，主要表如今它既可損傷生殖細(xì)胞的形成，減后代的數(shù)量；又可影響到生物的新陳代謝，使個(gè)體發(fā)育受阻，導(dǎo)致動(dòng)物個(gè)體壽命縮短。結(jié)果說(shuō)明，d2+染毒可以縮短果蠅壽命，而且平均壽命與d2+濃度間呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)d2+濃度進(jìn)步時(shí)果蠅平均壽命相應(yīng)縮短并且可以減少同期內(nèi)果蠅子代發(fā)生量，隨著d2+濃度增高，子代發(fā)育速度延緩并伴隨著發(fā)生量逐漸減少，成蟲(chóng)的平均壽命相應(yīng)縮短。果蠅壽命可以指示生存環(huán)境的優(yōu)劣，果蠅壽命的延長(zhǎng)或縮短與飼養(yǎng)介質(zhì)相對(duì)應(yīng)7。另外，本研究將V添加到果蠅培養(yǎng)基中，討論了在

10、有d2+處理的情況下，V對(duì)損傷的保護(hù)或?qū)Σ涣辑h(huán)境的拮抗作用。結(jié)果顯示，V能削弱d2+對(duì)果蠅的傷害作用，當(dāng)培養(yǎng)基中含有V時(shí)，子代數(shù)量呈逐漸遞增趨勢(shì)，生理功能有不同程度的恢復(fù)?？梢?jiàn)，V對(duì)于生物的生存、代謝、繁殖和對(duì)不良環(huán)境的抵抗有良好的作用。本研究結(jié)果還顯示，d2+可誘發(fā)機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化作用，使果蠅體內(nèi)過(guò)氧化物增多，抗氧化酶活性降低，這與在大鼠體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致8。含d2+化合物的廣泛應(yīng)用，人們?cè)陉P(guān)注其平安性的同時(shí)也在尋找對(duì)其損害有預(yù)防作用的物質(zhì)與方法。在V與d2+同時(shí)喂飼果蠅，結(jié)果發(fā)現(xiàn)V使果蠅SD活性進(jìn)步，DA含量降低，說(shuō)明V對(duì)d2+引發(fā)的脂質(zhì)過(guò)氧化反響有拮抗作用。另外，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，V可以減小d2+的影響，但卻不能消除其有害影響。雌雄果蠅體內(nèi)DA含量隨增齡而增加，這與關(guān)于安康人和大鼠的研究結(jié)果9，10相