镉的毒性机理.docx

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1、2镉的毒性机理1．2．1镉与氧化应激镉可以通过增强膜脂质过氧化和改变细胞内的抗氧化系统而在不同组织诱导氧化损伤。Cd”消耗谷胱甘肽(GSH)和蛋白结合巯基，增强了活性氧(ROS)如超氧自由基、羟基自由基、过氧化氢等，这些ROS进一步促进脂质过氧化物生成(洪峰，2002)。镉中毒会导致线粒体呼吸调节功能和氧化磷酸化偶联发生障碍。这种呼吸功能的障碍，会消耗大量的氧，出现明显的氧渗漏现象，产生大量自由基，这也可能是镉中毒时自由基产生的机制之一。牟素华等(2003)报道，过量镉可诱导大鼠血清、肝、肾组织中LPO含量显著增加。BagchiD(1997)等给大鼠经口慢性染镉，在60d和75d之

2、间观察到肝、脑中最大LPO，镉处理75d后，尿脂质过氧化代谢产物MDA排泄增加1．8倍，表明低剂量慢性染镉造成组织损伤与氧化应激有关。刘晓玲等(2003)将中华绒螯蟹浸泡在2．0mg／LCdCl2溶液中，分别于第0、6、12、24、48，72、96h检查发现，河肝胰腺的抗氧化酶活性随时间发生规律性变化，肝胰脏SOD活性降低，随时间的延长，在暴露72h后，SOD活性恢复并超过未染毒时22．3％，表明Cd”中毒导致细胞内氧自由基大量积累从而诱导酶活性升高；CAT活性先下降后增高，随后减少，最后以低于对照组的水平趋于平衡；肝胰腺中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性的变化规律与SOD相

3、似，在解除氧自由基毒性方面有一定的协调性。杨淑华(2006)研究表明，亚慢性镉染毒能使鸡卵巢SOD、GSH-Px活性下降，MDA含量增加，呈现明显的时间．剂量效应。凌艺辉等(2005)也报道镉接触工人体内的脂质过氧化产物增多，抗氧化酶SOD、GSH．1ax和谷胱甘肽硫转移酶(GsT)活性降低，且接触时间长的人群比短的人群体内MDA的含量更高，而SOD、GSH．Px和GST活性更低。镉可抑制人和动物体内抗氧化酶活性，导致脂质过氧化物堆积从而引起组织损伤。抗氧化酶是体内主要清除自由基的酶，它的活性下降，组织清除自由基能力降低，发生氧化损伤(梁弟等，2002)，如镉与SOD、谷胱甘肽还原

4、酶(GSSG-R)的巯基结合，与GSH．Px中的硒(Se)形成Cd-Se复合物，或取代CuZa．SOD中的Zn形成CuCd-SOD，从而使这些酶的抗氧化活性降低或丧失。镉与抗氧化酶(SOD、GSH．Px、CAT)中的金属发生竞争性替代作用。抑制了这些酶的活性。富含巯基的金属硫蛋白(MT)、GSH以及微量元素Zn、sc能颉颃镉的生殖毒性现象也证实了这一点。1．2．2镉与酶镉与含羟基(-OH)、氨基(．NH：)、巯基(一SH)的蛋白质分子结合，生成镉一蛋白质，使许多酶系统受到抑制，甚至使酶失去生物活性，从而破坏组织器官中酶系统正常的生理功能，影响机体对蛋白质、脂肪和糖类等营养物质的消化

5、吸收。此外，镉与锌蛋白酶发生亲合反应，置换出锌，干扰、降低那些需要锌的酶的生物活性和生理功能，这是镉毒性的重要机制之一。廖晓岗等(1999)用2mg／kg体重CdCl2对大鼠腹腔注射，结果镉对睾丸间质细胞超微结构和葡萄糖-6一磷酸酶(G-6-Pase)活性有早期直接损伤，且酶活性改变早于超微结构变化，说明镉可能直接影响该酶活性。张凯(1991)研究表明镉可以降低氨基比林．N．脱甲基酶、G一6-Pase的活力，同时可使肝微粒体脂质过氧化作用加强，表明镉降低微粒体酶活性可能是通过激活膜的脂质过氧化所致。张峰等(2003)研究表明镉可以降低睾丸和附睾组织中的碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢

6、酶(LDH)、碳酸酐酶等的活性。ALP是一锌的胞浆结合酶，镉与蛋白质巯基的结合比锌稳定，故镉能将含锌酶ALP中的锌不可逆地置换出来，导致ALP性下降(朱善良等，2003)。膜结合酶的活性直接涉及膜的功能．线粒体膜表面Na+．K+．ATPase、Ca2+．ATPase和M92+-ATPase与膜离子交换和运输密切相关。杨长华等(1996)用组织学及组织化学方法观察大鼠长期饮用含镉300mg／L水对肾脏的毒性作用，结果与正常组大鼠比较，饮含镉水组大鼠肾近曲小管的琥珀酸脱氢酶(SDH)、ATPase的活性及糖原明显降低，说明镉己造成肾小管细胞的实质性损伤。姜傥等(1997)研究发现，肾小

7、管上皮细胞经体外染镉30min后，细胞Nr-K+-ATPase活性明显受抑制，胞浆内游离ca2+浓度显著升高，胞浆内ca2+浓度的升高与Na+-K+-ATPase活性下降之间存在着明显的相关性。肖银霞(2006)通过体外试验发现，染镉组脾淋巴细胞膜Na+-K+ATPase、M92+．ATPase和Ca2+-ATPase的活性降低，且具有时间效应。有人认为低浓度的镉可代替Ca2+激活钙调蛋白(CaM)，进而直接和Ca2+、M92+．ATPase的巯基(一SH)部分结合，