瘦肉精短期染毒對小鼠肝腎功能及遺傳毒性的影響

鄭艷艷，李羨筠，謝晶，梁丹玉

(廣西壯族自治區職業病防治研究院中毒與毒理研究所，廣西 南寧 530021)

·論著·

瘦肉精短期染毒對小鼠肝腎功能及遺傳毒性的影響

鄭艷艷，李羨筠，謝晶，梁丹玉

(廣西壯族自治區職業病防治研究院中毒與毒理研究所，廣西 南寧 530021)

目的探討瘦肉精短期染毒對小鼠肝腎功能的影響及遺傳毒性損傷。方法取40只KM小鼠隨機分為4組，每組10只，雌雄各半，分別飲用含瘦肉精1.26 mg/kg、2.52 mg/kg、12.6 mg/kg的水(劑量組)和不含瘦肉精的水(對照組)，連續染毒28 d，觀察染毒過程中小鼠臨床表現，結束染毒后測定肝腎功能及臟器系數。另取50只KM小鼠隨機分成5組，每組10只，雌雄各半，連續5 d分別以6.3 mg/kg、12.6 mg/kg、25.2 mg/kg三個劑量瘦肉精經口灌胃染毒，陰性對照組以等量超純水灌胃，陽性對照以80 mg/kg環膦酰胺腹腔注射。末次染毒后24 h后處死動物，分別應用小鼠骨髓染色體畸變試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗、小鼠精原細胞畸變試驗對瘦肉精的體細胞及生殖細胞遺傳毒性作用進行研究。結果28 d短期染毒過程中小鼠出現呼吸加快、煩躁不安、毛發蓬松及肌肉震顫癥狀，肝功能AST含量逐漸升高，腎功能SUA含量和肝臟系數與對照組相比顯著降低，差異有統計學意義(P<0.05)。小鼠骨髓染色體畸變試驗、骨髓嗜多染紅細胞微核、精原細胞畸變試驗結果，與陰性對照組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。結論本次試驗劑量28 d短期染毒瘦肉精對小鼠的肝腎有一定的損害；經小鼠骨髓染色體畸變試驗、骨髓嗜多染紅細胞微核、精原細胞畸變試驗研究，瘦肉精體細胞和生殖細胞的遺傳毒性均為陰性。

瘦肉精；肝腎損害；骨髓染色體；嗜多染紅細胞微核；精原細胞

瘦肉精化學名為鹽酸克倫特羅，是由β2腎上腺受體激動劑人工合成，在20世紀80年代被發現有顯著促進瘦肉增長和減少脂肪的效果，因此曾經被作為飼料添加劑大量使用[1]。近年有瘦肉精殘留的食品安全問題發生，食用含瘦肉精殘留的肉及內臟引起許多不適的中毒癥狀，造成多器官、系統的損害，給人類健康帶來危害。筆者試圖通過28 d短期染毒觀察瘦肉精對小鼠肝腎的短期損害效應；進行小鼠骨髓染色體畸變試驗、小鼠精原細胞染色體畸變試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗研究瘦肉精對小鼠體細胞和生殖細胞的遺傳毒性損傷。

1 材料與方法

1.1 材料實驗動物為SPF級KM小鼠，由廣西醫科大學實驗動物中心提供(許可證號：SCXK桂2009-0002)。本實驗室取得廣西壯族自治區科技廳頒發的《實驗動物使用許可證》，許可證號：SYXK桂2009-0003。瘦肉精(鹽酸克倫特羅)對照品(批號: 100072-200402)由中國藥品生物制品檢定所提供。

1.2 試驗方法

1.2.128 d短期染毒毒性試驗取小鼠40只，體重(18±2)g，按體重隨機分為4組，每組10只，雌雄各半。根據瘦肉精急性經口LD50(126 mg/kg)確定染毒劑量，分別為1.26 mg/kg、2.52 mg/kg、12.6 mg/kg三個劑量組。精密稱取瘦肉精對照品，稀釋成相應濃度的飲用水，小鼠自由飲用，連續28 d。對照組飲用不含瘦肉精的去離子水。染毒期間觀察動物一般臨床表現，每周稱量一次體重。染毒結束時摘眼球放取血，用全自動生化分析儀測定肝功能包括：天冬氨酸氨基轉移酶(AST)、丙氨酸氨基轉氨酶(ALT)；腎功能包括尿酸(SUA)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)。處死小鼠后取肝、腎臟進行稱重，計算其臟器系數。

1.2.2 遺傳毒性試驗取成年小鼠50只，體重(20±2)g，按體重隨機分為5組，每組10只，雌雄各半。設6.3 mg/kg、12.6 mg/kg、25.2 mg/kg三個劑量組，陽性對照組(環膦酰胺，劑量為80 mg/kg)，陰性對照組(超純水)。試驗組經口灌胃給藥，亞急性染毒(1次/d，連續5 d)；陽性對照組腹腔注射給藥(1次/d，連續5 d)；陰性對照組同時灌胃等量超純水。末次染毒24 h后頸椎脫臼法處死小鼠，處死前4 h按6 mg/kg體重腹腔注射秋水仙素。

1.2.2.1 小鼠骨髓染色體畸變試驗[2]取雙側股骨，用生理鹽水沖取骨髓，低滲法制片。每只動物油鏡下計數100個細胞，記錄斷片、微小體、環狀體等畸變細胞數，計算畸變率。

1.2.2.2 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗[3]取胸骨骨髓涂片，固定后Giemsa染色。每只動物計數1 000個嗜多染紅細胞，計算微核率(‰)，同時計數500個嗜多染紅細胞的同時觀察到的正常紅細胞數，求出PCE/NCE值。

1.2.2.3 小鼠精原細胞染色體畸變試驗[4]雄性動物取雙側睪丸，去除被膜后剪碎低滲法制片。每只動物油鏡下計數100個細胞，記錄斷片、微小體、環狀體等畸變細胞數，計算畸變率。

1.3 統計學方法數據采用SPSS13.0軟件進行統計學處理，計量資料采用單因素方差分析，計數資料采用χ2進行分析，以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.128 d短期染毒毒性效應結果

2.1.1 小鼠一般表現及肝腎臟器系數染毒前期小鼠進食、飲水、活動等未見異常。染毒21 d后高劑量組動物出現呼吸加快、煩躁不安、毛發蓬松癥狀，個別動物還出現肌肉震顫癥狀。由表1看出，染毒28 d后各組動物體重均增加，且隨劑量增大呈上升趨勢，12.6 mg/kg劑量組動物體重明顯高于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；12.6 mg/kg劑量組肝臟系數明顯小于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)。

2.1.2 小鼠血清肝腎功能生化指標測定隨著染毒劑量的增大，小鼠肝功能指標AST呈升高趨勢，其中12.6 mg/kg劑量組明顯高于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)。12.6 mg/kg劑量組腎功能指標SUA明顯低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

2.2 瘦肉精遺傳毒性試驗結果

2.2.1 小鼠骨髓染色體畸變試驗結果瘦肉精各劑量組小鼠骨髓染色體畸變率與陰性對照組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。陽性對照組畸變率顯著高于陰性對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)，見表3。

2.2.2 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗結果瘦肉精各劑量組的微核率與陰性對照組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。陽性對照組微核率高于陰性對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)，見表4。

2.2.3 小鼠睪丸精原細胞染色體畸變試驗結果陽性對照組畸變率高于陰性對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)，瘦肉精各劑量組小鼠精母細胞染色體畸變率與陰性對照組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表5。

表1 瘦肉精對小鼠體重和肝腎臟器系數的影響（±s)

表1 瘦肉精對小鼠體重和肝腎臟器系數的影響（±s)

注：與對照組比較，aP<0.05。

表2 瘦肉精對小鼠血清生化的影響(±s)

表2 瘦肉精對小鼠血清生化的影響(±s)

注：與對照組比較，aP<0.05。

注：與陰性對照組比較，aP>0.05，bP<0.05。

表4 瘦肉精小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗結果(個)

表5 瘦肉精小鼠睪丸精原細胞染色體畸變試驗結果(個)

3 討論

鹽酸克倫特羅是一種平喘藥，1984年美國研究者發現其具有明顯提高瘦肉率及減少脂肪率的效果，其后被廣泛應用于畜禽生產中，2002年起中國境內禁止在動物飲用水及飼料總使用，但有些不良商家為經濟利益，違規使用瘦肉精，瘦肉精的潛在危害不容忽視。有報道指出慢性中毒小鼠毛發、肝腎和肌肉中鹽酸克倫特羅殘留量按濃度大小依次為：毛發＞肝腎＞肌肉[5]。本研究的28 d短期染毒主要探討肝腎功能的損害，肝臟是機體的代謝中樞，進入體內的營養物質在肝臟中被代謝、轉化和處理；腎臟是一個重要的排泄器官，大部分代謝產物通過腎臟排出體外。研究發現肝功能中高劑量組天冬氨酸氨基轉移酶結果明顯高于對照組而肝臟臟體系數明顯低于對照組，提示該劑量下的瘦肉精對小鼠的肝臟已造成一定的影響。腎功能高劑量組SUA降低，但Cr和BUN變化不明顯。嚴蕾等[6]對大鼠灌胃染毒30 d后，血清AST含量及肝、腎臟系數亦有類似的效應。由于該藥在家畜肝、腎中蓄積量較大，人若經常食用瘦肉精殘留量高的動物內臟，易產生慢性中毒反應，對肝臟、腎臟、神經系統等都會產生一定的不良作用，出現肌肉震顫、心慌、戰栗、頭痛、惡心、嘔吐等癥狀，特別對高血壓、心臟病、甲亢、前列腺肥大等疾病患者危害更大，嚴重者可致人死亡。本研究在染毒28 d時體重增加表現出劑量反應關系，高劑量組體重明顯高于對照組，提示在該劑量作用下，瘦肉精對機體物質代謝和營養再分配可能有一定的影響，國內亦有類似的報道[7]，但其作用機制有待進一步確證研究。

哺乳動物骨髓染色體畸變試驗用于檢測受試物誘發嚙齒類動物骨髓染色體結構畸變作用，微核試驗通過分析嚙齒類動物骨髓中的嗜多染紅細胞，在染毒動物中有微核的嗜多染紅細胞出現頻率的增加，是引起染色體損傷的指證，這兩項試驗均是檢測體細胞的遺傳損傷。多代精原細胞對化學品染毒后具有廣泛的敏感性各不相同，當染毒的精原細胞變為精母細胞時，通過對處于終變期分裂中期Ⅰ相的染色體型畸變進行減數分裂的染色體分析，可從染毒后的精原干細胞中獲得更多信息。檢測精原細胞染色單體型畸變，應檢查染毒后細胞的第一次有絲分裂，以免有些損傷在其后的細胞分裂中丟失，因此本研究采用染毒后24 h采樣。

瘦肉精對機體的毒性進行了較多的研究，主要集中在近期毒性效應比較多，對其致突變的研究較少，本研究以1/5LD50作為最高染毒劑量連續5 d對小鼠進行灌胃染毒以觀察瘦肉精對骨髓細胞和生殖細胞遺傳毒性的影響，結果發現在25.2 mg/kg劑量下其畸變率均無顯著增加，表明在本試驗劑量下，鹽酸克倫特羅對體細胞和生殖細胞無遺傳作用，這一結果與國內同類研究結果相一致[8]。這為瘦肉精對機體健康影響以及遺傳毒性評價提供依據，但其長期低劑量反復接觸的遠期效應還需要進一步研究。

[1]李羨筠.瘦肉精的毒性和致突變性研究進展[J].廣西醫科大學學報,2009,26(4):653-655.

[2]GB/T 21772-2008化學品哺乳動物骨髓染色體畸變試驗方法[S].

[3]GB/T 21773-2008化學品體內哺乳動物紅細胞微核試驗方法[S].

[4]GB/T 21751-2008化學品哺乳動物精原細胞染色體染色體畸變試驗方法[S].

[5]趙晶晶,李云蘭,梁晉瓊,等.鹽酸克倫特羅在小鼠毛發與肝腎和肌肉中殘留量關系的研究[J].藥物分析雜志,2009,28(9): 1277-1281.

[6]嚴蕾,孫高峰,楊浩峰,等.“瘦肉精”危害的實驗研究[J].疾病控制雜志,2005,9(6):596-599.

[7]王恩峰,張霞,龐全海.鹽酸克倫特羅對小鼠體重及心臟組織形態學的影響[J].中國動物檢疫,2010,27(8):37-40.

[8]賈強,張振玲,王筱芬,等.鹽酸克倫特羅的急性毒性和致突變試驗[J].毒理學雜志,2005,19(2):75-76.

Influence of short-term exposure to Clenbuterol on the hepatic and renal functions and genetic toxicology of mice.

ZHENG Yan-yan,LI Xian-jun,XIE Jing,LIANG Dan-yu.Research Institute of Poisoning and Toxicology,The Occupational Disease Prevention and Control Institute of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning 530021, Guangxi,CHINA

ObjectiveTo explore the influence of short-term exposure to clenbuterol on the hepatic and renal functions and genetic toxicology of Mice.Methods40 KM mice were randomly divided into 4 groups.There were 10 mice in each group which were half male and half female.The mice in dose groups were fed with clenbuterol solution of different concentration(1.26 mg/kg,2.52 mg/kg,12.6 mg/kg)respectively and the mice in control group were fed with water.Mice were fed continuously for 28 day in each group.Clinical manifestations were observed during the exposure.Hepatic and renal functions along with organic coefficients were determined after the exposure. Moreover,another 50 KM mice were randomly divided into 5 groups.There were 10 mice in each group which were half male and half female.The mice in dose groups were administered with clenbuterol of different dosage(6.3 mg/kg, 12.6 mg/kg,25.2 mg/kg)respectively by gavage once a day for 5 days.The mice in negative control group were administered with equal volume of ultrapure water by gavage while the mice in positive control group were injected intraperitoneally with 80 mg/kg cyclophosphamidum(CY).Mice were killed 24 hours after the last exposure to determine the genetic toxicology of clenbuterol on somatic cells and germ cells through chromosome aberration test,polychromatic erythrocytes(PCE)of bone marrow cells and SSCS distortion test.ResultsMice had symptoms of breathing rapidly,dysphoria,shaggy and muscle tremors during the process of exposure to clenbuterol for 28 days.The level of AST increased gradually while the level of SUA and liver coefficient of the dose groups were significantly decreased than that of the control group(P<0.05).There were no statistical differences between those dose groups and the control group on the results of chromosome aberration test,polychromatic erythrocytes(PCE)of bone marrow cells and SSCS distortion test(P>0.05).ConclusionIn short-term exposure to clenbuterol for 28 days,the hepatic and renal functions of mice were damaged.The results of chromosome aberration test,polychromatic erythrocytes(PCE)of bone marrow cells and SSCS distortion test showed that clenbuterol has no genetic toxicity to somatic cells and germ cells.

Clenbuterol;Hepatic and runal damage;Bone marrow chromosome;Polychromatic erythrocytes (PCE);Spermatogenium

R-332

A

1003—6350（2014）07—0937—04

2014-02-07)

廣西壯族自治區衛生廳醫藥衛生科研項目(編號：Z2007105)

李羨筠。E-mail:Lxjgxnn@126.com