• 谷歌学者
  • 意见:929

  • PDF下载:8

汞毒理学作用下的金属诱发糖尿病风险:环境威胁的影响

Srikanta Guria.1*

1印度西孟加拉邦加尔各答巴拉萨特政府学院动物学系。

通讯作者电子邮件:guriasrikanta@gmail.com


DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.15.3.11

糖尿病(DM)是由于胰岛素分泌和/或胰岛素作用的缺陷导致高血糖的病症。已经鉴定出铅,镍,镉,砷和汞等毒性金属,其通过环境污染和食物链在来自T2D(2型糖尿病)患者的各种生物样品中积聚。目前的研究将阐明汞(II)氯化物在大鼠胰岛和肝组织中的毒理学影响,导致胰岛和肝脏的功能障碍和变性。治疗胰腺组织学的显微照片表现出胰岛的破坏,细胞令人报词和结缔组织隔膜的破坏。在汞(II)中,氯化物处理的基团胰腺细胞被发现是Pyknotic和细胞死亡通过膜破裂和坏死证实。通过葡萄糖耐量试验观察血糖水平的改变。用汞(II)处理的大鼠肝脏部分(II)氯化物在该器官的结构中显示出修饰。治疗的肝脏显示出较低的核酸/席克夫反应。在这项研究中,胰岛胰岛和肝脏的结构变化可能是糖尿病背后的原因。

糖尿病;环境污染物;胰岛;肝;水星的;胰腺

复制以下内容以引用本文:

Guria S.金属诱导糖尿病患者的风险由于汞的毒理学影响:环境威胁的影响。Curr World Environ 2020; 15(3)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.15.3.11

复制以下内容以引用此URL:

Guria S.金属诱导糖尿病患者的风险由于汞的毒理学影响:环境威胁的影响。Curr World Environ 2020; 15(3)。可从:https://bit.ly/36DZXCm


下载文章(PDF)
引文管理者
发布历史


文章出版历史

已收到: 26-05-2020
公认: 30-10-2020
审查由: orcid.orcid.Kasun Samarasiri.
第二次审查: orcid.orcid.查克川堂
最终批准: 博巴尔博士克里希兰

介绍

汞是一种环境污染物,产生健康危害(Marx,2002; Ratcliffe等,1996)。其申请在农业中作为杀菌剂,医学中作为局部防腐剂,消毒剂以及牙科(ATSDR,1999)的氨糖尿剂。

日本米纳塔病患者(甲基汞中毒)显示出糖尿病(DM)的发病率(Takeuchi和Eto,1997; Uchino等,1995)。Shigenaga(1976)的研究表明,用甲基汞(MEHG)诱导糖尿病(DM)重复治疗大鼠。最近,陈等人,(2006年和2010年)表示,杂烩化合物会影响胰腺β细胞功能障碍。由于铅(Pb),镍(Ni),镉(Cd),砷(As)和汞(Hg)引起的有毒金属与葡萄糖稳态的改变有关,并导致糖尿病的进展(Khan和Awan,2014年)。

有毒金属诱导的氧化应激可以降低胰岛胰岛β细胞中胰岛素基因启动子和胰岛素mRNA表达的活性,从而改变葡萄糖规则(Zheng等,2018)。汞和砷可以诱导许多疾病,包括导致细胞凋亡的氧化应激(Chen等,2009; Jomova等,2011)。

本研究将解释汞(II)氯化物(HgCl2)在胰岛胰岛(HgCl2)的毒理学作用以及大鼠的肝组织,以解释金属诱导的糖尿病(DM)。

材料和方法

本研究将通过以下方法阐明氯化汞(HgCl2)在大鼠胰岛和肝组织中的毒理学效应。

动物和住房

该研究是在100%至120g的两组白化大鼠中进行(总,14只大鼠,每组含有7只动物)。

所有团体中的动物都被喂养了自由,并允许自由进入水和日常饮食。所有动物均以实验室状况适应并接受人类护理。

将大鼠分为对照组和治疗组(n=7/组)。治疗组大鼠给予HgCl2 (5 mg/kg/day)连续2 ~ 3周(Chen et al., 2012),对照组大鼠仅给予正常饮食和水。

组织学研究

肝脏和胰的石蜡组织切片用血清氧基和曙红(H&E)和碘酸/席夫(PAS)染色并检查。

胰腺细胞分离或提取

使用镊子除去胰腺并在胰蛋白酶 - EDTA和Tryton X 100存在下通过细胞过滤器捣碎进入含有(0·1)次磷酸盐缓冲盐(pH7•2)的甲磷酸盐(pH7•2)。在800xg下进行细胞悬浮液进行离心3分钟。丢弃上清液并重新悬浮在PBS中的颗粒。将细胞悬浮液用于研究。

台盼蓝染料排除试验

用耳蛋白蓝染料溶液处理细胞5分钟,并在光学显微镜下观察,并计算死亡率指数。


葡萄糖耐量试验

通过凝血仪从控制和汞处理大鼠的尾静脉收集血液(Accu Chek Active Strip 25s)(Chakrabarti等,2007; Guria等,2014; Guria,2017和2018)。

结果与讨论

胰腺组织病理学发现 胰腺细胞分析

对照组胰岛组织病理学检查显示胰岛结构正常,细胞排列致密。胰岛比周围腺泡细胞染色较浅(图1A)。治疗后胰腺的显微组织学显示胰岛破裂、细胞定向障碍和结缔组织间隔破裂(图1B)。


对照Giemsa染色胰腺细胞的照片显示完整的核和膜(图1C)。在处理的组中,发现胰腺细胞被膜破裂,坏死和核变性证实了脓合并病和细胞死亡(图1D)。在大多数经过治疗的胰腺细胞中发现耳蛋白蓝(TB)阳性反应(图1E)。

图1:(a)对照大鼠胰岛的H-E染色部分显示了正常的Cyton架构(如箭头所示)(X400)。(b)注意到在治疗的胰岛胰岛(如箭头所示)中,将扩张的角间结缔组织(CT)隔膜和退化的胰岛细胞和退化的胰岛的细胞中的细胞中的细胞(如箭头所示)。

点击此处查看数字
图1:(c)Giemsa染色控制大鼠胰腺细胞,显示完整核和膜(如箭头所示)(x400)。

点击此处查看数字
图1:(d)治疗大鼠组中的Pyknotic胰腺细胞显示膜破裂,坏死和核变性(X400)。(e)治疗的大鼠胰腺细胞显示锥虫蓝(TB)阳性响应(如箭头所示)(X400)。
点击此处查看数字


肝脏的组织病理学表现与分析

对照肝组织显示正常细胞学结构,具有可见中心静脉,具有肝细胞的辐射帘线(图2a)。治疗的肝脏部分表现出肝细胞的坏死,中枢管的破坏,扩张正弦空间(图2B),中央静脉和血管挤塞(图2C)和围绕脂肪浸润(PFI)(图2D)。

图2:(a)正常电网建筑大鼠肝脏的H-E染色部分,可见中央静脉,辐射肝细胞(如箭头所示)(x 100)。(B,C,D)治疗大鼠肝脏的H-E染色部分表现出肝细胞的坏死,中枢管,扩张正弦空间和中央静脉挤动(如箭头所示)(x 400)。
点击此处查看数字


PAS分析肝脏

治疗组的肝脏部分在肝脏实质中显示出真空溶解。处理过的肝脏显示出较低(周期性酸/席克夫)PAS响应(图3B)。

图3:(a)正常大鼠肝脏的PAS染色部分(x 400)。(b)治疗大鼠肝脏的PAS染色部分(x 400)。注意治疗组中肝实质中的真空溶液(如箭头所示)。血糖水平
点击此处查看数字

即使在24小时后,治疗大鼠的葡萄糖水平增加也没有恢复到控制水平,即使在24小时后葡萄糖攻击(图4)。

图4:在对照大鼠中,血糖水平返回到葡萄糖喂养24小时后恢复到正常水平。与对照大鼠一样,在治疗大鼠中,葡萄糖水平葡萄糖水平升高,但升高的葡萄糖甚至在24小时后葡萄糖攻击后也没有恢复控制水平。血糖水平[mg / dl(毫克/分升)]是测量的在GTT期间。值表示为平均值±SE。P值<0.05被认为是统计学意义的。
点击此处查看数字

肝脏和胰腺组织都充当糖尿病(DM)的葡萄糖传感器。在目前的研究中,治疗胰腺和肝脏的组织病理学检查表明了形态改变。治疗大鼠注意到高血糖症的持久性。

Chen etal ., 2009指出胰岛细胞对重金属极为敏感,这是由于高表达的金属转运体和低表达的抗氧化剂导致胰岛β细胞功能障碍(Chen etal ., 2009)。最近的研究表明,汞化合物(MeHgCl和HgCl2)通过凋亡引起胰岛功能障碍[凋亡增加(P53.Caspase-3经处理的小鼠中的相关基因表达和ROS产生(Chen等,2012)。

汞作为胰岛素信号传导和抗性的负调节剂通过在细胞中产生的负调节剂(Durak等,2010; Bashan等,2009)。以前的研究还表明,IIB群金属(镉,汞和锌)调节靶细胞中的葡萄糖转运(Barnes等,2003)。Barnes和Kircher(2005)表示,用HGCL2预处理减少葡萄糖运输(Barnes和Kircher,2005)。

Guria,2018年表明,砷治疗大鼠群体的胰腺部分和肝脏表现出明显的形态变化。大量治疗的肝细胞表现出较高的NBT(Nitroblue四唑鎓)阳性反应(牙龈2018).观察了砷处理大鼠(Guria)血糖稳态的改变2018).Guria et al., 2016揭示了铬(VI)对胰腺和肝脏的超微结构有有害影响(Guria et al., 2016)。

结论

最近的研究证明了杂志化合物(MeHGCL和HGCL2)导致胰岛功能障碍。这种观察结果与早期关于基因毒性潜力的观察结果一致氯化汞(II)在肝脏、胰腺和其他组织中。

胰岛β细胞中金属转运蛋白的高表达使得胰岛细胞对重金属的毒性作用非常敏感,导致胰岛β细胞功能障碍。胰岛β-细胞变性和胰岛素抵抗是2型糖尿病的标志,因此减少β细胞功能的重金属与T2D风险高度相关(郑等人,2018; Edwards和Ackerman,2016)。

目前研究的结果证实了先前的研究(Guria等,2016;古丽亚2018).

因此,汞诱导的胰腺和肝脏改变的金属可能会说服糖尿病的状况。但是,需要进一步的研究来检查重金属暴露作为糖尿病(DM)的危险因素。

确认

作者各国对阵,博士学生和校长毕业生,Barasat Govt。提供用于进行工作的基础设施学院。提交人还要感谢Madhusudan DAS教授(前院长,科学大学科学大学学院学习学会学院委员会)印度加尔各答大学动物学系教授,感谢他的积极合作。

参考文献

  1. ATSDR(1999)。有毒物质和疾病登记处的机构。汞的毒理学曲线。亚特兰大,美国卫生和人类服务部,公共卫生服务,GA。
  2. Barnes DM和Kircher EA(2005)。氯化汞对3T3-L1脂肪细胞葡萄糖运输的影响。毒素。体外19:207-214。
    十字架
  3. Barnes DM,Hanlon Pr和Kircher EA(2003)。无机HGCL2对脂肪发生的影响。托克斯。SCI.75:368-377。
    十字架
  4. Bashan N, Kovsan J, Kachko I, Ovadia H and Rudich A(2009)。活性氧和氮对胰岛素信号的正调控和负调控。physiol。录89:27-71。
    十字架
  5. Chakrabarti S,Guria S,Samanta I和DAS M(2007)。甲状腺功能障碍调节大鼠的葡糖尿病机制。IND。J EXP。BIOL.45(6): 549 - 553。
  6. 陈姬,刘世,苏cc,日元康科州,杨塞,李基,唐fc,陈yw,卢迁,苏yc和huang cf(2012)。Marcuric化合物诱导胰岛功能障碍和体内细胞凋亡。Int J Mol Sci13: 12349 - 12366。
    十字架
  7. 陈永文,黄长发,杨永元,严创中,蔡克思,刘树生(2010)。无机汞通过氧化应激诱导的凋亡和坏死途径导致胰腺β细胞死亡。毒素苹果药理学243: 323 - 331。
    十字架
  8. 陈耶,杨塞,黄丕,洪迪兹,梁智,刘世士(2009)。重金属,胰岛功能和糖尿病发育。米特1:169-176。
    十字架
  9. 陈仁,黄慈,蔡诗,杨瑞,日元,杨塞,林某SY和Liu SY(2006)。甲基汞诱导胰腺β细胞凋亡和功能障碍。Chem Res毒品奖19:1080-1085。
    十字架
  10. Durak D,Kalender S,Uzun FG,Demur F和Kalender Y(2010)。汞氯化物诱导人红细胞中的氧化应激及维生素C和E的作用体外AFR。J.Biotech.9(4):488-495。
  11. Edwards J和Ackerman C(2016)。糖尿病与环境毒性镉暴露的研究进展,并着重探讨其可能的作用机制。Curr糖尿病Rev.12(3):252-258。
    十字架
  12. Guria S(2018)。砷诱导白化大鼠胰岛肝毒性和胰岛损伤:糖尿病的可能作用。国际新型研究07(1):9159-9163。
  13. Guria年代(2017)。四氧嘧啶诱导的糖尿病白化大鼠睾丸细胞形态学改变的组织学研究。J.原子和分子7(5): 1133 - 1139。
  14. Guria S,Chakraborty B和Banerjee M(2016)。铬(VI)诱导胰岛和肝脏的组织学变化:金属诱导糖尿病的初步研究。本实验35(1):2171-2181。
  15. Guria S,Ghosh S和DAS M(2014)。阿仑胍对肝脏组织病理学的糖苷作用。本实验28(2):1906-1912。
  16. Guria S, Chhetri S, Saha S, Chetri N, Singh G, Saha PB, Sarkar BS和Das M(2012)。四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠胰岛和腹腔巨噬细胞的细胞形态学研究:一种机制的洞察力。动物生物学杂志3(3):101-110。
  17. Jomova K和Valko M(2011)。金属诱导的氧化应激和人类疾病的进步。
    十字架
  18. 毒理学283:65-87。
  19. Khan A R和Awan F R(2014)。金属在2型糖尿病发病机制中的作用。J糖尿病元代表issord13:16。doi: 10.1186 / 2251-6581-13-16。
    十字架
  20. 马克思J(2002)。解开糖尿病的成因。科学296:686-689。
    十字架
  21. Ratcliffe He,Swanson Gm和Fischer LJ(1996)。人类接触汞:对不良健康影响证据的关键评估。J Toxicol包围健康49:221-270。
    十字架
  22. Shigenaga K(1976)。甲基氯化汞诱导胰岛损伤的光镜和电镜研究。熊本医学。j29:67-81。
  23. Takeuchi T和Eto K(1997)。米纳塔病的病理学和发病机制。在Minamata.
  24. 日本水俣和新泻甲基汞中毒的疾病Tsubaki T., Irukayama, K.,
  25. eds .;Kodansya:日本东京103-141。
  26. Uchino M,Tanaka Y,Ando Y,Yonehara T,Hara A,Mishima I,Okajima T和Ando M(1995)。慢性米纳塔病(有机汞中毒)的神经系统特征和老化并发症的发病率。J环境SCI Health B30(5):699-715。
    十字架
  27. 郑涛,刘胜,白勇,程宁,Buka S,杨安,石凯,张昕,李勇,徐胜,张斌和Wise J(2018)。目前对金属暴露与2型糖尿病风险之间关系的理解。Curr Res糖尿病互惠7(2):crdoj.ms.id.555710。
    十字架
Creative Commons许可
这项工作是在授权下获得的Creative Commons attage 4.0国际许可证