铟对妊娠大鼠脑和胎盘组织的毒性及超微结构改变

摘要

铟是一种化学元素(符号为In)，是地壳中丰度第61位的元素，每单位重量的比例为0.24 ppm。它具有几种物理化学性质，使其可以用于不同的领域，如:医药和工业，这些领域使人类直接或间接地与这种金属接触。雷竞技网页版In可能是某些毒性的来源，注意到其毒性取决于吸收途径和所研究的化合物，不同化合物的胚胎毒性或胚胎学和致畸效应(pillisamre, 2003年)。本研究的目的是利用透射电子显微镜(TEM)测定铟对妊娠大鼠脑和胎盘组织的影响。硫酸铟处理大鼠脑组织(神经元、神经胶质细胞)和胎盘(母胎面)超微结构研究显示，溶酶体中存在致密的电子沉积，线粒体改变，内质网扩张，而对照组组织中无沉积。结论是，铟是一种可引起细胞内损伤的有毒元素。

关键字

铟，脑，胎盘，毒性

介绍

大脑是最复杂的自然系统之一。它的功能与其结构密切相关，是协调整个生物体并使生物体融入环境。胎盘是一个复杂的器官，对胎儿的发育和生长至关重要[1]。它允许囊胚存活，并在物理和生物上将发育中的胚胎与子宫壁连接起来。之所以选择大脑和胎盘，是因为它们是生命中两个重要的器官，此外大脑控制着胎盘等所有器官的所有功能。我们注意到这两个机关是必要的，也注意到存在的问题毒性由某些化学元素如铟在医药和工业上的应用而引入。

本研究的目的是确定铟在怀孕大鼠经铟处理后的脑和胎盘组织中的行为，并确定在这种隔离现象中负责的细胞器以及引入铟后引起的一些超微结构变化金属。为了解决这些问题，我们使用了透射电子显微镜。

材料与方法

在这项研究中，我们使用了24只体重在250克左右的怀孕雌性Wistar大鼠。将大鼠分为两组(M1、M2)，在突尼斯医学院实验医学部按12 h暗/12 h光循环饲养15 d，以适应环境。这些大鼠是自由喂养的，不限制饮水。每个笼子里有两只雌性和一只雄性来配对。进行阴道涂片检查以检查妊娠情况。从妊娠第16天开始，雌性大鼠每日注射如下:

•第一组(M1) 12只大鼠4次腹腔注射含硫酸铟可溶性溶液1ml [In]₂(所以₄）_3.(Merk，法国)，以便累积总剂量为每公斤体重16毫克。

•第二组(M2) 12只对照大鼠，在相同实验条件下给予生理血清。

末次注射24小时后，全部大鼠麻醉，取脑、胎盘两个脏器，快速斩首处死。

本研究中使用的比率是根据内部机构规则维持和处理的，基于动物实验的伦理原则。

抽样方法

脑皮质区和胎盘被切成1mm3的碎片。这些碎片立即在3%戊二醛溶液中浸泡在乙酸钠缓冲液中，在4℃下浸泡24小时。在相同的缓冲液中冲洗后，片段在25°C的环境温度下，在1%四氧化二锇中固定17小时。

所有碎片在浓度增加的乙醇浴中脱水，然后在两个环氧丙烷浴中脱水，然后包埋在环氧树脂(Epon)中，在45℃下孵育48 h，在60℃下孵育24 h。得到了厚度为100 ~ 150nm的半薄切片。然后在半薄切片上选择组织区域进行切割，以获得收集在300目铜网格上的超薄切片。这些切口与醋酸铀酰和柠檬酸铅对比，并用透射电子显微镜检查。

监测方法:透射电镜(TEM)

透射电子显微镜基于电子束在柱状或令人满意的真空中发射，这些电子束仅通过非常薄的物体。由此产生的图像将记录在感光板上[2]。

结果

铟对脑组织作用的超微结构研究

在本文中，我们研究了脑组织:两个品种细胞分别研究了神经细胞(神经元)和胶质细胞(少突胶质细胞)。

•神经元

腹腔注射硫酸铟溶液的大鼠脑组织超微结构研究显示，胞质内存在大量溶酶体;它们的形状和大小各不相同，最重要的是，它们被赋予了一种电子密集的材料。所研究的细胞中的一些线粒体肿胀，没有可见的嵴，含有非常电子发光的基质。在一些细胞中，内质网也发生了改变，而在其他细胞中，只有少数内质网被识别出来(图1)。这些细胞的总体结构保持不变，仍然保持其形状和细胞器的正态分布。而对照大鼠神经元的细胞核和细胞器(如线粒体和内质网)超微结构正常。在脑细胞的不同区域未观察到溶酶体超载，线粒体未发生改变(图2)。

硫酸铟处理大鼠的轴突超微结构研究显示，线粒体(图3)。对照轴突和正常线粒体结构未见沉积(图4)。

•少突胶质细胞

对脑细胞的详细观察显示，少突胶质细胞膜、核不规则，染色质分布异常，部分线粒体改变，粗网内质区扩张。图5)。对照组织未见沉积，细胞结构正常(图6)。

铟对胎盘组织影响的超微结构研究

本研究研究了胎盘的两个面:母面和胎面。

•孕产妇的脸

对腹腔注射硫酸铟可溶性溶液的大鼠母性面部的研究表明，这些上皮细胞对实验处理的反应更为强烈。大部分细胞核仍为圆形，常染，但轮廓不规则。在细胞质中，存在圆形、椭圆形溶酶体，它们都带着不同数量的电子致密物质。部分线粒体改变，基质稀疏，嵴异常(图7)。对照组大鼠母面溶酶体未见沉积，网状和线粒体结构正常。图8)。

•胎面

从妊娠周期第16天开始，硫酸铟处理大鼠胎盘胎面超微结构研究显示出重要的退行性改变。溶酶体具有各种形状和大小的特征，在所有情况下都带有电子致密物质，并且在细胞滋养层和合细胞滋养层中观察到线粒体的改变(图9)。胎儿细胞对照切片各研究区域未见超微结构改变(图10)。

讨论

先前的研究

有几项研究涉及到行为指在某些器官内的铟，如肝细胞和骨髓细胞[3.]，睾丸[4-5]、卵巢和子宫[6]，表明这种化学物质以不溶性形式沉淀在这些不同器官的溶酶体中，总是与磷有关，并导致组织结构的一些改变，如空泡化、内质网扩张和线粒体改变。

与铟属于同一化学族的其他元素也有类似的行为。因此，镓在乳腺上皮细胞和骨髓肿瘤细胞中沉淀[3.，7-9];铝在骨髓的巨噬细胞中沉淀[10]，肝[11]和kidney [12]。在淋巴结中发现了铪和锆[3.，13]。随后对金进行的进一步研究表明，这种元素在多种细胞中积累，特别是肾上腺皮质的类固醇细胞和睾丸间质细胞[3.，14]。铌、钯和铂在近端肾细胞溶酶体中沉淀[3.]。镍定位于培养肿瘤细胞的溶酶体中[3.]和近端肾细胞溶酶体中的铟[3.，12，15，16]。

对于镧系元素，也发现了同样的沉淀现象，如铈[3.，17]，镧[18，19]和钐[3.]，它们已经定位于脊髓和髓质巨噬细胞以及肝细胞的溶酶体中[18，19]和肾[3.]。

本工作的贡献和讨论

本文是妊娠第16天以来首次对经铟处理的妊娠大鼠的脑组织和胎盘组织进行离体研究。在这项工作中，透射电子显微镜已经被证明提供了怀孕大鼠腹腔注射硫酸铟后大脑和胎盘组织的详细超微结构研究，揭示了这种元素以电子致密沉积物的形式存在于不同细胞品种的溶酶体中。

•大脑:神经细胞神经胶质细胞。

•胎盘:母体一侧胎儿的脸。

大脑

我们的超结构结果提供了铟给药对所研究组织的细胞结构的影响的额外信息:神经细胞和神经胶质细胞。事实上，铟以其高毒性引发细胞内损伤而闻名，主要表现为体重减轻。在细胞水平上，也观察到线粒体改变、内质网扩张和一些空泡化。溶酶体内沉积物似乎由铟组成。但用电子显微镜无法直接证明溶酶体中铟的存在。这种技术只允许进行超微结构研究。然而，溶酶体中的致密颗粒仅在未处理大鼠的脑细胞中存在，而在对照组大鼠的溶酶体中不存在。

在接受治疗的大鼠的大脑中观察到的溶酶内体沉积物的外观与已经描述的其他器官(如乳腺)中该元素的情况相当相似[20.]，肾[4]，睾丸[4，5]强烈提示溶酶体内沉积所观察到的极有可能与先前给药的铟相对应。

这些超微结构观察结果与先前的研究结果一致，表明铝(与铟同属一类的化学元素)以同样的方式沉淀，在各种细胞(神经细胞)的溶酶体中形成电子密集沉积物。21-23]，肝细胞[10-11]和乳腺细胞[20.]，经腹腔给药后，总是与磷有关。Maghraoui及其合作者进行的另一项研究表明，该元素以不溶性形式被隔离在各种细胞的溶酶体中，如十二指肠和空肠肠细胞和肝细胞[4]。

胎盘

在我们的研究中，妊娠大鼠腹腔注射4天后，在母体和胎儿的面部细胞中观察到电子致密沉积。此外，胎盘组织的结构改变包括:线粒体改变，粗糙的内质网扩张。胎盘组织中没有负载溶酶体是对照样本的一个重要特征。

这些结果与大鼠腹腔注射铟后睾丸间质细胞和睾丸支持细胞的观察结果一致。在酸性磷酸酶的作用下，这种元素以不溶性的形式与磷一起沉淀在睾丸细胞的溶酶体中，用微量分析技术证明了这一点[4，5，21]。同样的元素在口服后以同样的方式沉淀在十二指肠细胞的溶酶体中[4]。同属铟族的元素镓富集于肿瘤细胞和骨髓细胞的溶酶体中[3.，10-11，24]。

这些结果可以证明溶酶体在矿物元素的沉淀和固存现象中所起的关键作用。回顾其主要作用是降解有机物。而且，这种沉淀现象阻止了它们在机体内的扩散，起到了“防御”的作用，阻止了这些元素渗入体内环境。

结论

本研究证明了溶酶体在细胞水平上铟浓度现象中的作用，揭示了在脑水平注射铟所引起的结构改变，而在胎盘水平注射铟。

视角

确定长期积累这种元素对激素分泌的影响。

参考文献

1. Deloison B，等。胎盘MRI:生理与病理。[J]中华妇产科杂志。2013:1-10。
2. Fehri E，等。镧系元素和微量分析。口服两种镧系元素的影响:超微结构和微量分析研究。突尼斯巴斯德研究所。2005;82(1-4):59-67。
3. Maghraoui S等人。铟(In)在肠粘膜、肝、肾和睾丸中的显微及微量分析研究。电子工程学报，2011,30(2):393 - 398。
4. Maghraoui S等人。亲代给药后金(Au)和铟(In)在睾丸细胞内行为的比较。显微镜。2013;1 - 7。
5. Mhamdi M等。溶酶体在女性生殖系统铝、铟浓度现象中的作用。超微结构材料学报，2017;44 59-64。
6. Berry JP，等。镓在肿瘤细胞中的定位。电子显微镜，电子探针显微分析和分析离子显微镜。中华核医学杂志，1983;10(4):199-204。
7. Berry JP, Galle S和Escaig F.镓在哺乳动物不同组织中的分布-二次离子发射和x射线光谱的微量分析研究。[J]《巴黎物理学杂志》;1984年,增刊2:537 - 540。
8. Berry JP，等。溶酶体在哺乳动物组织中镓浓度中的作用。中国生物医学工程学报(英文版);51:43-52。
9. 贝瑞JP。溶酶体在矿物元素选择性浓度中的作用。微量分析研究。中国生物医学工程学报，1996;42(3):395-411。
10. Galle P，等。原发性甲状旁腺瘤溶酶体中异常的铝浓度。中国生物医学工程学报，1997,7(1):1 -6。
11. Galle P，等。血液透析患者肝细胞铝的超微结构定位。[j] .中国生物医学工程学报，1997,7(3):559 - 561。
12. Galle P，等。大鼠肾中铝和铟的亚细胞定位。应用冲浪科学。2004;231-232:475-478。
13. 张建平，张建平，张建平，等。铪在淋巴细胞中的优先定位。电子探针研究。[J] .中华细胞病杂志。1992;24(1):15-18。
14. Manoubi L，等。注射异金菊素后大鼠肾上睾丸和甲状腺中金的亚细胞定位。中国生物医学工程学报，2009;30(4):483-487。
15. 周期表III族A两种元素:铝和铟的肾消除机制。动物生理学报。1981;29:91-96。
16. 溶酶体在肾脏矿物质元素浓度中的作用。年鉴医学出版社，1983;85-99。
17. Manoubi L，等。给药后大鼠肠黏膜、肝、肾、肾上腺和睾丸腺中铈的亚细胞定位。痕量微量探针技术[J] . 1998;16(2):209-219。
18. 贺建宁，等。钆、镧和铽的细胞内定位。三种稀土。离子微量分析和电子探针的微量分析研究。金属离子在生物学和医学中的应用。Collery PH, Poirier LA, Littlefield NA, Etienne JC编辑。约翰·利比。Eurotext。巴黎。1994;193 - 198。
19. Manoubi-Tekaya L，等。溶酶体在矿物元素细胞内行为中的作用:以镧为例。中华医学杂志，2000;78(3):195-200。
20. Ayadi A，等。哺乳乳腺细胞中四种矿物元素胞内行为的超微结构研究:常规透射电镜研究。中国生物医学工程学报，2008;31(1):849 - 855。
21. Maghraoui S等人。睾丸组织中铟胞内行为的组织学和超微结构研究。生物医学工程学报，2012;44(4):544 - 544。
22. Galle P，等。铝在大鼠脑内的电镜超微结构定位。神经病理学杂志。1980;49:245-247。
23. P.铝的毒性。科学研究。1986;17(8):766- 775。
24. Berry JP，等。磷酸铝酸性磷酸酶活性的可视化:生化和X射线微量分析研究。[J] .中国生物医学工程学报。2002;30(1):1 - 6。