NMDA受体介导的兴奋性毒性对慢性氟中毒仔代神经发育及学习记忆的影响

Endemic fluorosis is a disease distributed widely and exerts toxiceffects on many tissues and organs of human body. Guizhou province is a typical coal-burning endemic fluorosis area, we had investigated fluorosis and intelligence of children aged 8 to 12, found that the status of children’s fluorosis were serious, and the level of intelligence decreased significantly,that reminded the hight fluoride would produce damage effects on mental development, but the mechanism still not clear. . The purpose of the project is to study the relationships of the offsprings growth and neurobehavioral development, excitatory neurotransmitter,receptors and related transporter changes, and deficit in learning and memory by building a model of fluorosis in vivo and in vitro. To reveal the molecule mechanisms of the neurogenesis damages and the decreased ability of learning and memory induced by chronic fluorosis.

地方性氟中毒分布广泛，危害严重。贵州省是典型的燃煤污染型氟中毒病区，我们前期对氟病区 8-12 岁学龄儿童进行氟中毒及智力水平调查，发现病区儿童氟中毒情况较严重，且智力水平明显下降，提示儿童体内高氟负荷会对智力发育产生损伤作用，但目前慢性氟中毒对神经系统及智力发育的损害作用机制仍不清楚。. 本项目通过构建体内、体外氟中毒模型，以神经系统发育和学习记忆关系密切的兴奋性氨基酸及其受体介导的兴奋性通路为主要研究靶点，研究慢性氟中毒仔代生长及神经行为发育；兴奋性神经递质转运体、兴奋性递质受体相关转运体改变；以及其与学习记忆功能损伤关系等。探讨慢性氟中毒对仔代神经系统发育及智力低下的分子损害机制。

地方性氟中毒是是一种分布广泛、危害严重的地方病，主要表现为全身性慢性氟中毒，除氟斑牙、氟骨症等骨相系统损害外，还出现全身多器官系统的损害。神经系统作为人体的中枢器官，其组织结构富含磷脂等脂类物质，在长期慢性摄入过量氟过程中，往往成为氟攻击的主要器官，造成中枢神经系统毒性损害，出现相应的临床症状。但氟对神经系统损伤的机制目前还不十分清楚，氧化应激损伤可能成为氟中毒全身损害的主要发病机制。此外，NMDA受体作为兴奋性神经递质谷氨酸的特异性受体，具有双刃剑的作用。一方面，其作为兴奋性受体通道的开放，与大脑学习记忆功能密切相关；另一方面，该受体通道的过度激活与开放，往往会导致过量钙内流入细胞，并引发级联反应，导致神经细胞功能出现异常。. 本项目通过建立饮水型慢性氟中毒动物模型，观察到慢性染氟大鼠在长期饮用高氟饮水后，发生了严重的氟斑牙及尿氟含量明显升高。其所生仔代的生长发育及神经行为发育也较为迟缓，学习记忆能力明显下降。组织形态上，仔代大鼠脑组织结构，特别是海马神经细胞出现排列紊乱、丢失，细胞核嗜碱性增加，胞质内尼氏体减少，成熟神经元标志Neu N蛋白表达下降等形态改变。通过体内、体外实验研究发现高剂量染氟组大脑神经细胞内NMDA受体亚单位表达发生改变，主要表现为NR1、NR2A及NR2B蛋白及基因表达有所升高，尤以NR1、NR2B亚单位明显，且其蛋白的磷酸化水平升高，提示其功能比较活跃，证实了过量的氟可能对该受体具有过度激活的作用。同时神经细胞内反应性氧中间产物ROS及反应性氮中间产物NO、NOS、iNOS等明显增高，细胞内氧化应激水平的升高刺激NMDA神经受体，引起NMDA受体过度激活的结果，导致细胞内钙离子浓度明显升高，发生钙离子超载，从而诱导细胞凋亡水平升高。由此我们推断长期过量氟摄入，可直接或通过胎盘屏障影响仔代机体氧化应激水平及神经受体功能，进而影响其形态结构及生理功能，造成兴奋性神经毒性损害。