2021年第5期
氟暴露对大鼠内分泌腺的影响
苗程怡，王宏伟，赵静*，崔书刚，王小芬
（河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471023）
摘要：试验旨在研究氟暴露对大鼠内分泌系统的影响。选取24只健康SD大鼠随机分为2组，通过饮水添加221mg/L氟化钠（相当于100mg/L氟离子），建立氟暴露大鼠模型。分别在试验处理第30d和第60d采集血液和甲状腺，运用放射免疫法检测血清中甲状腺素、肾上腺素、去甲肾上腺素和胰岛素含量。结果表明，加氟组大鼠甲状腺指数、三碘甲状腺原氨酸（T3）、四碘甲状腺原氨酸（T4）、血清游离三碘甲腺原氨酸（FT3）和血清游离四碘甲腺原氨酸（FT4）含量显著降低（P<0.05），但血清肾上腺素、去甲肾上腺素和胰岛素含量无显著变化（P> 0.05）。研究表明，过量的氟对大鼠血清甲状腺激素含量影响较大。
关键词：氟；甲状腺激素；肾上腺素；胰岛素；大鼠
中图分类号：S856.5文献标识码：A文章编号：1672-9692（2021）05-0011-04
Effect of fluoride on endocrine gland in rats
Miao Chengyi,Wang Hongwei,Zhao Jing*,Cui Shugang,Wang Xiaofen
(College of Animal Science and Technology,Henan University of Science and Technology,Henan Luoyang471023) Abstract:To investigate the effect of fluoride on the endocrine system in rats,a total of24healthy SD rats were randomly divided into two groups.The fluoride exposure model was established by adding221mg/L sodium fluoride(amount to 100mg/L fluoride ion)into drinking water.Blood and thyroid were collected on the30th day and on the60th day, respectively.Radioimmunoassay was used to detect the levels of thyroxine,adrenaline,norepinephrine and insulin in serum,respectively.The results showed that the thyroid index,T3,T4,FT3and FT4levels in the fluoride group significantly decreased(P<0.05).However,there were no significant changes in serum levels of the adrenaline, noradrenaline and insulin（P>0.05）.The experiment indicates that excessive fluoride has a great influence on the content of serum thyroid hormone of rats.
Key words:Fluoride;Thyroid hormone;Adrenaline;Insulin;Rats
氟是一种极性活泼的非金属元素，常以氟离子的形式广泛存在于自然界。作为骨骼与牙齿的必需组分，机体通过饮水或者饮食的方式摄取氟。适量的氟可增加骨硬度及牙齿的耐酸蚀能力，但氟摄入量不足或
过量会对机体硬组织和非骨相组织造成损伤。内分泌系统由内分泌腺和散在的内分泌细胞组成，与神经系统相互协调共同维持内环境的相对稳态[1]。在应激状态下，内分泌系统通过调动相关激素对外界不利环境条件做出适应性反应[2]。内分泌系统紊乱时会导致激素分泌失调，引发一系列疾病，如甲亢、糖尿病、钙代谢紊乱等[3-5]。研究表明，过量的氟也可以导致血糖升高[6]、钙磷代谢失调[7]。本研究通过建立氟暴露大鼠模型，探讨过量氟对甲状腺激素、肾上腺素、去甲肾上腺素和胰岛素含量的影响，为氟对动物内分泌系统毒性的研究提供参考。
1材料与方法
1.1试验材料
1.1.1试验动物
试验选取24只健康的24日龄Sprague-Dawley大鼠，体重（50±4）g，雌、雄各半，购自郑州大学动物实验中心。
1.1.2试验试剂
氟化钠购自西陇化工股份有限公司；伊红、苏木精购自武汉博士德生物工程有限公司；三碘甲状腺原氨酸（T3）
收稿日期：2020-02-21
作者简介：苗程怡，硕士，研究方向为畜禽营养代谢病与中毒病。
通讯作者：赵静，博士，讲师，研究方向为畜禽营养代谢病与毒
理学。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（31201963）；河南省自然
科学基金优秀青年基金项目（202300410120）
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2021年第5期
Modern Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine
试剂盒、四碘甲状腺原氨酸（T4）试剂盒、血清游离三碘
甲腺原氨酸（FT3）试剂盒、血清游离四碘甲腺原氨酸
（FT4）试剂盒均购自北京科美生物技术有限公司；肾
上腺素试剂盒、去甲肾上腺素试剂盒、胰岛素试剂盒
均购自南京信帆生物技术有限公司。
王宏伟个人资料简介1.1.3试验仪器
KD-BM生物组织包埋机（浙江省金华市科迪仪器有
限公司）、RM2235徕卡生物组织切片机（上海徕卡仪器有
限公司）、XS-212-103生物显微镜（上海普赫光电科技有
限公司）、GC-911γ-放射免疫计数器（合肥科大创新股份
有限公司）。
1.2试验设计
大鼠在标准实验动物房适应饲养1周后，随机分为
2组，每组12只。对照组（基础日粮+蒸馏水）；加氟组（基
础日粮+含221mg/L氟化钠的蒸馏水）。
1.3测定指标及方法
1.3.1甲状腺指数
在试验第30d和第60d分别对大鼠称重，采集甲状腺
对甲状腺称重，计算甲状腺指数。
甲状腺指数=甲状腺重量（g）/体重（kg）（1）
1.3.2激素含量
在试验第30d和第60d时分别采集血液，分离血清。
根据放射免疫试剂盒说明书（北京科美生物技术有限公司、
南京信帆生物技术有限公司），采用γ-计数器测定血清中甲
状腺素（T3）、甲状腺素（T4）、血清游离甲腺素（FT3）、血清游
离甲腺素（FT4）、肾上腺素、去甲肾上腺素和胰岛素含量。
1.4数据统计与分析
数据采用SPSS22.0t检验统计分析，P<0.05表示差异
显著；P<0.01表示差异极显著。数据结果以“平均值±标
准差”表示。
2结果与分析
2.1氟暴露对大鼠甲状腺指数的影响（见图1）
由图1可知，与对照组相比，加氟组大鼠甲状腺指数在
第30d时显著降低（P<0.05）；而在第60d时，各组大鼠甲
状腺指数差异不显著（P>0.05）。
2.2氟暴露对大鼠甲状腺激素含量的影响（见图2~图5）
由图2~图5可知，与对照组相比，加氟组大鼠T3含量
在第30d和第60d均极显著降低（P<0.01）；T4含量在第
30d时显著降低（P<0.05），第60d时极显著降低（P<0.01）；
FT3含量在第30d时显著降低（P<0.05），第60d时极显著
下降（P<0.01）；FT4含量在第30d和第60d时均极显著降低（P<0.01）。
2.3氟暴露对大鼠肾上腺素和去甲肾上腺素含量的影响（见图6、图7
）
注：*表示差异显著（P<0.05），**表示差异极显著（P<0.01）；下图同。
图1氟暴露对大鼠甲状腺指数的影响
Fig.1Effect of fluoride exposure on thyroid index of
rats
图2氟暴露对大鼠血清T3含量的影响
Fig.2Effect of fluoride exposure on serum T3content in
rats
图3氟暴露对大鼠血清T4含量的影响
Fig.3Effect of fluoride exposure on serum T4content in rats
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现代畜牧兽医
2021年第5期由图6、图7可知，与对照组相比，加氟组大鼠的肾上腺素和去甲肾上腺素含量第30d和第60d时差异不显著（P >0.05）。2.4
氟暴露对大鼠胰岛素含量的影响（见图8）
由图8可知，与对照组相比，胰岛素含量第30d 和第60d 时差异均不显著（P >0.05）。
3讨论
3.1
氟暴露对大鼠甲状腺激素的影响
甲状腺作为脊椎动物体内不可或缺的内分泌腺，在调
节细胞分化、组织发育和维持机体内分泌稳态方面起着至关重要的作用。甲状腺滤泡是组成甲状腺的基本单元，由单层上皮细胞及其分泌的胶体组成。甲状腺单层上皮细胞负责合成和分泌甲状腺激素，维持甲状腺滤泡上皮细胞的完整性，对甲状腺功能的发挥至关重要。氟作为一种小分子非金属元素可以通过简单扩散穿透细胞膜，进入细胞质对细胞和组织代谢产生毒性影响。研究表明，过量氟可通过降低机体抗氧化能力[8]，损伤甲状腺滤泡上皮细胞[8-9]。有研究表明，长期暴露在高氟环境中，体细胞的氧化和碘化作用就会受到干扰，甲状腺过氧化物酶活性降低，从而影响甲状腺激素的合成[10-11]。氟和碘均属于卤族元素，且氟比碘活性更强。氟可以直接置换甲状腺中的碘，影响甲状腺激素的分泌[12]；氟可竞争性地与酪氨酸结合，抑制甲状腺对碘的摄取和利用，进一步干扰T3、T4
的
图6氟暴露对大鼠肾上腺素含量的影响
Fig.6Effect of fluoride exposure on the content of adrenaline in
rats
图7氟暴露对大鼠去甲肾上腺素含量的影响
Fig.7Effect of fluoride exposure on the content of norepinephrine in
rats
图8氟暴露对大鼠胰岛素含量的影响
Fig.8Effect of fluoride exposure on the content of insulin in
rats
图4氟暴露对大鼠血清FT3含量的影响
Fig.4Effect of fluoride exposure on serum FT3content in
rats
图5氟暴露对大鼠血清FT4含量的影响
Fig.5Effect of fluoride exposure on serum FT4content in rats
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2021年第5期Modern Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine
合成[13]。在本试验中，过量氟不仅造成甲状腺指数的降低，而且T3、T4、FT3和FT4含量也显著降低，显示了氟对甲状腺强烈的毒性。
3.2氟暴露对大鼠肾上腺激素和胰岛素的影响
髓质细胞分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素在调节血压、心率等方面起着重要的作用。研究表明，给大鼠一次性注射10g/kg氟化钠，10min内血浆肾上腺素浓度升高4~5倍[14]。本试验中，通过饮水摄入过量氟，在第30d和第60d，大鼠血清肾上腺素和去甲肾上腺素含量未发生显著变化，可能与给氟方式和氟的摄入剂量不同有关。胰岛素不仅参与机体血糖的调节，而且在骨的生长和代谢中也扮演着重要角。据报道，氟可以通过损伤胰岛β细胞，抑制胰岛细胞增殖，造成胰岛β细胞的功能损害，直接减少胰岛素的分泌[15]，进而引起糖代谢紊乱。大鼠被氟处理2个月后，血清中胰岛素含量显著升高；但氟处理3个月后，血清中胰岛素含量出现下降[16]。说明一定时间内氟对胰岛素的分泌起到刺激作用，但长时间摄入过量氟将在一定程度上抑制胰岛素的分泌。在本研究中，血清胰岛素含量在氟处理第30d时有所降低，在60d时呈现上升趋势。胰岛素的分泌受内源和外源多种因素的影响，其含量的变化会影响血糖代谢及脂肪和蛋白质的合成。氟对胰岛素的影响受饮食和环境应激等多因素干扰，确切的机制有待深入研究。
4结论
综上所述，氟暴露可不同程度的干扰大鼠机体内分泌腺，影响激素分泌及合成，进而影响机体细胞和组
织的分化、发育和代谢。
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