苯乙烯在SD大鼠中的立體選擇性代謝研究.pdf

1、苯乙烯,英文名稱styrene,是塑膠行業(yè)的重要原料。作業(yè)環(huán)境中的苯乙烯主要以氣體形式通過呼吸道進入人體。研究表明,短期接觸可刺激皮膚和呼吸道,長期接觸可以抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),在嚙齒類動物中長期接觸還可引起蛋白質(zhì)和核酸的加合作用,但是在人體中的遺傳毒害還有待證實。近年來的研究已經(jīng)基本確立了苯乙烯在人和嚙齒類動物中的代謝途徑。它的代謝具有較大的物種特異性。在苯乙烯的體內(nèi)代謝物中有三種物質(zhì)苯乙烯環(huán)氧化物(SO),苯乙二醇(SG)和扁桃酸(MA

2、)屬于手性化合物。由于SO是引起機體遺傳傷害的主要因素,有報道指出它的兩個對映體具有不同程度的毒害作用,所以有關(guān)苯乙烯立體選擇性代謝成SO以及SO的代謝已進行了廣泛研究。但關(guān)于SG和MA立體選擇性代謝報道很少。因此本文較系統(tǒng)地研究了SG和MA的立體選擇性代謝機制,這有助于深入了解苯乙烯的毒物代謝學(xué)和毒理學(xué),并對職業(yè)病中苯乙烯的預(yù)防控制有重要意義。
　　 主要內(nèi)容包括了以下四個方面:
　　 一、苯乙烯代謝物在大鼠尿中排泄的

3、立體選擇性研究
　　 以S-α-(1-萘基)-乙胺(S-NEA)為手性衍生化試劑,1-羥基-苯并-三氮唑(HOBT)和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基-碳酰亞胺(EDC)為偶聯(lián)劑,建立了柱前衍生化RP-HPLC法同時分析MA對映體和苯乙醛酸(PGA),考察了衍生化試劑用量和反應(yīng)時間對于反應(yīng)的影響,優(yōu)化了衍生化反應(yīng)條件。該方法在5～250μg·mL-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,提取回收率大于90％,日內(nèi)精密度和日間精密度均小于10

4、%,本方法的檢測限和定量限分別為1μg·mL-1和5±0.4μg·mL-1,可用于大鼠尿中MA對映體和PGA的定量分析研究。
　　 12只雄性SD大鼠被隨機分為三個試驗組,分別以10,50和100mg·kg-1劑量口服苯乙烯(溶解于茶油中)。收集24h尿樣,采用柱前衍生化RP-HPLC法測定MA對映體和PGA的濃度。以100mg·kg-1劑量給藥來考察不同時間尿中代謝物MA和PGA的排泄過程。結(jié)果表明SD大鼠口服苯乙烯后,尿中代

5、謝物主要為R-MA和PGA,未檢測到S-MA。0～48h尿中R-MA的排泄量占口服劑量平均百分比為28.2%,最大排泄速率為0.57μg·h-1;0～48h尿中PGA的排泄量占口服劑量平均百分比為20.7%,最大排泄速率為0.23μg·h-1。該結(jié)果與報道的Wistar大鼠結(jié)果進行了比較,表明苯乙烯的代謝在大鼠中存在一定的品系差異。
　　 二、SD大鼠體內(nèi)苯乙二醇和扁桃酸的立體選擇性排泄研究
　　 采用SD大鼠口服SG或

6、MA單個對映體實驗,研究了SG和MA尿中排泄的立體選擇性。實驗結(jié)果表明SD大鼠口服S-MA后,體內(nèi)發(fā)生明顯的S-MA向R型的轉(zhuǎn)化;同時還發(fā)現(xiàn)大鼠口服S-MA后尿中產(chǎn)生的PGA要比口服R-MA組顯著的多。SG的體內(nèi)實驗結(jié)果表明,大鼠口服S-SG后,尿中出現(xiàn)較多的PGA,并且有R-MA出現(xiàn);而R-SG口服后未發(fā)現(xiàn)S-MA,PGA生成量也較少。另外SG組尿中均未檢測到馬尿酸(HA)。該結(jié)果與報道的Wistar大鼠結(jié)果進行了比較,表明SG和MA

7、的代謝在大鼠中存在一定的品系差異。
　　 三、苯乙二醇和扁桃酸體外代謝的立體選擇性研究
　　 采用SD大鼠肝微粒體、組織S9和原代培養(yǎng)的大鼠肝細胞以及體外肝細胞懸液體系,研究了SG和MA在大鼠中的體外立體選擇性代謝,并利用ICR小鼠和中國家兔S9系統(tǒng)考察了這兩種化合物的立體選擇性代謝的物種差異。最后還采用幾種乙醇脫氫酶抑制劑如重金屬離子(銅離子和鎘離子)以及乙醇和4.甲基吡唑,考察它們對于SD大鼠S9酶代謝的抑制作用。結(jié)

8、果表明:在原代培養(yǎng)的肝細胞體系中,MA的兩個對映體都可以代謝為PGA,但S型生成的代謝物PGA要比R型多;R-SG傾向于代謝為HA,而S-SG則傾向于生成PGA。在體外肝細胞懸液體系中,SG和R-MA未發(fā)生代謝,而S-MA可被代謝成PGA。MA和PGA在大鼠肝微粒體中未發(fā)生葡糖醛酸結(jié)合反應(yīng)。S-MA在大鼠肝和腎S9中可被快速代謝為PGA,而R-MA和SG無代謝。兩種化合物在小鼠各組織S9和兔子S9中均無代謝。測定了S-MA在大鼠肝和腎中

9、的酶代謝動力學(xué)常數(shù)。S-MA在大鼠肝和腎中的代謝酶的Vmax分別為1.4±1.1和12.7±4.3μmol·g-1·min-1(n=3),Km分別為314.7±121.2和279.5±111.2μmol·L-1(n=3),清除率分別為0.004±0.002和0.047±0.005L·min-1·g-1(n=3)。重金屬硫酸銅和氯化鎘可以抑制代謝,硫酸銅對于肝酶和腎酶Ki值分別為549.7±57.4和384.5±8.4μmol·L-1,氯

10、化鎘對于肝酶和腎酶的Ki值分別為676.4±8.2和452.2±22.2μmol·L-1。而乙醇和4-甲基吡唑在很大范圍內(nèi)不影響代謝。
　　 四、扁桃酸手性轉(zhuǎn)化機制的研究
　　 運用各種體外系統(tǒng)來研究MA的體外手性轉(zhuǎn)化情況,試圖闡明MA在大鼠中的手性轉(zhuǎn)化機制。采用的體外系統(tǒng)有:(1)非酶體系,主要考察了pH值為1.5和7.4的磷酸鹽緩沖液;(2)SD大鼠腸道菌群共培養(yǎng);(3)SD大鼠組織勻漿(包括胃、腸、肺、肝和腎)孵育