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随着工业的快速发展，环境污染问题日益严重。镉作为一种高毒性的重金属，其毒性效应和机制研究一直受到国内外科学家的重视。目前对镉的毒性作用机制研究集中在氧化胁迫与线粒体诱导的损伤方面，本研究的目的就是为了探讨氧化胁迫和线粒体在镉诱导的细胞损伤中的作用和关系。实验以SD大鼠为材料，采用镉染毒手段，应用活性氧清除剂N-乙酰-半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)和线粒体保护剂乙酰左旋肉毒碱(Acetyl-L-carnitine，ALCAR)来研究镉的作用机制。研究工作主要集中在线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential，MMP)、细胞内活性氧(reactive oxygen species，ROS)总量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px活性、丙二醛(MDA)含量、DNA损伤等相关指标的测定。镉(Cd)组、NAC预处理组和ALCAR预处理组经腹腔注射氯化镉1次，对照(CT)组注射等量生理盐水后，其测定结果如下：1．MMP测定显示：Cd组、NAC组和ALCAR组的MMP都急剧下降，极其显著地低于CT组(P＜0.001)；其中，NAC组＜Cd组＜ALCAR组，表明在Cd诱导的线粒体损伤中，ALCAR可以有效地保护线粒体，NAC能够加强这种损伤，也就是说，部分清除氧化胁迫干扰后，线粒体损伤加重。2．ROS总量测定显示：与CT组相比，Cd组和ALCAR组出现了极其显著的增加(P＜0.001)，NAC组增加极显著(P＜0.01)；其中，NAC组＜ALCAR组＜Cd组，表明NAC对镉诱导的活性氧累积具有极其显著的清除能力(P＜0.001)，ALCAR可以显著降低活性氧水平(P＜0.05)，但其效果不及NAC组(p＜0.001)。3．GSH—Px活性／GSH含量测定显示：与CT组相比，Cd组和ALCAR组GSH-Px活性抑制极其显著(P＜0.001)，GSH含量出现极显著上升(P＜0.01)；而与这两组相比，NAC组GSH-Px活性上升极其显著(P＜0.001)，GSH含量下降亦极显著或显著(P＜0.01，P＜0.05)。NAC能够有效解除镉对GSH向氧化型谷胱甘肽(GSSH)转化的抑制，提高GSH-Px活性并清除活性氧，这表明在影响蛋白质和抗氧化酶方面，氧化胁迫是主要原因。4．MDA含量测定显示：Cd组、NAC组和ALCAR组MDA含量分别高出CT组1.83、1.38、1.22倍；与Cd组相比，NAC组和ALCAR组都极其显著的降低了MDA含量(P＜0.001)，其中ALCAR组效果更加显著(P＜0.05)。这说明，一方面，氧化胁迫和线粒体损伤都会造成脂质过氧化损伤，另一方面，线粒体得到保护之后能够通过消耗脂肪酸和提高自身清除活性氧能力来降低脂质过氧化损伤。5．DNA单链断裂损伤测定显示：Cd组、NAC组、ALCAR组损伤率分别高达94.6％、97.3％、96.7％，AU值分别是CT组的11.05、10.48、10.94倍；Cd组、NAC组、ALCAR组之间二～四级损伤都无显著差异。也就是说，镉的直接攻击与抑制DNA修复才是关键，而氧化胁迫和线粒体损伤很可能都不是DNA损伤的主要原因。综上所述，氧化胁迫和线粒体在镉诱导细胞损伤中发挥着重要作用，一方面，氧化胁迫和线粒体损伤诱导细胞内的一系列损伤，在除DNA外的不同损伤中这两种途径各自担当主要作用；另一方面，线粒体功能恢复对氧化胁迫及其诱导的损伤表现出一定的拮抗作用。