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氟（fluorine,F）是人体所必需的微量元素之一,长期摄入过量,会造成全身性生理病理改变,称为地氟病。氟暴露不仅能损伤骨相器官,还可引起神经、泌尿等非骨相器官病变。肾脏是机体氟暴露的主要靶器官之一。氟致肾脏损伤的分子机制逐渐引起关注,氟对肾脏尤其是对其上皮细胞的损害主要表现在对细胞内酶合成代谢的抑制和对细胞内膜结构的破坏两方面。Ca2+是机体细胞内重要的信息分子,L-型钙离子通道在调节胞质内Ca2+的水平中发挥重要作用。氟中毒能引起细胞内钙超载,但氟中毒如何引起细胞内钙超载以及钙超载对肾脏细胞L-型钙离子通道下游凋亡相关分子的影响却鲜有报道。本实验分为亚慢性和慢性氟致肾脏损伤两部分,分别选用初断乳ICR雄性小鼠140只,随机分为7组:对照组（C）、高氟组（HF）、低氟组（LF）、高氟注射钙通道激动剂组（FPL64176）（HF+F）、高氟注射钙通道拮抗剂组（Nifedipine）（HF+N）、低氟注射钙通道激动剂组（LF+F）、低氟注射钙通道拮抗剂组（LF+N）,对照组自由饮用自来水,高氟组和低氟组分别饮用30和5mg/L的氟化钠溶液。染氟期分别为90天与180天,染氟结束前1周,对照组、低氟组和高氟组腹腔注射生理盐水,其余各组分别腹腔注射激动剂或拮抗剂（5mg/kg·d）,染氟结束后,先分别检测小鼠肾脏脏器系数、肾脏损伤相关血液指标、肾脏组织结构和肾脏抗氧化能力。然后再分别检测肾脏细胞凋亡以及L-型钙离子通道Cav1.2基因/蛋白和下游肾脏细胞凋亡调节分子CaMKⅡ、CaM、Bax、Bcl-2基因/蛋白的表达水平。通过上述实验,探讨饮水型氟暴露致肾脏损伤的分子机制,初步探明L-型钙通道在饮水型氟中毒致肾脏损伤过程中的作用,进一步完善氟致钙矛盾学说,探求治疗氟中毒的新途径和新方法。实验结果:1.小鼠体重与脏器系数测定结果:各组小鼠体重与脏器系数均无显著差异（P>0.05）。2.小鼠肾脏损伤相关血液指标测定结果:与对照组比,3月龄HF、LF和HF+F组尿素氮,HF与HF+F组尿酸含量均极显著增加（P<0.01）,HF+N、LF+F和LF+N组尿素氮,LF和HF+N组尿酸含量均显著增加（P<0.05）,6月龄HF和HF+F组尿素氮,HF、HF+F、HF+N和LF+F组肌酐,HF、LF、HF+F、HF+N和LF+F组尿酸含量极显著增加（P<0.01）,HF+N和LF+F组尿素氮,LF+N组尿酸含量显著增加（P<0.05）;与HF组比,3月龄HF+N组尿素氮,HF+F与HF+N组肌酐含量显著降低（P<0.05）,HF+F组尿酸含量极显著增加（P<0.01）,HF+N组尿酸含量极显著降低（P<0.01）,6月龄HF+F组尿素氮、肌酐、尿酸含量均极显著增加（P<0.01）,HF+N组肌酐含量显著降低（P<0.05）;与LF组比,LF+N组尿素氮含量极显著降低（P<0.01）,3月龄LF+N组、6月龄LF+F组肌酐、尿酸含量显著增加（P<0.05）;与3月龄比,6月龄LF组尿素氮,HF、LF、HF+F、HF+N和LF+F组肌酐含量显著降低（P<0.05）,LF+N组肌酐含量均极显著降低（P<0.01）,HF+F组尿素氮,HF与HF+N组尿酸含量显著增加（P<0.05）,HF+F与LF+F组尿酸含量极显著增加（P<0.01）。3.小鼠肾脏组织结构观测结果:对照组肾结构中肾小球肾小囊结构清晰,肾小管上皮细胞正常,染氟组肾小囊腔扩大,肾小管上皮部分细胞出现空泡样变。HF组肾小球整体缩小,肾小管上皮细胞界限不清,出现肿胀、空泡样变,部分变性坏死,间质有炎性细胞。氟与激动剂联合暴露组进一步加剧,而氟与拮抗剂联合暴露组上述变化有所逆转。6月龄较3月龄上述改变明显加重。4.小鼠肾脏酶活测定结果:与对照组比,3月龄HF组GSH-PX,LF、HF+N、LF+F与LF+N组SOD活力显著降低（P<0.05）,LF与LF+N组MDA含量显著增加（P<0.05）,HF+F组GSH-PX,HF与HF+F组SOD活力极显著降低（P<0.01）,HF、HF+F、HF+N与LF+F组MDA含量极显著增加（P<0.01）;6月龄LF+N组GSH-PX,LF与LF+N组SOD活力显著降低（P<0.05）,LF+N组MDA含量显著增加（P<0.05）,HF、LF、HF+F、HF+N与LF+F组GSH-PX,HF、HF+F、HF+N与LF+F组SOD活力均极显著降低（P<0.01）,HF、LF、HF+F、HF+N与LF+F组MDA含量极显著增加（P<0.01）;与HF组比,3月龄HF+F组GSH-PX,LF+F组SOD,HF+N组MDA活力显著降低（P<0.05）,HF+N组GSH-PX活力,HF+F组MDA含量显著增加（P<0.05）,6月龄HF+N组GSH-PX活力极显著增加（P<0.01）,HF+N组SOD活力,HF+F组MDA含量显著增加（P<0.05）,HF+F组SOD活力显著降低（P<0.05）,HF+N组MDA含量极显著降低（P<0.01）;与LF组比,3月龄LF+F组GSH-PX活力显著降低（P<0.05）,6月龄LF+N组GSH-PX活力显著增加（P<0.05）;与3月龄比,LF+F与LF+N组GSH-PX活力,HF+F组MDA含量显著降低（P<0.05）,HF、LF、HF+F与HF+N组GSH-PX活力均极显著降低（P<0.01）,HF与HF+N组MDA含量显著增加（P<0.05）。5.小鼠肾脏细胞凋亡观测结果:与对照组比,3月龄与6月龄各组肾脏细胞凋亡数量均极显著增加（P<0.01）;与HF组比,3月龄HF+N组细胞凋亡率显著下降（P<0.05）,6月龄HF+N组细胞凋亡率极显著下降（P<0.01）;与LF组比,6个月LF+N组细胞凋亡率显著下降（P<0.05）;与3月龄比,6月龄HF、LF、HF+F与LF+F组细胞凋亡率极显著增加（P<0.01）,HF+N组细胞凋亡率显著增加（P<0.05）。6.RT-PCR mRNA检测结果:与对照组比,3月龄与6月龄HF+F、LF+F与LF+N组Cav1.2基因表达水平均显著增加（P<0.05）;与HF组比,HF+F与HF+N组Cav1.2基因表达水平组显著增加（P<0.05）;与LF组比,3月龄LF+F与LF+N组Cav1.2基因表达水平显著增加（P<0.05）,6月龄LF+F与LF+N组Cav1.2基因表达水平显著下降（P<0.05）;与3月龄比,6月龄HF、HF+F与HF+N组Cav1.2基因表达水平显著增加（P<0.05）,LF+F与LF+N组Cav1.2基因表达水平极显著降低（P<0.01）。与对照组比,3月龄与6月龄各组CaMKⅡ基因表达水平均出现显著增加（P<0.05）;与HF组比,3月龄HF+F组CaMKⅡ基因表达水平显著降低（P<0.05）,HF+N组CaMKⅡ基因表达水平极显著增加（P<0.01）,6月龄HF+N组CaMKⅡ基因表达水平显著增加（P<0.05）;与LF组比,6月龄LF+F组CaMKⅡ基因表达水平显著增加（P<0.05）,LF+N组CaMKⅡ基因表达水平显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄HF+F组CaMKⅡ基因表达水平显著增加（P<0.05）。与对照组比,HF、HF+F和HF+N组CaM基因表达水平显著降低（P<0.05）,LF+F组CaM基因表达水平显著增加（P<0.05）;与3月龄比,6月龄HF+N和LF+N组CaM基因表达水平显著降低（P<0.05）,LF+F组CaM基因表达水平极显著增加（P<0.01）。与对照组比,各组Bax基因表达水平均显著增加（P<0.05）;与HF组比,3月龄与6月龄HF+N组Bax基因表达水平显著降低（P<0.05）;与LF组比,LF+F和LF+N组Bax基因表达水平极显著降低（P<0.01）;与3月龄比,6月龄HF、LF和HF+F组Bax基因表达水平显著增加（P<0.05）。与对照组比,3月龄与6月龄HF、HF+F和LF+F组Bcl-2基因表达水平显著降低（P<0.05）;与HF组比,3月龄HF+F组Bcl-2基因表达水平显著降低（P<0.05）,6月龄HF+F组Bcl-2基因表达水平极显著增加（P<0.01）;与LF组比,6月龄LF+F组Bcl-2基因表达水平显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄各组Bcl-2基因表达水平显著降低（P<0.05）。7.Western blot蛋白检测结果:与对照组比,3月龄与6月龄各组Cav1.2蛋白表达水平均显著增加（P<0.05）;与HF组比,3月龄HF+F组Cav1.2蛋白表达水平极显著增加（P<0.01）,6月龄HF+N组Cav1.2蛋白表达水平均显著降低（P<0.05）;与LF组比,3月龄LF+N组Cav1.2蛋白表达水平均显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄LF、HF+F、LF+F和LF+N组Cav1.2蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。与对照组比,3月龄与6月龄HF、LF、HF+F和LF+F组CaMKⅡ蛋白表达水平显著降低（P<0.05）,LF组CaMKⅡ蛋白表达水平极显著增加（P<0.01）;与HF组比,3月龄HF+N组CaMKⅡ蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与LF组比,3月龄LF+N组CaMKⅡ蛋白表达水平显著增加（P<0.05）,6月龄LF+N组CaMKⅡ蛋白表达水平显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄LF和LF+F组CaMKⅡ蛋白表达水平极显著增加（P<0.01）,LF+N组CaMKⅡ蛋白表达水平显著增加（P<0.05）。与对照组比,各组CaM蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与HF组比,HF+F组CaM蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与LF组比,LF+N组CaM蛋白表达水平显著降低（P<0.05）,6月龄LF+F组CaM蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与3月龄比,6月龄各组CaM蛋白表达水平无显著差异（P>0.05）。与对照组比,各组组Bax蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与HF组比,6月龄HF+F组Bax蛋白表达水平显著增加（P<0.05）;与LF组比,6月龄LF+N组Bax蛋白表达水平显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄LF+N组Bax蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。与对照组比,各组Bcl-2蛋白表达水平均显著降低（P<0.05）;与HF组比,HF+F组Bcl-2蛋白表达水平显著降低（P<0.05）;与LF组比,6月龄LF+F组Bcl-2蛋白表达水平显著降低（P<0.05）;与3月龄比,6月龄HF组Bcl-2蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。综上所述,氟暴露能导致小鼠肾脏损伤,主要表现为:肾脏组织抗氧化能力下降、肾脏组织结构发生病理性改变、肾脏细胞凋亡加剧,其分子机理可能与氟暴露致肾脏细胞Cav1.2、CaMKⅡ与Bax表达水平显著上升,CaM与Bcl-2表达水平显著下降,Bax/Bcl-2比值显著升高有关,且上述这些肾脏细胞内Cav1.2和下游凋亡调节分子的表达水平与氟暴露的剂量和时间呈现一定的相关性;L-型钙离子通道激动剂FPL64176与氟暴露呈协同毒性作用,即加重氟中毒致肾脏损伤,并能并上述肾脏细胞内的分子异常变化变为显著;而L-型钙离子通道拮抗剂Nifedipine则有拮抗作用,能逆转氟中毒致肾脏损伤的上述各项指标。所检测的上述指标中,只有L-型钙离子通道Cav1.2基因/蛋白及下游Bax/Bcl-2基因/蛋白表达水平随氟暴露的浓度增加而上升,呈现规律性变化,提示L-型钙通道Cav1.2可能是氟致肾脏损伤的关键环节,下游Bax/Bcl-2基因/蛋白表达水平异常导致细胞凋亡可能是氟致肾脏损伤原因之一,L-型钙离子通道抑制剂Nifedipine可能是一种新型有效的抗氟药物。