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第一部分:燃煤型氟中毒雌性大鼠模型的建立与鉴定目的:建立操作性强,病理特征明显的燃煤型地方性氟中毒雌性大鼠模型,为后续的机制研究奠定可靠的模型基础。方法:清洁级断乳2周的SD雌性大鼠150只,适应性喂养1周后,随机分为5组:对照组、低氟组、中氟组、高氟组、去卵巢组,每组30只。分别饲以不同氟含量(0、25、45、110、0mg/kg)的饲料150天,每月称量雌鼠体重,观察记录氟斑牙发生情况,分别于造模90、120、150天时处死处于动情期的大鼠10只/组,处死前收集尿液,用氟离子电极法检测尿氟含量,取雌鼠右下肢股骨,用高温灰化法测量骨氟含量。结果:对照组与去卵巢组雌鼠无氟斑牙情况发生,各染氟组大鼠氟斑牙检出率随剂量增加而增加,氟斑牙损伤程度与剂量呈线性相关关系(?2=6.273,P<0.05)。除低氟组外,余染氟组尿氟含量均高于对照组(P<0.05),并随时间延长和染氟剂量增加而增加;除90天、150天的低氟组外,其余各染氟组雌鼠骨氟含量均高于对照组(P<0.05),并随染氟时间延长和染氟剂量增加而增加。去卵巢组大鼠性周期停留在动情间期。结论:成功建立了燃煤型地方性氟中毒雌性大鼠模型和去卵巢大鼠模型。第二部分:燃煤型氟中毒对雌性大鼠性激素及骨代谢和骨微结构的影响目的:通过检测各组雌性大鼠血清E2、骨代谢因子含量和骨微结构参数的变化,探讨氟中毒对雌性大鼠E2、骨代谢及骨微结构三方面的影响。方法:取各组雌性大鼠血清离心后,采用放射免疫法测定大鼠血清E2含量,采用酶联免疫吸附法测定血清骨代谢因子和各组大鼠卵巢组织匀浆的IGF-1的含量,采用显微CT技术检测各组大鼠左侧股骨的BMD和其他各项骨微结构参数。结果:1、E2变化情况及机制:90天时,中高氟组大鼠血清E2高于对照组和低氟组,差异有统计学意义(P<0.05),120天时,各染氟组大鼠血清E2均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),150天时,高氟组大鼠血清E2显著低于对照组和低氟组(P<0.05),高氟组后期大鼠血清E2显著低于90天,差异有统计学意义(P<0.05)。120天时,中高氟组大鼠卵巢IGF-1表达低于对照组(P<0.05),高氟组低于低氟组(P<0.05),150天时,各染氟组大鼠卵巢IGF-1表达均低于对照组(P<0.05),高氟组显著低于低氟组(P<0.05),中高氟组大鼠卵巢IGF-1表达中后期低于早期水平(P<0.05)。2、骨代谢因子变化情况:150天时,高氟组雌鼠BALP显著低于正常对照组和低氟组(P<0.05),中高氟组雌鼠BALP含量染氟后期降低(P<0.05);90天时,中高氟组雌鼠血清TRACP-5b含量低于对照组(P<0.05),120天时,各染氟组大鼠血清TRACP-5b含量均高于对照组(P<0.05),且有剂量依赖性,150天时,各染氟组大鼠血清TRACP-5b含量均高于对照组(P<0.05),中氟组高于低氟组(P<0.05),染氟120天和150天时,大鼠血清TRACP-5b含量高于早期水平(P<0.05);IGFs家族中,去卵巢组雌鼠血清IGF-1和IGFBP5均低于正常对照组(P<0.05),IGFBP4高于对照组(P<0.05),120天时,高氟组IGF-1低于其余各组(P<0.05),中氟组低于低氟组(P<0.05),150天时,中高氟组大鼠血清IGF-1低于对照组和低氟组,差异均有统计学意义(P<0.05),且高氟组低于中氟组(P<0.05),氟中毒雌鼠血清IGF-1含量:90天>120天>150天,差异均有统计学意义(P<0.05)。90天时,中氟组大鼠IGFBP4高于低氟组(P<0.05),120天时,中高氟组大鼠IGFBP4高于对照组和低氟组,差异均有统计学意义(P<0.05),150天时,各染氟组大鼠IGFBP4均高于对照组(P<0.05),有剂量依赖效应,中高氟组大鼠IGFBP4含量:90天<120天<150天,差异均有统计学意义(P<0.05)。150天时,中高氟组IGFBP5含量较对照组和低氟组有所降低(P<0.05),并高于90天时(P<0.05)。3、BMD与骨微结构变化情况:90天时,高氟组大鼠BMD高于对照组和低氟组,差异均有统计学意义(P<0.05),120天时,低氟组BMD大于对照组(P<0.05),中高氟组大鼠BMD低于低氟组(P<0.05),高氟组大鼠BMD低于对照组和中氟组(P<0.05),150天时,低氟组大鼠BMD高于对照组(P<0.05),中高氟组随剂量增加而降低。低氟组大鼠BMD:90天<120天<150天,差异均有统计学意义(P<0.05),中高氟组与之相反。大鼠TMD变化与BMD一致。BV/TV低氟组均高于对照组(P<0.05),中高氟组90天时高于对照组(P<0.05),且高氟组>中氟组(P<0.05),120天和150天时低于对照组(P<0.05),且中氟组>高氟组(P<0.05)。BS/BV:90天时,高氟组高于对照组和低氟组(P<0.05),150天时,各染氟组均低于对照组(P<0.05)。BS/TV:90天时,中高氟组高于对照组(P<0.05),150天时,高氟组低于中氟组(P<0.05)。Tb.Sp:90天时,低、中氟组低于对照组(P<0.05),120天和150天时,中高氟组高于对照组(P<0.05),有剂量依赖效应。Tb.N:90天时,各染氟组均高于对照组(P<0.05),120天和150天时,中高氟组均低于对照组(P<0.05),有剂量依赖效应,低氟组高于对照组(P<0.05)。Tb.Th:90天时,各染氟组均高于对照组(P<0.05),150天时,中高氟组低于低氟组(P<0.05)。Conn.D:氟中毒大鼠Conn.D均低于对照组,除150天时,差异均有统计学意义(P<0.05)。SMI:90天时,中高氟组均低于对照组(P<0.05),120天和150天则相反。DA:90天时,中高氟组低于对照组和低氟组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Tb.Pf:90天时,对照组>中氟组>高氟组(P<0.05),120天和150天时,低氟组低于对照组(P<0.05),中高氟组高于低氟组(P<0.05)。结论:1、氟中毒可能通过下调卵巢组织IGF-1的表达量而降低了E2的分泌水平。2、氟中毒对雌性大鼠的骨转换状态具有双向性。3、氟中毒对雌鼠骨微结构的影响具有双向性。第三部分:燃煤型氟中毒雌性大鼠雌激素变化对骨代谢及骨微结构的影响目的:探讨氟中毒引起的雌性大鼠E2水平变化对骨代谢因子和骨微结构影响。方法:对染氟剂量、雌鼠血清E2水平,各骨代谢因子/骨微结构进行双变量相关分析,判断调节效应分析的合理性。运用Process插件将染氟剂量、雌鼠血清E2水平纳入自变量,把各骨代谢因子/骨微结构作为因变量进行多元回归分析,检验交互项“染氟剂量*E2”显著水平,判断调节效应存在与否,及具体调节方式。结果:1、雌鼠机体E2含量在染氟剂量与血清IGF-1的关系中起正调节作用(β=0.301,P<0.05),该调节作用可单独解释11.9%血清IGF-1变异量,E2含量降低会增强氟对血清IGF-1表达的抑制作用,且随着E2含量的进行性降低,这种抑制效果更加明显(斜率由-0.081到-0.682,P<0.05)。2、雌鼠机体E2含量在染氟剂量与血清IGFBP4的关系中起负调节作用(β=-0.261,P<0.05),该调节作用可单独解释9%血清IGFBP4变异量,E2含量降低会增强氟对血清IGFBP4的上调作用,并随着E2含量的进行性降低,这种增强作用更加明显(斜率由0.230到0.752,P<0.05)。3、雌鼠机体E2含量在染氟剂量与血清IGFBP5的关系中的正调节作用(β=0.175,P=0.056)处于边缘化,经Johnson-Neyman法剖析后,除当E2=38.71ng/dl时该调节效应不存在,E2含量降低会增强氟对血清IGFBP5的抑制作用。4、雌鼠机体E2含量在染氟剂量与血清TRACP-5b的关系中起负调节作用(β=-0.218,P<0.05),该调节作用可单独解释6.3%血清TRACP-5b变异量,E2含量降低会增强氟对血清TRACP-5b的促进作用,并随着E2含量的进行性降低,这种增强作用更加明显(斜率由0.201到0.637,P<0.05)。5、雌鼠机体E2含量在染氟剂量与血清BALP的关系中的不存在调节作用(β=0.088,P=0.379)。6、雌鼠机体E2含量能调节染氟剂量与骨量、骨小梁形态结构的关系。结论:氟中毒引起的雌鼠E2含量降低能进一步下调IGFs家族内促生长因子IGF-1、IGFBP5的表述,并上调IGFBP4的表达,同时进一步促进骨吸收活性,影响骨转换,进而导致骨微结构改变,发生氟骨症。