錳對小鼠生育指數(shù)和生精上皮細(xì)胞數(shù)影響

1、錳對小鼠生育指數(shù)和生精上皮細(xì)胞數(shù)影響【摘要】 目的 研究錳對雄性小鼠生殖能力的影響，并探討其時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系。方法 將雄性小鼠隨機(jī)分為3個染錳組和1個對照組，分別給予腹腔注射75，150，300mg/kg氯化錳和生理鹽水，于染錳第3，7，14，28，56d處死小鼠5只/組。觀察小鼠睪丸臟器系數(shù)和染錳56d各組雄性小鼠生殖能力、曲細(xì)精管橫截面積及生精上皮細(xì)胞數(shù)量。結(jié)果 染錳56d，與對照組比較，15和30mg/kg組睪丸臟器系數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P005，P001）；30mg/kg組生育指數(shù)和總死胎率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P005，P005）；3個染錳組的平均著床數(shù)與平均活胎率差異均有統(tǒng)計

2、學(xué)意義（P001）；曲細(xì)精管橫截面積和生精上皮細(xì)胞數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P001）。結(jié)論 各劑量的MnCl2對雄性小鼠生殖能力均有損害作用，以染錳56d，30mg/kg對雄性小鼠生殖能力的損害最為嚴(yán)重。 【關(guān)鍵詞】 氯化錳錳是一種較常見的職業(yè)毒物。近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，錳的生產(chǎn)和消費日益增多，錳與生殖健康的關(guān)系逐漸引起人們的重視1。有研究表明，若機(jī)體攝入過量的錳，會導(dǎo)致睪丸組織發(fā)生病理學(xué)改變，性功能障礙及睪丸組織生化酶學(xué)的改變2。本實驗采用氯化錳染毒小鼠，動態(tài)觀察小鼠睪丸臟器系數(shù)；檢測小鼠染錳56d生育指數(shù)及生殖指標(biāo)的變化；定量組織學(xué)分析生精上皮細(xì)胞數(shù)的變化，以探討錳對雄性小鼠生殖毒性的

3、劑量-效應(yīng)關(guān)系。1 材料與方法11 動物 68周雄性昆明種小鼠140只，體重2328g(貴陽醫(yī)學(xué)院實驗動物中心)，均為普通級動物，合格證號為scxk 2002-0001。普通飼料飼養(yǎng)。12 主要試劑及儀器 MnCl24H2O(分析純，中國醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司)；電子稱（武漢自動化儀器廠）；BI2000圖像分析系統(tǒng)（成都泰盟公司產(chǎn)品）。13 方法131 動物分組 雄性昆明種小鼠140只，隨機(jī)分成3個染錳組和1個對照組，每組35只。132 染錳方法 3個染錳組分別給予腹腔注射氯化錳（75,150和300mg/kg）。對照組采用等容生理鹽水腹腔注射，每周5d，1次/d。每周測小鼠的體重1次，以調(diào)

4、整用藥量。133 標(biāo)本收集 分別于染錳3，7，14，28，56d每組隨機(jī)抽取5只小鼠，脫臼法處死，立即分離雙側(cè)睪丸，生理鹽水沖洗，用濾紙吸干后稱重，用于測定睪丸臟器系數(shù)。取小鼠左側(cè)睪丸迅速置于10%甲醛溶液內(nèi)固定，常規(guī)方法脫水，石蠟包埋。14 觀察指標(biāo)及方法141 睪丸臟器系數(shù) 睪丸稱重后按照公式：睪丸臟器系數(shù)=睪丸重（g）/小鼠體重（g）100%。142 生殖實驗 于染錳第56d，將剩余各組小鼠（每組10只），分別與未經(jīng)處理的成熟雌性小鼠1：1合籠一周后，取出雄鼠。雌鼠以合籠第1d為妊娠0d，于妊娠第19d處死，計錄妊娠母鼠數(shù)、活胎數(shù)、死胎數(shù)。計算：(1)雄鼠生育指數(shù)（使交配雌鼠受孕的雄鼠數(shù)

5、/總交配的雄鼠數(shù)100%）；(2)每窩平均活胎數(shù)（活胎總數(shù)/受孕母鼠總數(shù)）；(3)平均著床數(shù)（胎鼠總數(shù)/受孕母鼠總數(shù)）；(4)總死胎數(shù)（死胎總數(shù)/胎鼠總數(shù)100%）3。143 定量組織學(xué)分析 取染錳56d睪丸用蘇木素-伊紅(HE)染色，每例切片一張，在圖象分析儀下每例測定10個曲細(xì)精管的橫截面積及管內(nèi)生精上皮細(xì)胞數(shù)量。15 統(tǒng)計分析 采用SPSS110統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。用方差分析進(jìn)行檢驗。生育指數(shù)、總死胎率采用2檢驗。2 結(jié)果21 染錳劑量與時間對小鼠睪丸臟器系數(shù)的影響(表1) 由表1可見，于染錳第28d，30mg/kg組臟器系數(shù)開始降低，與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P005）；染錳第56d

6、，15與30mg/kg組睪丸臟器系數(shù)均與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P005，P001）。表1 染錳劑量與時間對小鼠臟器系數(shù)的影響（略）注：與對照組比較，a P005 , b P005）；30mg/kg組生育指數(shù)低于對照組（P005）；15，30mg/kg組總死胎率高于對照組（P005;P001）。表2 染錳對雄性小鼠生殖能力的影響（略）注：與對照組比較，a P005,b P00123 染錳對小鼠曲細(xì)精管橫截面積及管內(nèi)生精上皮細(xì)胞數(shù)量的影響(表3) 定量組織學(xué)分析結(jié)果表明，染錳可使小鼠曲細(xì)精管橫截面積明顯減少，管內(nèi)發(fā)育各階段的生精細(xì)胞數(shù)量降低。染錳56d，各染錳組與對照組比較，其曲細(xì)精管橫截面

7、積及生精上皮細(xì)胞定量測定數(shù)值均明顯減少（P001）。表3 染錳56d小鼠睪丸曲細(xì)精管橫截面積和生精上皮細(xì)胞數(shù)量的變化（略）注：與對照組比較，b P0013 討論錳作為機(jī)體內(nèi)某些代謝酶的組成部分或酶的激動劑,參與了許多生物化學(xué)反應(yīng),是機(jī)體必需的微量元素之一4。但過量的錳在體內(nèi)蓄積，會對機(jī)體產(chǎn)生不良作用。本實驗發(fā)現(xiàn)，隨染錳劑量的增加和時間的延長，小鼠睪丸重量下降，睪丸臟器系數(shù)明顯降低，提示錳可通過血睪屏障，損害睪丸的正常結(jié)構(gòu)，干擾精子的生長和發(fā)育過程5。有研究發(fā)現(xiàn)，錳能使多巴胺（DA）和5-羥色胺（5-HT）含量減少，從而降低了DA和5-HT對垂體促性腺激素（LH、FSH）的抑制，導(dǎo)致FSH和LH

8、水平升高6。下丘腦血循環(huán)中性激素水平的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用而使睪酮濃度下降，從而使精子數(shù)量減少。錳還可抑制乳酸脫氫酶（LDH），阻礙精子能量來源，干擾粗線期初級精母細(xì)胞的減數(shù)分裂及分化為精子的過程，從而影響精子的數(shù)量和活力。錳最先抑制曲細(xì)精管生精上皮細(xì)胞的琥珀酸脫氫酶，干擾曲細(xì)精管細(xì)胞的能量合成，導(dǎo)致細(xì)胞代謝降低，使曲細(xì)精管生精細(xì)胞、Sertoli細(xì)胞受損7。研究證實，錳是一種較強(qiáng)的染色體斷裂劑5。氯化錳可使生精細(xì)胞發(fā)生基因突變和染色體畸變，從而導(dǎo)致小鼠精子畸形率升高。Gavin等認(rèn)為錳可直接作用于線粒體呼吸鏈而影響線粒體的氧化磷酸化，對線粒體功能具有抑制作用8。Galvani等9利用嗜鎘細(xì)胞瘤(P

9、CI2)細(xì)胞進(jìn)行體外研究表明,MnCl2可抑制呼吸鏈中的還原型煙酰胺腺膘呤二核苷酸(NADH)脫氫酶和NADH細(xì)胞色素還原酶的活性。從而影響電子傳遞和線粒體的呼吸功能，使三磷酸腺苷(ATP)生成減少，影響生精細(xì)胞供能，使精子活動度降低。精子數(shù)量減少、畸形率升高和精子活動度的降低，可引起精子的運動能力和穿透卵細(xì)胞的能力下降，使母鼠受孕率下降；由于精子畸形和染色體畸變，基因發(fā)生突變，受精卵在植入后的發(fā)育過程中胚胎可在早期死亡或胚胎在發(fā)育過程中出現(xiàn)死亡，因而死胎率增加?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1 才秀蓮,李興升,李季蓉,等.染錳鼠睪丸增殖細(xì)胞核抗原與熱休克蛋白表達(dá)J.中國公共衛(wèi)生,2005,21(11):13

10、31-1333.2 吳衛(wèi)平，胡萬達(dá)，紀(jì)淑琴.錳的雄性生殖毒性J.國外醫(yī)學(xué)：衛(wèi)生學(xué)分冊，1990，17(6)：324-327.3 吳鑫，鐘先玖，范衛(wèi)，等.丙烯腈對雄性大鼠生殖功能的影響J.中華勞動衛(wèi)生職業(yè)雜志，2001，9 (5)：357-359.4 苗健，高琦，許恩來.微量元素與相關(guān)疾病M.鄭州：河南醫(yī)科大學(xué)出版社，1997：127-128.5 莊碧嘉，陳月華，曹易瓊.硫酸錳對雄性小鼠生殖系統(tǒng)的亞慢性毒性影響J.衛(wèi)生毒理學(xué)雜志1996，10(2)：97-99.6 姜岳明,陸繼培,謝佩意,等.錳對接觸男工性腺激素水平的影響J.廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2000，17（l）：2022.7 孫統(tǒng)達(dá)，聶國本.錳對男工的生殖毒性J.勞動醫(yī)學(xué)，1995，12 (2)：46-48.8 Gavin CE,Gunter KK,Gunter TE.Mn2+ sequestration by mitochondria and inhibition of oxidative phosphorylationJ.Toxicol Appl Pharmacol,1992，115(1)