亞慢性砷染毒對大鼠睪丸組織的影響*

楊燕平， 高曉勤， 楊　喆， 劉　智， 馬曉萍， 丁賢勝, 秦海霞

(1．貴州醫(yī)科大學(xué) 組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室， 貴州 貴陽　550004； 2．遵義醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校， 貴州 遵義　563002； 3．六盤水市人民醫(yī)院 病理科， 貴州 六盤水　553001)

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亞慢性砷染毒對大鼠睪丸組織的影響*

楊燕平1， 高曉勤2**， 楊喆1， 劉智1， 馬曉萍2， 丁賢勝3, 秦海霞1

(1．貴州醫(yī)科大學(xué) 組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室， 貴州 貴陽550004； 2．遵義醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校， 貴州 遵義563002； 3．六盤水市人民醫(yī)院 病理科， 貴州 六盤水553001)

目的： 探討亞慢性砷中毒對大鼠睪丸重量及組織形態(tài)的影響。方法: 清潔級(jí)SD雄性大鼠40只，體重100～120 g，隨機(jī)分為對照組、砷低劑量組、砷中劑量組和砷高劑量組4組，每組10只，分籠喂養(yǎng)；對照組自由飲蒸餾水，染砷組自由飲用含三氧化二砷(As203)的蒸餾水，砷濃度分別是25、50和100 mg/L；連續(xù)喂養(yǎng)3個(gè)月后處死大鼠，取大鼠雙側(cè)睪丸稱重并制作睪丸組織切片HE染色，采用光鏡觀察睪丸組織的形態(tài)改變。結(jié)果： 砷中、高劑量組的睪丸重量明顯降低，與對照組比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；與對照組比較，染砷組大鼠睪丸石蠟切片HE染色顯示染毒組睪丸組織形態(tài)發(fā)生變化，睪丸生精小管間隙增寬，生精上皮結(jié)構(gòu)疏松，層次排列紊亂并且層次逐漸減少，精原細(xì)胞出現(xiàn)空泡樣改變，管腔中可見脫落的生精細(xì)胞，睪丸間質(zhì)充血、滲出，尤其砷中、高劑量組較明顯。結(jié)論： 亞慢性砷中毒對睪丸組織有一定的損傷作用，這種損害作用與砷劑量可能有關(guān)。

砷中毒； 睪丸； 大鼠，Sprague-Dawley； 生精上皮； 精原細(xì)胞

[Abstract]Objective: To investigate the effect of the sub-chronic arsenic poisoning on the testis weight and tissue morphology of rats. Method: 40 Sprague-Dawley (SD) rats in cleanliness grade, weighing 100 g～200 g each, were divided randomly into four groups: control group, low dose group, middle dose group and high dose group, 10 in each group, and separated and fed respectively. The rats infected with sub-chronic arsenic poisoning are treated with AS2O3 dissolved in distilled water. The arsenic concentration in low, middle and high dose group is 25 mg/L, 50 mg/L, and 100 mg/L, respectively. The rats in control group drink distilled water freely. The feeding continuously last three months. At the end of the experiment, all the rats were killed. The testis of both sides were weighed and testis tissue were stained with HE staining. The pathologic changes of testicle tissues were observed by light microscope. Results: The testis weight of the middle and high dose group was significantly decreased compared with that of control group, and difference was statistically significant(P<0.05). Compared with control group, HE staining showed that morphological changes were observed in testis of the arsenic poisoning groups, such as the gap widening in the seminiferous tubule of testis, the loose structures of the spermatogenic epithelium, disorder of arrangements of layers and gradual reductions of layers, vacuolar changes in the spermatogonium, spermatogenic cells in the lumen, hyperemia and exudations in the interstitial testis, especially in the middle and high dose groups. Conclusion: Chronic arsenic poisoning has a certain damage to testicular tissue, which may be associated with the dosage of arsenic.

[Key words]arsenic poisoning; testis; rats，Sprague-Dawley； spermatogenic epithelium； spermatogonium

我國砷儲(chǔ)量居世界第一，也是受慢性砷中毒危害較嚴(yán)重的國家。砷廣泛存在于水源、土壤和空氣中，長期攝入過量砷(>0.05 mg/L)可引起砷中毒[1-2]。人體通過消化道或呼吸道等長期、 過量地?cái)z入砷化合物，可引起慢性砷中毒[3]。有研究表明超過生理需要量的砷對生殖功能有一定的影響，但對睪丸組織形態(tài)的影響國內(nèi)外報(bào)道較少。病理組織學(xué)檢查是亞慢性毒性試驗(yàn)中最重要的檢測指標(biāo)之一，目的是確定化學(xué)毒物對機(jī)體毒作用的靶部位、損害的性質(zhì)和程度，從病理學(xué)角度尋找化學(xué)毒物與病理改變的劑量效應(yīng)關(guān)系，為了解化學(xué)毒物的毒效應(yīng)及其機(jī)制提供依據(jù)[4]。為了進(jìn)一步明確砷的生殖毒性，本課題組結(jié)合人因長期飲水導(dǎo)致人類慢性砷中毒的方式，建立飲水型亞慢性砷中毒動(dòng)物模型，分析亞慢性砷中毒對大鼠睪丸組織的影響，為砷的生殖毒性提供一定的細(xì)胞組織學(xué)依據(jù)。

1　材料和方法

1.1主要試劑與儀器

三氧化二砷(As203，貴州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室提供)，LeicaDME光學(xué)顯微鏡(上海楓立儀器有限公司)。

1.2建立亞慢性砷中毒模型

清潔級(jí)SD雄性大鼠40只，體質(zhì)量100～120 g(由重慶騰鑫比爾實(shí)驗(yàn)動(dòng)物銷售有限公司提供)適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為對照組，砷低劑量組，中劑量組及高劑量組4組，后3組統(tǒng)稱為染砷組，砷低、中、高劑量的砷濃度分別是25、50和100 mg/L，對照組自由飲水。各組大鼠每周稱體重，按大鼠每100 g體重喂飲10 mL計(jì)量，計(jì)算調(diào)整藥物劑量，連續(xù)喂養(yǎng)3個(gè)月。

1.3睪丸稱重及睪丸組織鏡檢

取雙側(cè)睪丸稱重，置于Bouin液中固定24 h后，修成1 cm3小塊，進(jìn)行脫水，透明，包埋，切成5 μm薄片進(jìn)行HE染色，光鏡下觀察大鼠睪丸組織形態(tài)變化。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2　結(jié)果

2.1大鼠睪丸重量

染砷組睪丸重量逐漸降低，砷中、高劑量組與對照組比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1　對照組與各染砷組睪丸重量±s)

(1)與對照組相比，P<0.05

2.2睪丸組織光鏡觀察

光鏡下，對照組睪丸組織生精小管排列規(guī)則，睪丸間質(zhì)無滲出(圖1A)；生精上皮結(jié)構(gòu)完整，細(xì)胞排列緊密，有5～7層，生精細(xì)胞層次分明，基底至腔面可見各個(gè)發(fā)育階段的細(xì)胞，細(xì)胞增殖旺盛，管腔內(nèi)有大量精子(圖1B)。砷低劑量組生精小管排列基本規(guī)則，但層數(shù)有所減少，只有4～5層細(xì)胞(圖1C、1D)。砷中劑量組可見生精小管之間的間隙增寬，生精小管形態(tài)不規(guī)則(圖1E)，生精上皮結(jié)構(gòu)疏松，層次排列紊亂，僅有2～4層細(xì)胞的斷面增多(圖1F)。砷高劑量組，生精小管之間的間隙進(jìn)一步增寬，睪丸間質(zhì)出現(xiàn)充血、滲出等病理改變(圖1G)，生精上皮細(xì)胞層次進(jìn)一步減少，有的僅剩1～2層，結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重(圖1H)，生精細(xì)胞層次排列紊亂,多數(shù)精原細(xì)胞出現(xiàn)空泡樣改變(圖1I)。

注：A(100×)、B(400×)為對照組，C(100×)、D(100×)為砷低劑量組，圖E(100×)、F(400×)為砷中劑量組，圖G、H、I為砷高劑量組(400×)圖1　大鼠睪丸組織光鏡觀察(HE)Fig.1　Light microscopic observation of rat testicular tissue

3　討論

男性不育癥發(fā)病率逐年上升，男性生殖健康越來越受到關(guān)注。睪丸是產(chǎn)生精子的場所。雄性生殖能力的強(qiáng)弱首先取決于需要有足夠的精子數(shù)量以及較強(qiáng)的活力[6]。睪丸的主要結(jié)構(gòu)是生精小管，它含有兩種上皮細(xì)胞，一種是支持細(xì)胞；一種是生精細(xì)胞，包括精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞、精子細(xì)胞和精子。在支持細(xì)胞的作用下，正常睪丸組織曲精小管內(nèi)生精細(xì)胞應(yīng)排列緊密，精原細(xì)胞、精母細(xì)胞、精子細(xì)胞和精子從基底膜至管腔依次排列，層次清晰。大鼠的一個(gè)生精小管的管腔環(huán)切面應(yīng)處于相同的生精周期[6]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，染砷組睪丸重量明顯降低，睪丸的組織切片顯示，染砷組大鼠睪丸生精上皮細(xì)胞排列紊亂，各級(jí)生精細(xì)胞減少，生精上皮明顯變薄,部分生精小管中可見脫落的生精細(xì)胞，程度隨著染毒劑量的增加而加重。說明砷對大鼠睪丸生精上皮具有損害作用，使睪丸重量減輕。睪丸內(nèi)生精細(xì)胞受損將會(huì)導(dǎo)致精子質(zhì)量的下降。這與陸祥[7]探討砷對精子發(fā)生的影響結(jié)果相似。睪丸的組織切片還顯示，染砷組大鼠睪丸生精小管間隙增寬，睪丸間質(zhì)有充血、滲出，說明砷化物可直接損害毛細(xì)血管或作用于血管舒縮中樞，使血管平滑肌麻痹，毛細(xì)血管擴(kuò)張，血管通透性改變[8]。導(dǎo)致睪丸間質(zhì)有充血，滲出。毛細(xì)血管受損，則砷可以通過血睪屏障直接作用于支持細(xì)胞。支持細(xì)胞受損則導(dǎo)致支持細(xì)胞的調(diào)控紊亂及內(nèi)環(huán)境的紊亂，影響其對生精細(xì)胞支持和營養(yǎng)作用，從而導(dǎo)致生精細(xì)胞排列紊亂，并有大量的生精細(xì)胞脫落。支持細(xì)胞損傷還可導(dǎo)致雄激素結(jié)合蛋白合成和分泌減少，則與雄激素結(jié)合減少，不能保持生精小管內(nèi)有較高水平的雄激素，使精子生成受阻。亞慢性砷中毒導(dǎo)致大鼠睪丸組織受損，從而可能會(huì)造成雄性大鼠生育力低下。

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(2016-03-12收稿，2016-06-30修回)

中文編輯： 文箐潁； 英文編輯： 劉華

Effect of Sub-chronic Arsenic Poisoning on the Testis of Rats

YANG Yanping1, GAO Xiaoqing2, YANG Zhe1, LIU Zhi1, MA Xiaoping2, DING Xiansheng3, QIN Haixia1

(1.DepartmentofHistologyandEmbryology,GuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,Guizhou,China;2.ZunyiMedicalandPharmaceuticalCollege,Zunyi563002,Guizhou,China; 3.DepartmentofPathology,GuizhouLiupanshuiPeople'sHospital,Liupanshui553001,Guizhou,China)

遵義市科技計(jì)劃項(xiàng)目[遵義科合社字(2014)01號(hào)]

Email:gxq550301@sina.com

R361.3； R994.13

A

1000-2707(2016)08-0900-03

10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.08.008

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