乙醇的雄性生殖毒性

172中国工业医学杂志2005年6月第18卷第3期 Chinese J Ind Med June2005,Vol.18No.3乙醇的雄性生殖毒性解丽君!,赵松2,胡文媛2(1.河北省疾病预防控制中心药物研究室,河北石家庄050021;2.河北医科大学,河北石家庄050017)摘要:40只健康雄性成年SD大鼠随机分为4组,各组毎日分别灌胃给予乙醇θ2.7、4.5、7.5gkg,连续13测定各组大鼠血清睾酮(T)促黄体生成素(LH)促卵泡刺激素(FSH)含量,光、电镜观察睾丸组织的形态学改变,同时測定睾丸线粒体中丙二醛(M〕A)的含量。结果显示各乙醇组动物血清T水平较对照组明显降低(P<0.01),血清IH、FSH含量亦明显降低〔P<0.05)睾丸的组织病理学观察显示染毒动物睾丸生精细胞核固缩、变性,曲细精管腔中脱落细胞增多;超微结构显示睾丸生精上皮结构破坏,攴持细胞和各级生精细胞均有退化变性,且损伤程度与乙醇剂量明显相关。乙醇4.5、7.5g/kg组动物睾丸线粒体MDA含量明显高于对照组(P<0.05)说明乙醇既可以直接作用于睾丸,引起生精细胞损伤和睾丸类固醇合成抑制,还可使下丘脑垂体轴生殖内分泌功能受损。脂质过氧化可能是乙醇致睾丸损伤的机制之关键词:乙醇;大鼠;睾丸;生殖毒性中图分类号:R994.6文献标识码:A文章编号:1002-221X(2005)3-0172-02Effects of alcohol on reproductive system of male ratsXIE Li-jun', ZHAO Song, HU W(1. Hebei Provincial Center for Disease Prerention and Control, Shijiazhuang 050021, China 2. Hebei Medical UniversityShijiazhuang 050017, ChinaAbstract: Forty healthy Sprague-Dawley adult male rats were randomly divided into four groups with varied doses of alcohol (0g/kg, 2.7 g/kg, 4.5 g/kg and 7.5 g/kg)administrated for 13 weeks by gastric tubes. Serum sexual hormones testosterone(T)luteinizing hormones( LH and follicle stimulating hormones( FSH) were determined. Patholgical changes of tesits tissue of the ratswere simultaneously observed by light microscopy and electron microscopy. Malondialdehyde( MDA content of testis mitochondria wasdetermined as well. Result showed that Serum T level in all alcohol-treated groups wes significantly lower than that in control group( p<0.01). Serum levels of LH and FSH in alcohol-treated rats were also significantly lower than those in controls( P<0.05). Lightmicroscopic evaluation of the testis of the rats treated with alcohol revealed their germ cell nuclear pyknosis and degeneration and increased exfoliated cells in tubular lumina. Electron microscopic analysis showed that seminiferous epithelium of alcohol-treated ratdisorganized and Sertoli cells and germ cells at all stages were degenerated in a dose-dependent pattern. Content of MDA in the testismitochondria of the rats treated with 45g/kg and 7.5 g/kg was significantly higher than that in the controls( P<0.01 ). It issuggested that alcohol is a known testis toxin which can directly act on the testis causing damage to germ cells and inhibition of synthesiof steroids as well as dysfuncation of hypothalamic-pituitary axis in gonadotropin release. Lipid peroxidation may be atative mecnism that contributes at least in part to the testis damage associated with chronic alcohol abuseKey words: Alcohol Rat Testis Reproductive toxicity研究表明,乙醇是一种确认致畸物,母亲孕期大量饮酒1.1实验动物及分组可致”胎儿酒精综合征;男性酗酒可影响身体健康并引起选体重180~20g健康性成熟雄性SD大鼠40只(河北后代发育和行为异常2为提高人类生命质量和优生优育,实验动物中心提供),随机分为4组:0(对照组)2.7、4研究乙醇的生殖遗传毒性具有深远意义,而囯内在乙醇对雄7.5g/kg乙醇组(按等效剂量计算,染毒乙醇剂量分别相当于性性腺的影响方面尚少见系统报道。本研究旨在观察乙醇对体重60睾丸形态及生殖内分泌激素的影响,并初步探讨了乙醇引起每组10中国煤化工135m、165m、250m)睾丸损伤的作用机制。胃,灌昌YHaCNMHG醇加入不同量蒸馏水灌wg,需=给予等量蒸馏水,每日11材料与方法次,连续13周。于末次染毒24h后用乙醚麻醉动物,眼眶采血后处死,取双侧睾丸,称重,一侧待做睾丸线粒体MDA含收稿日期:2004-09-20;修回日期:2005-02-18作者筒(12-),女,硕士,主管医师,主要从事药量测定,另一侧用于形态学观察。物毒理学研究1.2观察指标及方法中国工业医学005年6月第18卷第3期 Chinese J Ind Med June2005,Vdl.18N.31731.2.1睾丸光镜病理切片制作取一侧睾丸部分组织 Bouine各乙醇处理组血清T水平均较对照组明显降低(P<0.01)氏液固定,常规石蜡包埋切片,巸E染色,光镜下观察生精细血清IH水平与对照组相比均眀显下降(P<0.05),高剂量ε胞形态结构。血清FH含量明显低于对照组(P<0.051.2.2睾丸超薄切片制作及观察取一侧睾丸部分组织,双乙醇4.5、7.5g/kg组睾丸线粒体MDA含量明显高于对照蒸水冲洗,在冰面上分别切割成2mm×2mmx4m小块,组(P<0.01),2.7g/kg组与对照组差异无显著性(P>4%戊二醛固定,环氧树脂包埋,超薄切片,醋酸双氧铀和枸0.05)橼酸铅双重染色法染色,于日本产H-7500型透射电镜下观察表1乙醇对血清T、IH、FSH及睾丸线粒体睾丸超微结构。MDA含量的影响(x±s,n=10)1.2.3血清睾酮(T)促黄体生成素(IH)促卵泡刺激素(FH)测定采用放射免疫法。由北京核仪器厂产F646A(nmol/L) ( mlU/L) (mlU/)( nmol/ mg prot微机单头放免仪进行测定,试剂盒由中国原子能科学院同位对照组13.25±3.481.42±0.141.74±0.5412.7±4.5素研究所提供。乙醇2.7gkg组884±2,48*0.74±0.18*1.40±0.7314.3±5.4124睾丸线粒体MDA含量测定取一侧睾丸,摘除被膜乙醇4.5g/kg组6.52±2.98·061±0.4·1.11+0.311,7±3.2后,加入6倍体积的含0.25mmL蔗糖、1mmol/L氯化镁、乙醇7.5g/kg组3.18±2.16*·0.54±0.550.92±0.3420.2±3.710mmol/ L Tris-HCl缓冲液(pl=74),在冰浴下制成匀浆与对照组相比,P<0.05,P<0.01使用日本产RP20型高速冷冻离心机在4℃条件下600g/mn3讨论离心得上清液,再以9700g/min离心30min,得沉淀氯化钾本研究表明各乙醇组尤其是7.5g/kg组大鼠睾丸生精细磷酸钾(0.15moL)缓冲液(p=7.4)冲洗,再以同样速胞核固缩变性,曲细精管腔中脱落细胞增多,超微结构检査度离心30min,最后得睾丸线粒体。MDA的测定用南京建成显示乙醇组动物睾丸生精上皮结构破坏,支持细胞和各级生生物研究所试剂盒,严格按操作说明书进行;考马斯亮蓝法精细胞、精子均有退化变性。这与 El-Sokkary gh的研究报道测定蛋白含量类似3。13统计学处理结果还表明,各乙醇组血清T水平均明显低于对照组应用SPSs10.0统计软件进行 Dunnett检验说明乙醇可以抑制睾丸间质细胞合成睾酮。从而提示乙醇所2结果致的睾丸损伤的另一特征是抑制睾丸类固醇合成45]。乙醇抑2.1睾丸组织病理切片观察制睾酮合成的机制可能为乙醇或其代谢产物影响了睾酮合成光镜下对照组睾丸生精上皮呈规则圆形,排列紧密,结的酶。本研究显示各乙醇处理组大鼠血清IH均明显低于对照构清晰,层次分明,精原细胞大而圆,规则地紧贴曲细精管组,高剂量组血清FSH水平也明显低于对照组。这说明乙醇的基底膜,向内依次为初级精母细胞、精子细胞、精子。乙可以直接或间接作用于下丘脑或垂体来干扰下丘脑垂体性腺醇组睾丸曲细精管有不同程度的损伤,表现为生精细胞核固轴的功能,以进一步影响睾丸的结构和功能缩、变性。损伤程度与乙醇剂量密切相关,低剂量组只有少睾丸线粒体膜、精子均富含多不饱和脂肪酸,易受过氧量曲细精管受损,变性的生精细胞少;高剂量组几乎毎个曲化攻击,乙醇及其代谢物乙醛可以在体内产生自由基,自由细精管均有核固缩、变性的玍精细胞,曲细精管腔中脱落细基攻击膜上的多不饱和脂肪酸即可诱发脂质过氧化。通常以胞增多。丙二醛的生成判断脂质过氧化程度。本研究表明乙醇4.5、2.2睾丸超薄切片观察7.5g/kg组睪丸线粒体MDA含量明显高于对照组,说明乙醇电镜下观察睾丸组织的超微结构,对照组基膜平整,支可以引起睾丸的过氧化损伤。持细胞腔凹窝內嵌着各级处于不同时期的生精细胞,有精原参考文献细胞、初级精母细胞和变态期精子细胞。各乙醇组大鼠生精[1]Abel, Sokol. Incidence of fetal alcohol syndrome and economic impact of上皮超微结构显示,各级生精细胞和支持细胞均有损伤,包fetal alcohol syndrome related anomalies [JAlcohol括:(1)支持细胞内洛酶体增多,支持细胞滑面内质网变性【2]1dgM,MmnR,Veg4E,etd. Lateral alcohol exposure: develop退化;(2)精原细胞核空泡化;(3)初级精母细胞核变性溶mental and behavioral effects on the offspring of rats J ]. Neuropharna-解;(4)精子细胞变态期核溶解,局部核内陷,核周隙扩大(5)变态期精子细胞移至基膜处,示生精上皮紊乱。且随剂[3]EsYH中国煤化工effects of chronic ethanol admin-量加大,损伤加重。CNMHGI Neuroendocrinol Lett, 20012.3乙醇对血清睾酮、促黄体生成素、促卵泡刺激素及睾丸[4] Kashko m, Khokha am, Antsulevich sn,etal. Influence of ethanol线粒体MDA含量的影响(见表1)and ethanol-induced lipid peroxidation on the steroidogenic activity of testies[j]. Ukr Biokhim Zh, 1993, 65(2):89-94睾丸间质细胞的主要功能是分泌睪酮,促黄体生成素、[5] Salonen I. Effects of chronic ethanol diet on pituitary- testicular function of促卵泡刺激蘩烂鲑咊分泌的两种促性腺激素。如表1所示,[J]. Biol Reprod,1990,42:5562.