青春期氰戊菊酯暴露对雄性大鼠生殖系统的影响及机制研究

发布时间：2020-08-09 00:43

【摘要】：目的:近年来男性精液质量出现显著下降,研究提示与环境中外源性化学物质暴露有关。拟除虫菊酯类农药(pyrethroids,PYRs)具有高效、广谱、对哺乳动物低毒等特性,广泛应用于农林业和家庭卫生害虫的防治。有研究提示PYRs可经由饮食和吸入室内灰尘等途径使人群普遍暴露,并且对男性生殖系统有不良影响,但其生殖毒性的相关机制尚不明确。本研究选取国内普遍使用的氰戊菊酯(fenvalerate,Fen)作为受试物,在精子发生敏感的青春期对雄性大鼠进行灌胃染毒,分析氰戊菊酯青春期暴露对雄性生殖系统的影响并探讨其可能机制。方法:选用4周龄雄性SD大鼠50只,按体重随机分为5组(10只/组):对照(玉米油)组、低剂量(0.02 mg/kg Fen)组、中剂量(1 mg/kg Fen)组、高剂量(50 mg/kg Fen)组及干预(50 mg/kg Fen+100 mg/kg N-乙酰基-L-半胱氨酸)组,连续灌胃染毒60天,每周测量大鼠体重、体长和肛殖距变化。末次染毒24小时后,分离大鼠睾丸、肝脏、肾脏和脾脏以计算脏器系数。用放射免疫法检测大鼠血清睾酮(testosterone,T)、雌二醇(estradiol,E_2)、卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)和促黄体生成素(luteinizing hormone,LH)水平的变化。制备睾丸组织HE染色病理切片,在光镜下观察睾丸组织形态学改变,并用比色法检测睾丸组织酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP),γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transferase,γ-GT)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的活性。用计算机辅助精液分析仪分析精液质量。用比色法检测睾丸组织谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量。采用TUNEL检测睾丸生殖细胞凋亡情况并用western blot检测caspase3、caspase8、Fas、Bax和Bcl-2凋亡蛋白表达情况。结果:雄性大鼠经氰戊菊酯染毒后,与对照组相比,高剂量组大鼠体重、体长、肛殖距以及睾丸、肝脏脏器系数均降低(P0.05)。高剂量组大鼠血清T水平较对照组明显下降(P0.05)。光镜下观察到染毒组大鼠睾丸结构发生异常改变,高剂量组大鼠管腔内径较对照组增大(P0.05)。低、中、高剂量组大鼠睾丸标志酶ACP和γ-GT活性较对照组下降(P0.05)。高剂量组大鼠精子密度和活力较对照组下降(P0.05)。高剂量组大鼠睾丸组织抗氧化酶SOD和GSH-Px活性较对照组降低,MDA含量升高(P0.05)。同时还发现高剂量组大鼠睾丸组织细胞凋亡明显且pro-caspase3、active-caspase3和pro-caspase8凋亡蛋白表达水平较对照组明显上调(P0.05)。与高剂量组相比,干预组中大鼠睾丸标志酶活性和精液质量有所升高,氧化应激水平显著下降(P0.05)。结论:青春期氰戊菊酯染毒可导致雄性大鼠睾丸功能和精液质量下降,可能与睾丸组织氧化损伤以及生殖细胞过度凋亡有关。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R114
【图文】：

雄性大鼠,氰戊菊酯,脏器系数,体长

图 1. 氰戊菊酯染毒对雄性大鼠体重和体长的影响。Figure 1. Effects of fenvalerate on the body weight and body length in male rat2 氰戊菊酯染毒对雄性大鼠脏器系数的影响经相关分析发现，睾丸脏器系数（r = -0.519；P = 0.001）和肝脏脏器系455；P = 0.003）随着染毒剂量的增加而减小。经统计学分析，与对照中剂量组（P < 0.05）和高剂量组（P < 0.01）大鼠睾丸脏器系数显著量组大鼠肝脏脏器系数也明显降低（P < 0.01），各染毒组大鼠脾脏和系数较对照组没有统计学差异。干预组中大鼠各脏器系数与高剂量组相著性差异（见表 1）。

雄性大鼠,氰戊菊酯,对照组

Table 1. Effects of fenvalerate on the organ coefficients in male rats.别睾丸a肝脏a脾脏a肾脏a组 8.13 ± 0.24 36.26 ± 1.68 1.81 ± 0.33 6.67 ± 0.量组 8.16 ± 0.24 35.13 ± 2.74 1.68 ± 0.22 6.58 ± 0.量组 7.74 ± 0.52* 34.50 ± 2.59 1.82 ± 0.25 6.39 ± 0.量组 7.59 ± 0.34** 32.87 ± 2.05** 1.87 ± 0.26 6.68 ± 0.组 7.68 ± 0.65 33.53 ± 1.43 1.84 ± 0.28 6.78 ± 0.示（脏器重量/体重）×103；*与对照组比较，P < 0.05；**与对照组比较，P < 0.0氰戊菊酯染毒对雄性大鼠肛殖距的影响着染毒剂量的增加，测量的雄性大鼠末次肛殖距（r = -0.371；P = 0.0小。经统计学分析，高剂量组大鼠末次肛殖距较对照组明显缩短（干预组中大鼠肛殖距改变与高剂量组相比尚未发现显著性差异（见图

雄性大鼠,氰戊菊酯,内径,对照组

15图 3. 氰戊菊酯染毒对雄性大鼠睾丸组织结构的影响。睾丸组织病理切片 HE 染色的结果（×200），箭头所示空泡样改变，星号所内径增大。（B）曲细精管管腔内径的定量测量。*与对照组比较，P < 0.05Figure 3. Effects of fenvalerate on the testicular structure in male rats. HE staining in testicular tissues (200×). Arrows indicate the vacuolar change; Asdicate the increase in the inner diameter of seminiferous tubules. (B) Quantificatiothe inner diameter of seminiferous tubules. *P < 0.05 versus the control group对照组低剂量组中剂量组高剂量组干预组

【参考文献】