镉对未成年雌性大鼠卵巢组织激素分泌的影响

张 纯，张 帆，何 联，郑 洁，杨 萍

(1 湖北省妇幼保健院生殖中心，武汉 430070;2 华中科技大学同济医学院附属同济医院)

镉离子(Cadmium ion，Cd2+)是目前已知极易在体内长期蓄积(10～30 a)的一种生物半衰期很长，且对机体有多器官、多系统毒性作用、高度可疑的环境内分泌干扰物［1，2］。国际癌症研究协会于1993年将其列为44种人类Ⅰ类致癌物之一，美国毒物管理委员会(ATSDR)亦将其列为第6位危及人体健康的有毒物质。既往关于Cd2+的研究多着眼于其对生物体肝肾、血液系统的急慢性影响及其致癌、致畸与致突变作用，其对雌性哺乳动物生殖系统影响方面的研究较少。本研究观察了镉亚慢性皮下注射染毒对未成年雌性大鼠卵巢组织雌、孕激素分泌的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 15日龄健康清洁级未成年雌性SD大鼠38只，体质量60～90 g，由武汉大学实验动物中心提供，饲养环境温度(20±2)℃，湿度(50±20)%，自由饮水、进食。

1.1.2 主要试剂 氯化镉(Cadmium chloride，CdCl2·2.5 H2O)为上海亭新制药厂产品，分析纯，含量不少于99.0%。雌二醇(E2)、孕酮(P4)放免检测试剂盒购自北京北方生物制品研究所。

1.2 动物分组及处理 实验动物经适应性喂养6 d后，按体质量分层随机分为4组，其中染镉高、中、低剂量组各10只，均经皮下注射氯化镉染毒，染镉剂量分别为 1.2、0.6、0.3 mg/kg(以 Cd2+计);对照组8只，予生理盐水皮下注射。四组注射方法均为1次/d，每周5 d，连续6周，注射液体的体积为1.5 mL/kg。

1.3 观察指标 实验期间观察大鼠一般情况，每2 d称重一次，以及时调整用药剂量;染毒第5周(35 d)起，采用阴道细胞涂片法连续观察并记录大鼠动情周期，于染毒42 d(染毒结束)后待其进入动情间期，称重后处死动物，分别剥离并称量两侧子宫及卵巢组织，子宫或卵巢重量分别除以对应大鼠的体质量即为子宫系数或卵巢系数;取左侧卵巢组织置于装有1 mL孵育剂的EP管中，眼科剪剪碎，加入10 IU hCG，振荡孵育箱中孵育3 h，4℃下200 g离心5 min，吸取上清液，采用放射免疫法检测雌、孕激素含量，取少许右侧卵巢组织以原子吸收光谱法检测镉含量，另取少许卵巢组织以戊二醛固定用于后期透视电镜检测，剩余卵巢组织行多聚甲醛固定、用于病理学及免疫组化检测。

1.4 统计学方法 采用SPSS13.0统计软件。计量资料以表示，组间比较应用One-Way ANOVA分析(方差齐时选LSD，方差不齐时选择Dunnett's T3)。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 与对照组相比，各染镉组大鼠均出现不同程度的脱毛、精神萎靡、活动减少，部分有易激惹、食欲减退、发育迟缓、被毛光泽度下降，且注射部位出现黄豆大小硬结或溃疡及腹泻等症状，以高剂量组较为常见及突出。大鼠解剖示染镉高剂量组半数以上有腹水及脏器粘连，中剂量组仅个别大鼠有轻度腹水和轻度脏器粘连，低剂量组及对照组未见。

2.2 卵巢组织镉含量及动情周期 与对照组相比，染镉各剂量组卵巢组织镉含量明显增加(P＜0.01)，动情周期明显延长(P ＜0.05)，且均呈剂量依赖性(P ＜0.05)，见表1。

表1 四组卵巢组织镉含量及动情周期比较()

表1 四组卵巢组织镉含量及动情周期比较()

注:与对照组相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;与低剂量组相比，#P＜0.01;与中剂量组相比，△P ＜0.01

2.3 子宫、卵巢系数 与对照组相比，染镉高剂量组大鼠子宫及卵巢系数均明显下降(P＜0.05);与染镉中、低剂量组相比，染镉高剂量组子宫系数明显减低(P ＜0.01)，见表2。

表2 四组子宫系数、卵巢系数比较()

表2 四组子宫系数、卵巢系数比较()

注:与对照组相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;与染镉低剂量组相比，#P ＜0.01;与染镉中剂量组相比，△P ＜0.01

组别 n 子宫系数(×10-4) 卵巢系数(×10-3)染镉高剂量组 10 8.960 ±1.571○#△ 2.710 ±0.202*8 15.013 ±1.854 2.961 ±0.306染镉中剂量组 10 13.250 ±2.190 2.893 ±0.224染镉低剂量组 10 13.670 ±2.187 2.885 ±0.254对照组

2.4 卵巢组织E2、P4水平 与对照组相比，染镉高、中剂量组大鼠卵巢组织E2水平均明显下降(P＜0.05);各染镉剂量组卵巢组织P4水平均明显下降(P＜0.05)，其中染镉高剂量组卵巢 E2、P4水平明显低于低剂量组(P＜0.05)，见表3。

表3 四组卵巢组织E2、P4水平比较()

表3 四组卵巢组织E2、P4水平比较()

注:与对照组相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;与染镉低剂量组相比，#P ＜0.01;与染镉中剂量组相比，△P ＜0.05，▲P ＜0.01

组别 n E2(pg/mL) P4(ng/mL)染镉高剂量组 10 1.17 ±0.11○#▲ 4.51 ±0.66○#△8 2.90 ±0.35 9.25 ±1.23染镉中剂量组 10 2.36 ±0.27* 5.30 ±0.60○#染镉低剂量组 10 2.60 ±0.25 7.18 ±0.62 ○对照组

3 讨论

镉是一种相对稀有的天然元素，地壳中平均含量为0.5 mg/kg，主要以硫化物形式存在于各种锌、铝和铜矿中。由于Cd2+在国民经济、工农业生产与军事等领域中的重要作用，及其在冶炼厂、电镀、蓄电池、采矿等工业中应用的日益广泛，导致镉资源出现过度开发及滥用。相当数量的镉通过工业废气、废水、废渣排入环境，造成大气、水体(水生物)、土壤以及各种生物体内镉含量不断升高，人类作为食物链的最终消费者，可通过生物放大与生物积累，经呼吸道、消化道及皮肤黏膜将过量的镉摄入体内。

既往有关Cd2+对生物体肝、肾、肺、骨骼、睾丸、脑、血液等系统急慢性影响及其致癌、致畸与致突变作用的研究较多［3～5］。但 Cd2+对雌性哺乳动物生殖系统的影响尚无明确结论。动物实验表明，Cd2+可改变成年雌性小鼠卵巢组织的形态结构，抑制卵泡的正常生长与发育［6］。由于现实条件下Cd2+的蓄积伴随人体的生长与发育，Cd2+对青春前期女性的影响不容忽视，然而Cd2+对未成年雌性动物及女性卵巢结构与功能影响的研究尚未见报道。本实验结果显示，与对照组相比，各染镉组未成年大鼠卵巢组织镉含量明显增高、动情周期明显延长、子宫及卵巢系数明显下降、卵巢组织E2及P4水平明显减低。提示镉能在未成年雌性大鼠卵巢组织蓄积，影响卵巢组织的内分泌功能;镉对卵巢组织性激素分泌的直接抑制作用可能是其内分泌干扰作用的机制之一。

［1］Kuriwaki J，Nishijo M，Honda R，et al.Effects of cadmium exposure during pregnancy on trace elements in fetal rat liver and kidney［J］.Toxicol Lett，2005，156(3):369-376.

［2］Murphy CA，Rose KA，Thomas P.Modeling vitellogenesis in female fish exposed to environmental stressors:predicting the effects of endocrine disturbance due to exposure to a PCB mixture and cadmium［J］.Reprod Toxicol，2005，19(3):395-409.

［3］Tormanen CD.Inhibition of rat liver and kidney arginase by cadmium ion［J］.J Enzyme Inhib Med Chem，2006，21(1):119-123.

［4］Nordberg GF.Lung cancer and exposure to environmental cadmium［J］.Lancet Oncol，2006，7(2):99-101.

［5］Filipic M，Fatur T，Vudrag M.Molecular mechanisms of cadmium induced mutagenicity［J］.Hum Exp Toxicol，2006，25(2):67-77.

［6］杜卓民，牟肇龄，许庭良，等.镉对小白鼠卵巢的毒害［J］.贵阳医学院学报，1998，23(1):18-20，23.