除草剂阿特拉津对健康雌性小鼠血清性激素水平的影响及其意义

谭文溪，刘 剑，上官梦原，赵 菁，王贺彬，赵 航，李 娜，赵丽晶，赵淑华

（1.吉林大学第二医院妇产科，吉林 长春 130041；2.吉林大学白求恩医学院病理生理学系，吉林 长春130021；

3.吉林大学白求恩医学院解剖学系，吉林 长春130021；4.长春中医药大学研发中心，吉林 长春 130117）

阿特拉津（atrazine，ATR）又名莠去津，化学名为2－氯-4-乙氨基-6-异丙氨基-1，3，5三氯苯，是一种抑制光合作用的持久性旱地光谱除草剂，由于其成本低且除草效果好，在世界范围内得到广泛应用[1]。虽然ATR的毒性为中等偏低，但由于其使用量大、残留期长（半衰期为244d）[2]，可对土壤、水体等自然媒介造成严重污染，在环境水体中检出率较高[3－4]，其在环境中持久存在可能对人类健康构成重大威胁。在我国ATR使用量呈逐年上升的趋势，有研究[5－6]表明：长期低剂量使用阿特拉津会对生物体的内分泌系统产生干扰作用，目前ATR已被认定为内分泌干扰物质（endocrine disrupting chemicals，EDCs）[7－9]，是近年来国际社会广泛关注的重要环境污染物。但其对生物体的干扰机制研究尚不充分，特别是对人体性激素平衡和性激素相关疾病影响的研究较少。本实验通过检测除草剂ATR处理后健康小鼠血清中性激素水平，观察ATR对小鼠性腺轴的影响，探讨ATR影响性激素相关疾病发病的可能性。

1 材料与方法

1.1 实验动物、主要试剂和仪器 清洁级8周龄雌性C57BL/6J近交系小鼠32只，体质量18～22g，购自吉林大学白求恩医学院实验动物中心，动物合格证号：20130821。小鼠于实验室适应性饲养1周后，随机分组分笼饲养，自由摄入食物和饮水。ATR购自上海源叶生物技术有限公司（纯度为97.5%），激素测定放射免疫分析试剂盒购自潍坊三维生物工程集团有限公司；BIO-RAD 550酶标仪（Biorad公司），LX70型倒置显微镜（Olympus公司）。

1.2 动物分组及给药 参照文献[10]将32只雌性C57BL/6J近交系小鼠随机分为对照组和5、25、125mg·kg－1ATR组，每组8只。以橄榄油溶解

ATR，对照组小鼠灌胃给予橄榄油溶剂，其他各组小鼠分别灌胃给予5、25和125mg·kg－1ATR，每天1次，连续给药28d，每天观察小鼠一般状态，饮食情况和活动情况，每4d测量各组小鼠体质量，根据体质量调整给药量。

1.3 放射免疫法测定小鼠血清中性激素水平 于末次给药的第2天麻醉状态下处死小鼠，眼球采血，3 000r·min－1离心15min，收集小鼠血清。按照试剂盒说明书操作，采用放射免疫法测定各组小鼠血清中促卵泡生成激素（follicle stimulating hormone，FSH）、 黄 体 生 成 素（luteinizing hormone，LH）、雌二醇（estradiol，E2）、孕酮（progesterone，P）、睾酮（testosterone，T）、垂体泌乳素（pituitary prolactin，PRL）的水平。

1.4 小鼠卵巢组织形态学观察 各组小鼠卵巢组织经10%甲醛固定、逐级酒精脱水、石蜡包埋，行4μm连续切片，脱蜡后苏木精－伊红染色，中性树胶封片，显微镜观察并采集图像。

1.5 统计学分析 采用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析。各组小鼠血清中FSH、LH、E2、P、T和PRL水平以±s表示，组间均数比较采用单因素方差分析。

2 结 果

2.1 各组小鼠血清中性激素水平 与对照组比较，25和125mg·kg－1ATR组小鼠血清中LH和FSH水平显著降低（P＜0.05或P＜0.01），且随ATR剂量的增加，LH及FSH水平逐步降低。与对照组比较，25和125mg·kg－1ATR组小鼠血清中E2及T水平升高（P＜0.05），随ATR剂量的增加，E2及T水平也相应升高。与对照组比较，其他各组小鼠血清中P和PRL水平未见明显改变。见表1。

表1 各组小鼠血清中性激素水平Tab.1 Levels of serum sex hormones in mice in various groups （n＝8，±s）

表1 各组小鼠血清中性激素水平Tab.1 Levels of serum sex hormones in mice in various groups （n＝8，±s）

＊ P＜0.05，＊＊ P＜0.01 vs control group.

Group T P±0.15 0.72±0.18 16.31±4.22 5mg·kg－1 ATR 23.70±5.34 3.57±1.67 0.68±0.14 0.77±0.22 0.68±0.15 15.80±5.21 25mg·kg－1 ATR 18.20±2.48＊＊ 3.46±0.74＊ 0.75±0.18＊ 0.88±0.10＊ 0.63±0.25 15.60±4.99 125mg·kg－1 ATR 9.01±1.14＊＊ 3.01±0.57＊ 0.82±0.19＊ 0.89±0.15＊）]Control 26.66±6.89 4.78±1.32 0.58±0.09 0.68 Level of serum sex hormone LH[λB/（IU·L－1）]FSH[λB/（IU·L－1）][ρB/（μg·L－1）]E2[ρB/（ng·L－1）][ρB/（μg·L－1）]PRL[λB/（mIU·L－1 0.88±0.40 17.30±7.32

2.2 各组小鼠卵巢组织形态学 对照组小鼠卵巢组织中可见大量初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡，而25和125mg·kg－1ATR组小鼠卵巢组织中大型闭锁卵泡比例增加，尤其以125mg·kg－1ATR组小鼠最为明显。见图1（插页三）。

3 讨 论

20世纪90年代以来，国内外学者发现：许多环境化学污染物具有类似激素的作用，这些污染物干扰动物体内的内分泌功能，因此称其为EDCs。即使微量的EDCs也可影响激素的产生，进而干扰机体的内分泌机能[11]。目前EDCs主要来源于工农业生产、医疗用药和植物等，其中农业生产中的农药为最主要的来源。除草剂ATR在环境中残留期较长，具有一定的生物毒性[12]，研究[13]表明：ATR可造成哺乳动物繁殖异常以及其重要生理功能发生紊乱，长期接触还会导致动物发生乳腺癌。本研究通过检测ATR处理后雌性小鼠血清中性激素水平的改变，分析ATR对性激素相关疾病的可能影响。

研究[14]发现：ATR可以与体内相应的受体结合，模拟性激素的作用，进而激活受体引发相应的生物效应，或者阻断以及减少体内性激素的受体结合力和生物活性。EDCs还可通过直接结合雌激素受体、增加芳香化酶活性和增加雌激素敏感性发挥雌激素效应，或通过促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）导致内源性雌激素分泌水平增加[15－17]。本研究结果显示：ATR处理后，25和125mg·kg－1组小鼠血清E2和T水平明显提高，提示ATR可上调雌、雄激素的合成。由于卵巢组织是合成E2的主要场所，其产生过程包括：在LH的作用下内膜细胞使胆固醇转变为雄烯二酮；在FSH的作用下颗粒细胞中的芳香化酶使雄烯二酮转变成雌激素，这也充分解释了雌激素水平升高的原因。

机体性激素的分泌由下丘脑－垂体－卵巢轴进行调控。为了进一步观察小鼠血清E2和T水平的增高对下丘脑－垂体－卵巢轴的影响，本研究检测了小鼠血清中FSH、LH、P和PRL水平。本研究结果显示：ATR处理后，小鼠血清中FSH和LH水平明显降低，而血清中P和PRL的水平无明显差异，这一结果与Cooper等[18]的结论一致。FSH和LH分泌水平下调的原因可能是由于ATR通过增加雌性小鼠体内雌激素水平，负反馈抑制下丘脑分泌FSH和LH。

对于雌性动物而言，FSH是刺激卵泡发育成熟的最主要激素，在LH的配合下，FSH促进卵巢的卵泡发育、成熟，并分泌雌激素。FSH和LH表达水平下调可能会导致雌性动物发情期延迟，进而影响到小鼠的生殖机能。本研究结果显示：ATR处理后，25和125mg·kg－1组小鼠卵巢组织中初级卵泡、次级卵泡的比例明显减少，而大型闭锁卵泡的比例明显增多，提示ATR处理后，雌性小鼠体内FSH和LH表达水平下调导致卵巢的发育受到干扰，导致小鼠卵巢组织闭锁卵泡比例增加。由于卵巢的功能主要是生殖功能和内分泌功能，卵巢闭锁卵泡比例的增加有可能通过影响到卵泡的成熟和排卵，进而引起生殖障碍，该结论尚有待进一步的实验进行验证。

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