小花棘豆中毒家兔的病理形态学观察

王帅+胡建军+陈根元+等

摘要：将24只家兔随机分为4组，分析小花棘豆中（Oxytropis glabra DC.）毒家兔的病理组织学指标，结果显示，小花棘豆中毒可导致家兔肝脏、脾脏、心脏、肺脏、肾脏、脑组织等发生以空泡变性为主要特征的病理学变化，对小花棘豆摄入量越多，其剂量效应也越明显。

关键词：小花棘豆；家兔；中毒；病理组织学

中图分类号： S854.4；S541.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0175-03

收稿日期：2013-09-22

基金项目：国家自然科学基金（编号：31060024、31160497）；新疆生产建设兵团博士资金专项（编号：2008JC07）；新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室开放课题（编号：HS201207）。

作者简介：王帅（1985—），男，实验师，从事牧草资源开发利用研究。E-mail：wangshuaidky@126.com。

通信作者：张玲，从事牧草资源开发利用研究。E-mail：1044763025@qq.com。小花棘豆（Oxytropis glabra DC.）为豆科棘豆属植物，别称醉马草、马绊肠、绊肠草、苦马豆等，广泛分布于新疆维吾尔自治区和田市、阿克苏市等地区，具有根系发达、繁殖系数高、耐旱、耐贫瘠、返青早、多种籽、生命力强等特性[1]。据统计，阿克苏地区271.97万hm2天然草场中约有40万hm2草场广泛丛生小花棘豆，其中危害严重的草场盖度可达90%～95%。在牧草缺乏的季节，若家畜大量采食小花棘豆会引起中毒甚至死亡，对畜牧业生产造成严重危害[2]。研究表明，小花棘豆中毒可导致动物肝、肾、脾、心、脑等器官细胞空泡变性，以小脑浦肯野细胞、神经元细胞、肾脏近曲小管上皮细胞、肾上腺髓质部上皮细胞、肝细胞变性最明显，从而使动物表现出以神经机能障碍为特点的中毒症状[3-5]。目前，关于小花棘豆对家兔的毒性研究较少。本试验分析小花棘豆中毒家兔的病理组织学指标，旨在为小花棘豆毒理学研究提供基础。

1材料与方法

1.1材料

小花棘豆于2012年7月采自和田市策勒县恰哈乡，由塔里木大学动物科学学院草业科学学科组鉴定。取植株的地上部分，阴干保存备用。

1.2仪器

苏木精、伊红、盐酸、乙醇、二甲苯、石蜡、阿拉伯树胶等均为国产分析纯。转轮切片机（德国Leiea 公司）、Motic DMBA300-B 数码互动光学显微镜、智能型生物组织包埋机（浙江省金华市益迪医疗设备厂）。

1.3家兔小花棘豆中毒模型

家兔24只，雌雄各半，4～5月龄，体重（2.0±0.1） kg/只，购自塔里木大学动物科学学院实验站。家兔内服3 mg/kg左旋咪唑驱虫，临床观察2周，确认临床健康后随机分为对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组，每组6只，分笼饲养。对照组饲喂青干草、少量精料，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组分别按照5、10、20 g/（kg·d）的剂量饲喂小花棘豆，待家兔采食完毕后，再添加青干草、精料，家兔自由饮水。每天观察各试验组家兔的饮食情况、运动行为、精神状态等情况，至小花棘豆中毒典型症状出现模型复制结束。

1.4临床症状及病理学观察

待试验家兔出现小花棘豆中毒典型症状后捕杀，采集心脏、肝脏、肺脏、脾脏、肾脏、脑，置于100 mL/L中性福尔马林溶液中固定，常规石蜡包埋，间隔连续切片，HE染色，用 Motic DMBA300-B 数码互动显微系统进行观察分析，并拍照记录。

2结果与分析

2.1家兔临床症状

对照组家兔整个试验期未见异常。攻毒后第7 天，各试验组家兔被毛开始失去光泽；第21天各试验组家兔出现被毛竖立、精神沉郁、反应较迟钝等症状，其中试验Ⅲ组最为明显；第70天试验Ⅲ组家兔出现典型中毒症状，表现为躁动不安、头部及四肢出现神经性震颤、后肢无力、喜卧、运动协调性下降，其临床症状与沈明华的报道[6]一致。

2.2肝脏病理组织学变化

对照组家兔肝脏未见病理性变化。试验组家兔肝脏有出血、炎性病灶，肝细胞出现肿胀破裂，细胞核发生聚集，胞质染色不均匀，较对照组变淡，胞质内有大小不等的空泡，部分肝细胞出现脂肪变性。由图1可知，试验Ⅰ组家兔肝细胞轻度肿大；试验Ⅱ组家兔肝细胞出现颗粒变性，肝窦间隙变窄；试验Ⅲ组家兔肝小叶之间界限不清，固有结构消失，肝窦隙有闭塞现象，并发生严重的空泡变性、颗粒变性。由此可知，随着小花棘豆攻毒剂量的增加，试验组家兔肝脏病理性变化加剧。

2.3肾脏病理组织学变化

对照组家兔肾脏未见病理性变化。试验组家兔肾小球、肾小管上皮细胞发生肿胀，近曲小管和远曲小管上皮细胞不同程度坏死，并出现空泡化、胞核溶解。由图2可知，试验Ⅰ组家兔肾小囊变窄，细胞核发生脱落、溶解；试验Ⅱ组家兔肾小球轻微充血，上皮细胞轻度增生，并发生颗粒变性；试验Ⅲ

组家兔肾小球体积增大，肾小管上皮细胞肿大，部分细胞破裂，髓质部血管充血，发生间质增生。

2.4心脏病理组织学变化

对照组家兔心脏未见病理性变化。试验组家兔心外膜明显增厚，原有间质坏死崩解，出现炎症性变化。由图3可知，试验Ⅰ组家兔心肌部分横纹消失，试验Ⅱ组家兔心肌发生颗粒变性，试验Ⅲ组家兔心肌出现空泡，间质内有浆液性和纤维素性渗出液。

2.5肺脏病理组织学变化

对照组家兔肺脏未见病理性变化。试验组家兔肺泡壁及支气管黏膜上皮细胞空泡变性，胞核淡染，部分肺泡壁毛细血管充血。由图4可知，试验Ⅰ组家兔肺脏充血，肺泡壁间质增生；试验Ⅱ组家兔肺泡毛细血管上皮细胞破裂、溶解；试验Ⅲ组家兔肺泡壁断裂，肺泡增大。

2.6脾脏病理组织学变化endprint

对照组家兔脾脏未见病理性变化。试验组家兔脾脏出现数量不等的红细胞，脾窦中有色素沉积，脾小梁发生断裂、坏死。由图5可知，试验Ⅰ组家兔脾脏动脉血管内皮细胞增生；试验Ⅱ组脾脏白髓、红髓边缘区巨噬细胞增多；试验Ⅲ组脾小梁出现含铁血黄素及空泡变性，脾小结出现空泡化巨噬细胞。

2.7脑组织病理组织学变化

对照组家兔脑组织未见病理性变化。试验组家兔小脑病变明显，浦肯野细胞出现空泡变性，神经纤维消失，部分神经细胞出现典型大空泡。由图6可知，试验Ⅰ组家兔脑血管间隙增宽；试验Ⅱ组家兔浦肯野细胞核溶解或消失；试验Ⅲ组家兔脑组织出现卫星现象、噬神经现象，浦肯野细胞大小及染色不一，胞浆内出现细小颗粒，有典型空泡，大脑皮质细胞核染色加深，但胞质染色变淡，海马区神经纤维变短。

3结论与讨论

研究表明，小花棘豆主要有毒成分为苦马豆素，其中毒临床症状可能与动物疯草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出现典型的苦马豆素中毒症状，具体表现为站立困难、喜卧、行进时四肢僵硬、后肢经常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可导致动物出现精神沉郁、运动失调、消瘦等临床变化，其特征性病理变化为组织细胞的胞浆空泡变性。本研究表明，家兔发生小花棘豆中毒后，肝脏、肾脏、脾脏、神经系统等组织细胞均发生不同程度的空泡变性，其中小脑中浦肯野细胞、脑干网状结构都发生了空泡变性。Stegelmeier等认为，浦肯野细胞、脑干网状结构与动物运动协调、投射、感受有关[9]。王帅等研究发现，苦马豆素中毒导致的细胞空泡变性与自由基引起的空泡变性有一定的相似性，苦马豆素可显著降低家兔机体抗氧化酶活性，导致机体自由基蓄积[10]。与肝脏、肾脏等器官相比，脑仅具有中等活性的抗氧化能力，极易受到自由基的影响。Novikoff等研究发现，虽然苦马豆素代谢半衰期仅为20 h，但中毒动物停止摄食疯草后，其神经系统紊乱仍会延长数天或数周[11]。这可能与动物脑组织毒性物质蓄积有关。虽然中毒家兔肝脏、肾脏等器官均发生以空泡变性为主的病理变化，但仍存在一定差异。肝脏病变可能与肝脏代谢过程中的N-糖基化有关，病变部位集中在肝小叶；肾脏近曲小管病理变化较远曲小管明显，可能与二者在尿液形成过程中对不同离子的吸收或排除程度有关；脾脏病变以红髓、边缘区为主，可能与中毒动物糖代谢紊乱有关，大量低聚糖进入脾脏边缘区，边缘区是脾内免疫细胞捕获、识别、处理抗原以及诱发免疫应答的主要部位，异常代谢产物进入边缘区后免疫细胞对其发生捕获、吞噬，以巨噬细胞最显著。

参考文献：

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京：科学出版社，1993.

[2]王帅，贾琦珍，陈根元，等. 新疆小花棘豆的毒性危害与利用[J]. 新疆畜牧业，2012（4）：54-55.

[3]郑明学，孔小明，刘凤翔，等. 小花棘豆中毒羊乳对羔羊影响的病理学试验[J]. 中国兽医科技，1993，23（5）：25-26.

[4]达能太，刘怀义，王大高，等. 骆驼小花棘豆中毒的诊治[J]. 中国兽医科技，1999，29（1）：20.

[5]陈绍淑，赵宝玉，何生虎，等. 小鼠小花棘豆生物碱中毒的病理学观察[J]. 中国兽医科技，2004，34（12）：77-79.

[6]沈明华. 甘肃棘豆对家兔的亚急性毒性试验[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2010.

[7]王帅，陈根元，吴书奇，等. 苦马豆素人工抗原的合成及其免疫原性的研究[J]. 塔里木大学学报，2011，23（3）：46-53.

[8]李勤凡，王建华，耿果霞，等. 冰川棘豆对家兔的毒性研究[J]. 畜牧兽医学报，2004，35（6）：716-719.

[9]Stegelmeier B L，Molyneux R J，Asano N，et al. The comparative pathology of the glycosidase inhibitors swainsonine，castanospermine and calystegines A3，B2 and C1 in mice[J]. Toxicol Patholt，2008，36（5）：651-659.

[10]王帅，张玲，陈根元，等. 苦马豆素对家兔肝脏抗氧化功能的影响[J]. 塔里木大学学报，2012，24（2）：1-6.

[11]Novikoff P M，Touster O，Novikoff A B，et al. Effects of swainsonine on rat liver and kidney：biochemical and morphological studies[J]. Journal of Cell Biology，1985，101（2）：339-349.endprint

对照组家兔脾脏未见病理性变化。试验组家兔脾脏出现数量不等的红细胞，脾窦中有色素沉积，脾小梁发生断裂、坏死。由图5可知，试验Ⅰ组家兔脾脏动脉血管内皮细胞增生；试验Ⅱ组脾脏白髓、红髓边缘区巨噬细胞增多；试验Ⅲ组脾小梁出现含铁血黄素及空泡变性，脾小结出现空泡化巨噬细胞。

2.7脑组织病理组织学变化

对照组家兔脑组织未见病理性变化。试验组家兔小脑病变明显，浦肯野细胞出现空泡变性，神经纤维消失，部分神经细胞出现典型大空泡。由图6可知，试验Ⅰ组家兔脑血管间隙增宽；试验Ⅱ组家兔浦肯野细胞核溶解或消失；试验Ⅲ组家兔脑组织出现卫星现象、噬神经现象，浦肯野细胞大小及染色不一，胞浆内出现细小颗粒，有典型空泡，大脑皮质细胞核染色加深，但胞质染色变淡，海马区神经纤维变短。

3结论与讨论

研究表明，小花棘豆主要有毒成分为苦马豆素，其中毒临床症状可能与动物疯草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出现典型的苦马豆素中毒症状，具体表现为站立困难、喜卧、行进时四肢僵硬、后肢经常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可导致动物出现精神沉郁、运动失调、消瘦等临床变化，其特征性病理变化为组织细胞的胞浆空泡变性。本研究表明，家兔发生小花棘豆中毒后，肝脏、肾脏、脾脏、神经系统等组织细胞均发生不同程度的空泡变性，其中小脑中浦肯野细胞、脑干网状结构都发生了空泡变性。Stegelmeier等认为，浦肯野细胞、脑干网状结构与动物运动协调、投射、感受有关[9]。王帅等研究发现，苦马豆素中毒导致的细胞空泡变性与自由基引起的空泡变性有一定的相似性，苦马豆素可显著降低家兔机体抗氧化酶活性，导致机体自由基蓄积[10]。与肝脏、肾脏等器官相比，脑仅具有中等活性的抗氧化能力，极易受到自由基的影响。Novikoff等研究发现，虽然苦马豆素代谢半衰期仅为20 h，但中毒动物停止摄食疯草后，其神经系统紊乱仍会延长数天或数周[11]。这可能与动物脑组织毒性物质蓄积有关。虽然中毒家兔肝脏、肾脏等器官均发生以空泡变性为主的病理变化，但仍存在一定差异。肝脏病变可能与肝脏代谢过程中的N-糖基化有关，病变部位集中在肝小叶；肾脏近曲小管病理变化较远曲小管明显，可能与二者在尿液形成过程中对不同离子的吸收或排除程度有关；脾脏病变以红髓、边缘区为主，可能与中毒动物糖代谢紊乱有关，大量低聚糖进入脾脏边缘区，边缘区是脾内免疫细胞捕获、识别、处理抗原以及诱发免疫应答的主要部位，异常代谢产物进入边缘区后免疫细胞对其发生捕获、吞噬，以巨噬细胞最显著。

参考文献：

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京：科学出版社，1993.

[2]王帅，贾琦珍，陈根元，等. 新疆小花棘豆的毒性危害与利用[J]. 新疆畜牧业，2012（4）：54-55.

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[4]达能太，刘怀义，王大高，等. 骆驼小花棘豆中毒的诊治[J]. 中国兽医科技，1999，29（1）：20.

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[6]沈明华. 甘肃棘豆对家兔的亚急性毒性试验[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2010.

[7]王帅，陈根元，吴书奇，等. 苦马豆素人工抗原的合成及其免疫原性的研究[J]. 塔里木大学学报，2011，23（3）：46-53.

[8]李勤凡，王建华，耿果霞，等. 冰川棘豆对家兔的毒性研究[J]. 畜牧兽医学报，2004，35（6）：716-719.

[9]Stegelmeier B L，Molyneux R J，Asano N，et al. The comparative pathology of the glycosidase inhibitors swainsonine，castanospermine and calystegines A3，B2 and C1 in mice[J]. Toxicol Patholt，2008，36（5）：651-659.

[10]王帅，张玲，陈根元，等. 苦马豆素对家兔肝脏抗氧化功能的影响[J]. 塔里木大学学报，2012，24（2）：1-6.

[11]Novikoff P M，Touster O，Novikoff A B，et al. Effects of swainsonine on rat liver and kidney：biochemical and morphological studies[J]. Journal of Cell Biology，1985，101（2）：339-349.endprint

对照组家兔脾脏未见病理性变化。试验组家兔脾脏出现数量不等的红细胞，脾窦中有色素沉积，脾小梁发生断裂、坏死。由图5可知，试验Ⅰ组家兔脾脏动脉血管内皮细胞增生；试验Ⅱ组脾脏白髓、红髓边缘区巨噬细胞增多；试验Ⅲ组脾小梁出现含铁血黄素及空泡变性，脾小结出现空泡化巨噬细胞。

2.7脑组织病理组织学变化

对照组家兔脑组织未见病理性变化。试验组家兔小脑病变明显，浦肯野细胞出现空泡变性，神经纤维消失，部分神经细胞出现典型大空泡。由图6可知，试验Ⅰ组家兔脑血管间隙增宽；试验Ⅱ组家兔浦肯野细胞核溶解或消失；试验Ⅲ组家兔脑组织出现卫星现象、噬神经现象，浦肯野细胞大小及染色不一，胞浆内出现细小颗粒，有典型空泡，大脑皮质细胞核染色加深，但胞质染色变淡，海马区神经纤维变短。

3结论与讨论

研究表明，小花棘豆主要有毒成分为苦马豆素，其中毒临床症状可能与动物疯草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出现典型的苦马豆素中毒症状，具体表现为站立困难、喜卧、行进时四肢僵硬、后肢经常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可导致动物出现精神沉郁、运动失调、消瘦等临床变化，其特征性病理变化为组织细胞的胞浆空泡变性。本研究表明，家兔发生小花棘豆中毒后，肝脏、肾脏、脾脏、神经系统等组织细胞均发生不同程度的空泡变性，其中小脑中浦肯野细胞、脑干网状结构都发生了空泡变性。Stegelmeier等认为，浦肯野细胞、脑干网状结构与动物运动协调、投射、感受有关[9]。王帅等研究发现，苦马豆素中毒导致的细胞空泡变性与自由基引起的空泡变性有一定的相似性，苦马豆素可显著降低家兔机体抗氧化酶活性，导致机体自由基蓄积[10]。与肝脏、肾脏等器官相比，脑仅具有中等活性的抗氧化能力，极易受到自由基的影响。Novikoff等研究发现，虽然苦马豆素代谢半衰期仅为20 h，但中毒动物停止摄食疯草后，其神经系统紊乱仍会延长数天或数周[11]。这可能与动物脑组织毒性物质蓄积有关。虽然中毒家兔肝脏、肾脏等器官均发生以空泡变性为主的病理变化，但仍存在一定差异。肝脏病变可能与肝脏代谢过程中的N-糖基化有关，病变部位集中在肝小叶；肾脏近曲小管病理变化较远曲小管明显，可能与二者在尿液形成过程中对不同离子的吸收或排除程度有关；脾脏病变以红髓、边缘区为主，可能与中毒动物糖代谢紊乱有关，大量低聚糖进入脾脏边缘区，边缘区是脾内免疫细胞捕获、识别、处理抗原以及诱发免疫应答的主要部位，异常代谢产物进入边缘区后免疫细胞对其发生捕获、吞噬，以巨噬细胞最显著。

参考文献：

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京：科学出版社，1993.

[2]王帅，贾琦珍，陈根元，等. 新疆小花棘豆的毒性危害与利用[J]. 新疆畜牧业，2012（4）：54-55.

[3]郑明学，孔小明，刘凤翔，等. 小花棘豆中毒羊乳对羔羊影响的病理学试验[J]. 中国兽医科技，1993，23（5）：25-26.

[4]达能太，刘怀义，王大高，等. 骆驼小花棘豆中毒的诊治[J]. 中国兽医科技，1999，29（1）：20.

[5]陈绍淑，赵宝玉，何生虎，等. 小鼠小花棘豆生物碱中毒的病理学观察[J]. 中国兽医科技，2004，34（12）：77-79.

[6]沈明华. 甘肃棘豆对家兔的亚急性毒性试验[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2010.

[7]王帅，陈根元，吴书奇，等. 苦马豆素人工抗原的合成及其免疫原性的研究[J]. 塔里木大学学报，2011，23（3）：46-53.

[8]李勤凡，王建华，耿果霞，等. 冰川棘豆对家兔的毒性研究[J]. 畜牧兽医学报，2004，35（6）：716-719.

[9]Stegelmeier B L，Molyneux R J，Asano N，et al. The comparative pathology of the glycosidase inhibitors swainsonine，castanospermine and calystegines A3，B2 and C1 in mice[J]. Toxicol Patholt，2008，36（5）：651-659.

[10]王帅，张玲，陈根元，等. 苦马豆素对家兔肝脏抗氧化功能的影响[J]. 塔里木大学学报，2012，24（2）：1-6.

[11]Novikoff P M，Touster O，Novikoff A B，et al. Effects of swainsonine on rat liver and kidney：biochemical and morphological studies[J]. Journal of Cell Biology，1985，101（2）：339-349.endprint