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钼对F1代雌性小鼠雌激素的影响

2015-09-26杜建超福建省晋江市动物疫病预防控制中心福建晋江362200

福建畜牧兽医 2015年2期
关键词:脾脏重量肾脏

杜建超 福建省晋江市动物疫病预防控制中心 福建晋江 362200

钼对F1代雌性小鼠雌激素的影响

杜建超福建省晋江市动物疫病预防控制中心福建晋江362200

本试验主要探讨金属元素钼(Mo)对F1代雌性小鼠雌激素的影响。试验选择健康昆明系ICR F1雌性小白鼠20只,体重30~40 g,适应5 d后,随机分为4组。基础日粮相同,试验组分别在其饮水中加入100、200和400mg/L钼酸钠,对照组给予正常饮水。喂养7周后,测量其体重并记录。采用眼球摘除采血法采集血液制备血清,测定小鼠的肝脏、肾脏、脾脏,计算肝脏、肾脏、脾脏的脏器指数。采用发光免疫技术测定小鼠血清雌二醇水平。

钼小鼠雌激素

1 前 言

1.1钼钼(Mo)是动物、植物、微生物及人类必需的微量元素,是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硫酸氧化酶的组成成分,钼主要是通过影响这些酶的合成和活性来实现其生物学功能,但过量的钼可导致动物中毒。钼是一种在食物和饮水,并在多种维生素和维生素补充剂中普遍存在的微量元素。

1.2关于钼中毒的研究钼中毒时有报道,但不同种类的动物对钼的耐受性存在明显的差异。刘凤军等研究发现小剂量的钼盐并不能引起生殖性能的改变[1],由于钼在体内没有富集作用[2],短时间内摄入过量的钼可以造成对生殖性能的一定程度的损坏,但是一定时间后,随着钼盐的代谢,小剂量钼造成的毒性损伤是可逆的,可以恢复。

随着工业化的快速发展,在我们日常生活钼可能随时存在于我们的日常生活中。例如平常的饮食、饮水以及接触的金属合金等。微量元素钼虽然是人体所必须的元素,但是少量长时间的摄入或者说接触是否同样会引起钼中毒呢?这个方向很值得我们人类去研究探索。因此,本试验设计了钼暴露模拟试验来对钼中毒进行研究探讨。

2 材料与方法

2.1试验材料

2.1.1试验动物的选择试验选择健康昆明系ICR雌性小白鼠,由郑州大学动物试验中心提供

2.1.2试验动物的分组试验选择健康F1代昆明系ICR雌性小白鼠,由郑州大学动物试验中心提供。F1代小鼠的饲养:健康的雌性小白鼠40只和16只,适应5 d后,随机分成4组,每组10只雌性和4只雄性小白鼠,雌雄分开饲养,自由采食,基础日粮相同,饮水中加入不同剂量的钼(以Na2MoO4· 2H2O形式),分别是对照组(0 mg/L)、低钼组(100mg/L)、中钼组(200 mg/L)、高钼组(400 mg/L),4周后雌雄合笼饲养。产的仔即为F1代。

表1 四组小鼠的处理方法

2.1.3试验动物的饲养管理将F1代雌性小鼠饲养于自制的笼子中,每天早上8∶00左右,晚上在6∶30左右喂料,自由饮水。小白鼠有随时采食的习性,夜间更为活跃。小白鼠的饲料消耗量,随着生长发育和生产繁殖的不同阶段而有所不同。小鼠的营养需要一般日粮中含蛋白质20%~25%,脂肪5%~12%,纤维素2.5%,碳水化合物45%~60%。由于长期人工养的小白鼠,对环境的适应性差,不耐冷热,要求生活在清洁无尘,空气新鲜,温度在18~22℃,相对湿度50%~60%,噪音85分贝以下,氨浓度20mg/kg。通风换气8~12次/h的环境中。因此,它对饲养房舍的建筑、环境条件要求比较严格。为了保持饲养环境良好,每周换垫料2次,并对试验室进行每周清洁2次。饮水方面采用饮水瓶,每周换水3次。并给予适当时间的通风,温度不够时,用电暖气对试验室进行加热,以保证小鼠生活的适宜温度,并且观察小白鼠的健康状况,做好记录[3]。

2.1.4试验动物的日粮配方白面25%,麸皮18%,酵母粉1%,玉米面20%,骨粉3%,高梁面15%,鱼粉4%,食盐1%,豆饼面22%,鸡蛋1%,鱼肝油1%,骨肉粉2%。

2.1.5试验试剂蒸馏水;95%乙醇;雌激素诊断试剂盒 (北京泰格科信,批号:20081106);Na2MoO4· 2H2O(分子量241.95):分析纯,天津市化学试剂四厂;生理盐水:氯化钠注射液,河南华利药业有限责任公司,生产批号:C09030104。

2.1.6试验器材载玻片、标签纸、镊子、滤纸、电子天平(FA1104型,上海上平仪器公司)、微生物检测分析系统、烧杯、培养皿、广口容量瓶、25 uL微量移液器及枪头、滴管以及常用手术器械等。

2.2试验方法

2.2.1采血和分离脏器试验采用眼球摘除采血法将小鼠处死。将小鼠固定后,采血者的左手拇食两指从背部较紧地握住小鼠的颈部 (大鼠采血需带上纱手套),应防止动物窒息。当取血时左手拇指及食指轻轻压迫动物的颈部两侧,使眶后静脉丛充血。右手持弯头镊子将一侧凸出眼眶的眼球摘除[4],同时,助手持试管收集血液,在采血过程中可挤压小鼠后躯以使血液回流,方便得到足够血液量。若得到的血量不够后,在小鼠死亡前可摘除另一侧眼球。摘取眼球采血使小鼠死亡后立即剪开腹腔,分离并摘取小鼠肝脏、肾脏、脾脏。

2.2.2雌激素的测定采取的血液以3 000~4 000 r/min的速度进行离心处理,取上层血浆送534医院检测雌激素水平(化学免疫发光法)。

2.2.3肝脏、肾脏、脾脏的脏器指数测定试验采用眼球摘除采血法将小鼠处死后,对小鼠进行解剖,仔细分离小鼠的肝脏、肾脏、脾脏,分别测定重量,记录数据,计算脏器指数。

脏器指数计算公式:肝脏指数=肝脏重量(g)/小鼠体重(g);肾脏指数=肾脏重量(g)/小鼠体重(g);脾脏指数=脾脏重量(g)/小鼠体重(g)。

2.3数据处理采用SPSS统计分析软件对试验数据进行分析,用t检验法检验各染毒组与对照组之间差异的显著性。

3 结 果

3.1试验观察试验组动物没有发现急性死亡的情况,但是试验组尤其是高钼组小鼠较对照正常组矮小,被毛会开叉,色泽度也没对照正常组好。

3.2不同钼含量对小鼠体重和肝脏、肾脏、脾脏脏器指数的影响结果见表2。

3.3钼对小鼠雌激素的影响见图1。

4 分析与讨论

表2 钼对小鼠体重和肝脏、肾脏、脾脏脏器指数的影响

图1 钼对小鼠雌激素的影响

4.1钼对体重、肝脏、肾脏、脾脏的影响试验组小鼠体重显著低于对照组小鼠体重,且试验组小鼠的体重随钼摄入量的摄入的增加而减轻,但差异不显著(P>0.05)。这与郭小权等[5]的研究结果一致:高钼中毒会引起动物机体体重下降,生长受阻,同时还会引起其他身体器官的变化。本试验认为,体重产生变化可能有以下几个因素:(1)小鼠食欲减退,影响其体重下降;(2)过量的钼能抑制超氧化物歧化酶、黄嘌呤氧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、琥珀酸氧化酶、硫化物氧化酶等生物酶活性,从而影响细胞的正常代谢[6],导致整体体重的下降。(3)过量的钼还可影响磷的代谢,降低磷的吸收利用,从而导致骨骼代谢障碍,影响骨骼发育[7],骨骼发育不好导致小鼠相对矮小,从而间接影响其体重下降。

Mo-100组、Mo-200组小鼠的肝脏重量指数低于对照组的肝脏重量指数,Mo-400组的肝脏重量指数高于对照组,且试验组的肝脏重量指数的大小随钼摄入量的增加而递增,但差异不显著(P>0.05)。本试验认为,Mo-100组、Mo-200组小鼠的肝脏重量指数低于对照组,说明肝脏可能发生萎缩或生长受阻。而Mo-400组的肝脏重量指数高于对照组,说明高钼可能导致肝脏发生萎缩或者生长受阻,但是随着钼剂量的增加,肝脏可能产生肝硬化或者纤维化,甚至发生炎症,引起肝脏肿大,从而引起肝脏重量指数的升高。小鼠肝脏指数的增加或降低均有肝功能异常的酶学改变,轻者仅有血总蛋白TP和白蛋白ALB异常变化,重者ALT、AST、ALP、BIL一项或多项升高,多数TP、ALB下降[7]。

Mo-100组小鼠的肾脏重量指数小于对照组的肾脏重量指数,Mo-200组、Mo-400组的肾脏重量指数均大于对照组,且试验组的肾脏重量指数的大小随钼摄入量的增加而递增,但差异不显著 (P>0.05)。肾脏主要参与的是尿液的排放,从试验中可见Mo-100组小鼠的肾脏重量指数小于对照组,而Mo-200组、Mo-400组的肾脏重量指数均大于对照组,造成该结果的原因可能是Mo-100组的毒性并不能对肾脏造成病理性损伤,它可能只是抑制了肾脏的排毒能力,而随着钼剂量的增加,肾脏所能耐受的最大毒性值被打破,直接导致肾脏发生病理性变化,可能发生肿大、充血等,这就是导致本试验结果的原因。

不同剂量钼对小鼠体重、肝脏、肾脏的影响差异不显著,但对小鼠脾脏的影响差异显著。本试验研究表明:Mo-100组小鼠的脾脏重量指数小于对照组的脾脏重量指数,Mo-200组、Mo-400组的脾脏重量指数均大于对照组,且试验组的脾脏重量指数的大小随钼摄入量的增加而递增。从表2可知,Mo-400组脾脏指数差异显著(P<0.05)。造成该结果的原因,可以解释为Mo-200组毒性超出了脾脏的耐受毒性范围,从而导致脾脏发生病理性变化。

4.2钼对性激素水平的影响动物生殖系统的发育和功能维持受到下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的调控。下丘脑、垂体、性腺在中枢神经的调控下形成一个封闭的自动反馈系统,三者相互协调、相互制约使动物的生殖内分泌系统保持相对稳定。下丘脑接受经中枢神经系统分析与整合后的各种信息,以间歇性脉冲形式分泌促性腺激素释放激素 (GnRH),刺激垂体前叶分泌促性腺激素(GTH),即卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH),然后促进睾丸或卵巢的发育并分泌睾酮T或雌二醇。性腺、垂体、下丘脑释放的调控因子又可以作用于上级中枢或其自身,形成长轴、短轴和超短轴反馈调节通路。

4.3钼对雌激素的影响雌激素是由卵巢和胎盘产生的。雌二醇是体内主要由卵巢成熟滤泡分泌的一种天然雌激素,能促进和调节雌性性器官及副性征的正常发育。雌激素是一类有广泛生物活性的类固醇化合物,它不仅有促进和维持雌性生殖器官和第二性征的生理作用,并对内分泌系统、心血管系统、肌体的代谢、骨骼的生长和成熟,皮肤等各方面均有明显的影响。

微量元素钼可能影响丘脑下部-垂体的神经内分泌功能。丘脑下部-垂体-性腺轴对生殖机能有调节作用。丘脑下部分泌促性腺激素释放激素,引起垂体促性腺激素LH和FSH释放,LH和FSH刺激性腺分泌雌性激素(卵巢),性腺激素促进生殖系统发育,维持生殖系统功能。一般认为,激素必须与靶器官细胞的特异性受体结合后方能产生生物效应。研究表明,无论出生前还是出生后接触钼均可改变青春期和成年期小白鼠子宫雌激素受体数量和雌激素受体的亲和力,从而改变子宫对雌激素的反应性。

试验表明:Mo-100组、Mo-200组、Mo-400组小鼠的雌二醇水平均高于对照组的雌二醇水平,且试验组雌二醇水平的高低随钼摄入量的增加而呈先递增后递减的趋势,Mo-200组的雌二醇水平最高,但差异不显著(P>0.05)。这可能是由于高钼剂量的钼促使下丘脑-垂体功能亢进,从而促性腺激素分泌增多,最终使卵巢分泌雌激素增加。

5 结 论

试验结果表明:(1)高钼能够引起F1代小鼠体重下降,脾脏的脏器指数增加,并且脾脏脏器指数差异显著(P<0.05)。(2)高钼能够促进F1代小鼠雌二醇的生成,引起F1代小鼠雌二醇水平升高,但试验组与对照组间差异不显著(P>0.05)。

[1]史志诚.动物毒物学[M].北京:中国农业出版社,2001:217-219.

[2]刘凤军.小鼠钼中毒的毒性试验[J].动物医学进展,2009,30 (2):56-60.

[3]郭路.钼对雄性小鼠生殖性能的影响[D].郑州:河南科技大学,2009:10.

[4]王秋霞.微量元素钼与人体健康[J].微量元素与健康研究,2003,20(4):58-59.

[5]郭小权,胡国良,刘姝.动物必需的微量元素-钼[J].郑州牧业工程高等专科学校学报,2001(3):12-13.

[6]李权武,王建华,李明晖.动物繁殖毒物学[M].西安:陕西科学技术出版社,1999:14-55.

[7]向丽华,陈燕萍,张智,等.24味有毒中药长期毒性试验对大鼠脏器指数的影响[J].中药药理学,2006,12(1):36-37.

Effects ofmolybdenum on estrogen of the F1 generation femalem ice

Du Jianchao
(Animal Disease Control and Prevention Center in Jinjiang City,Fujian 362200)

To investigate the effects ofmetalmolybdenum on estrogen of the F1 generation of femalemice,20 healthy ICR rats,30~40 g,were randomly allotted to four groups.Sodium molybdatewas administrated tomice at different doses(aqueous solution with 0mg/L Mo,100mg/LMo,200mg/LMo,400mg/LMo)for seven weeks,the control group received normal drinking water.During the test animals,the situation of all the animalswas observed and recorded.After 7 weeks of feeding,body weightwasmeasured and recorded.Preparation of serum was under blood collection by enucleation,and the liver,kidney and spleen ofmice were determined.And the organ index of liver,kidney and spleen were calculated.The levels of estradiolwere determined by immunoassay technology.

molybdenum mice estrogen

A

1003-4331(2015)02-0001-04

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