碳酸饮料对雄鼠生长发育和睾酮分泌作用的研究

巩转娣， 魏锁成， 魏黎敏， 张涛杰， 杨妍梅，梁浩勤， 王 欢， 赖露菊， 郑秧秧

（1.西北民族大学 医学院附属医院，甘肃 兰州 730030；2.西北民族大学 生命科学与工程学院，甘肃 兰州730030；3.甘肃省人民医院 神经内科，甘肃 兰州730099）

存。处死后无菌采集心脏、肝脏、脾脏、脾脏、肾脏和睾丸，分别用电子称精确称重，计算内脏指数。

碳酸饮料对雄鼠生长发育和睾酮分泌作用的研究

巩转娣1， 魏锁成*2， 魏黎敏3， 张涛杰2， 杨妍梅2，梁浩勤2， 王 欢2， 赖露菊2， 郑秧秧2

（1.西北民族大学 医学院附属医院，甘肃 兰州 730030；2.西北民族大学 生命科学与工程学院，甘肃 兰州730030；3.甘肃省人民医院 神经内科，甘肃 兰州730099）

将100只28日龄健康雄性小白鼠随机分为5组（n=20），COC-1和COC-2自由饮用50%和100%可口可乐，PEP-1和PEP-2自由饮用50%和100%百事可乐，CG为空白对照，实验持续15 d。于第3、5、7、10、13和15 d随机从每个组抓取3只小鼠断颈采血，4 000 r/min离心10 min，分离血清，无菌采集内脏器官，分别称重；ELISA法测定血清睾酮含量。结果表明至实验第7 d，COC-2和PEP-2组小鼠的体重均高于CG（P＜0.01，P＜0.05），15 d时，实验组小鼠体重均大于对照组（CG）；第10 d时COC-1日增重明显低于PEP-2和CG，第15 d各实验组日增重均略小于对照组；第7 d时，COC-1、COC-2和PEP-2两侧睾丸平均重明显高于CG（P＜0.05），到15 d实验组睾丸重均大于对照组（CG）；PEP-2胃质量在第15 d大于其余4组；第7 d时COC-1、COC-2和PEP-2肾脏质量明显高于PEP-1（P＜0.05）；在实验期间各组的心、肝、脾和肺脏均无显著差异；第10d时PEP-1，PEP-2血清睾酮含量显著高于COC-1和CG（P＜0.05），且COC-2和PEP-2在15 d明显高于CG（P＜0.05）。短时期饮用高浓度可口可乐和百事可乐可以促进小鼠生长，轻度促进睾丸发育，增加血清睾酮含量。

碳酸饮料；生长发育；生殖功能；睾酮；小鼠

在各种碳酸饮料中，可口可乐、百事可乐和苏打水消费量最大，使其成为能量摄入的主要方式之一[1-2]。有报道江苏省中学生每天喝碳酸饮料1～2次、3次及以上的报告率分别为17.4%，3.5%，初中生显著高于高中生，男生显著高于女生[3]。从20世纪70年代开始，随着含糖饮料消费日益增加，已成为超重、肥胖和2型糖尿病及其相关疾病患病率不断上升的一个重要因素[4]。已发现饮用碳酸饮料不仅可导致肥胖和代谢综合征，而且牙病、肺病、肾病和心血管疾病均与此密切关联[4-5]。研究表明大量饮用碳酸软饮料的人群肥胖症和II型糖尿病明显增加[6-8]，但是碳酸饮料摄入与体质量增加是否有关目前也不很清楚[6]。不过许多报道都是通过问卷调查或临床病例的前瞻性分析或流行病学观察得出的结果，这些流行病学研究的结果相互矛盾，可信的信息也不完整[9-11]，目前为止还没有关于碳酸饮料与生育力相关性的实验研究[5，12-13]。

总体而言，长期大量饮用软饮料或碳酸饮料会造成公共健康问题，但许多观点和说法尚需实验证实。作者拟在小鼠饮用不同品牌的碳酸饮料（如可口可乐、百事可乐），通过测定分析生长发育指标、内脏指数、血清睾酮等，从发育生物学、生殖生物学和内分泌学角度揭示碳酸饮料对生物有机体的影响，为科学饮用碳酸饮料提供一定的实验依据。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

可口可乐和百事可乐：市售；小鼠用血清睾酮ELISA检测试剂盒（QD30439）：上海桥杜生物科技有限公司提供；96孔酶标板：博大泰克公司产品；Rayto-6000型酶标仪：Rayto公司产品。

1.2 实验动物

21日龄健康雄性昆明小鼠：兰州大学实验动物中心提供[使用许可证：SCXK（甘）2005-0007]。随机均分为（n=20）实验1组（COC-1）、实验2组（COC-2）、实验3组（PEP-1）和实验4组（PEP-2）和对照组（CG）。小鼠在22~24℃和相对湿度40%~60%下分笼饲养，自由饮食。小鼠饲料购于兰州泰华饲料有限公司，适应一周后开始正式实验。动物的饲养和操作严格按照甘肃省实验动物管理办法执行。

1.3 碳酸饮料饮用剂量与采样时间

碳酸饮料饮用剂量和采样时间见表1。

1.4 体质量测定

每天早晨8：00-9：00用电子天平称精确测定体质量。

1.5 样本采集与处理

于3，5，7，10，13和15 d分别随机抓取3只小鼠，断颈取血，4 000 r/min离心分离血清，-20℃保

存。处死后无菌采集心脏、肝脏、脾脏、脾脏、肾脏和睾丸，分别用电子称精确称重，计算内脏指数。

1.6 血清睾酮测定

严格按照血清睾酮ELISA检测试剂盒的使用说明操作，用标准品的浓度和吸光度计算回归方程，以此回归方程计算样本的浓度。

1.7 睾丸组织结构观察

采集睾丸称重后各分为两份，一份用体积分数10%福尔马林固定24 h，石蜡包埋、切片（5 μm）、展片、烘干、H-E染色、封固，Motic显微镜下观察，采集图像，另一份-80℃低温冰箱保存。

1.8 显微图像数据分析

用Motic imagles Plus 2.0软件对图像数据进行采集和测量。每个样品选取形态良好、结构清晰的切片4张，每张切片测量5个点，计20个点，每个时间点100个点，分别测定睾丸曲细精管的直径和白膜厚度。

1.9 数据统计分析

使用Spss18.0统计软件包处理数据，用平均值±标准差（±SD）表示，以χ2检验、多因子方差分析（LSD）进行显著性和多重比较检验。P＜0.05和P＜0.01分别为差异显著和极显著。

2 结果与讨论

2.1 碳酸饮料对小鼠体质量和日增质量的影响

碳酸饮料对小鼠体质量和日增质量的影响见表2。实验第7 d，COC-2和PEP-2组小鼠的体质量均高于 CG （P＜0.01，P＜0.05），COC-1同时高于COC-1和PEP-1组（P＜0.05）；到第15 d时，4个实验组小鼠体质量均大于对照组（CG），以PEP-2组最大，但无显著的统计学差异。第10 d时COC-1日增重明显低于PEP-2和CG，第15 d各实验组日增质量均略小于对照组，以PEP-1最低。表明饮用100%可口可乐在10 d内可以显著增加小鼠体质量，而饮用100%百事可乐在10 d后能促进小鼠生长，所有小鼠的日增质量随日龄增加而减缓，饮用可口可乐和百事可乐会减少日增质量。

碳酸饮料可能是引起超重和肥胖的主要原因，这与以前的报道一致[6，14]，因为可乐等碳酸饮料是高糖的，饮用后可以增加热量，很容易令人发胖[15-20]。

2.2 小鼠睾丸质量变化

第7d时，COC-1、COC-2和PEP-2两侧睾丸平均质量明显高于CG（P＜0.05），而PEP-1却低于CG和其它3个实验组（P＜0.05）（表3）。到第15 d 4个实验组睾丸质量均大于对照组（CG），以PEP-2组最大，但各组间无显著差异，右侧睾丸与左侧呈相同的变化；提示短期饮用可口可乐和百事可乐能够轻度促进睾丸的发育。2010年丹麦进行的一项对2 500多名年轻男性的研究指出，每天喝大约1 L可乐的男性，精子数量比不喝可乐的男性减少约30%，这是因为碳酸饮料中所含的氧化剂直接引起蛋白质氧化，并导致细胞显著损害所致[12]。同时，碳酸饮料中的酸性物质、添加剂和咖啡因的共同作用会降低精子活力和性功能，在一定程度上影响男性生育能力。实验结果表明饮用可口可乐和百事可乐后第7 d，睾丸重明显高于对照组，遗憾的是本实验未能检测精子数量。

2.3 内脏质量和内脏指标

2.3.1 胃质量变化 图1显示整个实验期间COC-2和PEP-2的胃重量均高于CG，特别是7 d以后PEP-2组胃质量明显大于其余4组（P＜0.05），其余时间各组均无明显差异。结果表明饮用高浓度可口可乐和百事可乐可能会增加胃质量，尤其是百事可乐，这或许与肠道微生态环境改变有关[21-22]。

2.3.2 肾脏、肺脏、心脏、肝脏和脾脏质量变化 图2显示第7 d时，COC-1、COC-2和PEP-2两侧肾脏平均质量明显高于（P＜0.05）PEP-1；15 d时COC-1肾脏重大于其余4组，但无统计学差异。肺脏、心脏、肝脏和脾脏质量在实验期间各组间均无显著差异。短时期饮用不同浓度可口可乐和百事可乐对肾脏、肺脏、心脏、肝脏和脾脏生长无明显影响。

2.4 血清睾酮（Testosterone）含量变化（nmol/L）

各个组小鼠血清睾酮含量均不同程度的升高。PEP-2组血清睾酮高于其它4组，第10 d和15 d，PEP-1，PEP-2血清睾酮含量显著高于COC-1和 CG（P＜0.05），而且COC-2和PEP-2在15 d明显高于CG（P＜0.05），也高于PEP-1和COC-1（图3）。表明短时期高浓度饮用百事可乐和可口可乐能够增加睾酮的合成与分泌，尤其以百事可乐的作用更明显。血清睾酮含量升高可能与睾丸质量增加，或者睾丸的发育加快有关。作者实验结果与何丽等的结果一致[17]，但是由于时间较短，所得结果仍需实验验证，其作用机理有待深入探讨。

3 结语

目前碳酸软饮料已成为世界范围内经常大量消费的饮品，许多文献资料报道长期饮用会损害人体健康，然而很多报道都是通过流行病学问卷调查或临床病例的前瞻性分析结果，缺乏实验研究[4-5，11]。作者通过在发育期小鼠饮用不同浓度可口可乐和百事可乐，通过分析生长发育指标、内脏指数和血清睾酮等指标，比较性研究了碳酸饮料对生长发育和内分泌的作用，得出短时期饮用高浓度可口可乐和百事可乐可促进小鼠生长，并能轻度促进睾丸发育，增加血清睾酮含量，而对内脏器官的发育无显著影响。

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会议信息

会议名称(中文)：2016上海辰山第二届“药食同源与植物代谢”国际学术研讨会

会议名称(英文)：The 2nd International Symposium of Functional Food and Plant Metabolism

所属学科：作物学及林木育种、生物学,农作物、林木果实产品贮藏、保鲜与安全,中药学

开始日期：2016-12-13 结束日期：2016-12-15

所在城市：上海市 黄浦区 具体地点：上海辰山植物园

主办单位：中国植物生理与分子生物学学会

承办单位：上海辰山植物园、上海市植物生理与植物分子生物学学会、上海市资源植物功能基因组重点实验室、加州大学戴维斯分校生物系

联系人：李佳

联系电话：021-37792288-969

E-MAIL：lijia@csnbgsh.cn

会议网站：http://www.cspp.cn/cp9-1_more.asp?id=1585

会议背景介绍：随着科学技术的发展，药用植物的代谢及组学研究以及功能性食品的研发已然成为现下的研究热点，这是与人类的健康有着密切关系的重要课题。为了展示国内外在药食同源与植物代谢方面的最新研究进展与未来的发展方向，探讨新兴生命科学技术对该研究领域的影响，我们定于2016年12月13日至15日在上海辰山植物园召开2016上海辰山第二届“药食同源与植物代谢”国际学术研讨会,以促进同行间的交流与合作。本次会议由中国植物生理与分子生物学学会、上海市植物生理与植物分子生物学学会、上海辰山植物园上海市资源植物功能基因组重点实验室和加州大学戴维斯分校生物系联合承办。会议将邀请多位国内外相关领域的专家作大会主题报告，交流最新学术成果，诚邀广大同行的积极参加。

Effects of Carbonated Drinks on Growth and Testosterone Secretion of Male Mice

GONG Zhuandi1， WEI Suocheng*2， WEI Limin3， ZHANG Taojie2， YANG Yanmei2，LIANG Haoqin2， WANG Huan2， LAI Luju2， ZHENG Yangyang2
（1.Affiliated Hospital of Medical College，Northwest University For Nationalities，Lanzhou 730030，China；2. Life Science and Engineering College，NorthwestUniversity forNationalities，Lanzhou 730030，China；3. Neurology Department，People's Hospital of Gansu Province，Lanzhou 730099，China）

One hundred male mice（20.84±2.45g）were randomly divided into five groups（n=20），COC-1 and COC-2 groups drank ad libitum 50%and 100%Coca-cola，PEP-1 and PEP-2 mice drank 50%and 100%Pepsi-cola and the control group （CG）drank tap water.Three mice selectedrandomly from each group were killed by cervical dislocation on the days 3，5，7，10，13 and 15；the serum was separated by centrifugal at 4000r/min for 10min；all visceral organs（heart，liver，spleen，lung，kidney，stomach and testis）were harvested aseptically；the concentration of serum testosterone was measured with the ELISA kit.On the 7th day body weights of four test groups were all higher than that of CG，especially for COC-2（P＜0.05）；on the 15th day the body weights of COC-2 and PEP-2 groups were higher than that of CG.Testis weights of COC-1，COC-2 and PEP-2 groups were significantly greater than groups CG and PEP-1 on the 7th day（P＜0.05）；the stomach weight of PEP-2 was higher than other four groups on the 15th day.The concentration of serum testosterone in PEP-2 was significantly higher than those in COC-1 and CG （P＜0.05）；on the 10th day the concentrations in COC-2 and PEP-2 were dramatically higher than that in CG（P＜0.05）；on the 15th day the concentration in PEP-2 was remarkably higher than that in CG （P＜0.05）.Thus，a short period of drinking of relatively high concentrations of Coca-cola and Pepsi-cola could promote the growth of male mice，enhance the testis development and increase the content of serum testosterone with no remarkable effects on visceral organs.

carbonated soft drinks，growth and development，reproduction function，testosterone，mice

TS 201.6

A

1673—1689（2016）11—1163—06

2015-02-04

国家自然科学基金项目（31460684）。

巩转娣（1963—），女，甘肃甘谷人，主任护师，主要从事生殖生物技术研究。E-mail：yxgzd578@163.com

*通信作者：魏锁成（1962—），男，甘肃甘谷人，农学博士，教授，主要从事生殖生物技术研究。E-mail：weisc668@163.com