地黄多糖干预对多次低剂量X线照射小鼠血清性激素水平的影响

仵春云，张杜平，赵昌涛，唐开发，邢俊平*

(西安交通大学第一附属医院　1.预防保健科　2.泌尿外科，西安　710061；3. 贵阳医学院附属医院泌尿外科，贵阳　550004)



地黄多糖干预对多次低剂量X线照射小鼠血清性激素水平的影响

仵春云1，张杜平2，赵昌涛2，唐开发3，邢俊平2*

(西安交通大学第一附属医院1.预防保健科2.泌尿外科，西安710061；3. 贵阳医学院附属医院泌尿外科，贵阳550004)

【摘要】目的探讨地黄多糖(RPS)干预对多次X线照射后小鼠血清性激素水平的影响。方法选择雄性昆明小鼠70只[5～6周龄，体重(22±2) g)]，随机分为A组(单纯照射组，21只)、B组(照射+200 mg/kg RPS灌胃组，21只)、C组(照射+800 mg/kg RPS灌胃组，21只)、D组(对照组7只)；再将A、B、C组分别随机分为3组，每组7只。所有小鼠在照射前5 d开始每天灌胃1次，其中A组及D组给予0.2 mL生理盐水灌胃，B组及C组分别给予200 mg/kg、800 mg/kgRPS溶于0.2 mL生理盐水灌胃，共灌胃20次；A、B、C组采用低剂量X线每天1次全身照射，共15次；单次照射剂量分别为0.025 Gy、0.075 Gy、0.100 Gy，剂量率为0.025 Gy/min。所有小鼠在末次照射结束后48 h内在麻醉通过下腔静脉采血，脱颈法处死小鼠、摘取睾丸并称重；采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清睾酮(T)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)水平。结果随着X线照射剂量的增加，小鼠睾丸重量及睾体比值逐渐降低(P<0.05)；给予不同剂量RPS灌胃可以增加0.1Gy照射后小鼠的睾体比值，差异有统计学意义(P<0.05)；血清FSH在0.1Gy单纯照射组(A组)较对照组(D组)明显增高[(22.54±7.19) U/L vs. (31.61±6.07) U/L](P<0.05)，而LH、T的变化在A组和D组中差异均无统计学意义(P>0.05)；给予不同剂量(200 mg/kg及800 mg/kg)RPS灌胃干预后，不同低剂量X线照对小鼠血清性激素水平均未产生明显影响。结论多次低剂量X线全身照射在大剂量时可引起小鼠血清FSH水平和睾体比值改变，RPS干预对多次低剂量X线全身照射小鼠引起的生殖内分泌功能损伤有一定保护作用。

【关键词】低剂量辐射；地黄多糖；血清性激素；睾体比值

(JReprodMed2016，25(3)：264-268)

手机辐射、计算机辐射、医学诊断及治疗辐射、放射性核素辐射等辐射源广泛存在于人们的日常生活中，其产生的低剂量辐射成为重要的环境污染之一。低剂量电离辐射能导致男性生殖功能的损伤，进而引起男性不育已成为目前关注热点[1-4]。地黄在我国医学中作为一种传统中药，研究证实其对男性生殖功能有一定的影响[5]，而地黄多糖(RPS)作为地黄的主要成分，具有抗氧化、增强免疫功能、抗肿瘤、降血糖、促进造血系统功能等作用[6-7]，但对于辐射后生殖功能的影响尚不清楚。本研究将采用低剂量X线多次全身照射小鼠，建立小鼠生殖功能损伤动物模型，在此基础上给予地黄多糖水溶液灌胃，通过观察小鼠睾丸重量、睾体比值及血清性激素水平的变化，旨在探讨地黄多糖对X线照射后小鼠的生殖内分泌是否具有保护作用。

材料与方法

一、材料

1.实验动物：清洁型健康雄性昆明小白鼠70只，5～6周龄，体重(22±2) g，由西安交通大学医学院实验动物中心提供[合格证号：SCXK(陕)2007-001]。自由摄食进水，室温20℃～24℃，普通颗粒饲料喂养，由西安交通大学医学院实验动物中心专人饲养。

2.主要试剂：小鼠血清T、FSH、LH酶联免疫试剂盒购自河北渤海生物技术有限公司。地黄提取物地黄多糖由西安斯诺特生物技术有限公司提供，地黄多糖含量65%，符合95版药典。

二、实验方法

1. 动物分组：选择雄性昆明小鼠70只[5～6周龄；体重(22±2) g)]，随机分为A组(单纯照射组21只)、B组(照射+200 mg/kg RPS灌胃组21只)、C组(照射+800 mg/kg RPS灌胃组21只)、D组(对照组7只)；再将A、B、C组分别随机分为3组(即A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3组)，每组7只。

2. 给药及照射模型建立：所有小鼠自照射前5 d开始每天灌胃一次，分别给予0.2 ml生理盐水灌胃(A组和D组)和RPS(溶于0.2 ml生理盐水)200 mg/kg(B组)、800 mg/kg(C组)，共20次。A、B、C照射组自第6天起采用X线每天一次全身照射，共15次；其中A1、B1与C1三组、A2、B2与C2三组、A3、B3与C3三组单次照射剂量分别为0.025 Gy、0.075 Gy、0.1 Gy，剂量率为0.025 Gy/min。

3. 标本收集及制备：末次照射结束后48 h内将所有小鼠称重，10%水合氯醛麻醉，无菌条件下解剖，切开腹腔分离并暴露下腔静脉，用1 ml注射器吸取静脉血约0.8 ml至离心管中，将血液1 500 r/min离心10 min，分离血清及血细胞，吸取血清保存至-80℃待用。

4. 小鼠血清中T、FSH、LH水平测定：按照试剂盒所附的实验方法，采用双抗体夹心酶联免疫分析法分别测定血清T、FSH、LH各激素水平。

三、统计学分析

结果

一、RPS对低剂量X线全身照射后小鼠睾丸重量、睾体比值的影响

1. RPS对低剂量X线全身照射后小鼠睾丸重量的影响：在单纯照射组(A组)中，0.025 Gy剂量组(A1)较正常对照无明显差异，随照射剂量的增大[0.075 Gy(A2组)、0.1 Gy(A3组)]，小鼠睾丸重量逐渐减轻，差异有统计学意义(P<0.05)；在给予RPS干预后，低剂量用药RPS-200 mg/kg组(B组)和高剂量用药RPS-800 mg/kg(C组)经低剂量X线全身照射(0.025 Gy、0.075 Gy及0.1 Gy组)，小鼠睾丸重量变化无明显差异(表1)。

2. RPS对低剂量X线全身照射后小鼠睾体比值的影响：在单纯照射时，0.025 Gy组小鼠睾体比值较不照射的对照无明显变化，而随着照射剂量的增大[0.075 Gy组 (A2组)、0.1 Gy组(A3组)]，小鼠睾体比值逐渐降低(P<0.05)。在给予RPS后，低剂量X线全身照射(0.025 Gy、0.075 Gy及0.1 Gy组)则对小鼠睾丸重量均无影响，相反，在照射剂量均为0.1Gy时，RPS-800 mg/kg可增加照射后小鼠的睾体比值，差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。

二、RPS对低剂量X线全身照射后小鼠血清性激素水平的影响

1.RPS对低剂量X线全身照射后小鼠血清T和LH的影响：A组单纯照射组无论照射剂量大小，小鼠血清T和LH水平差异无统计学意义；而在给予RPS干预后，无论是低RPS剂量组(B组)还是高RPS剂量组(C组)，X线照射剂量大小均对小鼠血清T和LH无影响(表3、表4)(P>0.05)。

2. RPS对低剂量X线全身照射后小鼠血清FSH的影响：不给RPS单纯照射时，0.025 Gy、0.075Gy组血清FSH与对照组比较无明显变化(P>0.05)，而0.1 GyX线照射可引起小鼠血清FSH水平增高(P<0.05)。在给予RPS后，无论RPS剂量及X线照射剂量大小均对小鼠血清FSH无影响(表5)。

表1　不同低剂量X线全身照射后对服用各剂量RPS组小鼠睾丸重量的影响[(x-±s)，mg]

注：与对照组相比，*P<0.05

表2　不同低剂量X线全身照射后对服用各剂量RPS组小鼠睾体比值的影响[(x-±s)，mg]

注：与对照组相比，*P<0.05；与同剂量X照射RPS-0 mg/kg相比，#P<0.05

表3　不同低剂量X线全身照射后对服用各剂量RPS组小鼠血清T的影响 [(x-±s)，nmol/L]

表4　不同低剂量X线全身照射后对服用各剂量RPS组小鼠血清LH的影响[(x-±s)，U/L]

表5　不同低剂量X线全身照射后对服用各剂量RPS组小鼠血清FSH的影响[(x-±s)，U/L)

注：与对照组相比，*P<0.05

讨论

宇宙间充满辐射，自古以来，地球上的生命便暴露于自然环境的辐射中，人类也不例外。辐射可以导致机体各系统的损伤，发生一系列生物学效应，出现病理、生理、生化和形态上的变化。雄性睾丸是对辐射高度敏感的组织之一，研究证实电离辐射后，雄性生殖系统的睾丸脏器系数减少、血清性激素水平发生变化、精子数量及其存活率降低以及性功能减弱[8]。地黄为参科类植物地黄的干燥根茎，在中医学中具有滋阴补血、益精填髓的作用。RPS作为地黄的主要成分，具有抗氧化、增强免疫功能、抗肿瘤作用、促进造血、降血糖作用等功能[9]。对其他多种多糖，例如枸杞多糖、海带多糖、人参多糖等研究发现多糖具有抗辐射作用，主要是通过清除自由基、拮抗辐射后的免疫损伤、提高存活率、降低造血系统的损伤等作用来实现抗辐射作用[10-14]，而关于RPS对辐射造成生殖功能损伤的保护作用尚缺乏相关报道。

睾体比值为睾丸重量与体重之间的比值，能更好的反应睾丸重量的变化。本研究以不同低剂量X线全身照射小鼠后发现，0.025 Gy剂量组小鼠睾丸重量、睾体比值较不照射的对照组无明显变化，而随着照射剂量的增大(0.075 Gy、0.100 Gy组)，小鼠睾丸重量逐渐减轻、睾体比值逐渐减小，在0.1 Gy组尤为显著(P<0.05)，提示全身X线照射剂量较大时对睾丸组织学具有明显的影响，因为睾丸的体积和重量与曲细精管的数量相关。在给予RPS后，多次低剂量X线全身照射(无论其剂量大小)则对小鼠睾丸重量和睾体比值均无显著性变化，表明RPS对慢性辐射所致生精损伤有一定的保护作用。

T是由睾丸的间质细胞合成并分泌的雄性激素，主要在睾丸的精曲小管内发挥作用。睾丸合成T及其生精功能都是通过负反馈作用而受到下丘脑及腺垂体的调节，T同时也可抑制LH、FSH的分泌。精子发生的过程一般都是在LH和FSH影响下完成，FSH对生精的过程有启动作用，而T则对生精的过程具有维持效应。本研究显示给予小鼠不同低剂量X线全身照射后血清T、LH无明显改变，而FSH仅在相对高剂量时才升高，结果与Guitton 等[15]的研究一致。他们在3周龄大的雄性小鼠全身给予3Gyγ线照射后不同时间段处理小鼠发现，在照射后17 d血清FSH水平出现明显增加，而LH水平在照射后未出现明显的改变。在给予RPS后，无论RPS剂量及X线照射剂量大小对小鼠血清T、LH及FSH均无影响。而本研究提示多次低剂量X线全身照射小鼠对间质细胞及T-LH轴影响较小，其与间质细胞的放射抗性较高有关。对于FSH，只有较高剂量的X线照射生精细胞受损到一定程度时才使其分泌受影响，而RPS对其也有保护作用。但是，生殖神经内分泌调节是一个复杂的过程，对其调节的研究受许多因素的影响，如人体观察和动物实验、高剂量及低剂量照射、全身照射及局部照射、低剂量慢性和单次照射、照射条件及动物种系的不同等。因此，长期低剂量辐射对小鼠生殖内分泌的影响不容忽视，但其机制仍需进一步的深入研究。

总结本实验结果：不同低剂量X线全身多次照射可引起小鼠睾丸重量及睾体比值改变，并呈剂量依赖性，而在较高照射剂量时还可引起血清FSH增高。RPS对慢性辐射所致生精损伤具有明显的保护作用。

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[13]李菁菁，罗 琼，闫 俊，等.枸杞多糖对低剂量辐照雄性大鼠性功能损伤恢复的影响[J]. 营养学报，2014，36：356-360.

[14]刘军，罗琼，杨明亮，等.海带多糖干预对慢性电离辐射损伤后雄性大鼠生殖功能的影响[J]. 食品科学，2010，31：293-296.

[15]Guitton N，Touzalin A.M，Sharpe R.M，et a1. Regulatory influence of germ cells on Sertoli cell function in the pre-pubertal rat after acute irradiation of the testis[J].Int J Androl，2000，35：332-339.

[编辑：辛玲]

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本刊编辑部

Effects of rehmannia glutinosa polysaccharide intervention on the serum reproductive hormone levels in mouse exposed to repeated low dose X-Ray irradiation

WUChun-yun1，ZHANGDu-ping2，ZHAOChang-tao2，TANGKai-fa3，XINGJun-ping2*

1.DepartmentofSanitationandAntiepidemic；2.DepartmentofUrology，theFirstAffiliatedHospitalofXi’anJiaotongUniversity，Xi’an710061；

3.TheAffiliatedHospitalofGuiyangMedicalCollege，Guiyang550004

【Abstract】

Objective： To explore the effects of rehmannia polysaccharide (RPS) intervention on the serum reproductive hormone levels in mice exposed to repeated low dose of X-ray irradiation.

Methods： Seventy male mice with 5-6 weeks old and weight (22±2)g were selected in this study and randomly divided into group A (irradiation group，n=21)，group B (radiation and administration of 200 mg/kg RPS group，n=21)，group C (radiation and administration of 800 mg/kg RPS group，n=21)，group D (control group，n=7)；and then group A，B，C were respectively subdivided into 3 groups，and 7 mice for each subgroup. All mice were fed with RPS for 5 days before irradiation，groups A and D were given 0.2 ml saline，group B and C were given 200 mg/kg or 800 mg/kg RPS in 0.2 ml saline respectively for 20 times. The whole body of mice in group A，B，C was exposed to low dose X-irradiation for 15 times. The single irradiation doses were 0.025，0.075 and 0.100 Gy at dose rate of 0.025 Gy/min for the mice in group A，B，C respectively. The blood was collected through the inferior vena cava，and testes were removed and weighed immediately 48 hours after irradiation for all the mice. The levels of testosterone (T)，LH and FSH in serum were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

Results： The ratio of testis/body weight was decreased gradually along with increasing doses of X-ray irradiation(P<0.05). The ratio of testis/body weight were significantly increased after administration of different doses of RPS (P<0.05). The FSH levels in the mice exposed 0.1 Gy in group A was higher than in control group (group D) [(22.54±7.19) U/L vs. (31.61±6.07 U/L)] (P<0.05)，while LH and T levels were not significantly different(P>0.05). There were no significant differences in serum reproductive hormone levels after exposed to different low-dose of X-ray irradiation between the mice given 200 mg/kg and 800 mg/kg of RPS(P>0.05).

Conclusions： Repeatedly irradiation in mice can reduce testicular weight and the ratio of testis/body weight. Rehmannia glutinosa polysaccharide has a protective effect on reproductive function in male mice.

Key words：Low-dose radiation；Rehmannia glutinosa polysaccharide；Reproductive Hormone；Ratio of testis/body weight

【作者简介】仵春云，女，陕西蒲城县人，副主任医师，本科，预防保健及辐射防护.(*通讯作者，Email：xingjpsx@sina.cn)

【基金项目】陕西省科技计划项目(No：2008K-15)

【收稿日期】2015-07-15；【修回日期】2015-09-16

DOI：10.3969/j.issn.1004-3845.2016.3.013