亚慢性砷染毒对大鼠睾丸组织的影响*

杨燕平， 高晓勤， 杨　喆， 刘　智， 马晓萍， 丁贤胜, 秦海霞

(1．贵州医科大学 组织学与胚胎学教研室， 贵州 贵阳　550004； 2．遵义医药高等专科学校， 贵州 遵义　563002； 3．六盘水市人民医院 病理科， 贵州 六盘水　553001)



亚慢性砷染毒对大鼠睾丸组织的影响*

杨燕平1， 高晓勤2**， 杨喆1， 刘智1， 马晓萍2， 丁贤胜3, 秦海霞1

(1．贵州医科大学 组织学与胚胎学教研室， 贵州 贵阳550004； 2．遵义医药高等专科学校， 贵州 遵义563002； 3．六盘水市人民医院 病理科， 贵州 六盘水553001)

目的： 探讨亚慢性砷中毒对大鼠睾丸重量及组织形态的影响。方法: 清洁级SD雄性大鼠40只，体重100～120 g，随机分为对照组、砷低剂量组、砷中剂量组和砷高剂量组4组，每组10只，分笼喂养；对照组自由饮蒸馏水，染砷组自由饮用含三氧化二砷(As203)的蒸馏水，砷浓度分别是25、50和100 mg/L；连续喂养3个月后处死大鼠，取大鼠双侧睾丸称重并制作睾丸组织切片HE染色，采用光镜观察睾丸组织的形态改变。结果： 砷中、高剂量组的睾丸重量明显降低，与对照组比较，差异具有统计学意义(P<0.05)；与对照组比较，染砷组大鼠睾丸石蜡切片HE染色显示染毒组睾丸组织形态发生变化，睾丸生精小管间隙增宽，生精上皮结构疏松，层次排列紊乱并且层次逐渐减少，精原细胞出现空泡样改变，管腔中可见脱落的生精细胞，睾丸间质充血、渗出，尤其砷中、高剂量组较明显。结论： 亚慢性砷中毒对睾丸组织有一定的损伤作用，这种损害作用与砷剂量可能有关。

砷中毒； 睾丸； 大鼠，Sprague-Dawley； 生精上皮； 精原细胞

[Abstract]Objective: To investigate the effect of the sub-chronic arsenic poisoning on the testis weight and tissue morphology of rats. Method: 40 Sprague-Dawley (SD) rats in cleanliness grade, weighing 100 g～200 g each, were divided randomly into four groups: control group, low dose group, middle dose group and high dose group, 10 in each group, and separated and fed respectively. The rats infected with sub-chronic arsenic poisoning are treated with AS2O3 dissolved in distilled water. The arsenic concentration in low, middle and high dose group is 25 mg/L, 50 mg/L, and 100 mg/L, respectively. The rats in control group drink distilled water freely. The feeding continuously last three months. At the end of the experiment, all the rats were killed. The testis of both sides were weighed and testis tissue were stained with HE staining. The pathologic changes of testicle tissues were observed by light microscope. Results: The testis weight of the middle and high dose group was significantly decreased compared with that of control group, and difference was statistically significant(P<0.05). Compared with control group, HE staining showed that morphological changes were observed in testis of the arsenic poisoning groups, such as the gap widening in the seminiferous tubule of testis, the loose structures of the spermatogenic epithelium, disorder of arrangements of layers and gradual reductions of layers, vacuolar changes in the spermatogonium, spermatogenic cells in the lumen, hyperemia and exudations in the interstitial testis, especially in the middle and high dose groups. Conclusion: Chronic arsenic poisoning has a certain damage to testicular tissue, which may be associated with the dosage of arsenic.

[Key words]arsenic poisoning; testis; rats，Sprague-Dawley； spermatogenic epithelium； spermatogonium

我国砷储量居世界第一，也是受慢性砷中毒危害较严重的国家。砷广泛存在于水源、土壤和空气中，长期摄入过量砷(>0.05 mg/L)可引起砷中毒[1-2]。人体通过消化道或呼吸道等长期、 过量地摄入砷化合物，可引起慢性砷中毒[3]。有研究表明超过生理需要量的砷对生殖功能有一定的影响，但对睾丸组织形态的影响国内外报道较少。病理组织学检查是亚慢性毒性试验中最重要的检测指标之一，目的是确定化学毒物对机体毒作用的靶部位、损害的性质和程度，从病理学角度寻找化学毒物与病理改变的剂量效应关系，为了解化学毒物的毒效应及其机制提供依据[4]。为了进一步明确砷的生殖毒性，本课题组结合人因长期饮水导致人类慢性砷中毒的方式，建立饮水型亚慢性砷中毒动物模型，分析亚慢性砷中毒对大鼠睾丸组织的影响，为砷的生殖毒性提供一定的细胞组织学依据。

1　材料和方法

1.1主要试剂与仪器

三氧化二砷(As203，贵州医科大学药学综合实验室提供)，LeicaDME光学显微镜(上海枫立仪器有限公司)。

1.2建立亚慢性砷中毒模型

清洁级SD雄性大鼠40只，体质量100～120 g(由重庆腾鑫比尔实验动物销售有限公司提供)适应性喂养1周后，随机分为对照组，砷低剂量组，中剂量组及高剂量组4组，后3组统称为染砷组，砷低、中、高剂量的砷浓度分别是25、50和100 mg/L，对照组自由饮水。各组大鼠每周称体重，按大鼠每100 g体重喂饮10 mL计量，计算调整药物剂量，连续喂养3个月。

1.3睾丸称重及睾丸组织镜检

取双侧睾丸称重，置于Bouin液中固定24 h后，修成1 cm3小块，进行脱水，透明，包埋，切成5 μm薄片进行HE染色，光镜下观察大鼠睾丸组织形态变化。

1.4统计学分析

2　结果

2.1大鼠睾丸重量

染砷组睾丸重量逐渐降低，砷中、高剂量组与对照组比较，差异具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1　对照组与各染砷组睾丸重量±s)

(1)与对照组相比，P<0.05

2.2睾丸组织光镜观察

光镜下，对照组睾丸组织生精小管排列规则，睾丸间质无渗出(图1A)；生精上皮结构完整，细胞排列紧密，有5～7层，生精细胞层次分明，基底至腔面可见各个发育阶段的细胞，细胞增殖旺盛，管腔内有大量精子(图1B)。砷低剂量组生精小管排列基本规则，但层数有所减少，只有4～5层细胞(图1C、1D)。砷中剂量组可见生精小管之间的间隙增宽，生精小管形态不规则(图1E)，生精上皮结构疏松，层次排列紊乱，仅有2～4层细胞的断面增多(图1F)。砷高剂量组，生精小管之间的间隙进一步增宽，睾丸间质出现充血、渗出等病理改变(图1G)，生精上皮细胞层次进一步减少，有的仅剩1～2层，结构破坏严重(图1H)，生精细胞层次排列紊乱,多数精原细胞出现空泡样改变(图1I)。

注：A(100×)、B(400×)为对照组，C(100×)、D(100×)为砷低剂量组，图E(100×)、F(400×)为砷中剂量组，图G、H、I为砷高剂量组(400×)图1　大鼠睾丸组织光镜观察(HE)Fig.1　Light microscopic observation of rat testicular tissue

3　讨论

男性不育症发病率逐年上升，男性生殖健康越来越受到关注。睾丸是产生精子的场所。雄性生殖能力的强弱首先取决于需要有足够的精子数量以及较强的活力[6]。睾丸的主要结构是生精小管，它含有两种上皮细胞，一种是支持细胞；一种是生精细胞，包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子。在支持细胞的作用下，正常睾丸组织曲精小管内生精细胞应排列紧密，精原细胞、精母细胞、精子细胞和精子从基底膜至管腔依次排列，层次清晰。大鼠的一个生精小管的管腔环切面应处于相同的生精周期[6]。本实验结果显示，染砷组睾丸重量明显降低，睾丸的组织切片显示，染砷组大鼠睾丸生精上皮细胞排列紊乱，各级生精细胞减少，生精上皮明显变薄,部分生精小管中可见脱落的生精细胞，程度随着染毒剂量的增加而加重。说明砷对大鼠睾丸生精上皮具有损害作用，使睾丸重量减轻。睾丸内生精细胞受损将会导致精子质量的下降。这与陆祥[7]探讨砷对精子发生的影响结果相似。睾丸的组织切片还显示，染砷组大鼠睾丸生精小管间隙增宽，睾丸间质有充血、渗出，说明砷化物可直接损害毛细血管或作用于血管舒缩中枢，使血管平滑肌麻痹，毛细血管扩张，血管通透性改变[8]。导致睾丸间质有充血，渗出。毛细血管受损，则砷可以通过血睾屏障直接作用于支持细胞。支持细胞受损则导致支持细胞的调控紊乱及内环境的紊乱，影响其对生精细胞支持和营养作用，从而导致生精细胞排列紊乱，并有大量的生精细胞脱落。支持细胞损伤还可导致雄激素结合蛋白合成和分泌减少，则与雄激素结合减少，不能保持生精小管内有较高水平的雄激素，使精子生成受阻。亚慢性砷中毒导致大鼠睾丸组织受损，从而可能会造成雄性大鼠生育力低下。

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(2016-03-12收稿，2016-06-30修回)

中文编辑： 文箐颍； 英文编辑： 刘华

Effect of Sub-chronic Arsenic Poisoning on the Testis of Rats

YANG Yanping1, GAO Xiaoqing2, YANG Zhe1, LIU Zhi1, MA Xiaoping2, DING Xiansheng3, QIN Haixia1

(1.DepartmentofHistologyandEmbryology,GuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,Guizhou,China;2.ZunyiMedicalandPharmaceuticalCollege,Zunyi563002,Guizhou,China; 3.DepartmentofPathology,GuizhouLiupanshuiPeople'sHospital,Liupanshui553001,Guizhou,China)

遵义市科技计划项目[遵义科合社字(2014)01号]

Email:gxq550301@sina.com

R361.3； R994.13

A

1000-2707(2016)08-0900-03

10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.08.008

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网络出版时间：2016-08-23网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160823.1343.040.html