急性铅对河南华溪蟹精巢和副性腺性腺指数及酸性磷酸酶活性的影响

李娜，许鹏，王兰

（1.山西大学生命科学学院，山西太原030006；2.山西农业大学文理学院，山西太谷030801）

急性铅对河南华溪蟹精巢和副性腺性腺指数及酸性磷酸酶活性的影响

李娜1，2，许鹏1，王兰1

（1.山西大学生命科学学院，山西太原030006；2.山西农业大学文理学院，山西太谷030801）

为了研究铅（Pb2+）对河南华溪蟹（Sinopotamon henanense）的雄性生殖毒性，试验设置了1个空白对照组和5个Pb2+浓度处理组（3.675，7.35，14.70，29.40，58.80 mg/L），分别进行了3，5，7 d的染毒，分析和测定了铅染毒后对精巢和副性腺的性腺指数以及酸性磷酸酶（ACP）活性的影响。结果显示，铅未造成性腺指数显著下降；随着铅染毒浓度的增大和染毒时间的延长，精巢和副性腺中ACP活性有下降趋势，58.8 mg/L铅处理下染毒7 d时，精巢中ACP活性显著降低（P＜0.05），副性腺在染毒5，7 d时，58.8 mg/L铅处理组的ACP活性显著降低（P＜0.05）。推测铅可能通过降低精巢和副性腺中ACP活性对雄性河南华溪蟹造成生殖毒性。

华溪蟹；铅；性腺指数；酸性磷酸酶

随着现代工业化的发展，铅的使用越来越多，但非正常的铅排放对环境造成了污染。铅是一种有毒的重金属，是世界卫生组织公布的18种三级环境致癌物之一。铅的生殖毒性是近年来的研究热点，哺乳动物试验结果表明，铅会使精巢受到氧化损伤[1-2]，引起精巢形态结构发生变化[3]，并可导致精子数目减少，活力降低[4]，精液质量下降，最终导致雄性不育。铅对甲壳动物生殖系统的影响鲜见报道。

本试验选取甲壳动物华溪蟹作为研究动物，是由于其对污染物敏感性高，被认为可以作为水环境污染检测的理想指示生物[5-6]。前期关于铅对河南华溪蟹（Sinopotamon henanense）雄性生殖系统的影响结果表明，急性铅暴露可引起华溪蟹精巢和副性腺氧化损伤，精子质量下降[7-9]。酸性磷酸酶（ACP）是衡量生殖系统是否有生精障碍的指标。本试验主要围绕铅对华溪蟹精巢和副性腺性腺指数以及ACP活性的影响，为进一步探讨铅对华溪蟹雄性生殖系统的毒性及其机理提供一定的参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验动物

河南华溪蟹（简称溪蟹）购于太原市五龙口水产批发市场，在实验室条件下暂养14 d后，挑选个头大小均匀、健康的成年雄蟹进行试验。

1.2 试验设计

将健康成熟雄蟹暴露于2 L曝气水（pH＝6.8）的容器（45 cm×30 cm×30 cm）中进行急性攻毒试验，分别设5个处理组和1个对照组，处理组Pb2+质量浓度分别为3.675，7.35，14.70，29.40，58.80 mg/L（根据96 h LC50[9]的1/80，1/40，1/20，1/10，1/5设定），分别暴露3，5，7 d。以无铅处理为空白对照组。染毒期间不喂食，不换水，每天检查溪蟹的健康状况。

1.3 样品制备

染毒结束后，分别从各组随机选取5只溪蟹，称质量并记录体质量后，活体解剖，迅速取出精巢和副性腺放入提前已称质量的1.5 mL EP管中，称质量，并记录好精巢和副性腺组织的质量，置于-80℃冰箱保存。试验时，精巢和副性腺组织加入预冷的PBS缓冲液，置于冰上使用电动匀浆器对其进行匀浆，制成10%的组织匀浆液，2 800 r/min离心10 min，取上清。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 生殖腺指数生殖腺指数（GSI）＝生殖腺质量/体质量×100%。

1.4.2 酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠法测定ACP活性，所用试剂盒购于南京建成生物工程研究所，利用酶标仪（SpectraMax M5，美国MD公司）进行活力与含量的测定。

1.5 数据处理

用SPSS 17.0统计分析软件对试验数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），并应用Dunnett法将处理组与相应对照组进行比较（*表示差异显著（P＜0.05），**表示差异极显著（P＜0.01））。试验结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 铅对河南华溪蟹精巢和副性腺性腺指数的影响

由表1可知，在染毒的不同天数，所有的铅处理组，精巢和副性腺性腺指数与对照组相比均无显著性差异。

表1 河南华溪蟹精巢和副性腺的性腺指数%

2.2 铅对河南华溪蟹精巢ACP活性的影响

由图1可知，铅质量浓度为58.80 mg/L，染毒时间为7 d时，精巢组织中ACP活性较对照组差异显著（P＜0.05）。而染毒3，5 d时，所有处理组较对照没有显著变化。

2.3 铅对河南华溪蟹副性腺ACP活性的影响

从图2可以看出，染毒5 d时，铅质量浓度为58.8 mg/L的处理组副性腺组织中ACP活性较对照组显著下降（P＜0.05）；染毒时间为7 d时，所有的铅处理组ACP活性均低于对照组，铅质量浓度为58.8 mg/L的处理组ACP活性较对照组显著下降（P＜0.05）。

3 讨论与结论

铅是一种有毒的重金属[10-11]，生殖器官是其致毒的重要靶器官，生殖器官一旦遭到损伤，种群的繁衍必然受到影响[12]。关于铅对生殖器官的毒性研究主要集中在哺乳类动物，而对水生甲壳动物的研究很少涉及[13]。为此，本试验主要研究铅对甲壳动物河南华溪蟹精巢和副性腺的相关毒理学。

精巢和副性腺是溪蟹雄性生殖系统的重要组成器官，精巢是雄性溪蟹精子发生的主要器官，副性腺内容物主要为精子成熟和活动提供一定的能量和营养[14]。本研究试图证实铅对溪蟹精巢和副性腺的性腺指数的潜在影响。结果显示，各个处理组和对照组比较差异均不显著，这可能有2个方面的原因，第一是样本量较小，这也是本研究的不足之处，铅是否会造成溪蟹的性腺指数下降还需更大的样本量进行进一步证实，第二是染毒时间较短，不足以反应出铅和性腺指数之间的关联性。

河南华溪蟹的精子发生是一个连续的过程，在经历精原细胞、精母细胞和精细胞3个时期后生成成熟的精子，这个过程的连续完成与精巢中多种酶的活性相关。研究表明，精巢中的酸性磷酸酶（ACP）活性可能与其吞噬功能有关，常作为衡量是否有生精障碍的指标[15]。本试验结果表明，河南华溪蟹精巢中ACP活性随铅染毒剂量的增加和染毒时间的延长显著下降，这说明铅对精子的发生有一定的干扰和阻碍作用。

对人类的研究结果显示，前列腺分泌的酸性磷酸酶是一种糖蛋白[16]，其功能主要有2个方面，一是与某些氧化物质（如活性氧等）一起发挥局部抗炎效应，有免疫抑制作用；二是可催化磷酸酯键水解。若该酶含量降低会通过产生抗精子抗体而导致男性不育[17]。本试验结果显示，染毒5，7 d时的最高铅浓度处理组，河南华溪蟹副性腺中ACP活性显著下降，这说明铅对副性腺分泌ACP的功能有影响。

综上所述，本研究推测铅可能通过降低河南华溪蟹精巢和副性腺组织中ACP活性，干扰精巢和副性腺的代谢，造成对河南华溪蟹的雄性生殖毒性，但其深入的机制还有待于进一步研究。

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Toxic Effect of Lead on Gonad Index and Activities of Acid Phosphatase in Testes and Accessory Gland of Freshwater CrabSinopotamon henanense

LI Na1，2，XUPeng1，WANGLan1
（1.College ofLife Science，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.College ofArts and Sciences，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To study the reproductive toxicity effect of lead（Pb2+）on male freshwater crab Sinopotamon henanense,the paper analysed the gonad indexand the activityofacid phosphatase（ACP）oftestes and accessorygland after 3,5,7 d exposure to different Pb concentrations（0,3.675,7.35,14.70,29.40,58.80 mg/L）.The results showed that the gonad indexhad nochange significantlyafter Pb exposure.And with the increasing of lead concentration and the extension of the duration time,the activities of ACP in testes and accessory gland had a downward trend,after 58.8 mg/L lead exposure for 7 d,activities of ACP in testes decreased significantly（P＜0.05）,after 58.8 mg/Llead exposure for 5,7 d,activities ofACP in accessory gland decreased significantly（P＜0.05）.This is implied that lead maybe toxic tothe testes and accessorygland bydeceasingactivities ofACP in male crab Sinopotamon henanense.

Sinopotamon henanense;lead;gonad index;acid phosphatase

X171.5

：A

：1002-2481（2017）05-0740-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.17

2017-02-16

高等学校博导类基金项目（20111401110010）；山西应用基础研究项目（2016021141）

李娜（1980-），女，山西兴县人，副教授，主要从事细胞生物学研究工作。