锌对染氟大鼠生精细胞c-fos、c-jun蛋白表达水平的影响

【摘要】：有关氟的生物学效应研究,早年多集中在氟骨症和氟斑牙等一系列骨相损害。20世纪80年代以来,氟的非骨相损害成为学术界关注的热点,尤其是近几年来,氟所导致的生殖系统损害日益受到重视。 目前,有关氟的生殖系统损伤研究主要集中在睾丸、附睾等生殖器官的破坏,以及精子质量的改变,而有关生殖系统损伤机制和有效的拮抗手段,研究报道尚少。 锌存在于骨骼、前列腺和精液等组织中,对生殖器官的发育和生殖功能的稳定均有重要作用。锌是铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)的主要成分,通过提高酶的活性、诱导金属硫蛋白(MT)表达增加,从而发挥抗脂质过氧化作用。CuZn-SOD可以抑制氟在肠道的吸收和骨骼蓄积,从而降低体内氟负荷。有关锌对氟的生殖毒性的拮抗作用已有相关报道,但具体机制有待深入探讨。本研究以4周龄雄性染氟大鼠为对象,观察适量的锌对生精细胞c-fos、c-jun蛋白表达水平的影响,旨在探讨锌对氟生殖毒性的拮抗作用及其机制。 1.材料和方法: 1.1剂量分组和动物分组:4周龄雄性SD大鼠50只,体重60～80g,由河南省动物实验中心提供。饲养条件:室温20～24℃,相对湿度为30%～60%,12h光照,将各组大鼠饲养在笼内,自由进食、饮水。经观察一周无异常后,随机分为5组,其分组和染毒剂量分别如下:经口灌胃给予对照组(按1ml/100gBw·d给予受试物)去离子水,给予氟组25mg·kg~(-1)·d氟化钠溶液,给予氟加低锌组25mg·kg~(-1)·d氟化钠溶液和4mg·kg~(-1)·d硫酸锌溶液,给予氟加中锌组25mg·kg~(-1)·d氟化钠溶液和20 mg·kg~(-1)·d硫酸锌溶液,最后给予氟加高锌组25mg·kg~(-1)·d氟化钠溶液和50 mg·kg~(-1)·d硫酸锌溶液,分别观察其染毒反应。 1.2检测指标:灌胃6周后,称重、麻醉并处死动物,取睾丸、附睾,称重并计算脏器系数,然后进行精子计数、精子活动率测定和精子畸形的分析;用氟离子选择电极法测定睾丸中氟的含量;放射免疫的方法检测血清睾酮含量;用试剂盒(比色法)检测睾丸乳酸脱氢酶;免疫组化法(ICH)检测睾丸中c-fos、c-jun蛋白的表达水平。 1.3统计学处理:根据资料的类型和数据分布的特点,分别采用X~2检验、单因素方差分析和非参数检验,其显著性检验水准取α=0.05。 2.结果 2.1大鼠体重、睾丸和附睾重量及其脏器系数:①大鼠体重:氟加高锌组低于对照组大鼠体重,且差异有统计学意义(P＜0.05);②睾丸重量和脏器系数:氟加低锌组和氟加高锌组睾丸重量低于对照组睾丸重量,且差异有统计学意义(P＜0.05);③附睾重量和脏器系数:氟加中锌组附睾脏器系数高于对照组附睾脏器系数,且差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.2大鼠精子计数、精子活动率和畸形率 2.2.1精子数:①染毒各组精子计数与对照组比较:氟组、氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组精子计数结果低于对照组的精子计数结果,且差异有统计学意义(P＜0.05)。②氟加锌各剂量组与氟组比较:氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的精子计数结果高于氟组精子计数结果,且差异均有统计学意义(P＜0.05)。 2.2.2精子活动率:①染毒各组精子活动率与对照组比较:氟组、氟加低锌组和氟加高锌组的精子活动率低于对照组的精子活动率,且差异有统计学意义(P＜0.05);氟加中锌组的精子活动率与对照组的精子活动率相比,差异无统计学意义。②氟加锌各剂量组精子活动率与氟组比较:氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的精子活动率高于氟组的精子活动率,且差异均有统计学意义(P＜0.05)。 2.2.3精子畸形率:①染毒各组精子畸形率与对照组比较:氟组、氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的精子畸形率高于对照组的精子畸形率,且差异有统计学意义(P＜0.05)。②氟加锌各剂量组精子畸形率与氟组比较:氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的精子畸形率低于氟组的精子畸形率,且差异均有统计学意义(P＜0.05)。 2.3大鼠血清睾酮含量:①与对照组相比:氟加锌各剂量组血清睾酮明显高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);氟组和对照组血清睾酮相比,差异无统计学意义。②与氟组相比:氟加锌各剂量组血清睾酮高于氟组睾酮,差异有统计学意义(P＜0.05);③与氟加中锌组相比:氟加低锌组和氟加高锌组血清睾酮明显低于氟加中锌组血清睾酮,且差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.4大鼠睾丸氟:①与对照组相比:氟组、氟加低锌组和氟加高锌组睾丸氟含量明显高于对照组,且差异有统计学意义(P＜0.05);②与氟组相比:氟加中锌组的睾丸氟明显低于氟组,差异有统计学意义(P＜0.05);氟加高锌组的睾丸氟含量明显高于氟组,差异有统计学意义(P＜0.05);氟加低锌组与氟组睾丸氟含量相比,差异没统计学意义。③与氟加中锌组相比:氟加低锌组和氟加高锌组的睾丸氟明显高于氟加中锌组,差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.5大鼠睾丸乳酸脱氢酶活力:①与对照组相比:氟组、氟加低锌组和氟加高锌组明显低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。②与氟组相比:氟加中锌组明显高于氟组,差异有统计学意义(P＜0.05)。③与氟加中锌组相比:氟加低锌组和氟加高锌组显著低于氟加中锌组,差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.6大鼠睾丸组织病理学检验结果:对照组和氟加中锌组的睾丸生精上皮细胞层数基本一致,管腔内可见成熟精子。氟组和氟加高锌组生精上皮细胞层数明显减少,层数约为2到3层,支持细胞数量较对照组和氟加中锌组明显减少,管腔结构和氟加中锌组相比也显得疏松。氟加低锌组的细胞层数较对照组和氟加中锌组减少,但是对比氟加高锌组和氟组,细胞层数增多,初级精母细胞和次级精母细胞较对照组明显增多,间质细胞数量也有一定程度的增加,管腔内可见游离成熟精子。 2.7大鼠睾丸生精细胞c-fos蛋白表达率检测结果:①与对照组蛋白表达率相比:氟组、氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的蛋白表达率明显高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。②与氟组蛋白表达率相比:氟加中锌组的蛋白表达率显著低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05):氟加低锌组和氟加高锌组的蛋白表达率与对照组相比,差异无统计学意义。③与氟加中锌组蛋白表达率相比:氟加低锌组和氟加高锌组的蛋白表达率与氟加中锌组相比,差异有统计学意义(P＜0.05)。 2.8大鼠睾丸生精细胞c-jun蛋白表达率检测结果:①与对照组相比:氟组、氟加低锌组、氟加中锌组和氟加高锌组的蛋白表达率明显高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。②与氟组蛋白表达率相比:氟加低锌组和氟加中锌组的蛋白表达率显著低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05):氟加高锌组的蛋白表达率与对照组相比,差异无统计学意义。③与氟加中锌组蛋白表达率相比:氟加低锌组和氟加高锌组的蛋白表达率与氟加中锌组相比,差异有统计学意义(P＜0.05)。 3.结论: 中等剂量的锌(20 mg·kg~(-1)·d)通过减低氟负荷、增强乳酸脱氢酶活性、降低c-fos、c-jun蛋白表达,发挥对氟生殖损伤的拮抗作用。