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硼(B)是地壳中含量很低的一种非金属微量元素,是植物的必需微量元素。硼及其化合物广泛用于工业、农业、畜牧业、化妆品和医疗卫生等部门。近年来研究表明,适量硼对人和动物具有营养作用,高剂量硼则对人和动物具有不利影响,甚至毒性作用。本课题以196只清洁级SD大鼠为试验动物,研究饮水添加硼40、80、160、320、640mg/L对大鼠的生长与器官发育、血液生理生化、血清和器官抗氧化能力、以及舌、胃、肝脏、胰腺、睾丸、附睾、脾脏和腺垂体等器官显微和超微结构的影响,探讨硼对大鼠的营养和毒性作用机理。具体内容如下:1.硼对大鼠生长及器官发育的影响通过测定大鼠体重、体长和器官质量或长度,计算Lee’s指数和相应器官指数,研究硼对雌雄大鼠生长和器官发育的影响。结果显示:饮水添加硼40~320mg/L对大鼠BM、ADG、Lee’s指数、器官质量及肠管长度与指数多无显著影响(p>0.05),对65d雄性大鼠肝、肾上腺、胸腺和睾丸质量有多有显著降低作用(p<0.05或p<0.01);添加硼40~80mg/L对95d大鼠器官质量多有升高作用,但差异不显著(p>0.05);添加硼640mg/L对大鼠BM、ADG、Lee’s指数和器官质量(或长度)及其指数多有显著影响(p<0.05或p<0.01)。结果表明,饮水添加硼40~80 mg/L对65d大鼠生长及器官发育有较明显促进作用;添加硼160~320mg/L多有较明显的不良影响;添加硼640mg/L则有明显的抑制甚至毒性作用。2.硼对大鼠血液生理生化的影响通过血细胞计数、血红蛋白含量测定、血清部分生化指标测定、血涂片染色及血细胞形态结构观察,研究硼对大鼠血液生理生化的影响。结果显示:与同日龄对照组相比较,各试验组网织红细胞数不同程度升高;试验Ⅰ、Ⅱ组红细胞数和血红蛋白含量多显著升高(P<0.05),白细胞数和白细胞分类计数多无显著差异(P>0.05);试验Ⅲ~Ⅴ组的红、白细胞数和血红蛋白含量显著降低(P<0.05或P<0.01)低于同日龄对照组,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和单核细胞比例多显著降低(P<0.05或P<0.01),95d淋巴细胞比例显著升高(P<0.05)。试验Ⅰ组红细胞和无粒白细胞形态结构无明显变化,有粒白细胞胞核体积增大;试验Ⅱ~Ⅴ组,随硼添加量增大,变形、破损、崩解的红细胞增多,淋巴细胞胞核先固缩后肿胀,有粒白细胞胞质内颗粒减少或消失,胞核难以着色,试验Ⅴ组多叶型中性粒细胞增多。试验Ⅰ~Ⅳ组血清胆固醇含量不同程度降低,试验Ⅴ组显著升高(P<0.05或P<0.01)。65d试验Ⅲ、Ⅴ组和95d试验Ⅴ组血糖水平显著降低(P<0.05或P<0.01)。各试验组血清TRP含量差异不显著(P>0.05)。65d试验Ⅲ组和95d试验Ⅴ组血清ALT活性显著降低(P<0.05)。65d试验Ⅴ组血清AST活性显著升高(P<0.05),95d试验Ⅰ、Ⅴ组显著降低(P<0.05)。65d试验Ⅴ组血清ALP活性显著降低(P<0.05)。65d试验Ⅰ组血钙水平显著升高(P<0.05),65试验Ⅳ、Ⅴ组和95d试验Ⅱ~Ⅳ组显著降低(P<0.05或P<0.01)。95d试验Ⅳ、Ⅴ组血磷水平显著降低(P<0.05)。65d试验Ⅲ组和95d试验Ⅴ组血镁水平显著下降(P<0.05)。结果表明,饮水添加40mg/L硼对大鼠血细胞发生、增殖分化及形态结构与功能有明显促进作用;添加80~640mg/L硼对血细胞形态结构与功能有不同程度损伤,甚至毒性作用;饮水添加40~640mg/L硼对血清各项生化指标有不同程度的影响。3.硼对大鼠血清和器官抗氧化能力的影响使用SOD、CAT、MDA、GSH-PX和考马斯亮兰试剂盒测定血清和器官的SOD、CAT和GSH-PX活性,以及MDA和组织蛋白含量。结果显示:饮水添加40mg/L硼对大鼠血清各抗氧化指标无显著影响(P>0.05);使95d多个器官SOD、CAT和GSH-PX活性有显著升高,部分器官MDA含量显著降低(P<0.05或P<0.01)。添加80mg/L硼可显著升高95d大鼠血清SOD活性及部分器官SOD、CAT和GSH-PX活性(P<0.05或P<0.01);显著降低延髓和肝MDA含量(P<0.05)。添加160mg/L硼对95d大鼠血清SOD和部分器官SOD、CAT、GSH-PX活性,以及少数器官MDA含量有显著升高作用;对95d血清MDA含量及部分器官MDA含量、SOD和GSH-PX活性则有显著降低作用(P<0.05或P<0.01)。添加320mg/L硼对65d大鼠血清MDA含量,95d大鼠血清和部分器官SOD活性,多个器官MDA含量,以及部分器官CAT和GSH-PX活性有显著升高作用(P<0.05或P<0.01);对95d血清和多个器官GSH-PX活性,部分SOD和CAT活性有显著降低作用(P<0.05或P<0.01)。添加640mg/L硼对大鼠血清MDA含量及SOD、CAT和GSH-PX活性多有显著影响,多数器官SOD、CAT和GSH-PX活性显著降低(P<0.05或P<0.01);对95d大鼠各器官MDA含量有明显升高作用。结果表明,饮水添加40~80mg/L硼可不同程度提高机体的抗氧化能力;添加320~640mg/L硼对机体的抗氧化系统则有不良影响甚至毒性作用。4.硼对大鼠器官显微和超微结构的影响利用光镜和电镜制片技术观察95d大鼠舌、胃、肝、睾丸、脾和腺垂体等6个器官的显微和超微结构。结果显示:试验Ⅰ、Ⅱ组各器官组织结构发育良好,器官结构清晰,各种细胞排列规则、整齐;细胞内胞核场染色质增多,胞质内线粒体、RER和高尔基复合体等细胞器发达,腺垂体分泌细胞体积增大,分泌颗粒数量增多;各器官和细胞的结构呈现功能旺盛状态。表明饮水添加40~80mg/L硼对大鼠各器官的组织结构与功能有较明显的促进与增强作用,其中以添加40mg/L硼组的作用效果最好。试验Ⅲ组大鼠各器官组织结构可见不同程度轻微病变,表明饮水添加160mg/L硼对大鼠舌、肝脏、胰腺、睾丸等器官发育及组织结构与功能有较轻微不良影响或损伤作用。试验Ⅳ、Ⅴ组大鼠各器官显微和超微病变明显,舌丝状乳头顶部溶解,味蕾萎缩;胃黏膜上皮细胞坏死、脱落,胃底腺萎缩、结构混乱;肝细胞萎缩或肿胀,各种细胞器数量减少、结构不同程度破坏;睾丸萎缩,各种生精细胞显著减少,细胞内线粒体、高尔基复合体等细胞器破坏严重。各器官病理组织学变化与硼添加量存在明显相关性,表明饮水添加320和640mg/L硼对大鼠各器官发育及组织结构与功能有明显不良影响和损伤作用,甚至表现明显毒性作用。