丙烯酰胺对雄性大鼠生殖毒性的研究

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丙烯酰胺(acrylamide,AA)为白色晶体物质,是一种重要的化工原料,广泛用于饮水净化、污水处理、造纸、采矿业及科研实验等。丙烯酰胺可经皮肤迅速吸收,是一种重要的职业接触化合物。此外,丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热(120℃以上)烹调过程中形成,成为非职业人群暴露的一个重要途径,因而引起广泛的关注。人体还可能通过吸烟的途径接触丙烯酰胺。丙烯酰胺具有多种毒性,可影响雄性动物生殖和发育,但其作用机制目前尚不清楚。以往研究中多采用高剂量急性染毒,而对丙烯酰胺经口长期染毒所产生的生殖毒性作用的报道较少。本研究采用亚慢性毒性试验,结合整体动物研究和体外实验,系统研究了丙烯酰胺对雄性大鼠生殖机能、脂质过氧化水平和睾丸生殖内分泌功能的影响,旨在探究丙烯酰胺对雄性生殖及睾丸内分泌功能活动产生的影响,为进一步研究丙烯酰胺对雄性生殖毒性作用及其机制提供科学依据。一、丙烯酰胺对雄性大鼠生殖功能的影响8周龄体重(200±10)g健康雄性SD大鼠40只,随机分成4组,每组10只。灌胃给予丙烯酰胺,剂量为0(对照组)、4、10、18 mg/kg.d,每周染毒6d,共染毒9周。观察动物一般情况、体重以及脏器系数的变化。染毒结束后,测量后肢支撑力,处死大鼠收集睾丸、附睾和血清。测定精子存活率、精子畸形率、睾丸匀浆中碱性磷酸酶(ALP)、酸性磷酸酶(ACP)、乳酸脱氢酶(LDH)和γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)活性。结果表明:随着染毒剂量的增加,各剂量组与对照组比较,后肢展开距离显著加宽(P<0.01),精子存活率显著下降(P<0.01)。10 mg/kg.d和18 mg/kg.d剂量组精子畸形率明显上升(P<0.05)。ACP活性呈下降趋势,ALP活性呈现先上升后下降的趋势,两者的活性在18 mg/kg.d剂量组与对照组比较差异显著(P<0.05)。LDH活性有下降的趋势,γ-GT活性有上升的趋势,但两者各组间比较差异都不显著(P>0.05)。二、丙烯酰胺对雄性大鼠脂质过氧化水平的影响染毒结束后,处死大鼠收集睾丸及其他脏器和血清,测定血清和睾丸匀浆中丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽(GSH)水平以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。结果表明:各剂量组与对照组比较,血清中的GSH水平、MDA水平、GSHPx活性和SOD活性,无明显差异(P>0.05);而睾丸匀浆中GSH水平和SOD活性显著下降(P<0.01),GSHPx活性也显著受到抑制(P<0.05),MDA水平无显著差异(P>0.05)。三、丙烯酰胺对雄性大鼠睾丸生殖内分泌功能的影响染毒结束后,测定血清和睾丸匀浆中睾酮(T)及17β-雌二醇(17β-E2)浓度。分离纯化睾丸Leydig细胞,建立睾丸Leydig细胞体外原代培养模型。Leydig细胞培养24h后,通过CCK-8法测定各剂量组Leydig细胞活性并测定细胞培养液T浓度。体外丙烯酰胺染毒剂量分为对照(0mmol/L)、0.1、0.75、4、8mmol/L,同样通过CCK-8法观察Leydig细胞活性。结果表明:各染毒剂量组血清和睾丸匀浆中T显著下降(P<0.05),17β-E2水平无明显差异,Leydig细胞活性明显受到抑制(P<0.01),细胞培养液T浓度显著降低(P<0.01)。体外丙烯酰胺染毒24h后,Leydig细胞活性受到显著抑制(P<0.01)。以上结果表明亚慢性丙烯酰胺染毒损伤雄性生育能力,影响生精过程中有关一些特征酶活性,睾丸是丙烯酰胺毒性作用的重要靶器官,大鼠后肢运动协调性明显受到影响;破坏睾丸氧化-抗氧化系统的平衡,诱导雄性大鼠睾丸氧化损伤的增加,脂质过氧化可能是丙烯酰胺导致睾丸毒性作用的机制之一;影响睾丸Leydig细胞的功能,改变了雄性大鼠体内T/E2分泌水平,干扰了正常的雄性生殖内分泌功能。
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