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目的:研究不同剂量的砷对雄性大鼠睾丸组织的影响,探讨砷致雄性生殖毒性的途径及机理。 方法:将40只10周龄清洁级雄性SD(Sprague-Dawley)大鼠分成4组,每组10只,分别为:①对照组:双蒸水;②低剂量组:亚砷酸钠2.4 mg/L;③中剂量组:亚砷酸钠12 mg/L;④高剂量组:亚砷酸钠60mg/L。连续自由饮水染毒14周,取血和双侧睾丸,苏木精伊红染色(HE)观察睾丸组织形态学改变;透射电镜观察睾丸的超微结构;取双侧附睾精子,扫描电镜观察精子的形态变化,酶联免疫吸附法(ELISA)测血清中睾酮(T)、黄体生成素(LH)和肿瘤坏死因子(TNF-a)的浓度;采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定(ICP法)测血浆及睾丸中砷浓度;免疫组织化学法测定睾丸中Caspase-3、Caspase-9、AQP9的蛋白表达。 结果:与对照组比较,血浆和睾丸中有明显的砷蓄积。中、高砷组大鼠体重明显降低,睾丸组织重量也明显降低,与对照组比较差异有统计学意义。ELISA结果示低剂量组血清LH浓度升高,与对照组差异无统计学意义,而中、高剂量组LH浓度逐渐降低且与对照组差异有统计学意义;睾酮浓度下降,中、高剂量组与对照组差异有统计学意义,低剂量组与对照组差异无统计学意义;TNF-a浓度逐渐升高,中、高剂量组与对照组浓度差异有统计学意义,低剂量组与对照组差异无统计学意义。HE染色结果显示对照组大鼠睾丸结构,可见精子发育良好、生精上皮细胞排列有序、睾丸间质中血管完整;染毒组大鼠生精上皮结构疏松,层次排列紊乱并逐渐减少,精原细胞出现空泡样改变,睾丸间质充血、渗出等,尤以中、高剂量组变化明显。扫描电镜显示染毒组精子头部变形,细胞膜皱缩、肿胀甚至破裂,顶体结构不完整;尾部畸形增多,随着染砷剂量的增加,精子受损程度随之增加。透射电镜下观察生精小管,生精上皮可见对照组精原细胞胞质线粒体结构清晰完整;染砷低剂量组生精上皮基本正常,少数线粒体出现灶性空化;中剂量组精原细胞胞质出现髓鞘样变,部分出现线粒体脊消失,空化;高剂量组精原细胞细胞核核膜破裂缺损,细胞核甚至溶解。免疫组化半胱氨酸天冬氨酸酶-3(Casapse-3)在睾丸组织中生精细胞蛋白表达量显著增强,低、中、高剂量组与对照组比较,差异有统计学意义;也在睾丸组织中间质细胞蛋白表达增强,中、高剂量组与对照组比较,差异有统计学意义,低剂量组与对照组比较,差异无统计学意义。半胱氨酸天冬氨酸酶-9(Casapse-9)和水通道蛋白9(AQP9)都在睾丸间质细胞中蛋白表达增强,中、高剂量组与对照组比较,差异有统计学意义,低剂量组与对照组比较,差异无统计学意义。 结论:亚慢性砷中毒可以引起:①血浆及睾丸砷浓度增加;②性激素分泌紊乱;③大鼠睾丸组织病理学改变;④影响Caspase-3、Caspase-9以及AQP9的表达。可见亚慢性砷中毒对大鼠的睾丸组织会产生影响,可能会影响其生殖生殖功能。