硒对慢性氟中毒致雄性大鼠生殖毒性的拮抗作用＊

尉俊仁， 冯 佩， 章子贵

(浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华 321004)

氟是一种泛毒性物质，不仅损害牙齿和骨骼等靶器官，而且对内分泌、神经、泌尿、生殖等非骨相系统也具有广泛的毒性作用［1-2］．一些研究表明，氟致非骨相损害的机理之一是氟可引发体内自由基生成而导致脂质过氧化作用增强［3］．硒是人体必需的一种微量元素，具有较强的抗氧化作用．硒对氟中毒的影响尤为广大研究者关注［4-5］，有关硒拮抗氟的报道均证实硒对氟致骨相、非骨相损伤均有保护作用，但在生殖毒理方面的研究仍然较少［6-12］．

本实验通过对雄性大鼠的氟硒联合染毒，在前人相关研究的基础上，探明了氟硒染毒下雄性大鼠生殖系统的变化趋势，揭示了硒对氟致雄性生殖系统损害的拮抗机理，评价了联合染毒对不同酶的效果，以此探索生殖毒性的分子靶点，为地方性氟中毒，特别是氟致男性生殖系统损害的预防和治疗提供科学依据．

1 材料与方法

1．1 实验动物与染毒方法

实验动物选用初断乳SD品系雄性大鼠240只，体质量为70～90 g，由浙江省实验动物中心提供，按每组30只随机分成8组(见表1)．氟、硒质量浓度的确定依据均建立在本实验室以往研究的基础上［13-14］，并按照毒理学组间剂量组距的要求，以1∶2∶4设置．饲养室采用空调和自动排风装置保持通风，温度控制在25℃左右，湿度保持于50% ～70%;以刨花为垫料，每2 d更换1次．染毒6月后称体质量，用断头法处死动物，检测各项指标．

1．2 各项指标检测方法

用电子天平(精确到1 mg)测定大鼠睾丸和附睾的湿质量．睾丸和附睾在称量前注意去净结缔组织，洗净其表面的血污，用滤纸吸干表面的水分．计算出脏器系数．

表1 实验动物分组情况

制备睾丸、附睾组织匀浆，测定大鼠睾丸中乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)的活性，以及附睾中三磷酸腺苷酶(ATPase)的活性．试剂盒由南京建成生物工程研究所提供．

实验数据统计分析用SPSS软件完成．

2 结果

2．1 大鼠的一般症状

实验期间，各组大鼠未见明显的异常和死亡，仅染硒组大鼠出现饮水量减少的现象，在国外相关报道［15］中也提到了类似现象，除此之外各组之间未见有显著性差异．由表2可见:除了氟加低、中硒组大鼠的体质量与对照组产生显著性差异之外(P＜0．05)，其余各组大鼠的体质量均无显著性差异(P＞0．05);各组大鼠睾丸和附睾的脏器系数，虽然低硒组和高硒组有偏高的趋势，氟加低硒组略有降低，但在总体上均无显著性差异(P＞0．05)．

2．2 氟硒对睾丸中LDH，ACP，AKP活性的影响

由表3可见:染氟组大鼠睾丸组织中LDH活性与对照组比较有明显的下降(P＜0．05)，其他组与对照组无明显的差异(P＞0．05);中、高硒组与氟加高硒组与染氟组比较有显著差异(P＜0．05)．同时，从表3还可看出，氟加硒组，特别是氟加高硒组比染氟组大鼠睾丸中LDH活性明显升高．

染氟组和氟加中硒组大鼠睾丸组织中AKP活性与对照组比较有明显的差异(P＜0．05)，其他组与对照组无明显差异(P＞0．05);氟加低、高硒组大鼠睾丸中AKP活性有一定程度的升高，而氟加中硒组却有明显的升高，甚至超过了对照组．染氟组大鼠睾丸组织ACP活性与对照组比较有明显的下降(P＜0．05)，其他组与对照组无明显的差异(P ＞0．05)．

表3 各组大鼠睾丸组织中LDH，AKP，ACP活性的测定(x ± s，n=6)

表4 各组大鼠附睾中ATPase活性的测定(x ± s，n=6)

2．3 氟硒对附睾中ATPase活性的影响

由表4可见:大鼠附睾中Na+，K+-ATPase活性是高硒组及氟加高硒组较对照组明显降低，存在显著性差异(P＜0．05)，其他组有一定程度的降低，但与对照组没有显著性差异，氟加中硒组更是与对照组相近．大鼠附睾中Mg2+-ATPase活性是染氟组与对照组比较有所降低，但差异尚不显著(P＞0．05)，其影响低于染硒组和氟加高氟组．Ca2+-ATPase活性是中硒组和氟加高硒组明显高于对照组(P＜0．05)，其余各组尚未见差异(P＞0．05)．

3 讨论

有关氟与生殖系统之间的关系越来越被众多学者关注．有研究［16］表明，当机体摄入过量的氟时，不仅会引起氟中毒，还有致突变及诱发染色体畸变的作用，对大鼠、小鼠等动物的生殖功能也产生明显的影响．

本研究结果进一步证实，饮用含50 mg/L氟化钠6月后的大鼠，体质量略有下降，伴有氟斑牙、氟骨症等病变，以及 LDH，AKP，ACP，Na+，K+-ATPase，Mg2+-ATPase和Ca2+-ATPase等酶活性的降低．上述结果表明，氟能透过血睾屏障作用于睾丸组织，导致生殖内分泌功能紊乱，相关酶类活性改变．文献［17］报道，氟化物可通过对生殖系统多方面的影响导致雄性大鼠生殖系统不可逆的损害．

硒对维持人体健康具有非常重要的作用．硒可提高氟中毒患者体内抗氧化酶的活性，防止脂质过氧化，促进体内过多的氟经尿液排出体外，显著降低了血液和睾丸组织中的氟含量．本实验结果也进一步表明硒在一定范围内可拮抗氟对大鼠睾丸的毒性作用．从以往的报道中可以推测，其作用机制可能有以下几个方面:首先，硒可以通过降低细胞膜对氟的通透性来减少细胞内的氟含量，促进氟的排出，减轻氟引起的脂质过氧化损伤，使机体内某些抗氧化酶类的活性增强，从而拮抗高氟的细胞毒作用［18］．其次，硒可以拮抗氟所致的生化指标的改变．乳酸脱氢酶(LDH)属于糖酵酶系，与生精上皮的成熟有关，广泛存在于生精小管内，主要参与生精细胞的能量代谢．实验结果表明，染氟组大鼠的LDH活性较对照组明显地下降，其机制可能是氟作用于LDH导致其构象改变，使LDH活性下降［19］，从而阻碍了生精细胞的能量供给，并导致精子细胞逐渐发生变性，影响到精子的形成与激素的分泌．硒可明显地恢复氟所致的睾丸组织LDH活性的下降，其剂量不同使其对氟生殖毒性拮抗作用的效果也不同．本实验表明，在一定范围内，拮抗的效果会随着硒剂量的增加而变得明显．

AKP主要存在于胚胎期初级精母细胞、精原细胞和各级生精细胞与支持细胞交界面上，参与睾丸生殖细胞的分裂、分化与增殖时营养物质的运输［18］．ACP主要分布于睾丸支持细胞的胞浆内，其活性可能与其吞噬功能有关，并可作为衡量机体是否有生精障碍的指标［19］．本实验中发现:氟使大鼠睾丸组织中的AKP和ACP活性下降，当加硒后，氟加低、高硒组大鼠睾丸中AKP活性有一定的升高，氟加中硒组有明显的升高甚至超过了对照组，然而，ACP的活性虽有升高却并没有显著的变化(P＞0．05)．这表明不同的标志酶对于硒拮抗作用的敏感性不同．

ATP酶是一种和能量代谢密切相关的酶，3种ATP酶在细胞运动、收缩、代谢、调节等生命活动方面具有重要的作用，而睾丸内微环境对于精子生长、发育和成熟及功能完成至关重要［20］．有研究［21］表明，硒可以使血清和组织中的钙镁含量升高，对氟诱导的钙镁含量降低有显著的拮抗作用．已知镁是多种酶的必需成分或激活剂，故硒对氟致体内钙镁降低的拮抗作用在维持机体正常功能方面有重要的意义．本实验发现:Na+，K+-ATPase活性是高硒组及氟加高硒组较对照组明显地降低，存在显著差异(P＜0．05)，其他组有一定程度的降低，但与对照组没有显著差别，氟加中硒组更是与对照组相近;Mg2+-ATPase活性，染氟组与对照组比较有所降低，但差异尚不显著(P＞0．05)，其影响还不如硒组和氟加高氟组;对Ca2+-ATPase活性，中硒组和氟加高硒组明显高于对照组(P＜0．05)，其余各组尚未见差异(P ＞0．05)．总体上说明饮用50 mg/L氟化钠对大鼠附睾ATP酶活性的影响较小，而硒对ATP酶的活性产生了一定影响，这与白晓琴等［20］实验发现硒对大鼠附睾ATP酶活性的影响相符．

综上所述，氟中毒干扰了大鼠睾丸组织的正常生理生化功能，而硒在一定范围内通过特定的机制对氟致大鼠雄性生殖毒性产生了明显的拮抗作用，但当加硒量超出一定范围后可能会产生一定的协同作用．本研究还发现，不同的生物标志酶对于染毒所造成影响的敏感度不同，这为今后研究生殖毒性的生物标记物提供了一定的科学论据和研究方向．硒对氟致生殖毒性拮抗作用的最佳剂量范围及其拮抗机理尚需进一步研究．

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