九香虫对锰暴露雄性大鼠体内锰分布的影响

徐天天，王凤月，李 芳，王 涌，高 飞，侯晓晖

(1.遵义医学院 细胞生物学教研室，贵州 遵义 563099；2.中国科学院动物研究所 干细胞与生殖生物学国家重点实验室，北京 100020)

锰是机体必须的一种微量元素，对维持人们身体健康发挥着重要作用[1-2]。同时，锰也是一种重金属，当身体中锰含量超过一定量时，就会产生一系列的毒性反应。研究表明，锰的毒性反应主要是影响神经系统和生殖系统[3]。近年来，随着无铅汽油和农药的广泛使用，锰工业的发展、焊接烟尘等造成环境中锰含量不断增加，提升了人群中锰暴露的机会，导致人体内的锰含量平衡失调，尤其是从事与锰相关职业的人。因此，长期慢性的锰接触会使身体内的锰过量蓄积导致锰中毒，且慢性锰中毒是锰中毒的主要类型[4]。

九香虫始载于《本草纲目》，其性咸、温，有理气止痛、温肾壮阳之功效，广泛分布于我国的云南、四川、贵州等地，具有较高的药用和食用价值。研究表明，九香虫药材中含有蛋白质、脂肪酸、维生素、微量元素等[5]，具有较高的营养价值。另外，九香虫对脾肾阳虚的症状如腰膝酸软乏力、阳痿和遗尿等症疗效显著，故在中医临床上常用于上述疾病的药物配伍使用。现代研究还证实，九香虫对体外培养的胃癌和肝癌细胞具有一定的抑制作用[6]，并且对于雄性大鼠生殖系统损伤有一定的保护作用[7]。虽然已证实过量锰可对心、肝、睾丸等多器官造成损伤[8-10]，但目前用于修复或治疗锰中毒的药物极少。因此，本研究利用九香虫干预慢性锰中毒大鼠，并检测其各组织中锰含量变化，以明确九香虫是否具有修复锰中毒的作用。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

1.1.1 实验动物 8周龄雄性SD大鼠50只，体重范围为180～200 g，购于第三军医大学实验动物中心，许可证号为SCXK(渝)2012-0005。

1.1.2 九香虫饲料 炮制过的九香虫生药购于贵州省遵义市百颐医药公司。首先将九香虫打成粉末，与普通饲料混合均匀，制备不同含量的九香虫饲料(低、中、高剂量饲料分别含九香虫5%、10%、20%)，最后加入适量水定型为饲料条烘干、备用。

1.1.3 主要试剂 MnCl2·4H2O纯度为≥99%，购自中国医药集团上海化学试剂公司。锰标准溶液纯度为99.99%，浓度为1 000 mg/L，购自上海市计量测试技术研究院。

1.1.4 主要仪器 石墨炉原子吸收分光光度计YCA-1000G(北京豫维科技有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 动物模型的构建及九香虫干预实验 将50只雄性SD大鼠随机分为5组(即空白组、模型组及九香虫低、中、高剂量干预组)，每组10只。空白组大鼠按照0.2 mL/(kg·d)腹腔注射生理盐水(5 d/周)，其余4组大鼠按照2 mg/(kg·d)腹腔注射氯化锰溶液(5 d/周)，连续给药16周；造模期间，空白组和模型组饲喂普通饲料，九香虫低、中、高剂量组分别给含九香虫5%、10%、20%的饲料。

1.2.2 锰含量检测 称取各组大鼠的不同组织(肝脏、肾脏、心脏、胰腺和睾丸)约0.2 g，然后在室温下加入1 mL浓硝酸硝化，直至硝化完全，再将硝化后的组织用双蒸水稀释100倍，混匀、待测。采用石墨炉原子吸收光谱方法检测大鼠组织中的锰含量，在最佳检测条件下，以不同浓度(分别为5.0、4.0、3.0、2.0、1.0、0 μg/L)锰溶液绘制标准曲线，测定各组织的吸光度值并计算其锰含量。

2 结果

由表1可知，正常SD大鼠体内金属锰的分布趋势是胰腺>肝脏>肾脏>睾丸>心脏，而慢性锰暴露大鼠体内金属锰的分布趋势是肝脏>胰腺>肾脏>心脏>睾丸。这与肝脏、肾脏作为机体的解毒器官而汇聚较多金属锰的事实相符，而睾丸由于存在血睾屏障而使得锰含量为最低。此外，模型组各脏器的锰含量与空白组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。

组别肝脏 肾脏 胰腺 心脏 睾丸 空白 454.33±86.95354.25±21.34518.18±134.98108.30±45.54110.93±6.67模型1 285.36±166.58*451.06±44.21*766.72±12.98*202.62±44.42*131.60±9.11*九香虫低剂量1 188.58±145.15409.69±32.09610.99±88.36#167.08±4.71110.04±9.39#九香虫中剂量 875.61±146.15#349.19±35.23#594.32±96.57#151.88±17.99#107.83±8.05#九香虫高剂量 778.02±109.00#326.55±52.75#523.67±95.98#115.05±21.90#97.99±11.87#

*：表示与空白组相比，P<0.05；#：表示与模型组相比，P<0.05。

与模型组比较，九香虫各干预组的锰含量有改善，其中九香虫中、高剂量干预组各脏器的锰含量具有统计学意义(P<0.05)，而低剂量干预组仅睾丸和胰腺的锰含量具有统计学意义(P<0.05)。上述结果进一步说明，九香虫干预可以降低锰暴露大鼠体内各脏器的锰含量。

虽然整体上九香虫干预对各脏器均有一定的修复作用，但是比较各脏器干预前后锰含量的变化幅度，可以看出以九香虫对睾丸的修复作用最佳，锰含量基本上回复到空白组水平，而其他脏器的锰含量仍要高于空白组水平。

3 讨论

随着工业的发展，人们接触重金属的机率也在大大的增加。锰作为一种人体必须的微量元素[11]，它的缺乏必然会对机体产生不良影响，会导致生长发育不良和生殖功能紊乱等问题。但是作为一种重金属人们若长期暴露在含有锰的环境下会引起职业性、慢性锰中毒[12]，锰中毒对机体的影响由于不同组织器官代谢机能的不同，在进行重金属锰代谢过程中各脏器所起的作用各不相同，所以导致锰对各个器官的影响也不尽相同。本研究中慢性锰中毒大鼠组织中金属锰含量是肝脏最多，其次是胰腺和肾脏，再次是心脏和睾丸。这与戎艳等[13]研究发现染毒12周大鼠各组织中锰的分布顺序为肝>睾丸>心>肾的结果略有出入，其原因可能是选用锰的剂量及处理时间或方式不同引起的。此外，锰中毒大鼠肝组织中锰含量最高，主要是因为肝脏系机体最主要的代谢器官，过量的锰刺激肝脏中转运蛋白过度表达，引起锰在肝脏中的积累增加[14]。同时，锰对线粒体有特殊的亲和力，会以二价锰离子的形式积累在线粒体丰富的肝、胰、肾、脑等组织中[15]，故肝脏的锰含量最高。睾丸存在血睾屏障，可以阻止某些大分子物质通过血液或淋巴液进入睾丸，影响精子生成的环境[16]，因而本研究中睾丸的锰含量最低亦应为血睾屏障部分阻止了金属锰进入睾丸组织。

近年，锰中毒的机制及其治疗越来越引起人们的广泛关注。有文献显示，锰中毒可能是外源性的锰在身体里积累过多使身体中其他二价金属元素和机体功能的紊乱，最终导致细胞和器官的毒性[14]。同时，由于锰对线粒体有特殊的亲和性，过量的锰会蓄积在线粒体中，导致线粒体变形，阻断线粒体的能量转换、干扰线粒体功能、增加自由基的产量、损伤线粒体DNA，从而使富含线粒体的组织损伤[15]。此外，临床上常见的治疗锰中毒的药物大多为西药，副作用明显。九香虫是一种常见的中药材，具有理气止痛、温中助阳之功效，现代医学证实九香虫有抗菌抑菌、抗癌治癌、治疗消化道疾病等作用[17]。因此，本研究选用九香虫对锰中毒大鼠进行干预，通过检测锰含量的变化进而明确其对组织中锰的作用。本研究中锰中毒大鼠在九香虫治疗后不同组织中锰含量有明显降低，尤其以九香虫中、高剂量组为佳，且睾丸中锰含量基本恢复到空白组水平，进一步说明九香虫对锰中毒大鼠有一定的修复作用，尤以睾丸的保护作用最为明显。

综上所述，过量的锰可引起多器官功能损伤，而九香虫可降低慢性锰暴露导致的组织锰含量升高，故九香虫对锰中毒造成的器官损伤有一定的修复作用，尤以睾丸修复最为明显。因此，本研究初步证实九香虫对慢性锰暴露导致的生殖系统损伤有一定的保护作用，不仅为长期职业性接触金属锰引起的不育提供了新的保护方法，而且为临床上锰中毒的治疗提供了更多的参考方案。