鎘對未成年雌性大鼠卵巢組織激素分泌的影響

張 純，張 帆，何 聯，鄭 潔，楊 萍

(1 湖北省婦幼保健院生殖中心，武漢 430070;2 華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院)

鎘離子(Cadmium ion，Cd2+)是目前已知極易在體內長期蓄積(10～30 a)的一種生物半衰期很長，且對機體有多器官、多系統毒性作用、高度可疑的環境內分泌干擾物［1，2］。國際癌癥研究協會于1993年將其列為44種人類Ⅰ類致癌物之一，美國毒物管理委員會(ATSDR)亦將其列為第6位危及人體健康的有毒物質。既往關于Cd2+的研究多著眼于其對生物體肝腎、血液系統的急慢性影響及其致癌、致畸與致突變作用，其對雌性哺乳動物生殖系統影響方面的研究較少。本研究觀察了鎘亞慢性皮下注射染毒對未成年雌性大鼠卵巢組織雌、孕激素分泌的影響。現報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 15日齡健康清潔級未成年雌性SD大鼠38只，體質量60～90 g，由武漢大學實驗動物中心提供，飼養環境溫度(20±2)℃，濕度(50±20)%，自由飲水、進食。

1.1.2 主要試劑 氯化鎘(Cadmium chloride，CdCl2·2.5 H2O)為上海亭新制藥廠產品，分析純，含量不少于99.0%。雌二醇(E2)、孕酮(P4)放免檢測試劑盒購自北京北方生物制品研究所。

1.2 動物分組及處理 實驗動物經適應性喂養6 d后，按體質量分層隨機分為4組，其中染鎘高、中、低劑量組各10只，均經皮下注射氯化鎘染毒，染鎘劑量分別為 1.2、0.6、0.3 mg/kg(以 Cd2+計);對照組8只，予生理鹽水皮下注射。四組注射方法均為1次/d，每周5 d，連續6周，注射液體的體積為1.5 mL/kg。

1.3 觀察指標 實驗期間觀察大鼠一般情況，每2 d稱重一次，以及時調整用藥劑量;染毒第5周(35 d)起，采用陰道細胞涂片法連續觀察并記錄大鼠動情周期，于染毒42 d(染毒結束)后待其進入動情間期，稱重后處死動物，分別剝離并稱量兩側子宮及卵巢組織，子宮或卵巢重量分別除以對應大鼠的體質量即為子宮系數或卵巢系數;取左側卵巢組織置于裝有1 mL孵育劑的EP管中，眼科剪剪碎，加入10 IU hCG，振蕩孵育箱中孵育3 h，4℃下200 g離心5 min，吸取上清液，采用放射免疫法檢測雌、孕激素含量，取少許右側卵巢組織以原子吸收光譜法檢測鎘含量，另取少許卵巢組織以戊二醛固定用于后期透視電鏡檢測，剩余卵巢組織行多聚甲醛固定、用于病理學及免疫組化檢測。

1.4 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件。計量資料以表示，組間比較應用One-Way ANOVA分析(方差齊時選LSD，方差不齊時選擇Dunnett's T3)。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況 與對照組相比，各染鎘組大鼠均出現不同程度的脫毛、精神萎靡、活動減少，部分有易激惹、食欲減退、發育遲緩、被毛光澤度下降，且注射部位出現黃豆大小硬結或潰瘍及腹瀉等癥狀，以高劑量組較為常見及突出。大鼠解剖示染鎘高劑量組半數以上有腹水及臟器粘連，中劑量組僅個別大鼠有輕度腹水和輕度臟器粘連，低劑量組及對照組未見。

2.2 卵巢組織鎘含量及動情周期 與對照組相比，染鎘各劑量組卵巢組織鎘含量明顯增加(P＜0.01)，動情周期明顯延長(P ＜0.05)，且均呈劑量依賴性(P ＜0.05)，見表1。

表1 四組卵巢組織鎘含量及動情周期比較()

表1 四組卵巢組織鎘含量及動情周期比較()

注:與對照組相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;與低劑量組相比，#P＜0.01;與中劑量組相比，△P ＜0.01

2.3 子宮、卵巢系數 與對照組相比，染鎘高劑量組大鼠子宮及卵巢系數均明顯下降(P＜0.05);與染鎘中、低劑量組相比，染鎘高劑量組子宮系數明顯減低(P ＜0.01)，見表2。

表2 四組子宮系數、卵巢系數比較()

表2 四組子宮系數、卵巢系數比較()

注:與對照組相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;與染鎘低劑量組相比，#P ＜0.01;與染鎘中劑量組相比，△P ＜0.01

組別 n 子宮系數(×10-4) 卵巢系數(×10-3)染鎘高劑量組 10 8.960 ±1.571○#△ 2.710 ±0.202*8 15.013 ±1.854 2.961 ±0.306染鎘中劑量組 10 13.250 ±2.190 2.893 ±0.224染鎘低劑量組 10 13.670 ±2.187 2.885 ±0.254對照組

2.4 卵巢組織E2、P4水平 與對照組相比，染鎘高、中劑量組大鼠卵巢組織E2水平均明顯下降(P＜0.05);各染鎘劑量組卵巢組織P4水平均明顯下降(P＜0.05)，其中染鎘高劑量組卵巢 E2、P4水平明顯低于低劑量組(P＜0.05)，見表3。

表3 四組卵巢組織E2、P4水平比較()

表3 四組卵巢組織E2、P4水平比較()

注:與對照組相比，*P ＜0.05，○P ＜0.01;與染鎘低劑量組相比，#P ＜0.01;與染鎘中劑量組相比，△P ＜0.05，▲P ＜0.01

組別 n E2(pg/mL) P4(ng/mL)染鎘高劑量組 10 1.17 ±0.11○#▲ 4.51 ±0.66○#△8 2.90 ±0.35 9.25 ±1.23染鎘中劑量組 10 2.36 ±0.27* 5.30 ±0.60○#染鎘低劑量組 10 2.60 ±0.25 7.18 ±0.62 ○對照組

3 討論

鎘是一種相對稀有的天然元素，地殼中平均含量為0.5 mg/kg，主要以硫化物形式存在于各種鋅、鋁和銅礦中。由于Cd2+在國民經濟、工農業生產與軍事等領域中的重要作用，及其在冶煉廠、電鍍、蓄電池、采礦等工業中應用的日益廣泛，導致鎘資源出現過度開發及濫用。相當數量的鎘通過工業廢氣、廢水、廢渣排入環境，造成大氣、水體(水生物)、土壤以及各種生物體內鎘含量不斷升高，人類作為食物鏈的最終消費者，可通過生物放大與生物積累，經呼吸道、消化道及皮膚黏膜將過量的鎘攝入體內。

既往有關Cd2+對生物體肝、腎、肺、骨骼、睪丸、腦、血液等系統急慢性影響及其致癌、致畸與致突變作用的研究較多［3～5］。但 Cd2+對雌性哺乳動物生殖系統的影響尚無明確結論。動物實驗表明，Cd2+可改變成年雌性小鼠卵巢組織的形態結構，抑制卵泡的正常生長與發育［6］。由于現實條件下Cd2+的蓄積伴隨人體的生長與發育，Cd2+對青春前期女性的影響不容忽視，然而Cd2+對未成年雌性動物及女性卵巢結構與功能影響的研究尚未見報道。本實驗結果顯示，與對照組相比，各染鎘組未成年大鼠卵巢組織鎘含量明顯增高、動情周期明顯延長、子宮及卵巢系數明顯下降、卵巢組織E2及P4水平明顯減低。提示鎘能在未成年雌性大鼠卵巢組織蓄積，影響卵巢組織的內分泌功能;鎘對卵巢組織性激素分泌的直接抑制作用可能是其內分泌干擾作用的機制之一。

［1］Kuriwaki J，Nishijo M，Honda R，et al.Effects of cadmium exposure during pregnancy on trace elements in fetal rat liver and kidney［J］.Toxicol Lett，2005，156(3):369-376.

［2］Murphy CA，Rose KA，Thomas P.Modeling vitellogenesis in female fish exposed to environmental stressors:predicting the effects of endocrine disturbance due to exposure to a PCB mixture and cadmium［J］.Reprod Toxicol，2005，19(3):395-409.

［3］Tormanen CD.Inhibition of rat liver and kidney arginase by cadmium ion［J］.J Enzyme Inhib Med Chem，2006，21(1):119-123.

［4］Nordberg GF.Lung cancer and exposure to environmental cadmium［J］.Lancet Oncol，2006，7(2):99-101.

［5］Filipic M，Fatur T，Vudrag M.Molecular mechanisms of cadmium induced mutagenicity［J］.Hum Exp Toxicol，2006，25(2):67-77.

［6］杜卓民，牟肇齡，許庭良，等.鎘對小白鼠卵巢的毒害［J］.貴陽醫學院學報，1998，23(1):18-20，23.