小花棘豆中毒家兔的病理形態(tài)學觀察

王帥+胡建軍+陳根元+等

摘要：將24只家兔隨機分為4組，分析小花棘豆中（Oxytropis glabra DC.）毒家兔的病理組織學指標，結(jié)果顯示，小花棘豆中毒可導致家兔肝臟、脾臟、心臟、肺臟、腎臟、腦組織等發(fā)生以空泡變性為主要特征的病理學變化，對小花棘豆攝入量越多，其劑量效應也越明顯。

關(guān)鍵詞：小花棘豆；家兔；中毒；病理組織學

中圖分類號： S854.4；S541.01文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）06-0175-03

收稿日期：2013-09-22

基金項目：國家自然科學基金（編號：31060024、31160497）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團博士資金專項（編號：2008JC07）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木畜牧科技重點實驗室開放課題（編號：HS201207）。

作者簡介：王帥（1985—），男，實驗師，從事牧草資源開發(fā)利用研究。E-mail：wangshuaidky@126.com。

通信作者：張玲，從事牧草資源開發(fā)利用研究。E-mail：1044763025@qq.com。小花棘豆（Oxytropis glabra DC.）為豆科棘豆屬植物，別稱醉馬草、馬絆腸、絆腸草、苦馬豆等，廣泛分布于新疆維吾爾自治區(qū)和田市、阿克蘇市等地區(qū)，具有根系發(fā)達、繁殖系數(shù)高、耐旱、耐貧瘠、返青早、多種籽、生命力強等特性[1]。據(jù)統(tǒng)計，阿克蘇地區(qū)271.97萬hm2天然草場中約有40萬hm2草場廣泛叢生小花棘豆，其中危害嚴重的草場蓋度可達90%～95%。在牧草缺乏的季節(jié)，若家畜大量采食小花棘豆會引起中毒甚至死亡，對畜牧業(yè)生產(chǎn)造成嚴重危害[2]。研究表明，小花棘豆中毒可導致動物肝、腎、脾、心、腦等器官細胞空泡變性，以小腦浦肯野細胞、神經(jīng)元細胞、腎臟近曲小管上皮細胞、腎上腺髓質(zhì)部上皮細胞、肝細胞變性最明顯，從而使動物表現(xiàn)出以神經(jīng)機能障礙為特點的中毒癥狀[3-5]。目前，關(guān)于小花棘豆對家兔的毒性研究較少。本試驗分析小花棘豆中毒家兔的病理組織學指標，旨在為小花棘豆毒理學研究提供基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

小花棘豆于2012年7月采自和田市策勒縣恰哈鄉(xiāng)，由塔里木大學動物科學學院草業(yè)科學學科組鑒定。取植株的地上部分，陰干保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2儀器

蘇木精、伊紅、鹽酸、乙醇、二甲苯、石蠟、阿拉伯樹膠等均為國產(chǎn)分析純。轉(zhuǎn)輪切片機（德國Leiea 公司）、Motic DMBA300-B 數(shù)碼互動光學顯微鏡、智能型生物組織包埋機（浙江省金華市益迪醫(yī)療設(shè)備廠）。

1.3家兔小花棘豆中毒模型

家兔24只，雌雄各半，4～5月齡，體重（2.0±0.1） kg/只，購自塔里木大學動物科學學院實驗站。家兔內(nèi)服3 mg/kg左旋咪唑驅(qū)蟲，臨床觀察2周，確認臨床健康后隨機分為對照組、試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組、試驗Ⅲ組，每組6只，分籠飼養(yǎng)。對照組飼喂青干草、少量精料，試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組、試驗Ⅲ組分別按照5、10、20 g/（kg·d）的劑量飼喂小花棘豆，待家兔采食完畢后，再添加青干草、精料，家兔自由飲水。每天觀察各試驗組家兔的飲食情況、運動行為、精神狀態(tài)等情況，至小花棘豆中毒典型癥狀出現(xiàn)模型復制結(jié)束。

1.4臨床癥狀及病理學觀察

待試驗家兔出現(xiàn)小花棘豆中毒典型癥狀后捕殺，采集心臟、肝臟、肺臟、脾臟、腎臟、腦，置于100 mL/L中性福爾馬林溶液中固定，常規(guī)石蠟包埋，間隔連續(xù)切片，HE染色，用 Motic DMBA300-B 數(shù)碼互動顯微系統(tǒng)進行觀察分析，并拍照記錄。

2結(jié)果與分析

2.1家兔臨床癥狀

對照組家兔整個試驗期未見異常。攻毒后第7 天，各試驗組家兔被毛開始失去光澤；第21天各試驗組家兔出現(xiàn)被毛豎立、精神沉郁、反應較遲鈍等癥狀，其中試驗Ⅲ組最為明顯；第70天試驗Ⅲ組家兔出現(xiàn)典型中毒癥狀，表現(xiàn)為躁動不安、頭部及四肢出現(xiàn)神經(jīng)性震顫、后肢無力、喜臥、運動協(xié)調(diào)性下降，其臨床癥狀與沈明華的報道[6]一致。

2.2肝臟病理組織學變化

對照組家兔肝臟未見病理性變化。試驗組家兔肝臟有出血、炎性病灶，肝細胞出現(xiàn)腫脹破裂，細胞核發(fā)生聚集，胞質(zhì)染色不均勻，較對照組變淡，胞質(zhì)內(nèi)有大小不等的空泡，部分肝細胞出現(xiàn)脂肪變性。由圖1可知，試驗Ⅰ組家兔肝細胞輕度腫大；試驗Ⅱ組家兔肝細胞出現(xiàn)顆粒變性，肝竇間隙變窄；試驗Ⅲ組家兔肝小葉之間界限不清，固有結(jié)構(gòu)消失，肝竇隙有閉塞現(xiàn)象，并發(fā)生嚴重的空泡變性、顆粒變性。由此可知，隨著小花棘豆攻毒劑量的增加，試驗組家兔肝臟病理性變化加劇。

2.3腎臟病理組織學變化

對照組家兔腎臟未見病理性變化。試驗組家兔腎小球、腎小管上皮細胞發(fā)生腫脹，近曲小管和遠曲小管上皮細胞不同程度壞死，并出現(xiàn)空泡化、胞核溶解。由圖2可知，試驗Ⅰ組家兔腎小囊變窄，細胞核發(fā)生脫落、溶解；試驗Ⅱ組家兔腎小球輕微充血，上皮細胞輕度增生，并發(fā)生顆粒變性；試驗Ⅲ

組家兔腎小球體積增大，腎小管上皮細胞腫大，部分細胞破裂，髓質(zhì)部血管充血，發(fā)生間質(zhì)增生。

2.4心臟病理組織學變化

對照組家兔心臟未見病理性變化。試驗組家兔心外膜明顯增厚，原有間質(zhì)壞死崩解，出現(xiàn)炎癥性變化。由圖3可知，試驗Ⅰ組家兔心肌部分橫紋消失，試驗Ⅱ組家兔心肌發(fā)生顆粒變性，試驗Ⅲ組家兔心肌出現(xiàn)空泡，間質(zhì)內(nèi)有漿液性和纖維素性滲出液。

2.5肺臟病理組織學變化

對照組家兔肺臟未見病理性變化。試驗組家兔肺泡壁及支氣管黏膜上皮細胞空泡變性，胞核淡染，部分肺泡壁毛細血管充血。由圖4可知，試驗Ⅰ組家兔肺臟充血，肺泡壁間質(zhì)增生；試驗Ⅱ組家兔肺泡毛細血管上皮細胞破裂、溶解；試驗Ⅲ組家兔肺泡壁斷裂，肺泡增大。

2.6脾臟病理組織學變化endprint

對照組家兔脾臟未見病理性變化。試驗組家兔脾臟出現(xiàn)數(shù)量不等的紅細胞，脾竇中有色素沉積，脾小梁發(fā)生斷裂、壞死。由圖5可知，試驗Ⅰ組家兔脾臟動脈血管內(nèi)皮細胞增生；試驗Ⅱ組脾臟白髓、紅髓邊緣區(qū)巨噬細胞增多；試驗Ⅲ組脾小梁出現(xiàn)含鐵血黃素及空泡變性，脾小結(jié)出現(xiàn)空泡化巨噬細胞。

2.7腦組織病理組織學變化

對照組家兔腦組織未見病理性變化。試驗組家兔小腦病變明顯，浦肯野細胞出現(xiàn)空泡變性，神經(jīng)纖維消失，部分神經(jīng)細胞出現(xiàn)典型大空泡。由圖6可知，試驗Ⅰ組家兔腦血管間隙增寬；試驗Ⅱ組家兔浦肯野細胞核溶解或消失；試驗Ⅲ組家兔腦組織出現(xiàn)衛(wèi)星現(xiàn)象、噬神經(jīng)現(xiàn)象，浦肯野細胞大小及染色不一，胞漿內(nèi)出現(xiàn)細小顆粒，有典型空泡，大腦皮質(zhì)細胞核染色加深，但胞質(zhì)染色變淡，海馬區(qū)神經(jīng)纖維變短。

3結(jié)論與討論

研究表明，小花棘豆主要有毒成分為苦馬豆素，其中毒臨床癥狀可能與動物瘋草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出現(xiàn)典型的苦馬豆素中毒癥狀，具體表現(xiàn)為站立困難、喜臥、行進時四肢僵硬、后肢經(jīng)常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可導致動物出現(xiàn)精神沉郁、運動失調(diào)、消瘦等臨床變化，其特征性病理變化為組織細胞的胞漿空泡變性。本研究表明，家兔發(fā)生小花棘豆中毒后，肝臟、腎臟、脾臟、神經(jīng)系統(tǒng)等組織細胞均發(fā)生不同程度的空泡變性，其中小腦中浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)都發(fā)生了空泡變性。Stegelmeier等認為，浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與動物運動協(xié)調(diào)、投射、感受有關(guān)[9]。王帥等研究發(fā)現(xiàn)，苦馬豆素中毒導致的細胞空泡變性與自由基引起的空泡變性有一定的相似性，苦馬豆素可顯著降低家兔機體抗氧化酶活性，導致機體自由基蓄積[10]。與肝臟、腎臟等器官相比，腦僅具有中等活性的抗氧化能力，極易受到自由基的影響。Novikoff等研究發(fā)現(xiàn)，雖然苦馬豆素代謝半衰期僅為20 h，但中毒動物停止攝食瘋草后，其神經(jīng)系統(tǒng)紊亂仍會延長數(shù)天或數(shù)周[11]。這可能與動物腦組織毒性物質(zhì)蓄積有關(guān)。雖然中毒家兔肝臟、腎臟等器官均發(fā)生以空泡變性為主的病理變化，但仍存在一定差異。肝臟病變可能與肝臟代謝過程中的N-糖基化有關(guān)，病變部位集中在肝小葉；腎臟近曲小管病理變化較遠曲小管明顯，可能與二者在尿液形成過程中對不同離子的吸收或排除程度有關(guān)；脾臟病變以紅髓、邊緣區(qū)為主，可能與中毒動物糖代謝紊亂有關(guān)，大量低聚糖進入脾臟邊緣區(qū)，邊緣區(qū)是脾內(nèi)免疫細胞捕獲、識別、處理抗原以及誘發(fā)免疫應答的主要部位，異常代謝產(chǎn)物進入邊緣區(qū)后免疫細胞對其發(fā)生捕獲、吞噬，以巨噬細胞最顯著。

參考文獻：

[1]中國科學院中國植物志編輯委員會. 中國植物志[M]. 北京：科學出版社，1993.

[2]王帥，賈琦珍，陳根元，等. 新疆小花棘豆的毒性危害與利用[J]. 新疆畜牧業(yè)，2012（4）：54-55.

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[7]王帥，陳根元，吳書奇，等. 苦馬豆素人工抗原的合成及其免疫原性的研究[J]. 塔里木大學學報，2011，23（3）：46-53.

[8]李勤凡，王建華，耿果霞，等. 冰川棘豆對家兔的毒性研究[J]. 畜牧獸醫(yī)學報，2004，35（6）：716-719.

[9]Stegelmeier B L，Molyneux R J，Asano N，et al. The comparative pathology of the glycosidase inhibitors swainsonine，castanospermine and calystegines A3，B2 and C1 in mice[J]. Toxicol Patholt，2008，36（5）：651-659.

[10]王帥，張玲，陳根元，等. 苦馬豆素對家兔肝臟抗氧化功能的影響[J]. 塔里木大學學報，2012，24（2）：1-6.

[11]Novikoff P M，Touster O，Novikoff A B，et al. Effects of swainsonine on rat liver and kidney：biochemical and morphological studies[J]. Journal of Cell Biology，1985，101（2）：339-349.endprint

對照組家兔脾臟未見病理性變化。試驗組家兔脾臟出現(xiàn)數(shù)量不等的紅細胞，脾竇中有色素沉積，脾小梁發(fā)生斷裂、壞死。由圖5可知，試驗Ⅰ組家兔脾臟動脈血管內(nèi)皮細胞增生；試驗Ⅱ組脾臟白髓、紅髓邊緣區(qū)巨噬細胞增多；試驗Ⅲ組脾小梁出現(xiàn)含鐵血黃素及空泡變性，脾小結(jié)出現(xiàn)空泡化巨噬細胞。

2.7腦組織病理組織學變化

對照組家兔腦組織未見病理性變化。試驗組家兔小腦病變明顯，浦肯野細胞出現(xiàn)空泡變性，神經(jīng)纖維消失，部分神經(jīng)細胞出現(xiàn)典型大空泡。由圖6可知，試驗Ⅰ組家兔腦血管間隙增寬；試驗Ⅱ組家兔浦肯野細胞核溶解或消失；試驗Ⅲ組家兔腦組織出現(xiàn)衛(wèi)星現(xiàn)象、噬神經(jīng)現(xiàn)象，浦肯野細胞大小及染色不一，胞漿內(nèi)出現(xiàn)細小顆粒，有典型空泡，大腦皮質(zhì)細胞核染色加深，但胞質(zhì)染色變淡，海馬區(qū)神經(jīng)纖維變短。

3結(jié)論與討論

研究表明，小花棘豆主要有毒成分為苦馬豆素，其中毒臨床癥狀可能與動物瘋草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出現(xiàn)典型的苦馬豆素中毒癥狀，具體表現(xiàn)為站立困難、喜臥、行進時四肢僵硬、后肢經(jīng)常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可導致動物出現(xiàn)精神沉郁、運動失調(diào)、消瘦等臨床變化，其特征性病理變化為組織細胞的胞漿空泡變性。本研究表明，家兔發(fā)生小花棘豆中毒后，肝臟、腎臟、脾臟、神經(jīng)系統(tǒng)等組織細胞均發(fā)生不同程度的空泡變性，其中小腦中浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)都發(fā)生了空泡變性。Stegelmeier等認為，浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與動物運動協(xié)調(diào)、投射、感受有關(guān)[9]。王帥等研究發(fā)現(xiàn)，苦馬豆素中毒導致的細胞空泡變性與自由基引起的空泡變性有一定的相似性，苦馬豆素可顯著降低家兔機體抗氧化酶活性，導致機體自由基蓄積[10]。與肝臟、腎臟等器官相比，腦僅具有中等活性的抗氧化能力，極易受到自由基的影響。Novikoff等研究發(fā)現(xiàn)，雖然苦馬豆素代謝半衰期僅為20 h，但中毒動物停止攝食瘋草后，其神經(jīng)系統(tǒng)紊亂仍會延長數(shù)天或數(shù)周[11]。這可能與動物腦組織毒性物質(zhì)蓄積有關(guān)。雖然中毒家兔肝臟、腎臟等器官均發(fā)生以空泡變性為主的病理變化，但仍存在一定差異。肝臟病變可能與肝臟代謝過程中的N-糖基化有關(guān)，病變部位集中在肝小葉；腎臟近曲小管病理變化較遠曲小管明顯，可能與二者在尿液形成過程中對不同離子的吸收或排除程度有關(guān)；脾臟病變以紅髓、邊緣區(qū)為主，可能與中毒動物糖代謝紊亂有關(guān)，大量低聚糖進入脾臟邊緣區(qū)，邊緣區(qū)是脾內(nèi)免疫細胞捕獲、識別、處理抗原以及誘發(fā)免疫應答的主要部位，異常代謝產(chǎn)物進入邊緣區(qū)后免疫細胞對其發(fā)生捕獲、吞噬，以巨噬細胞最顯著。

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對照組家兔脾臟未見病理性變化。試驗組家兔脾臟出現(xiàn)數(shù)量不等的紅細胞，脾竇中有色素沉積，脾小梁發(fā)生斷裂、壞死。由圖5可知，試驗Ⅰ組家兔脾臟動脈血管內(nèi)皮細胞增生；試驗Ⅱ組脾臟白髓、紅髓邊緣區(qū)巨噬細胞增多；試驗Ⅲ組脾小梁出現(xiàn)含鐵血黃素及空泡變性，脾小結(jié)出現(xiàn)空泡化巨噬細胞。

2.7腦組織病理組織學變化

對照組家兔腦組織未見病理性變化。試驗組家兔小腦病變明顯，浦肯野細胞出現(xiàn)空泡變性，神經(jīng)纖維消失，部分神經(jīng)細胞出現(xiàn)典型大空泡。由圖6可知，試驗Ⅰ組家兔腦血管間隙增寬；試驗Ⅱ組家兔浦肯野細胞核溶解或消失；試驗Ⅲ組家兔腦組織出現(xiàn)衛(wèi)星現(xiàn)象、噬神經(jīng)現(xiàn)象，浦肯野細胞大小及染色不一，胞漿內(nèi)出現(xiàn)細小顆粒，有典型空泡，大腦皮質(zhì)細胞核染色加深，但胞質(zhì)染色變淡，海馬區(qū)神經(jīng)纖維變短。

3結(jié)論與討論

研究表明，小花棘豆主要有毒成分為苦馬豆素，其中毒臨床癥狀可能與動物瘋草中毒有一定的相似性[7]。中毒家兔均出現(xiàn)典型的苦馬豆素中毒癥狀，具體表現(xiàn)為站立困難、喜臥、行進時四肢僵硬、后肢經(jīng)常拖地、易摔倒[8]。小花棘豆可導致動物出現(xiàn)精神沉郁、運動失調(diào)、消瘦等臨床變化，其特征性病理變化為組織細胞的胞漿空泡變性。本研究表明，家兔發(fā)生小花棘豆中毒后，肝臟、腎臟、脾臟、神經(jīng)系統(tǒng)等組織細胞均發(fā)生不同程度的空泡變性，其中小腦中浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)都發(fā)生了空泡變性。Stegelmeier等認為，浦肯野細胞、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與動物運動協(xié)調(diào)、投射、感受有關(guān)[9]。王帥等研究發(fā)現(xiàn)，苦馬豆素中毒導致的細胞空泡變性與自由基引起的空泡變性有一定的相似性，苦馬豆素可顯著降低家兔機體抗氧化酶活性，導致機體自由基蓄積[10]。與肝臟、腎臟等器官相比，腦僅具有中等活性的抗氧化能力，極易受到自由基的影響。Novikoff等研究發(fā)現(xiàn)，雖然苦馬豆素代謝半衰期僅為20 h，但中毒動物停止攝食瘋草后，其神經(jīng)系統(tǒng)紊亂仍會延長數(shù)天或數(shù)周[11]。這可能與動物腦組織毒性物質(zhì)蓄積有關(guān)。雖然中毒家兔肝臟、腎臟等器官均發(fā)生以空泡變性為主的病理變化，但仍存在一定差異。肝臟病變可能與肝臟代謝過程中的N-糖基化有關(guān)，病變部位集中在肝小葉；腎臟近曲小管病理變化較遠曲小管明顯，可能與二者在尿液形成過程中對不同離子的吸收或排除程度有關(guān)；脾臟病變以紅髓、邊緣區(qū)為主，可能與中毒動物糖代謝紊亂有關(guān)，大量低聚糖進入脾臟邊緣區(qū)，邊緣區(qū)是脾內(nèi)免疫細胞捕獲、識別、處理抗原以及誘發(fā)免疫應答的主要部位，異常代謝產(chǎn)物進入邊緣區(qū)后免疫細胞對其發(fā)生捕獲、吞噬，以巨噬細胞最顯著。

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