碳酸飲料對雄鼠生長發育和睪酮分泌作用的研究

鞏轉娣， 魏鎖成， 魏黎敏， 張濤杰， 楊妍梅，梁浩勤， 王 歡， 賴露菊， 鄭秧秧

（1.西北民族大學 醫學院附屬醫院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學 生命科學與工程學院，甘肅 蘭州730030；3.甘肅省人民醫院 神經內科，甘肅 蘭州730099）

存。處死后無菌采集心臟、肝臟、脾臟、脾臟、腎臟和睪丸，分別用電子稱精確稱重，計算內臟指數。

碳酸飲料對雄鼠生長發育和睪酮分泌作用的研究

鞏轉娣1， 魏鎖成*2， 魏黎敏3， 張濤杰2， 楊妍梅2，梁浩勤2， 王 歡2， 賴露菊2， 鄭秧秧2

（1.西北民族大學 醫學院附屬醫院，甘肅 蘭州 730030；2.西北民族大學 生命科學與工程學院，甘肅 蘭州730030；3.甘肅省人民醫院 神經內科，甘肅 蘭州730099）

將100只28日齡健康雄性小白鼠隨機分為5組（n=20），COC-1和COC-2自由飲用50%和100%可口可樂，PEP-1和PEP-2自由飲用50%和100%百事可樂，CG為空白對照，實驗持續15 d。于第3、5、7、10、13和15 d隨機從每個組抓取3只小鼠斷頸采血，4 000 r/min離心10 min，分離血清，無菌采集內臟器官，分別稱重；ELISA法測定血清睪酮含量。結果表明至實驗第7 d，COC-2和PEP-2組小鼠的體重均高于CG（P＜0.01，P＜0.05），15 d時，實驗組小鼠體重均大于對照組（CG）；第10 d時COC-1日增重明顯低于PEP-2和CG，第15 d各實驗組日增重均略小于對照組；第7 d時，COC-1、COC-2和PEP-2兩側睪丸平均重明顯高于CG（P＜0.05），到15 d實驗組睪丸重均大于對照組（CG）；PEP-2胃質量在第15 d大于其余4組；第7 d時COC-1、COC-2和PEP-2腎臟質量明顯高于PEP-1（P＜0.05）；在實驗期間各組的心、肝、脾和肺臟均無顯著差異；第10d時PEP-1，PEP-2血清睪酮含量顯著高于COC-1和CG（P＜0.05），且COC-2和PEP-2在15 d明顯高于CG（P＜0.05）。短時期飲用高濃度可口可樂和百事可樂可以促進小鼠生長，輕度促進睪丸發育，增加血清睪酮含量。

碳酸飲料；生長發育；生殖功能；睪酮；小鼠

在各種碳酸飲料中，可口可樂、百事可樂和蘇打水消費量最大，使其成為能量攝入的主要方式之一[1-2]。有報道江蘇省中學生每天喝碳酸飲料1～2次、3次及以上的報告率分別為17.4%，3.5%，初中生顯著高于高中生，男生顯著高于女生[3]。從20世紀70年代開始，隨著含糖飲料消費日益增加，已成為超重、肥胖和2型糖尿病及其相關疾病患病率不斷上升的一個重要因素[4]。已發現飲用碳酸飲料不僅可導致肥胖和代謝綜合征，而且牙病、肺病、腎病和心血管疾病均與此密切關聯[4-5]。研究表明大量飲用碳酸軟飲料的人群肥胖癥和II型糖尿病明顯增加[6-8]，但是碳酸飲料攝入與體質量增加是否有關目前也不很清楚[6]。不過許多報道都是通過問卷調查或臨床病例的前瞻性分析或流行病學觀察得出的結果，這些流行病學研究的結果相互矛盾，可信的信息也不完整[9-11]，目前為止還沒有關于碳酸飲料與生育力相關性的實驗研究[5，12-13]。

總體而言，長期大量飲用軟飲料或碳酸飲料會造成公共健康問題，但許多觀點和說法尚需實驗證實。作者擬在小鼠飲用不同品牌的碳酸飲料（如可口可樂、百事可樂），通過測定分析生長發育指標、內臟指數、血清睪酮等，從發育生物學、生殖生物學和內分泌學角度揭示碳酸飲料對生物有機體的影響，為科學飲用碳酸飲料提供一定的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

可口可樂和百事可樂：市售；小鼠用血清睪酮ELISA檢測試劑盒（QD30439）：上海橋杜生物科技有限公司提供；96孔酶標板：博大泰克公司產品；Rayto-6000型酶標儀：Rayto公司產品。

1.2 實驗動物

21日齡健康雄性昆明小鼠：蘭州大學實驗動物中心提供[使用許可證：SCXK（甘）2005-0007]。隨機均分為（n=20）實驗1組（COC-1）、實驗2組（COC-2）、實驗3組（PEP-1）和實驗4組（PEP-2）和對照組（CG）。小鼠在22~24℃和相對濕度40%~60%下分籠飼養，自由飲食。小鼠飼料購于蘭州泰華飼料有限公司，適應一周后開始正式實驗。動物的飼養和操作嚴格按照甘肅省實驗動物管理辦法執行。

1.3 碳酸飲料飲用劑量與采樣時間

碳酸飲料飲用劑量和采樣時間見表1。

1.4 體質量測定

每天早晨8：00-9：00用電子天平稱精確測定體質量。

1.5 樣本采集與處理

于3，5，7，10，13和15 d分別隨機抓取3只小鼠，斷頸取血，4 000 r/min離心分離血清，-20℃保

存。處死后無菌采集心臟、肝臟、脾臟、脾臟、腎臟和睪丸，分別用電子稱精確稱重，計算內臟指數。

1.6 血清睪酮測定

嚴格按照血清睪酮ELISA檢測試劑盒的使用說明操作，用標準品的濃度和吸光度計算回歸方程，以此回歸方程計算樣本的濃度。

1.7 睪丸組織結構觀察

采集睪丸稱重后各分為兩份，一份用體積分數10%福爾馬林固定24 h，石蠟包埋、切片（5 μm）、展片、烘干、H-E染色、封固，Motic顯微鏡下觀察，采集圖像，另一份-80℃低溫冰箱保存。

1.8 顯微圖像數據分析

用Motic imagles Plus 2.0軟件對圖像數據進行采集和測量。每個樣品選取形態良好、結構清晰的切片4張，每張切片測量5個點，計20個點，每個時間點100個點，分別測定睪丸曲細精管的直徑和白膜厚度。

1.9 數據統計分析

使用Spss18.0統計軟件包處理數據，用平均值±標準差（±SD）表示，以χ2檢驗、多因子方差分析（LSD）進行顯著性和多重比較檢驗。P＜0.05和P＜0.01分別為差異顯著和極顯著。

2 結果與討論

2.1 碳酸飲料對小鼠體質量和日增質量的影響

碳酸飲料對小鼠體質量和日增質量的影響見表2。實驗第7 d，COC-2和PEP-2組小鼠的體質量均高于 CG （P＜0.01，P＜0.05），COC-1同時高于COC-1和PEP-1組（P＜0.05）；到第15 d時，4個實驗組小鼠體質量均大于對照組（CG），以PEP-2組最大，但無顯著的統計學差異。第10 d時COC-1日增重明顯低于PEP-2和CG，第15 d各實驗組日增質量均略小于對照組，以PEP-1最低。表明飲用100%可口可樂在10 d內可以顯著增加小鼠體質量，而飲用100%百事可樂在10 d后能促進小鼠生長，所有小鼠的日增質量隨日齡增加而減緩，飲用可口可樂和百事可樂會減少日增質量。

碳酸飲料可能是引起超重和肥胖的主要原因，這與以前的報道一致[6，14]，因為可樂等碳酸飲料是高糖的，飲用后可以增加熱量，很容易令人發胖[15-20]。

2.2 小鼠睪丸質量變化

第7d時，COC-1、COC-2和PEP-2兩側睪丸平均質量明顯高于CG（P＜0.05），而PEP-1卻低于CG和其它3個實驗組（P＜0.05）（表3）。到第15 d 4個實驗組睪丸質量均大于對照組（CG），以PEP-2組最大，但各組間無顯著差異，右側睪丸與左側呈相同的變化；提示短期飲用可口可樂和百事可樂能夠輕度促進睪丸的發育。2010年丹麥進行的一項對2 500多名年輕男性的研究指出，每天喝大約1 L可樂的男性，精子數量比不喝可樂的男性減少約30%，這是因為碳酸飲料中所含的氧化劑直接引起蛋白質氧化，并導致細胞顯著損害所致[12]。同時，碳酸飲料中的酸性物質、添加劑和咖啡因的共同作用會降低精子活力和性功能，在一定程度上影響男性生育能力。實驗結果表明飲用可口可樂和百事可樂后第7 d，睪丸重明顯高于對照組，遺憾的是本實驗未能檢測精子數量。

2.3 內臟質量和內臟指標

2.3.1 胃質量變化 圖1顯示整個實驗期間COC-2和PEP-2的胃重量均高于CG，特別是7 d以后PEP-2組胃質量明顯大于其余4組（P＜0.05），其余時間各組均無明顯差異。結果表明飲用高濃度可口可樂和百事可樂可能會增加胃質量，尤其是百事可樂，這或許與腸道微生態環境改變有關[21-22]。

2.3.2 腎臟、肺臟、心臟、肝臟和脾臟質量變化 圖2顯示第7 d時，COC-1、COC-2和PEP-2兩側腎臟平均質量明顯高于（P＜0.05）PEP-1；15 d時COC-1腎臟重大于其余4組，但無統計學差異。肺臟、心臟、肝臟和脾臟質量在實驗期間各組間均無顯著差異。短時期飲用不同濃度可口可樂和百事可樂對腎臟、肺臟、心臟、肝臟和脾臟生長無明顯影響。

2.4 血清睪酮（Testosterone）含量變化（nmol/L）

各個組小鼠血清睪酮含量均不同程度的升高。PEP-2組血清睪酮高于其它4組，第10 d和15 d，PEP-1，PEP-2血清睪酮含量顯著高于COC-1和 CG（P＜0.05），而且COC-2和PEP-2在15 d明顯高于CG（P＜0.05），也高于PEP-1和COC-1（圖3）。表明短時期高濃度飲用百事可樂和可口可樂能夠增加睪酮的合成與分泌，尤其以百事可樂的作用更明顯。血清睪酮含量升高可能與睪丸質量增加，或者睪丸的發育加快有關。作者實驗結果與何麗等的結果一致[17]，但是由于時間較短，所得結果仍需實驗驗證，其作用機理有待深入探討。

3 結語

目前碳酸軟飲料已成為世界范圍內經常大量消費的飲品，許多文獻資料報道長期飲用會損害人體健康，然而很多報道都是通過流行病學問卷調查或臨床病例的前瞻性分析結果，缺乏實驗研究[4-5，11]。作者通過在發育期小鼠飲用不同濃度可口可樂和百事可樂，通過分析生長發育指標、內臟指數和血清睪酮等指標，比較性研究了碳酸飲料對生長發育和內分泌的作用，得出短時期飲用高濃度可口可樂和百事可樂可促進小鼠生長，并能輕度促進睪丸發育，增加血清睪酮含量，而對內臟器官的發育無顯著影響。

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會議信息

會議名稱(中文)：2016上海辰山第二屆“藥食同源與植物代謝”國際學術研討會

會議名稱(英文)：The 2nd International Symposium of Functional Food and Plant Metabolism

所屬學科：作物學及林木育種、生物學,農作物、林木果實產品貯藏、保鮮與安全,中藥學

開始日期：2016-12-13 結束日期：2016-12-15

所在城市：上海市 黃浦區 具體地點：上海辰山植物園

主辦單位：中國植物生理與分子生物學學會

承辦單位：上海辰山植物園、上海市植物生理與植物分子生物學學會、上海市資源植物功能基因組重點實驗室、加州大學戴維斯分校生物系

聯系人：李佳

聯系電話：021-37792288-969

E-MAIL：lijia@csnbgsh.cn

會議網站：http://www.cspp.cn/cp9-1_more.asp?id=1585

會議背景介紹：隨著科學技術的發展，藥用植物的代謝及組學研究以及功能性食品的研發已然成為現下的研究熱點，這是與人類的健康有著密切關系的重要課題。為了展示國內外在藥食同源與植物代謝方面的最新研究進展與未來的發展方向，探討新興生命科學技術對該研究領域的影響，我們定于2016年12月13日至15日在上海辰山植物園召開2016上海辰山第二屆“藥食同源與植物代謝”國際學術研討會,以促進同行間的交流與合作。本次會議由中國植物生理與分子生物學學會、上海市植物生理與植物分子生物學學會、上海辰山植物園上海市資源植物功能基因組重點實驗室和加州大學戴維斯分校生物系聯合承辦。會議將邀請多位國內外相關領域的專家作大會主題報告，交流最新學術成果，誠邀廣大同行的積極參加。

Effects of Carbonated Drinks on Growth and Testosterone Secretion of Male Mice

GONG Zhuandi1， WEI Suocheng*2， WEI Limin3， ZHANG Taojie2， YANG Yanmei2，LIANG Haoqin2， WANG Huan2， LAI Luju2， ZHENG Yangyang2
（1.Affiliated Hospital of Medical College，Northwest University For Nationalities，Lanzhou 730030，China；2. Life Science and Engineering College，NorthwestUniversity forNationalities，Lanzhou 730030，China；3. Neurology Department，People's Hospital of Gansu Province，Lanzhou 730099，China）

One hundred male mice（20.84±2.45g）were randomly divided into five groups（n=20），COC-1 and COC-2 groups drank ad libitum 50%and 100%Coca-cola，PEP-1 and PEP-2 mice drank 50%and 100%Pepsi-cola and the control group （CG）drank tap water.Three mice selectedrandomly from each group were killed by cervical dislocation on the days 3，5，7，10，13 and 15；the serum was separated by centrifugal at 4000r/min for 10min；all visceral organs（heart，liver，spleen，lung，kidney，stomach and testis）were harvested aseptically；the concentration of serum testosterone was measured with the ELISA kit.On the 7th day body weights of four test groups were all higher than that of CG，especially for COC-2（P＜0.05）；on the 15th day the body weights of COC-2 and PEP-2 groups were higher than that of CG.Testis weights of COC-1，COC-2 and PEP-2 groups were significantly greater than groups CG and PEP-1 on the 7th day（P＜0.05）；the stomach weight of PEP-2 was higher than other four groups on the 15th day.The concentration of serum testosterone in PEP-2 was significantly higher than those in COC-1 and CG （P＜0.05）；on the 10th day the concentrations in COC-2 and PEP-2 were dramatically higher than that in CG（P＜0.05）；on the 15th day the concentration in PEP-2 was remarkably higher than that in CG （P＜0.05）.Thus，a short period of drinking of relatively high concentrations of Coca-cola and Pepsi-cola could promote the growth of male mice，enhance the testis development and increase the content of serum testosterone with no remarkable effects on visceral organs.

carbonated soft drinks，growth and development，reproduction function，testosterone，mice

TS 201.6

A

1673—1689（2016）11—1163—06

2015-02-04

國家自然科學基金項目（31460684）。

鞏轉娣（1963—），女，甘肅甘谷人，主任護師，主要從事生殖生物技術研究。E-mail：yxgzd578@163.com

*通信作者：魏鎖成（1962—），男，甘肅甘谷人，農學博士，教授，主要從事生殖生物技術研究。E-mail：weisc668@163.com