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枸杞多糖对电离辐射小鼠睾丸组织损伤的保护作用

2015-01-18吴立新孙振蛟

中成药 2015年8期
关键词:生精电离辐射睾丸

唐 霖, 吴立新, 汪 俊, 孙振蛟*

(1.浙江医药高等专科学校,浙江 宁波 315100;2.宁波立华植物提取技术有限公司,浙江 宁波315100)

枸杞多糖对电离辐射小鼠睾丸组织损伤的保护作用

唐 霖1, 吴立新2, 汪 俊2, 孙振蛟2*

(1.浙江医药高等专科学校,浙江 宁波 315100;2.宁波立华植物提取技术有限公司,浙江 宁波315100)

目的观察枸杞多糖对X射线电离辐射小鼠睾丸组织损伤的保护作用。方法雄性昆明小鼠随机分为正常组、模型组、枸杞多糖低剂量和高剂量组,给药组动物分别按照0.25 g/kg和1 g/kg剂量灌胃枸杞多糖,其余组动物灌胃蒸馏水,每日一次。第7天小鼠经水合氯醛麻醉仰卧位固定,仅睾丸部位接受X射线照射 (3.0 Gy),正常组小鼠仅麻醉不照射。照射后各组小鼠继续灌胃药物,第21天处死动物取睾丸及附睾,称定质量并观察精子活力、精子密度以及睾丸生精小管结构。结果枸杞多糖各组小鼠一般状况均优于模型组,枸杞多糖高剂量组小鼠睾丸质量与模型组比较明显增加,精子数量和活力明显升高,组织病理学显示枸杞多糖高剂量组小鼠睾丸生精小管内含大量精子,部分区域见少量生精细胞脱落。结论枸杞多糖对X射线所致的小鼠睾丸组织损伤有明显的保护作用。

枸杞多糖;X射线;电离辐射;睾丸组织

放射疗法与外科手术和化学疗法共同构成肿瘤治疗三大疗法,由于机体不同组织细胞对放射线敏感性差异,因而在放射治疗同时会对正常组织细胞产生损伤。睾丸生精细胞对电离辐射非常敏感,以精原干细胞最敏感,其次为精母细胞,而精子细胞和成熟精子耐受力较高。当受到射线照射后,睾丸中的精子数量就会减少,可暂时不育,甚至可永久不育[1]。由于睾丸生精细胞对电离辐射的这种高度敏感性,临床上应用电离辐射治疗男性患者腹部癌症时,常常伴随有少精、无精、暂时不育甚至永久不育、以及性功能障碍等并发症[2-3]。

枸杞作为传统的强精健体之补药,《本草纲目》记载“枸杞,补肾生精,养肝;明目安神,令人长寿”。据 《中国药典》2010年版一部所载,枸杞为茄科植物宁夏枸杞Lycium barbarum L.的干燥成熟果实;甘,平;滋补肝肾,益精明目,用于虚劳精亏,腰膝酸痛,眩晕耳鸣,阳萎遗精,内热消渴,血虚萎黄,目昏不明,同时规定含枸杞多糖不得少于1.8%[4]。现代药理学研究证明枸杞多糖有抗衰老[5]、抗肿瘤[6]、抗疲劳[7]、增强机体免疫力[8]、降血脂[9]、降血糖[10]、改善性功能[11]等作用,最近研究表明枸杞多糖对糖尿病雄性大鼠生殖损伤有保护作用[12],但对电离辐射的雄性生殖损伤是否有保护作用却未见报道。本实验通过探讨枸杞多糖对电离辐射小鼠睾丸病理性损伤的保护作用,为枸杞多糖用于生殖保健提供科学依据。

1 仪器与试药

1.1 药物与试剂 枸杞多糖,宁波立华植物提取技术有限公司提供 (批号20121201),含枸杞多糖以葡萄糖计不低于90%;苏木精-伊红染液和福尔马林固定液均购于上海沪峰化工有限公司。

1.2 动物 健康雄性昆明小鼠,体质量 (25±2)g,SPF级,由浙江大学实验动物中心提供,合格证号SYXK(浙)2007-009。

1.3 实验仪器 正置光学显微镜 (日本奥林巴斯公司);切片机 (德国莱卡公司);便携式X射线机 (意大利基拉多尼公司)。

2 实验方法

2.1 造模及分组给药 雄性小鼠40只,随机分成正常组、模型组、枸杞多糖低和高剂量组,每组10只。照射造模前枸杞多糖低和高剂量组动物分别按照0.25 g/kg和1 g/kg灌胃给予枸杞多糖,每日1次,连续7 d,正常组和模型组给与相应体积的生理盐水。小鼠采用水合氯醛 (350 mg/kg)麻醉,仰卧位固定在有机玻璃板上,除睾丸外各部分采用1mm铅板保护,电压200 kV,电流15 mA,距离40 cm,吸收剂量率0.96 Gy/min,总剂量3.0 Gy。正常组动物仅接受麻醉处理。照射后继续给药3周,末次给药后2 h处死动物,摘取睾丸、附睾,做相关检测。

2.2 精子密度和活力测定[13]将盛有6 mL生理盐水的试管置于恒温水浴箱内预热至37℃,然后将一侧附睾剪碎放入试管中,摇匀,37℃保温15min,使精子充分游离。取1滴适当稀释后滴人血细胞计数板上,200倍显微镜下计数5个中方格内精子数 (n),每1mL精子数为n×5×稀释倍数×10。另取1滴涂片,观察精子活率,至少观察200个精子,分别计数有活动力及无活动力的精子数。精子活率=活动精子数/(活动精子数+不动精子数)×100%。

2.3 睾丸组织病理学检查 取新鲜的睾丸组织,采用4%多聚甲醛溶液固定,常规石蜡包埋,苏木精-伊红染色,光镜下进行病理学检查。

3 结果

3.1 枸杞多糖对电离辐射模型小鼠大体状况及睾丸重量的影响 模型小鼠在睾丸照射处理后自主活动减少并竖毛,3~5 d逐渐恢复正常,而枸杞多糖低、高剂量组小鼠自主活动与竖毛状况优于模型组。同时实验开始时和结束时各组小鼠体质量基本一致,而实验结束时模型对照组小鼠睾丸与空白对照组比较明显减轻 (P<0.01),而枸杞多糖高剂量组与模型组比较显著增加 (P<0.05),见表1。

表1 枸杞多糖对电离辐射小鼠体质量和睾丸质量的影响 (n=10,)

表1 枸杞多糖对电离辐射小鼠体质量和睾丸质量的影响 (n=10,)

注:与空白对照组比较,##P<0.01;与模型对照组比较,*P<0.05

/mg空白对照组组别 剂量/(g·kg-1) 体质量/g开始 结束 睾丸质量25.3±2.4 37.4±3.1 212.2±18.5模型对照组 - 24.9±2.1 36.5±2.9 148.4±21.7##枸杞多糖低剂量组 0.25 25.8±2.3 36.8±3.3 157.8±15.3枸杞多糖高剂量组 1 25.6±2.5 37.7±3.6 170.1±19.3 -*

3.2 枸杞多糖对电离辐射模型小鼠精子质量影响 由表2所示,小鼠睾丸接受X射线照射后精子密度与活力均明显下降,与正常组比差异有显著性意义 (P<0.05,P<0.05)。而连续灌胃枸杞多糖21 d后,枸杞多糖低、高剂量组小鼠精子密度与活力与模型组比较有升高趋势,其中高剂量组精子密度与活力与模型组比较均明显升高 (P<0.05,P<0.05)。

表2 枸杞多糖对电离辐射小鼠精子质量影响 (n=10,)

表2 枸杞多糖对电离辐射小鼠精子质量影响 (n=10,)

注:与空白组比较,#P<0.05;与模型组比较,*P<0.05

组别 剂量/(g·kg-1)精子密度/(×106·mL-1)精子活力/ % - 35.1±4.1 72.1±6.8模型对照组 - 18.6±2.6# 43.5±5.1#枸杞多糖低剂量组 0.25 21.2±3.1 46.6±5.9枸杞多糖高剂量组 1 25.6±2.9* 65.6±7.1空白对照组*

3.3 枸杞多糖对电离辐射模型小鼠睾丸组织形态学的影响 如图1所示,正常组小鼠曲精细管内各期生精细胞排列整齐、紧密、有序,层次分明,精原细胞小而圆,紧贴曲精管的基底膜,向内依次为初级精母细胞、精子细胞和精子,同时支持细胞形态正常。经X射线照射的模型组小鼠睾丸生精小管生精上皮明显变薄,生精细胞脱落,细胞层次紊乱,精原细胞、精母细胞减少,精子细胞及精子减少更加明显,睾丸间质细胞轻度水肿。枸杞多糖组尤其以高剂量组小鼠睾丸生精小管内含大量精子,生精细胞排列稍疏松,结构清楚,层次分明,细胞层次减少,精原细胞数量正常,形态圆而规则,紧贴在生精小管的基底膜,其他各期生精细胞数量略减少,部分区域见少量生精细胞脱落。

图1 枸杞多糖对电离辐射模型小鼠睾丸组织形态学的影响

4 讨论

本研究表明枸杞多糖可改善睾丸接受3.0 Gy剂量X射线照射小鼠模型的一般状况,增加模型小鼠睾丸质量,提高精子数量和活力;组织病理学显示枸杞多糖高剂量组小鼠睾丸生精小管内含大量精子,部分区域见少量生精细胞脱落。以上研究结果表明枸杞多糖对X射线所致的小鼠睾丸组织损伤有明显的保护作用。

机体分子、细胞、组织和器官受电离辐射影响所造成形态和功能的后果称为辐射生物效应,损伤效应程度与机体各组织的辐射敏感性密切相关,其中性腺是最为敏感组织之一。研究早已证实电离辐射可导致睾丸生精上皮、附睾上皮、生精小管上皮出现超微结构改变,破坏睾丸生精过程[14]。本研究也证实小鼠睾丸在X射线照射后精子密度与活力均明显下降,睾丸生精小管生精上皮明显变薄,生精细胞脱落,细胞层次紊乱,精原细胞、精母细胞减少,精子细胞及精子减少更加明显,睾丸间质细胞轻度水肿。小鼠在照射前灌胃枸杞多糖并持续到照射后14 d可改善模型小鼠自主活动与竖毛状况,增加模型小鼠睾丸质量,枸杞多糖低、高剂量组小鼠精子密度与活力与模型组比较有升高趋势,其中高剂量组精子密度与活力与模型组比较均明显升高。枸杞多糖高剂量组小鼠睾丸生精小管内含大量精子,生精细胞排列稍疏松,结构清楚,层次分明,细胞层次减少,精原细胞数量正常,形态圆而规则,紧贴在生精小管的基底膜,其他各期生精细胞数量略减少,部分区域见少量生精细胞脱落。枸杞多糖可增加睾丸损伤大鼠血清性激素水平,提高大鼠睾丸组织SOD活性和降低丙二醛含量,使受损的睾丸组织恢复到接近正常,这可能是枸杞多糖保护睾丸电离辐射损伤的作用机理[15]。

综上所述,枸杞多糖对X射线所致的小鼠睾丸组织损伤有明显的保护作用,为枸杞多糖用于生殖保健提供科学依据,同时为治疗电离辐射所致生殖功能障碍的药物开发提供了新的方向。

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R285.5

B

1001-1528(2015)08-1846-03

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.08.049

2014-03-29

高等学校访问工程师校企合作项目 (2012)

唐 霖(1976—),女,硕士,讲师,研究方向为天然产物研究与应用。Te1:(0574)88222795,E-mai1:tang1@mai1.zjpc. net.cn

*通信作者:孙振蛟 (1979—),男,工程师,研究方向为天然产物研究与应用。Te1:(0574)86503230,E-mai1:sunzhenjiao1@ 163.com

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