镉所致大鼠性腺和附性腺的组织病理学改变
作者：杨建明 周袁芬 曾祥斌 许江琳 金泰廙蒋学之
单位：上海医科大学劳动卫生学教研室，200032
关键词：镉；睾丸；附睾；精囊；大鼠
卫生毒理学杂志000111 摘要 【目的】 探讨镉所致大鼠性腺和附性腺的病理学改变。【方法】 各组大鼠分别皮下注射氯化镉0、0.5、1和2 mg/kg，每天1次，每周5 d，共5周。【结果】 染毒大鼠的血镉和尿镉含量显著增高，睾丸和附睾体积缩小，重量减轻。染毒组睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，细胞层次明显减少；高剂量组曲细精管管腔中无精子；附睾上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有大量异常精子；精囊管壁和前列腺细胞壁稍变薄。【结论】 镉可使染毒大鼠性腺和附性腺重量减轻，导致睾丸、附睾出现明显的病理改变。
Histopathological Changes of sexual and accessory sexual glands of rats exposed by cadmium
, 百拇医药
YANG Jian-Ming,ZHOU Yuan-Fen,ZENG Xiang-Bin,et al.
(Department of Occupational Health,Shanghai Medical University,Shanghai 200032,China.)
Abstract：【Objective】 To study the effects of cadmium on the histopathological changes of sexual and accessory sexual glands in rats.【Methods】 all four groups rats were injected subcutaneously cadmium chloride at the doses of 0,0.5,1,and 2 mg/kg body weight,respectively. Once a day and five days per week for 5 weeks.【Results】 The results showed that blood and urinary cadmium concentrations increased and weight and volume of testis and epididymis in the exposed rats decreased.Seminiferous tubules became thinner,and epithelia arrange was disordered into strip-shaped,cell layers in seminiferous tubules were reduced in the exposed rats.No sperm was found in seminiferous tubules of high dose groups.Epithelia cells of epididymis were the type like to low pillar and were arranged in mess.There were a lot of deformed sperm in the lumen.The size and thickness of tubes in seminal vessel and prostate were decreased in the exposed groups.【Conclusion】 These indicated that cadmium could result in the decreased weight of sexual and accessory sexual glands and obvious histopathological changes of testis and epididymis in rat.
, 百拇医药
Key words:Cadmium;Testis;Epididymis;Seminal;Vessel rat
镉是一种在环境中不能进行生物降解的重金属，它与氧、氯、硫等元素形成的无机化合物广泛分布于自然界中。镉在体内的生物半衰期很长，为已知的最易在体内蓄积的毒物。本世纪初发现镉有很强的致睾丸坏死作用。50年代，组织病理学研究发现镉可引起睾丸毛细血管血流停滞和间质水肿，生精上皮退行性变，进而发生广泛的坏死。此后，人们开始重视镉的睾丸毒性，但对其附性腺毒性的研究仍然很少。我们对镉染毒大鼠的性腺和附性腺进行了组织病理学检查。
1 材料与方法
1.1 实验动物 成年SD大鼠24只，平均体重为(212.7±6.8)g，购于上海市计划生育研究所中英合资西普尔/必凯实验动物有限公司。
1.2 动物染毒及标本的留取 将24只成年雄性SD大鼠随机分为4组，分别皮下注射氯化镉0、(对照组)0.5、1和2 mg/kg体重(按Cd2+计)，每天注射1次，每周5 d，染毒5周。染毒结束后的第2天，将大鼠放入代谢笼，收集24 h尿。腹主动脉采血处死雄鼠，0.5 ml 抗凝血留做血镉测定。血、尿标本-20 ℃保存。摘取睾丸、附睾、前列腺和精囊等脏器，滤纸吸去血液，进行称重。半数脏器放入4%福尔马林中固定1周以上，石蜡包埋，常规切片(厚度5 μm)，经脱腊、脱水处理后，用苏木素、伊红染色，常规封片。
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1.3 统计分析 所有资料用Excel软件建立数据库，SAS 6.12 for Win95进行t检验。
2 结果
2.1 各剂量组大鼠血镉、尿镉含量 随着染毒剂量的增高，大鼠的血镉和尿镉含量也显著增高(表1)。
表1 各组大鼠血镉、尿镉含量(
±s,μg/ml) 组别
(mg/kg)
动物数
血镉
尿镉
对照组
, 百拇医药
6
0.0072±0.0063
0.1429±0.0000
0.5
6
0.2545±0.0505**
0.1619±0.0074**
1.0
6
0.6101±0.0640**
0.2214±0.0591**
, 百拇医药
2.9
6
0.9739±0.2676**
1.3286±0.3238**
与对照组相比，**P<0.01
2.2 大鼠性腺和附性腺重量 大鼠的附睾、前列腺、精囊和睾丸重量，0.5 mg/kg 组与对照组比较，无明显差异，但1 mg/kg、2 mg/kg 组均显著低于对照组，其差异有统计学显著意义(P<0.01)。1 mg/kg、2 mg/kg 组的附睾、前列腺、精囊、和睾丸重量均显著低于0.5 mg/kg 组，表明镉对大鼠性腺和附性腺重量的影响有剂量-反应关系(表2)。
表2 各组大鼠附睾、前列腺、精囊和睾丸重量(g)(n=6) 组别
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(mg/kg)
附睾
前列腺
精囊
睾丸
对照组
1.11±0.09
0.58±0.09
1.37±0.37
2.94±0.19
0.5
1.03±0.13
0.54±0.13
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1.58±0.23
2.91±0.33
1.0
0.44±0.11**aa
0.29±0.14**aa
0.70±0.38*aa
1.14±0.16**aa
2.0
0.29±0.17**aa
0.22±0.16**aa
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0.51±0.30**aa
0.91±0.20**aa
与对照组比较，*P<0.05,**P<0.01;与0.5 mg/kg比较，a P<0.05,aa P<0.01 2.3 大鼠睾丸和附睾的肉眼改变 随着染毒剂量的增高，大鼠睾丸和附睾体积缩小，睾丸的颜色由红→淡黄→白。
2.4 大鼠睾丸、附睾、前列腺和精囊的组织病理学变化 管腔中无精子。1 mg/kg 组附睾，可见上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有大量异常精子。图1为2 mg/kg 组大鼠睾丸，可见睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显减少，图2为2 mg/kg 组精囊，可见管壁明显变薄。图3为2 mg/kg组大鼠前列腺，可见细胞壁稍变薄。
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图1 2 mg/kg组大鼠睾丸(×100)
图2 2 mg/kg组大鼠精囊(×100)
图3 2 mg/kg组大鼠前列腺(×100)
3 讨论
镉对睾丸具有明显的毒性作用，有报道皮下注射镉后几个小时即可出现肉眼可见的改变[1]。小鼠染毒镉后，其睾丸、附睾的重量减轻，曲细精管萎缩，生精上皮细胞脂肪变性。睾丸间质结缔组织增生，间质细胞退化；附睾管上皮细胞普遍萎缩变短，管腔中无精子[2，3]。大鼠被动吸烟4个月后，其血镉、尿镉和睾丸组织镉含量均较实验前显著增高，大鼠睾丸和附睾出现水肿、淤血、变性坏死，镜下可见睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显减少，生精上皮脱落，堆积在管腔中，管腔中无精子或有少量畸形精子[4]。镉对动物睾丸和附睾的形态学影响，早期主要表现在睾丸和附睾头部的血管上，晚期损害睾丸实质细胞，生精上皮细胞广泛变性、坏死，细胞核皱缩、溶解，细胞浆嗜伊红染色，部分生精上皮脱落、分离，曲细精管纤维化，正常结构消失[5]。镉对附睾的毒性较睾丸轻，镉染毒后，附睾管管腔内精子数减少，附睾管上皮细胞变性，上皮萎缩，体积缩小，管间结缔组织增生[2，7]。
, 百拇医药
本研究发现，随着染毒浓度的增加，睾丸和附睾体积明显减少，睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显缩小，管腔中无精子；附睾管上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有较多异常精子；前列腺和精囊重量减轻，管壁变薄。
综上，镉可使染毒大鼠性腺和附性腺重量减轻，导致睾丸、附睾出现明显的病理改变。
参考文献
[1] 刘冰，庞慧民，卢尧，等.猪苓对硫酸镉所致精子畸形的抑制作用.中国公共卫生学报，1997，16：245-246.
[2] 陈华岳，韩永坚.镉对小白鼠睾丸附睾影响的定量组织学研究.中华劳动卫生职业病杂志，1990，8：145-148.
[3] 黄善保，卢迪生，李玉绿，等.氯化镉对雄性小鼠生殖功能的影响.湖南医学院学报，1988，13：239-241.
, 百拇医药
[4] 周杏林，邹明杰，吴怡兴，等.吸烟高镉对生精功能的影响.中华实验外科杂志，1994，11(4)：203-204.
[5] 罗政国.镉对小白鼠睾丸的损害.贵阳医学院学报，1993，251-255.
[6] 赵春艳.镉的性腺睾丸毒性及其作用机理的研究进展.国外医学卫生学分册，1995，22：77-80.
[7] Laskey JW,Rehnberg GL,Laws SC,et al.Reproductive effects of low acute doses of cadmium chloride in adult male rats.Toxicol Appl Pharmacol,1984,73:250-255.
(收稿日期：1998-12-22), http://www.100md.com
单位：上海医科大学劳动卫生学教研室，200032
关键词：镉；睾丸；附睾；精囊；大鼠
卫生毒理学杂志000111 摘要 【目的】 探讨镉所致大鼠性腺和附性腺的病理学改变。【方法】 各组大鼠分别皮下注射氯化镉0、0.5、1和2 mg/kg，每天1次，每周5 d，共5周。【结果】 染毒大鼠的血镉和尿镉含量显著增高，睾丸和附睾体积缩小，重量减轻。染毒组睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，细胞层次明显减少；高剂量组曲细精管管腔中无精子；附睾上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有大量异常精子；精囊管壁和前列腺细胞壁稍变薄。【结论】 镉可使染毒大鼠性腺和附性腺重量减轻，导致睾丸、附睾出现明显的病理改变。
Histopathological Changes of sexual and accessory sexual glands of rats exposed by cadmium
, 百拇医药
YANG Jian-Ming,ZHOU Yuan-Fen,ZENG Xiang-Bin,et al.
(Department of Occupational Health,Shanghai Medical University,Shanghai 200032,China.)
Abstract：【Objective】 To study the effects of cadmium on the histopathological changes of sexual and accessory sexual glands in rats.【Methods】 all four groups rats were injected subcutaneously cadmium chloride at the doses of 0,0.5,1,and 2 mg/kg body weight,respectively. Once a day and five days per week for 5 weeks.【Results】 The results showed that blood and urinary cadmium concentrations increased and weight and volume of testis and epididymis in the exposed rats decreased.Seminiferous tubules became thinner,and epithelia arrange was disordered into strip-shaped,cell layers in seminiferous tubules were reduced in the exposed rats.No sperm was found in seminiferous tubules of high dose groups.Epithelia cells of epididymis were the type like to low pillar and were arranged in mess.There were a lot of deformed sperm in the lumen.The size and thickness of tubes in seminal vessel and prostate were decreased in the exposed groups.【Conclusion】 These indicated that cadmium could result in the decreased weight of sexual and accessory sexual glands and obvious histopathological changes of testis and epididymis in rat.
, 百拇医药
Key words:Cadmium;Testis;Epididymis;Seminal;Vessel rat
镉是一种在环境中不能进行生物降解的重金属，它与氧、氯、硫等元素形成的无机化合物广泛分布于自然界中。镉在体内的生物半衰期很长，为已知的最易在体内蓄积的毒物。本世纪初发现镉有很强的致睾丸坏死作用。50年代，组织病理学研究发现镉可引起睾丸毛细血管血流停滞和间质水肿，生精上皮退行性变，进而发生广泛的坏死。此后，人们开始重视镉的睾丸毒性，但对其附性腺毒性的研究仍然很少。我们对镉染毒大鼠的性腺和附性腺进行了组织病理学检查。
1 材料与方法
1.1 实验动物 成年SD大鼠24只，平均体重为(212.7±6.8)g，购于上海市计划生育研究所中英合资西普尔/必凯实验动物有限公司。
1.2 动物染毒及标本的留取 将24只成年雄性SD大鼠随机分为4组，分别皮下注射氯化镉0、(对照组)0.5、1和2 mg/kg体重(按Cd2+计)，每天注射1次，每周5 d，染毒5周。染毒结束后的第2天，将大鼠放入代谢笼，收集24 h尿。腹主动脉采血处死雄鼠，0.5 ml 抗凝血留做血镉测定。血、尿标本-20 ℃保存。摘取睾丸、附睾、前列腺和精囊等脏器，滤纸吸去血液，进行称重。半数脏器放入4%福尔马林中固定1周以上，石蜡包埋，常规切片(厚度5 μm)，经脱腊、脱水处理后，用苏木素、伊红染色，常规封片。
, http://www.100md.com
1.3 统计分析 所有资料用Excel软件建立数据库，SAS 6.12 for Win95进行t检验。
2 结果
2.1 各剂量组大鼠血镉、尿镉含量 随着染毒剂量的增高，大鼠的血镉和尿镉含量也显著增高(表1)。
表1 各组大鼠血镉、尿镉含量(
±s,μg/ml) 组别(mg/kg)
动物数
血镉
尿镉
对照组
, 百拇医药
6
0.0072±0.0063
0.1429±0.0000
0.5
6
0.2545±0.0505**
0.1619±0.0074**
1.0
6
0.6101±0.0640**
0.2214±0.0591**
, 百拇医药
2.9
6
0.9739±0.2676**
1.3286±0.3238**
与对照组相比，**P<0.01
2.2 大鼠性腺和附性腺重量 大鼠的附睾、前列腺、精囊和睾丸重量，0.5 mg/kg 组与对照组比较，无明显差异，但1 mg/kg、2 mg/kg 组均显著低于对照组，其差异有统计学显著意义(P<0.01)。1 mg/kg、2 mg/kg 组的附睾、前列腺、精囊、和睾丸重量均显著低于0.5 mg/kg 组，表明镉对大鼠性腺和附性腺重量的影响有剂量-反应关系(表2)。
表2 各组大鼠附睾、前列腺、精囊和睾丸重量(g)(n=6) 组别
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(mg/kg)
附睾
前列腺
精囊
睾丸
对照组
1.11±0.09
0.58±0.09
1.37±0.37
2.94±0.19
0.5
1.03±0.13
0.54±0.13
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1.58±0.23
2.91±0.33
1.0
0.44±0.11**aa
0.29±0.14**aa
0.70±0.38*aa
1.14±0.16**aa
2.0
0.29±0.17**aa
0.22±0.16**aa
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0.51±0.30**aa
0.91±0.20**aa
与对照组比较，*P<0.05,**P<0.01;与0.5 mg/kg比较，a P<0.05,aa P<0.01 2.3 大鼠睾丸和附睾的肉眼改变 随着染毒剂量的增高，大鼠睾丸和附睾体积缩小，睾丸的颜色由红→淡黄→白。
2.4 大鼠睾丸、附睾、前列腺和精囊的组织病理学变化 管腔中无精子。1 mg/kg 组附睾，可见上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有大量异常精子。图1为2 mg/kg 组大鼠睾丸，可见睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显减少，图2为2 mg/kg 组精囊，可见管壁明显变薄。图3为2 mg/kg组大鼠前列腺，可见细胞壁稍变薄。
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图1 2 mg/kg组大鼠睾丸(×100)
图2 2 mg/kg组大鼠精囊(×100)
图3 2 mg/kg组大鼠前列腺(×100)
3 讨论
镉对睾丸具有明显的毒性作用，有报道皮下注射镉后几个小时即可出现肉眼可见的改变[1]。小鼠染毒镉后，其睾丸、附睾的重量减轻，曲细精管萎缩，生精上皮细胞脂肪变性。睾丸间质结缔组织增生，间质细胞退化；附睾管上皮细胞普遍萎缩变短，管腔中无精子[2，3]。大鼠被动吸烟4个月后，其血镉、尿镉和睾丸组织镉含量均较实验前显著增高，大鼠睾丸和附睾出现水肿、淤血、变性坏死，镜下可见睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显减少，生精上皮脱落，堆积在管腔中，管腔中无精子或有少量畸形精子[4]。镉对动物睾丸和附睾的形态学影响，早期主要表现在睾丸和附睾头部的血管上，晚期损害睾丸实质细胞，生精上皮细胞广泛变性、坏死，细胞核皱缩、溶解，细胞浆嗜伊红染色，部分生精上皮脱落、分离，曲细精管纤维化，正常结构消失[5]。镉对附睾的毒性较睾丸轻，镉染毒后，附睾管管腔内精子数减少，附睾管上皮细胞变性，上皮萎缩，体积缩小，管间结缔组织增生[2，7]。
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本研究发现，随着染毒浓度的增加，睾丸和附睾体积明显减少，睾丸曲细精管壁变薄，上皮排列紊乱，呈条索状，层次明显缩小，管腔中无精子；附睾管上皮细胞呈低柱形，排列紊乱，管腔中有较多异常精子；前列腺和精囊重量减轻，管壁变薄。
综上，镉可使染毒大鼠性腺和附性腺重量减轻，导致睾丸、附睾出现明显的病理改变。
参考文献
[1] 刘冰，庞慧民，卢尧，等.猪苓对硫酸镉所致精子畸形的抑制作用.中国公共卫生学报，1997，16：245-246.
[2] 陈华岳，韩永坚.镉对小白鼠睾丸附睾影响的定量组织学研究.中华劳动卫生职业病杂志，1990，8：145-148.
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, 百拇医药
[4] 周杏林，邹明杰，吴怡兴，等.吸烟高镉对生精功能的影响.中华实验外科杂志，1994，11(4)：203-204.
[5] 罗政国.镉对小白鼠睾丸的损害.贵阳医学院学报，1993，251-255.
[6] 赵春艳.镉的性腺睾丸毒性及其作用机理的研究进展.国外医学卫生学分册，1995，22：77-80.
[7] Laskey JW,Rehnberg GL,Laws SC,et al.Reproductive effects of low acute doses of cadmium chloride in adult male rats.Toxicol Appl Pharmacol,1984,73:250-255.
(收稿日期：1998-12-22), http://www.100md.com