镉对大鼠前列腺基细胞损伤及锌保护的超微结构观察
作者：罗子国 许舸 李维信
单位：重庆医科大学电子显微镜实验室 400016
关键词：大鼠；前列腺基细胞；超微结构；镉；锌
重庆医学000511 摘 要 目的 研究小剂量氯化镉对大鼠前列腺基细胞的影响及锌的保护作用。方法 小剂量氯化镉(2mg/kg体重)及锌腹腔内注射雄性Wistar大鼠后4小时到60天及镉锌联合注射后3天、15天取材，用透射电镜观察其超微结构改变。结果 镉注射后4小时基细胞与主细胞之间间隙稍有扩大，镉注射后24小时，基细胞出现较明显的超微结构改变，3天伴有基细胞核的变化，15天基本恢复，60天基细胞生长活跃，数量较少。结论 镉对大鼠前列腺基细胞有直接损伤作用，锌对镉所致基细胞超微结构改变有一定保护作用。
Study of the Injurious Effects of Cadmium and Protective Action of Zinc on Ultrastructure of Basal Cell of Prostate in Rat
, 百拇医药
Luo Ziguo ,Xu Ge,Li Weixin
(Laboratory of Electron Microscopy,Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing,400016)
Abstract Objective:To observe the injurious effects of cadmium(Cd)and protection of zinc (Zn) on ultrastructure of basal cell of prostate in Wistar rats.Methods:The rats were intraperitoneally injected with CdC12 (2mg/kg body weight) and Cd+Zn.The specimens were observed by transmission electron microscope.Results:Mild ultrastructural alterations of basal cells of prostate were detected 4 hours after Cd treatment.The changes became prominent within 3 days,After 15 days,the base cells had recovered almost to normal.After 60 days,the growth of basal cells was more active,but the quantity of basal cell decreased.Conclusion:Cd has direct injurious effects on the ultrastructure of basal cell of prostate in rats.Zn had some protective effect on the ultrastrucural injuries by cadmium.
, 百拇医药
Key words:Cadmium Zinc basal cell Ultrastructure Rat Sciences
有报道前列腺癌与镉有关，锌在前列腺癌组织中含量下降[1]，正常人血浆锌镉浓度的比值仅为前列腺组织的1/3，前列腺癌组织中镉含量明显增高，锌下降。有关镉对前列腺上皮基细胞损伤则未见报道。本文通过基细胞超微结构观察，探讨小剂量氯化镉对大鼠前列腺腹侧叶上皮基细胞的影响和锌的保护作用。
1 材料和方法
1.1 动物分组 健康成年雄性Wistar大鼠51只，体重195～240g，分单纯镉组、镉加锌组和对照组，其中单纯镉组32只，镉加锌组8只，对照组11只。单纯镉组按2mg/kg体重剂量，一次腹腔内注射0.1%氯化镉(生理盐水配制)，分别于4小时，1、3、7、15、30及60天取材。镉加锌组分三次注射，先注射1%醋酸锌15mg/kg体重，2小时后注射氯化镉2mg/kg体重和醋酸锌50mg/kg体重，再间隔2小时注射醋酸锌15mg/kg体重，醋酸锌总剂量为80mg/kg体重，分别于3天和15天后取材。对照组腹腔内注射等体积的生理盐水。氯化镉、醋酸锌的注射剂量及方法参照Saksena[2]等报道。
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1.2 取材及电镜样品制备 切取大鼠前列腺腹侧叶左叶小块组织，用磷酸盐缓冲液配制的4%戊二醛及1%四氧化锇作预固定和后固定(pH7.2～7.4)，酒精及丙酮逐级脱水，环氧树脂618#包埋，作半薄切片经1%次甲基兰-天青Ⅱ染色后，光镜下定位腺泡，再制备超薄切片。用醋酸双氧铀及枸橼酸铅染色，H-600型透射电镜观察。
2 结 果
2.1 大鼠前列腺上皮基细胞正常超微结构 基细胞位于主细胞与基膜之间，不到达腺腔，高约4～6μm，宽约9～11μm，形态多样：可呈扁平形、三角形或立方形，偶见柱状基细胞。基细胞的细胞质较主细胞致密，细胞器很少，只有少量的线粒体和粗面内质网，偶见高尔基复合体。核为圆形或卵圆形，其长轴与基膜平行，染色质较主细胞核致密，核仁明显。具有未分化细胞的特征。细胞内尚有微丝和微管。基细胞与基细胞之间或基细胞和主细胞之间有相嵌连接，无连接复合体(图1)。
, 百拇医药 2.2 镉对大鼠前列腺上皮基细胞损伤的超微结构改变 镉注射后4小时基细胞与主细胞之间的间隙稍有扩大，同时可见基膜下水分积聚，少数线粒体出现较轻的内室肿胀及髓样结构。镉注射后24小时，基细胞大部分线粒体内室肿胀有所加重，镉注射后3天，出现粗面内质网腔扩张，核周间隙节段性扩大，核异染色质增多并出现边集(图2)。镉注射后7天基细胞以上改变有所减轻。15天以后，上述改变基本消失。镉注射后60天，细胞核常染色质增多，基细胞质明显增多，有较多的粗面内质网、游离多聚核蛋白体和线粒体(图4)，但基细胞数量与对照组相比明显减少，细胞体积较大。镉注射后30天，基细胞超微结构改变介于15天和60天之间。
图1 对照组前列腺基细胞，细胞核(N)，基底膜(BM)，主细胞(P)。×15000。
, http://www.100md.com 图2 镉注射后3天，基细胞粗面内质网扩张(RER)，核周间隙扩大(↑)细胞核(N)，主细胞(P)。×8000。
图3 镉锌联合注射后3天，基细胞线粒体轻度肿胀(Mi)，主细胞(P)。×12000
图4 镉注射后60天，基细胞质增多，主细胞(P)。×8000
2.3 锌对镉致大鼠前列腺上皮基细胞损伤的保护 锌保护3天组，基细胞超微结构与相应的单纯镉3天组比较损伤明显较轻，仅见有少数线粒体内室轻度肿胀(图4)。锌保护15天组，基细胞超微结构基本正常，细胞基质与对照组相比明显较多。
3 讨 论
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正常大鼠前列腺上皮由主细胞和基细胞组成，基细胞位于主细胞和基膜之间，形态不一，具有未分化细胞的超微结构特征。本研究用透射电镜观察了镉对大鼠前列腺基细胞的超微结构损伤及锌的保护作用。研究结果表明：镉注射后4小时，基细胞与主细胞之间间隙增宽，少数线粒体轻度内室肿胀，镉注射后3天，基细胞改变最明显，表现为核周间隙扩大，线粒体内室肿胀和粗面内质网轻度扩张，15天基本恢复。镉注射后60天，基细胞分化活跃。
镉注射后所致前列腺基细胞早期损伤系肿胀溶解性改变，与我们在睾丸、输精管所见相似[3]，其损伤为镉所致直接损伤。它可能通过抑制超氧化物歧化酶(SOD)活性，间接诱发细胞膜脂质过氧化，使膜通透性增高，致细胞发生肿胀溶解性改变。也可能是游离的镉离子抑制定位于膜上的磷脂合成酶系，使膜的脂蛋白构成发生改变而致细胞损伤。
正常人前列腺组织中锌的浓度较血浆高，前列腺疾病(前列腺良性增生及前列腺癌)时，特别是前列腺癌，镉浓度明显高，而锌镉浓度比值变小[4]，说明锌对维持前列腺的正常功能具有重要的作用，是不可缺少的微量元素。本研究结果表明：锌对镉所致前列腺基细胞超微结构改变有明显的保护作用。其机理可能是诱导金属硫蛋白(MT)的产生，游离的镉离子以更多的Cd-MT结合贮存在胞质内，同时锌能直接与镉离子竞争主要大分子上的高亲和位点，从而减少镉的直接损伤作用。
, 百拇医药
前列腺癌组织无基细胞[1]。小剂量的氯化镉损伤睾丸所致雄激素水平下降引起的前列腺萎缩明显。基细胞的生长及功能也依赖血浆雄激素水平。本文观察到镉注射后60天，基细胞数量减少，且分化活跃，可能由于镉注射后15天由于睾丸间质细胞功能的恢复，血浆雄激素水平回升，因而基细胞分化变得活跃，以补充主细胞所致。但要弄清楚镉注射后基细胞减少与前列腺癌无基细胞的关系，有待进一步研究。
参考文献
1，吴明章，曾超文，张君慧.男性生殖病理学.第一版，上海：上海科学普及出版社，1996：178
2，Saksena S,White MJ,Mertzluff J,et al.Prevention of cadmium-induced sterility by zinc in the male rat.Contraception,1983,27(5):521
3，罗子国，李维信.镉对大鼠输精管损伤及锌保护的超微结构与葡萄糖-6-磷酸酶细胞化学的研究.解剖学报，1999，30(1)：86
4，Ogunlewe JO and Osegbe DN.Zinc and cadmiun concentrations in indigenous blacks with normal,hypertrophic,and malignant prostate.Cancer,1989,63(7):1388, 百拇医药
单位：重庆医科大学电子显微镜实验室 400016
关键词：大鼠；前列腺基细胞；超微结构；镉；锌
重庆医学000511 摘 要 目的 研究小剂量氯化镉对大鼠前列腺基细胞的影响及锌的保护作用。方法 小剂量氯化镉(2mg/kg体重)及锌腹腔内注射雄性Wistar大鼠后4小时到60天及镉锌联合注射后3天、15天取材，用透射电镜观察其超微结构改变。结果 镉注射后4小时基细胞与主细胞之间间隙稍有扩大，镉注射后24小时，基细胞出现较明显的超微结构改变，3天伴有基细胞核的变化，15天基本恢复，60天基细胞生长活跃，数量较少。结论 镉对大鼠前列腺基细胞有直接损伤作用，锌对镉所致基细胞超微结构改变有一定保护作用。
Study of the Injurious Effects of Cadmium and Protective Action of Zinc on Ultrastructure of Basal Cell of Prostate in Rat
, 百拇医药
Luo Ziguo ,Xu Ge,Li Weixin
(Laboratory of Electron Microscopy,Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing,400016)
Abstract Objective:To observe the injurious effects of cadmium(Cd)and protection of zinc (Zn) on ultrastructure of basal cell of prostate in Wistar rats.Methods:The rats were intraperitoneally injected with CdC12 (2mg/kg body weight) and Cd+Zn.The specimens were observed by transmission electron microscope.Results:Mild ultrastructural alterations of basal cells of prostate were detected 4 hours after Cd treatment.The changes became prominent within 3 days,After 15 days,the base cells had recovered almost to normal.After 60 days,the growth of basal cells was more active,but the quantity of basal cell decreased.Conclusion:Cd has direct injurious effects on the ultrastructure of basal cell of prostate in rats.Zn had some protective effect on the ultrastrucural injuries by cadmium.
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Key words:Cadmium Zinc basal cell Ultrastructure Rat Sciences
有报道前列腺癌与镉有关，锌在前列腺癌组织中含量下降[1]，正常人血浆锌镉浓度的比值仅为前列腺组织的1/3，前列腺癌组织中镉含量明显增高，锌下降。有关镉对前列腺上皮基细胞损伤则未见报道。本文通过基细胞超微结构观察，探讨小剂量氯化镉对大鼠前列腺腹侧叶上皮基细胞的影响和锌的保护作用。
1 材料和方法
1.1 动物分组 健康成年雄性Wistar大鼠51只，体重195～240g，分单纯镉组、镉加锌组和对照组，其中单纯镉组32只，镉加锌组8只，对照组11只。单纯镉组按2mg/kg体重剂量，一次腹腔内注射0.1%氯化镉(生理盐水配制)，分别于4小时，1、3、7、15、30及60天取材。镉加锌组分三次注射，先注射1%醋酸锌15mg/kg体重，2小时后注射氯化镉2mg/kg体重和醋酸锌50mg/kg体重，再间隔2小时注射醋酸锌15mg/kg体重，醋酸锌总剂量为80mg/kg体重，分别于3天和15天后取材。对照组腹腔内注射等体积的生理盐水。氯化镉、醋酸锌的注射剂量及方法参照Saksena[2]等报道。
, http://www.100md.com
1.2 取材及电镜样品制备 切取大鼠前列腺腹侧叶左叶小块组织，用磷酸盐缓冲液配制的4%戊二醛及1%四氧化锇作预固定和后固定(pH7.2～7.4)，酒精及丙酮逐级脱水，环氧树脂618#包埋，作半薄切片经1%次甲基兰-天青Ⅱ染色后，光镜下定位腺泡，再制备超薄切片。用醋酸双氧铀及枸橼酸铅染色，H-600型透射电镜观察。
2 结 果
2.1 大鼠前列腺上皮基细胞正常超微结构 基细胞位于主细胞与基膜之间，不到达腺腔，高约4～6μm，宽约9～11μm，形态多样：可呈扁平形、三角形或立方形，偶见柱状基细胞。基细胞的细胞质较主细胞致密，细胞器很少，只有少量的线粒体和粗面内质网，偶见高尔基复合体。核为圆形或卵圆形，其长轴与基膜平行，染色质较主细胞核致密，核仁明显。具有未分化细胞的特征。细胞内尚有微丝和微管。基细胞与基细胞之间或基细胞和主细胞之间有相嵌连接，无连接复合体(图1)。
, 百拇医药 2.2 镉对大鼠前列腺上皮基细胞损伤的超微结构改变 镉注射后4小时基细胞与主细胞之间的间隙稍有扩大，同时可见基膜下水分积聚，少数线粒体出现较轻的内室肿胀及髓样结构。镉注射后24小时，基细胞大部分线粒体内室肿胀有所加重，镉注射后3天，出现粗面内质网腔扩张，核周间隙节段性扩大，核异染色质增多并出现边集(图2)。镉注射后7天基细胞以上改变有所减轻。15天以后，上述改变基本消失。镉注射后60天，细胞核常染色质增多，基细胞质明显增多，有较多的粗面内质网、游离多聚核蛋白体和线粒体(图4)，但基细胞数量与对照组相比明显减少，细胞体积较大。镉注射后30天，基细胞超微结构改变介于15天和60天之间。
图1 对照组前列腺基细胞，细胞核(N)，基底膜(BM)，主细胞(P)。×15000。
, http://www.100md.com 图2 镉注射后3天，基细胞粗面内质网扩张(RER)，核周间隙扩大(↑)细胞核(N)，主细胞(P)。×8000。
图3 镉锌联合注射后3天，基细胞线粒体轻度肿胀(Mi)，主细胞(P)。×12000
图4 镉注射后60天，基细胞质增多，主细胞(P)。×8000
2.3 锌对镉致大鼠前列腺上皮基细胞损伤的保护 锌保护3天组，基细胞超微结构与相应的单纯镉3天组比较损伤明显较轻，仅见有少数线粒体内室轻度肿胀(图4)。锌保护15天组，基细胞超微结构基本正常，细胞基质与对照组相比明显较多。
3 讨 论
, http://www.100md.com
正常大鼠前列腺上皮由主细胞和基细胞组成，基细胞位于主细胞和基膜之间，形态不一，具有未分化细胞的超微结构特征。本研究用透射电镜观察了镉对大鼠前列腺基细胞的超微结构损伤及锌的保护作用。研究结果表明：镉注射后4小时，基细胞与主细胞之间间隙增宽，少数线粒体轻度内室肿胀，镉注射后3天，基细胞改变最明显，表现为核周间隙扩大，线粒体内室肿胀和粗面内质网轻度扩张，15天基本恢复。镉注射后60天，基细胞分化活跃。
镉注射后所致前列腺基细胞早期损伤系肿胀溶解性改变，与我们在睾丸、输精管所见相似[3]，其损伤为镉所致直接损伤。它可能通过抑制超氧化物歧化酶(SOD)活性，间接诱发细胞膜脂质过氧化，使膜通透性增高，致细胞发生肿胀溶解性改变。也可能是游离的镉离子抑制定位于膜上的磷脂合成酶系，使膜的脂蛋白构成发生改变而致细胞损伤。
正常人前列腺组织中锌的浓度较血浆高，前列腺疾病(前列腺良性增生及前列腺癌)时，特别是前列腺癌，镉浓度明显高，而锌镉浓度比值变小[4]，说明锌对维持前列腺的正常功能具有重要的作用，是不可缺少的微量元素。本研究结果表明：锌对镉所致前列腺基细胞超微结构改变有明显的保护作用。其机理可能是诱导金属硫蛋白(MT)的产生，游离的镉离子以更多的Cd-MT结合贮存在胞质内，同时锌能直接与镉离子竞争主要大分子上的高亲和位点，从而减少镉的直接损伤作用。
, 百拇医药
前列腺癌组织无基细胞[1]。小剂量的氯化镉损伤睾丸所致雄激素水平下降引起的前列腺萎缩明显。基细胞的生长及功能也依赖血浆雄激素水平。本文观察到镉注射后60天，基细胞数量减少，且分化活跃，可能由于镉注射后15天由于睾丸间质细胞功能的恢复，血浆雄激素水平回升，因而基细胞分化变得活跃，以补充主细胞所致。但要弄清楚镉注射后基细胞减少与前列腺癌无基细胞的关系，有待进一步研究。
参考文献
1，吴明章，曾超文，张君慧.男性生殖病理学.第一版，上海：上海科学普及出版社，1996：178
2，Saksena S,White MJ,Mertzluff J,et al.Prevention of cadmium-induced sterility by zinc in the male rat.Contraception,1983,27(5):521
3，罗子国，李维信.镉对大鼠输精管损伤及锌保护的超微结构与葡萄糖-6-磷酸酶细胞化学的研究.解剖学报，1999，30(1)：86
4，Ogunlewe JO and Osegbe DN.Zinc and cadmiun concentrations in indigenous blacks with normal,hypertrophic,and malignant prostate.Cancer,1989,63(7):1388, 百拇医药