60Coγ射线对雄性比格犬睾酮分泌及睾丸组织病理学的影响

孙 鸽，秦秀军，王永丽，李建国，周朝东，安 全，闻建华*

（中国辐射防护研究院放射医学与环境医学研究所，药物毒理与放射损伤药物山西省重点实验室，山西 太原 030006）

60Coγ射线对雄性比格犬睾酮分泌及睾丸组织病理学的影响

孙 鸽，秦秀军，王永丽，李建国，周朝东，安 全，闻建华*

（中国辐射防护研究院放射医学与环境医学研究所，药物毒理与放射损伤药物山西省重点实验室，山西 太原 030006）

60Coγ射线作为外照射源已广泛应用于恶性肿瘤的治疗、辐射育种、辐射消毒及其他工农业和医学领域[1]，作业过程或事故发生后产生的电离辐射可直接作用于机体并通过产生自由基造成生物大分子的损伤，继而造成血液系统、生殖系统、免疫系统等辐射生物学效应[2]。睾丸对辐射高度敏感，辐射可导致精子生成障碍、性激素分泌失调等放射性损伤，研究表明低剂量和高剂量辐射对睾丸结构的病理变化和雄性激素分泌的影响亦不相同，低剂量辐射即可引起睾丸组织病理学的改变，但对激素分泌的影响可能较小[3-5]。本研究采用辐射敏感实验动物雄性比格犬，对其进行不同剂量γ射线急性照射后，研究60 d内对睾丸结构和睾酮分泌的影响，讨论分析γ射线照射后雄性生殖系统受到的辐射损伤程度，为临床实践中相关从业或事故人员的辐射安全防护及救治提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

雄性比格犬15只，11月龄，购自中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心，动物合格证号0020182，检疫30 d，平均体质量8.16 kg；随机分为3组，每组5只，分别为空白对照组、0.5 Gy γ射线照射组和5.0 Gy γ射线照射组。

1.2 照射源及剂量率

60Co源，2.48×104 Ci，中国科学院刻度；采用一次性全身照射，腹部中心位置与中心源距离平均为2.95m，吸收剂量率为0.5 Gy/min，0.5 Gy γ射线照射组照射1min，5.0 Gy组照射10min。

1.3 照射及取材

照射后密切观察动物，对濒死动物进行紧急解剖，照射后第4、7、14、28、60天，分别对每只动物经前肢头静脉采血约3mL，离心分离血清，进行血清睾酮含量检测，照射后60 d对存活的动物进行解剖，取睾丸组织并称取质量。

1.4 血清睾酮检测

犬血清睾酮检测试剂盒由上海西唐生物科技有限公司生产，依照说明书采用竞争性抑制酶免疫分析法进行检测。

1.5 睾丸组织病理学制片与检查

实验动物死亡或照射后60 d将动物处死后迅速将睾丸切除，称取质量，沿纵轴切开，浸泡于甲醛溶液中，常规脱水、石蜡包埋、切片、苏木素-伊红染色(HE染色)，光镜下进行组织病理学检查，观察睾丸结构的病理变化及精子生成情况。

1.6 数据分析

2 结果

2.1 睾丸和附睾大体观察

照射后10～13 d，5.0 Gy γ射线照射组5只动物相继死亡，对濒死动物紧急剖检时发现，睾丸及附睾观察到出血点。照射后60 d，0.5 Gy γ射线照射组动物剖检时肉眼观察睾丸外观、颜色与空白对照组无显著差异。

2.2 体质量、睾丸质量及睾丸/体质量比

由表1可见，照射后60 d剖检时，0.5 Gy γ射线照射组动物体质量与空白对照组比较差异无统计学意义，其睾丸平均质量为空白对照组的69%，但两组间睾丸/体质量之间的差异无统计学意义。5.0 Gy γ射线照射组动物于照射后10～13 d全部死亡，体质量严重下降，故与空白对照组和0.5 Gy γ射线照射组无可比性。

表1 剖检时各组比格犬体质量、睾丸质量及睾丸/体质量比(n=5)

2.3 γ射线照射后比格犬血清睾酮含量

结果见表2。照射后第4天和第7天，与空白对照组相比，0.5和5.0 Gy γ射线照射组血清睾酮含量的差异无统计学意义(P>0.05)。照射后第14、28和60天，0.5 Gy γ射线照射组与空白对照组动物血清睾酮水平亦相近，两者差异无统计学意义。照后第14天后，5.0 Gy γ射线照射组动物已全部死亡，故无血清睾酮含量及统计数据。

表2 γ射线照射后比格犬血清睾酮含量/(ng/mL,n=5)

2.4 睾丸组织病理学检查结果

各组睾丸组织病理学检查见图1。对照组睾丸曲细精管生精细胞丰富、排列整齐、层次清楚，可见成熟精子生成，结构正常。与对照组相比，0.5 Gy γ射线照射组曲细精管内生精上皮层次减少、稀疏，腔内仅

见少量成熟精子生成，5.0 Gy γ射线照射组动物大量生精细胞坏死溶解，生精上皮层稀疏，且曲细精管内未见精子生成。

图1 各组睾丸组织病理学图片(HE染色，×200)

3 讨 论

生殖系统是电离辐射的敏感器官，辐射损伤会导致雄性激素的分泌以及睾丸结构的病理变化，从而造成雄性生殖功能的下降甚至丧失。研究结果中5.0 Gy60Coγ射线的急性全身照射导致动物于2周内全部死亡，由于大剂量照射破坏生物体的造血系统，机体免疫防御体系完全丧失，导致脏器出血感染症状，剖检发现伴随睾丸及附睾出血，符合急性放射病极期的典型特征[6]。本研究中0.5 Gy γ射线照射即导致比格犬睾丸质量的减轻，较早就有研究表明0.8 Gy γ射线的照射能造成大鼠睾丸质量45 d时仍低于对照组[7]，因照射后0.5 Gy γ射线照射的体质量也低于空白对照组，结果中二者睾丸/体质量比差异无统计学意义，虽然相关文献研究表明受照后动物睾丸质量会发生下降，但其剂量均大于0.5 Gy，实验过程中较低剂量的照射后从动物饮食及状态观察亦未见异常表现，表明即使低照射剂量的较小不同亦可引起体质量及睾丸质量增长的不同。另一方面通常采用脏器系数比单独采用脏器质量比较更合理，可避免组别间个体体质量差异带来的误差。实验中虽然0.5 Gy γ射线照射组睾丸质量及与体质量比与空白对照组间差异无统计学意义，但照后60 d的组织病理学检查结果显示低剂量射线仍然对睾丸内部结构造成损伤，并影响精子生成。

睾酮的分泌是雄性动物以及人类生殖系统是否健康的重要指征。徐加英等[8]的研究表明，Wistar大鼠接受5 Gy γ射线照射，照射0.5和4h后大鼠血浆睾酮水平显著低于空白对照组；张卫星等[9]采用60Coγ射线照射双侧睾丸组织，照射后48h照射组(4～10 Gy)较正常组血清黄体生成素(LH)显著升高，睾酮显著降低(P< 0.05)；本研究中0.5 Gy γ射线照射组于照射后14、28和 60 d，与空白对照组比较血清睾酮含量差异无统计学意义，在王瑞等[10]的研究中亦报道照射组与空白组大鼠血清睾酮水平及黄体生成素水平差异无统计学意义。有关对急性放射病人内分泌的长期跟踪研究表明，成人全身急性照射后血清睾酮呈下降趋势，但其下降幅度与照射剂量无关，可能与年龄有关，年龄越小，下降越明显，但以后的恢复期表现为年轻病人恢复最快[4，11]。本研究中采用近周岁犬，生殖器官处于发育旺盛时期，照射后60 d，低剂量照射造成的损伤逐渐自我修复，表现出与空白对照组相比差异无统计学意义。另外性激素呈现脉冲式分泌且受到发情周期、昼夜变化的影响较大[12]，因此小剂量照射对睾酮分泌的影响在照射后短时间较明显，远期效应可能不显著，亦有相关文献表明60Coγ源辐射事故4名受照男性(0.58～2.49 Gy)在随访的3-6个月内血清睾酮含量无明显变化，精子数量却为0[5]。

睾丸内精子形成对辐射非常敏感，仅0.15 Gy X射线照射即可引起精子轻度减少，2 Gy以上可使精子消失[2]。研究结果中5.0 Gy γ射线照射比格犬，对睾丸组织病理学损伤最严重，导致生精细胞坏死溶解，无法生成成熟精子，刘李娜等[13]的研究中以5.5 Gy60Coγ射线照射小鼠，其精子数量下降明显，睾丸生精小管肌样细胞及基膜模糊不清。本研究中0.5 Gy吸收剂量虽然对睾酮分泌量造成较小的影响，但仍出现生精细胞的坏死和脱落，间质细胞减少，仅有较少精子的生成，与苏晓燕等[14]的研究报道一致。可见辐射对雄性生殖系统的损伤随剂量增加而越严重，小剂量也会造成睾丸长期的功能性损伤，降低雄性生殖能力[15]。因此在明确电离辐射对雄性生殖系统损伤程度的基础上，实际工作中对相关从业人员应作好岗位防护及事故后有效的医疗救治措施。

[1] 朱寿彭，李章.放射毒理学[M].苏州：苏州大学出版社，2004：330.

[2] 赖亚辉，王明华.放射防护学[M].北京：中国医药科技出版社，2007：72-79.

[3] 王惠萍，徐斯凡. 影响睾丸生殖细胞凋亡的理化因素[J].中国医药科学，2016(1)16：31-33.

[4] Cheburakov Blu，Cheburakov Slu，Belozerov Nlu.Morphological changesin testicular tissue in clean-up personnel after the Chernobyl nuclear reactor accident[J].Arkh Patol，2004，66(2)：19-21.

[5] 赵凤玲，傅宝华，吕玉民，等.6名60Coγ源辐射事故受照者生殖及内分泌功能远期效应观察[J].中国职业医学，2014，41(6)：666-673.

[6] 罗庆良，柳晓兰，郝静，等.大剂量全身照射比格狗生物效应观察[J].军 事医学科学院院刊，2002，3(28)：14-17.

[7] Laporte P ，Viguierm C，Zongo D ，eta l.Changesin t esticular f luid production and plasmahormonesin the adult ratafter testicular60Co irradiation[J].R eprod N utr D ev，1985，25(2)：3 55-366.

[8] 徐加英，秦立强，王小平，等.电离辐射对大鼠血中元素含量和雄性激素水平的影响[J].中国辐射卫生，2011，20(1)：28-29.

[9] 张卫星，杨杰，王瑞，等.60Coγ射线致大鼠睾丸间质细胞结构及睾酮合成功能的损害[J].第三军医大学学报，2011，33(17)：1823-1826.

[10] 王瑞，张杰，张卫星，等.黄芪多糖对大剂量60Coγ射线损伤大鼠睾丸间质细胞的影响[J].郑州大学学报(医学版)，2012，47(6)：791-793.

[11] 张家庆，黄勤，葛勇，等.急性放射病五例随访5.5年的内分泌功能改变[J].中华放射医学与防护杂志，1998，18(1)：43-48.

[12] Waite E，Kershaw Y，Spiga F，etal.A Glucocorticoid sensitive biphasic rhythm of testosterone secretion[J].J Neuroendocrinol，2009，21(9)：737-741.

[13] 刘李娜，周茜，孙欢，等.不同剂量电离辐射对小鼠睾丸的损伤效应[J].实 验动物与比较医学，2013，33(4)：261-263.

[14] 苏晓燕，王金香，张学光，等.细胞因子组合治疗急性放射损伤犬的组织病理学观察[J].中华放射医学与防护杂志，2010，30(3)：260-262.

[15] 陈允菊，汤玉华.长期小剂量射线对放射作业人员血清中睾酮水平的影响[J].职 业与健康，2016(2)32：160-165.

Effects of6
0Coγrays on testosterone secretion and testicularhistopathology ofmale Beagle dogs

SUN Ge，QIN Xiujun，WANG Yongli，LI Jianguo，ZHOU Chaodong，AN Quan，WEN Jianhua*
(Divisionof Radiology and Environmentalmedicine of China Institute for Radiation Protection, Shanxi Key Laboratory of Drug Toxicology and Drug for Radiation Injury, Taiyuan 030006, Shanxi, China)

目的： 探讨60Coγ射线急性照射对雄性比格犬睾酮分泌的影响及对睾丸的损伤。方法：检疫30 d的15只雄性比格犬，随机分为3组：空白对照组、0.5 Gy γ射线照射组和5.0 Gy γ射线照射组，照射组比格犬接受60Coγ射线一次性全身照射，吸收剂量率为0.5 Gy/min，分别于照射后第4、7、14、28、60天采用竞争性抑制酶免疫分析法测定血清睾酮含量，照射后60 d取犬睾丸和附睾，观察脏器是否出血或坏死并进行睾丸的组织结构病理学检查。结果：γ射线照射后10～13 d，5.0 Gy γ射线照射组动物全部死亡，并出现睾丸及附睾出血；照射后60 d，0.5 Gy γ射线照射组动物体质量与空白对照组间的差异无统计学意义(P>0.05)，其睾丸平均质量为空白对照组的69%，两组间的睾丸/体质量比差异无统计学意义(P>0.05)；在照射后第4、7、14、28、60天，0.5和5.0 Gy γ射线照射组与空白对照组血清睾酮含量间的差异无统计学意义(P>0.05)；2个照射组比格犬睾丸生精细胞有不同程度坏死脱落，其中5.0 Gy γ射线照射组睾丸内无精子生成。结论：0.5和5.0 Gy60Coγ射线急性照射均对雄性比格犬生殖系统造成损伤，其中血清睾酮变化不明显，睾丸结构受到破坏，生精细胞及精子生成受到严重损伤。

60Coγ射线；比格犬；辐射损伤；睾酮；睾丸；组织病理学

OBJECTIVE:To investigate the effects of60Coγrays on testosterone secretion and testicularhistopathology ofmale Beagle dogs.METHODS：15male Beagle dogs were subdivided into 3 groups：the control group and the irradiation groups.Irradiation groups were exposed to 0.5 Gy or 5.0 Gy60Coγray，dosage rate 0.5 Gy/min.At the 4th-，7th-，14th-，28th- and 60th-day after irradiation，the contentof serum testosterone was determined by the competitive inhibition immunoassay.And at 60thday after irradiation，the testicles were obtained forobservation andhistopathology.RESULTS：During 10-13 days after irradiation，all the animals of the 5.0 Gy γray irradiation group died，andhemorrhage spots were found on their testes and epididymises.At 60thday after irradiation，there was no difference statistically between the 0.5 Gy γray irradiation group and the control group.The testicle average weightof 0.5 Gy group was 69% of the control group，while there was no statistical difference for testicle/body weight ratio between the 0.5 Gy γray irradiation group and the control group.Meanwhile，at 4th-，7th-，14th-，28th-and 60th-day after irradiation，there was no statistical difference for serum testosterone contentamong the 0.5 Gy γray irradiation group and blank control group.Spermatogenic cells from the 0.5 Gy and 5.0 Gy γray irradiation groups showed necrosis and lysis.In addition，azoospermia generation wasn’t found in the testicle of the 5.0 Gy group.CONCLUSION：Acute 0.5 Gy and 5.0 Gy γray irradiation induced damage to the reproductive system ofmale Beagle dogs：the testicle structure，spermatogenic cells and azoospermia generation were severely damaged.However，serum testosterone content did not showmuch obvious changes，

60Coγray；Beagle dog；irradiation damage；testosterone；testes；histopathology

Q691

A

1004-616X(2016)06-0443-04

1 0.3969/j.issn.1004-616x.2016.06.006

2016-08-28；

2016-10-29

山西省实验动物专项资金(2013k08，2014k09)

作者信息： 孙 鸽，E-mail：sg712712@sina.cn。*通信作者，闻建华，jianhua570621@163.com