二氧化硫对大鼠附睾组织形态的影响

史岩，张建海

（山西农业大学动物科技学院，山西太谷030801）

二氧化硫对大鼠附睾组织形态的影响

史岩，张建海

（山西农业大学动物科技学院，山西太谷030801）

SO2是大气中常见的污染物。前期的研究发现，SO2可以影响生殖系统，但是SO2是否对生殖系统中的附睾组织形态产生影响，是不清楚的。以雄性大鼠为试验模型，通过显微镜观察附睾组织切片来探究SO2对附睾组织形态的影响。结果表明，SO2可以引起附睾管内精子的数量减少，使精子运动能力消失；精子的排列方式由正常生理状况下的分散于整个附睾管变成集中于附睾管一端；SO2还会使附睾管内的主细胞数量减少并使主细胞发生破裂。说明SO2可以影响附睾的组织形态，影响生殖系统。

SO2；附睾；生殖系统

SO2是全球常见的大气污染物。随着我国工业的发展，SO2主要来源于含硫化石燃料的燃烧，生成的SO2与空气中的水反应，形成酸雨[1]，酸雨腐蚀建筑物，酸化土壤，还会影响农作物的正常生长[2]。另外，有研究证明，经SO2熏气处理的谷子和菠菜，其体内的CAT酶活性和MDA含量有所变化，且植物体内叶绿素含量均有所降低[3]。

人和动物吸入SO2后在体内会形成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠（物质的量比是3∶1）的二氧化硫衍生物，并在体内发挥作用[4]。当空气中SO2浓度达到30～40 mg/kg时，会使人感到呼吸困难[5]。已经有文献证明SO2及其衍生物可引起呼吸系统损伤[4]。孟紫强等[6]研究发现，吸入SO2不只影响呼吸系统，还能够引起小鼠多个器官的细胞超微结构损伤，也包括睾丸组织，从而说明SO2对生殖系统有毒性作用。MENG等[7]研究发现，SO2体内衍生物能够导致小鼠多个器官的DNA损伤，不仅仅是对呼吸系统。王慧阳等[8]研究发现，SO2衍生物可以影响雄性小鼠的精子，发挥毒性作用。以上研究都说明，SO2及其衍生物可以对生殖系统造成一定损害。附睾在生殖过程中起着重要作用，是精子成熟、保护、运输和贮存的部位[9]。前期研究证明，SO2可以对精子产生影响，但其对附睾的作用，是否通过影响附睾来影响精子，还不太清楚。

本试验以雄性大鼠为试验模型，以SO2（39.3 mg/ m3，4 h/d）动态染毒，观察SO2对附睾组织形态以及附睾内精子的影响，旨在探讨SO2影响精子的发生机制。

1 材料和方法

1.1 试验材料

SO2气体（99.99%），购自广东省佛山科的气体化工有限公司。冰醋酸（AR）、生理盐水、甲醛、苏木素、伊红、无水乙醇等，均为实验室常规药品。

1.2 试验动物的分组及染毒

48只12周龄Wistar雄性大鼠（由山西医科大学实验动物中心提供），体质量160 g左右，进行7 d适应性饲养后，根据体质量和活动相近程度随机分成2组，进行分笼饲养，依次为对照组、染硫组，每组24只。对照组大鼠，呼吸洁净空气；染硫组被放在专门攻二氧化硫的设备中（该设备已获得国家专利No.CN201110058955.9），动态吸入含39.3 mg/m3高纯度SO2气体的洁净空气，SO2浓度通过SO2气体专用检测仪（PGM-35，RAE Systems Inc.，USA）测量。每天从早上开始，连续染毒4 h[10]，共56 d。

1.3 大鼠生长发育情况观察

染毒期间，随时观察动物的精神体态与生长发育状况，每日详细记录饮水和进食情况，每7 d称质量1次。染毒结束后，根据记录的各脏器湿质量，计算脏器系数。脏器系数=脏器湿质量（g）/体质量（g）×100%。

1.4 大鼠附睾的组织切片的制作

大鼠染毒56 d后，按每100 g体质量腹腔注射0.7 mL的20%乌拉坦麻醉，迅速剖开大鼠，取出附睾组织后，放入Bouin′s固定液中固定12 h，之后直接放入70%酒精中，中间换液2～3次，洗去淡黄色苦味酸后，依次80%，85%，90%，95%（2次），100%（2次）梯度酒精脱水、二甲苯透明，常规石蜡包埋。采用常规的HE染色，制作石蜡切片。

制作过程为：用切片机（金华惠支仪器设备有限公司）将蜡块切成薄片，切片厚度在5～8 μm，将石蜡切片放在温水表面，使之舒展开，之后采用HE染色的方法对载玻片上的组织进行染色，用二甲苯、苏木素和伊红进行染色和处理。之后在光学显微镜（日本Olympus公司）下观察附睾的组织结构和精子的排列、形态结构。

2 结果与分析

2.1 雄性小鼠脏器系数测定结果

试验期结束后，各组小鼠主要脏器系数的变化列于表1。与对照组相比，染硫组的附睾脏器系数未发生明显改变。

表1 小鼠主要脏器系数测定结果%

2.2 大鼠附睾组织的形态和附睾内精子的排列

2.2.1 对照组从图1-a，b可以看出，在大鼠附睾管内的精子散在均匀分布于附睾管内，精子的排列不规范，精子在附睾管内清晰可见。从图1-c可以看出，附睾管的黏膜上皮表面光滑完整，主细胞呈高柱状并紧密地排列在一起，在主细胞的游离面有成簇的静纤毛，胞质红染，胞核圆。

2.2.2 染硫组从图2-a，b可以看出，在染硫组附睾管中，精子的染色变淡，与对照正常组相比，精子的密度减少，分布也相对集中在附睾管的一侧，精子的分布紧密。从图2-c可以看出，附睾管内的主细胞中胞核清晰可见，但是细胞与细胞间的排列不紧密，其中，有些主细胞的胞核出现了溶解破裂的现象。

3 讨论与结论

附睾是连接睾丸和输精管的高度卷曲的管道，是精子成熟、保护、运输和贮存的部位，在雄性哺乳动物生殖生育中起着重要作用。附睾上皮细胞主要由主细胞、基底细胞、晕细胞和亮细胞组成[11]。主细胞呈长方形，富含细胞器，是附睾上皮组织的主要细胞类型，占附睾上皮细胞的65%～80%。附睾管内的主细胞能分泌甘油磷酸胆碱、肉毒碱以及多种酶，这些物质与其精子的生理功能、精子的成熟、精子的活力息息相关[12]。

前期研究发现，SO2可以使大鼠的精子活力和睾酮水平降低[13]。近期还发现，SO2可以通过影响血睾屏障进而影响生殖系统[14]。常凤滨等[15]于小鼠腹腔注射SO2体内衍生物后，发现SO2与其衍生物对雄性小鼠有生殖毒性作用。有研究也发现，SO2及其衍生物可引起人血淋巴细胞和小鼠骨髓细胞CA，SCE和MN增高，甚至引起多种器官包括小鼠睾丸组织细胞DNA损伤[16]。还有研究发现，SO2吸入可引起小鼠睾丸组织细胞脂质过氧化水平增加，脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量升高，抗氧化酶如过氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶等活性发生改变，抗氧化物质如谷胱甘肽含量减少等[17]。李英等[18]推测，铜可能通过启动氧化损伤引起附睾头的病理变化。本试验发现，SO2染毒56 d后，大鼠附睾管上皮细胞的排列松散，间质增厚，主细胞数目减少，有些主细胞出现了破碎、溶解。说明SO2可以影响附睾的组织结构，进而影响附睾的生理功能，可能与SO2的氧化损伤有关。

附睾对精子成熟的影响主要表现在对精子形态、精子表面成分以及代谢的改变。精子在附睾中的成熟是一个高度程序化的过程，可能一方面受到精子自身因素的作用，另一方面则受到了附睾微环境的影响。精子在附睾中运行，可以获得使卵子受精的能力[19]。还有研究发现，附睾在精子膜成熟以及在精子运动能力和受精能力中发挥着重要的作用[20]。本试验研究发现，染硫组精子的密度和数量与对照组相比减少，而且正常生理状况下精子是分散于整个附睾管，染毒组精子的分布却相对集中在附睾管的一侧，精子的分布紧密。精子的变化可能与附睾的组织形态变化有关。

SO2作用于大鼠的附睾会使大鼠附睾内精子数量减少，同时还有严重的病理变化，从而说明SO2会对附睾的组织形态造成损害，影响生殖系统。SO2是否是首先影响附睾的结构功能，然后再影响精子的成熟，以及SO2影响附睾组织形态的机制还有待进一步研究。

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Effects of Sulfur Dioxide on Epididymal Morphology of Rats

SHI Yan，ZHANGJianhai
（College ofAnimal Science and VeterinaryMedicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Sulfur dioxide（SO2）is a common air pollutant in the environment.In previous studies,we find that sulfur dioxide can cause damage tothe reproductive system.However，whether sulfur dioxide can effect epididymal morphology is unclear.In this study,the paper uses rats as experimental model.For investigated the effects of SO2on the epididymal,it uses the microscope to observe the epididymal tissue slice.The experimental results showthat sulfur dioxide can reduce the number of sperm and make the sperm motility disappear.In addition,treating with sulfur dioxide group,the sperm is concentrated in the epididymal end,while under normal physiological conditions,the sperm is uniformly distributed in the epididymal tube.Sulfur dioxide also can reduce the number of main cells in the epididymal tube and make the cell rupture.This experiment shows that sulfur dioxide is hazardous to the epididymal morphology,then affects the reproductive systemofmale.

sulfur dioxide;epididymal;reproductive system

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.19

R995；S865.1＋2

：A

：1002-2481（2017）05-0746-03

2017-03-07

国家自然科学基金项目（31172380）

史岩（1990-），男，山西运城人，在读硕士，研究方向：环境兽医学。张建海为通信作者。