位 蘭,朱雪敏,張自強
(河南科技大學動物科技學院,河南 洛陽 471003)
三苯基錫對SD大鼠腎上腺組織結構的影響
位 蘭,朱雪敏,張自強
(河南科技大學動物科技學院,河南 洛陽 471003)
[目的]研究環(huán)境水平三苯基錫(triphenyltin,TPT)對哺乳動物腎上腺的毒性作用。[方法]將40只青春期SD大鼠隨機分為3個不同劑量的試驗組[0.5、5、50μg/(kg·BW)]和1個對照組[0μg/(kg·BW)]。每3 d灌胃1次,暴露54 d后,用10%水合氯醛麻醉并處死大鼠,采用石蠟切片和HE染色的方法觀察SD大鼠腎上腺組織學變化特點。[結果]對照組SD大鼠腎上腺組織結構正常,皮質部球狀帶、束狀帶、網狀帶內細胞結構正常,胞核明顯;髓質部細胞呈多邊形或圓形,排列不規(guī)則,索間有血竇。與對照組相比,低劑量組腎上腺皮質和髓質內細胞的結構均無明顯變化。中劑量組腎上腺球狀帶稍變薄,束狀帶和髓質細胞的胞核固縮、胞質溶解,間質組織輕微出血。高劑量組球狀帶細胞顯著減少,與束狀帶界限不清,束狀帶細胞和髓質部細胞胞核固縮,胞質溶解現(xiàn)象加重,呈現(xiàn)細胞空泡化現(xiàn)象,間質組織增厚且出血現(xiàn)象明顯。[結論]證實了一定劑量的TPT對SD大鼠腎上腺組織結構具有一定損傷作用,且呈劑量依賴性,該結果為研究TPT對哺乳動物內分泌的影響提供了形態(tài)學資料。
環(huán)境水平;三苯基錫;SD大鼠;腎上腺
三苯基錫(triphenyltin,TPT)是人造有機錫化合物,一般為無色或白色的固體或液體,通常幾乎不溶于水,主要用于催化化學、藥物化學、聚氯乙烯(PVC)穩(wěn)定劑、防污涂料、木材及紡織品防腐劑、工農業(yè)殺蟲劑和殺菌劑及日常用品的涂料和防霉劑等。有機錫化合物一般可通過呼吸道、消化道和皮膚黏膜進入機體,影響生物的生殖功能,干擾體內激素的分泌,造成生殖和遺傳的不良后果[1]。近年來,國內外有很多關于多種有機錫化合物對哺乳動物免疫系統(tǒng)的影響的研究報道[2-6]。關于有機錫對哺乳動物內分泌腺腎上腺組織結構影響的報道較少。為了研究三苯基錫對SD大鼠腎上腺的影響,該試驗以青春期SD大鼠作為研究對象,觀察暴露于不同濃度TPT后其腎上腺組織學變化特點,以初步探討TPT對SD大鼠腎上腺損傷作用,為分析預測環(huán)境水平TPT對動物以及人類健康的影響提供形態(tài)學依據。
圖1 TPT暴露后腎上腺組織結構的變化
1.1 試驗儀器與試劑
1.1.1 試驗試劑
4%甲醛固定液的配制:40%甲醛20 mL、蒸餾水180 mL,混勻即可。
鹽酸分色液的配制:濃鹽酸0.5~1 mL,70%乙醇99 mL,混勻即可。
伊紅染色液的配制(醇溶性):伊紅2.5 g,100%酒精425 mL,蒸餾水75 mL,將伊紅加入酒精攪拌溶解后即可。
蘇木精溶液的配制:甲液——蘇木精0.5 g、無水乙醇10 mL;乙液——硫酸鋁鉀25 g、蒸餾水150 mL、碘酸鉀0.1 g,煮沸2 min;甲液與乙液混合后加蒸餾水至500 mL,混合后的溶液加入碘酸鹽0.1 g即可。
1.1.2 試驗儀器:手搖式組織切片機,上海醫(yī)療器械四廠,型號202-1;奧林巴斯顯微鏡,杭州匯爾儀器設備有限公司,型號BH-1;MIE顯微圖像處理軟件,購于山東易創(chuàng)電子有限公司;202-AD電熱恒溫干燥箱等。
1.2 實驗動物及處理 取40只健康的SD大鼠隨機分為4組,每組10只,雌雄各半且分籠飼養(yǎng)。根據環(huán)境中TPT的濃度設計染毒濃度:低濃度組[0.5 μg/(kg·BW)]、中濃度組[5 μg/(kg·BW)]、高濃度組[50 μg/(kg·BW)]和 1個對照組[0 μg/(kg· BW)]。
用無水乙醇將TPT配成1、10、100 μg/mL,然后用0.85%的生理鹽水稀釋10倍,即得到0.1、1、10 μg/mL的灌胃液,對照組為含10%無水乙醇的生理鹽水。正常試驗環(huán)境下[每日連續(xù)光照12 h,室溫(22±1)℃]飼養(yǎng)54 d,自由取食、飲水,并記錄攝食量。每3 d灌胃1次,按5 μL/(g·BW)進行灌胃,共灌胃18次。
1.3 鏡檢觀察 在顯微鏡下觀察SD大鼠腎上腺組織結構變化特點并拍照。
2.1 TPT暴露后對照組SD大鼠腎上腺組織結構的變化 對照組SD大鼠腎上腺組織結構正常,被膜完整,皮質部球狀帶、束狀帶、網狀帶的細胞結構正常,胞核明顯。球狀帶細胞體積小,排列緊密,細胞呈圓形或橢圓形,核大且位于細胞中央,染色深;束狀帶細胞索狀排列,細胞體積較球狀帶大,呈多邊形和圓形,胞核染色較球狀帶淺,細胞索之間有血竇;網狀帶細胞呈多邊形,細胞索互相吻合形成網狀(見圖1-A1)。髓質部細胞呈多邊形或圓形,排列不規(guī)則,索間有血竇,細胞較小,胞質淡染,胞核位于中央,網狀帶與髓質交界明顯(見圖1-A2)。
2.2 TPT暴露后低劑量組大鼠腎上腺組織結構的變化 低劑量組SD大鼠腎上腺組織結構出現(xiàn)輕微的變化,皮質部球狀帶、束狀帶、網狀帶細胞間隙較對照組大,細胞界限不清。球狀帶變薄,細胞數量減少,排列成不規(guī)則的團塊狀或索狀;束狀帶細胞平行排列,細胞間隙增大;網狀帶變化不明顯,細胞呈多邊形,細胞索相互吻合成網狀結構(見圖1-B1)。髓質部間質內可見少量淤血現(xiàn)象(見圖1-B2)。
2.3 TPT暴露后中劑量組大鼠腎上腺組織結構的變化 中劑量組SD大鼠腎上腺皮質球狀帶較對照組明顯變薄,細胞數量明顯減少,細胞界限不清;束狀帶胞核固縮,胞質溶解,核周圍明顯出現(xiàn)空隙,細胞界限模糊;網狀帶細胞變化不明顯(見圖1-C1)。髓質部胞核固縮、胞質溶解,細胞界限更加模糊(見圖1-C2)。
2.4 TPT暴露后低劑量組大鼠腎上腺組織結構的變化 高劑量組SD大鼠腎上腺組織結構變化最明顯。被膜變薄且不完整,有脫落現(xiàn)象;球狀帶細胞明顯減少,與束狀帶界限模糊,胞核固縮、胞質溶解;束狀帶胞核嚴重固縮,胞質溶解、消失,呈現(xiàn)細胞空泡化現(xiàn)象;網狀帶無明顯變化(見圖1-D1)。髓質部細胞腫脹,胞核固縮,胞質溶解、消失,間質組織增厚,出血現(xiàn)象嚴重(見圖1-D2)。
藥物對內分泌系統(tǒng)的毒性作用,往往較難判斷,在新藥申報中也沒有具體規(guī)定內分泌毒性判斷需檢測的指標,且國內外學者對內分泌毒性判斷需進行哪些檢測尚無統(tǒng)一認識。而在內分泌毒性判斷中,腎上腺是其中一個重要的檢測器官[7]。目前在腎上腺毒性判斷中較常用的是臟器系數,但由于臟器系數并不能完全反映腎上腺組織結構的變化,且臟器系數本身在評價毒性作用方面也存在一定的爭議。因此,在腎上腺毒性判斷中的病理切片就顯得尤為重要[8]。
腎上腺實質可分為皮質和髓質2部分,皮質的組織結構可以分為3層,自外向內分為球狀帶、束狀帶和網狀帶。球狀帶細胞分泌的鹽皮質激素醛固酮,可控制腎遠曲小管和集合管保Na+排K+作用,從而維持電解質的平衡;束狀帶細胞分泌的糖皮質激素,幾乎對所有器官和組織的代謝都有影響,該類激素不僅能促使蛋白質和脂類代謝,還可以降低免疫應答及抗炎癥等作用[9]。在該試驗中,通過觀察發(fā)現(xiàn),TPT暴露后可引起SD大鼠腎上腺不同程度的變化,且呈劑量依賴效應,主要表現(xiàn)為:球狀帶變薄、細胞數目減少,與束狀帶界限不清。推測TPT可能抑制了球狀帶細胞的生長,抑制其細胞活性,進而影響其分泌糖皮質激素水平。糖皮質激素可加強分解代謝,增加產熱,提高機體對有害刺激的耐受力,而且內源性和外源性糖皮質激素過多會導致胰島素抵抗和發(fā)展為糖尿?。?0];束狀帶和髓質部都出現(xiàn)胞核固縮、胞質溶解的現(xiàn)象。除此之外,束狀帶還見胞質消失,呈現(xiàn)細胞空泡化現(xiàn)象;髓質間質增厚,出血現(xiàn)象嚴重??赡苁荰PT對機體產生損傷作用,細胞為了維持內環(huán)境的穩(wěn)定,從而使細胞凋亡程序被激活,就發(fā)生程序性細胞死亡。髓質分泌的腎上腺素能提高心肌的興奮性,增加心搏血量,使機體處于應激狀態(tài)。去甲腎上腺素可使血管收縮,血壓升高。腎上腺髓質與交感神經節(jié)細胞同源,功能也相似,故切除髓質后動物仍能生存,僅喪失部分應付緊急狀態(tài)的反應能力。該試驗結果顯示,腎上腺髓質隨TPT劑量的增加其組織損傷越來越嚴重,推測TPT可能影響腎上腺素和去甲腎上腺素的分泌。因此,該試驗提示,一定劑量(≥10 μg/mL)的TPT長期暴露能損傷腎上腺內球狀帶、束狀帶和髓質的組織結構,對其內分泌功能的影響以及TPT對腎上腺的損傷機制有待進一步研究和探討。
[1]呂華東,林麒.有機錫污染及其毒性作用研究現(xiàn)狀[J].海峽預防醫(yī)學雜志,2007,13(3):27-29.
[2]WHALEN M M,WILSON S,GLEGHORN C,et al.Brief exposure to triphenyltin produces irreversible inhibition of the cytotoxic function of human natural killer cells[J]. Environ Res,2003,92(3):213-220.
[3]AW T Y,NICOTERA P,MANZO L,et al.Tributyltin stimulates apoptosis in rat thymocytes[J].Arch Biochem Biophys,1990,283(1):46-50.
[4]THAYER JS.Organotin Compoundsand Living Organisms[M].New York:Academic Press,1984.
[5]SEINEN W,VOS J G,van KRIEKEN R,et al.Toxicity of organotin compounds.Ⅲ .Suppression of thymusdependent immunity in rats by di-n-butyltindichloride and di-n-octyltindichloride[J].Toxicol Appl Pharmacol,1977,42(1):213-224.
[6]ANNANIE D,黃玉瑤.氯化二丁基錫對雄性小鼠睪丸和精子質量的影響[J].動物學報,2000,46(4):392-398.
[7]ROSOL T J,YARRINGTON J T,LATENDRESSE J,et al. Adrenal gland:structure,function,and mechanisms of toxicity[J].Toxicologic Pathology,2001,29(1):41-48.
[8]SZABO S,LIPPE I T.Adrenal gland:chemically induced structural and functional changes in the cortex[J]. Toxicologic Pathology,1989,17(2):317-329.
[9]沈霞芬.家畜組織學與胚胎學[M].北京:中國農業(yè)出版社,2006.
[10]徐沖,徐國恒.糖皮質激素與脂肪代謝和胰島素抵抗[J].生理科學進展,2009,40(1):19-23.
Effects of Triphenyltin on Tissue Structure of Adrenal Gland of SD Rats
WEI Lan,ZHU Xue-min,ZHANG Zi-qiang
(College of Animal Science and Veterinary Medicine,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)
[Objective]The aim of the present study was to assess the toxic effects of environmental level triphenyltin (TPT)on mammalian adrenal gland.[Methods]Forty adolescent SD rats were randomly assigned to one of four groups:Three TPT treatment groups
intragastric administration with 0.5,5,50 μg/(kg·BW)of TPT every 3 days for 54 days respectively and one control group received no TPT.The mice were anesthetized with 10%chloral hydrate and killed.The paraffin sections of the rats adrenal gland tissues were prepared and stained by HE staining method to observe the variation characteristics of their structure.[Results]The tissue structure of adrenal gland of SD rats in the control group was normal;the structure of cells in zona glomerulosa,zona fasciculate and zona reticularis in adrenal cortex was normal,and the nucleus of the cells were limpid;the cells in adrenal medulla were polygonal or circular,the arrangement of the cells was irregular,and there was blood sinus among tissue space.Compared with the control group,there were no significant changes in the structure of the adrenal cortex and medulla in the low dose group.The zona glomerulosa of adrenal in the middle dose group was thinner than that in the lower dose group;there was the nucleus condensation and plasmolysis in the zona fasciculate and adrenal medulla cells,and there was slight bleeding in interstitial tissues.The number of zona glomerulosa cells in high dose group was significantly reduced,and the limit between zona glomerulosa and zona fasciculate was unsharp;the nucleus condensation and plasmolysis in cells in zona fasciculate and adrenal medulla was aggravated,and there was vacuolization in the cells;the interstitial tissues were thicken and bleeding was aggravated.[Conclusion]The results obtained in this study demonstrate that certain doses of TPT can cause damage to the tissue structure of adrenal gland in SD rats in a dose-dependent way.The results also provide morphological data for assessing the effect of TPT on mammalian endocrine function.
environmental level;triphenyltin;SD Rats;adrenal gland
R114;X174
A文章順序編號:1672-5190(2016)09-0009-03
2016-08-25
項目來源:河南科技大學創(chuàng)新能力培育基金(2012ZCX012)。
位蘭(1980—),女,副教授,博士,主要研究方向為畜禽解剖學及組織胚胎學。
(責任編輯:錢英紅)