吳 博 王一龍 趙惠玲 江海燕

(1. 溫州醫(yī)科大學實驗動物中心，浙江 溫州 325035；2. 溫州醫(yī)科大學眼視光學院，浙江 溫州 325003)

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番茄紅素對鎘誘導睪丸損傷大鼠抗氧化酶活性及生殖激素水平的影響

吳 博1王一龍1趙惠玲1江海燕2

(1. 溫州醫(yī)科大學實驗動物中心，浙江 溫州 325035；2. 溫州醫(yī)科大學眼視光學院，浙江 溫州 325003)

目的 觀察番茄紅素對鎘誘導睪丸損傷大鼠抗氧化酶活性及生殖激素水平的影響。方法 將28只雄性SD大鼠隨機分為4組，每組7只，分別為空白對照組、5 mg/L鎘組、5 mg/L鎘+10 mg/kg番茄紅素組、5 mg/L鎘+20 mg/kg番茄紅素組，給藥1 周后處死，測定睪丸組織超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性及血清促黃體生成素(LH)、睪酮(T)水平。結(jié)果 鎘組大鼠體質(zhì)量、睪丸質(zhì)量、睪丸組織SOD、GSH-Px活性及血清T水平均顯著低于NC組(P<0.01)，睪丸組織MDA含量和血清LH水平則顯著高于后者(P<0.01)；番茄紅素可緩解染鎘大鼠體質(zhì)量和睪丸質(zhì)量的減輕，并回調(diào)抗氧化酶活性和生殖激素水平，且高劑量組效果更為顯著。結(jié)論 番茄紅素對染鎘大鼠的睪丸損傷具有劑量依賴性的改善作用，可能與清除氧自由基和抗脂質(zhì)過氧化有關(guān)。

鎘；番茄紅素；氧化應(yīng)激；睪酮

鎘是一種重金屬，其化合物常作為穩(wěn)定劑應(yīng)用于聚氯乙烯的制造，以及防腐劑、顏料、磷肥、核能中子濾波器和鎘電池的生產(chǎn)。已有研究表明，鎘可導致大鼠睪丸間質(zhì)細胞瘤，抑制雄激素引起的性別分化，影響生殖器官類固醇的合成，以及直接作用于雌激素和雄激素受體，產(chǎn)生雌激素和雄激素樣作用，導致生殖內(nèi)分泌功能的紊亂[1]。本研究擬通過建立鎘誘導睪丸損傷大鼠模型，觀察番茄紅素對大鼠血清和睪丸組織中抗氧化酶活性及生殖激素水平的影響，為鎘中毒的預防和治療提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與試劑

1月齡SPF級健康雄性SD大鼠28只，由溫州醫(yī)科大學實驗動物中心提供[SCXK(浙) 2015-0009]。所用墊料、飲水、全價顆粒飼料及其它與動物接觸的物品均經(jīng)高壓滅菌處理。實驗及飼養(yǎng)條件嚴格按照SPF動物的規(guī)范要求。ToxSoms番茄紅素軟膠囊購自南寧富萊欣生物科技有限公司，超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所，促黃體生成素(LH)、睪酮(T)放射免疫試劑盒購自北京北方生物技術(shù)研究所。

1.2 動物分組與處理

將動物隨機分為4組：(1)空白對照組， (2)5 mg/L鎘組，(3)5 mg/L鎘 + 10 mg/kg番茄紅素組，(4)5 mg/L鎘 + 20 mg/kg番茄紅素組，每組7只。鎘于飲用水中給藥1 周。番茄紅素混勻于玉米油中，同時灌胃給藥1 周。給藥前和給藥后每3 d稱體質(zhì)量。給藥1 周后處死大鼠，取睪丸、精囊腺和附睪，稱質(zhì)量。取血常規(guī)分離血清后測定LH和T濃度。睪丸組織置液氮凍存，然后轉(zhuǎn)入-80 ℃超低溫冰箱保存，以備蛋白含量的測定。

1.3 指標檢測方法

1.3.1 血液指標檢測 血清LH、T水平的測定采用放射免疫法。所有操作均嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3.2 睪丸組織抗氧化物酶活性檢測 制備10%睪丸組織勻漿，離心提取蛋白上清液。黃嘌呤氧化酶法(羥胺法)測定SOD活性，硫代巴比妥酸(TBA)法測定MDA活性，二硫代二硝基苯甲酸(DTNB)法測定GSH-Px活性?？偟鞍缀康臏y定采用BCA法。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結(jié) 果

2.1 睪丸臟器系數(shù)比較

實驗結(jié)束時，鎘組體質(zhì)量、睪丸質(zhì)量及睪丸臟器系數(shù)均顯著低于NC組(P<0.01)，經(jīng)番茄紅素干預后明顯回升，其中高劑量組顯著高于鎘組(P<0.05)，低劑量組的體質(zhì)量和睪丸質(zhì)量雖有增加，但與鎘組比較無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 各組大鼠體質(zhì)量、睪丸質(zhì)量及臟器系數(shù)比較±s, n=7)

注：與NC組相比：*P<0.05，**P<0.01；與Cd組相比：#P<0.05；與Cd+10 mg/kg lycopene組相比：ΔP<0.05。

2.2 睪丸組織抗氧化酶活性比較

由表2可見，與NC組相比，鎘組睪丸組織SOD、GSH-Px活性明顯降低，MDA含量則明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；經(jīng)番茄紅素干預后，SOD、MDA及GSH-Px活性均有明顯改變，其中高劑量組較低劑量組效果更為顯著(P<0.05)，SOD、GSH-Px活性顯著高于鎘組(P<0.01),MDA含量則顯著低于鎘組(P<0.01)。

表2 各組大鼠睪丸組織SOD、MDA及GSH-Px活性比較

注：與NC組相比：**P<0.01；與Cd組相比：#P<0.05，##P<0.01；與Cd+10 mg/kg lycopene組相比：ΔP<0.05，ΔΔP<0.01。

2.3 血清生殖激素水平比較

由表3可見，鎘組血清LH水平顯著高于NC組(P<0.01),T水平則顯著低于NC組(P<0.01)，經(jīng)番茄紅素干預后，LH水平顯著降低(P<0.01)，T水平則顯著升高(P<0.01)，其中高劑量組的改善效果明顯優(yōu)于低劑量組,LH水平顯著低于低劑量組(P<0.05),T水平則顯著高于低劑量組(P<0.05)。

表3 各組大鼠血清LH、T水平比較

注：與NC組相比：*P<0.05，**P<0.01；與Cd組相比：##P<0.01；與Cd+10 mg/kg lycopene組相比：ΔP<0.05。

3 討 論

雄性生殖系統(tǒng)是鎘作用的重要部位，睪丸對鎘特別敏感。長期鎘暴露可以使鎘在睪丸內(nèi)蓄積，引起體內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物增加和抗氧化系統(tǒng)受損[2]。根據(jù)藥物毒性的分子生物學機制，活性氧(ROS)和氧化性損傷可能通過減弱精子的功能而引起雄性不育[3]。本研究結(jié)果顯示，鎘組大鼠睪丸組織SOD、GSH-Px活性顯著下降，MDA含量則顯著升高，而高劑量的番茄紅素顯著提高SOD、GSH-Px活性，并顯著降低MDA含量，表明番茄紅素可以拮抗鎘引起的脂質(zhì)過氧化作用。此外，高劑量的番茄紅素也可緩解鎘組大鼠體質(zhì)量和睪丸質(zhì)量的減輕，提示番茄紅素對鎘誘導的生殖毒性具有一定的改善作用。

生殖系統(tǒng)的發(fā)育、性別分化及第二特征的維持均有賴于性激素的調(diào)節(jié)。T是雄性動物體內(nèi)最重要的雄性激素，其合成和分泌受下丘腦 — 垂體 — 睪丸軸的調(diào)節(jié)[4]，其中任何一個環(huán)節(jié)的異常均能影響T的合成和分泌。而LH作為調(diào)節(jié)T合成和分泌的主要激素，血清T水平的降低可以反饋性地使垂體LH分泌增加，這與本文實驗結(jié)果一致。同時，經(jīng)番茄紅素干預后，LH、T水平分別發(fā)生明顯降低和升高，提示番茄紅素的抗氧化作用可能通過清除超氧陰離子等自由基和過氧化氫，減少體內(nèi)自由基對下丘腦 — 垂體 — 睪丸軸的損傷，從而使染鎘大鼠T的合成和分泌顯著回升。

總之，番茄紅素對染鎘大鼠的睪丸損傷具有一定的改善作用，可能與清除氧自由基和抗脂質(zhì)過氧化有關(guān)，但其具體的分子機制尚未明確，還需在以后的實驗中進一步探索。

[1]劉青, 甄建偉, 王亞軍, 等. 經(jīng)口短期染鎘對雄性大鼠血漿和睪丸組織中生殖激素水平的影響[J]. 毒理學雜志, 2012, 26(4): 294-296.

[2]安立會, 王靜波, 付清, 等. 環(huán)境鎘污染對生殖系統(tǒng)影響的研究進展[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2011, 28(1): 89-92.

[3]BAKER M A, AITKEN R J. Reactive oxygen species in spermatozoa: methods for monitoring and significance for the origins of genetic disease and infertility[J]. Reprod Biol Endocrinol, 2005, 3:67.

[4]王曉云, 張健, 李健, 等. 睪丸間質(zhì)細胞分泌功能調(diào)節(jié)因素的研究進展[J]. 解剖科學進展, 2002, 8(3):274.

Influence of Lycopene on Antioxidant Enzyme and Reproductive Hormone in Cadmium-induced Testicular Injury Rats

WU Bo1, WANG Yilong1, ZHAO Huiling1, JIANG Haiyan2

(1. Laboratory Animal Center, Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China;2. School of Optometry and Ophthalmology, Wenzhou 325003, China)

Objective To observe the influence of lycopene on antioxidant enzyme activity and reproductive hormone level in cadmium-induced testicular injury rats. Methods Twenty-eight SD rats were randomly divided into four groups of equal number: nomal control (NC) group, cadmium (Cd) group, Cd+10 mg/kg lycopene group, and Cd+20 mg/kg lycopene group. Then the rats were sacrificed, the activity of Superoxide Dismutase (SOD), Malondialdehyde (MDA), and Glutathione peroxidase (GSH-Px) in testicular tissue, and the level of luteinizing hormone (LH) and testosterone (T) in serum were measured. Results The body weight, testicular weight, SOD and GSH-Px activity, T level of Cd group were significantly lower than those of NC group (P<0.01), while MDA and LH level were significantly higher than those of NC group (P<0.01). Lycopene can reverse the cadmium-reduced body weight and testicular weight loss, regulate the antioxidant enzyme activity and reproductive hormone level, especially in 20 mg/kg group. Conclusions Lycopene has a dose dependent protective effects against cadmium-induced rat testicular injury, it seems to be closely involved with oxygen free radical scavenging activity and anti-lipid peroxidation

cadmium; lycopene; oxidative stress; testosterone

1006-446X(2016)11-0011-004

2016-09-08

浙江省教育廳科研項目(Y201327242)；溫州市科技計劃項目(Y20120131)

吳博，男，浙江溫州人，實驗師，主要從事實驗動物學研究。

江海燕，女，實驗師。E-mail：wubo_0611@163.com

O 614.242

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