亚慢性锰中毒致育成鸡睾丸损伤机制的研究

摘要

锰作为动物体的必需微量元素，在动物机体的生长、发育、生殖等方面发挥着重要作用，但是锰过量亦可引起动物锰中毒的发生，影响动物机体的神经、免疫、呼吸、生殖系统的正常生理功能。目前，国内外有关锰中毒的研究多集中在神经系统和免疫系统，对于生殖系统的报道较少，并且主要集中在人和鼠上，对禽类生殖系统毒性方面的研究更少。本试验选用海兰公鸡作为试验动物，在饲料中添加600、900、1800 mg/kg 氯化锰（MnCl2）建立亚慢性锰中毒模型，分别在试验30 d、60 d、90 d剖杀鸡只取睾丸组织和血清，通过观察临床症状、剖检变化以及睾丸组织病理学变化，检测睾丸中锰、铁、锌、铜、钙含量、氧化应激、乳酸脱氢酶（LDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）和ATP酶活性、血清中睾酮（T）、促黄体生成激素（LH）和促卵泡生成激素（FSH）水平、睾丸中促黄体生成素受体（LHR）和促卵泡生成素受体（FSHR）表达量、DNA损伤、蛋白质-DNA交联（DPC）及细胞凋亡等方面研究不同剂量锰对禽类雄性生殖系统的影响，初步探讨锰致雄性生殖系统可能的毒性机理。研究结果表明：
　　 1. 通过显微和超微结构的观察，染锰组鸡只睾丸体积出现不同程度的缩小，曲细精管内精原细胞排列紊乱，有的曲细精管萎缩、变形，部分生精细胞核皱缩，染色质浓集、边聚，核仁凝聚成团，证实过量锰能够导致鸡睾丸组织损伤、生精细胞形态学变化及细胞凋亡，提示过量锰通过诱导生精细胞凋亡使生精细胞数减少从而影响生殖机能；
　　 2. 通过睾丸组织中锰、铁、锌、铜、钙含量的检测，锰中毒能使睾丸中锰含量增加，铁、锌、铜、钙含量呈不同程度降低，表明锰摄入过多时可在睾丸中蓄积，影响其它矿物质的吸收，从而对精子生成及成熟产生影响；
　　 3. 过量锰能够诱导鸡睾丸组织发生氧化应激，导致NOS活性与NO含量升高、羰基含量增加，破坏了机体抗氧化防御系统及清除自由基功能，导致鸡睾丸组织发生氧化损伤；
　　 4. 锰中毒可使鸡睾丸组织Na+-K+- ATPase、Ca2+- ATPase、Mg2+ - ATPase、LDH、SDH活性降低，提示锰中毒可干扰线粒体能量代谢；
　　 5. 过量锰能够使睾丸组织中DPC含量增加，产生DNA分子的遗传损伤，严重损伤DNA；
　　 6. 通过对血清性腺激素含量及应用荧光定量PCR法对鸡睾丸内LHR mRNA、FSHR mRNA表达水平的检测，表明锰中毒可以降低血清中T、LH、FSH含量和LHR mRNA、FSHR mRNA的表达水平，引起内分泌紊乱，进而抑制睾丸发育及精子的形成和成熟，进一步证实过量锰能够干扰生精细胞发育基因的转录，这可能是锰的生殖毒理机制之一。
　　 综上所述，锰中毒可以影响育成鸡雄性生殖功能，造成睾丸组织病理学损伤，干扰线粒体能量代谢，影响氧化应激，诱导生精细胞凋亡发生，引起睾丸LHR mRNA、FSHR mRNA表达量的变化，表明过量锰可通过影响能量代谢、诱发细胞凋亡、干扰基因表达等途径发挥其毒性作用。