急性鉛對(duì)河南華溪蟹精巢和副性腺性腺指數(shù)及酸性磷酸酶活性的影響

李娜，許鵬，王蘭

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院，山西太谷030801）

急性鉛對(duì)河南華溪蟹精巢和副性腺性腺指數(shù)及酸性磷酸酶活性的影響

李娜1，2，許鵬1，王蘭1

（1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院，山西太谷030801）

為了研究鉛（Pb2+）對(duì)河南華溪蟹（Sinopotamon henanense）的雄性生殖毒性，試驗(yàn)設(shè)置了1個(gè)空白對(duì)照組和5個(gè)Pb2+濃度處理組（3.675，7.35，14.70，29.40，58.80 mg/L），分別進(jìn)行了3，5，7 d的染毒，分析和測(cè)定了鉛染毒后對(duì)精巢和副性腺的性腺指數(shù)以及酸性磷酸酶（ACP）活性的影響。結(jié)果顯示，鉛未造成性腺指數(shù)顯著下降；隨著鉛染毒濃度的增大和染毒時(shí)間的延長(zhǎng)，精巢和副性腺中ACP活性有下降趨勢(shì)，58.8 mg/L鉛處理下染毒7 d時(shí)，精巢中ACP活性顯著降低（P＜0.05），副性腺在染毒5，7 d時(shí)，58.8 mg/L鉛處理組的ACP活性顯著降低（P＜0.05）。推測(cè)鉛可能通過(guò)降低精巢和副性腺中ACP活性對(duì)雄性河南華溪蟹造成生殖毒性。

華溪蟹；鉛；性腺指數(shù)；酸性磷酸酶

隨著現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展，鉛的使用越來(lái)越多，但非正常的鉛排放對(duì)環(huán)境造成了污染。鉛是一種有毒的重金屬，是世界衛(wèi)生組織公布的18種三級(jí)環(huán)境致癌物之一。鉛的生殖毒性是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，哺乳動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果表明，鉛會(huì)使精巢受到氧化損傷[1-2]，引起精巢形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[3]，并可導(dǎo)致精子數(shù)目減少，活力降低[4]，精液質(zhì)量下降，最終導(dǎo)致雄性不育。鉛對(duì)甲殼動(dòng)物生殖系統(tǒng)的影響鮮見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)選取甲殼動(dòng)物華溪蟹作為研究動(dòng)物，是由于其對(duì)污染物敏感性高，被認(rèn)為可以作為水環(huán)境污染檢測(cè)的理想指示生物[5-6]。前期關(guān)于鉛對(duì)河南華溪蟹（Sinopotamon henanense）雄性生殖系統(tǒng)的影響結(jié)果表明，急性鉛暴露可引起華溪蟹精巢和副性腺氧化損傷，精子質(zhì)量下降[7-9]。酸性磷酸酶（ACP）是衡量生殖系統(tǒng)是否有生精障礙的指標(biāo)。本試驗(yàn)主要圍繞鉛對(duì)華溪蟹精巢和副性腺性腺指數(shù)以及ACP活性的影響，為進(jìn)一步探討鉛對(duì)華溪蟹雄性生殖系統(tǒng)的毒性及其機(jī)理提供一定的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

河南華溪蟹（簡(jiǎn)稱(chēng)溪蟹）購(gòu)于太原市五龍口水產(chǎn)批發(fā)市場(chǎng)，在實(shí)驗(yàn)室條件下暫養(yǎng)14 d后，挑選個(gè)頭大小均勻、健康的成年雄蟹進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將健康成熟雄蟹暴露于2 L曝氣水（pH＝6.8）的容器（45 cm×30 cm×30 cm）中進(jìn)行急性攻毒試驗(yàn)，分別設(shè)5個(gè)處理組和1個(gè)對(duì)照組，處理組Pb2+質(zhì)量濃度分別為3.675，7.35，14.70，29.40，58.80 mg/L（根據(jù)96 h LC50[9]的1/80，1/40，1/20，1/10，1/5設(shè)定），分別暴露3，5，7 d。以無(wú)鉛處理為空白對(duì)照組。染毒期間不喂食，不換水，每天檢查溪蟹的健康狀況。

1.3 樣品制備

染毒結(jié)束后，分別從各組隨機(jī)選取5只溪蟹，稱(chēng)質(zhì)量并記錄體質(zhì)量后，活體解剖，迅速取出精巢和副性腺放入提前已稱(chēng)質(zhì)量的1.5 mL EP管中，稱(chēng)質(zhì)量，并記錄好精巢和副性腺組織的質(zhì)量，置于-80℃冰箱保存。試驗(yàn)時(shí)，精巢和副性腺組織加入預(yù)冷的PBS緩沖液，置于冰上使用電動(dòng)勻漿器對(duì)其進(jìn)行勻漿，制成10%的組織勻漿液，2 800 r/min離心10 min，取上清。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 生殖腺指數(shù)生殖腺指數(shù)（GSI）＝生殖腺質(zhì)量/體質(zhì)量×100%。

1.4.2 酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉法測(cè)定ACP活性，所用試劑盒購(gòu)于南京建成生物工程研究所，利用酶標(biāo)儀（SpectraMax M5，美國(guó)MD公司）進(jìn)行活力與含量的測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），并應(yīng)用Dunnett法將處理組與相應(yīng)對(duì)照組進(jìn)行比較（*表示差異顯著（P＜0.05），**表示差異極顯著（P＜0.01））。試驗(yàn)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉛對(duì)河南華溪蟹精巢和副性腺性腺指數(shù)的影響

由表1可知，在染毒的不同天數(shù)，所有的鉛處理組，精巢和副性腺性腺指數(shù)與對(duì)照組相比均無(wú)顯著性差異。

表1 河南華溪蟹精巢和副性腺的性腺指數(shù)%

2.2 鉛對(duì)河南華溪蟹精巢ACP活性的影響

由圖1可知，鉛質(zhì)量濃度為58.80 mg/L，染毒時(shí)間為7 d時(shí)，精巢組織中ACP活性較對(duì)照組差異顯著（P＜0.05）。而染毒3，5 d時(shí)，所有處理組較對(duì)照沒(méi)有顯著變化。

2.3 鉛對(duì)河南華溪蟹副性腺ACP活性的影響

從圖2可以看出，染毒5 d時(shí)，鉛質(zhì)量濃度為58.8 mg/L的處理組副性腺組織中ACP活性較對(duì)照組顯著下降（P＜0.05）；染毒時(shí)間為7 d時(shí)，所有的鉛處理組ACP活性均低于對(duì)照組，鉛質(zhì)量濃度為58.8 mg/L的處理組ACP活性較對(duì)照組顯著下降（P＜0.05）。

3 討論與結(jié)論

鉛是一種有毒的重金屬[10-11]，生殖器官是其致毒的重要靶器官，生殖器官一旦遭到損傷，種群的繁衍必然受到影響[12]。關(guān)于鉛對(duì)生殖器官的毒性研究主要集中在哺乳類(lèi)動(dòng)物，而對(duì)水生甲殼動(dòng)物的研究很少涉及[13]。為此，本試驗(yàn)主要研究鉛對(duì)甲殼動(dòng)物河南華溪蟹精巢和副性腺的相關(guān)毒理學(xué)。

精巢和副性腺是溪蟹雄性生殖系統(tǒng)的重要組成器官，精巢是雄性溪蟹精子發(fā)生的主要器官，副性腺內(nèi)容物主要為精子成熟和活動(dòng)提供一定的能量和營(yíng)養(yǎng)[14]。本研究試圖證實(shí)鉛對(duì)溪蟹精巢和副性腺的性腺指數(shù)的潛在影響。結(jié)果顯示，各個(gè)處理組和對(duì)照組比較差異均不顯著，這可能有2個(gè)方面的原因，第一是樣本量較小，這也是本研究的不足之處，鉛是否會(huì)造成溪蟹的性腺指數(shù)下降還需更大的樣本量進(jìn)行進(jìn)一步證實(shí)，第二是染毒時(shí)間較短，不足以反應(yīng)出鉛和性腺指數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性。

河南華溪蟹的精子發(fā)生是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，在經(jīng)歷精原細(xì)胞、精母細(xì)胞和精細(xì)胞3個(gè)時(shí)期后生成成熟的精子，這個(gè)過(guò)程的連續(xù)完成與精巢中多種酶的活性相關(guān)。研究表明，精巢中的酸性磷酸酶（ACP）活性可能與其吞噬功能有關(guān)，常作為衡量是否有生精障礙的指標(biāo)[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，河南華溪蟹精巢中ACP活性隨鉛染毒劑量的增加和染毒時(shí)間的延長(zhǎng)顯著下降，這說(shuō)明鉛對(duì)精子的發(fā)生有一定的干擾和阻礙作用。

對(duì)人類(lèi)的研究結(jié)果顯示，前列腺分泌的酸性磷酸酶是一種糖蛋白[16]，其功能主要有2個(gè)方面，一是與某些氧化物質(zhì)（如活性氧等）一起發(fā)揮局部抗炎效應(yīng)，有免疫抑制作用；二是可催化磷酸酯鍵水解。若該酶含量降低會(huì)通過(guò)產(chǎn)生抗精子抗體而導(dǎo)致男性不育[17]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，染毒5，7 d時(shí)的最高鉛濃度處理組，河南華溪蟹副性腺中ACP活性顯著下降，這說(shuō)明鉛對(duì)副性腺分泌A(yíng)CP的功能有影響。

綜上所述，本研究推測(cè)鉛可能通過(guò)降低河南華溪蟹精巢和副性腺組織中ACP活性，干擾精巢和副性腺的代謝，造成對(duì)河南華溪蟹的雄性生殖毒性，但其深入的機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

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Toxic Effect of Lead on Gonad Index and Activities of Acid Phosphatase in Testes and Accessory Gland of Freshwater CrabSinopotamon henanense

LI Na1，2，XUPeng1，WANGLan1
（1.College ofLife Science，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.College ofArts and Sciences，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

To study the reproductive toxicity effect of lead（Pb2+）on male freshwater crab Sinopotamon henanense,the paper analysed the gonad indexand the activityofacid phosphatase（ACP）oftestes and accessorygland after 3,5,7 d exposure to different Pb concentrations（0,3.675,7.35,14.70,29.40,58.80 mg/L）.The results showed that the gonad indexhad nochange significantlyafter Pb exposure.And with the increasing of lead concentration and the extension of the duration time,the activities of ACP in testes and accessory gland had a downward trend,after 58.8 mg/L lead exposure for 7 d,activities of ACP in testes decreased significantly（P＜0.05）,after 58.8 mg/Llead exposure for 5,7 d,activities ofACP in accessory gland decreased significantly（P＜0.05）.This is implied that lead maybe toxic tothe testes and accessorygland bydeceasingactivities ofACP in male crab Sinopotamon henanense.

Sinopotamon henanense;lead;gonad index;acid phosphatase

X171.5

：A

：1002-2481（2017）05-0740-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.17

2017-02-16

高等學(xué)校博導(dǎo)類(lèi)基金項(xiàng)目（20111401110010）；山西應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2016021141）

李娜（1980-），女，山西興縣人，副教授，主要從事細(xì)胞生物學(xué)研究工作。