急性鉛對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+）對河南華溪蟹（Sinopotamon henanense）的雄性生殖毒性，試驗設(shè)置了1個空白對照組和5個Pb2+濃度處理組（3.675，7.35，14.70，29.40，58.80 mg/L），分別進行了3，5，7 d的染毒，分析和測定了鉛染毒后對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間的延長，精巢和副性腺中ACP活性有下降趨勢，58.8 mg/L鉛處理下染毒7 d時，精巢中ACP活性顯著降低（P＜0.05），副性腺在染毒5，7 d時，58.8 mg/L鉛處理組的ACP活性顯著降低（P＜0.05）。推測鉛可能通過降低精巢和副性腺中ACP活性對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，鉛的使用越來越多，但非正常的鉛排放對環(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種三級環(huán)境致癌物之一。鉛的生殖毒性是近年來的研究熱點，哺乳動物試驗結(jié)果表明，鉛會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。鉛對甲殼動物生殖系統(tǒng)的影響鮮見報道。

本試驗選取甲殼動物華溪蟹作為研究動物，是由于其對污染物敏感性高，被認為可以作為水環(huán)境污染檢測的理想指示生物[5-6]。前期關(guān)于鉛對河南華溪蟹（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)。本試驗主要圍繞鉛對華溪蟹精巢和副性腺性腺指數(shù)以及ACP活性的影響，為進一步探討鉛對華溪蟹雄性生殖系統(tǒng)的毒性及其機理提供一定的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗動物

河南華溪蟹（簡稱溪蟹）購于太原市五龍口水產(chǎn)批發(fā)市場，在實驗室條件下暫養(yǎng)14 d后，挑選個頭大小均勻、健康的成年雄蟹進行試驗。

1.2 試驗設(shè)計

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）中進行急性攻毒試驗，分別設(shè)5個處理組和1個對照組，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。以無鉛處理為空白對照組。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，分別從各組隨機選取5只溪蟹，稱質(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質(zhì)量的1.5 mL EP管中，稱質(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。試驗時，精巢和副性腺組織加入預(yù)冷的PBS緩沖液，置于冰上使用電動勻漿器對其進行勻漿，制成10%的組織勻漿液，2 800 r/min離心10 min，取上清。

1.4 測定項目及方法

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定ACP活性，所用試劑盒購于南京建成生物工程研究所，利用酶標(biāo)儀（SpectraMax M5，美國MD公司）進行活力與含量的測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），并應(yīng)用Dunnett法將處理組與相應(yīng)對照組進行比較（*表示差異顯著（P＜0.05），**表示差異極顯著（P＜0.01））。試驗結(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)與對照組相比均無顯著性差異。

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，染毒時間為7 d時，精巢組織中ACP活性較對照組差異顯著（P＜0.05）。而染毒3，5 d時，所有處理組較對照沒有顯著變化。

2.3 鉛對河南華溪蟹副性腺ACP活性的影響

從圖2可以看出，染毒5 d時，鉛質(zhì)量濃度為58.8 mg/L的處理組副性腺組織中ACP活性較對照組顯著下降（P＜0.05）；染毒時間為7 d時，所有的鉛處理組ACP活性均低于對照組，鉛質(zhì)量濃度為58.8 mg/L的處理組ACP活性較對照組顯著下降（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)于鉛對生殖器官的毒性研究主要集中在哺乳類動物，而對水生甲殼動物的研究很少涉及[13]。為此，本試驗主要研究鉛對甲殼動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提供一定的能量和營養(yǎng)[14]。本研究試圖證實鉛對溪蟹精巢和副性腺的性腺指數(shù)的潛在影響。結(jié)果顯示，各個處理組和對照組比較差異均不顯著，這可能有2個方面的原因，第一是樣本量較小，這也是本研究的不足之處，鉛是否會造成溪蟹的性腺指數(shù)下降還需更大的樣本量進行進一步證實，第二是染毒時間較短，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)生是一個連續(xù)的過程，在經(jīng)歷精原細胞、精母細胞和精細胞3個時期后生成成熟的精子，這個過程的連續(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間的延長顯著下降，這說明鉛對精子的發(fā)生有一定的干擾和阻礙作用。

對人類的研究結(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。若該酶含量降低會通過產(chǎn)生抗精子抗體而導(dǎo)致男性不育[17]。本試驗結(jié)果顯示，染毒5，7 d時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，這說明鉛對副性腺分泌ACP的功能有影響。

綜上所述，本研究推測鉛可能通過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，造成對河南華溪蟹的雄性生殖毒性，但其深入的機制還有待于進一步研究。

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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)類基金項目（20111401110010）；山西應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目（2016021141）

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