【摘要】目的研究小剂量氯化镉对大鼠输精管近、远段的影响及锌的保护作用。方法用1%氯化镉(2mg/kg 体重)腹腔注射雄性Wistar大鼠后4h到60d及镉、锌联合注射后3d、15d取材。采用电镜观察和葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-Pase)电镜细胞化学定量研究。结果镉注射4h后，输精管主细胞出现超微结构改变，3～7d改变最明显，15d后有所减轻，60d后基本恢复正常。主细胞的主要改变为线粒体肿胀，内质网扩张及髓样结构增多。镉注射后4h，远段主细胞G-6-Pase反应产物明显减少，3d最少，15d反应产物增多。镉、锌联合注射后超微结构及G-6-Pase活性损伤均较单纯镉组轻。结论锌对镉所致大鼠输精管主细胞超微结构损伤及远段主细胞G-6-Pase活性影响有明显保护作用。

THE INJURIOUS EFFECTS OF CADMIUM AND PROTECTION

OF ZINC ON ULTRASTRUCTURE AND CYTOCHEMISTRY

OF G-6-Pase OF VAS DEFERENS IN RATS

Luo Ziguo^△， Li Weixin

(Laboratory of Electron Microscopy, Chongqing University of Medical Sciences, chongqing)

【Abstract】 Objective To study the injurious effects of small dose CdCl₂ and protection of zinc on proximal segment and distal segment of vas deferens in rats.MethodsThe rats were treated with CdCl₂(2mg/kg body weight) and Cd+Zn. The specimens were investigated by transmission electron microscopy and quantitative analysis of the changes of the cytochemical reactive product of G-6-Pase from 4 hours to 60 days after treatment.ResultsThe ultrastructural changes of principal cells were detected after 4 hours of Cd treatment. The degeneration became most prominent within 3-7 days, but tended towards recovery after 15 days and nearly normal appearance on 60 days after Cd treatment. The main alterations in principal cells were dilatation of endoplasmic reticulum (ER), swelling of mitochondria and increasing of myelin figures. G-6-Pase reactive product of principal cells of distal segment decreased 4 hours after Cd treatment, became most prominent after 3 days, tended to increase after 15 days. The protective effects of zinc on Cd induced injuries in ultrastructure of principal cells and G-6-Pase reactive product of distal segment principal cells from vas deferens were prominent in rats.ConclusionCadmium had injurious effects on the ultrastructure and G-6-Pase activity in principal cells of vas deferens. Zinc had prominent protective effects to the injuries of cadmium.

【Key words】 Cadmium; Zinc; Vas deferens; Ultrastructure; G-6-Pase; Rat

镉是一种半衰期很长，可致肝、肾等多器官损害的蓄积性有毒重金属，对人的生殖功能具有潜在性危害^［1］。我们已报道小剂量氯化镉(2mg/kg体重)可致大鼠睾丸生精细胞、间质细胞及附睾和精囊腺上皮细胞迅速出现超微结构损伤，且持续时间较长^［2～4］。输精管不仅是排精通道，其上皮还有合成、分泌与吸收等功能，它的分化、发生及发育均依赖于雄激素^［5］。1963年，Gunn等^［6］曾报道0.03mmol/(L^．kg)体重氯化镉皮下注射后，光镜下大鼠输精管结构无改变。有关镉对输精管损伤及锌保护作用研究则尚未见报道。本研究从超微结构和葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase, G-6-Pase)细胞化学两方面探讨小剂量氯化镉对大鼠输精管近段与远段的影响及锌的保护作用，及其作用机理。

材料和方法

1动物分组

成年雄性Wistar大鼠36只，体重190～250g，分单纯镉组、镉加锌组及对照组，单纯镉组21只，镉加锌组6只，对照组9只。单纯镉组腹腔内1次注射0.1%氯化镉(2mg/kg体重)，分别于4h及1、3、7、15、30、60d后取材。镉加锌组分3次腹腔内注射，先注射1%醋酸锌15mg/kg体重，2h后注射氯化镉2mg/kg体重和醋酸锌50mg/kg体重，再隔2h注射醋酸锌15mg/kg体重，醋酸锌总剂量为80mg/kg体重，分别于3d及15d后取材。对照组腹腔内注射等体积生理盐水。

2. 取材及电镜样品制备

取左侧输精管近段及远段^［7］，即近段距附睾尾0.5cm，远段距前列腺1.0cm，纵向切开成为两等份，用磷酸盐缓冲液配制的4%戊二醛及1%四氧化锇作固定和后固定(pH7.2～7.4)，酒精及丙酮逐级脱水，环氧树指618浸透作定向包埋。先作0.5 μm厚横断面半薄切片，经1%次甲基蓝-天青Ⅱ染色，光镜下定位后，再作超薄切片。经醋酸双氧铀及枸橼酸铅染色，H-600型透射电镜观察。

3. G-6-Pase电镜细胞化学样品制备

材料取自动物右侧输精管远段，包括单纯镉4h及3、15d组及镉加锌3、15d组和对照组。用经提纯的2.5%戊二醛预固定1h，以改进的Teutsch法配制孵育液，底物为葡萄糖-6-磷酸钠，捕获剂系硝酸铅^［8］，37℃孵育1h；对照孵育液内去除底物葡萄糖-6-磷酸钠。1%四氯化锇后固定，再转入常规电镜样品制备，超薄切片不经铅染色，电镜下观察。

4. 输精管远段主细胞G-6-Pase电镜细胞化学定量分析

电镜下恒定放大15 000倍，每组随机拍摄胞质10张，共60张底片。运用Tecbisa-6803真彩色医学图像分析系统对所得照片上酶反应产物总面积与背景面积比值(TA／BA)进行测量。所有测量数据均以平均值±标准差表示(±s)，结果经统计学处理，采用方差分析，并作多组比较。运用美国SAS软件，微机自动处理结果。

结果

1. 正常大鼠输精管上皮超微结构

1.1 近段：为假复层柱状上皮，由主细胞和基细胞组成。主细胞游离面微绒毛细长而密集，微绒毛之间可见有衣小凹，较多的有衣小泡和多泡小体位于顶端质膜下。核呈卵圆形，常染色质较多，核下区和核周含有较丰富的粗面内质网，腔内有低电子密度物质，顶部胞质内有较多呈管泡状的滑面内质网。较发达的高尔基复合体位于核上区，线粒体散在，未见有分泌颗粒。基细胞含较少的细胞器。

1.2 远段：远段主细胞微绒毛较近段粗短且较少；有些主细胞可见顶端表面隆起，部分脱落入管腔，其内含有丰富的滑面内质网和少量线粒体，少数脱落入管腔的小体内部胞质已崩解。核外形较不规则。远段主细胞的主要特征是含有很丰富的滑面内质网，在核周和核下区成层紧密排列呈涡旋状(图1，2)。部分主细胞顶部含有较丰富的线粒体。少数主细胞内见有被吞噬精子的断面。

2. 镉对大鼠输精管主细胞超微结构的影响

镉注射后4h，近段上皮主细胞间隙扩大，胞质内和微绒毛区髓样结构增多，线粒体轻度肿胀。远段主细胞除线粒体内室轻度肿胀外，一部分线粒体内出现髓样结构，但滑面内质网形态正常。1d组，近段的以上改变进一步加重；远段主细胞丰富的滑面内质网呈局部轻度扩张。3～7d，近段上皮主细胞线粒体广泛内室肿胀、空化，粗面内质网及高尔基复合体扩张。可见有些主细胞胞质内出现大泡，核异染色质边集，微绒毛减少及局部胞质崩解。远段主细胞的核异染色质边集，核周间隙扩大，滑面内质网明显扩张，排列紊乱，改变较轻的尚可识别其涡旋状，改变重者则见有膜断裂及相互融合呈较大的腔隙(图3，4)。15d和30d组，近段仅见少数主细胞粗面内质网轻度扩张，线粒体轻度肿胀，溶酶体明显增多。15d组的远段仍见部分滑面内质网显著扩张，核异染色质边集。30d组远段的上述改变进一步减轻，但滑面内质网数量较少。60d组的近、远段主细胞超微结构均基本恢复正常。

3. 锌对镉所致大鼠输精管主细胞损伤的保护

锌保护3d组与单纯镉3d组比较，近段除仅见个别主细胞粗面内质网轻度扩张外，远段见部分主细胞滑面内质网轻度扩张(图5)。15d组近段主细胞形态基本正常，无明显超微结构改变；远段少数主细胞滑面内质网轻度扩张，大部分主细胞滑面内质网形态正常。

4. 远段主细胞G-6-Pase酶活性图像分析

正常大鼠输精管远段主细胞含丰富的滑面内质网，G-6-Pase是内质网的标志酶之一，其反应产物呈高电子密度细小颗粒，沿内质网膜和核被膜呈均匀分布(图6)。镉注射4h后，内质网膜上G-6-Pase反应产物分布较对照组稀疏且不均匀。3d后，酶反应产物明显减少，呈零星分布且颗粒大小不均匀(图7)。15d组，在部分内质网酶反应产物较3d组有明显增多，仍较对照组少。锌保护3d及15d组G-6-Pase反应产物较相应阶段单纯镉组均有明显增加(图8)。

图像分析结果经统计学处理表明，镉注射后4h及3、15d，酶反应产物与背景面积之比(TA／BA)与对照组比较有显著差异(P＜0.05),其中4h组，15d组与3d组的TA／BA值又有显著性差异(P＜0.05)，而4h组15d组之间