中国辐射卫生  2008, Vol. 17 Issue (2): 157-159  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2008.02.023

引用本文 

马丽, 雷呈祥, 沈先荣, 蒋定文, 杨翊方, 彭武林, 戴寿荣. 低剂量率裂变中子照射对雄性大鼠生殖系统的影响[J]. 中国辐射卫生, 2008, 17(2): 157-159. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2008.02.023.
MA Li, LEI Cheng-xiang, SHEN Xian-rong, et al. Effects of Long-term, Low Dose Rate Fission Neutron Irradiation on the Reproductive System of Male Rats[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2008, 17(2): 157-159. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2008.02.023.

基金项目

海后科研基金资助项目(No.02-3303)

通讯作者

雷呈祥(1964~), 男, 博士, 副研究员

文章历史

收稿日期：2007-11-21
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低剂量率裂变中子照射对雄性大鼠生殖系统的影响
马丽 , 雷呈祥 , 沈先荣 , 蒋定文 , 杨翊方 , 彭武林 , 戴寿荣     
海军医学研究所, 上海 200433
收稿日期：2007-11-21
基金项目：海后科研基金资助项目(No.02-3303)
作者简介：马丽(1973~), 女, 江苏高邮人, 硕士, 助理研究员, 主要从事放射免疫学研究.
通讯作者：雷呈祥(1964~), 男, 博士, 副研究员.
摘要：目的 探讨低剂量率裂变中子长期照射对雄性大鼠生殖系统的影响。方法 96只雄性大鼠随机均分成对照组和照射组, 照射组每天用低剂量率裂变中子(252Cf, 吸收剂量率为0.35mGy/h)照射20.5h, 在照射的14d, 28d, 42d, 56d, 70d及停止照射后35d各取8只大鼠, 测定睾丸及附睾脏器指数, 用用鲍氏记数板记数精子数、畸形精子数, 放免法测量血清睾酮。结果 与同一天的对照组相比, 在累积剂量为0.3Gy时精子畸形率明显增加, 而睾丸及附睾脏器指数明显低于同一天的对照组(P < 0.05), 血清睾酮则在0.2Gy和0.3Gy时, 差异均有显著性, 但其他剂量点与同一天的对照组相比差异无显著性。结论 低剂量率中子累积照射在0.2Gy~0.3Gy时对大鼠生殖系统有一定影响, 但是由于大鼠的适应性反应, 没有出现照射的累积效应。
关键词：裂变中子    低剂量率    生殖系统    
Effects of Long-term, Low Dose Rate Fission Neutron Irradiation on the Reproductive System of Male Rats
MA Li , LEI Cheng-xiang , SHEN Xian-rong , et al     
Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433 China
Abstract: Objective To investigate the effects on germ system of male rats exposed to a low dose rate neutron irradiation. Methods Male rats were randomly divided into the control group and the irradiation group with low dose rate fission neutron (252Cf, 0.35mGy/h)irradiation.8 rats of each group were killed on 14d, 28d, 42d, 56d, 70d after irradiation and 35d after ceasing irradiation, and their abnormal sperms、testis/epididymis organ indexes andserum levels of testosterone were tested respectively. Results Compared with the control group, the abnomal sperm rate were evidently higher and the testis/epididymis organ indexes were evidently lower at the dose of 0.3Gy (P < 0.05)。The serum levels of testosterone showed evident changes at 0.2Gy and 0.3Gy.No changes found at any other doses. Conclusion Low dose rate fission neutron affected the reproductive system at 0.2Gy and 0.3Gy, and due to the adaptability of rats, no cumulative effects was found.
Key words: Fission Neutron    Low Dose Rat    Reproduction System    

近年来随着核动力工业, 航天业的发展以及在放射治疗中中子源的应用, 有可能接触低剂量中子照射的人群越来越多, 而根据国际放射防护委员会1990年的报告, 中子产生的损伤(效应)比γ辐射大5 ~ 20倍, 因此低剂量率中子的辐射生物效应研究日益受到重视。本实验通过低剂量率中子照射雄性大鼠, 观察中子对雄性大鼠生殖系统的影响, 初步探讨了低剂量率裂变中子对雄性动物生殖的影响及变化规律。

1 材料和方法 1.1 动物

雄性SD大鼠96只, 180 ~ 200g, 购自复旦大学实验动物中心, 随机分为对照组和照射组。

1.2 主要仪器和试剂

睾酮放射免疫分析药盒, 购至天津九鼎医学生物工程有限公司, 仪器:放免γ记数器, 购至上海原子核研究所日环仪器厂。

1.3 照射源与照射方法

在海军医学研究所辐照室进行照射, 放射源为252Cf中子源, 吸收剂量率为0.35mGy/h, 每天照射20.5h/d。分别于照射后的14d(0.10Gy)、28d(0.2Gy)、42d (0.3Gy)、56d(0.4Gy)、70d(0.5Gy)和105d(停照后35d)测定照射组和对照组各项指标, 6个时间段分别测定照射和对照组各8只大鼠。

1.4 脏器指数测定

处死大鼠分离睾丸、附睾, 分别按下面公式计算睾丸脏器指数、附睾脏器指数:

睾丸脏器指数=睾丸(g)/大鼠体重(100g)

附睾脏器指数=附睾(g)/大鼠体重(100g)

1.5 精子畸形率的测定

取一侧附睾在10ml的生理盐水中沿纵轴剪开, 37℃水浴5 min, 让精子自由泳出, 65℃水浴处理10 min杀死精子, 用鲍氏记数板记数精子数; 伊红染色、固定。每只动物高倍镜下观察1 000个精子, 记录精子畸形数。畸形率按下式计算:

精子畸形率=畸形精子数/精子总数×100%

1.6 血清睾酮的测定

大鼠眼球静脉血取血, 放置后离心取血清, 按天津九鼎医学生物工程有限公司提供的方法测量血清睾酮。

1.7 统计方法

采用t检验, 双尾, 双样本异方差分析, P < 0.05;P < 0.01为差异有显著性。

2 结果 2.1 低剂量率中子照射对大鼠睾丸脏器指数、附睾脏器指数的影响

从表 1、表 2可见, 低剂量率中子长期照射大鼠, 当累积剂量为0.3Gy(42d)时, 与同一天未照射的对照组比较, 中子照射组睾丸脏器指数明显高于对照组(P < 0.05), 而附睾脏器指数明显低于对照组(P < 0.05)。但在累积剂量为0.1Gy (14d)、0.2Gy(28d)、0.4Gy(56d)、0.5Gy(70d)及停照35d (105d)后, 与未照射的对照组比较, 大鼠睾丸脏器指数、附睾脏器指数变化不明显, 差异无统计学意义(P > 0.05)。

表 1 低剂量率中子照射不同时间的大鼠睾丸脏器指数(g/100g)

表 2 低剂量率中子照射不同时间的大鼠副睾脏器指数(g/100g)
2.2 低剂量率中子照射对大鼠畸形精子率的影响(表 3)
表 3 低剂量率中子照射不同时间的大鼠畸形精子率(%)

低剂量率中子长期照射大鼠, 对大鼠畸形精子的影响与睾丸脏器指数、附睾脏器指数相似, 仅在累积剂量0.3Gy(42d)时, 照射组畸形精子率明显高于同一天的对照组(P < 0.05), 其余时间点与对照组差异无统计学意义(P > 0.05)。

2.3 低剂量率中子照射对大鼠血清睾酮的影响

低剂量率中子长期照射大鼠对血清睾酮的影响结果列于表 4。结果显示, 当累积剂量为0.2Gy(28d)和0.3Gy(42d)时, 与同一天未照射的对照组比较, 差异明显(P < 0.01和P < 0.05), 而其他检测点变化不明显, 差异无统计学意义(P > 0.05)。

表 4 低剂量率中子照射不同时间的大鼠血清睾酮(g/100g)
3 讨论

辐射损伤对人体能造成包括骨髓抑制、造血组织功能障碍和外周血白细胞下降以及免疫功能降低等伤害[1]。近些年来, 低剂量的X射线、γ射线等低LET辐射对机体外周血的影响研究较多, 并发现低剂量照射机体, 可诱导机体产生适应性反应和刺激作用, 如提高机体的免疫力、延长寿命及增加对二次辐射损伤的抵抗等[2], 但对高LET辐射, 如裂变中子照射对动物的生物效应研究较少。陈建魁等[3]发现, 2.5 ~ 5.5Gy中子照射可使小鼠外周血细胞于照射后6h明显降低, 12h呈现一过性升高, 之后又进行性降低, 2.5Gy组于照射后21d血细胞可恢复至正常状态, 而4.0 ~ 5.5Gy组则未见恢复。蒋定文等报道的低剂量率(0.945mGy/h)裂变中子长期照在0 ~ 0.6Gy累积剂量下可引起外周血白细胞数的减少并可以恢复[4], 本研究通过低剂量率(0.35mGy/h)裂变中子长期照射大鼠, 观察低剂量率裂变中子对大鼠生殖系统的影响。发现低剂量率裂变中子累积剂量在0.2Gy, 照射组血清睾酮含量显著低于对照组, 低剂量率裂变中子累积剂量在0.3Gy时可明显降低照射组大鼠的睾丸、附睾脏器指数及血清睾酮含量, 而畸形精子率明显增加, 提示裂变中子对生殖系统有一定影响。但当裂变中子累积剂量增加到0.4Gy、0.5Gy时, 照射组大鼠与对照组之间统计学上无明显差异, 有研究认为[5], 低剂量辐射诱导的应激蛋白在兴奋效应中起重要作用。低剂量照射通过DNA损伤或其它途径, 活化细胞信号传导通路, 使淋巴细胞Ca++增高和PKC表达上调。调节蛋白的磷酸化/去磷酸化激活DNA修复酶类和诱生保护性蛋白[6], 这些报道可以解释我们的研究结果, 当低剂量率裂变中子累积剂量在0.3Gy时, 对生殖系统所产生的影响较大, 照射组、对照组各指标出现明显的差异; 而低剂量率中子累积剂量继续增加时, 活化了细胞信号传导通路, 产生了保护性应激蛋白, 这种活性的调节是全局性的, 因而也会提高和保护大鼠生殖系统的生存能力和活性, 表现出照射组、对照组各指标之间差异无显著性。

目前, 对低剂量率中子照射生物效应的研究较少, 对低剂量率中子照射的机理性研究则更少, 深入研究这一领域可以有助于了解低剂量率中子照射的规律, 有关低剂量率中子照射的影响、分子作用机制还有待于进一步研究。

参考文献
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陈建魁, 彭瑞云, 高亚兵, 等. 2.5 ~ 5.5 Gy中子辐射对小鼠白细胞和血小板损伤的实验研究[J]. 解放军检验医学杂志, 2002, 1(1): 50-53.
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蒋定文, 雷呈祥, 贾福星, 等. 低剂量率中子长期照射对大鼠外周血白细胞的影响[J]. 海军医学杂志, 2007, 28(1): 10-11. DOI:10.3969/j.issn.1009-0754.2007.01.005
[5]
LIU S Z, WEI L, SUGAHARA T, et al. High level of natural radiation[J]. Elsevier Science BV, 1997, 341-353.
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刘树铮, 陈沙力, 孟庆勇. 低剂量辐射对小鼠胸腺细胞浆和细胞核蛋白质表达的影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2003, 1(23): 14-16.