维生素A (VA)、锌 (Zn) 缺乏对机体损伤的研究由来己久。近年相关文献报道,VA、Zn缺乏与补充己成为许多国家的一个重要的公共卫生问题,而补充过量VA、Zn会对机体产生不利影响[1]。VA和Zn在转运、代谢和发挥生理功能等方面具有互作效应[2]。它们常作为食品强化剂联合用于食品中,但是维生素的补充原则是缺多少补多少,而在实际补充过程中缺乏科学指导依据,往往采取模糊补充[3]。本研究通过建立单独与联合过量摄入VA和/或Zn的实验大鼠模型来研究过量摄入VA、Zn对实验大鼠腺垂体细胞超微结构的影响,为VA、Zn的合理营养提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 动物与分组成年健康雌性SD大白鼠80只,体重180~200 g (甘肃中医学院科研实验中心),动物合格证号:SCXK (甘)2004-007。单只单笼,连续阴道涂片10 d,观察动情周期,剔除动情周期异常的雌性大鼠后余72只,随机分6组,每组12只,即对照组 (A组:等容积去离子水);Zn实验组[B组:补给ZnSO4溶液,含Zn 40/mg (kg·bw)(约20倍于A组)];VA实验组[C组:补给VA粉剂水溶液,含VA 20 000 U/(kg·bw)(约30倍于A组)];联合实验I组[补给VA和ZnSO4混合溶液,含VA 6 667 U/(kg·bw)(约10倍于A组),含Zn 40 mg/(kg·bw)(约20倍于A组)];联合实验Ⅱ组[补给VA和ZnSO4混合溶液,含VA 20 000 U/(kg·bw)(约30倍于A组),含Zn 40 mg (kg·bw)(约20倍于A组)];联合实验ⅡI组[补给VA和ZnSO4混合溶液,含VA 33 333 U/(kg·bw)(约50倍于A组),含Zn 40 mg/(kg·bw)(约20倍于A组)]。
1.2 试剂与仪器VA粉剂 (规格:32.5万U/g,北京嘉康源试剂有限公司)。硫酸锌 (分析纯,山东莱阳化工实验厂)。JEM-1 230型透射电子显微镜 (日本JEOL公司)。
1.3 方法 1.3.1 造模方法每天定时定量等容积经口灌胃法补充相应受试物 (每只大鼠灌胃量为0.5 ml),自由摄取饲料 (斯莱康) 及饮水 (双蒸水);定时称体重 (每3 d称重一次);每天观察动物的一般情况,定时称量动物剩余饲料,计算摄食量;连续30 d。
1.3.2 腺垂体超微结构观察于实验第31 d,采血法处死大鼠,取垂体组织先经过戊二醛磷酸钠缓冲液固定,漂洗,四氧化锇固定,然后经过脱水,浸透,聚合,切片,捞片和染色等过程制备成透射电子显微镜超薄切片,镜检。
2 结果 2.1 一般情况实验过程中B组大鼠出现烦躁,易激惹;C组、联合实验Ⅱ组和ⅡI组出现纳差,活动减少,喜睡眠;各实验组大鼠均不同程度出现胡须脱落,体毛干枯,腿部体毛脱落等现象,联合实验Ⅱ组相对较重;处死大鼠后解剖可见,VA、Zn单独及联合过量均可致不同程度胃肠粘膜损伤,B组相对较重。
2.2 腺垂体细胞超微结构的改变 (图 1-6)各实验组共同表现有:腺垂体部分细胞固缩;细胞核体积固缩,核膜不规整,核边集;染色质边集;线粒体肿胀,呈空泡状,甚至有包含体,嵴模糊甚至消失;内质网扩张;分泌颗粒减少等征象。各实验组相比较具体主要特点为:B组线粒体肿胀明显,呈空泡状,甚至有包含体,嵴模糊甚至消失;C组内质网扩张明显,暗细胞增多;联合实验I组分泌颗粒减少明显;联合实验Ⅱ组细胞固缩明显;联合实验ⅡI组胞质有溶解,细胞器损伤明显,坏死细胞多,细胞间有空泡,细胞比较疏散。
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A组:线粒体未见异常 图 1 正常组透射电子显微镜下腺垂体超微结构 (×15 000) |
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B组:线粒体空泡化 图 2 Zn实验组透射电子显微镜下腺垂体超微结构 (×12 000) |
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C组:内质网扩张,有凋亡小体 图 3 VA实验组透射电子显微镜下腺垂体超微结构 (×15 000)(略) |
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Ⅰ组:线粒体空泡化,分泌颗粒减少 图 4 联合实验I组透射电子显微镜下腺垂体超微桔构 (×12 000) |
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Ⅱ组:内质网扩张,核固缩染色质边集 图 5 联合实验Ⅱ组透射电子显微镜下腺垂体超微结构 (×12 000) |
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Ⅲ组:上:细胞器溶解;下:细胞界限不清,对周围有炎性,是坏死征象 图 6 联合实验Ⅲ组透射电子显微镜下腺垂体超微结构 (×8 000) |
3 讨论
垂体作为机体的一个重要内分泌腺,其分泌的激素几乎调节机体的任何生理活动。雌性哺乳动物的下丘脑、垂体和卵巢分泌的激素在功能上相互作用,构成一个完整的神经内分泌生殖调节体系,即下丘脑 垂体 卵巢轴,它在生殖活动中起着主要的调节作用[4, 5]。过量摄入VA和/或Zn对腺垂体细胞超微结构影响明显,腺垂体出现部分细胞固缩;细胞核体积固缩,核膜不规整,核边集;染色质边集;内质网扩张;分泌颗粒减少等征象;甚至发现有凋亡小体和炎性浸润,说明各实验组腺垂体部分细胞有凋亡和坏死征象。
线粒体是细胞内能量代谢的主要场所,线粒体与细胞内氧自由基的生成,细胞的凋亡与坏死以及许多人类疾病有关[6]。各实验组腺垂体细胞有线粒体肿胀,空泡状这种共同征象;甚至出现包含体;嵴模糊甚至消失等。单独过量摄入VA、Zn主要是以细胞器损伤为主,而联合过量摄入VA、Zn则兼有细胞器损伤和细胞整体形态改变,而且联合高剂量组镜下可见坏死细胞。结果表明,过量摄入VA、Zn对雌性大鼠腺垂体有影响,且联合过量摄入对雌性大鼠腺垂体损伤更为严重,进一步提示过量摄入VA、Zn可能会对整个生殖系统产生影响。
| [1] | Shannon J, Kelleher L, Bo Lo nnerdal. Zinc transporters in the rat mammary gland respond to marginal zinc and vitamin A intakes during loactation[J]. American Society for Nutritional Sciences, 2002 : 3280–3285. |
| [2] | Christian P, West KP Jr. Interactions between zinc and vitamin A:an update[J]. Am J Clin Nutr, 1998, 8(Suppl) : 435–441. |
| [3] | 于树林, 李翠迎, 丛庆芝. 维生素A的合理应用[J]. 中国药物滥用防治杂志, 2005, 11(2) : 106–107. |
| [4] | 王凌燕, 王树迎, 侯衍猛, 等. 哺乳动物下后脑-垂体-卵巢轴的研究时展[J]. 动物医学进展, 2005, 26(7) : 8–11. |
| [5] | 王学习, 朱玉真. 硫酸镍对雌性大鼠性腺机能的影响[J]. 中国公共卫生, 2003, 19(8) : 946–947. |
| [6] | 左及, 岳凤珍, 宋土生, 等. 医学分子细胞生物学[M]. 上海: 复旦大学出版社, 2005: 127-130. |
2007, Vol. 23

, 陈丽敏, 马剑华