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近年来,随着国内外对地方性氟中毒研究的日益深入,氟中毒引起的非骨相系统尤其是生殖系统损害越来越受到人们的关注,人们发现高氟区男性不育率显著高于非高氟区,且高氟区居民的精子数量和质量也明显降低。以往的研究表明:氟可引起大鼠生精细胞发生凋亡。而适量的锌对氟引起的脂质过氧化和DNA损伤有明显的拮抗作用,可抑制细胞的凋亡。Bcl-2蛋白、Bax蛋白是细胞凋亡过程中重要的蛋白,Bcl-2基因属于凋亡抑制基因,是从滤泡性非霍杰金淋巴瘤细胞中分离出来的一种癌基因,Bax基因属于凋亡诱导基因。Bcl-2蛋白和Bax蛋白在细胞内以同源二聚体或异源二聚体形式存在,当bax基因过度表达时,同源二聚体Bax/Bax比例增加,促进细胞凋亡,当Bcl-2基因过度表达时,异源二聚体Bcl-2/Bax比例增加,抑制细胞凋亡,因此Bcl-2/Bax蛋白的比值被认为是决定细胞凋亡的重要因素。适量的锌是细胞凋亡抑制因子,可拮抗毒物引起的生精细胞凋亡。而有关锌对氟引起的生精细胞凋亡拮抗作用机制研究较少。本研究通过大鼠灌胃氟化钠建立氟中毒模型,同时给予不同浓度的锌制剂,通过对大鼠精子质量,血清激素水平,生精细胞Bcl-2蛋白、Bax蛋白表达等的检测,研究氟锌联合作用对大鼠生殖机能的影响,为氟中毒的防治提供理论依据。材料和方法1实验动物及剂量分组:4～5周龄雄性Wistar大鼠50只,体重68.5～92.5g,由河南省动物实验中心提供。饲养条件:室温20～24℃,相对湿度为30%～60%,12小时光照,饲养在不锈钢丝笼内,自由饮食。经观察1周无异常后,随机分为5组,即对照组、染氟组、氟加低锌组、氟加中锌组、氟加高锌组。对照组经口灌胃给予去离子水;染氟组经口灌胃给予25 mg/kgBw·d氟化钠溶液;氟加低锌组经口灌胃给予25 mg/kgBw·d氟化钠溶液+4 mg/kgBw·d硫酸锌溶液;氟加中锌组经口灌胃给予25 mg/kgBw·d氟化钠溶液+20 mg/kgBw·d硫酸锌溶液;氟加高锌组经口灌胃给予25 mg/kgBw·d氟化钠溶液+50 mg/kgBw·d硫酸锌溶液。2检测指标及其方法:染毒6周后,称重、麻醉抽取下腔静脉学并处死动物,取睾丸、附睾,称重计算脏器系数,进行精子数、活动精子率测定和畸形精子率的分析;用氟离子选择电极法测定睾丸中氟的含量;采用放射免疫法检测血清睾酮含量;检测睾丸中乳酸脱氢酶的活力;免疫组化法(ICH)检测生精细胞中Bcl-2蛋白、Bax蛋白的表达水平。3统计学处理:采用SPSS12.0软件包处理所得数据。对于数值变量资料采用单因素方差分析或秩和检验进行分析;各组间精子畸形率和活动率的比较采用x~2检验和x~2分割的方法。取α=0.05为显著性水准。结果1各剂量组大鼠初始体重、终体重、右侧睾丸、右侧附睾、右侧睾丸脏器系数、右侧附睾脏器系数差异均无统计学意义(P＞0.05)。2精子数:(1)氟加锌各剂量组与氟组比较:氟加锌各组精子数显著高于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.05)。(2)染毒各组精子数与对照组比较:氟加中锌组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。氟组、氟加低锌组和氟加高锌组精子数均低于对照组,且差异有统计学意义(P＜0.05)。3精子活动率:(1)氟加锌各剂量组精子活动率与氟组比较:氟加中锌组和氟加高锌组高于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.005)。氟加低锌组与氟组比较,差异无统计学意义(P＞0.005)。(2)染毒各组精子活动率与对照组比较:氟加中锌组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.005)。氟组、氟加低锌组和氟加高锌组均低于对照组,且差异均有统计学意义(P＜0.005)。4精子畸形率:(1)氟加锌各剂量组精子畸形率与氟组比较:氟加中锌组和氟加低锌组低于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.005)。氟加高锌组与氟组比较,差异无统计学意义(P＞0.005)。(2)染毒各组精子畸形率与对照组比较:氟加中锌组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.005)。氟组、氟加低锌组和氟加高锌组均高于对照组,且差异有统计学意义(P＜0.005)。5睾丸氟测定:(1)氟加锌各剂量组睾丸氟与氟组比较:氟加中锌组低于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.05)。氟加高锌组高于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.05)。氟加低锌组与氟组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。(2)染毒各组睾丸氟与对照组比较:氟加中锌组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。氟组、氟加低锌组和氟加高锌组均高于对照组,且差异均有统计学意义(P＜0.05)。6血清睾酮:(1)氟加锌各剂量组血清睾酮与氟组比较:3组均高于氟组,差异均有统计学意义(P＜0.05)。(2)染毒各组血清睾酮与对照组比较:氟加锌各剂量组均高于对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05)。染氟组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。7睾丸乳酸脱氢酶活性:(1)氟加锌各剂量组睾丸LDH活力与氟组比较:氟加中锌组高于氟组,且差异有统计学意义(P＜0.05)。氟加低锌组和氟加高锌组与氟组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。(2)染毒各组睾丸LDH活力与对照组比较:氟加中锌组与对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。氟组、氟加低锌组和氟加高锌组均低于对照组,且差异均有统计学意义(P＜0.05)。8睾丸组织病理切片:对照组和氟加中锌组的生精小管界膜完整,上皮细胞有5～8层,管壁中可见不同发育阶段的生精细胞,生精小管形态结构完整,管腔中无脱落的细胞,可见大量成熟精子,支持细胞的数量和结构正常。氟组和氟加高锌组生精小管界膜剥脱,上皮细胞减少到2～3层,各级生精细胞数量减少,结构疏松,管腔中有脱落细胞,成熟精子的数量减少,支持细胞数量减少。氟加低锌组的各级生精小管界膜较完整,生精小管上皮细胞数量较氟组和高锌组有所增加,形态结构较正常,间质细胞的数量和结构也较正常,可见较多成熟精子。9睾丸生精细胞Bcl-2蛋白、Bax蛋白表达检测:9.1 Bcl-2蛋白:(1)氟加锌各剂量组Bcl-2蛋白表达水平与氟组比较:氟加锌组各剂量组均高于氟组,差异有统计学意义(P＜0.005)。(2)染毒各组Bcl-2蛋白表达水平与对照组比较:染氟组低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.005),氟加高锌组和氟加中锌组高于对照组,且差异有统计学意义(P＜0.005),氟加低锌组与对照组相比,差异无统计学意义(P＞0.005)。9.2 Bax蛋白:(1)氟加锌各剂量组Bax蛋白表达水平与氟组比较:氟加低锌组与氟组相比,差异无统计学意义(P＞0.005),氟加中锌组低于氟组,差异有统计学意义(P＜0.005),氟加高锌组高于氟组,差异有统计学意义(P＜0.005),(2)染毒各组Bax蛋白表达水平与对照组比较:氟加低锌组和氟加高锌组高于对照组,且差异有统计学意义(P＜0.005),氟加中锌组与对照组相比,差异无统计学意义(P＞0.005),染氟组高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.005)。结论1锌可拮抗氟致大鼠生精细胞凋亡,其可能机制是通过提高生精细胞Bcl-2蛋白表达、降低Bax蛋白的表达进行。2锌对氟致大鼠生精细胞凋亡拮抗作用与剂量有关,中剂量锌(20mg/kgBw·d)拮抗作用较为明显,低剂量锌(4mg/kgBw·d)拮抗作用不明显,高剂量锌(50mg/kgBw·d)无拮抗作用甚至与氟产生协同作用。