中华放射医学与防护杂志  2017, Vol. 37 Issue (8): 565-569   PDF    
补肾解毒方对电离辐射致小鼠性激素紊乱的防治作用
赵雪1, 杨云霜2, 张蓉3, 匡振坤1, 杜磊2, 石鹏展2, 余雷1     
1. 121000 锦州医科大学火箭军总医院研究生培养基地;
2. 100088 北京, 中国人民解放军火箭军总医院中医与康复医学科;
3. 100088 北京, 中国人民解放军火箭军总医院医务部
[摘要] 目的 探讨补肾解毒方对电离辐射致小鼠性激素紊乱的防治作用。方法 72只成年小鼠雌雄各半采用随机数表法分为6组,每组12只,分别为雌、雄性的空白对照组、辐射组、补肾解毒方组。适应性饲养2 d后,补肾解毒方组给予浓度1.38 g/ml的补肾解毒方水溶颗粒剂0.2 ml灌胃,1次/d,灌胃10 d,第11天给予辐射组、补肾解毒方组一次性剂量为5 Gy的60Co γ射线照射,照射后24 h,各组采用随机数表法抽取6只处死,检测性激素水平;补肾解毒方组继续予补肾解毒方灌胃1次/d,灌胃14 d,空白对照组与辐射组正常饮水饮食饲养,照射后第14天,其余小鼠处死取材,检测性激素水平。结果 辐射后第1天,雌鼠补肾解毒方组雌二醇(E2)升高,与雌鼠辐射组相比,差异有统计学意义(t=2.686,P < 0.01);雌、雄鼠辐射组卵泡雌激素(FSH)水平与空白对照组相比均明显升高(t=4.305、4.642,P < 0.01);雄鼠辐射组、补肾解毒方组黄体生成素(LH)水平升高,与雄鼠空白对照组相比,差异有统计学意义(t=4.537、2.336,P < 0.01)。辐射后第14天,雄鼠睾酮(T)、LH辐射组低于空白对照组(t=-3.730、2.963,P < 0.05);雌鼠辐射组、补肾解毒方组E2、孕激素(P)下降,明显低于空白对照组(t=-5.424、-3.178,-2.690、-3.215,P < 0.01);雄、雌鼠辐射组FSH与空白对照组差异有统计学意义(t=-3.905、-2.812,P < 0.05)。结论 电离辐射会导致性激素分泌紊乱,而补肾解毒方能有效抑制该情况的产生,其对电离辐射引起的性激素紊乱具有较好的防护作用。
[关键词] 电离辐射     补肾解毒方     性激素    
The preventive and therapeutic effect of Bushen Jiedu prescription on radiation induced sex hormone disorder
Zhao Xue1, Yang Yunshuang2, Zhang Rong3, Kuang Zhenkun1, Du Lei2, Shi Pengzhan2, Yu Lei1     
1. PLA Rocket Force General Hospital Training Base, Jinzhou Medical University, Jinzhou 121000, China;
2. Department of TCM and Rehabilitation Medicine, PLA Rocket Force General Hospital, Beijing 100088, China;
3. Department of Medical Affairs, PLA Rocket Force General Hospital, Beijing 100088, China
Fund programs: National Natural Science Foundation of China(81673873)
Corresponding author: Zhang Rong, Email:zhangrongyisheng@sina.com
[Abstract] Objective To investigate the preventive and therapeutic effect of Bushen Jiedu prescription on ionizing radiation induced sex hormone disorder. Methods Totally 72 adult rats with half male and half female were randomly divided into 6 groups, including control group, radiation group, Bushen Jiedu prescription group with male and female, with 12 rats in each group. After adaptive breeding for 2 d, the rats of Bushen Jiedu prescription group were given 0.2 ml water soluble granules of Bushen Jiedu prescription (1.38 g/ml) by gavage once a day for 10 days. At 11 d, the rats were irradiated by 5 Gy of 60Co γ-rays. 24 h after radiation, 6 rats in each group were executed to measure the level of sex hormone. The other rats were further gavaged with Bushen Jiedu prescription or its control once a day for 14 d, then were executed for sex hormone testing. Results At 1 d after radiation, the estrogen (E2) of female of Bushen Jiedu prescription group was significantly higher than that of radiation group (t=2.686, P < 0.01). Compared with control group, the levels of follicule-stimulating hormone (FSH) (t=4.305, 4.642, P < 0.01) of male and female, the levels of luteinizing hormone (LH) of male radiation group, and Bushen Jiedu prescription group were increased (t=4.537, 2.336, P < 0.01). At 14 d after radiation, the levels of testosterone and luteinizing hormone in male rats of radiation group was higher than those in control group (t=-3.730, 2.963, P < 0.05), and the levels of E2 and progesterone of female was lower than those in control group (t=-5.424, -3.178, -2.690, -3.215, P < 0.01). Conclusions Ionizing radiation can induced sex hormone disorder, and Bushen Jiedu prescription can effectively inhibit this alteration, which indicates that Bushen Jiedu prescription is an ideal radiation protectant.
[Key words] Ionizing radiation     Bushen Jiedu prescription     Sex hormone    

随着核能和放射技术在工业、医院卫生等领域的广泛应用,人们接触射线的机会越来越多,长期接受电离辐射后会产生乏力、口渴、皮肤干燥、烦躁不安、失眠等症状,甚至诱发肿瘤,从中医学来讲这些均为火邪致病的症状,以肾阴亏虚论治核辐射损伤,常能取得较好效果[1]。本研究根据前期研究成果,在六味地黄丸的基础上,添加清热解毒中药,形成在研补肾解毒方,拟探讨补肾解毒方对电离辐射小鼠性激素紊乱的防护作用,现报道如下。

材料与方法

1.实验动物:清洁型C57BL/6小鼠72只,雌雄各半,3月龄,体重雄(28±2) g,雌(21±2) g,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供。许可证号:[SCXK(京)2012-0001]。自由摄食进水,普通颗粒饲料饲养,于北京师范大学生命科学院实验动物中心饲养。

2.药物:补肾解毒方中药颗粒剂(熟地10 g、山茱萸12 g、山药10 g、牡丹皮10 g、茯苓10 g、泽泻10 g、冬虫夏草3 g、白花蛇舌草10 g)由北京康仁堂药业有限公司提供。

3.试剂及仪器:小鼠血清睾酮(T)、雌二醇(E2)、孕激素(P)、黄体生成素(LH)、卵泡雌激素(FSH)酶联免疫试剂盒(北京瑞格博科技发展有限公司,RGB 96T)。60Co γ射线辐射装置(北京师范大学化学学院)。

4.造模及给药方法:采用随机数表法分为6组,每组12只。分别为雌、雄性的空白对照组、辐射组、补肾解毒方组。于每日上午8 :00给予空白对照组与辐射组生理盐水0.2 ml灌胃,给予补肾解毒方组中药补肾解毒方剂0.2 ml灌胃,1次/d,连续灌胃10 d,第11天辐射组与补肾解毒方组接受一次性5 Gy 60Co γ射线的全身照射,吸收剂量率1 Gy/min,总时长5 min。照射后24 h,各组采用随机数表法抽取6只处死,检测性激素水平;补肾解毒方组继续补肾解毒方灌胃1次/d,共灌胃14 d,空白对照组与辐射组正常饮水饮食饲养,照射后第14天,其余小鼠处死取材,检测性激素水平。补肾解毒方组按照人体给药剂量等比例换算为小鼠给药剂量[2],剂量为13.50 g ·kg-1 ·d-1,故取20 g补肾解毒方中药颗粒加热溶解,配置成15 ml,浓度为1.38 g/ml的中药汤剂,现配现用。

5.指标测定:分别于γ射线照射后第1、14天摘除眼球采血(1±0.2) ml,4℃,3 000 r/min,离心半径8 cm,离心5 min,分离血清,置于-80℃冰箱保存。采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)测定小鼠血清中性激素水平,其中包括雄性:T、LH、FSH;雌性:E2、P、LH、FSH。ELASA实验步骤:向预先包被了小鼠性激素单克隆抗体的酶标孔中加入相应性激素,加入生物素标记的性激素抗体,再与链霉亲和素-HRP结合,形成免疫复合物,经温育和洗涤后去除未结合的酶,加入底物A、B后产生蓝色,并在酸的作用下最终转化成黄色。最后产生颜色的深浅与样品中性激素浓度呈正相关。

6.统计学处理:计量资料以x ±s表示。采用SPSS 19.0软件进行分析。空白组与各处理组、处理组与处理组之间经正态性检验数据符合正态分布,采用独立样本t检验进行比较。P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

1.各组小鼠一般情况:空白对照组小鼠于饲养过程中饮食量、饮水量、大小便均正常,皮毛完整、光滑,毛色正常,行为活跃。受辐射后小鼠第1至14天出现精神萎靡,食量减少,毛色变暗的现象,个别小鼠出现胡须脱落表现,普遍体重减轻。

2.辐射后各组雄鼠T值比较:结果见表 1。由表 1可知,辐射后1 d,辐射组、补肾解毒方组与空白对照组相比有一定程度升高,但差异无统计学意义(P>0.05);辐射后14 d,各实验组均有不同程度降低,其中辐射组与辐射后1 d相比明显下降(t=-5.086,P < 0.05),并低于辐射后14 d空白对照组(t=-3.742,P < 0.05),补肾解毒方组与辐射后1 d相比,呈降低趋势(t=-3.250,P < 0.05),但接近于辐射后14 d空白对照组水平。

表 1 不同处理组辐射后不同时间雄鼠睾酮的变化(nmol/L,x ±s) Table 1 Alteration of testosterone in male rats after radiation(nmol/L, x ±s)

3.辐射后各组雌鼠E2比较:结果见表 2。由表 2可知,辐射后第1天,补肾解毒方组E2升高,与辐射组相比,差异有统计学意义(t=2.686,P < 0.01);辐射后第14天,辐射组、补肾解毒方组E2下降,明显低于空白对照组(t=-5.424、-3.178,P < 0.01)。

表 2 不同处理组辐射后不同时间对雌鼠雌二醇的影响(ng/L,x ±s) Table 2 Alteration of estrogen in female rats after radiation(ng/L, x ±s)

4.辐射后各组雌鼠P值比较:结果见表 3。由表 3可知,辐射后第1天3组差异无统计学意义(P>0.05);辐射后第14天辐射组、补肾解毒方组与辐射后较第1天下降(t=-2.690、-3.215,P < 0.05),且低于同时间点的空白对照组(t=-3.591、-3.923,P < 0.01),与E2变化趋势一致。

表 3 不同处理组辐射后不同时间对雌鼠孕激素的影响(ng/ml,x ±s) Table 3 Alteration of progesterone in female rats after radiation(ng/ml, x ±s)

5.辐射后雄、雌鼠FSH值比较:结果见表 4。由表 4可知,辐射后第1天,雌、雄鼠辐射组FSH水平与空白对照组相比均明显升高(t=4.305、-3.905,P < 0.01),且均高于补肾解毒方组(t=-4.904、-3.244,P < 0.01),而补肾解毒方组与空白对照组相比无明显变化;辐射后第14天,雄、雌鼠辐射组均明显低于辐射后第1天的水平(t=-3.841、-5.048,P < 0.01),且均与空白对照组有差别(t=4.642、-2.812,P < 0.05),雄鼠补肾解毒方组与辐射组存在差别(t=-3.905,P < 0.01),且比较接近空白对照组水平。

表 4 各处理组辐射后雄、雌鼠卵泡雌激素的变化(mIU/ml,x ±s) Table 4 Alteration of FSH in male and female rats after radiation(mIU/ml, x ±s)

6.辐射后雄、雌鼠LH值比较:结果见表 5。由表 5可知,辐射后第1天,辐射组、补肾解毒方组雄鼠LH水平升高,与空白对照组相比,差异有统计学意义(t=4.537、2.336,P < 0.01);辐射后第14天,补肾解毒方组恢复至正常水平,与辐射后第1天相比,差异有统计学意义(t=-5.624,P < 0.01),辐射组LH较辐射后第1天有所下降(t=-4.093,P < 0.01),但仍明显高于空白对照组、补肾解毒方组(t=2.963、4.044,P < 0.01)。辐射后第1、14天雌鼠各组间LH差异无统计学意义(P>0.05)。

表 5 雄、雌鼠辐射后不同时间黄体生成素的变化(mIU/ml,x ±s) Table 5 Alteration of LH in male and female rats after radiation(mIU/ml, x ±s)

讨论

针对放射工作人员的防护,中外研究人员均在积极研发抗辐射生物制剂,并取得了一定成果,但现有各种制剂仍存在一定缺陷,需要开发具有高效低毒且容易给药的新型辐射防护药物[3]。中草药在我国分布范围广泛,简单易得,含有大量可抗辐射的活性成分,而且有效剂量毒性较化学合成药物低,是较理想的抗辐射药物。石鹏展等[4]从火邪伤阴耗气、热扰心神、易致肿疡3个方面论述了辐射后出现的临床症状与火邪致病的关系。杨云霜等[5]发现上述辐射所致病症,从肾论治,“壮水之主,以制阳光”,应用六味地黄丸加减方常能取得较好疗效。六味地黄丸临床多用于由肾阴亏虚所引起的头晕耳鸣、腰膝酸软、遗精盗汗、消渴等症;经加减还可针对性用于前列腺增生,泌尿系统感染等疾病。本研究用方以六味地黄丸为基础,考虑辐射后脾胃腐熟水谷、消化吸收功能减弱,而熟地滋腻碍胃,故减少熟地剂量至10 g;加白花蛇舌草取其清热解毒、消痈散结之效[6],再入冬虫夏草补肺益肾,同时能够调节免疫[7],上述方药拟成补肾解毒方,扶正驱邪、标本兼治。本研究前期实验中分别应用5、6、7 Gy进行照射,其中6 Gy单纯照射30 d,死亡率达71.9%,本实验旨在观察电离辐射对生殖系统的作用,需较高存活率,故选用5 Gy,照射后观察时间仅14 d,时间较短,剂量较小,故实验中未有因电离辐射所致死亡情况。

生殖系统对辐射极其敏感,易受到辐射损伤,造成不孕不育、流产等现象。体内性激素水平的变化能较清晰地反映出机体生殖系统功能状态,可作为评价生殖系统损伤的指标之一。

男性不育多是由于精子形成及排出障碍引起,生殖系统对于辐射具有高敏感性,辐射常引起精子生成障碍,精子质量降低,进而造成暂时或永久性不育[8]。T由睾丸间质细胞分泌,辐射除造成间质细胞损伤外,常伴有睾丸支持细胞损伤。支持细胞可分泌雄激素结合蛋白,与雄激素结合提高间质细胞外环境雄激素水平,促进精子形成。此外,支持细胞还能分泌抑制素(Inhibin β)可有效调节垂体FSH分泌,人体内Inhibin β大部分均来自支持细胞[9]。有研究显示辐射后出现间质细胞损伤,T合成与分泌减少[10]。另有研究显示辐射后支持细胞损伤,Inhibin β分泌减少,对FSH抑制作用减弱,导致FSH升高,同时LH升高提示睾丸生殖功能的减退[11],本研究所得结果与其相一致,同时本实验补肾解毒方组T值减少及FSH、LH升高程度均较辐射组小,表明补肾解毒方能够减轻辐射对支持细胞和间质细胞损伤,并对其恢复起到促进作用。而本研究结果中,辐射后1 d,T水平变化不明显,可能为雄激素结合蛋白的减少导致雄激素扩散至血液,这与间质细胞分泌T减少形成抵消所致。

女性不育多因卵子成熟、排出障碍,以及子宫接受性差引起。垂体分泌FSH与LH通过血液循环作用于卵巢,一方面作用于卵泡,促进卵泡发育、分裂与成熟,另一方面促进卵巢分泌性腺类固醇,共同调节女子生殖功能。李冬春等[12]将大鼠卵巢摘除制造绝经大鼠模型,给予滋肾填精、大补真阴之补肾健骨汤治疗,治疗组E2水平出现明显升高,说明补肾阴类中药具有促进E2合成与分泌的功效。本研究辐射后1 d补肾解毒方组出现E2水平升高,可能为辐射前给予补肾解毒方所致。辐射后14 d辐射组与补肾解毒方组E2均出现降低,考虑为辐射导致卵巢颗粒细胞损伤,分泌雌激素能力减弱,辐射组P水平辐射后第14天出现降低,进一步证明了卵巢损伤的理论,这与潘晓燕等[13]的研究结果一致。本研究辐射后血清中FSH水平升高,为卵巢早衰或卵巢不敏感综合征的表现[14],可引起卵泡进行无排卵性消耗,进而导致女性不孕。补肾解毒方组小鼠E2降低水平与FSH波动均较小,说明补肾解毒方对电离辐射致小鼠生殖系统损伤具有防治作用。

综上所述,补肾解毒方可减轻辐射致雄鼠支持细胞与间质细胞损伤,并对其恢复起促进作用;对于雌鼠,可减轻辐射致卵巢功能减退并促进卵巢性腺类固醇分泌能力。同时,由于其高效低毒的特性,为防治辐射致生殖损伤的较理想防护剂,但因其成分复杂,故作用机制与靶点还需进一步研究。

利益冲突 本研究受中国人民解放军火箭军总医院青年科研创新基金(4173141B)资助;本文作者无可对实验结果产生影响的不正当的财务关系,在此对研究的独立性和科学性予以保证
作者贡献声明 赵雪负责实验动物饲养与处理,实验数据分析,论文撰写与修改;杨云霜、张蓉负责总体实验策划,论文撰写指导;匡振坤负责实验动物饲养与图像采集;杜磊、石鹏展、余雷负责实验动物取材、指标测定、数据整理
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