镉离子对公牛精子功能损伤的机制

目的:重金属比如镉(Cd)作为工业污染物广泛分布在环境中,研究人员已经鉴定了这些污染物能影响男性生殖系统。本文研究的目的是测试Cd在10~1000μmol/L的浓度范围在体外对荷斯坦(Holstein)公牛精子膜和DNA完整性、活动率和精子顶体胞吐能力的影响。方法:用PBS处理公牛精液样本后进行精液分析。脂质过氧化试验评估精子膜完整性。明胶消化试验测定公牛精子顶体胞吐作用的能力。单细胞凝胶电泳(SCGE)检测单个细胞内DNA断裂和不耐碱的破坏。结果:脂质过氧化(LPO)显著增加,表明了Cd对精子膜完整性的破坏作用。这种影响在Cd浓度为1000μmol/L时特别明显。LPO与活动精子百分率之间呈负相关(r=-0.94,P<0.001)。明胶消化试验表明Cd引起公牛精子顶体胞吐作用的百分率下降。发现在LPO率和消化环百分率之间呈负相关(r=-0.97,P<0.001)。彗星试验获得的数据表明Cd能诱导精子核中的DNA断裂。接近93%的DNA损伤为双股断裂。LPO氧化率与DNA断裂百分率之间的相关性为0.95(P<0.001)。结论:总体上,Cd诱导公牛精子膜损伤、活动率降低、DNA断裂、以及顶体反应率降低而导致精子功能损伤。进入雄性性腺和精浆的Cd可能对动物精子产生了破坏作用。