概述生殖毒性是指外源化學(xué)物對(duì)雄性和雌性生殖功效或能力以及對(duì)后代產(chǎn)生不良效應(yīng)。生殖毒性既能夠發(fā)生于生殖細(xì)胞、受精卵、胚胎形成期，也可發(fā)生于妊娠、分娩和哺乳期。表現(xiàn)為外源化學(xué)物對(duì)生殖過(guò)程影響。影響人類生殖功效環(huán)境原因還包含各種化學(xué)物、電離和非電離輻射、物理原因、感染原因、生活方式以及藥品應(yīng)用等。第七章化學(xué)毒物生殖毒性第1頁(yè)一、雄性生殖細(xì)胞發(fā)生過(guò)程精子發(fā)生過(guò)程是指精原細(xì)胞發(fā)育成為成熟精子過(guò)程。精子發(fā)生過(guò)程始于胎兒期原始生殖細(xì)胞。出生后，原始生殖細(xì)胞分化成精原細(xì)胞，后者直至青春期以前再曲細(xì)精管中處于休止?fàn)顟B(tài)。在青春期，在腦垂體促性腺激素作用下，開(kāi)始增殖，進(jìn)行有絲分裂，形成兩個(gè)單倍體次級(jí)精母細(xì)胞，再經(jīng)第二次成熟分裂，形成四個(gè)單倍體精子細(xì)胞，精子細(xì)胞再經(jīng)過(guò)一系列形態(tài)學(xué)改變成為含有特殊形態(tài)成熟精子。隨即由間質(zhì)細(xì)胞包裹釋放入輸精管內(nèi)，移入附睪后深入成熟，成為含有受精能力和活動(dòng)力精子，進(jìn)入精囊并在此貯存。精子發(fā)生過(guò)程是在神經(jīng)內(nèi)分泌精密調(diào)控下進(jìn)行。第一節(jié)雄性生殖毒性第2頁(yè)一、雄性生殖細(xì)胞發(fā)生過(guò)程表7-1外源化學(xué)物作用時(shí)間與精子發(fā)育階段受作用時(shí)精子發(fā)育階段從給藥到精子成熟經(jīng)歷時(shí)間/周小鼠大鼠輸精管和附睪內(nèi)精子11～2后期精細(xì)胞23次級(jí)精細(xì)胞34～5次級(jí)精母細(xì)胞46～8初級(jí)精母細(xì)胞56～8精原細(xì)胞69第3頁(yè)（一）對(duì)睪丸生精細(xì)胞影響1.棉酚長(zhǎng)久食用粗制棉子油－睪丸生精上皮丟失－睪丸內(nèi)精子、精細(xì)胞和精母細(xì)胞受損－精子細(xì)胞頂體腫脹、分離與碎裂－精子中段線粒體螺旋鞘排列紊亂、嵴目降低－經(jīng)過(guò)葡萄糖和果糖代謝障礙抑制精子活力－精子降低、不育2.工業(yè)污染物二硫化碳－睪丸損害、精子生產(chǎn)障礙3.鉛、鎘、汞、錳等重金屬－精子降低4.各種農(nóng)藥－精子降低、畸形、性功效減退二、外源化學(xué)物雄性生殖毒性第4頁(yè)（二）對(duì)內(nèi)分泌功效影響睪丸功效受垂體前葉分泌促性腺激素調(diào)整，而垂體分泌促性腺激素又受下丘腦產(chǎn)生促性腺釋放激素調(diào)整。精子生成是在神經(jīng)分泌精密調(diào)整和控制下進(jìn)行。重金屬鉛可干擾下丘腦－垂體－睪丸軸正常功能，主要是影響促性腺釋放激素（GnRH）釋放，表現(xiàn)為卵泡刺激素（FSH）、黃體生成激素（LH）、睪酮含量降低。最終造成精子降低，活力減弱，性欲減退等。二硫化碳亦可造成睪酮降低、精子生成障礙等。第5頁(yè)（三）對(duì)性功效和生殖功效影響外源化學(xué)物（化學(xué)毒物）假如造成生殖系統(tǒng)任何一個(gè)步驟異常，則表現(xiàn)出雄性不育，即雄性性功效障礙。如鉛、鎘、汞、錳等重金屬。第6頁(yè)（一）精子生成份析（1）精子計(jì)數(shù)－數(shù)目降低許－確定有沒(méi)有毒害作用發(fā)生（2）精子形態(tài)觀察－頭尾部形態(tài)改變（3）精子狀態(tài)分析試驗(yàn)－靜夜pH、液化時(shí)間，精子運(yùn)動(dòng)能力，蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和微量元素含量等－是否與外源化學(xué)物相關(guān)三、雄性生殖毒性檢測(cè)方法（二）精子穿透試驗(yàn)即精子體外受精試驗(yàn)，是檢測(cè)精子在體外能否成功穿透去透明帶金黃地鼠卵子而受精試驗(yàn)，為綜合評(píng)價(jià)外源化學(xué)物對(duì)人類精子受精能力影響、探明雄性不育提供科學(xué)依據(jù)。第7頁(yè)（三）睪丸中標(biāo)志酶活性測(cè)定臨床和動(dòng)物試驗(yàn)中常檢測(cè)乳酸脫氫酶同工酶x、山梨醇脫氫酶、6－磷酸葡萄糖脫氫酶改變，并結(jié)合精子生成過(guò)程中各階段細(xì)胞功效和形態(tài)學(xué)改變，即可評(píng)價(jià)外源化學(xué)物生殖毒性，并有可能探明毒性作用部位和機(jī)理。（四）體外試驗(yàn)體外試驗(yàn)主要是將哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞在體外條件下進(jìn)行培養(yǎng)，并與受試外源化學(xué)物接觸，觀察生殖細(xì)胞改變。經(jīng)過(guò)支持細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞等體外分離培養(yǎng)，測(cè)定支持細(xì)胞乳酸含量和乳酸脫氫酶活性改變以及測(cè)定間質(zhì)細(xì)胞分泌雄激素含量來(lái)判斷外源化學(xué)物是否對(duì)所培養(yǎng)細(xì)胞功效有影響。亦可分離上述細(xì)胞，經(jīng)過(guò)細(xì)胞計(jì)數(shù)和形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)方法來(lái)判斷。第8頁(yè)（五）雄性激素檢測(cè)雄性生殖系統(tǒng)不論生精過(guò)程、精子成熟過(guò)程，還是從屬性腺分泌活動(dòng)，都需要有足夠睪酮，經(jīng)過(guò)檢測(cè)FSH、LH和睪酮含量改變來(lái)判斷外源化學(xué)物是否對(duì)雄性生殖產(chǎn)生影響。檢測(cè)上述三種性激素含量有利于生殖毒性評(píng)價(jià)以及生殖毒作用機(jī)制探討。（六）顯性致死試驗(yàn)顯性致死試驗(yàn)是經(jīng)過(guò)給予雄性動(dòng)物受試化學(xué)物，將其與未經(jīng)受試物處理雌性動(dòng)物交配，觀察雌性動(dòng)物早期胚胎死亡情況，以評(píng)價(jià)受試物是否對(duì)雄性動(dòng)物生殖有損害作用試驗(yàn)。本方法系采取哺乳動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)，較靠近人體實(shí)際情況，主要觀察指標(biāo)為胚胎早期死亡，即觀察子宮中活胎、死胎及吸收胎等書(shū)目，易于觀察，試驗(yàn)技術(shù)輕易掌握，不需要復(fù)雜試驗(yàn)條件。缺點(diǎn)是不夠靈敏。第9頁(yè)（七）雄性生殖細(xì)胞遺傳毒性檢測(cè)傳統(tǒng)檢測(cè)方法：小鼠睪丸染色體畸變分析試驗(yàn)、小鼠精子畸變分析試驗(yàn)、黑腹果蠅染色體性陰性分析試驗(yàn)新方法：?jiǎn)渭?xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)（彗星試驗(yàn)）原理：細(xì)胞在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中受化學(xué)物作用后，DNA鏈發(fā)生斷裂。將細(xì)胞制成單細(xì)胞混懸液，在載玻片上制備加有受檢細(xì)胞混懸液凝膠，載堿性條件下使細(xì)胞裂解，解旋DNA后進(jìn)行電泳。帶負(fù)電荷DNA斷裂端由陰極向陽(yáng)極遷移。DNA經(jīng)EB染色后在熒光顯微鏡下可觀察到DNA受損細(xì)胞核拖一條尾巴，呈彗星狀，如DNA無(wú)損傷則見(jiàn)圓形核。（八）雄性生殖毒性病理檢驗(yàn)睪丸、附睪、前列腺已經(jīng)精囊重量和大小改變常是接觸有害化學(xué)物顯著特征。睪丸組織易受外來(lái)化學(xué)毒物侵害，所以在亞慢性或慢性動(dòng)物毒性試驗(yàn)中，睪丸組織形態(tài)檢驗(yàn)是一項(xiàng)主要觀察指標(biāo)。解剖觀察是生殖病理檢驗(yàn)主要步驟，是雄性生殖毒理學(xué)研究中不可缺乏較為敏感指標(biāo)和主要伎倆。第10頁(yè)一、雌性生殖細(xì)胞發(fā)生過(guò)程雌性生殖系統(tǒng)由卵巢、輸卵管、子宮和外生殖器等組成。卵泡（包含卵細(xì)胞、包裹顆粒細(xì)胞和膜細(xì)胞）發(fā)育是一個(gè)連續(xù)改變過(guò)程，普通可分為原始卵泡、初級(jí)卵泡、次級(jí)卵泡和成熟卵泡四個(gè)階段。卵巢周期性改變育動(dòng)情周期親密相關(guān)。初級(jí)卵母細(xì)胞深入成熟并發(fā)育至次級(jí)卵母細(xì)胞，需垂體下葉分泌FSH和LH作用。第二節(jié)雌性生殖毒性第11頁(yè)（一）對(duì)卵細(xì)胞影響研究表明，卵細(xì)胞發(fā)育到排卵前階段即第一次減數(shù)分裂終變期和中期對(duì)化學(xué)毒物最敏感。如鎘，NIH雌性小鼠皮下一次注射氯化鎘1、3、6mg/kg后，排卵能力顯著受抑制，排卵數(shù)目隨劑量增加而降低，呈顯著劑量－反應(yīng)關(guān)系。鎘可能直接進(jìn)入到卵細(xì)胞內(nèi)并損傷其遺傳物質(zhì)。鎘－－金屬硫蛋白中Zn2+二硫化碳不但對(duì)各種動(dòng)物睪丸有毒性作用，而且對(duì)雌性動(dòng)物性腺、胚胎也有損害作用，可影響卵巢，使動(dòng)物動(dòng)情周期發(fā)生改變，受孕能力降低，影響受精卵和胚胎正常發(fā)育。……二、外源化學(xué)物雌性生殖毒性第12頁(yè)（二）對(duì)內(nèi)分泌功效影響卵巢功效和生殖周期受體內(nèi)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)整，即經(jīng)過(guò)下丘腦－垂體－性腺軸。外源化學(xué)物可影響上述任何一個(gè)步驟而對(duì)雌性生殖產(chǎn)生損害作用。苯及其同系物在一定劑量下會(huì)造成雌性生殖功效損害，該類化學(xué)物直接干擾下丘腦，作用于垂體－卵巢系統(tǒng)，使內(nèi)分泌調(diào)整系統(tǒng)異常，而造成月經(jīng)異常，同時(shí)抑制卵巢功效使絕經(jīng)期改變。林丹、開(kāi)蓬等有機(jī)氯農(nóng)藥，可使雌性動(dòng)物陰道開(kāi)啟和排卵周期延遲，甚至停頓排卵，以及死胎和自然流產(chǎn)等。（三）其它毒性作用亦可表現(xiàn)在子代，造成畸形、死胎、功效發(fā)育不全等。各種生殖功效毒性作用在整個(gè)生命過(guò)程不一樣階段都可出現(xiàn)，這充分說(shuō)明雌性生殖毒性復(fù)雜性。第13頁(yè)三、雌性生殖毒性檢測(cè)方法（一）體外試驗(yàn)（書(shū)上表7-2）體外試驗(yàn)對(duì)于說(shuō)明化學(xué)毒物毒性作用機(jī)理含有重要意義。但當(dāng)前尚不能完全替換整體動(dòng)物試驗(yàn)。（二）動(dòng)物試驗(yàn)整體動(dòng)物試驗(yàn)仍為主要評(píng)價(jià)方法，慣用方法有兩類：一類為一代繁殖試驗(yàn)或多代繁殖試驗(yàn)和致畸試驗(yàn)；另一類為三階段生殖試驗(yàn)。（三）其它輔助試驗(yàn)雌性動(dòng)物動(dòng)情周期觀察、排卵觀察、雌激素水平測(cè)定、病理組織學(xué)測(cè)定等。第14頁(yè)第三節(jié)致畸試驗(yàn)?zāi)芤l(fā)妊娠人或試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生畸胎外源化學(xué)物稱為致畸物。它經(jīng)過(guò)胎盤(pán)直接作用于發(fā)育胚胎和胎兒而產(chǎn)生后果。經(jīng)過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)和體外致畸試驗(yàn)方法，可檢測(cè)外源化學(xué)物能否引發(fā)胚胎毒性或后代畸形。第15頁(yè)一、動(dòng)物致畸試驗(yàn)（1）（一）基本原理致畸試驗(yàn)是檢驗(yàn)受試外源化學(xué)物能否經(jīng)過(guò)妊娠母體引發(fā)毒性或后代畸形動(dòng)物試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)致畸試驗(yàn)?zāi)軌虼_定一個(gè)受試物是否含有致畸作用。胚胎在器官形成期，可因受到化學(xué)物或放射性物質(zhì)作用，使細(xì)胞分化、器官形成和正常發(fā)育收到阻滯，以致出現(xiàn)胎仔器官器質(zhì)性缺點(diǎn)而展現(xiàn)畸形。所以，能夠經(jīng)過(guò)觀察妊娠母體在敏感期接觸受試物后胚胎及胎仔發(fā)育情況來(lái)評(píng)價(jià)某種外源化學(xué)物有沒(méi)有致畸作用。第16頁(yè)一、動(dòng)物致畸試驗(yàn)（2）（二）基本方法（1）動(dòng)物選擇－參考毒性試驗(yàn)中選擇動(dòng)物普通標(biāo)準(zhǔn)及妊娠期較短而一致、產(chǎn)仔數(shù)多、胎盤(pán)結(jié)構(gòu)與人類靠近、自發(fā)畸形率較低－－大鼠＋小鼠/家兔（2）動(dòng)物交配處理（3）劑量分組（關(guān)鍵）－要求出最大無(wú)作用劑量以及引發(fā)致畸閾劑量、且要保持母體生育能力（4）動(dòng)物剖檢－預(yù)期分娩前1～2d處死母體（防自食）（5）胎仔檢驗(yàn)（三）結(jié)果判定方法在致畸試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定時(shí)，主要計(jì)算畸胎總數(shù)和畸形總數(shù)。在計(jì)算畸胎總數(shù)時(shí)，每一活胎仔出現(xiàn)一個(gè)或一個(gè)以上畸形均作為一個(gè)畸胎。在計(jì)算畸形總數(shù)時(shí)，同一胎仔出現(xiàn)一個(gè)畸形作為一個(gè)畸形計(jì)算，出現(xiàn)兩種或兩個(gè)畸形，則作為兩個(gè)畸形計(jì)算，依這類推。第17頁(yè)二、體外致畸作用試驗(yàn)體外致畸試驗(yàn)方法很多，主要有體外全胚培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)三個(gè)層次試驗(yàn)。體外致畸試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)是：1）能夠節(jié)約大量人類和時(shí)間，方法快速；2）可利用人類血清、尿液進(jìn)行試驗(yàn)，便于直接觀察受試物對(duì)接觸人群作用；3）可利用單加氧酶或線粒體等酶觀察外源化學(xué)物在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化過(guò)程對(duì)其致畸作用以及發(fā)育毒性影響；4）輕易嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，有可能排除母體中一些其它干擾因子和母體對(duì)致畸原影響，有利于致畸作用劑量探討。第18頁(yè)第四節(jié)繁殖試驗(yàn)繁殖試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)在于了解外源化學(xué)物對(duì)機(jī)體整個(gè)生殖過(guò)程以及對(duì)子代是否產(chǎn)生毒性作用。經(jīng)過(guò)繁殖試驗(yàn)即可了解外源化學(xué)物對(duì)動(dòng)物性功效、交配行為、受精能力、分娩、授乳等過(guò)程影響。第19頁(yè)一、試驗(yàn)方法（1）（一）試驗(yàn)動(dòng)物多項(xiàng)選擇取健康剛斷乳大鼠。每組用20只雌鼠，10只雄鼠。（二）染毒劑量及分組設(shè)對(duì)照組、高劑量組（為90d或長(zhǎng)久毒性試驗(yàn)最大無(wú)作用劑量）、低劑量組（能夠采取最大無(wú)作用劑量1/30或人類可能攝入量100倍）。必要時(shí)增設(shè)中間劑量組。接觸路徑與人類實(shí)際接觸路徑相同。（三）試驗(yàn)步驟試驗(yàn)動(dòng)物按設(shè)計(jì)劑量先給予受試物90d，性成熟后即可按常規(guī)方式交配，所生仔鼠為第一代（F1）。每代交配兩次，第一次生仔（F1a）斷乳后10d再使親代進(jìn)行第二次交配，生仔為（F1b）。即第一代為F1a和F1b。其余各代依這類推。第20頁(yè)二、觀察指標(biāo)（1）交配指數(shù)（2）受精指數(shù)（3）受孕率（4）正常分娩率（5）活產(chǎn)率（6）妊娠率（7）出生存活率（8）哺乳存活率三、結(jié)果判定將試驗(yàn)組動(dòng)物各項(xiàng)觀察指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與對(duì)照組動(dòng)物進(jìn)行比較，乳試驗(yàn)動(dòng)物在交配、妊娠、幼仔存活、幼仔發(fā)育（培育）等方面收到影響，則說(shuō)明受試物對(duì)動(dòng)物繁殖功效有損害作用。第21頁(yè)第五節(jié)胚胎毒性－胎兒動(dòng)脈管畸形研究方法（1）胚胎毒性作用指外源化學(xué)物對(duì)母體子宮內(nèi)發(fā)育胚胎或胎兒產(chǎn)生毒性作用。由外源化學(xué)物引發(fā)胚胎毒性詳細(xì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）胚胎死亡（危害最大）（2）生長(zhǎng)發(fā)育遲緩（3）胎兒先天缺點(diǎn)和畸形（危害大，研究重點(diǎn)）（4）功效發(fā)育不全第22頁(yè)第五節(jié)胚胎毒性－胎兒動(dòng)脈管畸形研究方法（2）胎兒動(dòng)脈管是直接把胎兒肺動(dòng)脈連接到大動(dòng)脈輔助通路。是在母體內(nèi)見(jiàn)不到獨(dú)特血管。在胎生期內(nèi)動(dòng)脈管負(fù)擔(dān)著主要循環(huán)作用。動(dòng)脈管伴隨妊娠