热应激反应是指从原核生物到人类在高温环境下发生的应激反应。此反应的特点是选择性合成一组多肽——热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)。根据相对分子质量及等电点不同将HSPs分为七大家族：即大分子HSP家族,HSP90家族,HSP70家族,HSP60家族,HSP40家族,小分子HSP家族和泛素。其中HSP70是HSPs中最为保守,也是最为重要的成员。热应激的一个直接后果是破坏了机体的酸碱平衡,电解质具有维持酸碱平衡的功能,因此是目前常用的抗热应激药物。本试验采用高温应激模型,观察急性热应激对雄性小鼠生殖系统的损伤,睾丸、附睾、输精管中HSP70表达的变化情况,以及电解质对小鼠抗热应激能力的影响,为研究热应激对雄性生殖系统的损伤和电解质作为抗热应激药物的开发提供理论依据。试验Ⅰ中32只8周龄雄性小鼠随机分为4组(对照组、0.5 h组、1 h组、3 h组),每组8只,分笼饲养于自动控制条件下。光照周期为14 h光照,10 h黑暗,室温15～25℃,饲养1周后开始试验。利用恒温培养箱对小鼠实施持续全身热应激,温度控制在(39±0.5)℃范围内,时间分别为0.5 h,1 h,3 h。应激后立即眼球采血,处死所有小鼠,分离血清测定谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase, GOT)含量。取睾丸、单侧附睾、输精管,置于4%多聚甲醛溶液固定,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡包埋,切片(6 um),用于组织学研究。另一侧附睾用于制备精子悬液,计算精子密度和顶体畸形率。试验Ⅱ中24只8周龄雄性小鼠随机分为3组(对照组、热应激组,抗热应激组),每组8只,分笼饲养于自动控制条件下。光照周期同样为14 h光照,10 h黑暗,室温保持在15～25℃,抗热应激组的饮水中添加0.2%的KCL+NH4CL+NaHCO3,其它组引用自来水,饲养21日后开始试验。利用恒温培养箱对小鼠实施持续全身热应激,温度控制在(39±0.5)℃范围内,时间为3 h。应激后立即眼球采血,处死所有小鼠,分离血清测定GOT含量。睾丸、单侧附睾、输精管用于组织学研究,另一侧附睾用于制备精子悬液,计算精子密度和顶体畸形率.试验Ⅰ结果显示：a)应激前后小鼠体重变化与应激前相比,应激后小鼠体重有下降趋势,但差异不显著(P>0.05).b)应激小鼠血液GOT的变化随着应激时间的延长,小鼠血液GOT含量不断升高,试验组极显著高于对照组(P<0.01)。c)应激小鼠睾丸系数、精子密度、顶体畸形率的变化受热应激影响,小鼠睾丸系数下降,顶体畸形率升高,但差异均不显著(P<0.05),3 h组精子密度显著降低(P<0.05),其它两组降幅不明显(P>0.05)。d)应激小鼠睾丸、附睾、输精管中HSP70的表达情况免疫组化观察发现：正常状态下,HSP70在睾丸生精小管中没有表达,应激后分布于间质细胞核,此外在精母细胞与精子细胞核中也有分布；附睾中HSP70主要分布于主细胞质,基细胞和亮细胞中没有表达,应激后纤毛细胞中也发现大量棕色颗粒；输精管中HSP70主要定位在基细胞质,主细胞中不表达.随着应激时间的延长,HSP70在睾丸、附睾中的表达量明显升高,而输精管中没有太大变化。试验Ⅱ结果显示：a)应激前后小鼠体重变化应激后小鼠体重呈下降趋势,但与应激前相比没有显著变化(P>0.05),抗热应激组体重降幅略小于热应激组。b)应激小鼠血液GOT的变化与对照组相比,热应激组血液GOT含量急剧升高,二者差异极显著(P<0.01)；抗热应激组血液GOT含量与热应激组相比极显著下降(P<0.01)。c)应激小鼠睾丸系数、精子密度、顶体畸形率的变化与对照组相比,热应激组小鼠精子密度显著降低(P<0.05),睾丸系数下降,顶体畸形率升高,但差异均不显著(P>0.05)；与热应激组相比,.抗热应激组睾丸系数、精子密度上升,顶体畸形率下降,但差异均不显著(P>0.05)。d)应激小鼠睾丸、附睾、输精管中HSP70的表达情况免疫组化观察发现：睾丸组织中HSP70在睾丸生精小管中没有表达,抗热应激组HSP70的分布范围由热应激组时的间质细胞、精母细胞、精子细胞缩小到只定位于间质细胞；附睾中HSP70主要分布于主细胞质,热应激组的表达量明显强于对照组,并且纤毛细胞中也发现大量棕色颗粒,抗热应激组HSP70的表达强度显著低于热应激组；输精管中HSP70主要定位在基细胞质,试验组HSP70的表达与对照组没有太大差别。由此得出,急性热应激对性成熟雄性小鼠的生殖系统造成了损伤；HSP70在睾丸、附睾、输精管中的表达与定位具有区域特异性和细胞特异性,可能参与精子的发生与成熟；睾丸和附睾中的HSP70可能属于诱导型热休克蛋白,而输精管中的HSP70可能属于组成型热休克蛋白。电解质提高了小鼠抵抗热应激的能力,一定程度上缓解了应激对机体造成的损伤。