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应激(stress)是指机体受到体内外各种环境因素刺激时所作出的特异性和(或)非特异性反应。长期处于应激状态,机体的自稳态将改变,从而诱发机体产生疾病。连续的光照刺激影响昼夜节律,以至对内分泌系统特别是垂体.性腺轴产生重要改变,导致个体体重和性腺发育出现异常,影响GnRH、LH分泌的强度和持久性,从而对机体各个部分造成一定的影响。
文献报道,多种形式的应激均能导致血浆糖皮质激素水平迅速增加,睾酮水平变化,从而影响生殖功能,有时导致不育。促性腺激素释放激素(gonadotropinreleasinghormone,GnRH)由下丘脑神经内分泌细胞合成,以脉冲方式分泌,经垂体门脉系统进入垂体前叶,与促性腺激素分泌细胞的GnRH受体(GnRHR)结合后,刺激黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)分泌,从而调节性腺内配子形成和激素功能。而Annexin5是一种钙离子依赖性磷脂酰丝氨酸结合蛋白,在组织中有广泛的分布,包括睾丸间质细胞和支持细胞。Annexin5具有多种功能,如抗炎、抗凝血、蛋白激酶C(PKC)抑制剂等。Kwaminamietal,发现GnRH能促进垂体促性腺细胞中annexin5的表达,调节FSH和LH的分泌,提示GnRH及其受体、annexin5都可能参与并调节精子发生的过程。因此,本实验模拟战争环境昼夜节律紊乱建立了一个持续光照应激模型。研究光照应激模型对雄性SD大鼠生精功能的影响,并检测生殖系统的annexin5、GnRH及其受体的定位及蛋白、mRNA表达的变化,为进一步研究应激对生殖的干扰及制定对应激所致的生殖损害的保护策略提供实验依据;同时也部分了研究光照应激模型对SD大鼠小肠内annexin5、GnRH受体的定位及蛋白表达的变化,为进一步研究应激对消化的干扰提供前期实验探索。
本研究发现光照应激14d后,大鼠体重、睾丸重量、睾丸指数、附睾重量、精子计数、睾酮分泌量和睾丸形态结构均有明显变化(P<0.05)。HE染色显示睾丸内生精小管变粗,管腔内生精细胞增多;westernblot显示光照应激14d后,3B-HSD蛋白表达量显著高于对照组(P<0.05),21d、28d后,3β-HSD蛋白表达量继续增加,与对照组相比差异极显著(P<0.01)。在光照应激不同时间段,annexin5、GnRH及其受体的定位也没有明显变化。持续光照14d、21d后,睾丸内GnRHR的蛋白表达水平与相应的对照组相比,差异显著(P<0.05),持续光照28d后实验组GnRHR的蛋白表达水平逐渐降低无显著差异。实验组大鼠GnRHR在mRNA表达水平升高,但不同时间段与对照组相比均无显著差异。光照应激14d、21d后,睾丸内annexin5蛋白和对照组相比显著升高(P<0.01:P<0.05),28d逐渐降低无显著差异。Annexin5在tuRNA表达水平升高,但不同时间段与对照组相比均无显著差异。并且GnRH受体、annexin5蛋白表达在小肠内和在睾丸中的蛋白表达呈现出相似的趋势。
结论:(1)光照应激状态下,雄性SD大鼠睾丸的生精功能受到了一定的影响,表现为:睾丸内3B-HSD的蛋白表达量增加,睾丸分泌功能上升,附睾尾精子相对计数增加,生精小管中生精细胞增加,睾酮分泌量增加。(2)光照应激能诱导睾丸内annexin5、CmRH受体在蛋白质和mRNA水平在不同时间点发生量的变化,并呈现出升高的趋势。(3)光照应激能诱导小肠内GnRH受体、annexin5在蛋白质平在不同时间点发生量的变化,并呈现出升高的趋势。我们以上的研究结果提示:CmRH及其受体可能作为应激因子通过调节annexin5的翻译介导了应激对生殖功能及消化功能的影响。