目的:观察0.025~0.200 Gy X线低剂量电离辐射后3~24 h小鼠生精细胞线粒体结构、睾丸组织内ATPase和生精细胞钙离子浓度的变化,阐明线粒体结构与相关生物学功能改变在调控凋亡中的作用。方法:透射电镜检测小鼠睾丸生精细胞线粒体结构的改变;蛋白酶法检测ATPase活性的改变;以Fluo-3为探针,流式细胞术检测钙离子浓度([Ca2+]i)的变化。结果:0.075 Gy照射后12 h,小鼠精原细胞与精母细胞线粒体肿胀、空泡化、嵴断裂;精子细胞核固缩,顶体囊泡结构模糊,核膜结构不清楚,线粒体空泡化。0.025~0.200 Gy照射后12 h,睾丸组织中Na+-K+-ATPase活性较0 Gy照射降低,其中0.050~0.200 Gy较0 Gy显著降低(P<0.05),Ca2+-ATPase活性均较0 Gy照射显著降低(P<0.05);生精细胞中[Ca2+]i也具有同样的剂量-效应关系,其中0.075 Gy照射后,较0 Gy显著降低(P<0.05)。0.075 Gy照射后3~24 h,睾丸组织中Na+-K+-ATPase活性较0 h均显著降低(P<0.05);Ca2+-ATPase活性在3 h稍有升高后,6~24 h较0 h均显著降低(P<0.05);生精细胞中[Ca2+]i也具有相似的时程-效应关系。结论:低剂量电离辐射能够诱导小鼠睾丸生精细胞线粒体结构的改变;同时,其诱导ATPase活性和[Ca2+]i的变化具有剂量-效应与时程-效应规律性。