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目的本课题旨在利用氢气的选择性抗氧化特性,通过动物实验,研究探索高原低压低氧环境导致雄性生殖健康损伤过程中活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的作用机制,以及氢气对雄性生殖系统损伤的防护效果。方法1.将48只成年雄性Wistar大鼠随机分为空白对照组(C),低压低氧模型组(H),低压低氧和生理盐水干预组(HS),低压低氧和氢气饱和生理盐水干预组(HH),各组又分为15d组和30d组。其中C组在低压氧舱外饲养,其余各组均在低压氧舱中饲养,用低压氧舱模拟海拔6000m环境。在低压氧舱干预的同时,HS组腹腔注射生理盐水(10ml/Kg/d),HH组腹腔注射氢气饱和生理盐水(10ml/Kg/d)。2.干预期满后,取大鼠睾丸组织,常规苏木素-伊红(HE)染色,在光镜下观察大鼠睾丸组织形态改变,在透射电镜(Transmission Electron Microscope,TEM)下观察大鼠睾丸超微组织结构变化。3.取大鼠双侧附睾尾制成精子悬液,在相差显微镜下检测精子浓度,观察精子活力,采用低渗膨胀(Hypo-osmotic Swelling,HOS)实验检测精子存活率,采用Diff-Quik快速染色法,观察分析异常形态精子所占比例。4.取大鼠血清,采用固相免疫放射法检测血清中睾酮(Testosterone,T)、黄体生成素(Luteinizing Hormones,LH)、促卵泡生成激素(Follicle Stimulating Hormone,FSH)等性激素水平。5.按照试剂盒说明书,检测大鼠血清中羟自由基(Hydroxyl radical,?OH)生成能力和脂质过氧化代谢产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量,同时检测大鼠血清总抗氧化能力(Total Antioxidant Capacity,T-AOC)的水平。结果1.HE染色结果显示,H15d组与C15d组相比,生精小管管壁褶皱,生精上皮变薄,生精细胞排列紊乱,数量显著减少,H30d组与H15d组相比,生精上皮又复增厚,生精细胞数量也趋增多,但上皮内可见空泡样变。HS组与H组相比未见显著差异。HH15d组与H15d组和HS15d组相比,生精细胞数量增多,细胞极性规则,HH30d组生精上皮也呈增厚改变,管腔内生精细胞形态规则,胞核饱满。2.透射电镜检查结果显示,H15d组与C15d组相比,大鼠睾丸支持细胞变性坏死,与精原细胞界限不清,精原细胞胞核不规则,线粒体呈空泡化改变,嵴排列紊乱,细胞间的紧密连接多被破坏;H30d组与H15d组相比,可见支持细胞胞核规整,核仁清晰,但初级精母细胞线粒体仍然呈空泡化改变,并伴有内质网扩张;HS组与H组相比未见显著差异;HH15d组支持细胞形态结构完整,精原细胞线粒体密度正常,细胞间界限清晰,HH30d组大鼠睾丸支持细胞与生精细胞连接紧密,但初级精母细胞中依旧可见线粒体空泡。3.大鼠附睾尾精子悬液检测结果显示,H组大鼠精子浓度、总活动率、存活率均低于C组(P<0.01),异常形态精子较多(P<0.01),HS组与H组相比无显著性差异,而HH15d组与H15d组相比,精子浓度、总活动率和存活率均显著升高(P<0.01),异常形态精子百分率显著下降(P<0.01),HH30d与HS30d组相比,精子浓度和精子总活动率明显较高(P<0.05)。4.大鼠血清性激素检测结果显示,H15d组FSH水平与C15d相比显著降低(P<0.01),H30d组T和FSH水平明显较低(P<0.05)。HS组与H组相比未见显著差异,HH组与H组和HS组相比,也未见显著性差异。5.血清·OH、MDA、T-AOC检测结果显示,H组与C组相比,·OH、MDA、T-AOC均显著升高(其中H15d组·OH与C15d组相比P<0.05,H30d组T-AOC与C30d组相比P<0.05,其余均为P<0.01),HS组与H组相比多未见显著差异。HH组与H组相比,多显示·OH、MDA、T-AOC显著降低(其中HH15d组·OH与HS15d组相比P<0.05,HH30d组·OH与H30d组相比P<0.05,与HS30d组相比P<0.01,HH30d组MDA与H30d组相比P<0.01,HH15d组T-AOC与H15d组相比P<0.05,与HS15d组相比P<0.01,HH30d组T-AOC与HS30d组相比P<0.01)。结论1.低压低氧环境可导致雄性生殖系统损伤及功能障碍;2.低压低氧环境中机体内的ROS增多是导致雄性生殖功能损伤的主要机制3.雄性生殖系统对低压低氧环境造成损伤具有一定适应性,但是其适应能力不能完全修复低压低氧环境造成的生精功能障碍,因此采取有效的防护措施是必要的;4.氢气可以选择性清除大鼠机体内的?OH等ROS,减轻氧化应激造成的损伤,对低压低氧环境导致的雄性大鼠生殖功能损伤具有有效的防护效果,尤其是对于初期急性损伤防护效果更为明显。