戊糖磷酸途径在氯氰菊酯中毒致大鼠睾丸代谢紊乱中的作用机制研究

《Reproductive Toxicology》：The role of the pentose phosphate pathway in the development of metabolic disorders in the testes during rat intoxication with cypermethrin

本综述系统阐述了氯氰菊酯(Cypermethrin)中毒通过抑制戊糖磷酸途径(PPP)关键酶G6PDH，导致NADPH和GSH耗竭，引发睾丸组织氧化应激和能量代谢紊乱，最终影响类固醇合成和精子发生的分子机制。研究为农药生殖毒性提供了新的代谢视角。

　　

Highlight

动物与饲养条件

本研究采用72只临床健康的三个月大雄性Wistar远交系大鼠。这些平均体重为240±10克的大鼠购自鄂木斯克农业科学中心（俄罗斯鄂木斯克）。动物抵达后，在实验室动物房适应两周。它们被成对饲养在笼中，标准条件包括：12小时光/暗循环，控制气温19–21°C，湿度水平42.5–55.0%。所有大鼠均可自由获取标准颗粒饲料和饮用水。实验方案遵循欧盟指令2010/63/EU的动物实验伦理原则，并获得鄂木斯克国立医科大学当地生物伦理委员会批准（2023年5月11日第4号协议）。

结果

研究结果表明，以1/2 LD₅₀的剂量给实验室大鼠注射氯氰菊酯会引起睾丸代谢的显著变化。给药一天后，与对照组相比，睾丸中乳酸浓度增加了11.0%（p=0.0006），丙酮酸增加了27.9%（p=0.0129）（表1）。这些变化可能与无氧葡萄糖氧化的加强和能量代谢的紊乱有关。由此产生的能量短缺可能刺激了嘌呤核苷酸的分解代谢，这反映在给药后第1天和第3天睾丸组织中尿酸含量分别增加了15.8%（p=0.0002）和23.7%（p=0.0001）。同时，无机磷酸盐（Pi）水平升高，表明ATP利用增加和/或其合成受损。脂质过氧化过程被激活，表现为丙二醛（MDA）含量增加（第1天和第3天分别增加21.4%，p=0.0001和31.6%，p=0.0001）。这导致了谷胱甘肽（GSH）的消耗（第1天和第3天分别减少18.2%，p=0.0001和26.3%，p=0.0001）。外来物生物转化系统和抗氧化酶活性的改变加剧了GSH的消耗。氯氰菊酯给药七天后，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）活性下降，GSH缺乏变得更加明显。谷胱甘肽氧化还原循环酶活性的降低可能与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）缺乏以及G6PDH受到抑制有关。戊糖磷酸途径效率低下可能是由于推测的葡萄糖缺乏和过量的脂质过氧化产物所致。

讨论

氯氰菊酯在世界许多国家使用，其全球市场预计到2030年将达到35亿美元[53]。氯氰菊酯的神经毒性作用是通过改变钠、氯、钙和钾通道的功能，以及谷氨酸、乙酰胆碱受体和腺苷三磷酸酶的活性、DNA损伤和引发氧化应激介导的。此外，氯氰菊酯可能影响神经递质水平，如...

结论

因此，氯氰菊酯中毒期间无氧过程的增加导致乳酸和丙酮酸在睾丸组织中积累。这反过来又增加了嘌呤分解代谢为尿酸并激活了脂质过氧化。结果，睾丸中出现GSH缺乏，并积累MDA。谷胱甘肽依赖性抗氧化酶活性的改变进一步加剧了GSH的降低。由于这些代谢变化，大鼠睾丸中发生氧化应激...