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砷是一种广泛分布于自然界的元素,克拉克值为5×10-4,宇宙丰度为4.0。自然界除了少量的天然砷外,已知有150多种含砷矿物。研究表明,不仅砒石、砒霜、雄黄、雌黄等中药材富含有砷,在一些常用中药如补骨脂、细辛、小蓟中砷含量也颇为丰富[1]。砷的生物学效应与其剂量和化学形态密切相关,同为砷化物,三氧化二砷对小鼠半数致死量（LD50）为20mg/kg,二甲基砷（DMA,methylarsinic acid）为700-2600 mg/kg,砷糖（arsensugar）在8000mg/kg以上[2]。中药材来源广泛,受产地、采集、炮制加工的影响,其中的砷含量常较高。为加强其安全性、规范性,有必要检测其中的砷含量,并对其形态进行分析。我所研制的育宝胶囊（Capsule of YUBAO,以下简称CYB）在第四军医大学西京医院等使用几年来,患者普遍反映服用方便,疗效可靠,毒副作用小,但实验室检测常出现砷含量较高的现象。籍此欲探讨不同中药材及中成药中砷的含量及其形态,研究砷对机体的生殖、造血系统的生物学量效关系。1实验目的旨在通过对组方药材中的砷含量进行检测、分析,研究与探讨CYB治疗男性不育症的可能作用机制和砷对机体生殖系统、造血系统的生物学量效关系。2实验方法2.1 CYB原药材中砷含量及形态分析2.1.1 CYB原药材的理化鉴定及制备工艺对市购中药材按照药典规定进行理化鉴定以保证药材质量,并按照处方设计对其进行了工艺放大。2.1.2 CYB原药材及成药中砷含量及其形态分析采用原子荧光法对所鉴定本处方中药材进行了砷含量分析,并对含砷量较高的药材进行了砷的形态分析。2.1.3中药材中砷含量分析的不确定度探讨利用直观因果图,分析原子荧光法测定中药黄芪中的砷含量的不确定度影响因素,找出影响其结果的主要因素,并对其进行评价。2.2.实验用大鼠模型复制采用60Co照射的方法,找到造成雄性大鼠的生殖功能障碍及造血系统抑制的适宜照射剂量。通过对大鼠照射后3周的精子数量和畸形率、存活率的考察,观测大鼠自动恢复时相。2.3砷的生物学量效关系2.3.1 CYB及不同剂量As2O3对大鼠生殖及造血系统的影响采用60Co照射的方法,造成雄性大鼠生殖功能障碍及造血系统抑制模型。按照CYB低、中、高剂量组（0.2、0.15、0.1 g/mL）和As2O3低、中、高剂量组（0.15、0.3、0.75mg/mL）和模型组、阳起石组（0.1g/mL）、正常组给于不同的处理,3周后采血并处死、解剖动物,观测其生殖系统各项指标,比较各主要脏器脏器系数及体重增长系数,胸骨骨髓涂片后常规染色观察。2.3.2染砷大鼠各组织中砷含量采用原子荧光法对正常组和给药组中As2O3低、高剂量组以及CYB中剂量组大鼠各主要脏器、组织中的砷含量进行检测,以寻找砷可能的蓄积器官和靶器官。3实验结果3.1 CYB原药材中砷含量及形态分析CYB中砷含量较高主要系由CYB原药材中四味药材砷含量较高药材引起,四味药材分别是:黄连、阳起石、牡蛎、龙骨。通过对CYB中砷形态的分析,CYB中的主要是As（Ⅲ）。通过对原子荧光法检测中药材中砷的不确定度评定的探讨,建立了有效的数学模型,对测试过程中不确定度的各个分量进行了分部假设及总体合成,并对评定结果进行了讨论。3.2实验用大鼠模型复制4.0Gy 60Co照射组、5.0Gy 60Co照射组与正常组在精子数量、存活率、畸形率方面均存在极显著差异（P<0.01）,4.0Gy照射组与5.0Gy照射组在精子数量、畸形率上存在显著差异（P<0.05）,存活率差异不显著,大鼠无1例并发症导致死亡。3.3砷的生物学量效关系模型组与正常组相比大鼠精子数量、存活率、畸形率差异显著（P<0.01）,表明模型稳定可靠。与模型组比较,CYB各剂量组及As2O3低剂量组精子数量均有提高,具有明显统计学意义（P<0.05）。与模型组相比,CYB各剂量组、As2O3低剂量组精子数量均有显著提高（P<0.01）,CYB各剂量组存活率有所升高（P<0.05）,CYB各剂量组、As2O3低剂量组精子畸形率显著降低,具有明显统计学意义（P<0.05）。模型组促黄体生成素（LH）、睾酮（T）、雌激素（E）与正常组相比均有所下降,其中雌激素水平和睾酮水平存在显著差异（P<0.05）。与模型组相比,As2O3低剂量组雌激素水平和睾酮水平显著升高（P<0.05）,CYB各剂量组睾酮水平均升高,其中CYB中剂量组存在显著差异（P<0.05）。模型组与正常组相比,附睾系数、睾丸系数存在显著差异（P<0.01）,储精囊系数、前列腺系数、包皮腺系数无明显差异。与模型组相比,As2O3高剂量组睾丸系数显著降低（P<0.05）而CYB低、中剂量组显著增加（P<0.05）。正常组和模型组体重增长系数不存在显著差异,As2O3高剂量组大鼠体重增长显著加快（P<0.05）,而阳起石组大鼠体重增长显著减慢（P<0.05）。模型组、As2O3高剂量组肾上腺系数与正常组存在显著差异（P<0.05）,但各给药组与模型组间差异不显著。胸腺系数、脾脏系数、肾脏系数各组间无明显差异。模型组与正常组心系数、肝系数、肺系数无差异,As2O3高剂量组与正常组相比,心系数、肝系数、肺系数与正常组之间差异显著（P<0.05）,但As2O3低剂量组脾脏系数显著低于正常组（P<0.05）。正常大鼠骨髓增生极度活跃,巨核细胞、粒细胞、淋巴细胞、红细胞无形态学改变。大鼠经过60Go照射后,骨髓广泛变性,巨核细胞、粒细胞、淋巴细胞、红细胞溶解,核染色质、胞膜不清晰,细胞形态发生改变,细胞增生极度活跃,大量空泡变性,出现许多网状纤维。砷高剂量组、阳起石组骨髓形态学均提示有大量部分空泡变性,与模型组相比有所改善,但与正常组相比较亦有所差距。各药物实验组中以砷低、中剂量组骨髓相恢复较好。4结论4.1所测阳起石、黄连、牡蛎、龙骨药材中,砷含量较高的分别为188mg/kg、115mg/kg、22mg/kg、41mg/kg;原药材及CYB中的砷主要以三价形式存在。4.2 5.0Gy 60Co照射可成功复制大鼠不育症以及放射性骨髓抑制模型。4.3治疗剂量的CYB可以提高模型大鼠精子数量、存活率;降低畸形率,提高模型大鼠体内T水平,而对模型大鼠雌激素水平无明显提高。CYB原药材中含砷高的阳起石不能提高模型大鼠精子数量与激素水平,提示CYB对不育症大鼠的治疗作用可能不依赖于其中的砷含量。4.4 5.0Gy 60Co照射对大鼠体重增长无明显影响,高剂量As2O3可使发育期大鼠体重增加加快。4.5模型组及As2O3高剂量组肾上腺系数较正常组显著提高;高剂量As2O3能显著增高大鼠心、肝、肺系数。4.6中、小剂量As2O3能使电离辐射后损伤的大鼠胸骨骨髓相得以有效恢复。4.7小剂量的As2O3被大鼠摄取后,可有其代谢机制排出体外,并不造成蓄积。但随着染砷剂量的增加,大鼠各脏器砷蓄积加快,砷含量增加极为显著。各组织中的砷分布并不均匀,在皮毛、肝脏、脾脏、肺、肾脏中含量较高。