全 文 ：变异黄芪自然中毒山羊的病理学观察
王姗姗1，路 浩1，周宏超1，达能太2，王文龙1，赵宝玉1* (1． 西北农林科技大学 动物医学院，陕西 杨凌
712100;2．内蒙古阿拉善左旗兽医工作站，内蒙古 阿拉善左旗 750300)
摘要:变异黄芪是一种疯草类有毒植物，其毒性成分为苦马豆素，本试验以内蒙古阿拉善左旗吉兰泰镇的 2 只变异黄
芪自然中毒山羊为对象，通过 HE染色观察脑、心、肝、脾、肾等组织病理学变化，透射电镜观察脑、心、肝组织超微结
构变化。结果发现，中毒羊脑、心、肝、肾等组织细胞发生广泛空泡变性，超微结构观察发现大小脑、心、肝细胞中有多
量膜包裹的空泡样结构，血管中有炎性细胞浸润，线粒体嵴断裂，排列紊乱、变性。中毒羊的病理变化与超微结构变
化与之前报道的疯草中毒动物的基本一致，但线粒体变性则报道的较少。
关键词:内蒙古;疯草;变异黄芪;苦马豆素;山羊;病理学
中图分类号:S852． 3;S859． 87 文献标志码:A 文章编号:1005-4545(2015)02-0292-05
Pathological research on spontaneous Astrugalus variabilis intoxication of goats
WANG Shan-shan1，LU Hao1，ZHOU Hong-chao1，DA Neng-tai2，WANG Wen-long1，ZHAO Bao-yu1* (1．
College of Veterinary Medicine，Northwest A＆F University，Yangling，Shaanxi 712100，China;2． Alasan Left
Banner Veterinary Station of Inner Mongolia，Alxa Lefe Banner，Inner Mongolia 750300，China)
Abstract:Astrugalus variabilis is a species of locoweeds，of which main toxic ingredient is swainsonine． We
found two goats intoxicated by Astrugalus variabilis spontaneously in Jilantai，Alxa，Inner Mogolia，the tis-
sues of the goats were collected for histopathology of cerebrum，cerebellum，heart，liver by HE stain and
transmission electron microscope． Ｒesults showed that the most prominent lesion was cytoplasmic vacuola-
tion in neurons，Purkinje cells，hepatocytes，renal tubular epithelial cells，etc． Ultrastructurally，there were
many vacuoles surrounded by single layer membranes in the cytoplasm，and inflammatory cells in the blood
vessels． Mitochondria swelled irregularly and their cristae fractured and become fuzzy． The pathological re-
sults are almost consistant with that described in the related articles，but there are few articles mention the
mitochondria lesions．
Key words:Inner Mongolia;locoweeds;Astrugalus variabilis;swainsonine;goats;pathology
* Corresponding author，E-mail:zhaobaoyu12005@ 163． com
疯草是含有疯草毒素—苦马豆素(swainsonine，
SW)，且能引起动物疯草中毒具有典型的神经症状
和病理学变化的有毒植物的总称［1］。疯草广泛分布
于我国西部省区的天然草地，对当地的畜牧业
收稿日期:2013-10-19
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31072175，31201958);
农业部“十二五”公益性行业(农业)科研专项资助项目
(201203062)
作者简介:王姗姗(1988-)，女，在读硕士。
* 通讯作者，E-mail:zhaobaoyu12005@ 163． com
造成严重危害。其中，内蒙古阿拉善左旗是疯草重
灾区之一，阿拉善左旗可利用天然草地面积为 500
万 hm2，主要疯草种类为小花棘豆和变异黄芪，其中
变异黄芪分布面积占可利用草地面积的 16． 05%，
2005 年阿拉善左旗因疯草中毒的牲畜达 9． 94 万头
(只)，其中死亡 1 778 头(只)［2-3］。
变异黄芪(Astrugalus variabilis)为豆科黄芪属多
年生草本植物，可以引起动物中毒，危害动物涉及
马、牛、羊、骆驼等，马、羊最为敏感。动物采食变异
黄芪发生慢性中毒，中毒初期体质量减轻、消瘦，后
期则出现神经机能障碍、运动失调，最终死亡［3-4］。
研究表明，变异黄芪主要毒性成分为吲哚里西啶生
物碱苦马豆素(swainsonine，SW)［5-7］，苦马豆素可以
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竞争性抑制高尔基体 α-甘露糖苷酶Ⅱ和溶酶体 α-
甘露糖苷酶的活性，导致糖蛋白 N-糖基化异常和细
胞内低聚糖蓄积，形成类似于溶酶体贮积症的细胞
空泡变性［8-11］。
动物变异黄芪中毒的报道多见于实验性中毒，
自然中毒则鲜有报道。本试验对内蒙古阿拉善左旗
吉兰泰镇 2 例变异黄芪自然中毒山羊进行了系统的
病理组织学观察，为进一步深入探讨山羊疯草中毒
的毒性作用机制提供参考。
1 材料与方法
分别于 2012 年 5 月及 2013 年 8 月在阿拉善左
旗吉兰泰各发现 1 只出现疯草中毒典型症状的山
羊，A羊与 B羊。A羊为 3 岁半羯羊，B 羊为 3 岁母
羊。该地区草场退化严重，属荒漠草原，草原上疯草
种类主要为变异黄芪。
对 A 羊和 B 羊颈动脉放血致死，采集心、肝、
脾、肾、脑等组织，经 4%中性多聚甲醛固定，石蜡包
埋切片，HE 染色，普通光学显微镜观察并拍照记
录;采集心、肝、大脑、小脑组织，用手术刀片切成
2 mm ×2 mm ×3 mm小块，以 2． 5%戊二醛 4℃作前
固定，以 1%锇酸作后固定，丙酮逐级脱水，EPon612
包埋，超薄切片，透射电子显微镜观察并拍照记录。
2 结果
2． 1 中毒山羊临床症状表现 A 羊和 B 羊均出现
神经症状。A羊精神沉郁，行走时步态不稳，后肢分
叉，头颈部偶见水平震颤，提耳反应阳性(图 1A);B
羊精神沉郁，消瘦，被毛粗乱、无光泽，行走步态蹒
跚、行走困难、易跌倒，头颈部较剧烈水平震颤，感觉
过敏，提耳反应阳性(图 1B)。
2． 2 中毒羊病理组织学变化 A 羊和 B 羊剖检均
无明显眼观病变。
2． 2． 1 脑组织病理学变化 脑组织病理学变化均
以小脑浦肯野细胞最为严重。
A 羊大脑脑水肿，胶质细胞增加，有噬神经现
象，海马区部分神经细胞空泡变性(图 1C)。B 羊大
脑轻微水肿，胶质细胞增加，海马区部分神经细胞空
泡变性。
A羊小脑浦肯野细胞出现广泛的空泡变性，细
胞肿胀，胞质淡染、有多量大小不等的空泡，部分浦
肯野细胞胞核溶解消失，细胞变性坏死(图 1D);小
脑中有大量的胶质细胞。B羊小脑浦肯野细胞层部
分细胞出现空泡变性、细胞肿胀、胞质淡染，个别细
胞胞核溶解消失，细胞坏死(图 1G);小胶质细胞增
加，有轻微炎症的病理变化。
2． 2． 2 肝组织病理学变化 A 羊肝细胞广泛颗粒
变性和空泡变性，肝细胞肿胀、胞质染色不均、淡染，
胞质内有多量大小不等的空泡，部分肝细胞核溶解
消失。肝窦隙消失(图 1E)。血管内充满红细胞。
中央静脉周围有炎性细胞浸润。
B 羊肝细胞有轻微的颗粒变性和空泡变性，部
分肝细胞胞核溶解消失，肝窦隙狭窄，有多量红细胞
及炎性细胞浸润，出现嗜酸性小体，中央静脉出现脂
肪样变性，周围有炎性细胞浸润(图 1H)。
2． 2． 3 肾脏组织病理学变化 A羊肾小球增生、肿
胀，肾小囊囊腔狭窄甚至消失，肾小管上皮细胞出现
不同程度的空泡变性和颗粒变性，部分肾小管上皮
细胞胞核溶解、坏死、脱落，肾小管间有炎性渗出物，
部分肾小管管腔堵塞、充满均质红染液体(图 1F)。
B羊肾小球增生、体积增大，肾小囊囊腔狭窄，
肾小管上皮细胞肿胀、轻微空泡变性和颗粒变性，个
别坏死的肾小管上皮细胞脱落进入管腔(图 1I)。
2． 2． 4 心脏组织病理学变化 A 羊心肌纤维间有
炎性细胞浸润。B羊部分心肌纤维变性、坏死、肌纤
维断裂，心肌纤维间有炎性细胞浸润。
2． 2． 5 脾脏组织病理学变化 A 羊脾脏组织内有
多量含铁血黄素沉着，浆细胞增多。B 羊脾小体增
大，生发中心明显。
2． 3 中毒羊组织超微结构变化
2． 3． 1 大脑超微结构变化 A羊大脑神经细胞、血
管内皮细胞空泡变性，小胶质细胞、神经细胞胞核异
染色质聚集(图 2A)，神经细胞突触结构破坏、细胞
突起模糊。
B羊大脑神经细胞线粒体、溶酶体空泡化，小胶
质细胞聚集(图 2E)。神经细胞线粒体变性。髓鞘
结构异常，轴索变性，与板层分离。
2． 3． 2 小脑超微结构变化 A 羊小脑神经细胞胞
核核膜破裂、核固缩、异染色质聚集，胞质空泡化，血
管内皮细胞胞质空泡化，胶质细胞聚集，髓鞘板层轴
索分离(图 2B)。
B 羊小脑浦肯野细胞胞质线粒体变性、内质网
扩张(图 2F)，颗粒细胞变性坏死，髓鞘板层轴索分
离。
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图 1 A羊与 B羊临床症状表现及组织病理学变化 A． A羊临床表现;B． B羊临床表现;C． A羊大脑海马区(HE × 1000)，箭
头示神经细胞空泡变性;D． A羊小脑(HE ×400)，箭头示浦肯野细胞空泡变性、坏死;E． A羊肝(HE ×1000)，箭头示肝细
胞空泡变性、肿胀、胞质淡染;F． A羊肾(HE ×400)，箭头示①肾小管上皮细胞空泡变性，②肾小球肿胀;G． B羊小脑(HE
×400)，箭头示浦肯野细胞空泡变性;H． B羊肝(HE × 1000)，箭头示肝细胞空泡变性、肿胀;I． B 羊肾(HE × 400)，箭头
示①肾小球肿胀，②肾小管上皮细胞空泡变性
2． 3． 3 肝脏超微结构变化 A羊肝细胞、血管内皮
细胞胞质线粒体变性、线粒体及溶酶体空泡化、溶酶
体聚集、胞质内有脂滴，胞核异染色质聚集，血窦中
淋巴细胞、中性粒细胞浸润(图 2D)。
B羊肝细胞变性，胞质内溶酶体蓄积，线粒体肿
胀、嵴排列不整齐，滑面内质网增生、胞质有脂滴。
血窦中大量炎性细胞浸润、淋巴细胞增多(图 2G，
H)。
2． 3． 4 心脏超微结构变化 A 羊心肌细胞胞核异
染色质聚集，线粒体肿胀、嵴断裂(图 2C)，间质细胞
胞核固缩。
B羊心肌肌丝模糊、断裂，间质水肿，间质细胞
空泡样变性，心肌变性、线粒体变性、肿胀、嵴断裂
(图 2I)。
3 讨论
内蒙古阿拉善左旗是疯草重灾区之一，由于超
载、降雨量少等各种人为和自然因素的影响，致使阿
拉善左旗草原退化严重。疯草抗逆性强，其分布面
积逐年增加，尤其是干旱年份，疯草灾害尤为严重，
放牧牲畜被迫采食而发生中毒，给牧民造成巨大经
济损失。阿拉善左旗吉兰泰镇天然草地上主要有毒
植物为变异黄芪，研究表明，变异黄芪的主要毒性成
分为 SW［7］，马对其最为敏感，山羊次之。SW 可以
引起动物发生以神经障碍为特征的中毒，中毒呈慢
性经过，中毒初期，动物精神沉郁，反应迟钝，行走步
态不稳，后肢拖地或向两侧摇摆。病情严重时，眼半
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图 2 A羊(A、B、C、D)与 B羊(E、F、G、H、I)组织超微结构 A． A羊大脑(× 2 500)，箭头示①胶质细胞形态异常，②神经细胞
胞质有膜包裹空泡，③血管内皮细胞有膜包裹空泡;B． A 羊小脑(× 5 000)，箭头示胞质内多量膜包裹的空泡样结构;
C． A羊心(× 5 000)，线粒体增多，箭头示 ①线粒体嵴断裂、线粒体肿胀，②血管有炎性细胞渗出;D． A 羊肝(× 2 000)，
箭头示 ①肝细胞胞质溶酶体蓄积，②血管内皮细胞空泡化;E． B羊大脑(Bar = 1 μm)，箭头示①线粒体变性，②膜包裹的
空泡;F． B羊小脑浦肯野细胞(Bar = 0． 5 μm)，箭头示①线粒体变性，②膜包裹的空泡;G． B羊肝(Bar = 2 μm)，箭头示①
血窦内炎性细胞，②膜包裹的空泡;H． B羊肝(Bar = 0． 5 μm)，箭头示线粒体变性，嵴断裂;I． B羊心(Bar = 1 μm)，箭头示
①线粒体变性、嵴断裂，②心肌肌丝断裂
闭，头颈部不断作水平摆动，以致不能采食。安静时
呆立，走路时颈部及四肢僵硬，容易跌倒。此外，随
着机体衰竭程度的逐渐加重，病畜还表现贫血、水
肿、心脏衰竭和消瘦［12-15］。本试验中，A羊主要表现
为精神沉郁、行走步态不稳、头颈部偶有水平震颤，
处于中毒中期;B 羊则表现更为严重，行走步态不
稳，且容易跌倒，头颈部时常较剧烈水平震颤，处于
中毒中后期。
SW可以竞争性抑制溶酶体 α-甘露糖苷酶的活
性，从而使低聚糖不能降解而聚集于溶酶体或胞质
中，形成类似于溶酶体贮积症的细胞空泡变
性［10-17］。病理组织学观察发现，各组织器官病变以
细胞空泡变性为主，尤以小脑浦肯野细胞、肝细胞、
肾小管上皮细胞最为明显，A 羊小脑浦肯野细胞发
生广泛的空泡变性，B 羊小脑浦肯野细胞也发生空
泡变性，与 ArmieN 等［8］、Barbosa 等［17］报道的树牵
牛中毒山羊病变一致。这可能是因为 SW 抑制溶酶
体 α-甘露糖苷酶活性，从而使糖蛋白糖链降解过程
受抑制，导致低聚糖在溶酶体中蓄积，但还需进一步
实验鉴定空泡内的物质才能确定。肝脏为机体重要
解毒器官，肾脏为泌尿排泄器官，故病变最为严重。
小脑浦肯野细胞是从小脑皮质发出的唯一能够传出
冲动的神经元，其轴突穿过颗粒层和白质到达深部
小脑核团，在运动协调中起着重要作用［18-19］。A 羊
与 B羊都出现运动失调的症状，可能与浦肯野细胞
发生病变有关。A 羊和 B 羊脑组织中胶质细胞增
多，可能与神经细胞损伤、坏死有关，小脑中小胶质
细胞增多，可能预示小脑有炎症反应。此外，A羊与
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B羊肝血窦、心肌纤维间隙均有中性粒细胞、淋巴细
胞浸润，说明机体存在炎症反应，毒物长时间作用于
机体，可能会引起机体的损伤和炎症反应。
超微结构观察显示，小脑浦肯野细胞、大脑神经
元、肝细胞与心肌细胞的胞质内有多量膜包裹的空
泡，这可能是终末溶酶体，这些空泡内基本无可见内
容物，可能是由于在蛋白加工过程中缺少低聚糖而
导致的［5］。此外，A羊与 B 羊的脑、心、肝组织细胞
中线粒体均发生肿胀、嵴断裂甚至消失以及空泡化，
与王生奎等［6］，肖志国等［20］相关报道一致。Barbosa
等［14］报道的山羊树牵牛中毒也表现线粒体增生，而
Armien等［8］报道的树牵牛自然中毒山羊细胞线粒
体没有严重的损伤、变性。线粒体是细胞重要的供
能细胞器，其损伤可以导致细胞功能障碍甚至消失。
以往人们对于 SW中毒机理研究都集中于其对溶酶
体 α-甘露糖苷酶及高尔基体 α-甘露糖苷酶Ⅱ活性
的抑制。Li等［21］报道 SW 可以激活线粒体介导的
细胞凋亡过程，但动物 SW 中毒与线粒体损伤之间
的关系还有待进一步研究。
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