環(huán)境雌激素滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)下丘腦-垂體-性腺軸和抗氧化防御系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、本論文以具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值并常被用作毒理學(xué)試驗(yàn)研究材料的羅非魚(yú)(O.niloticus)為供試生物，采用更新式靜態(tài)水體接觸染毒法研究了環(huán)境雌激素滅多威對(duì)羅非魚(yú)的急性毒性;并在此基礎(chǔ)上，以血清睪酮(T)、11-酮基睪酮(11-KT)、雌二醇(E2)、卵黃蛋白原(VTG)和性體指數(shù)(GSI)為指標(biāo)，研究了不同作用時(shí)間(0d、6d、12d、18d、24 d、30d)和不同暴露濃度（0.2μg·L-1、2μg·L-1、20μg·L-1、200μg

2、·L-1）的滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響;以下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸)促性腺激素釋放激素（GnRH）、雌激素受體(ER)、細(xì)胞色素P450芳香化酶(CYP19)、促性腺激素釋放激素受體(GnRHR)、促性腺激素(FSH、LH)、雄激素受體（AR）、卵泡刺激素受體(FSHR)、黃體生成素受體(LHR)、類固醇合成急性調(diào)節(jié)蛋白(StAR)、3β-羥基類固醇脫氫酶(3β-HSD)、卵黃蛋白原(VTG)等基因的mRNA表達(dá)量為指標(biāo)，研

3、究了暴露時(shí)間為30d時(shí)不同濃度（0.2μg·L-1、2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1）的滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)的內(nèi)分泌干擾作用機(jī)理;以血清、肝臟、腎臟中的超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽還原酶(GR)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)為指標(biāo)，研究了不同作用時(shí)間(0d、6d、12d、18d、24 d、30d)和不同濃度（0.2μ

4、g·L-1、2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1）的滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)抗氧化防御功能的影響。同時(shí)，開(kāi)展了為期18d的恢復(fù)試驗(yàn)研究，評(píng)價(jià)滅多威對(duì)生物體造成的毒性損傷是否具有可逆性。以期通過(guò)上述研究，更加全面深入地了解滅多威對(duì)雄魚(yú)生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)和抗氧化防御功能的損傷程度及其作用機(jī)理。
　　急性毒性試驗(yàn)研究結(jié)果表明，滅多威對(duì)羅非魚(yú)的24 h、48h、96 hLC50分別為1.25mg·L-1、0.75 mg·L-1、0.4

5、3 mg·L-1，安全濃度為0.043 mg·L-1。按照農(nóng)藥毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滅多威對(duì)羅非魚(yú)是極高毒農(nóng)藥，很容易導(dǎo)致魚(yú)類急性中毒死亡。
　　滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)血清性類固醇激素和VTG水平以及GSI影響的研究結(jié)果表明，在0.2μg·L-1和2μg·L-1暴露濃度下，滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)血清性激素和VTG水平?jīng)]有產(chǎn)生顯著(p＞0.05)影響，因此從性類固醇激素和VTG的角度分析，2μg·L-1可以作為滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)無(wú)雌激素效應(yīng)的參考閾值。在

6、20μg·L-1和200μg·L-1暴露濃度下，滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)血清性激素和VTG水平產(chǎn)生了顯著(p＜0.05)影響;其中血清E2和VTG被顯著(p＜0.05)誘導(dǎo)，最大誘導(dǎo)值分別出現(xiàn)在200μg·L-1濃度下暴露后的24d和30d，分別為相應(yīng)對(duì)照組的261.81％和2156.95％;血清T和11-KT被顯著(p＜0.05)抑制，最小抑制值均出現(xiàn)在200μg·L-1濃度下暴露后的30d，分別為相應(yīng)對(duì)照組的43.78％和41.22％。滅多

7、威對(duì)雄羅非魚(yú)GSI影響的研究結(jié)果顯示，在0.2μg·L-1、2μg·L-1和20μg·L-1三個(gè)暴露濃度下，GSI沒(méi)有發(fā)生顯著(p＞0.05)變化，但在200μg·L-1高濃度下，滅多威對(duì)GSI產(chǎn)生了顯著(p＜0.05)的抑制作用，最小抑制值出現(xiàn)在暴露后的30 d，為對(duì)照組的76.64％。本試驗(yàn)中上述參數(shù)的顯著變化表明濃度不低于20μg·L-1的滅多威暴露能夠?qū)π哿_非魚(yú)性類固醇激素合成和代謝產(chǎn)生顯著影響，造成機(jī)體性激素分泌異常，從而導(dǎo)致

8、雄羅非魚(yú)生殖功能障礙。同時(shí)，對(duì)比雄羅非魚(yú)上述各項(xiàng)參數(shù)對(duì)滅多威的敏感性，本試驗(yàn)認(rèn)為雄羅非魚(yú)GSI以及血清VTG、E2、T和11-KT對(duì)滅多威的敏感性表現(xiàn)為:VTG＞E2＞11-KT＞T＞GSI，顯示出VTG是指示滅多威污染的敏感指標(biāo)。
　　滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達(dá)量影響的研究結(jié)果表明，在0.2μg·L-1和2μg·L-1濃度下暴露30d時(shí)，滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達(dá)量沒(méi)有產(chǎn)生顯著(p

9、＞0.05)影響，因此從性激素相關(guān)基因mRNA表達(dá)量的角度分析，2μg·L-1可以作為滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)無(wú)雌激素效應(yīng)的參考閾值。在20μg·L-1和200μg·L-1濃度下暴露30 d時(shí)，滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達(dá)量產(chǎn)生了顯著(p＜0.05)影響;其中下丘腦GnRH2、GnRH3、ERα、ERβ基因，垂體GnRHR、FSHβ基因，精巢CYP19a、FSHR、ERα基因以及肝臟VTG、ERα基因的mRNA表達(dá)量被顯著

10、(p＜0.05)誘導(dǎo)，最大誘導(dǎo)值分別出現(xiàn)在200μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1、20μg·L-1,20μg·L-1、20μg·L-1,200μg·L-1、200μg·L-1、20μg·L-1以及200μg·L-1、200μg·L-1濃度下，此時(shí)上述基因的mRNA表達(dá)量分別為相應(yīng)對(duì)照組的1.84倍、2.35倍、1.75倍、1.56倍，2.23倍、2.57倍，3.42倍、2.59倍、2.03倍以及123.26倍、3.01

11、倍;精巢LHR、StAR、3β-HSD、ARα基因和垂體LHβ基因的mRNA表達(dá)量被顯著(p＜0.05)抑制，最小抑制值分別出現(xiàn)在20μg·L-1、200μg·L-1、200μg·L-1、200μg·L-1和200μg·L-1濃度下，此時(shí)上述基因的mRNA表達(dá)量分別為相應(yīng)對(duì)照組的0.46倍、0.42倍、0.39倍、0.38倍和0.42倍。而下丘腦CYP19a基因、精巢ERβ基因以及肝臟ARα、ERβ基因的mRNA表達(dá)量與對(duì)照組相比沒(méi)有發(fā)

12、生顯著變化(p＞0.05)。研究認(rèn)為，滅多威能夠?qū)π哿_非魚(yú)HPG軸的多個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生干擾作用，從而誘導(dǎo)血液性激素、VTG水平及性體指數(shù)發(fā)生改變，發(fā)揮其對(duì)雄羅非魚(yú)的生殖內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。
　　滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)血清、肝臟和腎臟抗氧化防御系統(tǒng)影響的研究結(jié)果表明，在0.2μg·L-1低濃度條件下，羅非魚(yú)血清、肝臟和腎臟SOD、CAT、GST、GR、GPx活性和GSH、GSSG含量都沒(méi)有發(fā)生顯著(p＞0.05)變化，因此從抗氧化防御系統(tǒng)的角度分析

13、，0.2μg·L-1可以作為滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)無(wú)氧化損傷作用的參考閾值。在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個(gè)暴露濃度下，滅多威能夠?qū)α_非魚(yú)肝臟、腎臟和血液抗氧化防御參數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并呈現(xiàn)出時(shí)間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系。從不同組織器官的抗氧化參數(shù)對(duì)滅多威的響應(yīng)情況看，滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)肝臟、腎臟和血清抗氧化參數(shù)影響的時(shí)間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系的變化趨勢(shì)基本一致;由于血清的采集和處理都相對(duì)方便，因此可以用血清抗氧化因子活性

14、或含量的變化反映滅多威對(duì)魚(yú)類肝臟或腎臟的損傷程度。然而，在同一劑量下，抗氧化參數(shù)顯著升高或顯著降低的時(shí)間點(diǎn)因組織器官不同而有所差異，顯示出肝臟、腎臟和血清抗氧化參數(shù)受滅多威影響的程度不同。同時(shí)，從各個(gè)抗氧化參數(shù)的變化趨勢(shì)來(lái)看，血清、腎臟和肝臟GPx和GSSG在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個(gè)暴露濃度下均被誘導(dǎo);血清、腎臟和肝臟GSH在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個(gè)暴露濃度下均被抑制;血清

15、、腎臟和肝臟CAT、SOD、GST、GR的變化趨勢(shì)則因滅多威濃度和暴露時(shí)間不同而有差異，在2μg·L-1濃度下均被誘導(dǎo)，在20μg·L-1和200μg·L-1濃度下，隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)為先被誘導(dǎo)后被抑制的變化趨勢(shì)。由于機(jī)體抗氧化參數(shù)活性或含量的變化表示機(jī)體內(nèi)活性氧的大量增加，并已擾亂機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)的正常功能，因此本試驗(yàn)中CAT、SOD、GST、GR、GPx、GSH和GSSG等抗氧化參數(shù)的顯著變化表明濃度高于2μg·L-1的滅多威

16、暴露能夠?qū)π哿_非魚(yú)的抗氧化防御系統(tǒng)產(chǎn)生顯著的氧化損傷。
　　本研究表明，滅多威對(duì)羅非魚(yú)是極高毒農(nóng)藥，容易導(dǎo)致魚(yú)類急性中毒死亡;0.2μg·L-1可以作為滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)無(wú)氧化損傷作用的參考閾值，濃度高于2μg·L-1的滅多威能夠?qū)π哿_非魚(yú)機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)產(chǎn)生顯著的氧化損傷;2μg·L-1可以作為滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)無(wú)雌激素效應(yīng)的參考閾值，濃度高于20μ g·L-1的滅多威能夠?qū)π哿_非魚(yú)HPG軸的多個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生干擾作用，從而誘導(dǎo)血液性激

17、素、VTG水平及性體指數(shù)發(fā)生改變，發(fā)揮其對(duì)雄羅非魚(yú)的生殖內(nèi)分泌干擾效應(yīng);雄羅非魚(yú)性類固醇激素、VTG和GSI對(duì)滅多威的敏感性表現(xiàn)為:VTG＞E2＞11-KT＞T＞GSI，顯示出VTG是指示滅多威雌激素效應(yīng)的敏感指標(biāo);濃度不高于20μ g·L-1的滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)產(chǎn)生的氧化損傷和生殖功能障礙具有可逆性，而濃度不低于200μg·L-1的滅多威對(duì)雄羅非魚(yú)產(chǎn)生的氧化損傷和生殖功能障礙在18d內(nèi)不具有可逆性，200μg·L-1可以作為滅多威對(duì)羅非