邻苯二甲酸酯类化合物对翡贻贝、红鳍笛鲷和紫红笛鲷的毒性效应

摘要

邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)作为在工业中大量使用的人工合成有机物，其对水生生物的潜在毒性隐患已引起了人们的广泛关注，对其毒性毒理研究也成为目前环境科学研究中的一个热门问题。本研究以工业生产中使用量最大的两种PAEs(邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP))为研究对象，以南海区重要的经济养殖水产品(翡翠贻贝、红鳍笛鲷、紫红笛鲷)作为实验生物，利用生物体的抗氧化指标(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、丙二醛(MDA))，乙酰胆碱酯酶(AChE)，代谢酶解毒酶EROD以及功能基因CYP1A作为指标，并利用组织切片观察了DBP胁迫对鱼类组织的损伤情况，探讨了PAEs对海洋生物的毒性效应，为阐明PAEs对不同海洋生物的影响及作用机理提供参考数据。研究结果如下：
　　 1、DBP、DEHP对翡翠贻贝内脏团和外套膜中的SOD、CAT活性存在明显的胁迫效应。DBP胁迫下翡翠贻贝内脏团中的SOD、CAT活性主要表现被抑制；外套膜中的SOD活性主要表现为先抑制后诱导(P<0.05)，CAT活性变化波动较大，规律不明显。DEHP胁迫下翡翠贻贝内脏团SOD活性表现为先诱导升高后被抑制降低(P<0，05)，CAT活性则表现为先被抑制降低后诱导升高；DEHP胁迫初期外套膜中的SOD活性在低浓度组受到抑制，高浓度组被诱导，4d后SOD活性逐渐恢复对照组水平。MDA在DBP、DEHP胁迫过程中都有明显的增加，表明PAEs导致海洋贝类脂质过氧化损伤。翡翠贻贝在PAEs胁迫结束移入清洁海水后，其抗氧化酶和MDA含量的变化在DBP胁迫实验中能在较短的时间内恢复，恢复情况较DEHP好，表明DBP长期胁迫引起的毒性损伤较DEHP轻。
　　 2、急性毒性实验结果表明，DBP对红鳍笛鲷幼鱼的96hLC50为6.66mg·L-1，安全浓度为2.02mg·L-1；DEHP的96hLC50为10.73mg·L-1，安全浓度为3.01mg·L-1；从毒性上判断这两种PAEs化合物对红鳍笛鲷幼鱼都属于高毒物质，且在水体中DBP对生物的毒性高于DEHP，认为与这两种PAEs在水体中的溶解性有关。
　　 3、DBP对红鳍笛鲷肝脏和鳃组织中的SOD活性表现为先诱导后抑制，具有明显的时间-效应。DEHP胁迫下红鳍笛鲷肝脏中的SOD活性也被明显诱导(P<0.05)，鳃中则表现为先诱导后抑制。两种PAEs胁迫下红鳍笛鲷肝脏和鳃组织内的MDA都有显著的升高(P<0.05)，表明PAEs能在短时间内对生物体产生氧化胁迫效应，造成脂质过氧化损伤。另外，两种PAEs胁迫下红鳍笛鲷幼鱼脑组织AChE活性表现为一段时间后受到极为明显的诱导，表明PAEs对海水鱼类神经传导具有明显的刺激，AChE是一种对PAEs胁迫具有很强的指示性的指标。
　　 4、DBP胁迫下紫红笛鲷肝脏组织中的POD活性被显著诱导，鳃中则被抑制。肝脏和鳃组织中的GST活性在DBP胁迫下发现明显的变化，15d后0.5mg·L-1浓度组被显著诱导。
　　 5、紫红笛鲷肝脏中的代谢酶EROD活性在7d后相对于对照组活性升高，15d后又受抑制降低；而鳃中的EROD活性在3d、7d都表现为低于对照组，15d后才相对于对照组升高。EROD活性变化“时间-效应”明显。研究也表明肝脏组织中的EROD活性高于鳃，变化也更敏感。本研究从紫红笛鲷肝脏和鳃中克隆得出了CYP1AcDNA序列，序列分析表明了该基因为CYP1A亚家族成员。利用qRT-PCR定量检测DBP胁迫紫红笛鲷肝脏和鳃mRNACYP1A表达水平变化的结果表明，在DBP胁迫肝脏CYP1AmRNA表达先受到显著抑制其后被诱导最后又被抑制，鳃中则先抑制后诱导，这与EROD酶的结果基本一致，但与抗氧化酶间的关系不明显。
　　 6、DBP长期胁迫下紫红笛鲷肝脏和鳃组织结构发生了明显的改变，肝脏细胞出现肿大，细胞质中出现空泡，少数细胞核有变形的现象，脂肪粒沉积；鳃中鳃小片发生明显的肿胀、融合、卷曲变形、坏死脱落。
　　 7、DBP对翡翠贻贝造成的损伤较DEHP轻，而其对鱼类的毒性却高于DEHP；翡翠贻贝内脏团对PAEs胁迫指示性较外套膜高；鱼类肝脏组织内的抗氧化防御体系指示性较鳃高，其肝脏组织中的EROD酶和CYP1A基因表达变化较鳃组织敏感，脑组织中的AChE则是PAEs的指示性指标。