不同暴露途径下有机污染物对大、小鼠急性毒性关系研究

发布时间：2018-12-10 17:46

【摘要】：随着现代工业的迅猛发展,每天都有大量新合成的化合物排放到环境中,对生态系统造成污染。工业生产的废水、废气以及生活污水和交通尾气中所携带的有机污染物通过降雨和水体流通等方式进入土壤环境、水环境,对环境产生污染,还可通过生物富集蓄积在动物体内,与机体蛋白质内碱基发生相互作用导致DNA链的断裂,产生毒性作用,并危害人类的健康。因此,研究化学物质对哺乳动物的急性毒性效应是有机污染物生态风险评价的重要指标,对急性毒性效应的研究不仅有助于评价有机污染物对哺乳动物的危害与潜在毒性效应,还有助于分析有机污染物的毒性作用机理,为有机污染物的安全性评价提供参考。本文通过收集和测定一些有机污染物对大鼠与小鼠的急性毒性数据,研究了有机污染物对大鼠、小鼠急性毒性与暴露途径之间的相关性,深入讨论了经口灌胃与静脉注射、腹腔注射、皮下注射和肌肉注射途径下有机物在小鼠体内毒性差异的形成原因;揭示了化合物酸碱度在不同暴露途径下对毒性的影响;比较有机污染物对大鼠与小鼠毒性的异同,探讨暴露途径对种间相关性的影响;建立了生物活性与基团碎片间的回归方程,测定芳香族化合物在经口灌胃和腹腔注射暴露途径下对小鼠的急性毒性。本论文取得了以下的研究结果:(1)分析经口灌胃、静脉注射、腹腔注射与皮下注射暴露途径下有机物对小鼠急性毒性的相关性,结果表明小鼠在静脉注射途径下对有机物的敏感度最高,在经口灌胃途径下对有机物的敏感度最低。虽然三种注射途径下毒性存在一定相关性,但是有机物在三种注射途径下的生物可利用度、吸收速率和动力学过程并不相同,这是导致三种暴露途径下毒性存在差异的主要原因。(2)通过研究527个有机物在经口灌胃、静脉注射、腹腔注射与肌肉注射四种暴露途径下大鼠的急性毒性,结果表明静脉注射途径下的log1/LD50值略大于腹腔注射途径下的log1/LD50值,但是显著高于经口灌胃途径下的log1/LD50值。基于逐步回归方程探讨不同暴露途径下毒性值之间产生差别的原因,结果显示疏水性参数与离子形态碎片参数可以提高静脉注射与腹腔注射、静脉注射与灌胃途径毒性值之间的相关性。这说明有机物的疏水性与酸/碱性可以显著地影响在有机体内的吸收率,经过不同的分布与代谢过程后,不同暴露途径之间毒性值产生了明显差异。除此之外,急性经口毒性试验复杂性比急性注射毒性试验高,可导致经口灌胃途径下有机物对大鼠与小鼠急性毒性间的相关性偏低。(3)分析了灌胃途径和注射途径下同系化合物的log1/LD50,结果表明两种暴露途径下同系化合物之间的log1/LD50存在一定的相关性。通过对毒性值log1/LD50与化合物碎片建立多元线性回归方程,得到化合物碎片的毒性贡献值,多数碎片在灌胃途径以及注射途径下的毒性贡献值相近,然而部分碎片在不同暴露途径下的毒性贡献值略有差别,同时对经口灌胃途径与注射途径的毒性数据做相关性分析,结果表明二者之间的相关性并不好,相关系数仅0.75。综上所述,化合物在同一生物体内有着相同的毒性作用机制,因此导致多数碎片在不同暴露途径下的毒性贡献值比较接近,而另外一些化合物在胃肠道内发生水解反应,导致基团在两种暴露途径下的毒性贡献值存在差异。(4)通过实验测定了芳香族污染物在经口灌胃与腹腔注射途径下对小鼠的急性毒性。结果表明多数化合物在腹腔注射途径下对小鼠的毒性大于经口灌胃途径下对小鼠的毒性。化合物在胃肠道的吸收率随暴露环境的酸度的增大而降低,吸收率的降低导致了经口灌胃途径下毒性的减弱。取代苯酚类化合物的解离度随暴露环境中pH的减小而减弱,分子态形式的减少导致苯酚类化合物穿透细胞膜能力的降低,因而有机物在经口灌胃途径下对小鼠的毒性低于腹腔注射途径下对小鼠的毒性。在经口灌胃与腹腔注射两种暴露途径下,氟苯与溴苯、碘苯对小鼠的毒性无显著递增规律,这是因为电子效应对氟原子的影响是诱导效应大于共轭效应,而溴、碘原子情况则相反。
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【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5

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