螺虫乙酯对雌斑马鱼氧化应激系统及促性腺激素的影响

发布时间：2016-08-31 06:49

1 文献综述 

活性氧（ROS）是生物有氧代谢过程中的一种副产品。由于活性氧存在未配对的自由电子，因此具有很强的化学反应活性。正常情况下生物体内活性氧的含量是通过其产生和清除来保持一个动态的平衡。但是这种稳态会受到一些内源性或外源性的有害刺激干扰而被打破。它们通过增加生物体活性氧产生量或降低其活性氧的清除能力，造成活性氧的产生超出了生物体自身抗氧化系统的清除能力，使生物体出现氧化应激（Oxidative stress）现象[2]。过高的活性氧水平会对细胞和基因结构造成损坏。活性氧可以启动一个链式反应，易与生物膜上的不饱和脂肪酸及胆固醇反应，使之形成自由基，导致膜结构发生变化甚至遭到破坏。反应中形成的自由基可以从生物膜中相邻的蛋白质中夺取氢离子，造成膜蛋白结构的改变，进而影响蛋白的活性。核酸分子中的各个部分都可能遭到自由基的攻击，造成 DNA 链和氢链的断裂。 生物体通过酶促和非酶促清除系统清除过量的自由基，其中酶促系统包括：超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等；非酶系统包括：维生素 C、维生素 E 和胡萝卜素等[3]。

.......

2 材料与方法 

2.1 试验生物 

试验用斑马鱼为野生型品系，平均体长为（3.16±0.14）cm，，平均体重为（0.55±0.04）g，购于杭州市明红水族馆。雌雄分开驯养，水温控制在 25±1℃，pH 为 6.5-7.5，光照每天 14h。每日早晚两次定时投喂成鱼颗粒饲料，投喂量以斑马鱼五分钟左右吃完为宜。保持饲养环境的清洁，及时清除粪便和食物残渣。自然死亡率保持在 5%以下，随机挑选体型大小一致，健康活泼的雌鱼个体用于试验。 

2.2 供试农药和主要试剂

试验期间为保持试验水环境的清洁，每隔 48h 更换所有药液。试验采用半静态水体染毒方法，试验期间每天更换一半染毒溶液，以确保暴露浓度恒定不变，持续染毒 28d。根据 BCPC《农药手册》的数据，螺虫乙酯在 25℃下，pH=7 的水中，半衰期为 8.6 天。实验室前期采用岛津高效色谱仪，对模拟实验条件下水中螺虫乙酯的消解情况。结果显示，120h 后的消解率仅为 20%。因此，48h 更换1 次药液不影响试验结果。

3 结果与分析 ......... 16 

3.1 螺虫乙酯对雌斑马鱼体重的影响 .............. 16 
3.2 螺虫乙酯对雌斑马鱼丙二醛含量的影响 ............. 16 
3.3 螺虫乙酯对雌斑马鱼氧化应激相关酶活性及基因表达量的影响 .............. 17
4 讨论 ............. 26 
4.1 螺虫乙酯对雌斑马鱼的氧化应激效应 ....... 26
4.2 螺虫乙酯对雌斑马鱼促性腺激素及受体的影响 ................. 29
5 全文总结 .......... 31
5.1 结论................ 40
5.2 不足与展望......... 43

4 讨论 

4.1 螺虫乙酯对雌斑马鱼的氧化应激效应 

环卵巢的试验结果显示，SOD 活性的影响在 14d 时低浓度活性降低，而随着给药浓度的增加 SOD 活性也随之增加，并且显著增加农药处理组的 Cu/Zn-sod mRNA 的表达水平。从 21d 和 28d 开始 SOD 活性随着农药浓度的增加而逐渐降低，且在 28d 时三个浓度处理组均低于空白对照。分析其可能原因：（1）螺虫乙酯直接抑制了 SOD 的活性；（2）螺虫乙酯先诱导斑马鱼卵巢内 ROS 的加速产生和积累，过多的 ROS 影响了 SOD 合成过程及其结构单元，使其活性下降[127]。结合卵巢中 MDA 含量上的变化可以看出，在 21d 和 28d 时 MDA 的含量在各浓度处理组中的变化趋势与 SOD 的活性恰好相反。MDA 正是过量 ROS 与膜发生脂质过氧化的产物，这一结果正与推测的第二种原因相符合。 卵巢中 CAT 活性在 14d 时36μg/L 浓度处理组出现了显著上升。认为低浓度螺虫乙酯短期暴露对斑马鱼卵巢 CAT 的活性有促进作用。这可能是由于机体在承受氧化压力时，为提高机体 ROS 清除能力减少氧化损伤所产生的反应。从 Cat相对表达量在 14d 时的变化情况也可以证明这一点。而随着农药浓度的增加其CAT 活性显著下降，并在 720μg/L 浓度组出现极显著差异。该结果与 Aeif 等关于污染物对鱼类的毒性研究结果相似[128,129]，分析原因可能与高浓度螺虫乙酯能抑制卵巢中CAT活性有关，并预示着过多的活性氧给机体带来氧化损伤。7

4.2 螺虫乙酯对雌斑马鱼促性腺激素及受体的影响 
实验结果显示，螺虫乙酯染毒后 FSH 含量在 720μg/L 浓度处理组 14d 时出现了显著降低，而在 21d 和 28d 时又恢复到与对照相同的水平上。而对 LH 含量的测定结果则显示，螺虫乙酯染毒对 LH 并没有显著的影响。从以上结果可知，在螺虫乙酯 720μg/L 浓度暴露下斑马鱼机体短时间会出现 FSH 降低的情况。从螺虫乙酯对卵巢氧化应激效应的结果中可知在 720μg/L 浓度下卵巢出现氧化应激效应，FSH 在斑马鱼卵巢细胞增殖、激素的合成等生理功能中起着重要的作用。因此，自然条件下斑马鱼暴露于 720μg/L 浓度的螺虫乙酯下可能会对雌鱼卵巢存在风险。
.........

5 全文总结 

5.1 结论 

本论文通过对雌斑马鱼卵巢和肝脏的脂质过氧化产物含量、过氧化酶活性以及相关基因的表达情况来评价螺虫乙酯造成雌性斑马鱼机体的氧化损伤。通过对GTH 及其受体的研究来评价螺虫乙酯对斑马鱼内分泌系统的影响。本文旨在结合以上两点对螺虫乙酯的毒性效应进行了解，并为其环境风险评价提供依据。本论文得到的主要结论如下： （1）螺虫乙酯可诱导斑马鱼卵巢和肝脏细胞氧化应激效应的产生。染毒后抑制卵巢中 SOD 的活性，使卵巢细胞产生脂质过氧化反应，产生 MDA。并且在染毒初期显著上调 Cu/Zn-sod 和 Cat 的相对表达量。在肝脏中 SOD 和 CAT 受到螺虫乙酯影响后活性增强。在 14d 时肝脏出现脂质过氧化反应，造成 MDA 的积累，并上调 Cat 相对表达量。 （2）螺虫乙酯对雌斑马鱼 GTH 及其受体也会产生影响。影响主要表现在对GTHR 的表达量上，28d 时螺虫乙酯显著下调了 FSHR 的相对表达量，21d 时上调了各浓度组 LHR 的 mRNA 表达量。720μg/L 浓度显著降低了 14d 时 FSH 的含量，并增加了 VTG 在 28d 时的含量。 

5.2 不足与展望 

本文从生化水平和分子水平研究了螺虫乙酯对肝脏和卵巢的氧化应激效应以及内分泌系统中的相关激素和受体的测定。取得一定的结果，但也存在着不足之处，需进一步完善。 （1）本研究从生化指标上对肝脏和卵巢的氧化应激效应进行测定，应进一步进行对相关器官组织形态学的研究，来更深入的研究螺虫乙酯对水生生物的毒性。 （2）螺虫乙酯可显著上调 LHR 的表达量，其影响机制需进一步研究。

.........

参考文献（略）

本文编号：106368