微囊藻毒素對魚類和哺乳動物致毒效應(yīng)的比較研究.pdf

1、世界各地的藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)，已經(jīng)成為全球范圍的生態(tài)災(zāi)難，微囊藻毒素(microcystin，MC)導(dǎo)致的一系列生態(tài)環(huán)境和人類健康問題也引起了廣泛的關(guān)注。大量研究表明哺乳動物比魚類對MC更加敏感，學(xué)者們就MC對此兩類動物致毒效應(yīng)差異的原因進(jìn)行了一些推測：1)魚類出現(xiàn)肝臟功能衰竭，不同于哺乳類動物的低血量休克以及由此引發(fā)的循環(huán)系統(tǒng)障礙；2)血液在魚類肝臟的灌注速率低，僅為哺乳動物的1/4，使得MC轉(zhuǎn)運(yùn)慢；3)魚類循環(huán)系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，血壓低(約為

2、哺乳動物的1/4)，對MC更具耐受性。然而，支持上述推測觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)性研究工作開展的卻并不多。因此，本研究選擇鯽和家兔為研究對象，開展腹腔注射MC染毒試驗(yàn)，探討MC對魚類和哺乳動物不同的致毒機(jī)制。主要從肝臟損傷、血液循環(huán)系統(tǒng)障礙兩個(gè)方面開展研究。為了更加深入研究微囊藻毒素對血液循環(huán)系統(tǒng)損傷，還設(shè)計(jì)了微囊藻毒素對家兔造血機(jī)能影響的試驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下： 1.染毒及解剖特征腹腔注射MC對鯽染毒48h的LD50為250μgMC-LR/

3、kgBW，而家兔的LD50為33μgMC-LRe/kgBW。對鯽以200，50μgMC-LR/kgBW劑量染毒，對家兔以50，12.5μgMC-LR/kgBW劑量染毒。于注射后1，3，12，24，48h取樣。高劑量組鯽從12h開始出現(xiàn)大量腹水，且腹水中具有血液成分，RBC達(dá)(5.46±1.51)×10×cells/μL，腹水中紅細(xì)胞腫脹變形、細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞核游離。而家兔并未出現(xiàn)腹水現(xiàn)象。 2.肝臟損傷 檢測動物血清中肝

4、臟損傷有關(guān)的酶學(xué)指標(biāo)，包括丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)和乳酸脫氫酶(LDH)，染毒后兩類動物血清酶活性變化迅速，顯著增加。 兩類動物抗氧化系統(tǒng)抵御活性氧(ROS)的響應(yīng)機(jī)制不同。鯽在被MC染毒后，相關(guān)抗氧化酶(如SOD、CAT、GPx和GR等)活性在試驗(yàn)前半段(1-3h)出現(xiàn)升高的變化，而后半段(12-48h)時(shí)間里呈現(xiàn)持續(xù)下降。高劑量組鯽GPx活性在染毒1h即顯著增加，比對照組水平增

5、加了15.64±4.15％，而SOD、CAT酶活性在染毒后3h達(dá)峰值，比對照組分別增加了33.46±8.97％和68.38±12.47％。LPO水平在試驗(yàn)前半段時(shí)間里與對照組無顯著變化，試驗(yàn)后期出現(xiàn)顯著的升高。家兔抗氧化酶從試驗(yàn)一開始便持續(xù)走低，高劑量組家兔染毒后1h時(shí)肝臟SOD、CAT、GPx和GR等酶的活性比對照組分別下降了40.47±8.15％、35.33±6.75％、41.67±10.23％和76.58±13.46％。LPO水平

6、從1h即開始大幅上升直至試驗(yàn)結(jié)束。 3.血液循環(huán)系統(tǒng)障礙兩個(gè)劑量組鯽和低劑量組家兔隨著肝臟毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)而出現(xiàn)循環(huán)血量的顯著下降，組織器官血管滲漏及由此產(chǎn)生的血量下降是導(dǎo)致動物貧血的重要原因之一。染毒鯽肝臟組織內(nèi)毛細(xì)血管通透性顯著增強(qiáng)，高劑量組鯽在染毒后1h時(shí)即顯著增加118.18±12.39％。染毒鯽循環(huán)血量顯著降低，高劑量組鯽染毒48h時(shí)比對照組水平下降了55.45±4.50％。染毒家兔出現(xiàn)肝臟組織內(nèi)毛細(xì)血管通透性顯著增

7、加的現(xiàn)象，高劑量組家兔3h時(shí)較對照組增加了152.63±8.53％。高劑量組家兔在MC染毒后，循環(huán)血量并無顯著變化，而低劑量組家兔循環(huán)血量則在3-48h的時(shí)間里逐漸降低，直至48h的最低值，降幅達(dá)19.20±2.21％。 染毒動物出現(xiàn)血壓下降，但是鯽出現(xiàn)心率代償性升高調(diào)節(jié)，而家兔則不能。染毒鯽平均動脈壓(MAP)、平均舒張壓(MDP)以及平均收縮壓(MAP)等指標(biāo)在整個(gè)試驗(yàn)過程中均顯著降低，高劑量組鯽1h的MAP值比對照組水平下

8、降了60.99±4.38％；血壓下降具有劑量和時(shí)間效應(yīng)關(guān)系。染毒鯽出現(xiàn)心率(HR)顯著升高，高劑量組鯽在染毒后1h即開始出現(xiàn)心率的顯著上升至最高值，比對照組增加了120.78±11.25％，而后的3-24h時(shí)間里，雖然心率仍顯著高于對照組水平，但呈逐漸降低的變化趨勢，直至48h時(shí)的最低值，與對照組無顯著性差別。染毒家兔也出現(xiàn)血壓下降的變化。高劑量組家兔在2h30min時(shí)的MAP僅為初始血壓值的30.02±5.78％，家兔的生命體征微弱，

9、瀕臨死亡。低劑量組家兔心率與對照組并無顯著性差異，高劑量組家兔心率在3h時(shí)極顯著地低于對照組心率(下降36.68±6.73％)。 4.貧血與造血器官損傷染毒動物在試驗(yàn)后半段時(shí)間(24-48h)均呈現(xiàn)貧血癥狀，主要造血器官發(fā)生病理性損傷。鯽呈現(xiàn)RBC、Hb、Ht等指標(biāo)的顯著下降，高劑量組的上述三個(gè)指標(biāo)在48h時(shí)比對照組分別降低了58.48±8.78％、55.79±7.54％和56.86±8.32％，呈現(xiàn)出明顯的貧血現(xiàn)象；而MCV、

10、MCH、MCHC等紅細(xì)胞參數(shù)并無顯著變化，表明鯽的貧血為正常紅血球的貧血(normocyticanemia)，Hb的顯著降低說明并未出現(xiàn)溶血。鯽的主要造血器官腎臟、肝臟均發(fā)生顯著的病理變化。低劑量染毒組家兔也具有RBC、Hb、Ht等血象指標(biāo)的顯著下降，48h時(shí)的上述指標(biāo)僅為對照組的62.71±8.31％、81.03±11.76％、72.22±9.46％，也具有顯著貧血癥狀(normocyticanemia)。對主要的造血器官.骨髓進(jìn)行超

11、顯微觀察，透射電鏡觀察結(jié)果表明骨髓細(xì)胞具有顯著的病理變化，染色質(zhì)異常凝集，呈月牙形或半圓形變化、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、線粒體腫脹等。 5.微囊藻毒素對哺乳動物造血機(jī)能的影響本研究還開展了MC對家兔造血機(jī)能影響的探索性試驗(yàn)，因?yàn)槠裆形匆奙C對動物造血機(jī)能影響的研究。連續(xù)注射MC至14d時(shí)血象指標(biāo)如RBC、Hb、Ht等顯著降低說明家兔出現(xiàn)貧血現(xiàn)象。造血生長因子顯著下降，14d時(shí)EPO、IL-3、IL-6的三種正性造血生長因子水平僅為對照組的

12、57.59±5.50％、51.63±6.38％和68.59±7.91％，表明造血生長因子的調(diào)控能力受到抑制。MTT法測定骨髓細(xì)胞增殖能力隨著染毒時(shí)間延長而逐漸下降，14d時(shí)家兔骨髓細(xì)胞增殖能力極顯著低于對照組水平，僅為對照組水平的69.23±8.56％，表明骨髓細(xì)胞增殖、分化能力受到損傷。骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率顯著升高，14d時(shí)的微核率為對照組的3.9倍。透射電鏡對骨髓的病理觀察表明，骨髓細(xì)胞具有典型的凋亡形態(tài)特征，細(xì)胞核形狀不規(guī)則，染