環(huán)境雌激素滅多威對雄羅非魚下丘腦-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)濟價值并常被用作毒理學試驗研究材料的羅非魚(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)境雌激素滅多威對羅非魚的急性毒性;并在此基礎上，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，研究了不同作用時間(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）的滅多威對雄羅非魚內(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表達量為指標，研

3、究了暴露時間為30d時不同濃度（0.2μg·L-1、2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1）的滅多威對雄羅非魚的內(nèi)分泌干擾作用機理;以血清、肝臟、腎臟中的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(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，研究了不同作用時間(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）的滅多威對雄羅非魚抗氧化防御功能的影響。同時，開展了為期18d的恢復試驗研究，評價滅多威對生物體造成的毒性損傷是否具有可逆性。以期通過上述研究，更加全面深入地了解滅多威對雄魚生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)和抗氧化防御功能的損傷程度及其作用機理。
　　急性毒性試驗研究結(jié)果表明，滅多威對羅非魚的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)藥毒性分級標準，滅多威對羅非魚是極高毒農(nóng)藥，很容易導致魚類急性中毒死亡。
　　滅多威對雄羅非魚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，滅多威對雄羅非魚血清性激素和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可以作為滅多威對雄羅非魚無雌激素效應的參考閾值。在

6、20μg·L-1和200μg·L-1暴露濃度下，滅多威對雄羅非魚血清性激素和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，最大誘導值分別出現(xiàn)在200μg·L-1濃度下暴露后的24d和30d，分別為相應對照組的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，分別為相應對照組的43.78％和41.22％。滅多

7、威對雄羅非魚GSI影響的研究結(jié)果顯示，在0.2μg·L-1、2μg·L-1和20μg·L-1三個暴露濃度下，GSI沒有發(fā)生顯著(p＞0.05)變化，但在200μg·L-1高濃度下，滅多威對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，為對照組的76.64％。本試驗中上述參數(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_非魚性類固醇激素合成和代謝產(chǎn)生顯著影響，造成機體性激素分泌異常，從而導致

8、雄羅非魚生殖功能障礙。同時，對比雄羅非魚上述各項參數(shù)對滅多威的敏感性，本試驗認為雄羅非魚GSI以及血清VTG、E2、T和11-KT對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。
　　滅多威對雄羅非魚HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達量影響的研究結(jié)果表明，在0.2μg·L-1和2μg·L-1濃度下暴露30d時，滅多威對雄羅非魚HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達量沒有產(chǎn)生顯著(p

9、＞0.05)影響，因此從性激素相關(guān)基因mRNA表達量的角度分析，2μg·L-1可以作為滅多威對雄羅非魚無雌激素效應的參考閾值。在20μg·L-1和200μg·L-1濃度下暴露30 d時，滅多威對雄羅非魚HPG軸性激素相關(guān)基因mRNA表達量產(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表達量被顯著

10、(p＜0.05)誘導，最大誘導值分別出現(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，此時上述基因的mRNA表達量分別為相應對照組的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，此時上述基因的mRNA表達量分別為相應對照組的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表達量與對照組相比沒有發(fā)

12、生顯著變化(p＞0.05)。研究認為，滅多威能夠?qū)π哿_非魚HPG軸的多個位點產(chǎn)生干擾作用，從而誘導血液性激素、VTG水平及性體指數(shù)發(fā)生改變，發(fā)揮其對雄羅非魚的生殖內(nèi)分泌干擾效應。
　　滅多威對雄羅非魚血清、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，羅非魚血清、肝臟和腎臟SOD、CAT、GST、GR、GPx活性和GSH、GSSG含量都沒有發(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可以作為滅多威對雄羅非魚無氧化損傷作用的參考閾值。在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個暴露濃度下，滅多威能夠?qū)α_非魚肝臟、腎臟和血液抗氧化防御參數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并呈現(xiàn)出時間-效應和劑量-效應關(guān)系。從不同組織器官的抗氧化參數(shù)對滅多威的響應情況看，滅多威對雄羅非魚肝臟、腎臟和血清抗氧化參數(shù)影響的時間-效應和劑量-效應關(guān)系的變化趨勢基本一致;由于血清的采集和處理都相對方便，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魚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間點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，從各個抗氧化參數(shù)的變化趨勢來看，血清、腎臟和肝臟GPx和GSSG在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個暴露濃度下均被誘導;血清、腎臟和肝臟GSH在2μg·L-1、20μg·L-1、200μg·L-1三個暴露濃度下均被抑制;血清

15、、腎臟和肝臟CAT、SOD、GST、GR的變化趨勢則因滅多威濃度和暴露時間不同而有差異，在2μg·L-1濃度下均被誘導，在20μg·L-1和200μg·L-1濃度下，隨著暴露時間的延長表現(xiàn)為先被誘導后被抑制的變化趨勢。由于機體抗氧化參數(shù)活性或含量的變化表示機體內(nèi)活性氧的大量增加，并已擾亂機體抗氧化防御系統(tǒng)的正常功能，因此本試驗中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，滅多威對羅非魚是極高毒農(nóng)藥，容易導致魚類急性中毒死亡;0.2μg·L-1可以作為滅多威對雄羅非魚無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_非魚機體抗氧化防御系統(tǒng)產(chǎn)生顯著的氧化損傷;2μg·L-1可以作為滅多威對雄羅非魚無雌激素效應的參考閾值，濃度高于20μ g·L-1的滅多威能夠?qū)π哿_非魚HPG軸的多個位點產(chǎn)生干擾作用，從而誘導血液性激

17、素、VTG水平及性體指數(shù)發(fā)生改變，發(fā)揮其對雄羅非魚的生殖內(nèi)分泌干擾效應;雄羅非魚性類固醇激素、VTG和GSI對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的敏感指標;濃度不高于20μ g·L-1的滅多威對雄羅非魚產(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的滅多威對雄羅非魚產(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可以作為滅多威對羅非