G市某地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物對(duì)雄性大鼠的生殖毒性及機(jī)制研究.pdf

1、1、研究目的：
　　對(duì)G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水中有機(jī)污染物成分進(jìn)行檢測(cè)分析，確定該地飲用水中有機(jī)污染物種類，并對(duì)該地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物的雄性生殖毒性及作用機(jī)制進(jìn)行研究，為該地飲用水衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)及人群健康保護(hù)提供基礎(chǔ)依據(jù)，并為進(jìn)一步加強(qiáng)水源污染治理提供參考。
　　2、研究方法：
　　2.1研究對(duì)象
　　按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，將40只SD雄性大鼠分為4組(每組10只)，1組為溶劑對(duì)照組(予玉米油)，其余3組為染毒組(染

2、毒劑量分別為3、15、75L水樣中的有機(jī)提取物/kgBW.day)。
　　2.2 G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物的提取及檢測(cè)分析
　　采集G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水水樣，利用固相萃取技術(shù)提取水樣中有機(jī)污染物，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)水樣中有機(jī)物成分進(jìn)行檢測(cè)分析。
　　2.3 G市某地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物致雄性大鼠的生殖毒性觀察
　　利用萃取的管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物對(duì)雄性大鼠進(jìn)行灌胃染毒。采用光鏡和電鏡進(jìn)行

3、睪丸組織病理學(xué)檢查；精子檢測(cè)及評(píng)價(jià)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；堿性磷酸酶(AKP)、乳酸脫氫酶（LDH）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(γ-GT)及琥珀酸脫氫酶(SDH)活性檢測(cè)采用微量酶標(biāo)法及分光光度法；促黃體生成素(LH)、睪酮（T）及雌二醇（E2)水平應(yīng)用直接化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)。
　　2.4 G市某地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物致雄性大鼠生殖毒性的機(jī)制研究
　　大鼠睪丸生殖細(xì)胞凋亡率采用TdT介導(dǎo)的dUTP缺口末端標(biāo)記技術(shù)檢測(cè)；采用 Western b

4、loting及實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)分別檢測(cè)大鼠睪丸 Bcl-2和Bax的蛋白表達(dá)水平及基因mRNA的轉(zhuǎn)錄水平。
　　3、結(jié)果：
　　3.1 G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物的提取及檢測(cè)分析
　　定性分析顯示，該地水源水水樣中有機(jī)污染物有：十一烷、十四烷酸甲酯、2-丙烯酸十五烷基酯、14-甲基十五烷酸甲酯、十六烷酸甲酯、十八烷酸甲酯、順式-9-十八烯酸甲酯、3,3'-亞氨基二丙胺、苯甲酸甲酯、1,2-鄰苯二甲酸二

5、異辛酯、1,2-鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，共12種有機(jī)物。管網(wǎng)末梢水中除檢出上述有機(jī)物外，還檢出二氯乙酸、三氯乙酸，共14種有機(jī)物。定量結(jié)果顯示，水源水中DEHP及DBP分別為16.5μg/L和5.3μg/L，管網(wǎng)末梢水中DEHP及DBP分別為16.4μg/L和4.5μg/L，均超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的限值要求，其余有機(jī)物檢測(cè)結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求或低于檢出限。
　　3.2 G市某地管

6、網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物對(duì)雄性大鼠的生殖毒性觀察
　　染毒組大鼠睪丸附睪的重量及其臟器系數(shù)未見明顯改變(P>0.05)；光鏡下，低劑量大鼠睪丸出現(xiàn)間質(zhì)細(xì)胞增生，中劑量睪丸生精小管管腔內(nèi)細(xì)胞排列紊亂，高劑量組可見生精小管上皮變薄，生精細(xì)胞間隙變寬，生精細(xì)胞疏松脫落進(jìn)入生精小管腔，生精上皮出現(xiàn)空泡變性；電鏡下可見高劑量組退化精母細(xì)胞有空泡狀結(jié)構(gòu)，細(xì)胞內(nèi)存在大量脂滴，凋亡精原細(xì)胞核固縮、染色質(zhì)沿核膜內(nèi)側(cè)排列呈戒指狀，低中劑量組亦未見明顯變化。

7、精子數(shù)量/附睪重量的比值隨染毒劑量增加而下降，但僅高劑量組的降低明顯(P<0.05)；在中、高劑量組中，大鼠精子的總畸形率、頭頸部及尾部畸形率均明顯升高(P<0.05)；畸形類型主要有無(wú)頭、頸扭轉(zhuǎn)、尾折疊、波狀尾等。
　　生殖酶學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：各染毒組的AKP活性明顯下降，SDH活性則明顯升高(P<0.05)；LDH的活性隨染毒劑量的增加而降低，僅高劑量組的降低有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；γ-GT的活性則未見明顯改變(P>0.05)

8、。生殖激素中，各染毒組LH的改變不明顯(P>0.05)；中、高劑量組的E2則明顯升高(P<0.05)；低、中劑量組T的分泌水平呈升高趨勢(shì)(P>0.05)，高劑量組的T分泌則較對(duì)照組明顯下降(P<0.05)。
　　3.3 G市某地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物致雄性大鼠生殖毒性的機(jī)制研究
　　鏡下觀察可見各染毒組均有生精細(xì)胞凋亡，對(duì)照組和低劑量組以精原細(xì)胞凋亡為主，中、高劑量組則多見于精原細(xì)胞和初級(jí)精母細(xì)胞凋亡；染毒組尚可見精子細(xì)胞凋亡

9、發(fā)生；生精細(xì)胞和精子細(xì)胞的凋亡指數(shù)均呈升高趨勢(shì)，與對(duì)照組及低劑量組比較，中、高劑量組升高具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
　　Western blotting結(jié)果顯示，各組均可在26KD(Bcl-2)、21KD(Bax)處顯示電泳條帶；染毒組Bcl-2蛋白表達(dá)較對(duì)照組減少，而Bax蛋白表達(dá)較對(duì)照組增多，僅高劑量組的變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；相關(guān)分析顯示，生精細(xì)胞凋亡指數(shù)與Bax/Bcl-2之間呈高度正相關(guān)[相關(guān)系數(shù)(r)

10、=0.9748，P<0.01]，精子細(xì)胞凋亡指數(shù)與Bax/Bcl-2之間也呈高度正相關(guān)[相關(guān)系數(shù)(r)=0.9043，P<0.01]。
　　熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)顯示：各染毒組大鼠睪丸組織Bcl-2基因mRNA轉(zhuǎn)錄水平較對(duì)照組減少，而 Bax基因 mRNA轉(zhuǎn)錄水平較對(duì)照組增加，僅高劑量組(75L/kgBW.day)變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
　　4、結(jié)論：
　　4.1該地水源水和管網(wǎng)末梢水均存在一定程度的有機(jī)物污

11、染，主要污染物有鄰苯二甲酸酯類化合物與烷酸脂類化合物。
　　4.2在本實(shí)驗(yàn)劑量下，該地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物較高濃度暴露，可導(dǎo)致 SD雄性大鼠睪丸組織病理?yè)p傷、精子發(fā)生異常、酶學(xué)及激素水平等功能指標(biāo)的異常。因此，應(yīng)對(duì)該地飲用水有機(jī)污染物的生殖毒性予以足夠的重視，并進(jìn)一步對(duì)接觸人群生殖健康狀況進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查。
　　4.3在本實(shí)驗(yàn)條件下，該地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物能誘導(dǎo)雄性大鼠生精細(xì)胞凋亡，并呈劑量效應(yīng)關(guān)系，生精細(xì)胞凋亡可能是該地

12、飲用水有機(jī)污染物睪丸毒性的重要作用途徑之一。而其誘導(dǎo)生精細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與其抑制了Bcl-2基因并上調(diào) Bax基因的表達(dá)有關(guān)。該地管網(wǎng)末梢水有機(jī)污染物通過(guò)Bax/Bcl-2信號(hào)途徑介導(dǎo)的生精細(xì)胞凋亡是其重要的損傷機(jī)制。
　　5、建議：
　　針對(duì)該地飲用水有機(jī)物污染現(xiàn)狀，除了需要加強(qiáng)對(duì)水源水有機(jī)污染物經(jīng)常性監(jiān)測(cè)，并采取有效措施限制污染物排放，另一方面，建議水廠改進(jìn)常規(guī)凈水處理工藝，增加針對(duì)有機(jī)物的凈化措施，如臭氧氧化聯(lián)合活性