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

1、1、研究目的：
　　對G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水中有機污染物成分進行檢測分析，確定該地飲用水中有機污染物種類，并對該地管網(wǎng)末梢水有機污染物的雄性生殖毒性及作用機制進行研究，為該地飲用水衛(wèi)生學評價及人群健康保護提供基礎依據(jù)，并為進一步加強水源污染治理提供參考。
　　2、研究方法：
　　2.1研究對象
　　按照隨機區(qū)組設計，將40只SD雄性大鼠分為4組(每組10只)，1組為溶劑對照組(予玉米油)，其余3組為染毒組(染

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

3、睪丸組織病理學檢查；精子檢測及評價參照國家標準進行；堿性磷酸酶(AKP)、乳酸脫氫酶（LDH）、γ-谷氨酰轉移酶(γ-GT)及琥珀酸脫氫酶(SDH)活性檢測采用微量酶標法及分光光度法；促黃體生成素(LH)、睪酮（T）及雌二醇（E2)水平應用直接化學發(fā)光法檢測。
　　2.4 G市某地管網(wǎng)末梢水有機污染物致雄性大鼠生殖毒性的機制研究
　　大鼠睪丸生殖細胞凋亡率采用TdT介導的dUTP缺口末端標記技術檢測；采用 Western b

4、loting及實時熒光定量聚合酶鏈反應分別檢測大鼠睪丸 Bcl-2和Bax的蛋白表達水平及基因mRNA的轉錄水平。
　　3、結果：
　　3.1 G市某地水源水及管網(wǎng)末梢水有機污染物的提取及檢測分析
　　定性分析顯示，該地水源水水樣中有機污染物有：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種有機物。管網(wǎng)末梢水中除檢出上述有機物外，還檢出二氯乙酸、三氯乙酸，共14種有機物。定量結果顯示，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《生活飲用水衛(wèi)生標準》的限值要求，其余有機物檢測結果均符合標準要求或低于檢出限。
　　3.2 G市某地管

6、網(wǎng)末梢水有機污染物對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)間質細胞增生，中劑量睪丸生精小管管腔內細胞排列紊亂，高劑量組可見生精小管上皮變薄，生精細胞間隙變寬，生精細胞疏松脫落進入生精小管腔，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胞有空泡狀結構，細胞內存在大量脂滴，凋亡精原細胞核固縮、染色質沿核膜內側排列呈戒指狀，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)；畸形類型主要有無頭、頸扭轉、尾折疊、波狀尾等。
　　生殖酶學檢測發(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)計學意義(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(P>0.05)，高劑量組的T分泌則較對照組明顯下降(P<0.05)。
　　3.3 G市某地管網(wǎng)末梢水有機污染物致雄性大鼠生殖毒性的機制研究
　　鏡下觀察可見各染毒組均有生精細胞凋亡，對照組和低劑量組以精原細胞凋亡為主，中、高劑量組則多見于精原細胞和初級精母細胞凋亡；染毒組尚可見精子細胞凋亡

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

10、=0.9748，P<0.01]，精子細胞凋亡指數(shù)與Bax/Bcl-2之間也呈高度正相關[相關系數(shù)(r)=0.9043，P<0.01]。
　　熒光定量PCR實驗顯示：各染毒組大鼠睪丸組織Bcl-2基因mRNA轉錄水平較對照組減少，而 Bax基因 mRNA轉錄水平較對照組增加，僅高劑量組(75L/kgBW.day)變化具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
　　4、結論：
　　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在本實驗劑量下，該地管網(wǎng)末梢水有機污染物較高濃度暴露，可導致 SD雄性大鼠睪丸組織病理損傷、精子發(fā)生異常、酶學及激素水平等功能指標的異常。因此，應對該地飲用水有機污染物的生殖毒性予以足夠的重視，并進一步對接觸人群生殖健康狀況進行流行病學調查。
　　4.3在本實驗條件下，該地管網(wǎng)末梢水有機污染物能誘導雄性大鼠生精細胞凋亡，并呈劑量效應關系，生精細胞凋亡可能是該地

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