有機磷農(nóng)藥的聯(lián)合毒性及其毒理學機理研究.pdf

1、有機磷農(nóng)藥是我國目前使用范圍最廣、用量最大的農(nóng)藥。與其他種類農(nóng)藥相比，具有殺蟲譜廣、殘效期短、價格低廉及抗藥性不顯著等特點，被廣泛用于家庭和農(nóng)業(yè)的防蟲抗害中。正因為如此，使得有機磷農(nóng)藥殘留成為我國食物中農(nóng)藥殘留最突出的問題。長期以來，對農(nóng)藥殘留的風險評估都是一個個的進行，而實際上在食品和環(huán)境中殘留幾乎都是多種農(nóng)藥的殘留，人群普遍同時或連續(xù)暴露在有機磷農(nóng)藥混合物中，其對健康產(chǎn)生的聯(lián)合風險有待評估。 本文研究了有機磷二元混合物的聯(lián)合

2、急性和亞慢性毒性，從聯(lián)合神經(jīng)毒性、對代謝酶的聯(lián)合作用、聯(lián)合雄性生殖毒性、對表征雄性生殖正常功能的標志物基因表達影響等幾個方面，探討了有機磷農(nóng)藥二元混合物對機體的損傷作用，闡明有機磷農(nóng)藥混和物的危害效應和毒作用機理，為完善有機磷農(nóng)藥混合物的風險評估提供理論依據(jù)。 本研究選擇食品中常見的有機磷農(nóng)藥殘留品種，氧化樂果、毒死蜱、敵敵畏、辛硫磷、甲基對硫磷，采用霍恩氏法計算了各單劑的LD50，結(jié)果與文獻記載的一致，分別為79.4、147、

3、126、1260、14.7mg/kg.BW。按等毒比法制備混配農(nóng)藥，測定有機磷二元混合物的實際LD50。按照聯(lián)合作用系數(shù)法計算其預測LD50，計算實際LD50與預測LD50的比值。 根據(jù)Keplinger建議的評價標準： 二元混合物能產(chǎn)生不同模式的聯(lián)合急性毒性，氧化樂果和毒死蜱、氧化樂果和甲基對硫磷按等毒比混配后，實際LD50與預測LD50的比值均大于1.75，急性神經(jīng)毒性聯(lián)合作用表現(xiàn)為協(xié)同作用。敵敵畏和毒死蜱混合后，實

4、際LD50與預測LD50的比值小于0.57，聯(lián)合作用表現(xiàn)為拮抗； 其余有機磷農(nóng)藥混和物實際LD50與預測LD50的比值在0.57～1.75表現(xiàn)為相加。在此基礎上，選取氧化樂果和毒死蜱作為急性毒性機制和亞慢性毒性及機制的研究對象。 化學物產(chǎn)生聯(lián)合毒性的機制與代謝酶密切相關。本研究通過氧化樂果和毒死蜱對關鍵代謝酶活力的聯(lián)合作用的研究，以期闡明產(chǎn)生協(xié)同急性神經(jīng)毒性的機理。氧化樂果和毒死蜱混合物以各自1/2LD50mg/kg劑量

5、混和后，對SD大鼠一次染毒后，采用2×3析因設計，研究染毒后4、8、24h時混合物對肝臟、血清中的羧酸酯酶和膽堿酯酶的聯(lián)合影響。結(jié)果表明：在8h時能顯著降低混合組腦組織中AchE的活力，聯(lián)合作用呈協(xié)同作用，其較正常對照組降低了60％，表明產(chǎn)生了協(xié)同神經(jīng)毒性。混合物能顯著抑制肝臟和血清中CE活力，協(xié)同作用分別出現(xiàn)在染毒4h和8h后。對血清和肝臟CE活力的協(xié)同抑制可能是引起協(xié)同神經(jīng)毒性的機理之一。氧化樂果和毒死蜱在染毒8h后對血清中ChE活

6、力產(chǎn)生協(xié)同抑制作用，延長了農(nóng)藥在體內(nèi)持續(xù)時間，而增強了急性神經(jīng)毒性。 本文研究了氧化樂果和毒死蜱單獨染毒對SD大鼠的亞慢性生殖毒性，并得到亞慢性生殖毒性的未觀察到有害作用劑量(NOAEL)，為完善毒死蜱和氧化樂果的風險評估提供了數(shù)據(jù)支持，并為下一步聯(lián)合毒性的研究提供了劑量依據(jù)。 結(jié)果表明：氧化樂果和毒死蜱單劑均對大鼠產(chǎn)生雄性生殖毒性，能顯著降低精子數(shù)、精子活動率和增加精子的畸形率；誘導雄性大鼠生精管損傷，各級生精細胞較少

7、、變性、脫落、水腫，間質(zhì)增寬。 而產(chǎn)生生殖毒性的機制主要為：氧化樂果能使FSH上升和T含量下降，表明大鼠睪丸的支持細胞是氧化樂果作用的靶位點；毒死蜱能升高睪丸組織LH水平和減少T的含量，減少間質(zhì)細胞的數(shù)量，表明大鼠睪丸間質(zhì)細胞是毒死蜱作用的靶位點。 氧化樂果和毒死蜱染毒的睪丸中標志酶LDH、ACP、AKP、γ-GT的活力都發(fā)生了變化，與對照組有顯著差異，這與氧化樂果和毒死蜱誘導精子質(zhì)量下降(精子數(shù)、精子活動率、精子畸形率

8、)存在一定的關系。 氧化樂果和毒死蜱染毒后，大鼠睪丸組織的抗氧化平衡受到破壞。打破了生精細胞凋亡維持精子發(fā)生過程的正常動態(tài)平衡，這可能是導致雄性大鼠生殖毒性的其中一個毒性機理。 氧樂果對于SD雄性大鼠生殖毒性的最大無作用劑量NOAEL是0.44mg/(kg.d)，而毒死蜱的則是為0.82mg/(kg.d)。 氧化樂果和毒死蜱混合物染毒SD大鼠后能產(chǎn)生雄性生殖毒性，表現(xiàn)為協(xié)同作用?；旌臀锬茱@著增加附睪系數(shù)、降低精子

9、數(shù)和精子活力，聯(lián)合作用均表現(xiàn)為協(xié)同作用；通過電鏡和光鏡觀察結(jié)果表明：混合物能引起曲細精管的萎縮，精子數(shù)量下降，支持細胞減少，精子從支持細胞上脫落，基底膜脫落。 畸形精子增多，生精細胞壞死，胞漿溶解，線粒體空泡化，支持細胞壞死。其聯(lián)合作用機制主要有：第一，氧化樂果和毒死蜱混合物染毒的睪丸標志酶LDH、ACP、AKP、γ-GT的活力都發(fā)生了變化，表現(xiàn)為顯著下降，聯(lián)合作用為協(xié)同作用。這與混合物誘導精子質(zhì)量下降(精子數(shù)、精子活動率)存在

10、一定的關系。第二，混合物對大鼠的FSH和T水平存在交互作用，表明混合物對支持細胞的影響存在交互作用，染毒后混合物對LH水平的影響表現(xiàn)為相加作用，則協(xié)同作用主要體現(xiàn)了氧化樂果對支持細胞的損傷作用。 本研究還利用體外大鼠睪丸支持細胞培養(yǎng)模型，采用熒光半定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈式反應技術研究了氧樂果和毒死蜱混合物產(chǎn)生協(xié)同雄性生殖毒性的機理。混合物能顯著減少支持細胞標志物雄激素結(jié)合蛋白(ABP)基因的表達量，聯(lián)合作用表現(xiàn)為協(xié)同作用；混合物對

11、ABP的協(xié)同作用表明了以下兩點：一是氧化樂果和毒死蜱混合物能對睪丸內(nèi)生精過程平衡產(chǎn)生強烈的破壞，其破壞程度強于氧化樂果和毒死蜱的兩種單劑對生精過程的破壞作用的總和；二是氧化樂果和毒死蜱通過對ABP基因表達的協(xié)同降低，使支持細胞受損，而間接對生精過程產(chǎn)生協(xié)同損傷，從而產(chǎn)協(xié)同生雄性生殖毒性。 有機磷農(nóng)藥混配后，能對大鼠產(chǎn)生協(xié)同的神經(jīng)毒性和亞慢型雄性生殖毒性，毒性效應增強。人體暴露在有機磷農(nóng)藥混合物后對健康的風險增大，因此在制定有機磷