乙草胺对泥鳅生理

1、苯磺隆对鲫鱼毒害效应的苯磺隆对鲫鱼毒害效应的生物标志物监测技术生物标志物监测技术 滨州学院生命科学系滨州学院生命科学系 张彬彬张彬彬 综述一 前言 苯磺隆的使用情况、性质、危害、以及分析方法二 生物标志物在监测环境污染中的应用 可用于监测环境污染的生物标志物 正文一 苯磺隆对鲫鱼的毒性效应二 苯磺隆对鲫鱼内膜系统的影响三 苯磺隆对鲫鱼肝细胞五种酶的影响综述一 前言1 1 使用情况：使用情况：磺酰脲类除草剂-苯磺隆是一种新型超高效的除草剂，它被广泛用于麦类作物,有效防除一年生及多年生阔叶杂草。因其用量低、对哺乳动物低毒等特点已发展成为世界上用量最大的一类除草剂。据权威人士分析，国产苯磺隆将成为我

2、国麦田除草的当家品种，仅2010年10月份苯磺隆产量为353.52吨，11月份为764.88吨，环比增加116.36%。未来五年，苯磺隆年产量仍呈上升趋势。 2 2 苯磺隆的性质：苯磺隆的性质：苯磺隆在土壤中降解缓慢，降解半衰期为12个月，残留高,随着雨水淋洗、地下渗透等作用的影响,苯磺隆易引起对地下水的污染。3 3 危害：危害：随苯磺隆在水中积蓄到一定量后，将对水生生物产生影响，甚至通过间接作用影响人类的健康。李淑梅等研究表明随着苯磺隆浓度的提高，土壤中动物的数量和种类呈递减趋势。陈小玉等人研究表明苯磺隆对雄性大鼠生殖有一定的毒性作用。 4 4 分析方法：分析方法：对低毒、长期的污染，采用化

3、学分析的方法往往很难评价它的潜在毒性，传统的利用指示生物的测试如急性毒性实验、致死浓度的测定也很难有理想的结果。因此，运用生物标志物对这种低毒、长期的污染物进行合理的评价，是目前毒理学领域研究的热点。 二 生物标志物在监测环境污染中的应用可用于监测环境污染的生物标志物 （一）生物标志物的定义（一）生物标志物的定义 生物标志物是：通过测量体液、组织或整个生物体，能够表征对一种或多种化学污染物的暴露或其效应的生化、细胞、生理、行为或能量上的变化。简单地讲，生物标志物就是可衡量环境污染物的暴露以及效应的生物反应。（二）可用于监测环境污染的生物标志物（二）可用于监测环境污染的生物标志物 1 1 组织结

4、构和亚显微结构组织结构和亚显微结构1.1 红细胞1.2 肝胰腺细胞1.3 线粒体、内质网和溶酶体2 2 蛋白质蛋白质2.1 应激蛋白2.2 金属硫蛋白3 3 酶酶3.1 乙酰胆碱酯酶3.2 超氧化物歧化酶3.3 谷胱甘肽硫转移酶3.4 谷草转氨酶和谷丙转氨酶正文 一 苯磺隆对鲫鱼的毒性效应（一）实验材料和方法（一）实验材料和方法 1 1 材料：材料： 鲫鱼平均体长13.45cm，平均体重36.58g。鱼缸若干个，规格为604040，充氧泵若干个，中型塑料水盆10个。粉式苯磺隆由金华市金龙化工有限公司生产。 2 2 方法：方法： 2.12.1实验条件实验条件 实验用水为阳光曝气7d的自来水，试验

5、期间水温2210，PH6.57.5。每个鱼缸中投放30尾鱼暂养，每天上午10：00换一次水。 2.2 2.2 半数致死浓度和安全浓度的测定半数致死浓度和安全浓度的测定 设计19mg/L、20mg/L、21mg/L、22mg/L、23mg/L的药液共5个浓度组，每个塑料盆里按照设计的浓度加入苯磺隆处理液，然后在每个浓度组里投放8条鲫鱼，分别记录24hr、48hr各浓度组内鲫鱼的死亡数目。根据加权概率法计算半数致死浓度TLm，进而求得安全浓度。 安全浓度=注： TLm48为“48小时半数致死浓度”的缩写； TLm24为“24小时半数致死浓度”的缩写1 1 苯磺隆对鲫鱼的急性毒性试验结果见表苯磺隆对

6、鲫鱼的急性毒性试验结果见表1 1 根据24hr、48hr的鲫鱼死亡数（表1）,利用加权概率单位法，采用SAS8.2 统计软件进行统计处理，分别求得24hr、48hr的半数致死浓度。结果如下： 24hr的半数致死浓度为20.27mg/L，95%置信区间为（18.21,21.31）mg/L 48hr的半数致死浓度为19.24mg/L，95%置信区间为（15.08,20.20）mg/L2 2 安全浓度安全浓度 （二）实验结果（二）实验结果二 苯磺隆污染液对鲫鱼内膜系统的影响 线粒体和内质网是对损伤极为敏感的两种细胞器。溶酶体内含多种水解酶，其次级溶酶体的异噬溶酶体通过消化外源物质保护细胞。0组与15

7、组浓度组对比发现，浓度组肝细胞主要表现为线粒体肿胀、嵴减少、空泡以及内质网空泡化，异噬型溶酶体增多等一系列的亚细胞结构形态病变。这些改变大多是细胞不可修复性损伤的标志，预示着活体细胞死亡或坏死的出现。同时还发现，随苯磺隆质量浓度的增大，亚细胞结构损伤程度也呈现渐进的变化：1、2组细胞中线粒体、内质网大量增生，说明低浓度苯磺隆刺激，肝细胞出现暂时的应激反应。同时在1、2组肝细胞吸收的苯磺隆中的有机成分，被溶酶体吞噬，而溶酶体不能对其消化分解掉，因而异噬型溶酶体大量形成。此种溶酶体的增多，将影响肝细胞的功能。随着苯磺隆质量浓度的进一步升高，在3、4、5组，线粒体、内质网出现空泡，最终导致肝细胞的损

8、伤。 三 苯磺隆对鲫鱼五种酶的影响苯磺隆对鲫鱼五种酶的影响1 1 试剂试剂 本实验所用药品试剂为南京建成生物工程研究所所提供的酶活力测试试剂盒，试剂配制按试剂盒说明书中配制方法配制。2 2 组织匀浆的制备组织匀浆的制备:24h:24h、48h48h、96h96h 2.1 称量 2.2 研磨 2.3 离心 2.4 取上清液 2.5 测各种酶的活力 2.6 考马斯亮兰测组织蛋白的含量 2.7 数据处理 实验数据用SAS 8.2软件进行处理。所得结果均为平均数标准差；用GLM程序进行析因设计的方差分析，分析不同浓度间、不同时间及浓度与时间的交互作用。3 3 苯磺隆对鲫鱼肝脏五种酶的影响苯磺隆对鲫鱼肝

9、脏五种酶的影响3.1 3.1 苯磺隆对鲫鱼转氨酶活性的影响苯磺隆对鲫鱼转氨酶活性的影响3.1.1 3.1.1 对谷丙转氨酶（对谷丙转氨酶（GPTGPT）活性的影响）活性的影响 经析因设计的方差分析，不同浓度间差别有统计学意义（F=170.43，P0.001），不同的时间点差别有统计学意义（F=82.56，P0.001），且浓度与时间之间存在交互作用（F=11.89，P0.001），即不同浓度不同时刻GPT的变化是不同的。24h的2、4浓度组，48h的1、5浓度组和96h的第3浓度组与对照组相比，差异显著（P0.05）；24h的3浓度组，48h的2、3、4浓度组以及96h的2浓度组与对照组相比，

10、差异极显著（P0.01）。 3.1.2 3.1.2 对谷草转氨酶（对谷草转氨酶（GOTGOT）活性的影响）活性的影响 注：“*”表示与对照组差异显著（P0.05）,“*”表示与对照组差异极显著（P0.01）。 经析因设计的方差分析，不同浓度间差别有统计学意义（F=114.84，P0.001），不同的时间点差别有统计学意义（F=69.58，P0.001），且浓度与时间之间存在交互作用（F=14.37，P0.001）,即不同浓度不同时刻GOT的变化是不同的。24h的1浓度组，48h的4浓度组和96h的第1浓度组与对照组相比，差异显著（P0.05）；24h的2、3、4浓度组，48h的1、2、3浓度组

11、以及96h的2浓度组与对照组相比，差异极显著（P0.01）。3.1.3 3.1.3 讨论讨论 苯磺隆处理后GPT活性变化见表2。由表1可以看出，5个浓度组测得的酶活力均高于对照组，反映了短时间苯磺隆处理可诱导GPT升高，加强对毒物的排出。但每组的96h的酶活力均低于同一浓度组48h的酶活力，反映出肝细胞长期处于苯磺隆这一不良的状态下，功能开始下降，说明鲫鱼肝中GPT活力与染毒质量浓度和时间长短有关。 苯磺隆处理后GOT活性变化见表3。试验结果显示GOT的活力变化趋势与GPT的相似：除去96h的第5浓度组，GOT活力低于对照组，诱导率为-10.51%以外，其余苯磺隆处理组，从相同时间段不同浓度来

12、看， GOT活性均被诱导，但随着处理时间的延长，诱导率有所下降，96h的GOT活性低于48h处理组。从相同浓度不同时间段来看，各组都表现为随时间延长诱导率下降的趋势。该试验结果说明肝细胞随着处于不良状态下时间的延长，肝组织受到一定程度的损伤，抑制了肝细胞中GOT酶的活力。 转氨酶是催化氨基酸与酮酸之间氨基转移的一类酶，普遍存在于动物、植物组织和微生物中，心肌、脑、肝等动物组织中含量较高，转氨酶参与氨基酸的分解和合成，其中GPT和GOT是肝脏中活力比较大的2种重要转氨酶。转氨酶活性高低能反映出生物体内氨基酸代谢情况，是衡量肝脏功能的生理指标。肝脏既是营养物质消化的主要腺体，也是尿素合成的主要场所

13、，有解毒功能。GPT和GOT活性显著提高，能够加快尿素生成，减少氨基酸代谢产物对机体的毒害。结果表明：结果表明：各苯磺隆处理组GPT和GOT的活性在24、48h都高于0组，反映了短时间苯磺隆处理可诱导这2种酶提高，加强对毒物的排出。各处理组2种酶的活力在96h呈现下降趋势，其中5组酶的活力明显小于4组的活力。反映出肝细胞长期处于不良的状态下，功能开始下降。3.2 3.2 苯磺隆对鲫鱼谷胱甘肽硫转移酶苯磺隆对鲫鱼谷胱甘肽硫转移酶(GSTs(GSTs) )活性的影响活性的影响 由表4可以看出，不同时间、不同浓度处理的鲫鱼GSTs活性均被诱导，随污染物浓度的升高，GSTs活性先升高而后开始下降，但仍

14、高于对照组。 经析因设计的方差分析，不同浓度间差别有统计学意义（F=187.62，P0.001），不同的时间点差别有统计学意义（F=9.33，P0.001），且浓度与时间之间存在交互作用（F=4.48，P0.001），即不同浓度不同时刻GSTs的变化是不同的。 谷胱甘肽转硫酶是广泛分布于哺乳动物、植物、鸟类、昆虫、寄生虫及微生物体内的一组多功能同工酶,其主要功能是催化某些内源性或外来有害物质的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的巯基偶联,增加其疏水性使其易于穿越细胞膜,分解后排出体外,从而达到解毒的目的。而亲电子有毒化合物与GSTs的结合反应，主要是将亲电子底物中的基团转移到还原性谷胱甘肽的S原子上，

15、使亲电子的化合物变成亲水的物质，就是通过这种方式将体内的亲脂化合物及各种有潜在毒性的物质降解排出体外。当鲫鱼接触环境中的苯磺隆后，其肝脏内的GSTs作为一种生物标志酶其活性会发生明显变化，并与暴露的时间和苯磺隆的浓度有关。本试验结果表明：当低浓度苯磺隆处理时，肝脏内的GSTs出现暂时的激活现象以消除体内的过氧化物；随着苯磺隆浓度的增大，鲫鱼体内产生大量的氧化产物，引起脂质过氧化反应，加之抗氧化酶类活性的普遍降低，肝脏GST的活力又会出现下降，从而对鲫鱼产生危害，造成鲫鱼出现中毒症状或者死亡。3.3 3.3 苯磺隆对鲫鱼超氧化物歧化酶苯磺隆对鲫鱼超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)活性的影响活性的

16、影响 由表5可以看出，24、48h处理的鲫鱼SOD活性均被诱导，随污染物浓度的升高，SOD 活性先升高而后开始下降；96 h处理的鲫鱼SOD 活性先被诱导，而后诱导率降低，在5浓度组反而出现抑制效应。 经析因设计的方差分析，不同浓度间差别有统计学意义（F=359.73，P0.001），不同的时间点差别有统计学意义（F=199.49，P0.001），且浓度与时间之间存在交互作用（F=37.55，P0.001），即不同浓度不同时刻SOD的变化是不同的。 当污染物进入生物体内进行生物转化时，可形成多种中间产物，其中许多中间产物可进入氧化还原循环，产生比母体污染物危害性更大的中间代谢产物，同时伴随着大

17、量的活性氧自由基的产生。SOD是歧化超氧阴离子的专一性酶,是一种重要的氧自由基清除剂,可以保护生物体免受自由基的攻击,其活性高低可反映体内抗自由基水平。SOD 活性升高,可清除体内多余的自由基,从而保护脏器功能。这些活性氧自由基若不及时被清除， 就会引起DNA断裂、脂质过氧化、酶失活等损伤，对机体造成氧化胁迫。SOD 普遍存在于动植物体内，是生物体内抗氧化防御系统的重要组成成分，其活性成分或含量可由于污染的胁迫而发生改变，因而可间接反映环境中氧化污染的存在，可作为机体受到氧化胁迫的指标。试验中低浓度苯磺隆溶液中鲫鱼SOD 活性随污染物浓度的升高而升高， 以清除过量的自由基。随着浓度的继续升高，

18、到第3、45浓度组浓度组，酶活性受到开始下降。甚至随着处理浓度的升高、处理时间的延长，酶活性开始出现抑制现象，如96h的第5浓度组。这可能是污染物产生的大量活性氧中间体已经超出了机体清除活性氧的能力。结果大量的活性氧中间体作用于酶蛋白质分子关键性氨基酸残基，从而使酶活性受到抑制所导致的结果。 该实验结果表明：动物细胞在低水平污染胁迫下会产生大量自由基，SOD的活性在自由基的诱导下也随之升高，以清除过量的自由基；当污染物长时间作用于机体后，或者污染物浓度过大，产生的大量活性氧中间体已超出了机体清除活性氧的能力，结果大量的活性氧中间体作用于酶蛋白质分子的关键性氨基酸残基，使酶活性受到抑制。 3.4 3.4 苯磺隆对鲫鱼乙酰胆碱酯酶苯磺隆对鲫鱼乙酰胆碱酯酶(AChE(AChE) )活性的影响活性的影响 经24、72、96h测定的AChE活性及苯磺隆对其活性的抑制率见表6。析因设计的方差分析表明，不同浓度间差别有统计学意义（F=36.86，P0.001），不同时间点间差别无统计学意义（F=0.19，P=0.83），且浓度与时间之间不存在交互作用（F=0.27，P=0.98），即不同浓度不同时刻AChE活性的变化是不同的。 由表6可看出，苯磺隆处理液对鲫鱼AChE活性几乎呈抑制效应，同一浓度抑制率一般随时间的延长而增大（2组抑制率呈现先增大而后又减少的趋