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微囊藻毒素对滤食性鱼类影响的毒理学实验和野外研究
李莉
Subtype博士
Thesis Advisor谢平
2006-06-08
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Place of Conferral水生生物研究所
Keyword微囊藻毒素 滤食性鱼类 组织病理学 超微结构变化 抗氧化酶 解毒酶
Abstract目前,尽管滤食性鱼类经常被暴露在高浓度的微囊藻毒素(MC)中,但MC对这类鱼影响的毒理学研究还很缺乏,滤食性鱼类高强度的抗毒机制也未阐明。本文以我国四大家鱼中的滤食性鱼类鲢、鳙为研究对象,开展了从室内的急性染毒实验到野外的围栏实验,研究MC在鲢、鳙的主要组织器官 (肝、肾) 中的累积及其引起的细胞和亚细胞结构上的病理变化,血清生化指标的变化和组织匀浆中抗氧化酶系的生化响应,来确定MC对鲢、鳙的毒害作用,以探讨鲢、鳙的抗毒机理及可能的解毒途径,为预防MC对水生动物和人类的危害提供实验依据。主要结果如下: 1)室内鳙鱼急性毒性实验中,腹腔注射400和1000 µg kg-1 bw剂量的MC粗提液,并注射后的1、3、12、24和48h取样,研究MC在肝中的累积和对肝的毒性效应。鳙肝中的MC用HPLC和LC/MS进行定性、定量检测,结果发现低剂量组在注射后12h肝中微囊藻毒素含量最高(2.89 µg MCs g-1 DW),高剂量组在注射后3h肝中MC含量即达到最高值 (5.43 µg MCs g-1 DW),随后MC含量下降,然而肝脏的病理变化在注射后24h内呈时间依赖性的增长,并且肝细胞在低浓度MC作用下主要以细胞凋亡的形式死亡,而高浓度MC作用下主要以细胞坏死的形式死亡。显然,组织损伤相对毒素的累积具滞后性。与病理变化相一致的是,鳙鱼血清中的肝特征酶 (ALT、AST、LDH) 在注射后开始上升,并在24h达到峰值,之后逐渐恢复到对照组水平。研究中有两个新发现:MC导致的肝脏早期超微结构的变化是使细胞间隙增宽;注射后48h,在两个剂量组均观察到肝组织的恢复现象。另一方面,肝组织中ROS含量,抗氧化酶CAT、SOD,GPX、GR活性和脱毒酶GST活性在处理后均表现出一种先升后降的变化趋势,即在注射后3h逐渐上升达最大值,随后下降到对照组水平,表明CAT、SOD、GPX在清除ROS,抵抗MC的毒性伤害中发挥了关键的作用。尽管两剂量组肝中GSH的含量并未有显著的降低,但GST活性的增加提示MC在肝中经GSH途径脱毒的可能,其含量的稳定可能与较高的基础含量和增加的合成有关。 2)室内鲢鱼的急性毒性实验中,腹腔注射2000 µg kg-1 bw剂量的MC粗提液后,鲢肝在细胞和亚细胞结构上呈时间依赖性损伤,同时,血清中ALT、AST和LDH的活性在注射后显著升高。在MC导致的鲢肝脏超微病变中,首次观察到了溶酶体增生和大量次级溶酶体的出现,它们体现了鲢鱼抗毒、解毒在细胞功能形态上的适应。经定性和定量检测发现,肝中MC含量呈先升高后下降的趋势,注射后3h达最大值 (114.20 µg g-1 DW),从3h-48h,MC含量下降了93.4%,其中MC-RR比MC-LR累积得更多,但代谢得更快。肝中ROS含量和抗氧化酶SOD、GPX和GR活性呈时间依赖性增长,表明鲢鱼受到了MC诱导氧化压力(或氧化胁迫),而氧化压力可能是MC导致肝毒性的机制之一。实验中,GSH含量表现出轻微的下降而GST活性显著升高,说明GSH在GST的催化下也参与了抗氧化和解毒。高的GSH含量提示滤食性鲢鱼对微囊藻毒素的暴露可能比其他鱼类抗毒能力和解毒能力强。 3)在太湖梅梁湾的鱼类控藻围栏实验中,鲢、鳙在水华爆发期均表现出一定的组织病理损伤和生化响应,说明大量摄食有毒微囊藻对鱼类健康产生一定的危害,并且具有肝、肾的多器官毒性。水华爆发后其组织结构恢复的现象,说明滤食性的鲢、鳙在生理上具备了有效的解毒和抗毒的机制,并且能利用有毒蓝藻快速生长。根据血清生化指标的分析,总蛋白、球蛋白、胆固醇的显著变化反映出肝功能异常,血清酶ALT、AST、LDH、ALP活性的明显增加可被认为是肝细胞受损的早期指标,URIC的增加证实了肾脏损伤的发生,并提示肾小球的滤过功能降低。鲢鱼和鳙鱼肝、肾中抗氧化酶防御系统的CAT、SOD、GPX、GST也在水华爆发后均受到不同程度的影响,说明大量摄食有毒微囊藻后鲢、鳙体内出现较强的氧化胁迫。然而鲢、鳙具有较强的适应及解毒能力,一方面水华爆发后鲢、鳙肝肾中均出现CAT和GST活力的显著升高,并在其他相关酶 (GPX和SOD) 协同作用下进行抗氧化和解毒作用,另一方面,鲢、鳙肝肾中较高的GSH含量可能是其抗氧化和脱毒能力较强的原因。
Pages139
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/11984
Collection学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
李莉. 微囊藻毒素对滤食性鱼类影响的毒理学实验和野外研究[D]. 水生生物研究所. 中国科学院水生生物研究所,2006.
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