百草枯致鯉魚肝毒性及其生化機(jī)制研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)上大量施用農(nóng)藥會(huì)不可避免地流失到水環(huán)境中去，從而對(duì)非靶標(biāo)生物的生存和健康產(chǎn)生不利影響，并引發(fā)一系列環(huán)境污染問題。百草枯(paraquat，PQ)是一種中等毒性、非選擇接觸性除草劑，全球廣泛使用。由于PQ具有較高的水溶性和環(huán)境蓄積性，因此易于引發(fā)生物中毒。自1966年首次報(bào)道PQ引起人中毒死亡事件以來，PQ中毒以其較高的死亡率引起了全球廣泛關(guān)注。近年來，PQ急性中毒的研究已成為全球農(nóng)藥毒性研究的熱點(diǎn)之一。關(guān)于PQ肺毒性機(jī)制目前已比較清

2、楚，但PQ導(dǎo)致的肝毒性機(jī)制，尤其是PQ導(dǎo)致的水生生物毒性作用機(jī)制尚不十分明確。本研究以鯉魚為實(shí)驗(yàn)材料，首先檢測了PQ對(duì)鯉魚的急性毒性效應(yīng)，然后采用ELISA和qPCR技術(shù)分別在蛋白水平和基因水平上探討了PQ對(duì)鯉魚肝臟生理生化指標(biāo)、炎癥和凋亡的影響，通過組織病理學(xué)方法檢測了PQ對(duì)鯉魚肝臟損傷情況。本實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)果如下:
　　(1)PQ對(duì)鯉魚的急性毒性作用結(jié)果顯示，PQ對(duì)鯉魚的72 h和96 h LC50分別為15.962 mg/L和

3、15.106 mg/L，說明PQ對(duì)鯉魚具有中等毒性。
　　(2)抗氧化酶系檢測結(jié)果表明，PQ暴露導(dǎo)致其肝臟SOD和CAT活性顯著降低，GSH和T-AOC含量也明顯下降，說明PQ暴露破壞了鯉魚肝臟抗氧化系統(tǒng)的平衡。肝臟MDA水平的顯著升高表明PQ暴露導(dǎo)致鯉魚肝臟發(fā)生脂質(zhì)過氧化和氧化損傷。
　　(3)qPCR檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PQ暴露上調(diào)鯉魚肝臟iNOS mRNA水平，ELISA檢測發(fā)現(xiàn)PQ暴露促進(jìn)鯉魚肝臟NOS活性上升，表明PQ暴

4、露可能促進(jìn)鯉魚肝臟產(chǎn)生過量RNS。
　　(4)對(duì)鯉魚肝臟促炎性細(xì)胞因子和抗炎性細(xì)胞因子進(jìn)行檢測，qPCR檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PQ暴露期間IL-1β和TNF-α mRNA表達(dá)水平均先下調(diào)、后上調(diào)。ELISA檢測發(fā)現(xiàn)，PQ暴露組鯉魚肝臟中TNF-α含量比對(duì)照組明顯升高，而IL-1β含量在PQ暴露前期顯著升高，暴露后期與對(duì)照組相比沒有顯著變化。PQ暴露組鯉魚肝臟IL-6的轉(zhuǎn)錄水平和含量均顯著上調(diào);IL-8表達(dá)水平除了在1.596 mg/LPQ

5、處理1d無顯著變化，其它PQ處理組中均顯著上調(diào)。抗炎性細(xì)胞因子IL-10 mRNA水平在PQ低濃度(1.596 mg/L)處理組先升高后下降，高濃度(3.192 mg/L)處理組顯著下降。TGF-β mRNA水平及其含量先上調(diào)、后顯著下調(diào)。該結(jié)果表明PQ暴露導(dǎo)致鯉魚肝臟發(fā)生炎癥反應(yīng)。
　　(5)ELISA檢測發(fā)現(xiàn)，PQ暴露組鯉魚肝臟凋亡相關(guān)因子Caspase-3、Caspase-8和Caspases-9活性均顯著升高，說明由死亡受

6、體途徑和線粒體凋亡途經(jīng)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能均參與PQ誘導(dǎo)的鯉魚肝組織損傷。
　　(6)組織病理學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)，PQ暴露導(dǎo)致鯉魚肝臟組織發(fā)生明顯損傷。暴露于1.596mg/L PQ的鯉魚肝細(xì)胞有輕微的壞死擴(kuò)散、空泡及變性;而暴露于3.192 mg/L PQ的肝組織嚴(yán)重壞死，肝細(xì)胞高度腫脹、排列紊亂、形成較大的細(xì)胞胞漿空泡，并伴有出血。組織學(xué)檢測結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)PQ暴露對(duì)鯉魚肝臟產(chǎn)生明顯的損傷。
　　本研究結(jié)果表明，PQ暴露導(dǎo)致鯉魚肝臟