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溴氰菊酯对斑马鱼鳃、肝脏的影响

王晓光  
【摘要】:近年来,拟除虫菊酯类农药以其广谱高效、低残留、光稳定的特点被广泛应用于农业、林业、卫生、仓储等行业。由于此类农药大量使用,加之监管不严格,导致越来越多的农药及其残留物通过各种途径进入水体,严重破坏水体生态系统的平衡。许多研究发现,拟除虫菊酯类农药属脂溶性,极易进入鱼类体内并通过血液运输到身体各个组织器官产生较强的毒性效应,其中,鳃和肝脏作为鱼类主要的呼吸、代谢功能器官,是多种毒物的主要毒性作用器官,通过损伤组织结构,影响其正常的生理活动,严重时可致死。因此,鱼类病变的鳃和肝脏组织可以作为水体污染的指示物。 斑马鱼(Danio rerio)属脊椎动物,具有体型小、行动灵活、生存能力强、易于饲养、存活率高、生长周期短、对毒物反应敏感等特点,并且与人类组织器官、神经系统、心血管系统等有极高的相似度。因此,它作为一种模式生物,被广泛用于胚胎发育、疾病防治、环境毒理等方面研究。 本文选用拟除虫菊酯类农药DM作为受试药物,以斑马鱼作为受试生物,进行48h急性毒性试验。根据测得DM对斑马鱼的48h半致死浓度(48h-LC50),结合对照组,设定0.1TU、0.5TU、1TU、2TU四个浓度梯度,通过观察不同浓度DM暴露不同时间下的斑马鱼鳃和肝脏组织冰冻切片,分析其组织学变化,以期从组织病理学水平上探索斑马鱼对此类药物的内在响应机制提供支持。实验结果表明: 1、48h斑马鱼急性毒性实验结果表明:DM对斑马鱼的48h-LC50为5.2μg/L,属于剧毒级。斑马鱼的死亡率与该受试药物浓度呈正相关,且具有较高的相关系数,两者具有明显的剂量—效应关系。而且,斑马鱼对该药物表现出了极高的敏感性,受到不同浓度的药物作用时,会表现出不同程度的行为变化,这与斑马鱼在不同环境条件下的适应性有关。 2、将斑马鱼置于0.1TU、0.5TU、1TU、2TU四个不同浓度的DM中进行暴露实验,在不同暴露时间取鳃组织进行组织病理检测后发现溴氰菊酯对斑马鱼鳃组织有极强的毒性效应,鳃组织结构损伤严重,表现为鳃小片上皮细胞肿胀、增生、顶端膨大导致整体鳃小片增厚,基部融合,具有支撑作用的柱细胞分布紊乱,氯细胞、粘液细胞明显增多,鳃丝表面增生严重等。暴露48h后,鳃小片增厚明显,2TU组鳃小片宽度约为对照组的2.5倍,0.1TU组变化最小,但也可达到对照组1.6倍。随着暴露时间的延长,各浓度组鳃组织损伤不断加重,并且浓度越高,损伤毒性效应越明显。实验过程中,出现一段时间的平稳期,可能与斑马鱼对药物环境的适应有关。 3、将斑马鱼置于0.1TU、0.5TU、1TU、2TU四个不同浓度的DM中进行暴露实验,在不同暴露时间取肝脏组织进行的组织病理检测表明:溴氰菊酯对斑马鱼肝脏组织有较强的毒性效应,但毒性作用表现所需时间与鳃组织相比较长,可能与药物在鱼类体内循环过程有关。当肝脏受到损伤后主要表现为肝细胞水肿、空泡化、脂沉积、肝血窦扩张充血、细胞核固缩偏移,严重的导致肝细胞溶解、坏死,形成局部病灶。暴露48h后,单位面积肝细胞数明显减少,2TU组单位面积肝细胞数比对照组减少了56%,变化最小的0.1TU组也减少了22%。四个浓度暴露下斑马鱼肝脏组织损伤随暴露时间的延长逐渐加重,并且浓度越高,损伤毒性效应越明显。由于斑马鱼具有对药物环境的适应能力及肝细胞自我再生能力,实验中大部分浓度组也出现了与鳃小片宽度变化相似的平稳期。 4、斑马鱼鳃和肝脏组织的损伤程度随时间变化的趋势与生物逐级行为模型有一定的相关性,大部分暴露组存在损伤平稳期,此时斑马鱼行为较之前减缓,与模型中适应阶段类似。 综上所述,拟除虫菊酯类农药对斑马鱼鳃和肝脏组织均有极强的毒性效应,其中对鳃组织的毒性效应更为明显,这可能与鳃的功能作用和药物的作用机制有关。总体而言,斑马鱼鳃和肝脏组织的损伤程度与暴露浓度和暴露时间呈正相关。部分时间存在的损伤减缓现象,与斑马鱼对药物环境的适应性有一定关系。


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