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《重庆医科大学》 2009年
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邻苯二甲酸二丁酯和苯并[a]芘对雄性大鼠的联合生殖毒性研究

陈雪梅  
【摘要】: 随着工业的发展,大量有机污染物的排放,使得环境中有机物的污染日益严重,尤其是持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs)的污染问题已经引起广泛的关注。由于持久性有机污染物种类繁多,并在生物群落中累积,而且其对于动物及人类健康的影响往往具有协同作用,人类长期处于低剂量暴露状态。因此,研究POPs长期低剂量联合作用对人类健康的影响显得十分重要。经过本课题组前期对重庆主城区及三峡库区水中有机物的检测发现,邻苯二甲酸酯类和多环芳烃类是污染最为广泛的两类有机污染物,其中邻苯二甲酸酯类的邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)污染最为严重,而苯并[a]芘(benzo(a)pyrene, B[a]P)则是多环芳烃类化合物中毒性最强的。以往的研究表明DBP具有显著的雄性生殖毒性,可导致雄性啮齿类动物睾丸萎缩、重量减轻、睾丸标志酶活性下降、精母细胞和精子细胞丧失、曲细精管变性萎缩、生殖道畸形等生殖损害。对B[a]P研究主要集中在它的致癌性及其机制,生殖毒性研究相对较少,也有研究结果表明B[a]P具有雄性生殖毒性,可以导致睾丸重量减轻,精子数量和精子活力下降,睾酮浓度下降。但以往的研究多是采用单一化合物高剂量染毒,其结果并不能很好地反映低剂量联合暴露下的损伤作用。 为进一步搞清重庆市主城区及三峡库区水中两类主要有机污染物联合毒性及其作用机制,本研究选用DBP和B[a]P作为有机污染物的代表,单独和联合作用于雄性大鼠,从整体水平观察其生殖毒性作用,并利用分子生物学技术探讨其可能的毒性作用机制。 主要研究结果如下: 1、本实验显示DBP和B[a]P对大鼠的体重及一般情况无明显影响,重要脏器未见明显的病变,睾丸及附睾脏器系数无明显改变,肝脏器系数有增加趋势,提示肝脏对化合物的毒性作用较为敏感。 2、组织病理观察显示DBP在本实验剂量下对大鼠睾丸组织形态学改变不明显,而B[a]P可以引起睾丸曲细精管萎缩,生精细胞层数减少,生精上皮空泡变性等病理改变。电镜观察显示两类化合物均可以引起睾丸细胞线粒体肿胀,内质网扩张等损害。两者联合使用后的作用与B[a]P单独使用的作用类似,但联合使用后的毒性未见明显增加。 3、精子评价结果:DBP和B[a]P在染毒早期刺激精子数量增加,二者联合使用后呈现出与DBP单独使用一样的趋势。在染毒后期,刺激效应消失,低剂量联合染毒组精子数量明显下降。B[a]P组在染毒3个月后精子畸形率明显增加,而DBP组改变不明显,高剂量联合染毒组在染毒的第一、三个月畸形率均增高。 4、DBP和B[a]P在一定浓度和染毒时间内均可以刺激睾酮的分泌,B[a]P的刺激作用强于DBP,二者联合后的兴奋效应弱于B[a]P单独作用。 5、DBP和B[a]P均可以影响支持细胞ABP和Tf的mRNA表达,而且都表现为先抑制后增强的趋势,但对Tf的增强作用要晚于ABP。二者联合使用后的变化趋势与单独染毒组类似。 6、DBP和B[a]P对睾丸组织抗氧化系统的影响不明显,B[a]P可以抑制SOD酶的活力,但对CAT酶的活力表现为增强作用,二者联合使用后对SOD及GSH-PX的活力有一定的影响,对CAT酶仍表现为增强作用。各染毒组的MDA含量无明显增加,提示机体处于代偿状态,未产生明显的氧化损伤。 7、DBP和B[a]P低剂量组均可以抑制细胞的增殖,而两个高剂量组都呈现出一过性的刺激细胞增殖的现象,但随着染毒时间延长,这种刺激作用消失。二者联合使用后仍然明显抑制了细胞增殖,但与单独染毒组比较差异不明显。 8、DBP没有明显诱导生精细胞凋亡,B[a]P两个剂量组均明显诱导了细胞凋亡,提示B[a]P具有比DBP更强的生殖毒性,两者联合使用后仍然可以诱导细胞凋亡,显示出类似B[a]P单独使用的作用,但联合使用后毒性未见增强。 9、各染毒组ERK的总蛋白表达变化相差不显著,DBP低剂量组可以明显抑制磷酸化ERK1/2的表达,而B[a]P则是高剂量组抑制了磷酸化ERK1/2的表达,联合染毒后仍然抑制磷酸化蛋白的表达,但两个剂量组出现抑制效应的时间不一致。 10、DBP和B[a]P低剂量组均可诱导磷酸化的JNK和总JNK的表达,而高剂量组只增加了JNK的磷酸化水平,对总JNK表达无影响。二者联合使用后不影响JNK总蛋白的表达,只在染毒3个月时明显增加了磷酸化JNK的表达,联合染毒组与单独染毒组差异不显著。 结论: DBP和B[a]P在本实验剂量下均对雄性生殖系统有一定的损伤作用,但这种损伤作用并不都表现为抑制效应,在某些指标上反而显现出兴奋效应,如睾酮的合成,支持细胞ABP和Tf的表达。由于生精过程是一个复杂的非单向调节过程,因此不论是对细胞功能的刺激或抑制都有可能会对生精过程产生影响。本研究结果还显示B[a]P的毒性效应大于DBP,这种效应可以从组织病理学改变、精子畸形率、生精细胞凋亡等观察指标上反映出来。二者联合使用后的损伤作用呈现出以B[a]P作用为主的趋势,没有出现明显的毒性增强的表现,显示出两者联合使用后产生了一定的拮抗效应。
【学位授予单位】:重庆医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R114

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