重金属离子对日本（虫寻）毒理学效应的研究
近年来,我国沿海水域环境污染日益加重,尤其是重金属污染非常突出,主要表现为重金属在沿海底质中的积累,如我国锦州湾的汞(Hg),珠江口的Hg、铜(Cu)、镉(Cd),胶州湾的Hg、Cd等含量均已不同程度地超过了国家海洋环境标准,对水生动物造成了严重危害。本文研究了3种重金属(Cu<'2+>、ng<'2+>、Cd<'2+>)对日本虫寻鳃丝、肝胰脏金属硫蛋白(MT)浓度、3种组织抗氧化酶(SOD、CAT、GPx)活力、DNA单链断裂的影响及鳃丝、肝胰脏显微结构的影响,探讨了重金属离子对日本虫寻的致毒机理,以期为水生甲壳动物生态毒理学的研究提供资料,也为沿海底质重金属污染监测提供科学依据。
应用Hg饱和法(MSA)及原子吸收分光光度计测定了在3种重金属离子作用15d内日本虫寻鳃丝、肝胰脏MT。的浓度变化。结果显示:日本虫寻鳃丝、肝胰脏MT含量在3d时均显著升高,之后随着离子浓度的升高和作用时间的延长变化显著(P<0.05),并在一定时间内具有时间剂量效应关系,而对照组变化不显著;3种重金属离子在浓度(0.05mg/L)及作用时间均相同情况下,对日本虫寻鳃丝、肝胰脏MT的诱导程度分别为:Cd<'2+>>Cu<'2+>>Hg<'2+>、Hg<'2+>>Cd<'2+>>Cu<'2+>,2种组织MT、含量大小为:肝胰脏>鳃丝。
分别用邻苯三酚自氧化法、紫外分光光度法、DTNB比色法测定了30d内重金属离子对日本虫寻3种组织抗氧化酶(SOD、CAT、GPx)活力的影响,结果表明:日本虫寻鳃丝、肝胰脏3种抗氧化酶(SOD、CAT、GPx)活力,除0.05、0.1mg/LCu<'2+>、0.0025mg/LHg<'2+>处理组外均在0.25d被显著诱导(P<0.05),并随作用时间延长变化显著,而对照组变化不显著(P>0.05)。其中Cu<'2+>处理组鳃丝和肝胰脏GPx活力在实验过程中与重金属离子呈明显的时间剂量效应关系,其他处理组随时间浓度增大具有明显的峰值变化,并在一定实验时间内具时间剂量相应。日本虫寻鳃丝、肝胰脏中CAT、GPx活力大小为:肝胰脏>鳃丝,而SOD活力大小为:鳃丝>肝胰脏;在同浓度同时间作用下3种离子对SOD、CAT、GPx活力的抑制程度均为:Hg<'2+>>Cd<'2+>>Cu<'2+>。
3种重金属离子对日本虫寻血淋巴SOD、GPx活力影响显著(P<0.05)，并在实验时间内均呈现峰值变化，而空白对照组变化不显著(P>0.05)。在低浓度重金属离子(cu<'2+>≤0.1mg·L<'-1>,Hg<'2+>≤0.005 mg·L<'-1>，Cd<'2+>≤0.05 mg·L<'-1>)作用下，各处理组SOD活力在实验时间内均呈激活状态，而高浓度处理组(Cu<'2+>≥1mg·1mg·L<'-1>，Hg<'2+>≥O.05mg·L<'-1>，Cd<'2+>≥0.5 mg·L<'-1>)SOD活力在暂时升高后逐渐下降，均在第9d后显著低于对照组(P<0.05)，呈现一定的时间剂量效应；GPx活力在短时间被暂时激活后逐渐下降，除低浓度Cu<'2+>(0.05、0.1 mg·L<'-1>)处理组外，各处理组酶活力在21d均下降到对照水平(P>0.05)或受到显著抑制(P<0.05)，但未表现出明显的时间剂量效应；CAT活力未检出。3种重金属离子对日本虫寻血淋巴SOD、GPx活力的毒性大小为：Hg<'2+>>Cd<'2+>>Cu<'2+>。
重金属离子作用15d内，日本虫寻血细胞、鳃丝和肝胰脏DNA单链断裂程度分别通过单细胞凝胶电泳(SCGE)、碱解旋方法测定。实验结果显示：与对照组相比，各重金属离子处理组日本虫寻血细胞、鳃丝和肝胰脏DNA单链断裂明显增加(表现为拖尾率和任意值的增大、F值的降低)，并在一定时间内具有时间剂量效应；之后出现一定程度的DNA修复现象。其中任意值比拖尾率更敏感反映血细胞DNA单链断裂水平，3种重金属离子对日本虫寻DNA损伤程度为：Hg<'2+>>Cd<'2+>>cu<'2+>，同一处理组日本虫寻鳃丝、肝胰脏DNA损伤程度为鳃丝>肝胰脏，而修复能力为肝胰脏>鳃丝。
在光镜下观察重金属离子(2mg/LCu<'2+>、0.1mg/LHg<'2+>、1mg/LCd<'2+>)作用15d后，日本虫寻组织显微结构的变化。结果显示：重金属离子作用下，日本虫寻鳃叶不规则增厚，鳃腔相对增大，并局部有充血现象；其中Cd<'2+>处理组鳃丝损伤最严重，上皮层发生解体，只剩下一层角质层，而0.1mg/LHg<'2+>对鳃丝损伤最小。肝胰脏中肝管结构紊乱，空泡增加，有的细胞核固缩，其中Cu<'2+>处理组肝胰脏损伤最严重，肝细胞大量溶解，只残留包被在外周的一层结缔组织的被膜，而1mg/LCd<'2+>对肝胰脏损伤最小。
重金属离子;日本(虫寻);肝胰脏;毒理学效应;金属硫蛋白;抗氧化酶;DNA损伤;显微结构
中国海洋大学
硕士
水生生物学
潘鲁青
2006
中文
X131.2;X55
72
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）