【摘要】： 世界各地的藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā),已經(jīng)成為全球范圍的生態(tài)災(zāi)難,微囊藻毒素(microcystin,MC)導(dǎo)致的一系列生態(tài)環(huán)境和人類健康問題也引起了廣泛的關(guān)注。大量研究表明哺乳動(dòng)物比魚類對MC更加敏感,學(xué)者們就MC對此兩類動(dòng)物致毒效應(yīng)差異的原因進(jìn)行了一些推測:1)魚類出現(xiàn)肝臟功能衰竭,不同于哺乳類動(dòng)物的低血量休克以及由此引發(fā)的循環(huán)系統(tǒng)障礙;2)血液在魚類肝臟的灌注速率低,僅為哺乳動(dòng)物的1/4,使得MC轉(zhuǎn)運(yùn)慢;3)魚類循環(huán)系統(tǒng)不發(fā)達(dá),血壓低(約為哺乳動(dòng)物的1/4),對MC更具耐受性。然而,支持上述推測觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)性研究工作開展的卻并不多。因此,本研究選擇鯽和家兔為研究對象,開展腹腔注射MC染毒試驗(yàn),探討MC對魚類和哺乳動(dòng)物不同的致毒機(jī)制。主要從肝臟損傷、血液循環(huán)系統(tǒng)障礙兩個(gè)方面開展研究。為了更加深入研究微囊藻毒素對血液循環(huán)系統(tǒng)損傷,還設(shè)計(jì)了微囊藻毒素對家兔造血機(jī)能影響的試驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下: 1.染毒及解剖特征 腹腔注射MC對鯽染毒48h的LD_(50)為250μg MC-LR/kgBW,而家兔的LD_(50)為33μg MC-LRe/kgBW。對鯽以200,50μg MC-LR/kgBW劑量染毒,對家兔以50,12.5μgMC-LR/kgBW劑量染毒。于注射后1,3,12,24,48h取樣。高劑量組鯽從12h開始出現(xiàn)大量腹水,且腹水中具有血液成分,RBC達(dá)(5.46±1.51)×10~4cells/μL,腹水中紅細(xì)胞腫脹變形、細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞核游離。而家兔并未出現(xiàn)腹水現(xiàn)象。 2.肝臟損傷 檢測動(dòng)物血清中肝臟損傷有關(guān)的酶學(xué)指標(biāo),包括丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)和乳酸脫氫酶(LDH),染毒后兩類動(dòng)物血清酶活性變化迅速,顯著增加。 兩類動(dòng)物抗氧化系統(tǒng)抵御活性氧(ROS)的響應(yīng)機(jī)制不同。鯽在被MC染毒后,相關(guān)抗氧化酶(如SOD、CAT、GPx和GR等)活性在試驗(yàn)前半段(1-3h)出現(xiàn)升高的變化,而后半段(12-48h)時(shí)間里呈現(xiàn)持續(xù)下降。高劑量組鯽GPx活性在染毒1h即顯著增加,比對照組水平增加了15.64±4.15%,而SOD、CAT酶活性在染毒后3h達(dá)峰值,比對照組分別增加了33.46±8.97%和68.38±12.47%。LPO水平在試驗(yàn)前半段時(shí)間里與對照組無顯著變化,試驗(yàn)后期出現(xiàn)顯著的升高。家兔抗氧化酶從試驗(yàn)一開始便持續(xù)走低,高劑量組家兔染毒后1h時(shí)肝臟SOD、CAT、GPx和GR等酶的活性比對照組分別下降了40.47±8.15%、35.33±6.75%、41.67±10.23%和76.58±13.46%。LPO水平從1h即開始大幅上升直至試驗(yàn)結(jié)束。 3.血液循環(huán)系統(tǒng)障礙 兩個(gè)劑量組鯽和低劑量組家兔隨著肝臟毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)而出現(xiàn)循環(huán)血量的顯著下降,組織器官血管滲漏及由此產(chǎn)生的血量下降是導(dǎo)致動(dòng)物貧血的重要原因之一。染毒鯽肝臟組織內(nèi)毛細(xì)血管通透性顯著增強(qiáng),高劑量組鯽在染毒后1h時(shí)即顯著增加118.18±12.39%。染毒鯽循環(huán)血量顯著降低,高劑量組鯽染毒48h時(shí)比對照組水平下降了55.45±4.50%。染毒家兔出現(xiàn)肝臟組織內(nèi)毛細(xì)血管通透性顯著增加的現(xiàn)象,高劑量組家兔3h時(shí)較對照組增加了152.63±8.53%。高劑量組家兔在MC染毒后,循環(huán)血量并無顯著變化,而低劑量組家兔循環(huán)血量則在3-48h的時(shí)間里逐漸降低,直至48h的最低值,降幅達(dá)19.20±2.21%。 染毒動(dòng)物出現(xiàn)血壓下降,但是鯽出現(xiàn)心率代償性升高調(diào)節(jié),而家兔則不能。染毒鯽平均動(dòng)脈壓(MAP)、平均舒張壓(MDP)以及平均收縮壓(MAP)等指標(biāo)在整個(gè)試驗(yàn)過程中均顯著降低,高劑量組鯽1h的MAP值比對照組水平下降了60.99±4.38%;血壓下降具有劑量和時(shí)間效應(yīng)關(guān)系。染毒鯽出現(xiàn)心率(HR)顯著升高,高劑量組鯽在染毒后1h即開始出現(xiàn)心率的顯著上升至最高值,比對照組增加了120.78±11.25%,而后的3-24h時(shí)間里,雖然心率仍顯著高于對照組水平,但呈逐漸降低的變化趨勢,直至48h時(shí)的最低值,與對照組無顯著性差別。染毒家兔也出現(xiàn)血壓下降的變化。高劑量組家兔在2h 30 min時(shí)的MAP僅為初始血壓值的30.02±5.78%,家兔的生命體征微弱,瀕臨死亡。低劑量組家兔心率與對照組并無顯著性差異,高劑量組家兔心率在3h時(shí)極顯著地低于對照組心率(下降36.68±6.73%)。 4.貧血與造血器官損傷 染毒動(dòng)物在試驗(yàn)后半段時(shí)間(24-48h)均呈現(xiàn)貧血癥狀,主要造血器官發(fā)生病理性損傷。鯽呈現(xiàn)RBC、Hb、Ht等指標(biāo)的顯著下降,高劑量組的上述三個(gè)指標(biāo)在48h時(shí)比對照組分別降低了58.48±8.78%、55.79±7.54%和56.86±8.32%,呈現(xiàn)出明顯的貧血現(xiàn)象;而MCV、MCH、MCHC等紅細(xì)胞參數(shù)并無顯著變化,表明鯽的貧血為正常紅血球的貧血(normocytic anemia),Hb的顯著降低說明并未出現(xiàn)溶血。鯽的主要造血器官腎臟、肝臟均發(fā)生顯著的病理變化。低劑量染毒組家兔也具有RBC、Hb、Ht等血象指標(biāo)的顯著下降,48h時(shí)的上述指標(biāo)僅為對照組的62.71±8.31%、81.03±11.76%、72.22±9.46%,也具有顯著貧血癥狀(normocyticanemia)。對主要的造血器官-骨髓進(jìn)行超顯微觀察,透射電鏡觀察結(jié)果表明骨髓細(xì)胞具有顯著的病理變化,染色質(zhì)異常凝集,呈月牙形或半圓形變化、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、線粒體腫脹等。 5.微囊藻毒素對哺乳動(dòng)物造血機(jī)能的影響 本研究還開展了MC對家兔造血機(jī)能影響的探索性試驗(yàn),因?yàn)槠裆形匆奙C對動(dòng)物造血機(jī)能影響的研究。連續(xù)注射MC至14d時(shí)血象指標(biāo)如RBC、Hb、Ht等顯著降低說明家兔出現(xiàn)貧血現(xiàn)象。造血生長因子顯著下降,14d時(shí)EPO、IL-3、IL-6的三種正性造血生長因子水平僅為對照組的57.59±5.50%、51.63±6.38%和68.59±7.91%,表明造血生長因子的調(diào)控能力受到抑制。MTT法測定骨髓細(xì)胞增殖能力隨著染毒時(shí)間延長而逐漸下降,14d時(shí)家兔骨髓細(xì)胞增殖能力極顯著低于對照組水平,僅為對照組水平的69.23±8.56%,表明骨髓細(xì)胞增殖、分化能力受到損傷。骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率顯著升高,14d時(shí)的微核率為對照組的3.9倍。透射電鏡對骨髓的病理觀察表明,骨髓細(xì)胞具有典型的凋亡形態(tài)特征,細(xì)胞核形狀不規(guī)則,染色質(zhì)呈月牙形或半圓形,并且異常凝集,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,線粒體腫脹。上述研究結(jié)果表明MC染毒能夠?qū)е虏溉閯?dòng)物主要造血器官-骨髓的損傷,導(dǎo)致動(dòng)物造血機(jī)能的減退。
【圖文】：

3.4解剖特征死亡的螂絕大多數(shù)具有腹部腫脹、肛門紅腫的特征。高劑量組螂具有顯著的出血癥狀，在腹鰭基部、肛門等處有明顯的出血點(diǎn)(圖2一Za)。剖開后，，腹腔內(nèi)具有大量腹水，腹水為淺紅色。從12h開始，解剖染毒魚類時(shí)可見明顯的血性腹水，肝29

微囊藻毒素對魚類和哺乳動(dòng)物致毒效應(yīng)的比較研究臟表面出現(xiàn)明顯的出血點(diǎn)，肝臟顏色變?yōu)榈S色或灰白色(圖2一Zb和c)，肝組織變得松軟、易破碎;同時(shí)鰓絲和鰓弓區(qū)域也出現(xiàn)了較為明顯的出血現(xiàn)象(圖2一Zd)。而對照魚類的肝臟顏色鮮紅，無腹水和出血現(xiàn)象(圖2一Ze)。低劑量組在試驗(yàn)期間并沒有觀察到明顯的腹水和肝臟出血的現(xiàn)象。圖2·2腹腔注射微囊藻毒素(mieroeystins，MCs)(50、200林 g/kgBw)引起娜腹水和肝臟出血以及鰓出血。(a)染毒(200拜創(chuàng) kgBw)24h時(shí)的紉膨脹的腹部和體表出血區(qū)域;(b)染毒(2oo拜創(chuàng) kgBw)12h時(shí)的卿肝臟出現(xiàn)明顯的出血點(diǎn)，肝臟顏色變淺發(fā)白;(c)染毒(200拼留 kgBw)24h時(shí)的卿肝臟出血，出現(xiàn)血性腹水:(d)染毒(50和200拜創(chuàng) kgBw)卿的鰓出血;(e)對照組肝臟。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X174

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉子棟;微囊藻毒素-LR對魚類甲狀腺激素代謝調(diào)控的干擾效應(yīng)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 陳妍妍;蝦池藍(lán)藻群落及微囊藻毒素對凡納濱對蝦相關(guān)免疫酶影響[D];廣東海洋大學(xué);2016年

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本文編號：2684471