環(huán)境激素對魚類影響的研究進展

王 輝 鄭琳琳

摘要對環(huán)境激素的概念、種類及其對水體的作用進行了概述,分析了環(huán)境激素對魚類的影響,并提出環(huán)境激素污染的控制措施。

關鍵詞環(huán)境激素;魚類;雌性化;影響;控制措施

中圖分類號 X503.23 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)21-0262-01

1環(huán)境激素

1.1環(huán)境激素的概念

環(huán)境激素(Environmental hormones,EH)又稱為環(huán)境內分泌干擾物(Environmental endocrine disrupting chemicals,EDC),是指在人類生產和生活過程中產生并釋放到環(huán)境中可以在環(huán)境中長期存在的一類化學物質,這類物質可以介入生物體內激素的合成、釋放、轉運、代謝,激素與受體的結合等一系列生物過程,能導致包括人類在內的各種生物神經(jīng)系統(tǒng)失調、內分泌紊亂、免疫能力下降和生殖功能下降、生殖器官異常等一系列癥狀[1]。

1.2環(huán)境激素的種類及其對水體的作用

環(huán)境激素來源廣泛,主要的來源有2種:天然產生環(huán)境激素和人為釋放環(huán)境激素。目前研究主要集中在人為釋放的環(huán)境激素,包括農業(yè)生產中使用的殺菌劑、除草劑、殺蟲劑,以及工業(yè)化合物、醫(yī)藥污染物等,其中還包括鉛、鎘、鋁和汞等其他重金屬。

上述這些激素類型大多數(shù)是通過地表徑流或地下水滲漏進入水體的,其中一些穩(wěn)定性強的激素進入水體后,能夠長期存在于水中,并在河流、湖泊的底泥以及水生生物體內不斷累積,通過食物鏈最終影響到其他生物乃至人類。

1.3環(huán)境激素可引起雄性生物雌性化

許多關于環(huán)境激素對動物的影響試驗表明,急性或者長期暴露于激素類物質中能夠對精細胞造成影響,使其發(fā)生甲基化,從而造成一些雄性生物雌性化現(xiàn)象,而且這種影響通過累積可以延伸至下一代。研究表明,生殖細胞暴露到環(huán)境激素類物質中可導致其出生后雄性生殖細胞異常,出現(xiàn)精液少甚至不育現(xiàn)象。分子手段證明這些激素類物質可通過與受體結合發(fā)揮作用,并且對生殖細胞的基因產生影響。

2環(huán)境激素對魚類的影響

近年來,環(huán)境激素逐漸引起人們的重視,這些物質可以附著在土壤并隨著氣流循環(huán)、降雨、下雪等,最終流入水體中。目前江河湖泊污染最嚴重,在水產品生產過程中,有些養(yǎng)殖戶盲目施用藥物和激素,如己烯雌酚等環(huán)境激素藥物,這些藥物可通過食物鏈富集放大。目前大量水產品暴露于富含環(huán)境激素的水體中,機體受到的影響是最深的[2],其中環(huán)境激素對魚類的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1環(huán)境激素對魚體代謝過程的影響

環(huán)境激素對魚類毒性的研究主要集中在環(huán)境激素對魚體的代謝過程,包括鰓、血液、肝、腎以及性腺代謝的影響。水中環(huán)境激素殘留量通常維持在較低水平,這些痕量激素進入魚類體內,參與魚類的生長代謝和物質循環(huán),激素本體和代謝產物會對魚類的生長、發(fā)育、生殖產生一系列的影響。張鳳君等[3]在研究PCBs 對斑馬魚的損傷時發(fā)現(xiàn),PCBs暴露組的鰓絲和肝臟均出現(xiàn)異常,鰓小片的上皮細胞呈現(xiàn)殘損狀態(tài),并可見大量上皮細胞的碎塊,柱細胞異形,分泌物顯著增多。OLSSON等[4]在研究PCBs 對斑馬魚的作用中發(fā)現(xiàn),在處理組的腎小管壁中有細胞死亡,并且發(fā)現(xiàn)有不完整的核和核的碎片。

環(huán)境激素造成的魚類生殖腺結構損傷包括:膜結構的損傷,支持細胞的腫脹、變形,Leydig氏細胞的水腫及生精細胞團的發(fā)育延遲等。Islinger等[5]在研究EE2暴露斑馬魚21d的試驗中發(fā)現(xiàn),EE2可引起吞噬了含有大量壞死生精細胞殘體的支持細胞的數(shù)量增加,被支持細胞溶酶體吞噬的精子數(shù)量增多,退化的精子出現(xiàn)在輸精管內。

2.2環(huán)境激素對魚類肝臟抗氧化防御系統(tǒng)的毒性

抗氧化防御系統(tǒng)是需氧生物在長期進化過程中形成的防御過氧化損害的系統(tǒng)。需氧生物通過利用分子氧化體內有機物分子獲取所需的能量,這一過程會產生大量的活性氧。Perkins和Schlenk做了關于雄性和雌性鯰魚對B-萘黃酮(13-NF)的不同響應的免疫化學方面的研究,結果發(fā)現(xiàn)在相同劑量的13-NF的情況下,雄魚體內CYP1A 的誘導水平幾乎是雌魚體內的2倍。

2.3對魚類內分泌系統(tǒng)的影響

對內分泌系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在血清激素水平上,血清激素的變化受很多因素的影響,包括激素的合成、轉運、代謝、肝臟分解代謝等。盡管對激素水平的變化能否直接反映污染物對生物體內類固醇激素的合成和代謝的影響還存在分歧,但目前已證實,外來化合物會導致水生生物血清性激素濃度的改變,能反映出對生物繁殖功能的損害。李偉民等[6]設計了毒性試驗,斑馬魚采用急性毒性96h,鯽魚暴露于梯度濃度的2,3-二氯苯胺、2,4-二氯苯胺14d,分別用放射免疫法測定空白對照組和染毒組魚血清的睪酮、17β-雌二醇濃度,結果表明,二氯苯胺類化合物對魚體內性類固醇激素水平有一定影響。

3環(huán)境激素污染的控制措施

環(huán)境激素大部分是人工合成的產物,隨著大氣循環(huán)最終進入水體,污染水生生物,再通過食物鏈的作用,在一些大型魚類體內濃縮,最終富集于人體,嚴重威脅人類的健康生存,所以應該引起人們足夠的重視。應采取以下幾點控制措施:一是建立健全法律法規(guī),加強化學物質的管理,禁止使用含有或誘發(fā)環(huán)境激素的化學農藥、漁藥和各類洗滌劑、消毒劑等,實現(xiàn)無公害化養(yǎng)殖生產。二是盡快開展水產品中環(huán)境激素的體內、體外檢測方法,以便對環(huán)境激素活性的相關化合物進行檢測。目前重組基因酵母應用較多,而且易操作,成本低。

4參考文獻

[1] 郭艷英,段昌群.環(huán)境激素研究進展探討[J].云南環(huán)境科學,2004,23(3):12-15.

[2] 吳燕燕,李來好,刁石強,等. 環(huán)境激素對水產品安全性的影響及預防[J].海洋科學,2008,32(1):94-96.

[3] 張鳳君,鄭文彪,方展強,等. PCBs 對斑馬魚鰓及肝臟細胞超微結構的影響的初步研究[J].華南師范大學學報(自然科學版),2001(4):112-114.

[4] OLSSON P E,WESTERLUND L,SWEE J,et al.The effects of ma-ternal exposure to estrogen and PCB on different life Stages of zebrafish[J].Ambio,1999,28(1):100-106.

[5] ISLINGER M,WILLIMSKI D,VOLKL A,et al.Effects of 17a-ethinylestradiol on the expression of three estrogen-responsive genes and cellular ultrastructure of liver and testies in male zebrafish[J].Aquatic Toxicology,2003(62):85-103.

[6] 李偉民,尹大強,楊捷,等.兩種二氯苯胺對魚類血清性類固醇激素水平的影響[J].環(huán)境科學學報,2002,22(6):799-801.