除草劑阿特拉津對大鼠神經內分泌功能的影響

張佳悅，趙本正，李政澤，王 媛，宋天嬌，孫 鵬*,劉 劍*

(1.延邊大學醫學院，延邊大學附屬醫院 藥學部，吉林 延吉133000；2.吉林大學第二醫院，吉林 長春130041；3.吉林大學附屬中學，吉林 長春130021；4.吉林大學護理學院，吉林 長春130021)

阿特拉津(atrazine,ATR)又名莠去津，化學名：2-氯-4-二乙胺基-6-異丙胺基-1,3,5-三嗪，是一種低毒性農用除草劑，廣泛應用于玉米、高粱、甘蔗、小麥等農作物種植[1-3]。由于良好的水溶性、土壤流動性以及較長的半衰期，ATR常常導致地表飲用水源污染并超出美國環保局(EPA)設定的最大污染限制(3/109 ppb)[4,5]。歐盟于2003年全面禁用ATR[6]，但在美國中西部及我國部分地區ATR仍見使用。研究表明，ATR可對神經系統、內分泌系統、免疫系統、生殖系統等多個系統產生生物學作用，并參與肥胖癥與癌癥的發生[7,8]。近年來，由于內分泌干擾物(Endocrine disruptive chemicals,EDCs)的研究熱度升高，ATR作為一種常見的內分泌干擾物再次引起人們的關注，尤其它對生物體神經內分泌功能的影響引起了人們的重視。本研究通過測定ATR處理后大鼠血清中多巴胺(Dopamine,DA)、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、內啡肽(endorphin,EP)、皮質醇(cortisol,COR)和去甲腎上腺素(Norepinephrine,NA)水平的變化，明確ATR對大鼠神經內分泌功能的影響，為EDCs作用及機制的研究提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

4周齡Wistar雌性大鼠28只，購于吉林大學基礎醫學院實驗動物中心(動物合格證號：20160014675)，飼養于恒定溫度(22℃-25℃)、恒定濕度(40%-50%)環境中，標準飼料和水供動物自由食用。ATR(純度98.99%)購于美國Sigma公司，以橄欖油溶解，4℃保存備用。放射免疫分析試劑盒購自濰坊三維生物工程集團有限公司。

1.2 動物分組和處理

28只Wistar大鼠隨機分為4組(對照組、低劑量組、中劑量組和高劑量組)，每組7只。分別給予0 mg·kg-1(等體積橄欖油)、5 mg·kg-1、25 mg·kg-1和125 mg·kg-1ATR灌胃，1次/d，連續給藥28 d，觀察大鼠一般狀態、飲食及活動情況，每4 d測量各組大鼠體質量，根據體質量調整給藥劑量。

1.3 放射免疫法測定大鼠血清中神經遞質水平

第29天于麻醉狀態下腹主動脈取血，3000 r·min-1離心15 min，收集大鼠血清。根據放射免疫法試劑盒說明書操作，測定各組大鼠血清中多巴胺(DA)、5-羥色胺(5-HT)、內啡肽(EP)、皮質醇(COR)和去甲腎上腺素(NA)水平。

1.4 統計學分析

2 結果

與對照組比較，中劑量(25 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中DA水平顯著降低(P<0.05)，而低、高劑量(5 mg·kg-1、125 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中DA水平無明顯改變。低劑量(5 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中EP水平顯著降低(P<0.01)，而中、高劑量(25 mg·kg-1、125 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中EP水平無明顯改變。高劑量(125 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中COR水平顯著降低(P<0.05)，而低、中劑量(5 mg·kg-1、25 mg·kg-1)ATR組大鼠血清中COR水平無明顯改變。各劑量組大鼠血清中5-HT及NA水平均無明顯改變。見表1。

表1 各組大鼠血清中DA、5-HT、EP、COR、NA水平

3 討論

內分泌干擾物(Endocrine disruptive chemicals,EDCs)是一類能夠干擾內源性激素信號通路的外源性介質的總稱[7]。EDCs有著不同的結構，存在于我們生活中的各個方面如：塑化劑、藥品和農藥等[9-11]。EDCs可與不同的激素受體結合，發揮類似于激素的作用，或者阻斷激素與受體結合而發揮抑制作用，此外EDCs還可通過干擾激素的合成、轉運、代謝和清除而降低激素水平[12]。由于ATR等農藥的廣泛使用，EDCs對許多野生動物如無脊椎動物、爬行動物、魚、鳥以及哺乳類動物等均產生了影響[13]。EDCs對人類的影響與性別、年齡、飲食及工作相關，而年齡是其中最敏感的因素，研究發現與成年人相比，胎兒與兒童更容易受到EDCs的影響[9,14,15]。

多巴胺(DA)、內啡肽(EP)及皮質醇(COR)是人體重要的神經內分泌調控物質，參與多種生理功能調控，且與情緒情感等的調控息息相關。如帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的發生與紋狀體內DA水平的降低及黑質致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)和腹側被蓋區(ventral tegmental area,VTA)多巴胺神經元的減少相關[16]。在外周，多巴胺因其升壓作用被作為抗休克藥物而廣泛使用。研究發現[17]，抑郁癥患者血清中EP含量降低，提示內啡肽缺失可能與抑郁癥的發生發展緊密相關。另有研究提出，在應激時機體可通過促進COR分泌而緩解負面情緒[18]。在本研究中，ATR作用后，大鼠血清中DA、EP及COR水平均顯著降低(P<0.05或P<0.01)，提示ATR或可通過降低DA、EP及COR水平，干擾機體的正常神經內分泌功能，致使機體神經內分泌紊亂，增加諸如帕金森病、抑郁癥等神經精神疾病的發病風險。

傳統毒理學認為“劑量決定毒性”，即有毒物質的作用效果取決于其劑量大小，劑量越大則毒性越強。近期有學者提出，EDCs的作用特點呈非單純劑量-效應關系，即EDCs作用的劑量與效應之間并非呈單純的線性相關[19]。這一觀點的提出打破了傳統毒理學的量-效觀念，同時提示EDCs的安全劑量不能單純通過高劑量實驗研究結果推斷而出。我們的研究結果顯示，ATR處理后，中劑量(25 mg·kg-1)組大鼠血清中DA水平降低(P<0.05)，而高劑量(125 mg·kg-1)組大鼠血清中DA水平無明顯變化(P>0.05)；低劑量(5 mg·kg-1)組大鼠血清中EP水平顯著降低(P<0.01)，而中、高劑量(25 mg·kg-1、125 mg·kg-1)組大鼠血清中EP水平無明顯改變(P>0.05)。這些結果提示ATR濃度的大小與大鼠血清中DA及EP水平的降低呈非單純劑-效關系。

綜上所述，ATR可以降低Wistar大鼠血清中多巴胺(DA)、內啡肽(EP)、皮質醇(COR)水平，且這一作用呈非單純劑量-效應關系。提示ATR或可通過這一作用干擾大鼠神經內分泌功能，從而增加如帕金森病、抑郁癥等神經精神疾病的發生風險。有必要進一步探究ATR對機體神經內分泌功能的影響，為其作用規律的總結及作用機制的闡明提供科學依據。