G市某地管网末梢水有机污染物对雄性大鼠的生殖毒性及机制研究

来源 :贵阳医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xpzcz1992
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1、研究目的:  对G市某地水源水及管网末梢水中有机污染物成分进行检测分析,确定该地饮用水中有机污染物种类,并对该地管网末梢水有机污染物的雄性生殖毒性及作用机制进行研究,为该地饮用水卫生学评价及人群健康保护提供基础依据,并为进一步加强水源污染治理提供参考。  2、研究方法:  2.1研究对象  按照随机区组设计,将40只SD雄性大鼠分为4组(每组10只),1组为溶剂对照组(予玉米油),其余3组为染毒组(染毒剂量分别为3、15、75L水样中的有机提取物/kgBW.day)。  2.2 G市某地水源水及管网末梢水有机污染物的提取及检测分析  采集G市某地水源水及管网末梢水水样,利用固相萃取技术提取水样中有机污染物,采用气相色谱-质谱联用技术对水样中有机物成分进行检测分析。  2.3 G市某地管网末梢水有机污染物致雄性大鼠的生殖毒性观察  利用萃取的管网末梢水有机污染物对雄性大鼠进行灌胃染毒。采用光镜和电镜进行睾丸组织病理学检查;精子检测及评价参照国家标准进行;碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)、γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)及琥珀酸脱氢酶(SDH)活性检测采用微量酶标法及分光光度法;促黄体生成素(LH)、睾酮(T)及雌二醇(E2)水平应用直接化学发光法检测。  2.4 G市某地管网末梢水有机污染物致雄性大鼠生殖毒性的机制研究  大鼠睾丸生殖细胞凋亡率采用TdT介导的dUTP缺口末端标记技术检测;采用 Western bloting及实时荧光定量聚合酶链反应分别检测大鼠睾丸 Bcl-2和Bax的蛋白表达水平及基因mRNA的转录水平。  3、结果:  3.1 G市某地水源水及管网末梢水有机污染物的提取及检测分析  定性分析显示,该地水源水水样中有机污染物有:十一烷、十四烷酸甲酯、2-丙烯酸十五烷基酯、14-甲基十五烷酸甲酯、十六烷酸甲酯、十八烷酸甲酯、顺式-9-十八烯酸甲酯、3,3-亚氨基二丙胺、苯甲酸甲酯、1,2-邻苯二甲酸二异辛酯、1,2-邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP),共12种有机物。管网末梢水中除检出上述有机物外,还检出二氯乙酸、三氯乙酸,共14种有机物。定量结果显示,水源水中DEHP及DBP分别为16.5μg/L和5.3μg/L,管网末梢水中DEHP及DBP分别为16.4μg/L和4.5μg/L,均超过《生活饮用水卫生标准》的限值要求,其余有机物检测结果均符合标准要求或低于检出限。  3.2 G市某地管网末梢水有机污染物对雄性大鼠的生殖毒性观察  染毒组大鼠睾丸附睾的重量及其脏器系数未见明显改变(P>0.05);光镜下,低剂量大鼠睾丸出现间质细胞增生,中剂量睾丸生精小管管腔内细胞排列紊乱,高剂量组可见生精小管上皮变薄,生精细胞间隙变宽,生精细胞疏松脱落进入生精小管腔,生精上皮出现空泡变性;电镜下可见高剂量组退化精母细胞有空泡状结构,细胞内存在大量脂滴,凋亡精原细胞核固缩、染色质沿核膜内侧排列呈戒指状,低中剂量组亦未见明显变化。精子数量/附睾重量的比值随染毒剂量增加而下降,但仅高剂量组的降低明显(P<0.05);在中、高剂量组中,大鼠精子的总畸形率、头颈部及尾部畸形率均明显升高(P<0.05);畸形类型主要有无头、颈扭转、尾折叠、波状尾等。  生殖酶学检测发现:各染毒组的AKP活性明显下降,SDH活性则明显升高(P<0.05);LDH的活性随染毒剂量的增加而降低,仅高剂量组的降低有统计学意义(P<0.05);γ-GT的活性则未见明显改变(P>0.05)。生殖激素中,各染毒组LH的改变不明显(P>0.05);中、高剂量组的E2则明显升高(P<0.05);低、中剂量组T的分泌水平呈升高趋势(P>0.05),高剂量组的T分泌则较对照组明显下降(P<0.05)。  3.3 G市某地管网末梢水有机污染物致雄性大鼠生殖毒性的机制研究  镜下观察可见各染毒组均有生精细胞凋亡,对照组和低剂量组以精原细胞凋亡为主,中、高剂量组则多见于精原细胞和初级精母细胞凋亡;染毒组尚可见精子细胞凋亡发生;生精细胞和精子细胞的凋亡指数均呈升高趋势,与对照组及低剂量组比较,中、高剂量组升高具有统计学意义(P<0.05)。  Western blotting结果显示,各组均可在26KD(Bcl-2)、21KD(Bax)处显示电泳条带;染毒组Bcl-2蛋白表达较对照组减少,而Bax蛋白表达较对照组增多,仅高剂量组的变化具有统计学意义(P<0.05);相关分析显示,生精细胞凋亡指数与Bax/Bcl-2之间呈高度正相关[相关系数(r)=0.9748,P<0.01],精子细胞凋亡指数与Bax/Bcl-2之间也呈高度正相关[相关系数(r)=0.9043,P<0.01]。  荧光定量PCR实验显示:各染毒组大鼠睾丸组织Bcl-2基因mRNA转录水平较对照组减少,而 Bax基因 mRNA转录水平较对照组增加,仅高剂量组(75L/kgBW.day)变化具有统计学意义(P<0.05)。  4、结论:  4.1该地水源水和管网末梢水均存在一定程度的有机物污染,主要污染物有邻苯二甲酸酯类化合物与烷酸脂类化合物。  4.2在本实验剂量下,该地管网末梢水有机污染物较高浓度暴露,可导致 SD雄性大鼠睾丸组织病理损伤、精子发生异常、酶学及激素水平等功能指标的异常。因此,应对该地饮用水有机污染物的生殖毒性予以足够的重视,并进一步对接触人群生殖健康状况进行流行病学调查。  4.3在本实验条件下,该地管网末梢水有机污染物能诱导雄性大鼠生精细胞凋亡,并呈剂量效应关系,生精细胞凋亡可能是该地饮用水有机污染物睾丸毒性的重要作用途径之一。而其诱导生精细胞凋亡的机制可能与其抑制了Bcl-2基因并上调 Bax基因的表达有关。该地管网末梢水有机污染物通过Bax/Bcl-2信号途径介导的生精细胞凋亡是其重要的损伤机制。  5、建议:  针对该地饮用水有机物污染现状,除了需要加强对水源水有机污染物经常性监测,并采取有效措施限制污染物排放,另一方面,建议水厂改进常规净水处理工艺,增加针对有机物的净化措施,如臭氧氧化联合活性炭吸附等深度处理技术,以改善该市饮用水水质。
其他文献
从市售酪蛋白中分离提取出酪蛋白非磷肽(Casein non-phosphopeptides,CNPPs),研究了CNPPs与Na2SeO3发生结合反应的最佳工艺条件,制得高含硒量的酪蛋白非磷肽Na2SeO3(Casein non-