藻毒素复合污染对鱼体的免疫毒性研究【文献综述+开题报告+毕业论文】.doc

毕业论文文献综述环境科学微囊藻毒素对鱼类的毒性效应摘要：湖泊富营养化导致的蓝藻水华己成为国内外普遍关注的环境问题，它 所带来的主要危害之一是产生的藻毒素对鱼•类的影响在己发现的藻毒素中，微 囊藻毒素（MCs）的分布广、毒性大、危害严重，而备受关注阐述了MCs对鱼 类的影响微囊藻毒素能干扰胚胎的发育，降低孵化率，增加畸形率，影响存活 率，胚胎孵化受微囊藻毒素影响还具有剂量依赖效应；野外室内实验均表明鱼类 暴露于微囊藻毒素后不仅可在肝脏中富集还可在肌肉、肠道等组织器官中快速积 累；对鱼类进行组织病理检测发现MCs可导致肝脏、肾脏、心脏、脑、鲤等组 织受损；MCs在鱼体中的解毒过程可能开始于由谷胱甘肽S.转移酶催化的还原型 谷胱甘肽的结合反应；MCs还可影响鱼类的生长、行为和血清生化指标，此外, 还具有一定的免疫毒性MCs的转运机制和分子作用机制以及在食物链中传递 过程中对人类造成的潜在影响可能成为今后研究重点关键词:微囊藻毒素；鱼类；毒性效应；1. 微囊藻毒素对鱼类的毒理学影响随着水体富营养化加剧，藻类所引起的水污染问题己越来越引起人们的关 注，其中藻类所释放的微囊藻毒素（microcystins, MCs）的分布广、毒性大、危害 严重，而备受关注。

研究表明世界各地50%—75%的水华可产生毒素⑴MCs是 由肽合成酶复合体合成的生物活性小肽⑵它是细胞内毒素，在细胞内合成，细 胞破裂后释放出来并表现出毒性⑶，其性质稳定，可溶于水MCs结构的变体 多达80余种E,在这众多异构体中存在最普遍、含量较多、毒性较大、研究较 详细的是MC.LR、MC-RR和MC.YR（L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸）， 其中MC-LR是目前巳知的毒性最强、危害最严重的一种淡水蓝藻毒素Kenneth 等⑸最早报道了蓝藻水华分解产生的毒素对鱼类有一定毒性目前MCs对鱼类的 毒理学研究主要集中在MCs引起的鱼类组织病理及在组织中的积累、MCs对胚胎 孵化、色类行为和生长、血清生化指标、氧化酶和解毒酶活性以及免疫毒性方面1. 1微囊藻毒素对鱼类胚胎孵化的影响MCs能干扰胚胎的发育，引起胚胎孵化率降低，还对胚胎有致畸作用Liu等 ⑴和Jacquet等⑶发现MCLR可影响孵化酶的产生和释放，从而干扰胚胎的发育 和器官的形成Oberemm等⑸将斑马鱼胚胎暴露在蓝藻水华的粗提物中，发现 胚胎存活率降低，器官发育迟缓、畸形;血液流动变缓，红细胞聚集在心脏附近 的血管内，出现明显的水肿。

用MC-LR对不同发育时期（1细胞期、32细胞期、原 肠期和出膜期）的泥蟾胚胎进行处理，Liu等住：发现MC-LR对泥蟾胚胎有强烈的 致畸作用，而旦这种致畸、致死作用均有剂量依赖性，此外，还发现胚胎原肠期 是最敏感的，孵化后期比早期敏感，即对原肠期的影响最大，其次是出膜期，32 细胞期和1细胞期很多学者报道了胚胎孵化受MCs影响的剂量依赖效应Jacquet等⑹在青赠胚 胎胚盘隆起期（1细胞期）进行显微注射（MC-LR的浓度为10、l、0. K 0. 01 Mg/mL 和0. 001 Pg/mL）,注射了 10ug/mL和1 ug/mL的胚胎出膜Id后存活率为 22%,出膜10d后的存活率为12%,而低浓度组（0.1、0.01 Pg/mL和0. 001 u g/mL）出膜10d后还有较高的存活率（15%-56%）；此外，还发现注射了MC-LR的 胚胎的出膜时间提前了2—3d然而，有报道表明MCs会延缓胚胎孵化，如将虹 嶙胚胎暴露在0.5—5Pg/L蓝藻粗提物中后，出膜时间延迟了，这可能是粗提物 促进了胚胎或仔鱼对毒素的吸收，或者是由于毒素间协同作用的结果⑸Zhang 等的研究结果也表明粗提的MCs可延迟南方毓胚胎的出膜时间。

1. 2微囊藻毒素在鱼类组织中的积累对于MCs在鱼体内的富集规律，有自然条件下的也有实验室条件下的研究 报道在水华爆发期间，对德国Ammersee湖中的白酷进行ELISA检测，发现毒 素首先在消化道中出现，接着在肝脏、肌肉和排泄物中出现Deblois等在巴西 的Funil和Furnas水库采集27尾受MCs污染的鱼,经检测发现肝脏中MCs的含 量为0.8—32. lug/g,肌肉中MCs 的含量为0. 9—12. 0 Ug/go自然水体中处在不同营养级的鱼体中MCs的含量是不一样的Xie等对我国 大型浅水富营养湖泊 巢湖不同鱼•类蝙，鲫，翘嘴舶）的检测发现，肝 脏中MCs（MC-LR和MC-RR）的含量为:肉食性鱼类（翘嘴始）＞ 杂食性鱼类（鲫）＞ 浮游植食性鱼类（鳗） ＞ 植食性鱼类（顶扁）Ibelings等对荷兰Ijsselmeer湖中不 同食性的鱼类肝脏和肌肉中MCs的含量研究发现了同样的规律色类在摄食MCs后可在消化道、肝脏、肌肉等组织器官中快速积累蟋在摄 食MCs后，首先能在消化道中检测到毒素，接着可在肌肉、肝脏和排池物中检 测到毒素 Cazenave 等通过XjCorydoras paleatus, Jenynsia multidentata 和 Odontesthes bonariensis的肝、鲤、脑、肠道、血液、肌肉、胆囊的比较研究发 现，肝脏是富集MC-RR最多的器官。

而Lei等对鲫经腹腔注射200 Ug/kg体重MCs 粗提物，检测发现MCs在血液中的最高浓度达到T526—3753 ng/g干重，其次是 肝脏（103—1656 ng/g干重），接着是肾脏（279—1592 ng /g干重），其他的组织如 心脏、觎!、肠道、脾脏、脑和肌肉中的含量比较低Xie等发现银鲫摄食新鲜的 铜绿微囊藻后，血液、肝脏和肌肉中均可检测到MC-RR的存在，而MC-LR仅在 肠中检测到这些研究结果表明可能与MCs的类型、摄入方式和不同鱼类的解 毒机制等有关伍体的食性和饥饿状态与MCs的积累也存在显著的关系oMalbrouck等比较 了MC-LR在禁食的和摄食的鲫肝脏中的累积规律，发现禁食组肝脏中累积的 MC-LR含量显著高于投饵组Malbrouck等同样也发现金色在饥饿状态下更容易 积累毒素C1. 3微囊藻毒素对角类行为和生长的影响用MCs处理过的鱼可表现出一系列的行为变化具体表现为集群活动减少、 游动迟缓，常停留在靠近水面的地方斑马色的白昼活动会随MCs暴露剂量的增大而先增加后减少当斑马鱼和小赤梢鱼同时•暴露 在MC-LR低浓度组（0.5 Pg/L）时，两种鱼的白昼活动明显增加，暴露在MCLR高浓 度组（50 Ug/L）时白昼活动都明显降低;然而两种鱼的游动时间却有差异，小赤 梢鱼在夜间的游动时间增加，而斑马鱼在白天游动的多。

Cazenaved等将MC-RR 添加在Jenynsia multidentata的饲料中，剂量为0. 01> 0. 1 P g/g和lug/g,发现 低剂量的MC-RR可使Jenynsia multidentata的活动加快，然而高剂量的MC-RR暴 露20h后则使其活动减缓.鱼类摄食MCs后可使生长减缓当虹磨暴露在裂解的铜绿微囊藻细胞 MC-LRC24—42 u g /L）中后，生长率会降低1.4微囊藻毒素引起的鱼类组织病理变化经饲喂和注射等染毒方式处理后，通过对肝脏、忤脏、脑、心脏和鲤等组织 进行病理分析，发现MCs不仅可对鱼类肝脏造成损伤，而且对上述其他组织也有 影响研究表明，MCs对肝脏有高度特异性光镜病理学检查发现肝小叶结构 遭到破坏，出现水肿、充血和炎性细胞浸润电镜下，细胞内的溶酶体数量较少; 糖原丰富，颜色较深，常聚集排列成星状或雪片状；粗面内质网上附着的核糖体 脱离；线粒体分散在胞浆中；靠近细胞膜处有微丝聚集鲤•在摄入MC-LR 1 h后, 就可观察到肝脏的坏死、肝细胞的裂解和早期细胞凋亡的出现Fournie等观察了 硬头检和青始两种鱼经腹腔注射MC-LR 45—300 Ug/kg后肝脏的变化，发现6 h 后两种鱼的肝脏都出现肝细胞坏死的症状；至脚8 h后，坏死仍然持续，大量的 嗜碱性粒细胞渗透进入肝实质部分，这些细胞成单个或呈小簇出现；72 h后， 嗜碱性粒细胞高度增生，并在肝实质周围排列成束状和管状。

MCs引起的肾脏病理变化主要为肾小管、肾小球和间质组织退化肾近曲 小管细胞在染毒lh后就有损伤，而肠黏膜的损伤在12 h后才会出现肾近曲小 管的病理变化主要包括单个的管状上皮细胞的空泡化、凋亡、细胞脱落等但并 不是所有有关鱼类病理变化的研究都观察到了肾脏的病变，如Francesca等就只 观察到了虹鲂•的肝脏病变，没发现肾脏病变此外，MCs还可影响其它的组织 器官Phillips等发现MCs可引起虹苞尊脑脊膜严重水肿，偶尔可见小脑和大脑视 区的神经元坏死MCs还可造成次级鲸!小片末梢杵状样变，表皮逐渐增厚；广 泛性上皮细胞固缩坏死，并与血管区分离MC-LR还可导致草鱼心脏中心肌细 胞间腔隙增大c2. 微囊藻毒素对鱼类的毒性机理一般认为MCs对真核生物的毒性机制在于其可特异性地抑制蛋白磷酸酶1( PP1)和2A(PP2A)O MCs与PP1和PP2A的结合最初是非共价的,经过数小时后, MCs与PP1和PP2A形成共价结合，共价结合可导致PP1和PP2A的不可逆的改变 PP1和PP2A参与许多重要的胞内过程，如细胞生长、分化、蛋白质合成、细胞 信号转导等因此，MCs对鱼类的危害可能是抑制蛋白磷酸酶所产生的。

Tencalla 等用铜绿微囊藻饲喂虹磨后，观察到虹磨肝脏PP1和PP2A的活性很快被完全抑 制，饲喂3h后蛋白磷酸酶的抑制认到最大饲喂12h后，蛋白磷酸酶的活性逐 渐增高，72h后活性可达对照组的50%,但肝损伤仍在继续发展由于对蛋白磷 酸酶PP1和PP2A活性的抑制，贝U相应增加了蛋白激酶的活性，从而引起细胞内多 种蛋白质的过磷酸化，而细胞骨架蛋白的过磷酸化,会诱导细胞中间纤一幺幺的重排, 导致细胞骨架系统结构的破坏，促进肿瘤增生3. 结论与展望总的来说，MCs对鱼类的影响非常大，涉及到各个方面MCs不仅可在肝 脏中积累，还可在消化道和肌肉等组织中积累，各组织在鱼体饥饿状态下更容易 富集毒素;MCs能干扰胚胎的发育，延迟出膜时间，降低孵化率，增加畸形率， 而且还具剂量依赖效应;通过病理学研究发现MCs不仅损害肝脏，还可导致其他 组织(肾脏、心脏、脑、腮等)病变;MCs对鱼类的生长、行为以及血清生化指标 也具有一定影响此外，MCs还具有免疫毒性等对鱼类的研究证实MCs通过载体转运到肝细胞和肠细胞的过程与胆酸盐转 运系统有关根据毒素对肝脏作用的特异性，推测鱼类中的胆汁酸传输系统在毒 素转送到靶器官的过程中也可能扮演重要角色，但具体的转运机制还需要进一步 的研究。

考虑到MCs易在鱼组织中富集，那么MCs通过食物链传递的潜在后果 应该引起关注随着分子生物学技术的发展，MCs对鱼类作用的分子机制将是 未来研究的一大热点参考文献[1] World Health Organization. Algae and cyanobacteria in fresh waterGuidelines for safe recreational water environments,Vol 1. coastal and freshwaters. Geneva,Switzerland,2003: 136-158.[2] Dittmann E,Neilan B A,Borner T. Insertional mutagenesis of a peptide synthetase gene that is responsible for hepatotoxin production in thecyanobacterium Microcystis aeruginosa PCC7806. Molecular 。