基于微囊藻毒素毒理學(xué)研究進(jìn)展.doc

《基于微囊藻毒素毒理學(xué)研究進(jìn)展.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、基于微囊藻毒素毒理學(xué)研究進(jìn)展【論文關(guān)鍵詞】：微囊藻毒素；毒理學(xué)；進(jìn)展【論文摘要】：近年來，隨著人類生產(chǎn)、生活活動的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)排污的增加，各地水體富營養(yǎng)化日益加劇，導(dǎo)致江河、湖泊中藻類尤其是藍(lán)藻異常繁殖生長而出現(xiàn)水華現(xiàn)象。當(dāng)藍(lán)藻水華嚴(yán)重時，水面形成厚厚的綠色湖靛，散發(fā)出難聞的氣味，不僅破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，而且因藻細(xì)胞破裂后釋放出多種藻毒素而對人和動物的飲用水安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。文章從微囊藻毒素的理化性質(zhì)、一般毒性、毒理研究及作用機(jī)理方面來說明當(dāng)前藻毒素研究進(jìn)展。1.微囊藻毒素一般概況微囊藻

2、毒素(Mycrocystins,MC)是水體中藍(lán)藻爆性繁殖產(chǎn)生的二級毒性代謝物，是一種肝毒素，可在貽貝和扇貝的消化腺內(nèi)積累并沿食物鏈進(jìn)入到高營養(yǎng)生物體內(nèi)，包括魚、鳥、哺乳動物和人類，引起野生動物和家畜中毒，其癥狀包括虛弱、皮膚蒼白、過冷等，嚴(yán)重的可引起肝大出血及肝壞死，使動物因呼吸阻塞而死亡。微囊藻毒素也可引起人類疾病，甚至導(dǎo)致人類死亡。微囊藻毒素是由水體中藍(lán)綠藻如銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)、魚腥藻(Anabaena)、顫藻(Oscillatoriaruescens)等產(chǎn)

3、生的具有生物活性的單環(huán)肽化合物，其結(jié)構(gòu)可表不為環(huán)D-丙氨酸-L-X-赤-0-甲基-D-異天冬氨酸-L-Z-Adda-D-異谷氨酸_N_甲基脫氫丙氨酸。X、Z為兩個可變的氨基酸殘基，這兩個可變的L-氨基酸的更替及其它氨基酸的去甲基化，衍生出眾多的毒素類型，至今已發(fā)現(xiàn)MC有60多種異構(gòu)體。在這眾多異構(gòu)體中存在最普遍、含量較多、毒性較大、研究較詳細(xì)的是MC-LR、MC-RR和MC-YR，L、R、Y分別代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸。Adda(3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸)

4、是MC生物活性表達(dá)所必需的，研究發(fā)現(xiàn)去除Adda后藻毒素的毒性降低。1.MC的理化性質(zhì)MC性質(zhì)穩(wěn)定，具有水溶性和耐熱性。MC極易溶于水，在水中的溶解度〉lg/L，不易沉淀或被吸附于沉淀物和懸浮顆粒物中。在實驗室研究中發(fā)現(xiàn)MC在水體中的穩(wěn)定時間與水體的特征有關(guān)，水庫水中低濃度MC-LR(10/1^/0不到1個星期即發(fā)生初級降解，在去離子水中超過27天毒素依舊很穩(wěn)定。毒素在消毒的水庫中可保持穩(wěn)定12天，在自然水庫水中其不穩(wěn)定性是由于生物降解通過Adda旁鏈的修飾而滅活這一機(jī)制實現(xiàn)。在色素存在的情況下，MC

5、卻被迅速降解，使其活性降低。此外，純化的MC在陽光照射下依然保持其穩(wěn)定性，但當(dāng)毒素暴露在紫外線時即可被水解或發(fā)生化學(xué)異構(gòu)和化學(xué)鍵合反應(yīng)而使毒性喪失，其半衰期是10天。當(dāng)紫外線波長接近其吸收峰周圍（即238?254nm），MC被迅速地降解。MC耐高溫，加熱煮沸（水浴100°C，30分鐘）后不失活，不揮發(fā)，抗pH變化，可溶于甲醇或丙酮，現(xiàn)行自來水處理工藝的混凝、沉淀、過濾、加氯均不能有效去除微囊藻。董傳輝等人的調(diào)查研究亦表明采用飲水消毒處理不能完全消除水體中的藻毒素。1.致毒機(jī)理一些研究發(fā)現(xiàn)微囊藻毒素是一

6、個相對化學(xué)惰性的環(huán)七肽，不具有直接的誘癌能力，但有極強(qiáng)的肝毒性，所以即使是低濃度的MC，也可能使人類患上慢性肝病。有研究認(rèn)為微嚢藻毒素同Okadaicacid（0A）的作用類似，但是0A的化學(xué)結(jié)構(gòu)與微囊藻毒素差別極大，所以很有可能它們作用于不同的受體，但通過同一GS受體途徑調(diào)節(jié)相同下游信使酶PP2A的活性。所以，目前諸多學(xué)者公認(rèn)，微囊藻毒素是蛋白磷酸酶1和2A的強(qiáng)烈抑制劑，通過抑制蛋白磷酸酶1和2A的活性，從而幫助解除對細(xì)胞增值的正常的制動作用。另外，有些研究發(fā)現(xiàn)，微囊藻毒素肝毒作用與體內(nèi)活性氧及其誘

7、發(fā)的脂質(zhì)過氧化水平相關(guān)。所以，微囊藻毒素的肝毒性機(jī)制還不完全清楚，其致毒機(jī)理可能有化學(xué)、基因、細(xì)胞、受體毒性等多種情況。另外，微囊藻毒素還可導(dǎo)致細(xì)胞生化代謝、膜離子通道改變。總之，微囊藻毒素有相當(dāng)多的生物毒性，尤其對肝臟的作用表現(xiàn)為作用形式的多樣性。1.MC的一般毒性藍(lán)綠藻毒素引起的人類疾病有3種，即胃腸炎及其相關(guān)疾病、變應(yīng)性和刺激性反應(yīng)以及肝臟疾病，MC也是腫瘤促進(jìn)物。1878年在南澳大利亞的Alexandrina湖首次發(fā)現(xiàn)因泡末節(jié)球藻水華污染飲水導(dǎo)致家畜及禽類死亡。此后有許多關(guān)于鳥類、魚和其它動物

8、藍(lán)綠藻中毒的報道，其中亦包括了MC。近年來，隨著人類生產(chǎn)、生活活動的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)排污的增加，使得水中富營養(yǎng)化元素如硝酸鹽和磷酸鹽不斷增加，導(dǎo)致了藍(lán)藻水華接連不斷的發(fā)生。至此藍(lán)藻水華引發(fā)嚴(yán)重的水污染和公共健康問題已引起人們的關(guān)注，由此展開了一系列MC分子結(jié)構(gòu)和毒理學(xué)的研究。結(jié)果顯示MC的致毒機(jī)理是通過與蛋白磷酸酶中的絲氨酸/蘇氨酸亞基結(jié)合，抑制其活性，從而誘發(fā)細(xì)胞角蛋白高度磷酸化，使哺乳動物肝細(xì)胞微絲分解、破裂和出血，導(dǎo)致肝充血，動物失血休克而死亡。隨