污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

环境污染物干扰鱼类体色的研究及其生态毒理学意义

鱼类体色对环境污染物十分敏感,使其成为污染监测中理想的生物指示物,具有广阔的应用前景.鱼类体色调控复杂,涉及的基因丰富.本文综述污染物对鱼类体色的干扰作用及可能的干扰机制,为鱼类体色应用于污染监测相关生物标志物筛选及生态风险评估提供参考资料;同时,从鱼类色素合成和代谢、色素细胞发育和迁移、体色变化的调控等方面,综述鱼类体色的分子基础,有助于探究污染物干扰鱼类体色的可能靶点和毒理学机制,为鱼类体色生理学基础理论的发展提供重要参考资料.     

基于模式生物秀丽隐杆线虫的环境污染物生殖毒性研究进展

由于人类社会的发展,环境污染也越来越严重,研究环境污染物对生态及人类健康的影响极为重要。生殖系统是人和动物繁衍后代的重要系统,常见环境污染物对生殖系统的影响正引起研究人员的广泛关注。秀丽隐杆线虫具有身体透明、品系丰富和遗传背景清楚等优点,为生殖毒理学研究提供了一个便利的平台。以秀丽隐杆线虫为模型已对多种环境污染物的生殖毒性进行了评价。本文重点叙述了重金属、纳米材料、有机物等化学污染,辐射、磁场等物理污染,以及病毒等生物污染对秀丽线虫生殖系统的影响,并归纳讨论了环境污染物造成生殖功能障碍的几种主要机制,如氧化应激、DNA损伤、内质网应激以及神经损伤等,但不同类型污染物的毒性效应与其自身的物化性质紧密相关。环境污染物诱导的生殖毒性中不同响应机制之间的关联性、不同发育阶段的敏感性差异、污染物的传代效应以及有效的缓解方式的筛选等都有待进一步的开展。     

环境内分泌干扰物对鱼类性别决定的影响研究进展

水体中的环境内分泌干扰物能够影响鱼类性别决定过程,对鱼类产生明显的雌、雄性化效应.为深入研究环境内分泌干扰物对鱼类性别决定的影响及其机制,论文介绍了鱼类性别决定基因SRY和DMY基因在鱼类性别决定中的作用,以及Sox、DMRT、CYP和Vasa、Dax1、Foxl2等鱼类性别决定相关基因对鱼类性别决定的调控作用,综述了各类环境内分泌干扰物引起的鱼类雌、雄性化效应的最新研究进展,在此基础上探讨了环境内分泌干扰物影响鱼类性别决定的作用机制,并展望了该领域今后的重点研究方向.     

环境内分泌干扰物对鱼类性别分化的影响

鱼类性别分化是在性别决定机制的控制下,鱼类未分化的性腺向卵巢或精巢发育,并出现第2性征的过程,受自身内分泌系统的精确调控。环境内分泌干扰物能通过干扰内源激素的合成、释放、转运、代谢、结合和作用等过程影响鱼类的内分泌机能,从而对鱼类的性别分化产生影响。介绍了鱼类性别分化的模式和过程以及内分泌系统对鱼类性别分化的调控作用,综述了环境内分泌干扰物对鱼类性别比例、配子发生、性腺发育和第2性征的影响,从性类固醇激素的合成以及性别分化相关基因的表达两个方面探讨了环境内分泌干扰物影响鱼类性别分化的作用机制,并展望了该领域未来的研究方向。     

室内环境中持久性卤代有机污染物的人体暴露及潜在生殖健康影响

卤代持久性有机污染物(Hal-POPs),如多溴联苯醚(PBDEs)、多氯联苯(PCBs)、滴滴涕(DDT)等是环境中广泛存在的全球性有机污染物,同时它们又是内分泌干扰物,是威胁人类生殖健康的重要因素之一。由于人们每天约有80%以上的时间在室内度过,且室内环境是Hal-POPs人体暴露的主要来源之一,因此室内环境中Hal-POPs对人体内分泌系统的干扰作用及其机理等问题亟待研究,但目前这方面的研究很有限。本文通过综述Hal-POPs在室内环境中的赋存水平和在人体体内的负荷水平及其半衰期,探讨了其对人体内分泌系统尤其是男性生殖健康的影响情况及其可能的机理,并分析了目前研究的不足之处及研究前景,为进一步开展这方面的研究提供借鉴。     

EEDs对鱼类性激素合成途径干扰作用研究进展

环境内分泌干扰物(environmental endocrine disruptors,EEDs)是一类可以改变生物体内激素的合成、释放、运输、代谢、结合、作用或清除等一系列生物过程的外源物质。性激素的生物合成需要一系列酶的参与,体内和体外研究表明,性激素合成途径中的类固醇生成酶是EEDs通过非性激素受体介导途径发挥内分泌扰乱作用的重要靶点,性激素合成途径的扰乱可能导致生物体生殖系统受损。本文综述了EEDs对鱼类性激素合成底物和类固醇生成酶的影响、信号转导机制及其生殖危害;并对性激素合成途径中促性腺激素调控机理、多种转录因子间的相互作用、不同物种间类固醇生成酶的差异以及各内分泌轴线的相互作用研究进行了展望,以期为EEDs通过非性激素受体介导途径发挥内分泌干扰效应的机制研究提供思路。     

多溴联苯醚和全氟烷基酸的分子毒理机制研究

多溴联苯醚(PBDEs)和全氟烷基酸(PFAAs)是两类使用量大、环境污染广泛、人体暴露严重的新型有机污染物,2009年已纳入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物(POPs)名单,但其毒性效应及作用机制并不明确.本文综述了本课题组近几年针对多溴联苯醚PBDEs和全氟烷基酸PFAAs的分子毒理机制研究工作,主要集中在这两类污染物对甲状腺系统、雌激素系统和肝脏脂肪酸代谢系统干扰效应的分子机制研究.本文分别从分子、细胞和活体三个层面,研究了污染物与核受体的直接结合作用、结合后受体的构象变化、细胞内受体的转录活性、以及活体暴露后受体调控基因的表达变化,由此阐明了污染物通过与受体直接作用导致细胞和活体生物功能改变的分子机制.同时结合计算模拟,探讨了污染物生物效应与其化学结构之间的关系,发现污染物的受体活性取决于它们与受体结合的空间构型,而其活性强度基本与二者的结合能力一致,主要受疏水作用和氢键的影响.此外,还通过研究污染物与天然配体转运蛋白的相互作用,明确了各个污染物与转运蛋白的结合能力,探讨了其构效关系,并评估了污染物对天然配体在体内转运过程的潜在干扰效应.通过上述研究工作,提出了多层面、多靶点研究环境污染物分子毒理机制的新思路,建立和引进了研究污染物与生物靶分子相互作用的新方法,发现了PBDEs、PFAAs与TR、ER、PPARγ核受体结合的新模式,为深入了解这些污染物的分子毒理机制提供了有用的信息和有效的研究手段.     

有机氯农药硫丹的生殖毒性及其机制研究进展

硫丹作为一种广谱有机氯农药,在农业区域周边的土壤和水体中都存在较高残留,2011年被斯德哥尔摩公约列入持久性有机污染物(POPs)名单。硫丹已被证实对神经系统、心血管系统、肝、肾等具有毒性作用,关于其生殖毒性的研究很多,但潜在机制尚不完全清楚。本文总结了硫丹导致的不同动物的生殖毒性,并从生殖器官和生殖细胞损伤、氧化应激以及DNA损伤、生殖细胞周期阻滞及细胞凋亡等方面,对近年来硫丹生殖毒性及其作用机制研究进展进行综述,并对其中存在的问题进行讨论,以期有助于深入了解硫丹的毒性效应。     

硫丹的环境行为及水生态毒理效应研究进展

有机氯农药硫丹作为一种典型的持久性有机污染物(POPs)曾广泛应用于农业生产,我国曾大量使用。硫丹作为一种重要的污染物通过地表径流、淋、溶、干/湿沉降等方式进入水体,在直接影响大型水生植物和浮游藻类的同时,给鱼类等水生动物也带来了一定的毒性效应。由于其半衰期较长、迁移能力强、富集性高,在水体环境中已普遍检测出硫丹的存在,因此,对硫丹的水生生态安全性评价显得十分重要。硫丹对水生生物具有高毒性,它可影响生物正常受体配体作用、损伤生物膜、影响活性氧代谢并具有潜在的内分泌干扰作用。本文介绍了硫丹的环境行为效应,并综述了硫丹对水生生物的毒性及几种致毒机制,展望了该领域今后的研究重点和方向。     

Endocrine stress response in Oreochromis sp. from exposure to waterborne cadmium: the plasma cortisol analysis

Cadmium (Cd) is known as one of the most dangerous environmental and industrial pollutants. It has no biological function and accumulates mainly in metabolically active tissue even at low concentrations, which in turn may cause tissue damage. The effect of Cd on the endocrine systems of fish is not well known. To test the hypothesis that Cd is a chemical stressor, Oreochromis sp. were exposed to waterborne cadmium chloride and their endocrine stress response (plasma cortisol) was investigated after 4 days and 20 days. The plasma cortisol levels were analyzed using reverse-phase high performance liquid chromatography with UV detection (λ = 250 nm) after liquid–liquid extraction. The detection limit of the method was found to be 0.87 ng/mL plasma. This study provides evidence that Cd probably causes exhaustion of endocrine systems. Oreochromis sp. exposure to Cd resulted in a 15%–53% and 52%–91% suppression of cortisol release after 4 days and 20 days of exposure, respectively, in comparison with the control group. The results suggest that Cd still activates the endocrine system at 20 days and the interrenal cells of Oreochromis sp. were not impaired after 20 days of exposure to Cd.     

Schnecken unter Stress

Background In ecophysiology and ecotoxicology, gastropods are important both as target organisms for molluscicides and non-target organisms for environmental pollutants or other environmental stressors. With respect to both aspects, biomarkers are investigated at different levels of biological organization in order to understand mechanisms which enable gastropods to cope with or even to benefit from unfavourable environmental conditions. Main topics The paper focuses on the ecotoxicological and ecophysiological work of the author on gastropods which will be reviewed in the context of the state of knowledge in this field of research. In addition to cellular aspects in biomarker research, also biochemical responses of snails to environmental stress (stress proteins, metallothioneins, and metabolic enzymes) will be addressed. Conclusions The paper highlights the suitability of terrestrial and aquatic gastropods as sensitive indicators of environmental stress induced by chemicals or other non-chemical factors. Biomarker studies have been shown not only to be applicable in environmental risk assessment but also to provide fundamental and background knowledge necessary to understand correlations of responses at different levels of biological organization. Recommendations and perspectives A standardized toxicity test with the grapevine snail (ISO 15952) has been established for toxicity assessment in terrestrial habitats. However, freshwater gastropods display a high sensitivity as well, e.?g. to endocrine disrupters, and should be incorporated into future standardized assays for aquatic toxicity testing on the basis of existing knowledge.     

鱼体中有机微污染物的定量及筛查研究进展

化学品通过多种途径进入环境水体,可对水生生物及人体健康造成潜在风险。鱼类作为水环境污染物监测的指示生物,分析鱼体内有机微污染物的分布特征是评估水环境安全的重要方法。现有污染物种类繁多,且在生物体内存在降解转化的过程,基于靶向定量分析的监测方法难以系统、准确地评估鱼体中有机污染物的暴露特征。由于具有高分辨率、高质量精度、高通量和回顾性分析等特点,高分辨质谱技术逐渐被用于鱼体中有机污染物的筛查研究,为鱼体中高风险及未知污染物的定性、定量分析提供可能。本文综述了鱼体中有机污染物的定量分析现状,筛查分析方法以及其在鱼体中有机微污染物筛查研究中的应用。     

Some body fluid characteristics of the Antarctic fish,Trematomus bernacchii

An examination of some characteristics of the blood plasma and urine of Trematomus bernacchii, an Antarctic fish, shows that at least in certain seasons the freezing points of these fluids are adjusted in response to environmental temperature. During October and November, freezing point of the urine was found to be about 0.7°C higher than that of the water. Adjustment of freezing point is seen to be intimately related to chloride concentration. At high temperatures magnesium concentration in the urine may be quite high; sodium replaces magnesium under cold stress. During cold stress, sodium and chloride move into the urine independently of each other.     

化学污染物对鱼鳔的毒理学研究进展

鱼鳔(swimbladder)是帮助有鳔鱼类完成呼吸、保持流体静力、感觉声音等生理活动的重要功能器官之一。化学污染物暴露能够影响鱼鳔的正常发育或充气,对有鳔鱼类的生存具有潜在威胁。本文首先对鱼鳔功能、形态发育及分子机制进行了介绍。其次对化学污染物导致的鱼鳔发育异常或不充气等毒性效应进行了总结,对特定污染物的潜在作用机制进行了综述。最后对鱼鳔的环境/生态毒理学研究提出展望。     

Conservation of the African Great Lakes: A Limnological Perspective

The limnology of Lakes Malawi Tanganyika, and Victoria is discussed with the objective of examining how the physical, chemical, and biological properties of the lakes will determine the response of these ancient great lake ecosystems to human activities. Of the physical properties discussed, large dilution capacities and long flushing times can make the detection and removal of chemical pollutants in these lakes difficult. The outflows of all three lakes are small because of high evaporation losses, and as a result lake levels are responsive to climate changes that would alter evaporation:precipitation ratios. Increased nutrient input to these lakes will likely result in a decrease in the volume of oxygenated water and available fish habitat. Plankton community composition will also change, probably toward dominance by cyanobacteria. While the effects of eutrophication on fish production are difficult to predict, changes in plankton composition would almost certainly be accompanied by changes in fish community structure. Recent studies of water chemistry and plankton productivity in Lake Victoria provide evidence of possible eutrophication. Because land use has a diffuse but potentially large impact on these lakes, conservation strategies must take into account human activities within entire drainage basins. This requires cooperation between riparian countries and technological and financial input from the international community. An immediate need is the establishment of monitoring programs to determine the impact, real or potential, of human activities around the lakes.     

环境污染物对精子损伤机制的研究进展

越来越多的研究表明,环境污染是多种生物生殖力下降的主要原因之一,而精子作为雄性生物的生殖细胞,因高度分化丧失了自我修复能力,极易受环境因素的胁迫。但环境污染物致生物体精子损伤机制的研究目前尚缺乏完整、系统的体系。本文在总结近年来国内外相关研究的基础上,从环境污染物诱导精子产生氧化应激、改变生精细胞的细胞周期、诱导正常生精细胞发生细胞凋亡和扰乱生物体雄激素水平4个方面综合探讨了环境污染物损害精子形态结构、功能以及降低精子数量的潜在作用模式,为开发精子损伤的早期特异性分子标记物奠定了理论基础,同时也为污染物致精子损伤的机制研究提供新的思路。     

泥鳅在污染物毒性评价中的应用研究

泥鳅营底栖生活,生存能力强,易于饲养,便于采集和处理,有作为模式生物的潜力。受到污染物胁迫时,泥鳅在分子、细胞、组织、器官和个体水平上会发生明显的变化,其存活、生长和繁殖从而受到影响。泥鳅的这些特性可以被用来进行污染物毒性评价。从急性毒性、蓄积毒性、生殖力毒性、遗传毒性等方面,综述和分析了泥鳅在污染物毒性评价中的应用研究进展,并对未来研究重点进行了展望。