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有机污染物毒理机制研究

付玲  赵元慧  
【摘要】:随着工农业的发展,大量的有机污染物(如农药、化工原料等)广泛地应用到工农业生产及人们的生活中,它们对环境中生物种群的影响及对人类的危害已引起了人们广泛的关注。有机污染物的细胞毒性及分子毒理机制的研究是目前环境科学领域研究的热点之一,应用细胞生物学和分子生物学实验技术,可以深入了解有机污染物的毒理学机制,搞清环境污染物的危害,为有机污染物的安全评价提供良好的理论基础,具有理论意义,还可以应用到毒性的预测中,具有应用价值。在有机污染物对水生生物的毒性机制研究中,可通过研究污染物对细胞的毒性、DNA损伤、酶的抑制等从细胞、分子生物学水平上探讨污染物的毒理学机制,目前应用于有机污染物的细胞毒性研究的生物学技术有MTT法、荧光显微镜观察法、流式细胞术法、乳酸脱氢酶(LDH)实验、彗星实验、流式细胞术、DNA凝胶电泳、Ames实验、哺乳动物细胞突变实验和亚线粒体颗粒实验(SMP)等,利用这些体外细胞毒性实验方法,可以探讨有机污染物对细胞的生长和凋亡的影响以及对细胞膜的破坏作用,检测有机污染物对遗传物质的改变和损伤,研究有机污染物对细胞的呼吸毒性,探讨致毒机理.与此同时,通过研究有机污染物对一些在生命活动过程中起重要作用的酶如乙酰胆碱酯酶(AChE)、细胞色素P450酶系(CYPs)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、细胞周期依赖性蛋白激酶4(CDK-4)、天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶(Caspase)等酶活性的影响,探讨这些酶与神经传导、毒物代谢、细胞周期以及细胞凋亡的关系。目前,内分泌干扰、芳香烃受体(AhR)途径以及氧化压力和硝化压力等是广泛接受的几种致毒机制:有机污染物产生内分泌干扰效应的原因可能是由于其化学结构与激素相似,改变了激素受体的正常功能,导致毒性效应;AhR是一种配体活化的转录因子,通过影响外源化合物代谢酶系的表达,能够介导很多化学物质的毒理学效应,其调节的主要目标分子是外源化合物代谢酶细胞色素P4501(CYP1);反应性氧化物(ROS)和硝化物(RNS)可以调节细胞内的信号分子,引起DNA损伤,导致细胞凋亡.本文结合目前国内外毒理学机制的研究现状,系统地总结了有机污染物毒理学研究方法与技术,综述了目前毒理学研究中的几种机制。

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