环境激素对鱼类影响的研究进展

王 辉 郑琳琳

摘要对环境激素的概念、种类及其对水体的作用进行了概述,分析了环境激素对鱼类的影响,并提出环境激素污染的控制措施。

关键词环境激素;鱼类;雌性化;影响;控制措施

中图分类号 X503.23 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)21-0262-01

1环境激素

1.1环境激素的概念

环境激素(Environmental hormones,EH)又称为环境内分泌干扰物(Environmental endocrine disrupting chemicals,EDC),是指在人类生产和生活过程中产生并释放到环境中可以在环境中长期存在的一类化学物质,这类物质可以介入生物体内激素的合成、释放、转运、代谢,激素与受体的结合等一系列生物过程,能导致包括人类在内的各种生物神经系统失调、内分泌紊乱、免疫能力下降和生殖功能下降、生殖器官异常等一系列症状[1]。

1.2环境激素的种类及其对水体的作用

环境激素来源广泛,主要的来源有2种:天然产生环境激素和人为释放环境激素。目前研究主要集中在人为释放的环境激素,包括农业生产中使用的杀菌剂、除草剂、杀虫剂,以及工业化合物、医药污染物等,其中还包括铅、镉、铝和汞等其他重金属。

上述这些激素类型大多数是通过地表径流或地下水渗漏进入水体的,其中一些稳定性强的激素进入水体后,能够长期存在于水中,并在河流、湖泊的底泥以及水生生物体内不断累积,通过食物链最终影响到其他生物乃至人类。

1.3环境激素可引起雄性生物雌性化

许多关于环境激素对动物的影响试验表明,急性或者长期暴露于激素类物质中能够对精细胞造成影响,使其发生甲基化,从而造成一些雄性生物雌性化现象,而且这种影响通过累积可以延伸至下一代。研究表明,生殖细胞暴露到环境激素类物质中可导致其出生后雄性生殖细胞异常,出现精液少甚至不育现象。分子手段证明这些激素类物质可通过与受体结合发挥作用,并且对生殖细胞的基因产生影响。

2环境激素对鱼类的影响

近年来,环境激素逐渐引起人们的重视,这些物质可以附着在土壤并随着气流循环、降雨、下雪等,最终流入水体中。目前江河湖泊污染最严重,在水产品生产过程中,有些养殖户盲目施用药物和激素,如己烯雌酚等环境激素药物,这些药物可通过食物链富集放大。目前大量水产品暴露于富含环境激素的水体中,机体受到的影响是最深的[2],其中环境激素对鱼类的影响主要表现在以下几个方面。

2.1环境激素对鱼体代谢过程的影响

环境激素对鱼类毒性的研究主要集中在环境激素对鱼体的代谢过程,包括鳃、血液、肝、肾以及性腺代谢的影响。水中环境激素残留量通常维持在较低水平,这些痕量激素进入鱼类体内,参与鱼类的生长代谢和物质循环,激素本体和代谢产物会对鱼类的生长、发育、生殖产生一系列的影响。张凤君等[3]在研究PCBs 对斑马鱼的损伤时发现,PCBs暴露组的鳃丝和肝脏均出现异常,鳃小片的上皮细胞呈现残损状态,并可见大量上皮细胞的碎块,柱细胞异形,分泌物显著增多。OLSSON等[4]在研究PCBs 对斑马鱼的作用中发现,在处理组的肾小管壁中有细胞死亡,并且发现有不完整的核和核的碎片。

环境激素造成的鱼类生殖腺结构损伤包括:膜结构的损伤,支持细胞的肿胀、变形,Leydig氏细胞的水肿及生精细胞团的发育延迟等。Islinger等[5]在研究EE2暴露斑马鱼21d的试验中发现,EE2可引起吞噬了含有大量坏死生精细胞残体的支持细胞的数量增加,被支持细胞溶酶体吞噬的精子数量增多,退化的精子出现在输精管内。

2.2环境激素对鱼类肝脏抗氧化防御系统的毒性

抗氧化防御系统是需氧生物在长期进化过程中形成的防御过氧化损害的系统。需氧生物通过利用分子氧化体内有机物分子获取所需的能量,这一过程会产生大量的活性氧。Perkins和Schlenk做了关于雄性和雌性鲶鱼对B-萘黄酮(13-NF)的不同响应的免疫化学方面的研究,结果发现在相同剂量的13-NF的情况下,雄鱼体内CYP1A 的诱导水平几乎是雌鱼体内的2倍。

2.3对鱼类内分泌系统的影响

对内分泌系统的影响主要体现在血清激素水平上,血清激素的变化受很多因素的影响,包括激素的合成、转运、代谢、肝脏分解代谢等。尽管对激素水平的变化能否直接反映污染物对生物体内类固醇激素的合成和代谢的影响还存在分歧,但目前已证实,外来化合物会导致水生生物血清性激素浓度的改变,能反映出对生物繁殖功能的损害。李伟民等[6]设计了毒性试验,斑马鱼采用急性毒性96h,鲫鱼暴露于梯度浓度的2,3-二氯苯胺、2,4-二氯苯胺14d,分别用放射免疫法测定空白对照组和染毒组鱼血清的睾酮、17β-雌二醇浓度,结果表明,二氯苯胺类化合物对鱼体内性类固醇激素水平有一定影响。

3环境激素污染的控制措施

环境激素大部分是人工合成的产物,随着大气循环最终进入水体,污染水生生物,再通过食物链的作用,在一些大型鱼类体内浓缩,最终富集于人体,严重威胁人类的健康生存,所以应该引起人们足够的重视。应采取以下几点控制措施:一是建立健全法律法规,加强化学物质的管理,禁止使用含有或诱发环境激素的化学农药、渔药和各类洗涤剂、消毒剂等,实现无公害化养殖生产。二是尽快开展水产品中环境激素的体内、体外检测方法,以便对环境激素活性的相关化合物进行检测。目前重组基因酵母应用较多,而且易操作,成本低。

4参考文献

[1] 郭艳英,段昌群.环境激素研究进展探讨[J].云南环境科学,2004,23(3):12-15.

[2] 吴燕燕,李来好,刁石强,等. 环境激素对水产品安全性的影响及预防[J].海洋科学,2008,32(1):94-96.

[3] 张凤君,郑文彪,方展强,等. PCBs 对斑马鱼鳃及肝脏细胞超微结构的影响的初步研究[J].华南师范大学学报(自然科学版),2001(4):112-114.

[4] OLSSON P E,WESTERLUND L,SWEE J,et al.The effects of ma-ternal exposure to estrogen and PCB on different life Stages of zebrafish[J].Ambio,1999,28(1):100-106.

[5] ISLINGER M,WILLIMSKI D,VOLKL A,et al.Effects of 17a-ethinylestradiol on the expression of three estrogen-responsive genes and cellular ultrastructure of liver and testies in male zebrafish[J].Aquatic Toxicology,2003(62):85-103.

[6] 李伟民,尹大强,杨捷,等.两种二氯苯胺对鱼类血清性类固醇激素水平的影响[J].环境科学学报,2002,22(6):799-801.