苯酚对多刺裸腹溞生长繁殖代谢与氧化损伤的影响

摘要

近年来频发苯酚泄漏事件，不但对水质造成严重污染，而且对环境和人类健康造成了严重危害。为了阐明苯酚对水体中浮游动物的影响，本学位论文采用急性毒性实验方法，研究了苯酚对多刺裸腹溞（Moina macrocopa）的半致死剂量LC50、心率、体长、生殖能力及种群数量的影响。通过测定抗氧化酶及膜脂质过氧化产物丙二醛（MDA）、蛋白质羰基化（PCO）、DNA-蛋白质交联（DPC）的变化，阐明苯酚对生物有机体造成的氧化损伤。在此基础上，对糖原、可溶性蛋白和甘油三酯的含量及糖和蛋白质代谢中的关键酶，以及消化系统中酶活力和形态结构的变化进行了研究，旨在了解并掌握苯酚的毒性方式、致毒机理，为有效防治苯酚类化合物对生物造成的毒性作用提供科学依据。
　　实验根据半致死剂量LC50值，设计了五个苯酚浓度组（0.25、0.75、1.25、1.75、2.25mg·L-1）和一个对照组，分别在处理24h、48h后，测定心率、体长和生殖参数；利用光镜和透射电镜技术，观察了消化道中肠细胞的结构变化；用分光光度法测定了抗氧化酶活力、生物大分子脂质、蛋白质和DNA损伤的产物以及能量物质和相关代谢酶活力的变化。抗氧化酶包括超氧化物歧酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）；生物大分子的损伤产物包括膜脂质过氧化产物丙二醛（MDA）、蛋白质羰基化（PCO）以及DNA-蛋白质交联率（DPC）；能量物质包括糖原、可溶性蛋白和甘油三酯（TG）含量以及糖、蛋白质代谢中的关键酶包括丙酮酸激酶（PK）、乳酸脱氢酶（LDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH），谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）；消化系统中的淀粉酶（Amylase）、脂肪酶（Lypase）、胰蛋白酶（Trypsinase）和蛋白酶（Protease）以及中肠的形态，得出以下五方面的研究结果。
　　1.通过统计个体的死亡数，经概率单位法计算得出苯酚对多刺裸腹溞24h、48h的LC50分别为7.57、2.45mg·L-1。随着处理浓度的增大和时间的延长，体长及增长率和心率均呈现下降趋势。苯酚对内禀生殖率rm、净生殖率R0以及世代平均时间T的影响均表现出低浓度刺激或缩短时间、高浓度抑制或延长时间的作用。苯酚浓度低于1.25mg·L-1时，繁殖前期提前，繁殖期延长，繁殖数量提高，第二次繁殖时间缩短；浓度大于1.75mg·L-1时，繁殖前期推后，繁殖期缩短，繁殖数量降低，第二次繁殖时间延长。
　　2. SOD活力随处理浓度的升高和时间的延长显著降低。CAT活力在苯酚处理24h先升后降，浓度1.25mg·L-1时活力升至最高；处理48h，活力受到抑制且显著低于对照组。GST活力的变化与CAT活力的变化相似，浓度0.75mg·L-1时活力升至最高。MDA、DPC、PCO含量均随着处理浓度的升高和时间的延长而升高，其中MDA变化的趋势与SOD活力的正好相反，表明SOD活力受到了苯酚的抑制，不能清除体内多余的自由基。但是，CAT、GST活力的升高可降低体内H2O2和自由基的含量，减少机体受到的损伤。随着时间的延长，三种重要的解毒酶都受到了抑制，造成体内脂质、DNA、蛋白质的损伤，说明苯酚对机体已经造成了严重损伤。
　　3.对于能量物质来说，首先是糖原含量随着苯酚处理时间和浓度的延长急剧下降；TG含量在高浓度处理24h时升高，但处理48 h随着处理浓度的升高而下降，在高浓度存在显著性差异（P<0.05）；可溶性蛋白质含量在处理24h浓度2.25mg·L-1时升高，但处理48h在含量短暂升高之后与对照组就没有了差异。随着苯酚处理浓度和时间的延长，LDH活力随苯酚处理浓度和时间的延长呈现升高趋势，PK和SDH活力与对照组相比没有显著性差异。GOT活力在处理24h先升后降，处理48h GOT活力降低；GPT活力在处理24h、48h活力均升高。
　　4.随着苯酚浓度的增加和处理时间的延长，消化酶均出现不同程度的变化。淀粉酶活力无显著性变化；脂肪酶活力在处理24h、苯酚浓度0.25、0.75mg·L-1时上升，与对照组相比差异显著（P<0.05），其他各浓度组与对照组相比无差异性；胰蛋白酶活力升高，且和对照组相比均存在显著性差异（P<0.05）；蛋白酶活力除了48h浓度0.75mg·L-1时显著高于对照组的之外（P<0.05），其余的均低于对照组。
　　5.显微观察发现，随着浓度的升高和处理时间的延长，肠上皮细胞排列的紧密度降低，细胞边界模糊，形状不规整，部分区域出现空泡化；同时，纹状缘变得凹凸不平，且与中肠细胞之间有裂痕。亚显微观察发现，肠道微绒毛的结构也随着浓度的增大和时间的延长出现细胞形状不规则、排列散乱的现象，而且数量也在减少。

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第一章 综 述

1 苯酚的性质及毒性研究进展

2 标记物在生物监测中的应用

3 水溞在水质监测中的应用

4 本论文研究的目的与意义

第二章 苯酚对多刺裸腹溞生理指标和生殖能力的影响

1 材料与方法

2 结 果

3 讨 论

第三章 苯酚对多刺裸腹溞抗氧化酶及氧化损伤的影响

1 材料与方法

2 结 果

3 讨 论

第四章 苯酚对多刺裸腹溞能量物质及代谢酶的影响

1 材料与方法

2结 果

3 讨 论

第五章 苯酚对多刺裸腹溞消化系统的影响

1 材料与方法

2 结 果

3 讨 论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

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