低剂量多溴联苯醚与甲基汞复合作用对仔鼠神经毒性效应评估

摘要

多溴联苯醚(PBDEs)和甲基汞(MeHg)是当今最常见的两类环境污染物，两者都具有神经毒性。PBDEs和MeHg在环境中具有相近的生物代谢规律，并且存在于相同的食物来源(特别是鱼类、其它海产品及牛奶)中，因此人类在日常生活中可能同时暴露PBDEs和MeHg。母乳和血清中最常见的PBDEs同系物是2,2′,4,4′- tetrabromodiphenyl ether(BDE-47) 及2,2',4,4',5-pentabrominatediphenyl ether(BDE-99)。目前已有大量的研究采用大鼠或小鼠评估单独MeHg、BDE-99或BDE-47暴露对发育期或成年个体的危害，然而关于MeHg、BDE-99及BDE-47潜在的相互作用的研究比较少。 为了研究低剂量PBDEs和MeHg复合作用对仔代的神经毒性效应，本文分别利用BDE-47，BDE-99，MeHg，MeHg+∑PBDEs，MeHg+BDE-99对母鼠进行暴露，时间为PND 7 - 13或GD 6 - PND 21，采用断崖回避、阴性趋地和翻正反射对仔代进行断奶前神经行为评估，采用水迷宫、转棒实验进行断奶后神经行为评估，采用神经递质(多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺、一氧化氮、一氧化氮合酶)，氧化损伤(超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、谷胱甘肽、过氧化氢酶、脂质过氧化物)等生化指标对仔鼠脑组织(全脑、海马、小脑和大脑皮层)的损伤机制进行评估和探讨，结果表明： 1.采用低剂量BDE-47(1802 ng/kg/d)和MeHg(2577 ng/kg/d)＋∑PBDEs(BDE-47 244 ng/kg/d，BDE-99 45 ng/kg/d，BDE-153 148 ng/kg/d)对母鼠进行暴露(PND 7 - 13)，结果表明，BDE-47暴露组仔鼠的检测指标如体重、水迷宫、功能实验以及生化实验结果与对照组相比，较少有显著性差异。表明该低剂量BDE-47暴露对仔鼠大脑发育尚未造成严重影响。而MeHg＋∑PBDEs复合暴露在初期可导致仔鼠发育过程中的脑指数下降，随着时间的延长，总体生长水平及脑的生长水平均恢复正常。水迷宫实验表明该剂量下复合暴露并未对仔鼠学习记忆能力产生显著影响。NO、SOD及GSH指标显示，该低剂量复合暴露已导致仔鼠脑组织的抗氧化能力显著降低。 2.采用BDE-99(2.0 mg/kg/day)对母鼠进行暴露(GD 6 - PND 21)，仔鼠断崖回避，阴性趋地反射和空间学习记忆能力与对照组相比均具有显著差异，BDE-99暴露组海马产生了氧化损伤。BDE-99暴露显著改变了海马组织中抗氧化酶的活力，同时产生了自由基，从而造成学习记忆能力下降。BDE-99在暴露组脑组织中的蓄积浓度非常接近该污染物在人体中的蓄积浓度。 3.采用MeHg(2.0 μg/mL)与BDE-99(0.2 mg/kg/ day)复合暴露(GD 6 - PND 21)显示：暴露组母鼠的妊娠时间、孕期体重增加情况、产仔数、仔鼠性别比、仔鼠存活率等参数与对照组相比均无显著差异。然而，阴性趋地实验MeHg+BDE-99组明显滞后，尤其是PND 17时，MeHg+BDE-99组在规定时间内未达到目标，而其它组则顺利完成实验。转棒实验表明，对照组、MeHg组及BDE-99组的调节和平衡能力无显著差异，然而MeHg+BDE-99组的成功率与对照组相比极显著降低。复合暴露组小脑组织中SOD、GSH-Px、GSH、LPO、H2O2、NO及ESR信号强度与对照组相比均存在极显著差异，单独MeHg或BDE-99暴露组小脑中以上参数并未产生明显变化。 4.MeHg与BDE-99复合并未对Hg在体内的蓄积产生影响，然而复合暴露组仔鼠部分脑区的BDE-99浓度，高于单独暴露BDE-99的仔鼠。复合暴露MeHg＋BDE-99时，小脑比海马、大脑皮层更敏感。长期复合暴露MeHg＋BDE-99能改变多种抗氧化酶活力，产生自由基，导致仔鼠小脑氧化损伤。 从而可以初步得出如下结论： 1.母鼠暴露PBDEs对仔代学习记忆能力产生显著影响，初步推断海马是PBDEs毒性效应的靶器官； 2.在MeHg和BDE-99单一浓度不引起仔鼠神经行为效应剂量下复合暴露显示其神经毒性相互增强，推断MeHg和BDE-99复合的神经毒性具有相互促进效应； 3.在复合暴露条件下，仔鼠小脑发生了显著的氧化损伤而海马大部分氧化损伤指标与对照组相比没有显著性差异，从而推断复合污染暴露中是BDE-99加剧了MeHg的神经毒性效应，进一步恶化了小脑的损伤； 4.在复合污染暴露中，仔鼠体内蓄积的BDE-99和Hg浓度非常接近人体组织中的蓄积浓度，所以应该密切关注复合暴露于BDE-99和MeHg的人群健康。