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多环麝香(PCMs)作为香料添加剂被广泛应用在化妆品、香水、洗涤剂和其他消费品中。佳乐麝香(HHCB)和吐纳麝香(AHTN)是使用最为广泛的PCMs。由于HHCB和AHTN的广泛使用,加上其具有亲脂性和持久性,目前在淡水、海水、沉积物、生物体、人体以及遥远的北极地区都检测到了HHCB和AHTN的踪迹。近年来,有关HHCB和AHTN环境污染和环境行为的研究逐渐增多,但是对于其毒性效应目前还存在较大争议。
本研究首先以AHTN为受试物,通过灌胃给药的方式对SD(Sprague-Dawley)雄性成年大鼠进行28天重复染毒毒性试验;此外,暴露结束后对附加组大鼠进行16天的恢复期观察。在暴露结束(28天)和恢复期结束(44天)时;分别收集血样及组织样品,并通过GC/MS联用技术对样品中AHTN进行定量测定。结果显示AHTN能随血液循环在全身各器官中蓄积,并且在血液和组织样品中的含量随暴露浓度的升高而升高。AHTN在体内的蓄积浓度从高到低分别为:肺脏>>(脑、脾脏、睾丸、肾脏、肝脏、心脏)>>全血。恢复期结束时,在血液和组织中都无AHTN检出,说明经过一段时间恢复,AHTN能够被排出体外。
接着通过观察AHTN对SD雄性大鼠的28天亚急性毒性效应以及毒效应的可逆性,研究AHTN产生毒性效应的性质和程度以及毒性效应的主要靶器官。研究结果表明高剂量(50 mg/kg body weight)的AHTN暴露会引起大鼠的体重增长减缓,引起碱性磷酸酶水平升高,导致SD大鼠肝脏和脾脏重量显著升高。组织病理学检查发现肺脏、肝脏和脾脏出现不同程度的病理学变化。恢复期结束时,上述毒性效应消失,表明以上损伤具有一定的可逆性。此外,在所选用的暴露剂量范围内,暴露期和恢复期结束时,暴露组孕酮和皮质酮水平显著低于对照组,表明AHTN具有一定的内分泌干扰毒性,能干扰肾上腺的正常内分泌功能。
由于HHCB和AHTN的结构和性质相近,因此推测HHCB也有可能影响肾上腺的正常内分泌过程。为了探讨HHCB和AHTN对肾上腺类固醇合成的影响,选用人肾上腺皮质癌H295R细胞为离体模型,研究HHCB和AHTN对未诱导和诱导状态下七种类固醇激素(孕酮、醛固酮、皮质醇、17α-羟孕酮、雄烯二酮、17β-雌二醇和睾酮)和十种关键酶基因(HMGR、StAR、CYP11A1、3βHSD2、CYP17、CYP21、CYP11B1、CYP11B2、17βHSD和CYP19)表达水平的影响。研究结果表明HHCB和AHTN能通过非受体途径影响正常内分泌干扰过程。HHCB和AHTN能显著上调CYP11B2、CYP17和CYP11B1的表达水平,并能通过抑制3βHSD2和CYP21的表达水平降低孕酮和皮质酮的表达水平,CYP11B2是最敏感的基因。同时本研究探讨了HHCB和AHTN对促肾上腺皮质激素受体MC2R表达水平的影响,结果表明AHTN除能通过影响关键酶基因的表达水平影响类固醇激素合成过程外,还能通过影响膜受体上MC2R表达水平来影响类固醇激素合成水平。
将SD成年雄性大鼠在AHTN中暴露28天后,在脑中检测到AHTN的存在,表明AHTN有可能通过血脑屏障,进而产生神经毒性效应。为了探讨HHCB和AHTN的神经毒性效应,选用SD大鼠小脑颗粒神经元(CGNs)为离体模型进行研究,毒性终点包括细胞存活率、细胞膜完整性、Ca2+浓度变化、氧化损伤以及细胞凋亡。研究表明HHCB和AHTN对CGNs具有神经毒性效应,一定浓度的HHCB和AHTN能够影响细胞存活率,损伤细胞膜,引起氧化胁迫,诱导细胞凋亡。