苯并[a]芘在栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内的毒代与毒效动力学研究

论文摘要

近年来,随着海上石油和轮船运输业的发展以及工业、生活污水的大量排放,海洋环境中多环芳烃化合物（polycyclic aromatic hydrocarbon, PAHs）的污染日益加重,16种PAHs已经成为海洋环境中必须监测的污染物,其中苯并[a]芘（BaP）属致癌性最强的PAHs之一。栉孔扇贝（Chlamys farreri）是我国北方近海重要的经济贝类。本论文以BaP作为PAHs的代表物,通过实验室实验和自然海区取样的方法,采用现代分析技术,研究了BaP在栉孔扇贝体内的毒代与毒效动力学规律,并建立了栉孔扇贝对BaP的生理毒代与毒效动力学模型（PBTK-TD model）,在水产品安全、海洋生物保护和环境监测等领域具有指导意义。1.苯并[a]芘在栉孔扇贝体内累积和消除规律的研究本部分设置4个BaP染毒浓度,研究了BaP在栉孔扇贝组织中（包括软体部、鳃丝、血淋巴、消化盲囊和闭壳肌）累积和消除规律,结果显示BaP污染对栉孔扇贝体内BaP含量影响显著（P<0.05）:扇贝血淋巴中BaP含量在染毒开始后就迅速升高并一直维持在较高的水平,各处理组之间无显著差异（P>0.05）,结束曝污后只有0.05μg/L处理组血淋巴BaP含量在消除实验后期略微下降;扇贝其它组织BaP含量受水体中BaP浓度影响显著,同一组织不同曝污浓度以及相同曝污浓度不同组织中的BaP含量都有显著差异（P<0.05）,各组织所有处理组BaP含量随时间均呈双峰变化,表现为染毒初期各组织中BaP含量迅速上升,紧接着小幅下降,之后又累积升高,在消除实验开始后,各组织中BaP含量迅速回落,之后趋于平缓,但实验结束时扇贝体内BaP含量还是维持在较高水平,各组织中BaP消除率与组织中脂肪含量负相关。可见栉孔扇贝对环境中BaP具有很强的富集能力,组织中BaP累积量具有明显的时间剂量效应。2.苯并[a]芘在栉孔扇贝体内生理毒代动力学模型的研究根据栉孔扇贝生理特征和BaP转运规律,构建了用于BaP在栉孔扇贝体内代谢动力学研究的生理模型。研究了不同曝污浓度下BaP在栉孔扇贝软体部、鳃丝、消化盲囊和闭壳肌中的毒代动力学规律:BaP在栉孔扇贝0.05μ/L处理组的软体部、鳃丝和闭壳肌,0.5μ/L处理组的软体部和闭壳肌以及5μ/L处理组的闭壳肌中符合一室开放模型,其它各组均符合二室开放模型;消除实验期间扇贝对BaP的消除动力学均符合二室开放模型。研究发现BaP能在扇贝体内快速累积,但消除半衰期较长,代谢排出速度较慢,根据实验所获得的毒代动力学参数可预测栉孔扇贝体内BaP的分布以及各组织中含量的经时变化规律,建立了BaP在栉孔扇贝体内的生理毒代动力学模型。3.苯并[a]芘在栉孔扇贝体内的毒代-毒效动力学模型研究本研究在栉孔扇贝对BaP生理毒代动力学研究的基础上,将毒性效应指标引入,研究了栉孔扇贝鳃丝和消化盲囊芳烃羟化酶（AHH）、脂质过氧化（MDA）、单细胞凝胶电泳和蛋白质羰基化水平等毒理指标的动力学规律,并将BaP在栉孔扇贝鳃丝和消化盲囊中的毒代和毒效动力学有机结合,探讨了BaP在栉孔扇贝组织中的生理毒代-毒效动力学模型（PBTK-TD model）,发现组织中BaP含量与毒效指标表现出很好的时间和剂量同步行,剂量关系多符合一元三次方程关系,且相关性良好,可见栉孔扇贝鳃丝和消化盲囊中的毒性效应指标能在一定程度上指示组织中BaP的含量,BaP含量也能反应BaP对扇贝的损伤程度,这在水产品安全、海洋生物及海洋环境的保护具有一定的指导意义。4.青岛近海栉孔扇贝体内苯并[a]芘累积与毒性效应的野外调查本文选择了青岛近海3个取样位点（红石崖、太平角和8号码头）分别于2007年4月30日和7月30日取各海区表层海水和栉孔扇贝各组织测定了BaP含量,并分析了BaP对扇贝鳃丝和消耗盲囊毒性效应。结果显示两个时间所取三个位点海水中BaP的含量大小均为:8号码头>太平角>红石崖（P<0.05）,并且7月30日所取的样品中BaP含量均高于4月30日所取的样品（P<0.05）;分析扇贝体内累积量,发现鳃丝和软体部对水体中BaP污染较敏感,与水体中BaP浓度成正相关,且不同取样点差异显著（P<0.05）,其它组织除8号码头消化盲囊中BaP含量较其它海区高外,均无显著差异（P>0.05）;研究毒性效应得出以下结论:鳃丝和消化盲囊单细胞凝胶电泳与蛋白质羰基化含量对BaP污染较敏感,不同取样位点差异显著（P<0.05）,拖尾率和蛋白质羰基化含量均与海水BaP浓度呈正相关,而AHH活力和MDA含量仅表现为8号码头扇贝鳃丝高于另外两个位点,其它均无显著差异（P>0.05）

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1 房室模型
• 2 生理药（毒）代动力学模型
• 3 药（毒）代动力学与药（毒）效动力学结合模型
• 4 总结和展望
• 第二章 苯并[a]芘在栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内的毒代动力学研究
• 第一节 苯并[a]芘在栉孔扇贝体内累积和消除规律的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 实验设置
• 1.2.2 栉孔扇贝各组织中水分和脂肪含量测定
• 1.2.3 组织中 BaP 含量的测定方法
• 1.3 数据统计
• 2 实验结果
• 2.1 栉孔扇贝各组织中水分和脂肪含量
• 2.2 栉孔扇贝各组织中 BaP 的累积和消除规律
• 3 讨论
• 第二节 苯并[a]芘在栉孔扇贝体内生理毒代动力学模型的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 数据统计
• 2 BaP 在栉孔扇贝体内生理毒代动力学模型的建立
• 2.1 BaP 在栉孔扇贝体内的转运
• 2.2 栉孔扇贝生理模型构建
• 2.3 毒代动力学特征
• 3 讨论
• 第三章 苯并[a]芘在栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内的毒代-毒效动力学学结合模型研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验设置
• 1.3 组织中BaP 含量的测定方法
• 1.4 毒性效应指标测定方法
• 1.5 数据统计
• 2 实验结果
• 2.1 栉孔扇贝鳃丝对苯并[a]芘的毒动学-毒效学模型研究
• 2.2 栉孔扇贝消化盲囊苯并[a]芘的毒动学-毒效学模型研究
• 3 讨论
• 第四章 青岛近海栉孔扇贝（Chlamys farreri）体内苯并[a]芘累积与毒性效应的现场调查
• 1 材料与方法
• 1.1 样品采集
• 1.2 测定方法
• 1.3 数据处理
• 2 实验结果
• 2.1 自然海区海水和栉孔扇贝体内 BaP 含量
• 2.2 自然海区栉孔扇贝鳃丝和消化盲囊中 BaP 含量与毒性效应指标关系
• 3 讨论
• 总结
• 参考文献
• 发表的学术论文
• 致谢