（动物学专业论文）铬对中国林蛙（rana+chensinensis）幼体的毒性效应.pdf

铬对中国林蛙( r a n ac h e n si n e n si s ) 幼体的毒性效应 王维君 摘要两栖动物幼体在发育过程中对环境变化和化学污染物均较敏感。为研 究c p 和c r 6 + 对两栖动物幼体的急性毒性效应，将中国林蛙( r a n a c h e n s i n e n s i s ) 2 6 2 8 期蝌蚪暴露在含不同浓度c r 3 + 和c r 6 + 的自来水中，统计不同浓度c r 3 + 和c r 6 + 对林蛙蝌蚪2 4 、4 8 、7 2 和9 6 h 的死亡率，计算半数致死浓度( l c s o ) 和安全浓度 ( s c ) ，分析比较c ，+ 和c r 6 对林蛙蝌蚪的急性毒性效应的差异。然后，为研究 c r 3 + 和c r 6 + 对林蛙幼体生长发育的影响，将林蛙蝌蚪暴露于亚致死浓度的c r 3 + 和 c r 6 + 水中饲养，直至完全变态，测量不同发育时期的蝌蚪体重和全长，统计蝌蚪完 垒圈变态所需的时间和畸形率。另外，用组织学方法观察林蛙蝌蚪在o ) + 和c ，的染 毒过程中肝、肾的组织损伤，用免疫组织化学方法检测各处理组林蛙肝中金属硫 蛋白( m t ) 的表达，用酶组织化学方法检测林蛙肾中碱性磷酸酶( a l p ) 和酸性 磷酸( a c p ) 的活性，探讨c r 3 + 和c r 6 + 的毒性效应机制。- 栅究的主要结果如下： 1 急性毒性实验的统计结果显示，染毒2 4 7 2 h 口+ 对蝌蚪的l c 5 0 为 3 4 0 9 _ + 1 0 6 3 2 5 8 _ + 0 1 l m g c r 3 + l ，c r 6 + 对蝌蚪的l c s o 为9 1 9 7 + _ 5 3 2 3 5 7 9 + _ 1 4 0 m g c r 6 + l ，可见在7 2 h 内c r 3 + 表现出较强的毒性；但染毒9 6 h ”，c 一对 蝌蚪的l c s o 为3 2 0 5 o 2 0m g c r 3 + l ，较c r ”的2 8 8 1 1 8 7m g c r 6 + l 高，说明较长 时间的染毒，c p 对蝌蚪的毒性较c r 3 + 强。另外，c r 3 + 对蝌蚪的l c o l c l 0 0 范围小 于c r 6 + ，表明蝌蚪对于c r 3 + 敏感性比c r 6 + 强。 2 分别在林蛙蝌蚪c r 3 + 和c 一染毒2 1 d 和3 5 d ，测量蝌蚪的体重和全长。结 果显示，在染毒2 1 d ，c r 3 + 和c ，的各处理组，蝌蚪的生长较对照组缓慢，说明c r 3 + 和c r 6 + 对蝌蚪的生长产生了抑制，尤其是在0 7 5 、1 0 0 m g c r 6 + l 组，对蝌蚪生长 的抑制性较强，与对照组成极显著差异。染毒3 5 d ，在c r 3 + 和c r 6 + 低浓度组，铬对 蝌蚪生长的抑制效应减弱。说明随着蝌蚪的生长，其对铬的抵抗力逐渐增强。而 且低浓度的c r 3 + 和c ，随着蝌蚪个体的增长逐渐接近于蝌蚪所需铬的有益剂量。亚 致死浓度的c ，+ 和c r 6 + 对林蛙蝌蚪完全变态时间影响不大，对蝌蚪的致畸毒性较 低。 3 染毒林蛙幼体肝的组织切片观察显示，c r “和c ，皆能对林蛙幼体肝组织产 生毒性效应，且二者对肝组织细胞的损伤相似，都可使细胞膜破损，胞质疏松， 肝细胞脂肪性变。m t 是重要的重金属解毒蛋白，免疫组织化学检测显示，c 一和 c ，均能诱导肝细胞的m t 表达增高。在c r 3 + 各处理组，m r 的表达随c r 3 + 浓度的升 高而增加，以螯合较多的c r 3 + ，解除毒性。在较低浓度的c 一中，m t 的表达与浓度 呈正相关；在1 0 0m g c r 6 + l 组，m t 的表达又呈下降趋势，可能是高浓度的c r 6 + 产 生了较强的细胞毒性，对m t 的表达产生抑制。 4 染毒林蛙幼体肾的组织切片观察显示，0 3 + 和c r 6 + 皆可对肾组织产生毒性损 伤，且随c r 3 + 和c r 浓度的升高，肾组织的损伤程度加重。在c 一低浓度组，主要 表现为肾小管上皮细胞的损伤，随浓度的升高，肾小球亦发生不同程度的损伤。 c r 6 + 对肾组织的毒性相对较强，在0 2 5 、o 5 0 m g c r 6 + l 组，林蛙肾小管上皮细胞即 可发生脂肪性变，肾小球萎缩。酶组织化学检测显示，c r 3 + 和c r 6 均能抑制林蛙肾 中a 凹和a c p 的活性，说明c r 3 + 和c ，可影响细胞内磷酸化和去磷酸化反应，进而 影响机体的代谢功能。 关键词：铬离子中国林蛙蝌蚪生长发育毒性效应 t o x i ce f f e c to fc h r o m i u mo nr a n ac h e n s i e n s i st a d p o l e w a n gw e i - j u a b s t r a c t ：t h eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n to fa m p h i b i a nt a d p o l e sw e r es u s c e p t i v et o t h ec h e m i c a lp o l l u t i o n sa n dt h ev a r i a t i o no ft h ee n v i r o n m e n t s i no r d e rt oi n v e s t i g a t et h e a c u t et o x i cm e c h a n i s mo fc h r o m i u mo nr a n ac e n s i e n s i st a d p o l e s t h e2 6 2 8 d e v e l o p m e n ts t a g et a d p o l e sw e r ee x p o s e dt ot h et a pw a t e rw h i c hw a sa d d e d i nv a r i o u s c o n c e n t r a t i o n so fc r 6 + a n dc d + t h ed e a t hr a t e so ft a d p o l e sw e r ed e t e r m i n e di nv a r i o u s c o n c e n t r a t i o n so fc r 6 + a n dc 一，a n dt h el c s 0a n ds cf o r2 4 h ，4 8 h ，7 2 ha n d9 6 hw e r e c a l c u l a t e d , i no r d e rt oa n a l y z et h ea c u t et o x i ce f f e c t o fc r a n dc 一ho r d e rt o i n v e s t i g a t et h ee f f e c to fc r 6 + a n dc p o ng r o w t ha n dd e v e l o p m e n to frc h e n s i e n s i s t a d p o l e s ，t h et a d p o l e sw e r ee x p o s e dt os u b l e t h a lc o n c e n t r a t i o n so fc r 6 + a n dc r 3 + ，t h e n f 1 1 l l ym e t a m o r p h i s m t h ew e i g h t s a n dl e n g t h so ft a d p o l e sw e r em e a s u r e d , a n d a b n o r m a l i t yr a t ea n dt h ef u l l ym e t a m o r p h i s mt i m ew e r ec o u n t e d i no r d e rt od i s c u s st h e m e c h a n i s mo fc r 6 + a n dc d + t o x i c i t y , d a m n i f i c a t i o no ft h el i v e ra n dk i d n e y , w h i c hw e r e c a u s e db yt h ec r 6 + a n dc r 3 + w e i eo b s e r v e di nm i c r o s c o p e t h em e t a u o t h i o n e i n ( m a 3 l e v e l si nf r o gl i v e r sw e r ea s s e s s e db yt h ei m m t m o h i s t o c h e m i s t r y , a n dt h ee n z y m e a c t i v i t i e so fa l k a l i n ep h o s p h a t a s e ( a l p ) a n da c i dp h o s p h a t a s e ( a c p ) w e r es s s e s s e db y c n z y a n eh i s t o c h e m i s t r y t h er e s u l t s o ft h i sp a p e ra r ef o l l o w i n g ： 1 t h er e s u l t so ft h ea c u t et o x i ct e s ta sf o l l o w s ：w h e nt a d p o l e se x p o s e dt oc r a n d c r 6 + f o r2 4 h 7 2 h ，t h el i c 5 0o fc r 3 + o nt a d p o l e sw e r e3 4 0 9 _ + 1 0 6 3 2 5 8 _ + 0 1 l m g c r 3 + - l , a n dt h el c 5 0o fc r 6 * w e r e9 1 9 7 + _ 5 3 2 3 5 7 9 _ + 1 4 0 m g c r 6 * l i t i so b v i o u st h a tc d + w a sm o r et o x i ct h a nc t ”w i t h i n7 2 h w h e ne x p o s e df u r9 6 h ，t h e l c s q o f 畦“o nt a d p o l e s w a s3 2 0 5 _ + 0 。2 0m g c r s “k h i g h e rt h a n2 8 8 1 + 1 ，8 7m g c p & o fc 1 6 + i ti n d i c a t e dt h a tc r 6 + s h o w e dm o r et o x i cf o rl o n gt i m ee x p o s u r e t h el e t h a l c o n c e n t r a t i o nr a n g eo fc r 3 + w a sn a r r o w e rt h a nt h a to fc r 6 + ，w h i c hs h o w e dt h et a d p o l e s w e r em o r es u s c e p t i v et oc r 3 + t h a nt oo ” 2 t h ew e i g h t sa n dl e n g t h so ft a d p o l e sw e r em e a s u r e d ，a f t e rt h et a d p o l e sw e r e e x p o s e dt ot h ec ，+ a n dc f o r2 1 da n d3 5 d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eg r o w t ho f t a d p o l e sw h i c he x p o s e dt ot h ec r 3 + a n dc r 6 + f o r2 1 d w e r er e t a r dc o m p a r e dw i t hc o n t r 0 1 i ti n d i c a t e dt h a tc d + a n dc r 6 + r e s t r a i n e dt h eg r o w t ho ft h et a d p o l e s e s p e c i a l l y , t h e g r o w t ho ft a d p o l e sw h i c he x p o s e dt o 0 7 5a n d1 0 0 r o g e r 6 + ，l w e r er e m a r k a b l e d i f f e r e n c ew i t hc o n t r 0 1 a f t e rt h et a d p o l e sw e r ee x p o s e dt ot h el o wc o n c e n t r a t i o no f c r 3 + a n dc r “f o r3 5 h r e s t r a i n i n ge f f e c to fc r 3 + a n dc r 6 + o nt h eg l o w t ho ft h et a d p o l e s 1 1 1 b e c o m ew e a k e n w i t ht h eg r o w t ho ft h et a d p o l e s ，t h er e s i s t a n c eo ft h et a d p o l e st ot h e c pa n dc r 6 e n h a n c e d w i t ht h eg r o w t ho ft h et a d p o l e s ，t h el o wc o n c e n t r a t i o no fd + a n dc r 6 + a d p r o a c ht h ea v a i l a b l ed o s e s u b l e t h a lc o n c e n t r a t i o no fc a n dc ，a f f e c t e d t h et i m eo fh o l o m e t a b o l i s ma n da b n o r m a l i t yp o o r l y 3 c pa n dc r “c o u l dc a u s eh e p a t i ci m p a i r m e n tb yt h es e c t i o no b s e r v a t i o n c a n dc r 6 + c a np r o d u c et o x i ce f f e c t ，s u c ha sd i s r e p a i ro fc e l lm e m b r a n e ，l o o s e no f c y t o p l a s ma n df a t t yd e g e n e r a t i a o na p p e a r e di nt h eh e p a t o c y t e s m t 9a sak i n do fh e a v y m e t a ld e t o x i f i c a t i o np r o t e i n ，c o u l de x p r e s sh i g h l yi nh a p a t o c y t e so ft a d p o l e se x p o s e dt o t h ec ，+ a n dc r b yi m m u n o h i s t o c h e m i s t r y e x p o s e dt ot h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no f c ，+ ，t h em te x p r e s s e ds t r o n g e ri no r d e rt oc h e l a t e dc d + ，a n dt ol e s s e nt h et o x i c i t yo f o e x p o s e di nt h e0 2 5 0 7 5 m g c p 凡o f 西，t h em te x p r e s s e ds t r o n g e rw i t ht h e c o n c e n t r a t i o nr i s i n g ；b u ti n1 0 0 m g c r * + l , t h em te x p r e s s i o nd r o p p e d i tc o u l d c o n c l u d et h a tt h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fc r 6 + c a nd oh a r mt ot h eh e p a t o c y t e sa n d s u p p r e s st h ee x p r e s s i o no fm t 4 c r 3 + a n dc r 6 + c o u l dc a u s er e n a li m p a i r m e n tb yt h es e c t i o no b s e r v a t i o n w i t ht h e c o n c e n t r a t i o no fc r 3 + a n do 叶r i s i n g r e n a li m p a i r m e n ta g g r a v a t e d i nl o w c o n c e n t r a t i o no fc r 3 + , c r 3 + d oh a r mt ok i d n e yt u b u l e se p i t h e l i u m ；w i t ht h ec o n c e n t r a t i o n o fc r i s i n g c d oh a r mt ok i d n e yg l o m e m l u s e x p o s e dt ot h e0 2 5 、0 5 0 m g c r 6 + l c r 6 + ，k i d n e yg l o m e m l u sa t r o p h i e da n dk i d n e yt u b u l e se p i t h e l i u mc a np r o d u c et h ef a t t y d e g e n e r a t i n o n t h ee x a m i n a t i o nw i t he n z y m eh i s t o c h e m i s t r ys h o w e dt h a tc r j + a n dc r 叶 c o u l di n h i b i tt h ee n z y m ea c t i v i t i e so fa l pa n da c p , a n di ti n d i c a t e dt h a tc r j + a n dc r 叶 c o u l da f f e c tt h ep h o s p h o r y l a t i o na n dd c p b o s p h o r y l a t i o ni nc e l l ，t h e na f f e c t e dt h e m e t a b o l i s mo fo r g a n i s m k e yw o r d s ：c h r o m i u mi o n t o x i c i t ye f f e c t r a n ac h e n s i e n s i s t a d p o l e g r o w t ha n dd e v e l o p m e n t 学位论文独创性声明 y9 0 0 主7 2 本人声明所墨交的学位论文是我在导姆的攒导下进行的研究工作及墩锶救 奄馨巍成聚尽我所知，除丈中已经注明弓| 用的肉容外，论文中不包含其他个人 殴经发袭或撰写过魏褒究减累，瞧不毽食势获霉获瓣薅藐大学或冀宅教囊撬穆 静学链臻莲整蔼使穗过懿稀辩。靖本文鹃研究骰离藏要贡献的个入和集体，均 已糍文中作了硬确谢暇劳袭示谢罐 馋毒罄塞：。垂j l 逋毽期；孰幺 学位论文使用授权声明 本人嘲擐硬究擞在按故濮学键裳 霹论文王痒嚣躲源产投攀餐矮陕秀簿菠太 学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用_ 本论文成果时嚣名单位仍为陕蹰 雾器蕊大学学校蠢校鬻鼙学橼论文著翔霭家囊管帮 j 线其它指定梳构送交论文 静电子颁糨暖质j 葭；有教将学位论文用予簿赢匏强的的少量簸瓤藩兔谗论文遴 入学校凰器镶、陵鬟炎辩窒被查阅；蠢投将学整论文麴肉容缓入脊关数据痒涟 行检索：有税将学位论文的标题和摘援汇编出版 俸者棼名：蹴日勰：! 翌盥兰 第一部分铬对动物毒理效应的研究进展( 综述) 近年来，鹣着工农监玺产静发震，垒态环境受鬟严重污染， l 怒入销霹污染 物毒性和非毒性生物效应的广泛重视。重众属对环境的污染是生态毒理学的重臻 研究领域之一。铬是在工业嫩产中被广泛应用的一种冀会属，在冶搬、镀铬、焊 接、含铬瓣火毒季瓣嘉l 遥等工终嚣装孛郝袁暴露，在基域( 菠零穗簿承) 霸珐楚拜 域中均有存在。 含铬化合物是环境中常见的有害物质之，对动物和人类健康有严重的危害。 自然界中广泛存在是六价铬( q 如) 和三价铬( c p ) 。奖国政府有关部门规定，水 中镑瓣竞诲浓发不超过0 0 5 m g l 。中莺瓣工篷“三痿，舞 放试行标准麓定，c f 矗捧藏 的最高容许浓度为0 5m g l ，灌溉水中铬的总量不得超过0 1m g r l ，饮用水中的 c r 6 + 不得超过0 0 5m g ，l a 一、褰穰镕瓣锋豹疆彀 铬对人和动物生命活动的威胁在于它不能被微生物分解，可通过食物链在生 物体内富集。铬可以通过三种方式进入人体或动物体内，如皮肤接触、呼吸及食 蘩摄入。 有关无机铬的消亿道骧收研究报道，通过消化遒蹶收的无视铬含量缀低，吸 收率仅为1 - - 3 1 ”。但t a r u n 等( 2 0 0 5 ) 在家兔的研究结果表明，c r c l 3 - 6 h 2 0 经消 化道的吸收的比率远高于这个值。认为可裁与饲喂的宙铬食物相关，食物的类别 及葵残努懿差舅，霹麓会j 砉镑豹毅浚产生澎浚疆l 。 含铬有机化合物对机体的毒性较小，也较易被消化道吸收，吸收率为1 0 2 5 。p o l a n s k y 婷( 1 9 9 3 ) 研究淡明，不同有机铬化合物的吸收率不同，而且铬的吸 蝮率与组织串镑豹憨含量无荚嘲。铬被溥他道吸收后，可与矗浆串的运铁蛋白结合， 被遮至翳脏及全身。 目前，有茂c r 6 + 被呼吸道吸入的研究已经越来越引起人们的重视。由于职业 耐接触c r 6 + 的癌症患者大都为呼吸系统产生病变，职业按触c r 6 + 与呼吸道癌症的关 系瓷蕺整藏谖套孛已褥戮稳浚【4 r 5 1 。长羯羧簸c r 6 + 豹蘩露患者，会产生皮获溃疡、 鼻粘膜穿孔症状，以至产生胖炎、喉炎、哮喘、鼻癌及肺癌等疾病。些难溶或 不溶性的颗粒状。斗化合物，可直接被细胞吞噬，在缃胞内缓慢溶解且释放。由 予c 的还原避程较为持久，所以遗传效殿比可溶牲或易溶牲豹c f 6 + 他舍物更列。 在有瓿钵内，鳐麓对铬酌啜数与其纯学澎式密霹疆奖，p h 在正常生理范围痣， c r 6 * 比c 一更容易穿透细胞膜而进入细胞中。c t 3 + 化合物斑然不能直接穿过细胞膜， 但墨它与配位基结合时则可进入细胞内。所以，有些c 护+ 复合物在遗传毒性检测 中可呈现阳性结果 6 1 。 二、铬的细胞毒性研究 l - 六价铬( c r ”) c r 一直被认为是对健康有害的，被列为一级有毒物质之一【5 】。c r 6 + 具有强氧 化性和腐蚀性，又能够较容易地透过细胞膜，影响细胞中的物质氧化还原和水解 等正常生理活动，抑制尿素酶的活性，以及影响组织中磷的含量。c r 6 + 具有免疫毒 性、神经毒性、生殖毒性、肾毒性、致癌性和普通环境毒性已被广泛证明【”。p a t i e m o 等( 1 9 8 8 ) 实验证明，可溶和不可溶的c r 6 + 都可在人和鼠类的细胞中诱导肿瘤性质的 转化【8 】o - c r 6 + 在正常生理p h 值范围内不与d n a 反应，但是当c r 6 + 被还原成c f 3 + 的过程 中，由于细胞内存的葡萄糖、抗坏血酸和谷胱甘肽等其它还原性物质，可使c r “ 化合物的还原过程中产生含c r * 2 t c r s + 等中间产物，而含c r 4 * 及c r 5 + 的化台物可以与 d n a 反应，从而造成d n a 解旋或断裂，引起遗传密码的改变，进而舄1 发细胞的突 变和癌变。在此还原反应中，还原剂除参与c r 6 + 化合物的氧化还原反应外，还可稳 定反应产物c r 5 + 化合物1 9 j 。 有关含铬化台物引起d n a 损伤的反应路径，目前的研究认为，无机重金属化 合物是强氧化剂，与还原性物质作用可产生氢氧自由基( - o h ) ，而o h 是损伤d n a 的主要毒性物质睢o l 。在o h 存在时，c r 6 + 分裂d n a 的机制也已经被报道，c r 6 + 在还 原成中间体c r 5 + 过程中，还可产生有害的活性氧自由基( r o s ) ，包括过氧化物阴 离子、纯态氧和o h i ”】。s l l i ( 1 9 9 0 ) 已用电子旋转共振证明，在还原型辅酶i i ( n a d p h ) 存在时，c r 6 + 能被谷胱甘肽还原酶还原，产生具有长期活性的中间体 c r s + 以及有害的o h 。相关研究证明，o h 来自中间体c r 5 + ，是导致d n a 单链突变的 主要原因。这些结果说明，细胞中的还原剂与过氧化氢反应将q 竹还原成c r 5 + ，产 生o h ，从而产生细胞毒性和致癌性【1 2 13 1 。 2 三价铬( c 一+ ) c r 3 + 被视为哺乳动物和人体内的一种必需微量元素。s c h w a r z 等早在1 9 5 7 年 曾发现，啤酒酵母中含有种天然物质可以恢复大鼠的葡萄糖耐量受损，称其为 葡萄糖耐量因子( g l u c o s et o l e r a n c ef a c t o r ，简称g t n 。以后证实g t f 的主要成分 是铬( c r 3 + ) 与烟酸、谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸形成的水溶性配合物。另外，铬 ( c 一) 可作为胰岛素的一种“协同激素”( c o h o r m o n e ) ，协助或增强胰岛素的作 用。铬的这种生物学作用可影响体内所有依赖胰岛素的生理活动，包括糖、脂和 蛋白质代谢，机体生长发育，细胞的分裂和增殖。但c 一与其它必需元素一样， 在体内只能保持一定的含量，摄取过量可使蛋白质变性、核酸和核蛋白沉淀，并 2 能干扰一些酶系统从而引起中毒【1 4 1 。因此，c 一的毒性取决于它的有益剂量与有害 剂量之间的比率，这一关系比纯粹的毒性水平更有意义。 与。加不同，c r 3 + 化合物相对稳定，不易穿透细胞膜，在呼吸道和消化道内不 易吸收，所以毒性很微弱。在动物实验中证实，c r 3 + 参与葡萄糖代谢，并具有一定 的营养价值。因而在临床上可用于治疗型糖尿病、肥胖症及心血管疾病。同时， c 1 3 + 化合物也具有一定的毒性，当c ，+ 在细胞内解旋d n a 时，可以检测到经过解旋 的( 即使被修复的) d n a 链上始终含有c r 3 + 基团，与未参与过反应的d n a 链有明显不 同。进一步的实验证实，如c r c l 3 在水介质中可以和d n a 结合，显示c 一可以与d n a 的磷酸骨架及鸟嘌呤的n 7 原子缓慢结合，说明c 一也可能有遗传毒性1 1 5 1 。至于 d n a 链上的驴在细胞内的毒性，目前仍有待探讨。另外，细胞培养实验表明， c 1 3 + 化合物在细胞内亦可被氧化成c r 6 + 化合物i 幡1 7 】。所以，对职业性长期接触c 一 的人也可能会有健康效应。但迄今还没有发现职业接触c 一引起的癌症，而皮肤过 敏现象较为普遍。 c r 3 + 毒性与其存在的化合物形式密切相关。对饮食补铬常用的吡啶羧酸铬和烟 酸铬两种化合物进行研究，发现吡啶羧酸铬可引起o h 产生，染色体失常，抗氧 化酶损耗和d n a 损伤增加。另外，吡啶羧酸铬还可造成肾损伤、皮肤水泡和脓疱、 贫血、溶血、组织水肿、肝功能紊乱、神经细胞损伤、认知和知觉活性削弱等临 床病症。但众多研究证明烟酸铬相对无毒，可广泛用于饮食补铬【”j 。 三、铬对动物的急性毒性效应 c r 6 + 在不同水体中的毒性差异较大。c r 6 + 对淡水虾( m a c r o b r a c h i u ml a m o r r e i ) 仔虾2 4 、4 8 、9 6 h 的l c s o 值分别为5 4 4 x 1 矿、3 6 9 1 旷、1 0 4 1 0 4 m e f g ( m u r t i ， 1 9 8 3 ) 。而在盐度为3 2 的条件下，c r 6 + 对长毛对虾( p e n a e u s p e n i c i l l a t u sa l c o c k ) 仔虾2 4 、4 8 、9 6 h 的l c 5 0 分别为：2 7 5 0 0 、1 1 4 4 0 和3 7 0 3 m g f l 。说明水体的物理 特性和化学成分差异可能使铬对动物的毒性发生变化。g u n t 盯( 1 9 8 0 ) 在研究c r 6 + 对 大型涵( d a p h n i am a g n a ) 的毒性时也发现了碱度和钙镁比值会影响铬对受试动物的 毒性i 冽。 铬对动物的毒性效应与其染毒或接触方式有关。通过皮下注射，铬酸对狗的 急性最低致死剂量为3 3 0 m 非g ( 铬酸体重) ；通过静脉注射急性最低致死剂量为 2 3 5 m g k g ( 铬酸钠，体重) ，相当于7 5 m g k g 的c r ”。 以往的研究显示，在有毒重金属中，铬的毒性相对较小。铜、汞、铬三种重 金属对泥鳅( m i s g u r n u sa n g u i l l i c a u d a t u s ) 的急性毒性顺序为c u “ h 9 2 + c r ”。 三种重金属离子对泥鳅2 4h 的l c s o 分别为0 0 7 94 、1 0 6 09 和3 6 6 6 0 9 5i n g l ；4 8h 的l c 5 0 分别为0 0 6 1 2 、o 8 6 2 2 和2 6 7 1 6 9 6m e , l 9 6h 的l c s o 分别为0 0 4 8 0 、0 6 9 2 8 和2 0 9 7 8 5 4m g l 【2 ”。铜、汞、铬对白鲢( h y p o p h t h a l m i c h t y sm o l i t r i x ) 鱼苗9 6h 的 l c s o 分别为o 0 7 1 、0 2 4 、3 1 8 3m g l 。由此也可见，由于不同物种生理机能的差异 对同一重金属的敏感性存在较大差异。 实验证实，在饮用水中( ，+ 的浓度大于5 p p m 时，对多种动物都将产生毒性效 应。g m s h k o ( 1 9 5 6 ) 在兔子饮用水中施加5 p p m 铬酸盐，发现铬可在组织中积累，对 机体产生亚急性毒性。当对大鼠给以同样剂量的铬时，铬也在体内积累，但对摄 食、生长和血液成分没有引起很大变化，甚至饮水中c ，达2 5 p p m ，饮用6 个月 后，其组织学特征和相应参数都没发生改变。在狗饮用含c r 达1 1 2 p p m 的水4 年后，仍未发现任何不健康的效应【到。一当给小鸡饲喂含c r “1 0 0 p p m 的食物时，没 有显示任何有害症状田l 。同样可见，铬对不同物种毒性是有差异的，这可能与不 同动物的体内代谢和作用机制不同有关。同时上述各个实验的染毒方式也不尽相 同。 由于胃肠对三价铬吸收率很低，c 一的毒性似乎限制在肠胃外给药。给猫每日 喂5 0 一1 0 0 0 m g 的c 一化合物，在1 3 个月后仍未发现产生有害影响。用含三价铬 o 2 5 、1 、1 0 、5 0 和l o o p p m 的乳酸盐与牛奶一起喂养大鼠，同样没有发现对大鼠 的正常生理造成影响。 另外，三价铬的毒性与其化合物形式及染毒方式有很大关系。用醋酸铬和氯 化铬对小鼠进行腹腔注射，其最低致死剂量分别为2 2 9 9 k g 和o 8 9 k g 体重。用铬 明矾和氯化铬给大鼠静脉注射，剂量分别达到1 0 0 和1 8 0 r a g k g 体重时，即达到半 致死。 s h a r a 等( 2 0 0 5 ) 报道，对雄性和雌性大鼠的急性口服烟酸铬，l d s o 大于 5 0 0 0 m g a g ；皮下注射的l d 5 0 大于2 0 0 0m g k g t 2 4 1 。由此可见，这种c r 3 + 化合物相 对其它形式的c r 3 + 毒性小，与食盐相当，因而可在饮食补铬中广泛应用。 四、铬对动物胚胎和幼体生长发育的影响 铬是环境中广泛存在的一种重金属污染物，其对生长发育的不良影响逐渐被 人们所重视。 匡世焕等( 1 9 9 6 ) 在温度为2 3 ，盐度为3 1 6 的海水条件下，研究了c ，对海 湾扇贝( a r g o p e c t e ni r r a d i a n s ) 胚胎和不同发育阶段的幼虫的影响。实验表明，c r 6 + 对海湾扇贝胚胎发育具有抑制作用，且随着c ，的升高，孵化率逐渐降低。c 一对 海湾扇贝的胚胎孵化半数影响浓度e c s o ( 4 8 h ) 为2 1 6 m g l 。在慢性毒性实验中，c r 6 + 对海湾扇贝幼虫的生长发育也具有明显的抑制作用，且与染毒时间成正相关。胚 胎及各期幼虫对c r “f f j 敏感性大小不同，变态期眼点幼虫 壳顶幼虫 胚胎，d 形幼 虫。c r 6 馓d 、于o 2 0 m g l 时对眼点幼虫的变态有不正常的刺激作用，大于这一浓 4 度的c r 6 + 对其变态有抑制作用i 巧j 。 吴鼎勋等( 1 9 9 9 ) 研究发现，c r 6 + 可使簸状黄姑鱼( n i b e am i i c h t h i o i d e s ) 受精 卵孵化率显著降低，胚胎发育受阻，初孵仔鱼产生畸形。c r 6 十对娩状黄姑鱼的安全 浓度为o 5 7 5 m g l t 2 酣。 在哺乳动物，铬对动物的胚胎发育具有明显的毒性和致畸性。j u n a i d 等( 1 9 9 6 ) 研究证明，重铬酸钾会在妊娠期小鼠体内积累，并传至胎盘，使胎鼠中毒。饮用 含c r y 5 0 0 、7 5 0 p p m 的水2 0 天后，母鼠体重的增长显著降低，胎鼠数明显减少，胎 鼠体重明显降低，着床后胚胎死亡数明显升高等，高剂量铬会使胎鼠发生腕曲和 胸腹部皮下出现血斑，使新生小鼠鼻骨、额骨、顶骨、尾骨及跗骨的骨化迟缓i 硼。 大鼠妊娠前饮用含重铬酸钾的水，可使卵巢黄体数目降低，着床障碍。同时 已经证实，铬可以在母鼠体内积累，并传至胎盘。检测发现，c r e + 在母鼠血液、肝、 肾、胎盘及仔鼠体内的含量明显升高，并具有明显的剂量一反应关系】。说明c 一 可通过母体传给仔鼠，影响下一代的生长发育。 有关c 1 3 + 对动物胚胎发育的影响，早期的研究证明，c r 3 + 亦可通过母体胎盘影 响胎儿畸形。给怀孕小鼠腹腔注射三氯化铬，可使胎鼠发生明显的畸形，如头部 形态异常和骨骼畸形1 2 9 1 。推测c r c b 影响胎儿发育、引发畸形的途径是：c r c l 3 可 与血浆中的转铁蛋白结合，从而使卵黄囊摄取的转铁蛋白不足，使胚胎发育受到 影响。在谷胱甘肽等有机物存在的情况下，c 一可与其结合穿过细胞膜进入细胞内， 在结合蛋白被水解后，c 一可与细胞内的其它功能基团结合，从而影响细胞功能。 袁立懋等( 2 0 0 1 ) 也通过体外实验发现，c r c l 3 可影响大鼠和小鼠胚胎的生长 发育，c r c l 3 浓度在1 1 2 5 、1 5 0 0 1 = u n o l l 以上时，可分别导致大鼠、小鼠胚胎的体长、 头长、卵黄囊直径及胚胎干重等指标明显低于对照组。形态分析结果显示，c r c i 。 主要影响大鼠和小鼠胚胎的神经管、前肢芽及鳃弓等形态分化，高浓度组可导致 胚胎畸形发生率的明显升高。c r c l 3 致畸剂量与k z c r 2 0 4 相比，明显高于后者，表 明在哺乳动物中c r 0 3 为一种较弱的致畸物p ”。 c 一对生物的毒性效应与其浓度有很大关系。蒋伟明( 2 0 0 4 ) 研究了在饲料中 添加1 7 m g k g 的c r c 3 对1 冬龄的奥尼罗非鱼( o r e o c h r o m i s n i l o t i c u s x0 a u r e u s ) ( 2 2 9 左右) 生长性能的影响，结果实验组比对照组增重了8 1 1 3 2 i 。蔺玉华等( 2 0 0 0 ) 探讨了饲料中添力 i c r c l 3 - h 2 0 后对鲤鱼( c y p r i n u sc a r p i ol ) 生长的影响。结果显示， 用添i j ：i c r c l 3 h 2 0o 5 m g k g 的饲料饲喂1 龄鲤6 5d 并- 1 1 3 月龄鲤3 0d ，其相对生长率与 对照相比分别提高1 3 7 9 和2 0 6 9 。但铬添加量高t - 2 m g k g 喂养鲤1 个月后，则 出现负增长1 3 3 】。可见动物对微量元素缺乏时，添加低浓度的铬可促进其生长，但 铬量稍过安全限度便会引起毒性反应。 有关铬对炳牺类胚胎静幼体生长发商的毒性，未焱阅到相关报道。 五、铬对葫锫翳、驽筠落性藏应 肝、肾等器官是铬在机体吸收、代谢转化和排泄的场所，铬进入体内后，可 邈速分布并蓄积于这些重要器官。 俸乡 试管壤惑蘩莠实验裘鞠，蹬+ 霹翳、鸶缨麓蠢慧毪毒淫簸藏。在染铬2 4 h 内，细胞株上的细胞发生脱落现象，胞核周围出现空泡或核周边膨胀。在肾细胞 逐出现细胞体积膨胀、坏孤，说明c r 6 + 对肾细胞具有较强的毒性效威。随着c p 会麓豹增热，黪、弩细瑰的增猹及存涯毂彰降羝。穗j c 重 i 嚣吉，q 3 + 对黟、骛鲷瑰鹃 毒经较低，与警自实验对魄，c p 不影响麟、肾细胞斡增殖及存活率，也不会导致 细胞体积膨胀1 驯。 对w i s t a x 雄性大鼠腹睃淀射重铬酸镡，可使肾和肝脏先后出现明显的形态和 臻辘异零，势夔着梁毒霹露戆长，翳、鹜戆痣交程度及莲蓬将燕重。霹弩戆豢寒 主要表现为肾小管功能障碍，在染毒后掰也累及到肾小球。表现为肾功能指标尿 乙酰b d 葡萄糖瞽酶( n a g ) 异常，肾组织中铬的含量增加，肾小球滤过率( g f r ) 舅辫，并出现聚蛋自，纲熬激现病理组织擘变纯。努手掇褒的特征舞巾央静骧区好 缁施注髀变往帮点片获环瑟，盘清转氨酶驻著舞高。夜停止铬菝簸聪，弩功能俊 簸较慢且不完念，但肝功能w 恢复正常【硝1 。可见铬中毒动物的肾损害程度较重， 肝损害相对较轻，可能由于肝脏代偿修复熊力较强。 童振等( 2 0 0 3 ) 夔3 璜蛉陬g 夔裁量，绘太鬣菝霾淀麓重铬酸舞爝，每蠲3 次。 缩柴实验组大隈的肝脏肿胀、边缘圆钝。肝细胞呈现脂肪变性，飚浆嗜酸性交， 胞核消失、坏死。在坏死病灶内有淋巴细胞存在【3 6 j 。k r u m s c h n a b e l 镣( 2 0 0 4 ) 报 道，c ，对金鱼敝瑚醛办鼯a u r a t u s ) j j 细照爨：有很强豹急撼毒性效应，将分离出来的 鑫焦翳细藏暴辫在2 5 0 9 m o l f l 约k 2 c r 2 0 7 滚液孛3 0 r a i n 秘镰后，缀魏存瀵率可由对照 的9 4 分别降至8 8 和8 4 i ”i 。 六、金属酸撩自 金属硫蛋蠢( m e t a l l o t h i o n e i n ，m t ) 蹩耱低分予羹、高巯摹禽璧、性髓猿 特的蛋白质。宦含有6 1 个氨藏酸，分子最6 0 0 0 7 0 0 0 道尔顿，其中2 1 个氨基酸 为半胱氨酸，每个m t 分子可结合4 7 个重金属原子，其结合重众属离子的能 力蹩结台一般衾震离子爱力1 0 0 0 售。m t 与重金磊嘉予结台盖，会缀容易建透过 体肉运转功能衙转移出体井。m t 的巯基裁闭( 一s h ) 熊整合有毒重众属，如汞、 银、铅、镉、砷、铬和镍等，并可将之排出体外，使其不能毒害其它嫩物大分子， 从掰解除重金属澍机体的毒搜，对脑、群、肾等重要器霄具有极其麓溪的傈护捧 用。 m t 能够通过螯合金属离子，调节微量元素c u 和z i l 的贮存、运输和代谢，对 重金属中毒具有解毒作用，并能清除氧自由基。在人体、动植物和微生物体内 均含有m t 。从细胞水平上对m t 进行分析，m t 为胞浆蛋白，主要分布于胞浆，也 可在溶酶体中积聚，其理化特性基本一致。 将动物暴露于重金属污染的水环境中，或者将重金属注入动物体内，均能诱导 m t 的产生。重金属主要与体内新合成的m t 结合，当超过动物合成m t 的速度和结 合的能力时，重金属即与大分子蛋白结合，抑制酶活性或使酶失活，引起中毒症状 1 3 9 。 目前研究证明，金属对m t 的诱导反应发生在转录水平，通过位于m t 基因5 一端的金属