（环境科学专业论文）四溴双酚a和五溴酚对红鲫（carassius+auratus）的甲状腺激素干扰效应.pdf

由此可见，t b b p a 和p b p 对红鲫的甲状腺系统具有干扰效应，t b b p a 显示 的甲状腺激素干扰效应比p b p 明显，而对鱼类的直接毒性可能弱于p b p 。运用 模式分析表明，t b b p a 可能通过干扰t h s 与丁1 r 和t r 的结合来影响红鲫的甲 状腺系统，而p b p 可能仅通过t 1 r 介导途径产生甲状腺激素干扰效应。在上述 研究基础上本文提出了利用鱼类检测甲状腺激素干扰物的多级指标体系。 关键词：溴化阻燃剂( b f r s ) ；四溴双酚- a ( t b b p a ) ；五溴酚( p b p ) ；甲状腺激素 干扰物( t d c s ) ；内分泌干扰物( e d c s ) 红鲫( c a r a s s i u sa u r a t u s ) a b s t r a c t t e t r a b r o m o b i s p h e n o l a ( t b b p a ) i st h e m o s tw i d e l yu s e db r o m i n a t e df l a m e r e t a r d a n t s ( b f r s ) a l lo v e rt h ew o r l d ，a n dh a s b e e nf o u n di ne n v i r o n m e n ta n d b i o l o g i c a ls p e c i m e n t b b p a h a ss t r o n gm u t et o x i c i t yt oa q u a t i co r g a n i s m s ，a n dc o u l d i n t e r f e r ew i t ht h eb i n d i n go f t h y r o i dh o r m o n e s ( t h s ) t ot m n s t h y r e t i n ( t t r ) o rt h y r o i d h o r m o n er e c e p t o r ( 1 r ) i nv i t r o h o w e v e r , t h er e s u l t ss e e mt ob em u c hd i f f e r e n t a m o n gt h ep r e v i o u ss t u d i e so nt h y r o i dh o r m o n ed i s r u p t i n ge f f e c t so ft b b p a i nv i v o f u r t h e r m o r e ，p e n t a b r o m o p h e n o l ( p b p ) a l s ob i n d se f f e c t i v e l yt o 皿ti nv i t r o ，a n di t s e f f e c t so nf i s hi nv i v os h o u l db ed e t e c t e d i np r e s e n tp a p e r g o l d f i s h ( c a r a s s i u sa u r a t u s ) w e r ee x p o s e dt 0o 2 5m g l “ t b b p aa n do 0 5m g r 1p b pf o r6w e e k sf i r s t l y t b b p aa n dp b pi n c r e a s e dt h eh e i g h t o f t h ef o l l i c u l a re p i t h e l i u m ，a n di n d u c e dt h y r o i de p i t h e l i a lc e l lh y p e r t r o p h ya n d h y p e r p l a s i a t h ee f f e c t si nt b b p ag r o u pw e r em o r es i g n i f i c a n t t h e s er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tt b b p aa n dp b pm i g h tc h a n g eg o l d f i s h sh i s t o p a t h o l o g yb yi n t e r f e r i n g t h e i rt h y r o i dh o r m o n eh o m e o s t a s i s s e c o n d l y , g o l d f i s hw e r ee x p o s e dt o0 5m g l 叫t b b 队a l l do 1m g l 叫p b pf o r2 8 d a y s p l a s m at hl e v e l sw e r ed e t e c t e db ym i c r o p a r t i c l ee n z y m ei m m u n o a s s a ya n d r a d i o i m m u n o a s s a y c o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o lg r o u p s t b b p as i g n i f i c a n t l yr e s u l t e d i nt h ed e c r e a s eo f 兀4a n d 兀3l e v e l s ，a n dt h ei n c r e a s eo f r t 3l e v e l ，f t 4 ：兀4 ，丌3 ： t r 3 ，r t 3 ：t r 4a n dr t 3 ：t t 3 p b ph a dw e a k e re f f e c t st h a nt b b p a ，a n di ts e e m e dt o h a v en oe f f e c t so n 丁r 3l e v e l s t h e s er e s u l t ss h o w e dt h a tt b b p aa n dp b pc a n i n t e r f e r et h sl e v e l si ng o l d f i s h , a n dp b ps h o w e dp o o re f f e c t so nt 3l e v e l s t h i r d l y , i nt h es m ee x p o s u r ec o n d i t i o n a st h ea b o v e 1 i v e rd e i o d i n a s e sa c t i v i t i e sw c r e d e t e c t e db yr a d i o i m m u n o a s s a y t b b p as i g n i f i c a n t l yr e s u l t e di nt h ei n c r e a s eo fi d 2a n di d 3 a c t i v i t y , a n dt h ed e c r e a s eo f i d la c t i v i t yl a t e r p b pc o u l da l s ol e a di nt h ei n c r e a s eo f i d 3a c t i v i t y a n dt h ed e c r e a s ei d la c t i v i t y , b u ti ts e e m e dt oh a v en oe f f e c t so ni i ) 2a c t i v i t y t h e s er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tt b b p aa n dp b pm i g h ti n d u c et h em e t a b o l i s ma n dc l e a r a n c eo f t h si ng o l d f i s h ， f i n a l l y , g o l d f i s hw e r ee x p o s e dt oo 2 5 ，o 0 2 5m g l 。t b b p aa n d0 0 2 5 ，0 0 0 2 5 m g l p b pf o r1 2w e e k s t h eo b s e r v a t i o nb yt r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e m e t h o d ss h o w e dt h a tt b b p aa n dp b pc o u l dd a m a g et h eh e p a t i cu l t r a m i e r o s t r u c t u r e ， a n dt h eh e p a t i cm e t a b o l i s mm a yi n c r e a s e i na d d i t i o n , t h ed a m a g eo fg i l lf i l a m e n ta n d l i v e rc e l ln u c l e a rb yp b pw e r ef a rm o r eo b v i o u st h a nt h o s eb yt b b p a i nb r i e f , t h e s er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt b b p aa n dp b pc o u l da f f e c tt h et h y r o i d s y s t e mo fg o l d f i s h t b b p as h o w e dm o r eo b v i o u st h y r o i dh o r m o n ed i s m p f i n ge f f e c t s t h a np b pi ng o l d f i s l lw h i l ei t sd i r e c tt o x i c i t yt of i s hm i g h tb el e s st h a np b p m o d eo f a c t i o na n a l y t i cp r o c e s ss u g g e s t e dt h a tt b b p am i g h ta f f e c tt h et h y r o i ds y s t e mi n g o l d f i s ht h r o u g hb o t hm a n dt rp a t h w a y , w h i l ep b pm i g h to n l yb r i n ga b o u tt h i s e f f e c tt h r o u g ht t rp a t h w a y b a s e do nt h i ss t u d y , ac a s c a d ei n d e xs y s t e mo ft h y r o i d h o r m o n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l sd i s c r i m i n a t i o nw a sr a i s e d k e yw o r d s ：b r o m i n a t e df l a m er e t a r d a n t s ( b f r s ) ；t e t r a b r o m o b i s p h e n o l - a ( t b b p a ) ； p e n t a b r o m p h e n o l ( p b p ) ；t h y r o i dh o r m o n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l s ( t d c s ) ；e n d o c r i n e d i s m p t i n gc h e m i c a l s ( e d c s ) ；c a r a s s i u sa u r a t u s 缩略词 2 第一章绪论 第一节四溴双酚a 简介 溴化阻燃剂( b r o m i n a t e df l a m er e t a r d a n t s ，b f r s ) 是一类广泛应用于电子产品、 塑料和纤维制品中的，主要起防止材料燃烧作用的重要助剂。常用的b f r s 包括 多溴联苯、多溴联苯醚、四溴双酚_ a 、六溴环十二烷和多溴酚等( l e g l e r e l a l ，2 0 0 3 ； l e t c h e re la 1 ，2 0 0 3 ) 。近二十年来b f r s 的用量迅猛增长，在环境中的含量也急剧 增加，并且在生物样品甚至人体中被检测到( a l a e e e l a l ，2 0 0 3 ；d e w i t e l 以，2 0 0 6 ； h a l ee l a l 。2 0 0 6 ) 。我国b f t l s 年产量居世界第三位，近年来的调查己表明青岛、 珠三角和长三角近岸海域底泥、北京地区鸟类甚至华南地区人类胎儿和母乳中均 含有多种b f r s ( m a ie ta l , ，2 0 0 6 ；c h e l ae ta 1 ，2 0 0 6 ；m a ie ta 1 ，2 0 0 5 ；杨永亮等， 2 0 0 3 ) 。 部分b f r s 或其代谢产物在各类环境样品中含量急剧增加，并且有一定的蓄 积效应，被认为具有潜在持久性有机污染物的特性( w h o ，1 9 9 5 ；e c b ，2 0 0 6 ；d e w i te la 1 。2 0 0 0 ) 。研究表明部分b f r s 及其代谢产物对生物具有非常明显的内分 泌干扰效应、神经毒性和生殖毒性等( d ew i t ，2 0 0 2 ；l e g l e re la 1 ，2 0 0 3 ；孙福红等， 2 0 0 5 ) 。例如多溴联苯醚( p b d e s ) 能够干扰生物体甲状腺的功能、加快甲状腺激 素( t h y r o i dh o r m o n e s ，t h s ) 的代谢( t o m ye la ，2 0 0 4 ；z h o ue la 1 ，2 0 0 2 ) 。因此， b f r s 引发的环境问题已成为继多氯联苯之后新的研究热点。 四溴双酚a ( t e t r a b r o m o b i s p h e n 0 1 a ，t b b p a ) 是目前用量最大的b f r s 。由于 t b b p a 的阻燃性能良好( e c b ，2 0 0 6 ) ，现阶段在世界范围内，t b b p a 的用量将保 持相当高的增长速度。从1 9 9 4 2 0 0 4 年之间年产量从6 4 ，0 0 0t 增长至u 1 7 0 ，0 0 0t ( o s p a r , 2 0 0 5 ) 。我国t b b p a 的年产量约1 8 ，0 0 0t ，占全球的1 1 0 左右，且需求 量逐年增加( b s e f ，2 0 0 4 ；姜玉起，2 0 0 6 ) 。 t b b p a 的分子式为c 1 5 h 1 2 0 2 b r 4 ( 图1 ) ，熔点通常在1 8 1 1 8 2 之间，沸点约 为3 6 1 ，在水中的溶解度约为o 7 2 m g l 1 ( 2 5 ) ，半衰期随温度等条件变化 较大，在6 6 8 0 7d 之间( b i m b a u m e la 1 ，2 0 0 4 ) 。t b b p a 在生物体内代谢速率快且 吸收较少，动力学分析表明，经口服暴露，t b b p a 进入大鼠体内后约3h 在体内 达到高峰，1 3 h 后衰减约一半( s c h a u e re t a l ，2 0 0 6 ) ，7 2 h 后在组织内的残余量 q ，大多数t b b p a 通过粪便排出体外( h a k ke la 1 ，2 0 0 0 ) 。t b b p a 在斑马鱼体内 的代谢时间约为9 6h ( k u i p e r e t a l ，2 0 0 7 b ) 。虽然t b b p a 半衰期较短，在生物体内 的代谢较快，但是在空气、土壤、水体底泥、海鸟和鱼类体内，甚至人体血液和 母乳等多种环境介质和生物样品中已经发现t b b p a 的存在( b e r g e re la ，2 0 0 4 ； l a we la ，2 0 0 6 ；s j o d i ne la 1 ，2 0 0 1 ) ，因此，t b b p a 对人类健康的影响和环境风险 的评价受到极大关注。 h oo t e t r a b r o m o b i s p l _ m o la ( t b b p a ) 图l 四溴双酚- a 的分子结构图( 参照m e e r t se t 以，2 0 0 0 ) f i g 1t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f t e t r a b r o m o b i s p h e n o la ( t b b p a ) ( f r o mm e e r t se ta ，2 0 0 0 ) 第二节t b b p a 的毒理学研究进展 1t b b p a 的毒性效应 随着t b b p a 被大量的使用，其在环境和生物体内的含量迅速增多，因此， 最近几年来有关t b b p a 毒理学的研究报道也迅速增多，包括肝肾毒性、免疫毒 性、神经毒性和内分泌干扰特性等多方面的内容。 1 1t b b p a 毒性效应概述 1 1 1t b b p a 对肝脏和肾脏的毒性 t b b p a 对啮齿类动物具有一定的肝脏和肾脏毒性，在2 5 0m g k 矿1 或者更低 的剂量时就可以对实验大鼠造成微弱的肾脏损害( s z y m a n s k a e t a l ，2 0 0 1 ) ，组织 学研究表明对于孕期的小鼠，食物内含1 的t b b p a 会引起母体和幼体肝脏和。肾 脏的损伤( t a d ae ta 1 ，2 0 0 6 ，2 0 0 7 ) 。体外研究同样表明t b b p a 对动物的肝脏细胞 有副作用，能够破坏线粒体等细胞结构( b o e c k e re ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 1 1 2t b b p a 的免疫和神经毒性 t b b p a 具有较强的免疫毒性，在浓度为3p m 时就能够抑制蛋白质c d 2 5 的表 达，c d 2 5 的表达可作为t 细胞活化的标记物，因此t b b p a 抑制c d 2 5 可能会造成 机体对细菌、病毒和肿瘤免疫力的下降( p u l l e n e t a l ，2 0 0 3 ) 。t b b p a 还对小脑线 粒体细胞和小鼠的脑突触体产生神经毒性( d a m e m d ，2 0 0 3 ) 。 1 1 3t b b p a 的内分泌干扰特性 近年来t b b p a 被认定是一种值得探讨与关注的潜在内分泌干扰物( e d c s ) ( 彭浩等，2 0 0 6 ) 。研究表明t b b p a 具有弱的雌激素效应( m e e r t se ta 1 ，2 0 0 1 ) ，羟 基化的t b b p a 代谢物会抑制雌激素的磺基化( k e s t e r e t a l ，2 0 0 2 ) 。由于t b b p a 与 t h s ( 图2 ) 的结构非常相似，具有产生甲状腺激素干扰效应的可能，因此，目前 对t b b p a 危害的研究最主要集中在它的甲状腺激素干扰效应上。 4 一举 t h y r o x i n e l - 3 ，5 ，3 - t r i i o d o t h y r o n l n e (r4)(ij) 图2 甲状腺激素t 4 和t 3 的分子结构图( 参照k i t a m u r a 酊a ，2 0 0 5 ) f i g 2t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f t 4a n dt 3 ( f r o mk i t a m u r ae ta 1 ，2 0 0 5 ) 1 2t b b p a 的甲状腺激素干扰效应 由于典型的卤化有机污染物p c b s 具有显著的甲状腺激素干扰效应，b f 黜 作为一类“新型”卤化有机污染物，其结构与t h s 非常相似，因此b f r s 的甲状 腺激素干扰效应最受人们的关注。在t b b p a 的毒理学研究中，有关甲状腺激素 干扰效应的报道也是最多的，国外已运用多种生物体系和方法研究了t b b p a 的 甲状腺激素干扰效应及其机制。然而，t b b p a 对鱼类甲状腺激素干扰效应的研 究仍有待加强。 1 2 1t b b p a 在体外与甲状腺激素运载蛋白( t t r ) 的结合 t 1 r 是生物体血清内负责运载t h s 的蛋白之一。m e e r t s 等( 2 0 0 0 ) 运用放射 性同位素标记法，研究几类b f r s 与人t 1 r 在体外的结合情况，结果显示，t b b p a 与t 1 r 的结合能力为甲状腺素( t 4 ) 的1 0 6 倍，是检测的所有b f r s 中结合能力 最强的，这表明t b b p a 很可能对生物体的甲状腺系统产生干扰效应。 1 2 2t b b p a 在体外与甲状腺激素受体( t r ) 的结合 g h 3 的增殖和生长素的释放依赖于t h s 的作用，这种作用通过三碘甲腺原氨 酸( t 3 ) 与g h 3 细胞中的核受体相结合的方式来介导。k i t a m u r a 等( 2 0 0 2 ) 运用大鼠 g h 3 细胞体系研究t b b p a 与1 r 之间的相互作用，结果表明t b b p a 在1 0 到1 0 4m 的浓度范围内能抑制t 3 与t r 的结合，并增强g h 3 细胞的增殖，诱导生长素的生 成，表现出t 3 活性。然而在运用c h o k 1 细胞上的t h s 应答因子( t r e ) 为报告基 因的测试中，1 0 到1 0 4m 的t b b p a 却表现出t 3 拮抗性( k i t a m u r ae ta 1 ，2 0 0 5 ) 。 1 2 3t b b p a 对蛙类变态过程的影响 蛙类蝌蚪尾巴缩短和四肢形成的变态过程是依靠t h s 来调节的，因此可作为 研究甲状腺激素干扰效应的有效方法。近两年，多篇文献也集中报道了t b b p a 对蛙类甲状腺系统的干扰效应。低至1 0 一1 0 4 m 的t b b p a 就能够抑制t 3 诱导的 林蛙( r a n ar u g o s a ) 蝌蚪退尾过程( k i t a m u r ae ta 1 ，2 0 0 5 ) 。在非洲爪蟾e n o p u s l a e v i s ) 体内，t b b p a 能抑制t 3 与t r 的结合，以及t r 介导的甲调基因的表达 ( j a g n y t s c he ta 1 ，2 0 0 6 ) 。然而，v e l d h o e n 等( 2 0 0 6 a ) 对树蛙( p s e u d a c r i sr e g i l l a ) 进 行1 0 n m 和1 0 0n m 的t b b p a 暴露，4 8 h 后甲调基因和t r m r n a 的表达反而上升。 1 2 4t b b p a 对哺乳类动物甲状腺系统的影响 m e e r t s 等( 1 9 9 9 ) 的研究发现5n a g k g 。1t b b p a 经口暴露1 6d 能引起幼鼠血清 促甲状腺激素( t s h ) 水平上升，但t h s 水平没有显著变化。文献作者认为，这是 由于t b b p a 在大鼠体内代谢速度快且吸收量少，在体内几乎没有积累，从而对血 清t h s 水平没有产生影响。 上述研究表明，t b b p a 可以通过与t r r 或t r 作用，在体外和蛙类活体中表 现出明显的甲状腺激素干扰效应，但在哺乳动物活体中这种效应没有表现出来。 因此，t b b p a 在体内的甲状腺激素干扰效应目前还没有定论，而且，目前几乎没 有关于t b b p a 对生物体t h s 转化和代谢过程中的指标，如脱碘酶( i d s ) 活性的研 究。 2t b b p a 对鱼类的生态毒理学研究进展 目前普遍认为，t b b p a 对哺乳动物的急性毒性相对较低，要达到克每千克体 重级的剂量才会引起毒害效应( b i m b a u me ta 1 ，2 0 0 4 ；d a m e r u d ，2 0 0 3 ) 。低剂量长 期暴露对嗫齿类动物的行为、外表、进食行为、重量和死亡率等并没有影响，而 且经吸入和皮肤暴露也不显示毒性( w h o ，1 9 9 5 ) 。2 0 0 6 年英国为欧盟提供的评估 报告认为，t b b p a 的生产和使用对人类健康没有风险( e c b ，2 0 0 6 ) 。 然而，t b b p a 对水生生物，尤其是鱼类的急性毒性较强( d a r n e r u d ，2 0 0 3 ) ， 加之t b b p a 在鱼类体内多次被检测到，含量可高达2 4 5n g g - 。脂肪重，富集系数 较高( l a w e t a l ，2 0 0 6 ；m o r r i se t a l ，2 0 0 4 ；o s a k oe t a l ，2 0 0 4 ) ，它对水环境可能造 成长期的不利影响。而t b b p a 对鱼类的慢性毒性数据不足，这也正是英国未能同 时提供t b b p a 生态风险评估报告的重要原因。因此当前迫切需要加强t b b p a 对 鱼类等水生动物的毒理学研究，以对其生态风险做出准确和全面的评估。 2 1t b b p a 对鱼类的急性毒性 与哺乳动物不同，t b b p a 对鱼类具有较高的急性毒性( w h o ，1 9 9 5 ) 。对蓝鳃 太阳鱼( l e p o m i sm a c r o c h r u s ) 的9 6h 半致死浓度为0 5 1m g l 1 ，虹鳟鱼 ( o n c o r h y n c - h u sm y k i s s ) 为0 4 0m g l - 1 ，大头鱼( p i m e p h a l e sp r o m e l a s i ) 为0 5 4 m g l ，斑马鱼( d a n i or e r i o ) 为3m g l 。此外，t b b p a 会造成鱼类游泳平衡失 调、烦躁不安、抽搐、鱼体变色和呼吸困难等现象( w h o ，1 9 9 5 ；d a m e r u d ，2 0 0 3 ) 。 2 2t b b p a 引起鱼类的氧化应激 研究表明，1 0 0 m g k g 。t b b p a 注射暴露能诱导红鲫( c a r a s s i u sa u r a t l d $ ) 肝脏 活性氧( r o s ) 、蛋白质羰基( p c o ) 和脂质过氧化产物( l p o ) 的生成( s 1 1 i 甜以， 2 0 0 5 ) 。在虹鳟鱼体内，n ；b p a 能导致肝脏谷光苷肽还原酶( g r ) 活性上升( r o n i s z “以，2 0 0 4 ) ，这表明t b b p a 可能引起鱼体的氧化应激。 6 2 3t b b p a 对鱼类的生殖毒性 k u i p c r 等( 2 0 0 7 b ) 的研究显示，不超过1 5 “m 浓度的t b b p a 能导致斑马鱼早 熟卵母细胞增多，产卵率、孵化率和仔鱼成活率下降，成活下来的幼体中雌性个 体占多数，而且0 0 4 7 儿m 环境水平的t b b p a 就能导致斑马鱼产卵率的降低， t b b p a 对斑马鱼的受精率并没有影响，该研究表明t b b p a 对鱼类可能具有生殖 毒性。 2 4t b b p a 对鱼类的甲状腺激素干扰效应 目前关于t b b p a 对鱼类甲状腺激素干扰效应的研究较少，仅有一篇报导涉 及到t b b p a 对鱼类甲状腺系统的干扰效应，研究者用o 0 0 1 0 8 a m 的t b b p a 对川鲽( p l a t i c h t h y s t l e s u s ) 经水暴露1 0 5d ，检测了多种生化和形态学指标，包括 血清t 4 、t 3 水平和甲状腺组织结构。结果表明，t b b p a 会导致川鲽血清t 4 水平 升高，但对血清t 3 水平和甲状腺组织结构没有影响，该研究显示环境浓度的 t b b p a 对鱼类甲状腺系统的干扰效应有限( k u i p e r e l a l ，2 0 0 7 a ) 。 从以上的研究结果，可以看到t b b p a 对鱼类的毒性效应与对哺乳动物的有 所不同，可能因为鱼类的鳃也是毒物进入体内的重要方式，因此，相对于哺乳动 物而言，水中的t b b p a 更容易进入鱼类的血液循环系统并到达靶器官，从而表 现出更高的毒性( d a r n e r u d ，2 0 0 3 ) 。而t b b p a 对鱼类长期低剂量暴露的毒性研究 目前很有限，进一步加强t b b p a 对鱼类慢性毒性的研究，有助于评估t b b p a 对水生生态系统的影响。 由此可见，在各种毒性效应中，t b b p a 的甲状腺激素干扰效应最为明显； 在多类受试生物中，t b b p a 对水生生物尤其是鱼类又具有较高的毒性，而t h s 在鱼类的生长、发育和繁殖等多方面具有重要的作用( l i u 甜a ，2 0 0 2 ；p o w e re la 1 ， 2 0 0 1 ) 。因此，加强t b b p a 对鱼类甲状腺激素干扰效应的研究有利于全面的评价 t b b p a 的环境风险。然而，目前t b b p a 对鱼类甲状腺系统的影响研究较少，唯 一的研究只在一个时间点上检测了3 个甲状腺系统相关指标，还无法根据有限的 结果说明t b b p a 对鱼类的甲状腺激素干扰效应( k u i p e re la 1 ，2 0 0 7 a ) 。因此，我 们认为进一步深入研究t b b p a 对鱼类的甲状腺激素干扰效应十分必要。 第三节五溴酚简介 在m e e r t s 等( 2 0 0 0 ) 的研究中，发现五溴酚( p e n t a b r o m p h e n o l ，p b p ) 与阿t 的 结合能力仅次于t b b p a ，其结合能力为t 4 的7 1 倍。p b p 也是一类比较常用的 b f r s ，9 0 年代的年产量大于5 ，0 0 0t ( e h c ，1 9 9 7 ) ，在人体脂肪组织内已检测到 p b p 的存在( s m e d se ta ，2 0 0 3 ) 。p b p 分子式为c 6 i - i b r s o ( 图3 ) ，熔点通常在 7 2 2 3 2 2 8 之间，微溶于水，在环境中比较稳定，不易被降解( k u r a m o c h ie ta 1 ， 2 0 0 4 ) 。 p e n t a b r o m o p h e n o l 口b 印 图3 五溴酚的分子结构图( 参照m e e r t se t 以，2 0 0 0 ) f i g 3t h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo f p e n t a b r o m p h e n o l ( p b p ) ( f r o mm e e r t se ta 1 2 0 0 0 ) 由于p b p 属于毒性较强的酚类有机化合物，其同系物五氯酚( p c p ) 已被确认 是一类典型e d c s ，对鱼类的生殖和嗫齿类动物的免疫系统都有影响( b l a k l e ye t a 1 ，1 9 9 8 ；z h ae la 1 ，2 0 0 6 ) ，因此p b p 的毒理学研究也逐渐受到重视，p b p 和 t b b p a 都已被污染防治与有毒物质办公室( 0 p e t ) 列入重点监测化合物名单 ( o p p t ，2 0 0 1 ) 。研究表明p b p 对啮齿类动物具有肝毒性和肾毒性( s z y m a n s k ae t a 1 ，1 9 9 5 ) ，对酵母细胞具有较强的细胞毒性( a r n o l de t a l ，1 9 8 8 ) ，其对人体和环 境有一定的危害。 虽然p b p 离体条件下已经被检测出具有干扰生物体甲状腺系统的能力，其 同系物p c p 在体内外也都表现出甲状腺激素干扰效应( s a n d a u e t a l 。2 0 0 2 ；s c h u u r 订a ，1 9 9 9 ) ，但是p b p 在体内对甲状腺系统的干扰效应目前未见报道。因此， p b p 对鱼类等生物的甲状腺激素干扰效应同样值得探索。 此外，p b p 对生物体和细胞的直接毒性高于t b b p a ，而体外与珊t 的结合 能力则小于t b b p a ，因此将p b p 和t b b p a 对红鲫的毒性效应相比较，不仅有 利于深入探讨p b p 和t b b p a 在水体中的生态毒性效应，更有利于建立评价b f r s 等化合物对水环境生态风险的生物监测体系。 第四节污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制 越来越多的研究表明，环境中许多化学污染物可以影响生物体t h s 的合成、 分泌、运输、作用和代谢等过程，这类污染物被统称为甲状腺激素干扰物( t h y r o i d d i s r u p t i n gc h e m i c a l s ，t d c s ) ( b o a se ta 1 ，2 0 0 6 ；b r o u w e re la 1 ，1 9 9 8 ) 。由于t h s 在 增强基础代谢和调节生物体生长发育等方面具有重要的作用( p o w e re ta 1 ，2 0 0 1 ： z o e l l e r , 2 0 0 2 ) ，因此，污染物导致的甲状腺激素干扰效应引起了人们的极大关注。 目前，t d c s 己被认为是继环境雌激素之后最重要的一类e d c s ( 周景明等，2 0 0 4 ) 。 t d c s 的种类很多，比较典型的包括高氯酸盐、丙硫氧嘧啶( p t u ) 和c d 2 + 等 ( c u n h ae ta 1 ，2 0 0 5 ) 。此外，环境中一些与t h s 结构相似的卤代有机污染物也表 现出明显的甲状腺激素干扰效应。其中研究最多的是多氯联苯类化合物( p c b s ) ， 8 尉 田 甜串 p c b s 及其代谢产物可以干扰生物体血清内t h s 的转运和t 3 与t r 的相互作用， 并加速t h s 的代谢和清除( b o a se ta 1 ，2 0 0 6 ；b r o u w e re ta 1 ，1 9 9 8 ；g u t l e be ta 1 ， 2 0 0 0 ) 。 近年来，b f r s 作为一类“新型”卤化有机污染物受到人们的关注。b f r s 被广泛应用于塑料、纤维制品和电子产品的生产过程中，在环境中的含量急剧上 升，且在多种生物样品甚至人类母乳中被检测到( a l a e ee t a l ，2 0 0 3 ) 。与p c b s 相 比，大多b f r s 的结构更接近于t h s ，而且，部分b f r s 及其代谢产物己被证实 具有甲状腺激素干扰效应( k i t a m u r ae ta 1 ，2 0 0 5 ；l e g l e re ta 1 ，2 0 0 3 ；m e e r t se ta 1 ， 2 0 0 0 ；s c h u u re ta 1 。1 9 9 8 a ) 。因此，随着对类似“新发现”的甲状腺激素干扰效应 的揭示，t d c s 也被推到环境e d c s 研究的前沿。 目前，t d c s 对生物体影响的研究主要集中于哺乳动物和两栖动物，国外的 大量研究表明污染物也能对鱼类t h s 的循环水平和甲状腺的组织结构产生影响 ( b r o w ne t a l ，2 0 0 4 b ；t h a n g a v e le t a l ，2 0 0 5 ；t h e o d o r a k i se t a l , ，2 0 0 6 ) ，但相对哺乳 动物而言，污染物干扰鱼类甲状腺系统的研究还较为缺乏。由于鱼类甲状腺的结 构、功能和t h s 的调控等与哺乳动物有较大差别( e a l e se ta 1 ，1 9 9 3 ) ，研究污染 物对鱼类甲状腺系统的干扰效应及其机制，对水环境中t d c s 的筛选和生态风险 评价具有重要的意义。 本节在介绍鱼类甲状腺组织结构、功能以及t h s 在鱼体内动态过程的基础 上，分析了污染物对鱼类甲状腺系统的干扰效应、可能的作用机制以及评价指标。 1 鱼类甲状腺简介 1 i 鱼类甲状腺的结构和功能 人和哺乳动物的甲状腺成单独的腺体( c u n h ae ta 1 ，2 0 0 5 ) ，而大多鱼类的甲 状腺则由一些分散的甲状腺滤泡组成，主要集中在下颌部第一至第三对鳃弓的入 鳃动脉和腹大动脉交叉处( 图4 ) 。甲状腺滤泡由单层滤泡上皮细胞围绕而成，其 内充满胶质( c h a v i n , 1 9 8 4 ；朱洪文等，1 9 8 4 ) 。 下丘脑- 垂体系统 甲状腺 甲状旁腺 图4 人和鱼类的甲状腺组织结构( 参照c u n h a e t a l ，2 0 0 5 ；朱洪文，1 9 8 4 ) f i g 4t h et h y r o i ds t r i c t u r eo f h u m a na n df i s h ( f r o mc u n h a e ta 1 ，2 0 0 5 ；z h u 甜a t , 1 9 8 4 ) t h s 在鱼类的生长、发育和繁殖等方面都具有重要的生理作用。t h s 在鱼卵 9 中的含量很高，在鱼类胚胎的发育和幼鱼至成鱼的变态过程中起到必不可少的作 用( p o w e re ta l ，2 0 0 1 ) 。在早期变态过程中，t h s 能诱导鱼类生长激素( o i l s ) 的分 泌( e a l e se t a l ，1 9 9 9 ) ，促进鱼类的变态，增加鱼类的存活率( d ej e s u se t 以，1 9 9 8 ) 。 t h s 缺乏能引起变态期鱼类的胚胎畸形、成熟卵母细胞减少，幼鱼形态短小、骨 骼系统、免疫系统和神经系统等发育迟缓( h o n ge ta 1 ，2 0 0 5 ；l a m 甜a l ，2 0 0 5 ；l i u e t a l ，2 0 0 2 ) 。此外，t h s 能影响鱼类中枢神经系统的机能和鱼类的行为，研究发 现t h s 缺乏会引起鱼类攻击行为增加，平衡能力和食欲下降等( c o l b o m , 2 0 0 2 ) 。 而t h s 对鱼类生殖影响的研究相对较少，c y r 和e a l e s ( 1 9 9 6 ) 对此进行过综述。 目前普遍认为t h s 增强基础代谢的作用不大( b r o w ne t 以，2 0 0 4 a ) ，但把离体的 鱼体组织放入t h s 中能引起线粒体膨胀，表明t h s 可能作用于线粒体从而调节 细胞的能量代谢( g o g l i a e t a l ，1 9 9 9 ) 。 1 2 鱼类t h s 的合成与代谢过程 鱼类t h s 在体内的动态过程主要包括两个步骤( 林浩然，1 9 9 9 ) ：1 ) 鱼类甲 状腺合成与分泌t h s ( 图5 ) ，2 ) t h s 在鱼体内被运输到组织中，转化形成有活 性的t 3 ，运输到靶组织与t r 相结合产生作用，最后被降解代谢排出体外( 图6 ) 。 1 2 1 鱼类t h s 的合成与分泌 鱼类甲状腺滤泡吸收碘离子，由碘化过氧化物酶( i p ) 催化氧化成活性碘， 与酪氨酸作用形成t 4 或者t 3 。碘化过程发生在由滤泡细胞合成的甲状腺球蛋白 的酪氨酸残基上，合成的t h s 储存于甲状腺滤泡胶质内( c u n h ae ta l ，2 0 0 5 ) 。与 哺乳动物不同，鱼类甲状腺滤泡几乎不合成甲状腺素t 3 ( e a l e se t a l ，1 9 9 3 ) 。鱼类 甲状腺的活动受到脑下丘脑垂体甲状腺轴的调节，鱼的脑和下丘脑主要通过神 经分泌纤维分泌神经递质促使垂体释放t s h ，t s h 作用于甲状腺滤泡促使其合 成和分泌t h s ，鱼类血清t 4 水平对t s h 的释放具有反馈作用( b l a n t o ne t a l ，2 0 0 7 ； b r o w ne la 1 。2 0 0 4 a ；e a l e se la 1 ，1 9 9 3 ) 。 甲状臆 滤泡内 图5 鱼类甲状腺激素的合成与分泌( 参照e a l e se t a l ，1 9 9 3 ) f i g 5s y n t h e s i sa n ds e o t i o no f t h y r o i dh o r m o n e si nf i s h ( f r o me a l e se ta l ，1 9 9 3 ) 1 0 1 2 2 鱼类t h s 的运输、转化与清除 t h s 进入血液后，与血清内的运载蛋白相结合，游离的t 4 ( f t 4 ) 将进入组织 细胞( b r o w ne ta 1 。2 0 0 4 a ) 。人类血清中运载t h s 的蛋白主要为甲状腺素结合球 蛋白( t b g ) ，而在鱼类中主要是t 1 r 和白蛋白，t 1 r 对t 3 的结合能力要高于 t 4 ( p r a p t m p o