氯吡硫磷污染对缘膜瓣鳃类氧化应激状态的影响:多生物标志物研究

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Environmental Toxicology and Pharmacology 4.2

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  为探究氯吡硫磷对淡水双壳类动物缘膜瓣鳃类(Lamellidens marginalis)的影响,研究人员监测其 14 天内呼吸、排泄率及 SOD、CAT、GST、LPO 等生物标志物,结合 IBR 分析。发现多数酶活性升高但 CAT 显著下降致 LPO 增强,揭示其易感性及污染威胁。

  
农药的广泛使用给生态环境带来诸多挑战,其中氯吡硫磷作为一种广谱有机磷农药,虽在农业害虫防治中发挥重要作用,但其毒性也引发担忧。它可通过漂移、气流和农业径流等途径进入水生生态系统,对水生生物和生态系统构成威胁。活性氧(ROS)的积累会引发氧化损伤,尽管生物体有 SOD、CAT、GST 等抗氧化防御系统,但过量 ROS 仍会导致细胞功能障碍和脂质过氧化(LPO),而单一生物标志物难以全面评估污染影响,因此多生物标志物方法备受关注。缘膜瓣鳃类(Lamellidens marginalis)分布广泛,是高效的天然水净化器,可用于水质监测,还具有营养和商业价值,但其对氯吡硫磷污染的生理和生化响应尚不明确。

为解决上述问题,来自印度的研究人员开展了相关研究,旨在明确氯吡硫磷污染对缘膜瓣鳃类 14 天内的生理和生化影响,该研究成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》。

研究主要关键技术方法包括:在中宇宙环境中,于第 2、7、14 天监测缘膜瓣鳃类的呼吸率和排泄率等生理参数,检测超氧化物歧化酶(SOD,清除 ROS 的关键酶)、过氧化氢酶(CAT,分解过氧化氢)、谷胱甘肽硫转移酶(GST,参与解毒过程)和脂质过氧化(LPO,氧化应激的标志物)等生物标志物水平,并采用综合生物标志物反应(IBR)方法整合数据。实验用的成年缘膜瓣鳃类(体长 92.14±4.73mm)于 2023 年 7 月从印度西孟加拉邦加尔各答贝哈拉的一个未受污染的淡水湖采集,在实验室控制条件下驯化 15 天。

生理能量学


呼吸率在农药剂量、暴露时间及其相互作用之间存在显著差异。对照(CTRL)和低剂量(LD)处理之间无显著时间差异,所有农药污染处理的呼吸率从第 2 天到第 14 天逐渐下降,高农药处理组在整个实验期间呼吸率持续降低。排泄率也有显著变化。

生物标志物分析


多数抗氧化和解毒酶活性增加,如 SOD、GST 活性上升,表明机体试图应对氯吡硫磷诱导的氧化应激。但 CAT 水平显著下降,导致强烈的脂质过氧化,说明 CAT 可能在氯吡硫磷暴露下受到抑制,抗氧化防御系统失衡。

综合生物标志物反应(IBR)


IBR 值有助于解释生物标志物与处理组之间的关系,提供了物种在农药暴露下生理状态的整体视图,进一步支持了氯吡硫磷对缘膜瓣鳃类的氧化应激影响。

研究结论表明,急性有机磷农药氯吡硫磷污染会改变热带双壳类缘膜瓣鳃类的多种生物标志物反应。通过多生物标志物方法结合 IBR 分析,阐明了该应激源引起的生化扰动。研究结果证实,即使是短期暴露,缘膜瓣鳃类也易受氯吡硫磷影响,凸显了淡水系统中氯吡硫磷污染的潜在威胁。这为评估淡水生态系统中有机磷农药的毒性提供了重要依据,有助于加强对农药使用的监管和水生生态保护,也为进一步研究其他污染物对水生生物的影响提供了方法参考。

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