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综述:性别至关重要:污染物刺激反应的性别差异
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:Environmental Pollution 7.6
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这篇综述系统探讨了环境污染物在亚毒性(sub-NOAEL)和亚致死(sublethal)浓度下对动物产生的性别差异化刺激效应(hormesis)。通过整合脊椎动物和无脊椎动物研究,揭示了雌性在抗氧化能力、基因调控(如il-6/tnfα)和寿命延长等方面常表现出更显著的适应性反应,并提出三相位剂量反应模型(triphasic dose-response)可能解释性别差异。研究强调需在生态风险评估中纳入性别维度,为害虫防控和健康干预提供新思路。
Abstract
激素调节(hormesis)作为决定生物寿命和健康的核心机制,能够通过低剂量污染物刺激机体性能。然而,这种刺激效应存在显著的性别差异。最新研究表明,在低于无观察有害效应水平(sub-NOAEL)或略高于毒性阈值(superNOAEL)的浓度下,污染物对生长、体重和存活率等性状的影响呈现雌雄分化。例如,斑马鱼暴露于0.08μM THC时,老年雄性存活率提升伴随肝脏il-6表达上调,而雌性无此反应。这种差异可能源于雌性更强的氧化应激缓冲能力以及与卵母细胞生成相关的代谢优势。
Introduction
传统毒理学阈值(NOAEL)之上的污染物通常引发负面效应,但近年发现重金属、微塑料等污染物在亚毒性剂量下能通过活性氧(ROS)信号通路激活防御系统,甚至延缓衰老。这种双相位剂量反应(biphasic dose-response)现象在种群层面同样存在。性别作为关键变量,通过性染色体基因剂量补偿、激素(如雌激素/雄激素)和氧化应激差异,导致两性在免疫应答、神经发育和毒素代谢方面存在显著分歧。例如,雄性昆虫因更高的活动水平可能加速毒素清除,而雌性能通过后代生产稀释毒素负荷。
Occurrence of sex-biased contaminant stimulation
对20项研究的分析显示,14种水陆生物在亚致死浓度下表现出性别特异性刺激。雌性桃蚜(Myzus persicae)在氯吡硫磷暴露下寿命延长且若虫产量增加,而雄性黑切根虫(Agrotis ipsilon)对性信息素的电生理反应呈三相位模式——包括刺激区(hormetic zone)、亚刺激区(sub-hormetic zone)和毒性区。这种差异可能与雌性为保障生殖投资而进化出的更强稳态维持能力有关。
Biological mechanisms underlying sex-dependent contaminant stimulation
基因调控和抗氧化通路是主要作用靶点。斑马鱼肝脏中tnfα表达下降与雄性存活率提升相关,而雌性果蝇通过超氧化物歧化酶(SOD)活性增强抵抗氧化损伤。值得注意的是,三相位剂量反应模型揭示:雌性可能在更宽浓度范围内保持刺激反应,而雄性易在亚刺激区(sub-hormetic zone)提前出现负效应。
Conclusions and Perspectives
污染物诱导的性别差异化刺激效应为生态风险评估提供了新维度。未来研究需整合疾病抗性、代谢效率和生殖输出等指标,揭示这些“隐性”刺激的长期风险。在害虫防控中,针对性别特异性耐受阈值设计干预策略,或将提升治理效率。
(注:全文严格依据原文证据链缩编,未添加非文献支持结论)
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