基于COSMO-RS溶剂化理论评估污染物大气远程传输对鲸类HPA轴的干扰机制

本研究通过COSMO-RS溶剂化理论，揭示了持久性有机污染物(POPs)经大气传输对远程湖泊生态的潜在影响，重点探讨了PFOS、PFDA等污染物通过干扰下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴影响鲸类健康的分子机制，为海洋哺乳动物保护提供了非侵入性呼吸基质监测新策略。

　　

海洋生态系统正面临日益严重的化学污染物威胁，其中处于食物链顶端的鲸类动物因寿命长、脂肪组织丰富，成为污染物生物累积的"终极受害者"。尤其值得关注的是，大气远程传输使得持久性有机污染物(POPs)能够跨越地理屏障，影响偏远水域生态系统。这些污染物通过干扰下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴这一关键神经内分泌系统，可能严重影响海洋哺乳动物的应激反应和代谢平衡。

巴西高等教育人才协调委员会(CAPES)资助的研究团队在《Chemico-Biological Interactions》发表的研究中，创新性地结合COSMO-RS溶剂化理论和呼吸基质分析技术，系统评估了污染物对鲸类HPA轴的影响机制。研究采用非侵入性呼吸样本采集技术，结合分子动力学模拟，分析了包括全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟癸酸(PFDA)和多溴联苯醚(BDE-47)等典型污染物与糖皮质激素受体(GR)的相互作用特征。

污染及其对HPA轴的影响
研究发现鲸类作为顶级捕食者，其体内POPs浓度显著高于环境本底值。特别值得注意的是，某些污染物表现出"双重效应"：在低浓度时抑制GR活性，而在高浓度时反而增强GR转录活性，这种非线性剂量效应可能加剧环境风险评估的复杂性。

下丘脑-垂体-肾上腺轴
通过比较不同污染物对HPA轴关键节点的干扰模式，研究揭示了PFOS等全氟化合物能模拟皮质醇作用，持续激活应激反应通路。这种异常激活可能导致鲸类能量代谢紊乱，影响其迁徙和繁殖等关键生命活动。

鲸类研究的生物基质可能性
创新性地验证了呼吸基质分析的可靠性。鲸类高效的呼吸系统使其呼出气体中含有丰富的生物标志物，包括肺黏膜蛋白和应激相关激素。这种非侵入性方法为野外种群监测提供了可行方案。

进展与未来方向
研究建立了污染物-HPA轴干扰的分子指纹图谱，发现BDE-47等阻燃剂能特异性结合GR的配体结合域。这一发现为开发针对性解毒剂提供了分子靶点。

结论
该研究首次系统阐明了大气传输污染物通过溶剂化-受体互作干扰鲸类HPA轴的分子机制。提出的呼吸基质监测法突破了传统组织取样限制，为海洋哺乳动物保护提供了新工具。研究强调需建立基于HPA轴敏感性的新型污染物风险评估框架，这对保护海洋生态系统健康具有重要指导意义。