溴氰菊酯（DLM）与硫丹联合暴露对日本鹌鹑（Coturnix japonica）肝脏标志物及神经行为改变的影响

《Veterinary Medicine and Science》：Effects of Deltamethrin and Endosulfan on the Hepatic Markers and Neurobehavioural Alterations in Japanese Quail (Coturnix japonica)

　　

背景：溴氰菊酯（deltamethrin, DLM）是一种合成拟除虫菊酯，硫丹（endosulfan）是一种有机氯农药，二者常在农业环境中同时存在，但其联合暴露对非靶标鸟类肝功能和行为的影响仍知之甚少。目的：本研究考察DLM与硫丹联合暴露对日本鹌鹑（Coturnix japonica）肝脏标志物、脂质谱及神经行为的影响。方法：研究人员将12只成年鹌鹑分为三组：对照组、低剂量组（0.1 mg/kg DLM + 0.15 mg/kg硫丹）和高剂量组（0.4 mg/kg DLM + 0.5 mg/kg硫丹），每日经口灌胃3周；评估体重和器官重量、血清肝脏和脂质生物标志物及行为参数。结果：与对照组相比，高剂量组体重显著降低，肝脏重量保持稳定，肾脏重量呈剂量依赖性下降。处理组天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）显著升高（p < 0.05），提示肝细胞损伤。脂质谱显示低密度脂蛋白（low-density lipoprotein, LDL）、极低密度脂蛋白（very-low-density lipoprotein, VLDL）和胆固醇显著升高（p < 0.05）。行为评估呈剂量依赖性效应，包括攻击行为增加、运动活动减少以及黏液样粪便的剂量依赖性出现（高剂量组第1周首次记录，低剂量组第2周记录，对照组未见）；至第3周高剂量组觅食行为急剧下降。结论：在所测试剂量下，联合农药暴露可诱导鹌鹑可测量的肝毒性、代谢紊乱和神经行为异常。这些效应与DLM介导的Na⁺通道激活和硫丹诱导的GABA_A受体阻断相一致。

农药广泛用于提高作物产量，但可通过作物和动物吸收进入食物链并带来健康风险。DLM为1974年开发的合成拟除虫菊酯，广泛用于农业害虫防治，但其残留可持久存在于水体和土壤，并与肝、肾、神经系统和生殖系统损伤、免疫毒性及行为紊乱相关；endosulfan为有机氯农药，因环境持久性和生物蓄积性被列为持久性有机污染物，虽已被全球禁用，仍可在空气、土壤、水和生物区系中检出，并具有肝、神经、肾、造血和生殖系统毒性。二者常在同一农业区域使用，可因径流和重叠施药周期在土壤、水和食物链中共存，增加非靶标野生动物同时暴露的概率；DLM作用于电压门控Na⁺通道，endosulfan拮抗GABA_A受体，均可导致神经超兴奋，并可通过氧化应激和膜损伤干扰肝脏代谢。既往研究多关注单化合物毒性，二者联合暴露对禽类肝标志物、脂质谱、行为及器官重量的交互影响仍不清楚。日本鹌鹑（Coturnix japonica）因发育快、易饲养、对环境变化敏感，是农药毒性评估的重要模型，其组织残留亦涉及食品安全。因此，研究人员以日本鹌鹑为模型，评估DLM与endosulfan联合暴露的肝毒性、脂质代谢紊乱、行为异常及体重和器官重量变化。研究结论为：在所测剂量下，联合暴露可诱导可测量的肝毒性、代谢紊乱和神经行为异常；这些效应与DLM介导的Na⁺通道激活及endosulfan诱导的GABA_A受体阻断相一致，提示应重视混合物毒性并加强禽类农药组合的生态毒理学评估。

关键技术方法概括：12周龄日本鹌鹑（Coturnix japonica）12只，分为对照组、低剂量组（0.1 mg/kg DLM + 0.15 mg/kg endosulfan）和高剂量组（0.4 mg/kg DLM + 0.5 mg/kg endosulfan），每组4只，每日经口灌胃3周；每日以0～+4评分记录攻击行为、运动活动、黏液样粪便和觅食行为；终点安乐死后采血分离血清，称体重、肝脏和肾脏重量；测定AST、ALP及LDL、VLDL、总胆固醇；采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和Tukey事后检验，p < 0.05为显著。实验在University of Agriculture, Faisalabad, Pakistan完成；原文未说明鹌鹑供应商或样本队列来源。

研究结果：3.1 DLM与endosulfan暴露对鹌鹑体重和器官重量的影响。通过3周体重和器官重量测定发现，对照组体重略高于低剂量组和高剂量组，处理组体重呈剂量依赖性下降；肝脏重量保持稳定，肾脏重量呈剂量依赖性下降，提示亚临床器官毒性和早期生理改变；各处理组均无死亡。3.2 行为变化。通过每日行为观察评分发现，处理组出现攻击行为、黏液样粪便、觅食和运动活动改变；攻击行为呈剂量依赖性增加，高剂量组运动活动明显下降；对照组无黏液样粪便，高剂量组第1周、低剂量组第2周首次出现，至第3周均加重；高剂量组第3周觅食行为急剧下降，提示严重厌食和能量摄入减少，并与生化及生理应激相关。3.3 DLM与endosulfan升高肝损伤标志物水平。通过血清AST和ALP测定发现，低剂量组和高剂量组AST、ALP均较对照组显著升高（p < 0.05），提示肝细胞损伤。3.4 DLM与endosulfan诱导脂质谱水平显著升高。通过脂质谱测定发现，处理3周后LDL、VLDL和胆固醇水平显著升高（p < 0.05），提示肝脏脂质代谢紊乱。

讨论部分总结：研究人员认为，AST和ALP升高提示肝损伤，LDL、VLDL和总胆固醇升高提示脂质代谢紊乱，器官重量下降和行为异常提示生理应激及潜在神经毒性；肝酶紊乱、脂质谱改变、器官重量下降和行为异常之间存在关联。与Qamar et al.单一endosulfan暴露研究相比，本联合暴露在更低endosulfan剂量（0.15～0.5 mg/kg）下即出现可测行为与器官重量效应，支持大于相加的交互作用；Chaouchi et al.和Abdel-Daim et al.的研究亦支持AST、ALP升高与肝细胞损伤相关。讨论指出，DLM可促进活性氧（reactive oxygen species, ROS）生成并破坏肝细胞膜，endosulfan可启动脂质过氧化，但本研究未直接测定ROS。局限性包括：未设置单独DLM组和单独endosulfan组，未进行肝、肾组织病理学评价，未测定氧化应激标志物（如MDA、SOD、CAT、GPx）、肾功能标志物（creatinine、urea）及ALT、GGT。未来需通过单药对照、组织病理学和补充标志物进一步解析联合毒性的机制和器官特异性。

研究结论翻译：本研究有效回答了关于DLM与endosulfan联合暴露对Coturnix japonica影响的两个核心研究问题。第一，观察到的行为异常和器官重量改变与两种神经毒性机制的相互作用有关：DLM诱导的Na⁺通道激活导致神经元持续兴奋，以及endosulfan诱导的GABA_A受体阻断；这些神经生理紊乱可能进一步被氧化应激和细胞器应激加剧，尽管本研究未直接测定氧化应激标志物。第二，研究揭示了肝酶失调、脂质代谢改变与行为变化之间的机制联系；农药诱导的氧化应激不仅损害肝细胞完整性，表现为AST和ALP升高，还导致LDL、VLDL和总胆固醇显著升高，提示代谢失衡；这种生化应激与觅食减少和嗜睡相关，提示代谢功能障碍与神经行为结局之间存在双向关系。尽管未检测到体重显著变化，但内部器官损伤和生化紊乱表明存在明显的亚临床毒性。这些发现强调评估混合物毒性的重要性，并呼吁对禽类农药组合进行更严格的生态毒理学评估。