基于微囊藻毒素毒理学研究进展.doc

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1、基于微囊藻毒素毒理学研究进展【论文关键词】：微囊藻毒素；毒理学；进展【论文摘要】：近年来，随着人类生产、生活活动的迅速发展，工农业排污的增加，各地水体富营养化日益加剧，导致江河、湖泊中藻类尤其是蓝藻异常繁殖生长而出现水华现象。当蓝藻水华严重时，水面形成厚厚的绿色湖靛，散发出难闻的气味，不仅破坏了水生生态系统的平衡，而且因藻细胞破裂后释放出多种藻毒素而对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。文章从微囊藻毒素的理化性质、一般毒性、毒理研究及作用机理方面来说明当前藻毒素研究进展。1.微囊藻毒素一般概况微囊藻

2、毒素(Mycrocystins,MC)是水体中蓝藻爆性繁殖产生的二级毒性代谢物，是一种肝毒素，可在贻贝和扇贝的消化腺内积累并沿食物链进入到高营养生物体内，包括鱼、鸟、哺乳动物和人类，引起野生动物和家畜中毒，其症状包括虚弱、皮肤苍白、过冷等，严重的可引起肝大出血及肝坏死，使动物因呼吸阻塞而死亡。微囊藻毒素也可引起人类疾病，甚至导致人类死亡。微囊藻毒素是由水体中蓝绿藻如铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoriaruescens)等产

3、生的具有生物活性的单环肽化合物，其结构可表不为环D-丙氨酸-L-X-赤-0-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z-Adda-D-异谷氨酸_N_甲基脱氢丙氨酸。X、Z为两个可变的氨基酸残基，这两个可变的L-氨基酸的更替及其它氨基酸的去甲基化，衍生出众多的毒素类型，至今已发现MC有60多种异构体。在这众多异构体中存在最普遍、含量较多、毒性较大、研究较详细的是MC-LR、MC-RR和MC-YR，L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸。Adda(3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸)

4、是MC生物活性表达所必需的，研究发现去除Adda后藻毒素的毒性降低。1.MC的理化性质MC性质稳定，具有水溶性和耐热性。MC极易溶于水，在水中的溶解度〉lg/L，不易沉淀或被吸附于沉淀物和悬浮颗粒物中。在实验室研究中发现MC在水体中的稳定时间与水体的特征有关，水库水中低浓度MC-LR(10/1^/0不到1个星期即发生初级降解，在去离子水中超过27天毒素依旧很稳定。毒素在消毒的水库中可保持稳定12天，在自然水库水中其不稳定性是由于生物降解通过Adda旁链的修饰而灭活这一机制实现。在色素存在的情况下，MC

5、却被迅速降解，使其活性降低。此外，纯化的MC在阳光照射下依然保持其稳定性，但当毒素暴露在紫外线时即可被水解或发生化学异构和化学键合反应而使毒性丧失，其半衰期是10天。当紫外线波长接近其吸收峰周围（即238〜254nm），MC被迅速地降解。MC耐高温，加热煮沸（水浴100°C，30分钟）后不失活，不挥发，抗pH变化，可溶于甲醇或丙酮，现行自来水处理工艺的混凝、沉淀、过滤、加氯均不能有效去除微囊藻。董传辉等人的调查研究亦表明采用饮水消毒处理不能完全消除水体中的藻毒素。1.致毒机理一些研究发现微囊藻毒素是一

6、个相对化学惰性的环七肽，不具有直接的诱癌能力，但有极强的肝毒性，所以即使是低浓度的MC，也可能使人类患上慢性肝病。有研究认为微嚢藻毒素同Okadaicacid（0A）的作用类似，但是0A的化学结构与微囊藻毒素差别极大，所以很有可能它们作用于不同的受体，但通过同一GS受体途径调节相同下游信使酶PP2A的活性。所以，目前诸多学者公认，微囊藻毒素是蛋白磷酸酶1和2A的强烈抑制剂，通过抑制蛋白磷酸酶1和2A的活性，从而帮助解除对细胞增值的正常的制动作用。另外，有些研究发现，微囊藻毒素肝毒作用与体内活性氧及其诱

7、发的脂质过氧化水平相关。所以，微囊藻毒素的肝毒性机制还不完全清楚，其致毒机理可能有化学、基因、细胞、受体毒性等多种情况。另外，微囊藻毒素还可导致细胞生化代谢、膜离子通道改变。总之，微囊藻毒素有相当多的生物毒性，尤其对肝脏的作用表现为作用形式的多样性。1.MC的一般毒性蓝绿藻毒素引起的人类疾病有3种，即胃肠炎及其相关疾病、变应性和刺激性反应以及肝脏疾病，MC也是肿瘤促进物。1878年在南澳大利亚的Alexandrina湖首次发现因泡末节球藻水华污染饮水导致家畜及禽类死亡。此后有许多关于鸟类、鱼和其它动物

8、蓝绿藻中毒的报道，其中亦包括了MC。近年来，随着人类生产、生活活动的迅速发展，工农业排污的增加，使得水中富营养化元素如硝酸盐和磷酸盐不断增加，导致了蓝藻水华接连不断的发生。至此蓝藻水华引发严重的水污染和公共健康问题已引起人们的关注，由此展开了一系列MC分子结构和毒理学的研究。结果显示MC的致毒机理是通过与蛋白磷酸酶中的丝氨酸/苏氨酸亚基结合，抑制其活性，从而诱发细胞角蛋白高度磷酸化，使哺乳动物肝细胞微丝分解、破裂和出血，导致肝充血，动物失血休克而死亡。随