《水环境毒理学》ppt课件

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1、水环境毒理学——生物标志物在监测水环境中农药的应用2009级第二组Introduction国外水环境毒理学研究状况国外在污染化学物质对水环境生物的危害性方面极为关注。在过去的20年间，欧、美、日等一些发达国家相继制定了化学物质的审查与管理法规，列出了各自的优先控制的化学物质名录。美国、日本等已建立水体有害化学物质的环境安全性研究技术体系，并致力于分子毒理学和生态效应机制的研究。Introduction国内水环境毒理学研究状况我国系统的水环境微污染的环境安全性研究正在起步，但在污染物化学、生态毒理学研究方面已有一定成果。21世纪，我国将

2、面临有毒化学品对生态环境污染和人体健康影响的巨大压力和严峻挑战。因此，当务之急是尽快充分利用现有条件，建立适合我国国情的化学品环境安全性研究。现在，化学农药的大量使用，已对生态环境造成很多负面影响，对水环境的污染是其中最严重的，也是最广泛的。农药进入水体后，除了毒杀水生生物外，其在食物链上的传递及富集，最终也潜在地对人体健康构成威胁。在进行新的研究中，许多研究者首先从生物化学方面探索能反映农药污染物对水生生物早期的影响参数，其中，生物标志物法因为测定指标全面、准确且系统，而得到了世人的公认。Introduction生物标志物(Biom

3、arker)定义外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液及其代谢产物后，对该外源化学物或其生物学后果的测定指标。宿主生物材料（如人类的组织，细胞与体液）中可测量的细胞的、生物化学的、免疫的或分子的结构、性状和数量及其变换。这种可测量的物质是信息实体，具有一定的标识作用，代表着从暴露到疾病过程的一个信导。个体暴露于次生物质后发生的亚致死性生物化学变化。生物标志物分类接触（暴露）标志物指示生物对污染物的暴露，即污染物引发生物体的反应不能完全指示农药成分的毒性效应，但有助于研究一些很难检测到的环境中不稳定化合物。e.g金属硫蛋白：指示重金属

4、效应标志物指示污染物对生物体健康状况的损害效应可以解释农药在水环境中毒性效应的机理，从而能够预测水环境样品中农药成分对生物体的作用。e.g乙酰胆碱酯酶生物标志物分类敏感性（易感性）标志物指示生物个体对污染物的敏感性，主要针对受试机体对污染物的敏感性。鉴别水生生物易感个体生物标志物分类酶在指示水环境中农药的机理及应用酶作为生物标志物的研究用特定反应中关键酶的变化来证实污染物的影响已有很长的历史。把它作为一种水环境各类污染的生物标志物能够为毒物的环境伤害提供早期预警，已经受到国内外学者的普遍关注。利用酶系来指示农药等污染物对水生态系统所产

5、生的生物学效应，以及科学评价农药施用后的环境风险，具有重要的理论和实践意义。酶在指示水环境中农药的机理及应用乙酰胆碱酯酶细胞色素P450抗氧化酶系谷胱甘肽S-转移酶乙酰胆碱酯酶（AChE）乙酰胆碱酯酶参与细胞的发育和成熟，能促进神经元发育和神经再生，在神经肌肉系统的功能中具有重要作用。在生物标志物中，AChE活性的测定在评价水生动物对于神经毒剂化合物暴露效应中具有重要意义。它是一个很经典的毒理学指标。作用乙酰胆碱酯酶（AChE）有机磷类农药是剧烈的神经毒剂，被设计作为位于中枢和外围神经系统的神经肌肉连接处乙酰胆碱酯酶的有效抑制剂。一般

6、认为，20%以上的AChE抑制证明毒害作用存在，50%的AChE抑制表明对生物的生存有危害。因此，水生动物的AChE活性被作为生物标志物用于监测水环境中有机磷和氨基甲酸酯类农药。应用细胞色素P450酶系细胞色素是广泛分布于动物、植物和微生物等不同生物体内的一类代谢酶类。对许多内源性和外源性的化学物质，尤其是对水环境有害化合物质存在有氧氧化代谢作用以实现机体的解毒作用。在某些情况下，外来物质可能被转化为具细胞毒性、致突变性或致癌作用更强的物质。作用细胞色素P450酶系目前常用的方法是测定乙氧异吩噁唑酮-O-脱乙基酶(7-ethoxyre

7、sorufinO-de-ethylase)活性。它是一个指示多种水环境污染物极为敏感的指标，可以作为污染物存在潜在影响的早期预警信号。研究结果表明鱼类、贝类的P450对环境诱导的反应具有敏感性，并且有很好的剂量-效应关系，指示的污染水平与诱导反应有很好的相关性。应用谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)催化亲电子有毒化合物与媚力肽GSH（一种解除毒素的特效物质）的结合反应，通过这种方式将体内各种有潜在毒性的物质及亲脂性化合物降解排出。促进过氧化氢物的降解，保护细胞免受在氧化代谢中产生的潜在的有毒次生产物的危害。作用谷胱甘肽S-转移酶(GSTs

8、)鱼类、贝类的GSTs活性可以作为生物标志物指示有机磷和菊酯类农药的暴露效应。在对GSTs基因的表达及调控进行更多了解的基础上，可以进一步研究农药在鱼类等水生生物体内的去毒机理及相互作用关系。可以预见，GSTs测定有可能