水体的富营养化及蓝藻水华发生的频率日益增加(Zegura et al,2011)。有毒的蓝藻水华遍布世界各地,(包括美国,加拿大,澳大利亚,新西兰,南非洲,及日本(Lehman et al., 2005;Pitois et al,2011)。随着水体富营养化的加剧,从而引起有害藻类水华的频繁发生,已成为国内外普遍关注的环境问题,也是困扰我们几十年的全球性问题,特别是其分泌的化合物,在这之中的一种被称为藻毒素的次生代谢产物又尤其引人注意。从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看,有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%-87%,源水中微囊藻毒素浓度为130ng/ml-2ug/ml,经加氯处理后的浓度也在0.09-0.6ug/L之间,淡水水源受到微囊藻毒素的危害日益加深。藻毒素中被研究最广泛的藻毒素是微囊藻毒素(MCs)。MCs是一类由产毒水华蓝藻浮颤藻、微囊藻,束丝藻,念珠藻和鱼腥藻分泌的次级代谢产物,具有生物活性的环状七肽化合物。它有超过90种的变异结构(Welker and Von Dohren,2006)。其中MC-LR,MC-RR和MC-YR是水生环境中最占优势的变异结构(Blaha et al., 2009)。MC-LR是自然水体中毒性最大,最常见的藻毒素(Xiong et al.,2009)。微囊藻毒素具有水溶性和耐热性,加热煮沸都不能将毒素破坏;微囊藻毒素易溶于水,甲醇或丙酮,不挥发,抗pH变化。化学性质相当稳定,自然降解过程十分缓慢。自来水处理工艺的混凝沉淀、过滤、加氯、氧化、活性炭吸附等也不能将其完全去除。对啮齿动物的研究表明,MCs会对生物产生不可逆的不利影响(Billam et al.,2008)。吴伟、翟建宏等人以鱼类肝脏为靶器官,研究了藻毒素对鱼类的毒性影响。结果表明[3],藻毒素在注射和口服两种不同的染毒方式下,均可引起受试鱼类发生急性中毒死亡,对中毒鱼类进行解剖分析发现,受试鱼类的肝/体重比高于对照组。说明无论是哪种给药方式,藻毒素都会迅速地、专一地作用于鱼类肝脏,引起鱼类肝脏充血红肿,出现血斑。两栖动物比哺乳动物和鱼更低等,且两栖动物皮肤裸露,渗透性强,对环境中的污染物更敏感。因此,研究微囊藻毒素对两栖动物的毒性影响意义重大。
研究表明将微囊藻毒素对鱼和鼠进行腹腔注射或口服, 能迅速引起急性中毒,并且解剖肝脏后发现肝脏大面积出血、坏死、肿胀和瘀血,肝细胞结构破坏[4,5]。肝脏是藻毒素的主要靶器官,具有肝毒性的毒素包括微囊藻毒素(microcysin,MC),节球藻毒素(nodularin)和柱孢藻毒素(cylindrospermopsin)。从生化机制上看,对鱼类肝脏的急性毒作用主要是肝脏酶系统受到破坏。研究发现微囊藻毒素和节球藻毒素能够特异性的与蛋白磷酸酶(protein phosphatase,PP)1 和2A的丝氨酸/苏氨酸亚基结合,从而抑制它们的活性[6]。进一步的研究表明微囊藻毒素和节球藻毒素可能是通过抑制PP 从而使细胞内的中间丝和微丝因过量磷酸化而解聚,导致肝细胞收缩分离,窦状隙结构丧失,大量血液进入肝组织,肝充血肿大,动物失血休克死亡[7]。MCs抑制诱导细胞骨架蛋白的过度磷酸化和拆卸其组成部分,从而导致肝细胞变形,离解,坏死,这最终导致肝内出血而死亡(Bischoff, 2001)。目前的研究也表明,氧化应激机制在许多物种的MC毒性的发病机制中起到了重要作用(Li et al,2010)。相关病理过程引起的活性氧的生产过剩(ROS)的氧化应激是许多外源性化合物的重要致毒机制(Klaunig et al.,1998)。通过抗氧化防御系统青蛙和其他脊椎动物可以减少氧化损伤。这些抗氧化防御系统包括酶和非酶的机制。一些重要的抗氧化酶有过氧化氢酶,超氧化物歧化酶,谷胱甘肽过氧化物酶(GPx),谷胱甘肽还原酶,而非酶防御包括谷胱甘肽(GSH)。 典型水华微囊藻毒素对两栖动物黑斑蛙的肝脏氧化损伤效应(2):http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_49379.html