六溴環(huán)十二烷及其復合污染腦發(fā)育期暴露對大鼠甲狀腺激素代謝過程的影響.pdf

1、六溴環(huán)十二烷((Hexabromocyclododecane，HBCD)屬于添加型含溴阻燃劑，已經(jīng)成為環(huán)境介質(zhì)和生物群中無處不在的污染物。HBCD具有持久性和蓄積性等特點，它在環(huán)境中能夠與其替代的溴代阻燃物多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)形成復合污染體系，二者一起作用對人類健康造成潛在的危害。處于腦發(fā)育期的兒童是HBCD及HBCD/PBDEs復合污染物暴露的高風險人群?，F(xiàn)有的研究資料顯示HBCD與PBDEs均能夠?qū)Ξa(chǎn)生內(nèi)分泌干擾作用，如:對甲狀

2、腺激素產(chǎn)生干擾及對甲狀腺激素代謝過程產(chǎn)生潛在的影響。為了研究HBCD及HBCD/PBDEs復合污染物暴露對甲狀腺激素代謝過程的影響，本文根據(jù)腦發(fā)育期兒童為HBCD及其復合污染暴露的高風險人群的特點，實驗選擇新生3天的SD大鼠，依據(jù)真實環(huán)境暴露水平設計HBCD單一暴露劑量(10、50、100、300μg/kg)，及HBCD與等濃度商用多溴聯(lián)苯醚DE-71按2∶1比例復配制成的復合物暴露劑量(10、50、100、300μg/kg)。此外，分

3、別設置對照組。根據(jù)大鼠腦發(fā)育的特點，將暴露時間分為21天短期暴露，42天中期暴露和90天長期暴露。通過對大鼠甲狀腺激素水平的變化，甲狀腺激素代謝酶（脫碘酶）的活性變化及脫碘酶的基因表達情況等指標的測試，從生化指標和基因水平揭示HBCD及HBCD/PBDEs復合污染物暴露對甲狀腺激素干擾的機制。實驗結果如下所示:
　　 1、利用125I-甲狀腺激素與抗血清放射免疫分析法測定血清中甲狀腺激素相關指標的變化，包括:TT3、TT4、FT

4、3、FT3、TSH等。
　　 實驗結果顯示:
　　 經(jīng)HBCD短期暴露21d，各暴露劑量組大鼠血清中TT3、TT4、FT3、FT4濃度均顯著升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD暴露至42d，10μg/kg的染毒組FT3、FT4的濃度顯著升高(P＜0.05);而其他染毒組的TT3、TT4、FT3、FT4的濃度與21d暴露比均呈現(xiàn)回落的趨勢，與對照組相比，300μg/kg的染毒組大鼠血清中TT3顯著下降(P＜0.05);染毒組血

5、清中TSH的濃度呈現(xiàn)顯著降低(P＜0.05)。經(jīng)過HBCD暴露至90d，染毒組大鼠出現(xiàn)了血清中TT3、TT4、FT3、FT4的濃度均上升的趨勢。經(jīng)HBCD/DE-71復合暴露至21天，各劑量組大鼠血清中TT4、FT3、FT4濃度出現(xiàn)升高的趨勢，TT3、TSH濃度下降。其中50ug/kg和300ug/kg劑量組大鼠血清中TT4、FT4濃度顯著性升高(P＜0.05)，100ug/kg劑量組TSH濃度顯著下降(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE

6、-71復合暴露至42d和90天，大鼠血清中TT4、TT3、FT4、FT3、TSH濃度均呈現(xiàn)升高的趨勢。
　　 2、利用Chopra氏法測定甲狀腺激素代謝酶（脫碘酶）活性，包括:Ⅰ型脫碘酶(D1)和Ⅱ型脫碘酶(D2)。實驗結果如下:經(jīng)HBCD單一暴露21天，10、100、300ug/kg劑量組D1活性顯著性升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD暴露42天，所有暴露劑量組大鼠肝臟中Ⅰ型脫碘酶(D1)活力均呈現(xiàn)降低的現(xiàn)象，但無統(tǒng)計學意義(P

7、＞0.05)。90天，HBCD對大鼠肝臟組織D1活性的影響與暴露42天時的現(xiàn)象一致。經(jīng)HBCD/DE-71暴露21天后，300ug/kg劑量組D1活性出現(xiàn)顯著性增大的現(xiàn)象(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71暴露42天，所有暴露劑量組大鼠肝臟D1活性同21天的現(xiàn)象一致，活性均增大，但42天活性的升高并無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71長期暴露后，各暴露劑量組大鼠肝臟Ⅰ型脫碘酶(D1)活性均下降。
　　 經(jīng)過H

8、BCD暴露21天，10、50、100ug/kg染毒組大鼠腦組織D2活性顯著性下降(P＜0.05)。經(jīng)暴露42天，所有暴露劑量組大鼠腦組織中D2活性均呈現(xiàn)下降的趨勢，其中50ug/kg和100ug/kg染毒組出現(xiàn)顯著性下降的趨勢(P＜0.05)。經(jīng)暴露90天，50、100ug/kg劑量組D2活性顯著性升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71暴露21天后，所有的暴露劑量組大鼠腦組織D2活性均出現(xiàn)了明顯升高的趨勢，尤其10ug/kg劑量組

9、D2活性顯著性升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71暴露42天，300ug/kg劑量組D2活性出現(xiàn)顯著性增大的現(xiàn)象(P＜0.05)。經(jīng)90天長期暴露，所有染毒組D2活性全部呈現(xiàn)出顯著性升高的趨勢(P＜0.05)。
　　 3、利用實時熒光定量PCR法(Real-timePCR)定量測定甲狀腺激素代謝酶基因表達水平的變化，包括:Ⅰ型脫碘酶(D1)及Ⅱ型脫碘酶(D2)基因表達水平。實驗結果如下:
　　 經(jīng)HBCD暴露21

10、天，染毒組大鼠肝臟Ⅰ型脫碘酶(D1)mRNA表達水平隨劑量呈現(xiàn)先降低后增大的趨勢，但整體mRNA表達水平無顯著性差異，無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。暴露至42天，300ug/kg染毒組D1mRNA表達水平顯著性下降(P＜0.05)。經(jīng)HBCD長期暴露后，10、50、100ug/kg劑量組大鼠肝臟Ⅰ型脫碘酶(D1)mRNA表達水平顯著性增大(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71復合暴露21天，10～100ug/kg劑量組D1mRNA表達

11、水平顯著性升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71暴露42天，100ug/kg劑量組D1mRNA表達水平顯著性升高(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71暴露90天后，50、100、300ug/kg暴露劑量組大鼠D1mRNA表達水平顯著性下降(P＜0.05)。
　　 經(jīng)HBCD暴露21天后，所有暴露染毒組中大鼠腦組織Ⅱ型脫碘酶(D2)mRNA表達水平均出現(xiàn)明顯下降(P＜0.05)。經(jīng)HBCD暴露42天，50ug/kg染毒組大

12、鼠腦組織中D2mRNA表達水平顯著性下降(P＜0.05)。經(jīng)HBCD長期暴露，各暴露組大鼠腦組織D2mRNA表達水平開始呈現(xiàn)明顯升高的趨勢，但無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。經(jīng)HBCD/DE-71復合暴露21天，100ug/kg和300ug/kg暴露組大鼠D2mRNA表達水平顯著性增大(P＜0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71復合暴露42天，與對照組相比，10～300ug/kg暴露劑量組的大鼠腦組織Ⅱ型脫碘酶(D2)基因表達水平出現(xiàn)升高的趨

13、勢但無明顯差異(P＞0.05)。經(jīng)HBCD/DE-71復合暴露90天后，10ug/kg和300ug/kg染毒組大鼠D2mRNA表達水平顯著性升高（P＜0.05）。
　　 根據(jù)上述實驗結果得出以下結論:
　　 1、本實驗中研究發(fā)現(xiàn)HBCD對甲狀腺激素具有促進或激動劑的效果，導致甲狀腺激素水平的升高，干擾了體內(nèi)甲狀腺激素的相對平衡狀態(tài)。而對于多溴聯(lián)苯醚而言，以往的研究通常顯示其對甲狀腺激素具有抑制的作用，常常導致甲狀腺激素水

14、平的下降。但本研究中HBCD與DE-71作為一復合污染體系作用時，甲狀腺激素水平并未出現(xiàn)下降，反而升高，但從21天來看，對甲狀腺激素的影響無顯著差異，對照HBCD單獨暴露的結果來看體現(xiàn)了PBDEs的抑制作用。此外，本實驗結果還表明HBCD及HBCD/DE-71更易通過影響游離甲狀腺激素水平(FT3、FT4)對機體的生理過程產(chǎn)生影響。
　　 2、本研究中HBCD單獨進行短期21d暴露時，Ⅰ型脫碘酶活性升高;經(jīng)不同時間節(jié)點暴露后，隨

15、著時間的推移，HBCD對Ⅰ型脫碘酶的活性無明顯影響。經(jīng)HBCD/DE-71復合污染暴露后，發(fā)現(xiàn)短期暴露時高暴露劑量的兩種污染物聯(lián)合作用導致大鼠Ⅰ型脫碘酶活性明顯升高，長期暴露時低暴露劑量組和高劑量組均明顯抑制了Ⅰ型脫碘酶的活性，與HBCD單獨作用時產(chǎn)生的毒性效果存在很大差異。經(jīng)HBCD短期單獨暴露后，低濃度的HBCD對大鼠腦組織Ⅱ型脫碘酶活性產(chǎn)生抑制作用。長期暴露后，HBCD對Ⅱ型脫碘酶活性無影響，表明這種抑制作用是可逆轉的，可隨著時間

16、的推移逐漸消失。當HBCD與DE-71兩種復合暴露后，不管是短期暴露還是長期暴露，這一復合污染體系均使得D2活性明顯升高，尤其是90天長期暴露時間內(nèi)D2活性表現(xiàn)更為明顯。上述結果均表明HBCD及HBCD/DE-71均能夠通過改變脫碘酶的活性來影響甲狀腺激素的代謝過程從而進一步影響機體內(nèi)甲狀腺激素水平的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。
　　 3、研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)HBCD短期暴露后HBCD對Ⅰ型脫碘酶(D1)的基因表達水平并未產(chǎn)生影響。而長期暴露后，低濃度的HB

17、CD使Ⅰ型脫碘酶(D1)的基因表達水平升高，但中期42d暴露后高濃度的HBCD對Ⅰ型脫碘酶(D1)的基因表達水平具有抑制作用。HBCD/DE-71復合暴露研究發(fā)現(xiàn)，短期暴露后，HBCD/DE-71對D2基因表達水平有促進作用;長期暴露后則對其產(chǎn)生抑制作用。這表明HBCD與HBCD/DE-71對Ⅰ型脫碘酶基因轉錄過程的影響隨著暴露時間的不同表現(xiàn)出的毒性效果也出現(xiàn)差異。但對Ⅱ型脫碘酶來說，HBCD對D2的基因轉錄水平表現(xiàn)為抑制作用趨勢，而H