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      鄰甲酚對斑馬魚成魚急性毒性及組織顯微結構的影響

      2024-08-22 00:00:00宋興超江倩倩甘真博梁正其梅杰巴家文
      南方農業(yè)學報 2024年1期
      關鍵詞:急性毒性顯微結構斑馬魚

      摘要:【目的】明確鄰甲酚對斑馬魚成魚的急性毒性及其對肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構的影響,為鄰甲酚對斑馬魚毒性效應的分子機理研究與環(huán)境安全評價和生態(tài)風險評估提供理論依據?!痉椒ā坎捎渺o水式方法,將斑馬魚成魚分為6組,暴露于0(對照)、15.00、19.74、25.98、34.19和45.00mg/L鄰甲酚溶液中,記錄染毒24、48、72和96h的各組斑馬魚中毒癥狀和死亡尾數,計算死亡率、半致死濃度(LC,)和安全濃度(SC),并進行安全性評價,采用組織病理學技術分析不同濃度鄰甲酚對斑馬魚肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構的影響?!窘Y果】與對照組相比,45.00mg/L(最高濃度)組斑馬魚急性中毒癥狀表現為呼吸困難、狂游、抽搐、輕微側翻且對外周刺激反應遲鈍,逐漸失去平衡而靜臥水底,24h內全部死亡。鄰甲酚對斑馬魚成魚24、48、72和96h的LC?分別為34.721、30.079、27.123和27.092mg/L,SC為6.612mg/L,毒性等級為低毒。組織病理學分析表明,15.00和19.74mg/L組斑馬魚染毒96h后,肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構無明顯變化。鄰甲酚濃度達34.19和45.00mg/L時,斑馬魚肌肉組織的肌纖維逐漸斷裂、腫脹和壞死;鰓組織中鰓小片末端腫大出血,上皮細胞腫脹、脫落和損傷,紅細胞數量明顯增多,細胞排列混亂;肝臟出現大面積細胞空泡化,肝細胞核萎縮變形、溶解或偏移,導致肝細胞呈壞死狀態(tài)?!窘Y論】鄰甲酚對斑馬魚成魚的毒性效應隨著暴露濃度升高、時間延長而增強,屬于低毒性酚類污染物。高濃度鄰甲酚暴露可導致斑馬魚成魚肌肉、鰓和肝臟組織顯微結嚴重損傷。

      關鍵詞:斑馬魚;鄰甲酚;急性毒性;半致死濃度;顯微結構

      中圖分類號:S917.4文獻標志碼:A文章編號:2095-1191(2024)01-0290-09

      Effects of o-cresol on acute toxic and histological microstructure of adult zebrafish(Danio rerio)

      SONG Xing-chao,JIANG Qian-qian,GAN Zhen-bo,LIANG Zheng-qi, MEI Jie,BA Jia-wen*

      (Collegeof Agroforesry Engineering and Planning,Tongren University/Guizhou Provincial Key Laboratory for Biodiver-sity Conservation and Utilization in the Fanjing Mountain Region,Tongren,Guizhou554300,China)

      Abstract:[Objective]Inorder to investigate the acute toxicity and histological microstructure of o-cresol on muscle,gill,and liver tssues of adult zebrafish,and provide theoretical basis for the molecular mechanism of the toxic effect of o-cresol on zebrafish,environmental safety assessment and ecological risk assessment.[Method]Adult zebrafish were di vided into6groups and exposed to0(control),15.00,19.74,25.98,34.19and45.00mg/L o-cresol solution for96h using the static water method,respectively.The symptoms and numbers of death ofpoisoning of zebrafish in each group at24,48,72and96h were recorded.The mortality,median lethal concentration(LCso)and the safe concentration(SC)were calculated,and the safety level was evaluated.The effects of different concentrations of o-cresol on the histological structure of muscle,gill and liver tissues of adult zebrafish were further analyzed based on histopathological techniques.【Result]Compared with the control group,the acute poisoning symptoms of zebrafish in the45.00mg/L(thehighest con-centration)group were characterized by difficulty breathing,wild swimming,convulsions,slight rolling,slow response to peripheral stimulation,and gradually losing balanceand lyingat the bottom of the water,all of which died within24h The LCo of o-cresol on adult zebrafish at24,48,72and96h were34.721,30.079,27.123and27.092mg/L,respec-tively,and the safe concentration of o-cresol was6.612mg/L,which belonged to low toxicity compound.Histopathologi-cal analysis showed that the microstructure of muscle,gill and liver of zebrafish did not change significantly after96h of exposure at concentrations of15.00and19.74mg/L.However,when the concentration of o-cresol was34.19and45.00mg/L,muscle fibers gradually broke,and swelling and necrosis appeared.In gill issue,the end of the secondary lamellae was swollen and bleeding,the epithelial cells were swollen,shed and damaged,the number of red blood cells increased greatly,andthe arrangement of various cells was disorderly.Large area vacuolation occurred in hepatocytes,hepatic nu-clei atrophied,deformed,dissolved or migrated,and hepatocytes showed necrosis.【Conclusion]The toxic effect of o-cresol on adult zebrafish is enhanced with increasing exposure concentration and prolonged time,and which belongs to low toxicity phenolic pollutant.Exposuretohigh concentrations of o-cresol can cause severe damage to the microstructure of muscle,gill and liver tissues in adult zebrafish.

      Keywords:zebrafish;o-cresol;acute toxicity;median lethal concentration;microstructure

      Foundation items:National Natural Science Foundation of China(32060274);Guizhou High-level Innovative Ta-lent(Thousand Level)Project[2024-(2022)-048];Guizhou Science and Technology Support Project(QKHZC〔2023〕Yiban081);Innovation and Entrepreneurship Training Project for College Students in Guizhou(202210665056)

      0引言

      【研究意義】鄰甲酚(O-cresol)屬于烷基酚類化合物,作為一種重要的精細化工原料被廣泛應用于農藥、醫(yī)藥消毒劑和香料等工農業(yè)產品加工制造領域(劉俊逸等,2018)。研究表明,烷基酚類化合物是細胞原漿毒物,從皮膚和黏膜滲透進入血液循環(huán)后,不僅會破壞細胞結構,還能與細胞原生質中的蛋白結合,導致生物體內蛋白質變性,并使細胞失去活性,對生物具有致癌、致畸和致突變等潛在危害(殷偉等,2020),長期染毒會造成心臟、肝臟、腎臟和中樞神經系統(tǒng)等形態(tài)損傷,是一類毒性較強的化學污染物(Duan et al.,2018)。在實際生產中,未經處理的鄰甲酚可通過多種途徑進入水環(huán)境且較難降解,嚴重威脅水生生物的生存和繁衍,進而影響水生態(tài)環(huán)境平衡(K?ktürk et al.,2021)。因此,研究鄰甲酚對水生生物的急性毒性,對突發(fā)鄰甲酚污染水體的安全評估具有重要的理論意義與實際應用價值。【前人研究進展】在鄰甲酚毒性效應方面,Parkhurst等(1979)研究發(fā)現,大型水蚤對鄰甲酚較敏感,其48h半致死濃度(LCs?)為5.00mg/L。大西洋鱈魚(Gadus morhua)鄰甲酚96h半數效應濃度(ECs)為12.00mg/L,10.00mg/L鄰甲酚可抑制魚受精卵發(fā)育過程中色素的沉積(Falk-Petersen et al.,1985)。鄰甲酚對中肋骨條藻(Skeletonema costatum)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)96h的EC??分別為7.99和13.28mg/L,為中度和輕度毒性,較高濃度的鄰甲酚能刺激藻類細胞中總蛋白、總脂質和碳水化合物等合成以防御外源污染物刺激(Feng et al.,2023)。然而,鄰甲酚對淡水魚類,特別是模式生物斑馬魚的毒性效應機理尚不明確。斑馬魚(Danio rerio)為輻鰭魚綱(Actinopterygii)鯉形目(Cyprini-formes)鯉科(Cyprinidae)短擔尼魚屬(Danio)小型淡水魚類,因其對水環(huán)境變化較敏感且具有體型小、成本低、易飼養(yǎng)等特點,成為藥物篩選和化學品急、慢性毒性研究的重要動物模型(Lin et al.,2016;王成等,2019;de Abreu et al.,2019)。目前,斑馬魚藥物毒性研究主要關注胚胎發(fā)育(陳玉翠和陳錦云,2016;Cooman et al.,2022)及心血管、神經(Correia et al.,2019)和肝臟(Li et al.,2022)等組織器官。在烷基酚類化合物對斑馬魚的毒性方面,Puy-Azurmendi等(2014)研究表明,壬基酚通過抑制孵化酶活性導致斑馬魚胚胎孵化時間延遲,影響胚胎正常孵化。張慧等(2017)研究表明,4-壬基酚暴露不僅顯著增加斑馬魚胚胎畸形率,同時對仔魚具有致畸和致死效應。Liu等(2023)將斑馬魚胚胎暴露于不同濃度的四氯雙酚A中,結果發(fā)現斑馬魚早期生活階段出現畸形、甲狀腺受損、腦血管缺失和異常游泳行為,表明四氯雙酚A具有神經和心血管毒性。在鄰甲酚對斑馬魚的毒性方面,僅見張正勇(2008)報道為中等毒性,但其采用的毒性等級劃分標準與現行國家標準不一致;房妮等(2011)研究了鄰甲酚與對甲酚對斑馬魚的聯合毒性,但側重于分析胚胎發(fā)育變化?!颈狙芯壳腥朦c】鄰甲酚對斑馬魚成魚的急性毒性相關報道較少,缺乏與組織病理的聯合分析,其毒性機理尚不明確?!緮M解決的關鍵問題】明確鄰甲酚對斑馬魚成魚的急性毒性及其對肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構的影響,為鄰甲酚對斑馬魚毒性效應的分子機理研究與環(huán)境安全評價和生態(tài)風險評估提供理論依據。采用靜水式方法,將斑馬魚成魚分別暴露于不同濃度鄰甲酚溶液中,記錄染毒24、48、72和96h的各組斑馬魚中毒癥狀和死亡尾數,計算死亡率、LCs?和安全濃度(SC),并進行安全性評價,采用組織病理學技術分析不同濃度鄰甲酚對斑馬魚肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構的影響。

      1材料與方法

      1.1試驗材料

      鄰甲酚(純度≥98%)購自上海麥克林生化科技股份有限公司,丙酮購自貴州科益創(chuàng)生物科技有限公司,甲醛、無水乙醇、二甲苯、冰醋酸、氨水、蘇木精、伊紅、石蠟和中性樹膠均購自南昌雨露實驗器材有限公司,斑馬魚膨化配合飼料購自成都通威集團有限公司。斑馬魚成魚購自中國科學院水生生物研究所國家斑馬魚資源中心,體長34.47±2.21mm,經5%食鹽水消毒后置于圓形蓄養(yǎng)槽(直徑820mm、高700mm)馴養(yǎng)7d,養(yǎng)殖用水為人工曝氣72h以上的自來水,水溫(26.35±1.98)℃,溶解氧gt;6.5mg/L,pH7.35±0.10。馴養(yǎng)期間每天7:00和18:00各投喂1次膨化配合飼料,投喂量為斑馬魚體質量1%~3%;每天換水1/3~1/2,并清除糞便和食物殘渣。7d死亡率不超過5%視為合格,選取健康、大小一致且無疾病的斑馬魚作為試驗材料。動物試驗由銅仁學院動物倫理委員會批準,批準號:EAE-TRU-2022-018。

      1.2急性毒性試驗

      正式試驗前,于2022年9月8—22日參照孔志明(2017)的方法進行預試驗,確定鄰甲酚對斑馬魚96h最高耐受濃度(LC?)和24h最低全致死濃度(LC1o0)。在二者間按等對數間距設5個鄰甲酚濃度梯度,分別為15.00、19.74、25.98、34.19和45.00mg/L試驗組,以不添加鄰甲酚(0mg/L)為對照組,每組設4個平行,每平行15尾魚,其中3個平行用于數據統(tǒng)計,1個平行用于解剖觀察。于2022年9月23—30日進行正式試驗,采用靜水式方法,將斑馬魚暴露于相應濃度鄰甲酚溶液中,每天更換1/2相應濃度鄰甲酚溶液,測定并記錄溶液溫度、pH和溶解氧,及時清理死魚,試驗期間不投喂飼料。試驗開始后連續(xù)觀察8h,記錄染毒24、48、72和96h的各組斑馬魚中毒癥狀和死亡尾數,對照組死亡率不超過2%視為試驗有效,按公式(1)計算死亡率。

      死亡率(%)=死亡尾數/總尾數×100(1)

      1.3組織病理觀察

      分別于斑馬魚染毒24、48、72和96h時,隨機選取3尾魚進行解剖觀察,收集染毒96h的斑馬魚肌肉、鰓和肝臟組織,用4%甲醛進行固定。參照李培倫等(2022)的魚類組織器官石蠟切片制作方法并略加改動,將固定好的斑馬魚肌肉、鰓和肝臟組織經梯度酒精脫水后,進行石蠟包埋、切片(厚度5μm)、蘇木精—伊紅染色(HE染色)和中性樹膠封片,使用光學顯微鏡觀察分析并拍照記錄各組織主要病變部位。

      1.4統(tǒng)計分析

      采用SPSS27.0對試驗數據進行整理,以平均值±標準差表示。利用加權回歸法計算不同染毒時間的LC。和95%置信區(qū)間。

      根據特倫堡(Turubell)公式,計算鄰甲酚對斑馬魚成魚的安全濃度(SC)。

      SC=48h-LC50×0.3/(24h-LC50/48h-LC50)2(5)

      式中,24h-LC,為24h的半致死濃度(mg/L),48h-LC50為48h的半致死濃度(mg/L)。

      毒性等級劃分參照現行國家標準GB/T31270.12—2014《化學農藥環(huán)境安全評價試驗準則第12部分:魚類急性毒性試驗》,根據96h的LCs將鄰甲酚對斑馬魚急性毒性的等級劃分為劇毒(96h-LC50≤0.10mg/L)、高毒(0.10mg/Llt;96h-LC50≤1.00mg/L)、中毒(1.00mg/Llt;96h-LC50≤10.00mg/L)和低毒(96h-LC50gt;10.00mg/L)。

      2結果與分析

      2.1不同濃度鄰甲酚對斑馬魚行為的影響

      隨著鄰甲酚濃度的升高和染毒時間的延長,斑馬魚中毒癥狀呈加重趨勢。對照組斑馬魚行為正常。19.74mg/L組多數斑馬魚表現較正常,但存在部分死亡個體。34.19mg/L組斑馬魚在96h內表現為前期異常興奮,中期游動緩慢且嚴重側翻,后期靜臥水底并逐漸死亡,魚體表明顯受損,解剖后發(fā)現內臟器官均嚴重損傷。45.00mg/L(最高濃度)組斑馬魚染毒即出現強烈應激反應,急性中毒癥狀表現為呼吸困難、狂游、抽搐、輕微側翻、對外周刺激反應遲鈍,10~15min后嚴重側翻,2~3h后失去平衡而靜臥水底,24h內全部死亡;肉眼觀察可見該組斑馬魚肌肉、泄殖孔和鰭基部嚴重紅腫出血,解剖后發(fā)現鰓絲出血,腹腔內存在黃色積液,肝胰臟和膽囊腫脹,少量個體出現肌肉、鰓絲和肝臟腐爛。

      2.2不同濃度鄰甲酚對斑馬魚的急性毒性

      如表1所示,對照組斑馬魚在96h急性毒性試驗中均未死亡。15.00mg/L組斑馬魚染毒96h時無明顯中毒癥狀,15.00mg/L為96h最高耐受濃度(LC?),持續(xù)染毒7d后仍有斑馬魚存活,表明該濃度鄰甲酚對斑馬魚的毒性較低。染毒48h時,19.74、25.98和34.19mg/L組死亡率較24h時升高,45.00mg/L組斑馬魚全部沉至水底死亡。染毒72h時,25.98和34.19mg/L組死亡率較48h時升高,19.74mg/L組無明顯變化。染毒96h時,34.19mg/L組死亡率較72h時升高,其余組無明顯變化。45.00mg/L組染毒24h時死亡率達100%,45.00mg/L為24h最低全致死濃度(LC100)。

      2.3鄰甲酚對斑馬魚的LC?及安全性評價

      如表2所示,鄰甲酚對斑馬魚成魚24、48、72和96h的LC50分別為34.721、30.079、27.123和27.092mg/L,SC為6.612mg/L。參照毒性等級劃分標準,96h-LC50gt;10.00mg/L,毒性等級為低毒。

      2.4不同濃度鄰甲酚對斑馬魚肌肉組織顯微結構的影響

      由圖1可知,對照組斑馬魚肌纖維完整,呈長圓柱形,不分支,肌纖維邊緣、肌膜下方分布具有明顯核仁的橢圓形細胞核(圖1-A)。15.00和19.74mg/L組斑馬魚染毒96h后,肌纖維無明顯變化(圖1-B和圖1-C);25.98mg/L組斑馬魚染毒96h后,肌纖維出現輕微斷裂(圖1-D);隨著鄰甲酚濃度的增加,34.19mg/L組斑馬魚染毒96h后,肌纖維出現斷裂和溶解,腫脹、壞死(圖1-E);45.00mg/L組斑馬魚染毒96h后,肌纖維嚴重斷裂和溶解,腫脹和壞死程度明顯加重(圖1-F)。

      2.5不同濃度鄰甲酚對斑馬魚鰓組織顯微結構的影響

      由圖2可知,對照組斑馬魚鰓小片呈扁平囊狀,清晰完整,兩側排列整齊,上皮層由泌氯細胞、扁平細胞等構成,細胞排列規(guī)則,緊貼鰓小片表面(圖2-A)。15.00和19.74mg/L組斑馬魚染毒96h后,鰓組織無明顯變化(圖2-B和2-C)。25.98mg/L組斑馬魚染毒96h后,鰓小片頂端輕微腫大、上皮隆起、上皮細胞腫脹(圖2-D)。34.19mg/L組斑馬魚染毒96h后,鰓小片末端明顯腫脹,上皮細胞出現損傷和脫落,紅細胞數量增多(圖2-E)。45.00mg/L組斑馬魚染毒96h后,鰓上皮細胞損傷、脫落加重,鰓小片末端明顯腫脹,紅細胞數量增多,導致細胞輪廓模糊、排列雜亂,并伴隨細胞溶解(圖2-F)。

      2.6不同濃度鄰甲酚對斑馬魚肝臟組織顯微結構的影響

      由圖3可知,對照組斑馬魚肝臟由大量肝板構成,肝細胞排列組成2層板狀結構,肝板間為互相連接的無規(guī)則排列網狀血竇;肝細胞呈不規(guī)則橢圓狀,大小勻稱且排列整齊,圓形細胞核位于細胞中央,肝血竇大小及形態(tài)正常(圖3-A)。15.00和19.74mg/L組斑馬魚染毒96h后,肝臟顯微結構無顯變化,肝細胞以中央靜脈為中心呈樹狀分布,中央靜脈中分布紅細胞(圖3-B和圖3-C)。25.98和34.19mg/L組斑馬魚染毒96h后,肝臟出現大面積細胞空泡化,細胞溶解明顯,肝細胞核萎縮變形、溶解或偏移,血竇擴張(圖3-D和圖3-E)。45.00mg/L組斑馬魚染毒96h后,肝細胞輪廓模糊,空泡數量明顯增加、范圍擴大,細胞溶解程度加重,肝細胞核萎縮變形、溶解程度加深,血竇中紅細胞破裂,肝細胞呈壞死狀態(tài)(圖3-F)。

      3討論

      3.1鄰甲酚對斑馬魚成魚的急性毒性

      鄰甲酚是環(huán)境激素類化合物中的一種,本研究中,斑馬魚成魚的中毒癥狀表現為前期異常興奮,中期游動緩慢且嚴重側翻,后期靜臥水底并逐漸死亡,該癥狀與房妮等(2011)研究4種烷基酚類化合物對斑馬魚毒性效應結果基本吻合。鄰甲酚對斑馬魚成魚24、48、72和96h的LC50分別為34.721、30.079、27.123和27.092mg/L,SC為6.612mg/L,毒性等級為低毒,而房妮等(2011)報道鄰甲酚對斑馬魚為中等毒性,可能是由于參照的毒性等級劃分標準不同,但48、72和96h的LC?與前人研究結果相近,而24h的LC??相對較低,可能與斑馬魚品系不同和外界環(huán)境因素等有關,尚需進一步驗證。相同染毒時間下,隨著鄰甲酚濃度的升高,斑馬魚成魚死亡率呈上升趨勢,表明在一定濃度范圍內,鄰甲酚對斑馬魚成魚具有急性毒性;相同鄰甲酚濃度下,隨著染毒時間的延長,斑馬魚成魚死亡率也呈上升趨勢,表明鄰甲酚在斑馬魚成魚體內存在累積效應,與戚珍珠等(2016)研究得出壬基酚對1月齡泥鰍(Misgurnus anguilli-caudatus)急性毒性具有累積效應的結果一致。相關研究表明,含酚類化合物的工業(yè)、農業(yè)廢水排放危害魚類及其他水生生物的正常生命活動(Wang et al.,2022;Arifin et al.,2023),在水產養(yǎng)殖中應及時關注水環(huán)境變化。本研究中,斑馬魚成魚鄰甲酚安全濃度是由單一鄰甲酚暴露所致,但在實際養(yǎng)殖生產中,水環(huán)境中其他酚類化合物的種類和濃度可能增強或降低鄰甲酚毒性,且毒物間存在拮抗、相加或協(xié)同效應,尚需開展鄰甲酚與其他酚類化合物的聯合毒性研究或結合養(yǎng)殖實際環(huán)境進行綜合分析。

      3.2鄰甲酚對斑馬魚肌肉組織顯微結構的影響

      魚類等水生動物的肌肉組織是其與外界水環(huán)境距離較近的部位,作為水生動物機體運動功能的效應器官,也是其能量代謝的關鍵部位,當水體受化學藥物污染、溶解氧不足或水溫波動時,可能導致肌肉組織發(fā)生形態(tài)損傷和病理變化,影響機體的運動功能(Wu et al.,2012)。張紀亮等(2012)研究三苯基錫對鯽(Carassius auratus)稚魚肌肉組織結構的影響,發(fā)現10ng/L三苯基錫暴露可造成部分肌絲斷裂,100ng/L三苯基錫暴露可使肌纖維間隙增大,導致肌纖維明顯斷裂。吳楠等(2015)研究表明,不同濃度的溴氰菊酯均可損傷克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)肌纖維超微結構,導致肌原纖維斷裂、肌漿網溶解。本研究中,鄰甲酚濃度為15.00和19.74mg/L時,斑馬魚肌肉組織顯微結構無明顯變化,推測此時毒性較低,尚未導致肌肉組織病理損傷,鄰甲酚濃度達34.19和45.00mg/L時,斑馬魚肌纖維嚴重斷裂和溶解,并伴隨腫脹和壞死癥狀,與張紀亮等(2012)、吳楠等(2015)的研究結果一致,表明酚類化合物可通過血液循環(huán)進入肌肉組織,造成肌肉蛋白變性及脂類溶解,導致肌無力,與本研究中高濃度鄰甲酚暴露后,斑馬魚成魚游動緩慢且嚴重側翻等行為吻合,可能是鄰甲酚抗氧化作用導致了斑馬魚應激反應,其毒理學機制尚需通過掃描電鏡或透射電鏡分析肌肉組織超微結構及測定相關應激抗氧化酶活性等進一步研究。

      3.3鄰甲酚對斑馬魚鰓組織顯微結構的影響

      鰓組織作為魚類重要的呼吸器官直接暴露于水環(huán)境中,是機體直接與外界進行氣體交換的媒介,可為魚類機體的新陳代謝活動提供充足氧氣,在參與滲透壓調節(jié)、維持離子穩(wěn)態(tài)及含氮類廢物排泄等方面發(fā)揮關鍵作用(Ni et al.,2019)。鰓組織主要由鰓弓、鰓耙、鰓絲和鰓小片構成,對水環(huán)境變化較敏感,水體受烷基酚類化合物污染時可在短時間內導致鰓組織形態(tài)結構遭受破壞,影響魚類的正常生理呼吸和滲透壓調節(jié)功能,進而阻礙其生長發(fā)育和生存繁衍。同時,鰓是多種有害物質的靶器官,其組織顯微結構變化反映了化學污染物對魚類的毒性效應,有助于獲取水環(huán)境污染信息(Paravani et al.,2019)。環(huán)境中的有毒化合物主要通過2種方式損害鰓組織顯微結構:一種是刺激鰓組織的防御系統(tǒng),通過應激反應引起間接損傷,表現為上皮細胞腫大且部分增生、細胞水樣變性或毛細血管充血等;另一種是有毒化合物以鰓組織為靶器官引起直接損傷,導致上皮細胞損傷、壞死或脫落等(Fanta et al.,2003)。Zod-row等(2004)研究表明,斑馬魚腹腔注射70ng/g(魚體質量)2,3,7,8-四氯二苯并-對-二噁英5d后,鰓絲上皮細胞腫大,鰓小片出現融合。Velmurugan等(2007)報道高效氯氟氰菊酯可導致麥瑞加拉鯪(Cirrhimus mrigala)鰓上皮細胞壞死和脫落。Gao等(2021)研究發(fā)現,0.70mg/L馬杜拉霉素暴露可導致克氏原螯蝦鰓上皮細胞斷裂、脫落,細胞核凝結,微血管腔受損。本研究結果與上述研究結果一致,鄰甲酚濃度為15.00和19.74mg/L時,斑馬魚鰓組織顯微結構無明顯變化,隨著鄰甲酚濃度的升高,斑馬魚鰓組織顯微結構損傷程度呈加重趨勢,45.00mg/L(最高濃度)鄰甲酚暴露96h后,斑馬魚鰓小片末端腫大出血、上皮細胞脫落并溶解,使血液與水環(huán)境的氧氣交換受阻,導致具有運輸氧氣功能的紅細胞數量增多,與直接損傷表現一致,推測斑馬魚鰓組織可能是鄰甲酚毒性侵害的關鍵靶器官之一。

      3.4鄰甲酚對斑馬魚肝臟組織顯微結構的影響

      肝臟是不僅是魚類的代謝中心,而且是各種外源有毒化合物解毒的重要器官,具有抵御外來藥物和毒物侵害的作用(Ratn etal.,2018)。由于肝臟自身功能、位置和血液運輸的特性,其也是許多水體污染物聚集的主要器官,當水體受污染后,肝臟組織的顯微結構呈細胞空泡化(van der Oost et al.,2003;Pesce et al.,2008),其機制是毒性化合物侵入魚類體內后,造成肝細胞線粒體腫大,使活性氧自由基增加,引起脂質過氧化,從而導致細胞膜系統(tǒng)的結構和功能遭受破壞。本研究中,斑馬魚暴露于15.00和19.74mg/L鄰甲酚96h后,肝臟組織顯微結構無明顯變化,鄰甲酚濃度達34.19mg/L時,肝臟組織細胞溶解明顯,肝細胞核萎縮變形、溶解或偏移,表明此時鄰甲酚誘導肝臟產生了氧化應激。斑馬魚暴露于45.00mg/L鄰甲酚96h后,肝細胞輪廓模糊,空泡數量明顯增加,細胞溶解程度加重,肝細胞核萎縮變形、溶解程度加深,導致肝細胞呈壞死狀態(tài)。水生動物受外源有毒污染物入侵后,其肝臟細胞膜系統(tǒng)受侵害,肝細胞變形、細胞空泡化和細胞溶解均預示細胞壞死,細胞壞死情況加重會引起肝臟功能受損,從而導致非正常死亡(Tullio et al.,2024)。張武肖等(2015)研究表明,25.00mg/L氨氮脅迫后,團頭魴(Megalobrama amblycephala)幼魚肝組織纖維結構表現為肝細胞腫大、細胞核溶解、細胞空泡化和血竇擴張等。本研究結果與張武肖等(2015)的研究結果一致,鄰甲酚毒性效應的分子機制有待深入研究。

      4結論

      鄰甲酚對斑馬魚成魚的毒性效應隨著暴露濃度升高、時間延長而增強,屬于低毒性酚類污染物。高濃度鄰甲酚暴露可導致斑馬魚成魚肌肉、鰓和肝臟組織顯微結構嚴重損傷。

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      (責任編輯 劉可丹)

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