生态毒理学中生物标志物研究进展
生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用
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生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用随着环境污染程度的逐渐加剧,对生态毒理学的研究越来越受到关注。
生态毒理学是研究环境化学品对生物的毒性效应和环境基质中的生物毒理问题的学科。
在生态毒理学的研究中,生物标志物成为一种很重要的方法。
本文将探讨生态毒理学研究中的生物标志物探测和应用。
一、生物标志物的定义和分类生物标志物是一种能够反映生物体内生化变化的指标。
它能够反映生物体对外界环境因素的响应和对环境中化学污染物的暴露情况。
根据反映信号的机理和来源,生物标志物可以分为三类:代谢物标志物、蛋白质标志物和基因标志物。
1.代谢物标志物代谢物标志物是指通过生物体内新陈代谢过程中产生的代谢产物,包括代谢酶和代谢产物。
代谢酶主要指肝细胞内的谷草转氨酶和碱性磷酸酶等一些酶,而代谢产物则主要指尿液和血液中的代谢产物。
2.蛋白质标志物蛋白质标志物主要是通过生物体内反应而产生的蛋白质,它们能够直接反映生物体受污染程度的变化情况。
如胃肠激素类、神经肽类、生长因子及其受体、细胞凋亡标志物等。
3.基因标志物基因标志物是指以基因阵列技术为基础的一类新型的生物标志物。
能够通过基因表达量和突变频率反映生物体对环境中化学污染物的响应,以及对环境因素变化的适应性。
二、生物标志物在生态毒理学研究中的应用生物标志物在生态毒理学的研究中有着广泛的应用,可以通过生物标志物的检测和分析,了解生物在受到化学污染物影响时的生理状况和对环境的响应。
1.毒物质的生物评价毒物质是环境中对生物体有害的化学物质,在生态毒理学研究中,常常需要对其进行生物评价。
但是,单纯的急性和慢性毒性试验往往不能准确反映毒物质对生物体的影响。
而生物标志物的检测和分析则可以通过生理和代谢的改变反映化学毒性物质的剂量和作用方式,以及相应生物响应。
2.毒物质的生物监测毒物质的生物监测是生态毒理学研究的重要内容,也是社会保障的一项重要工作。
人类通过生物检测技术可以检测出环境中毒物质的存在情况,并且通过生物标志物的变化程度反映环境中有害污染物对健康的长期影响。
环境毒理学研究中的生物标志物
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环境毒理学研究中的生物标志物生物标志物是指生物体内、组织或者环境中可呈现有关物质暴露的反映物,它可以为环境毒理学研究提供了有力的证据,并且为人类健康的评价提供了可靠的基础。
自20世纪60年代起,生物标志物一直是环境毒理学研究中的重要部分,因为它们可以展现复杂毒理事件的作用和功效,帮助研究人员了解生物体与化学物质之间的相互作用。
生物标志物可以是整个生物体的化学成分,也可以是生物组织中的分子或小片段。
例如,在血液或尿液中检测代谢产物,可以揭示毒理事件对个体的影响以及其暴露水平。
在DNA中检测突变,可以检测出对生命功能产生永久性影响的基因突变。
然而,在实践中,使用生物标志物并不容易,其中存在许多技术和生物学问题需要克服。
首先,许多环境毒理学研究中所需要检测的物质在生物体中的浓度非常低,需要开发更加精细和灵敏的技术来检测。
其次,新的生物标志物通常需要一系列的研究来建立它与硬性结果之间的联系,此外,个体之间的差异性也必须被考虑,在建立生物标志物参考范围和评价标准时,这些差异性必须要得到合理的考虑。
最后,许多环境毒理学研究的样本往往来自于野生种群,与实验条件和控制不同,因此,这些生物标志物的结果也非常复杂和容易误导。
尽管有许多困难和挑战,但生物标志物仍然是环境毒理学研究的重要组成部分。
随着技术的不断创新和解决技术难题的不断进展,生物标志物也将越来越重要,将成为环境毒理学工具箱中的重要研究工具。
在中国的环境保护和卫生行业中,生物标志物成为近年来越来越热门的研究方向。
一方面,随着城市化进程的加速,环境污染问题愈发严重,更多的病例也被发现,人们对环境毒理学研究的需求越来越高。
另一方面,新的环保法律和标准也要求在评估环境风险时,必须考虑生物标志物的应用。
由于环境毒理学研究的重要性,中国也有一些研究机构致力于推动生物标志物的研究。
例如,中国环境科学研究院生态环境研究中心和中国科学院环境健康中心等单位都在开展生物标志物的应用研究。
环境毒理学中的生物标记物研究
![环境毒理学中的生物标记物研究](https://img.taocdn.com/s3/m/d0ec92faba4cf7ec4afe04a1b0717fd5370cb24c.png)
环境毒理学中的生物标记物研究环境毒理学是研究污染物对生物体的毒性效应和生态风险评估的科学领域。
在环境毒理学研究中,生物标记物是一项非常重要的工具,它可以用来监测和评估生物体受到的污染物暴露和体内毒性效应。
本文将介绍环境毒理学中的生物标记物研究。
一、什么是生物标记物?生物标记物是通过对生物体内的生化、生理、行为等指标进行监测,来反映生物体暴露于污染物的程度或其所引起的生态效应的物质。
生物标记物可以是生物体的分子、细胞、组织、器官或完整个体的特征性指标。
通过对生物标记物的分析和监测,可以及时了解污染物对生物体的影响,并对环境污染进行有效的评估和控制。
二、生物标记物的分类根据其监测对象的不同,生物标记物可以分为分子标记物、细胞标记物、组织标记物和个体标记物。
分子标记物主要包括某些物质或基因的变化,如DNA损伤、蛋白质氧化、酶活性的改变等。
这些分子标记物的变化往往与暴露于污染物的剂量和时间有关,可以用于评估污染物的暴露程度和生物体对污染物的敏感性。
细胞标记物是生物体内细胞功能和结构的指标,如细胞死亡率、细胞膜通透性的改变等。
通过对细胞标记物的监测,可以了解到暴露于污染物后细胞发生的异常变化,从而反映出污染物的毒性效应。
组织标记物主要是通过对组织结构和功能的监测,来评估污染物对生物体的影响。
如肿瘤细胞的形成、组织损伤的发生等,都可以作为组织标记物来使用。
个体标记物是对整个生物体的监测,如动物的行为、生长发育、生殖能力等。
通过对个体标记物的监测可以了解到生物体整体对污染物的适应能力和生态风险的评估。
三、生物标记物的应用生物标记物在环境毒理学研究中有着广泛的应用。
首先,生物标记物可以用来指示环境中污染物的存在和浓度。
例如,某些鱼类体内富集有某种金属元素,可以作为海洋和淡水中金属污染的指示物;某些植物在暴露于重金属污染土壤中会出现生长受阻等现象,可以作为土壤重金属污染的指示物。
其次,生物标记物可以用来评估污染物对生物体的毒性效应。
生态毒理学研究方法及其应用
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生态毒理学研究方法及其应用生态毒理学指的是研究生态系统中生物与环境污染物之间相互作用关系的学科,是环境科学领域中的一个重要分支。
为了更好地了解毒物对环境与生物的危害程度以及评估生态系统健康状况,需要采用一系列科学的研究方法。
本文将介绍生态毒理学研究方法及其应用。
一、生态毒理学研究方法1. 毒性试验毒性试验是研究物质对生物的毒性程度的基本方法之一。
常用的毒性试验方法包括急性毒性试验、亚急性毒性试验和慢性毒性试验。
急性毒性试验可以评估在短时间内暴露下物质对生物的毒性;亚急性毒性试验可以评估生物长期暴露在某种物质下的损害程度;慢性毒性试验则可以评估毒物长时间低剂量暴露情况下对生物体造成的潜在风险。
2. 生物标志物生物标志物是使用生物体内的某些物质或生理指标来反映环境污染程度和毒物暴露水平的方法。
常用的生物标志物包括酶活性、代谢产物、DNA损伤指标等。
生物标志物可以作为一种可靠的检测和监测手段,评估生态系统中污染物对生物体的影响。
3. 生态毒理学模型生态毒理学模型是通过对生态系统中污染物在生物体内、水、土壤和大气等不同介质中的迁移、转化和作用进行数学模型化,预测生态系统中污染物的存在和可能发生的效应的方法。
生态毒理学模型广泛应用于污染地区环境风险评估、环境管理和规划及生态安全评估等方面。
二、生态毒理学的应用1. 环境污染评估生态毒理学可以通过评估环境样品中的毒性及生物学影响,了解污染物对环境的影响,为环境保护和生态修复提供科学依据。
生态毒理学方法可以预测环境中有毒或危险物质的成分、来源以及后果,有助于做好环境保护工作。
2. 生态系统管理生态毒理学可以为生态系统管理提供科学依据。
生态毒理学模型可以预测生态系统中物质的迁移,提供生态系统的维护与改善方案。
同时,生物标志物可以监测生态系统中物质的暴露和损伤程度,为环境污染和生态失衡预警提供数据支持。
3. 毒物风险评估生态毒理学方法可以帮助评估毒物对整个生态系统的影响,对于评估毒物安全性、毒性水平及可能的毒害机制有很大帮助。
生物标志物的研究进展
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效应 [。 言之 , 3简 ] 生物 标志 物是 生 态毒理 学试 验 的
终点, 所谓 终 点 , 即在生态 毒 理试验 过程 中所测 得 生物 体的 生物 学反应 。
收 稿 E期 : 08 0- l 2 0 - 2 1 5
随着分子 生物 学理论和 技术 的迅 速发 腱, 生物
标志物 (b o a e ) im k r 的研究作 为 个崭新的领 域逐 渐 引起 了国 内外 预防 医学 界的 i 沛 。 , 物 l J j _ 。 { ’
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或 由暴 露所 引起 的亚致 死 效 应 资料 瞄。 生物 标志 : 物 是 机 体对 某种 或某 些 化 学物 质 的牛物 学 反应 , 可 用 以衡量化 学物 质暴 露 ,有 时也用 以衡量 毒性
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生物 监 测 ( im n t r n ) 生 物 标 志 物 是 B o o io ig 和
年 美 国国家 科学 院首 先将 乍物标 志 物定 义 为 0 牛 j 物 体或 样 品可测 出由外 来 化合物 导致 的细胞 学 或
生物标志物研究的回顾与思考
![生物标志物研究的回顾与思考](https://img.taocdn.com/s3/m/6d32156d48d7c1c708a14564.png)
中国科学院水生生物研究所徐盈
有关持久性有机污染物(POPs)的环境影响及其生态安全评价,已成为当今环境科 学研究的前沿和最富活力的生长点之一.目前已有许多对环境中POPs进行定性定量分 析的国际标准化学分析方法,但是这些精确的仪器分析方法往往价格昂贵.费时费剂。 而且不能检测生物效应。环境保护的最终目标是保护人类赖以生存的生态系统,生物效 应理应是主要关注的目标。深入研究作为指示污染物危害生物信号的生物标志物.对于 揭示POPs的生态毒理学效应。生态风险评价及其危害早期预报具有重要的科学意义和 广泛应用前景。 生物标志物是指生物体内由于外源化合物的诱导所产生的可测量的变化,这些变化 包括细胞、生理生化成分、生物转化过程以及结构与功能方面的改变。因此,从广义上 讲,生物标志物是研究污染物与不同水平的生物组织的反应,并用所产生的毒性影响来 反映污染物的作用.虽然生物标志物指示污染物的危害可在不同水平上选择。但随着分 子一细胞一组织一个体一种群水平的生态相关性增加,而可检测的生物标志物却大大减 少。这是因为污染物对生态系统的影响需要经历一段较长的时问才能表现出来,如果等 到生态系统完全退化或功能全部丧失.那时的一切研究已经晚矣.因此,生物标志物研 究的立足点在于其早期预报(early warning)研究。在生态系统中.无论污染物对生 态系统的影响有多复杂或者最终的影响如何严重.其最早期的影响必然是从分子水平上 的作用开始的.然后逐一从分子、细胞、组织、个体、种群、群落以至整个生态系统各 个水平上反映出来.分子水平的变化是毒性影响的最早期信号,形态学观察到的变化所 显示的往往已经是毒性影响的后期结果.因此选择分子水平和不同层次上的生物,根据 不同污染物的毒性反应,开展利用生物标志物早期预报污染物危害影响的研究,具有最 重要的科学价值。 生物标志物分为暴露生物标志物、效应生物标志物和耐受性生物标志物。这三者在 实际应用中是相辅相成的。暴露标志物反映的是毒物在生物体内或引起生物效应的剂 量。通常.暴露生物标志物为母体化合物或者其代谢产物,需要采用化学分析的方法去 定性定量:效应标志物是指生物内能够导致危害的生化,生理方面的改变,酶功能的改 变或者污染物与DNA等生物大分子的相互作用。离体与活体生物试验方法是研究效应生 物标志物必不可少的试验模型。耐受性标志物是指生物个体固有的对污染物特定的敏感 反应,因此选择指示性生物或生物指示物进行试验对于生物标志物的灵敏度和特异性至
环境毒理学研究中的生物标志物应用
![环境毒理学研究中的生物标志物应用](https://img.taocdn.com/s3/m/b8772221a9114431b90d6c85ec3a87c240288ae6.png)
环境毒理学研究中的生物标志物应用环境污染是当前人们共同面临的问题之一,而环境污染对生态系统、动物和人类的影响越来越明显。
在环境污染防治的过程中,科研人员常常使用生物标志物来确定病害或分析污染物的来源和影响。
本文将详细介绍环境毒理学研究中生物标志物的应用,包括生物标志物的概念、分类、选择、采集、分析和评估等方面,以期为环境污染防治及生物安全保护提供参考。
一、生物标志物的概念生物标志物(biomarker)是指在生物体内或其代谢产物中可以被检测到的物质,可反映环境负荷或某种生物学状态的参数。
它们可以是生命体内代谢产物的聚合物或其降解产物,如内源性类固醇、蛋白质、核酸或其外源化合物(如有机污染物、重金属)。
生物标志物可以通过生物学特征(如生物指示器)或生物过程(如毒素代谢结果)来检测环境影响。
通过检测生物标志物,可以对环境污染的程度和对生物体的影响进行评估、预测和控制。
二、生物标志物的分类生物标志物按环境污染物学过程分类可分为四类:代谢标志物、效应标志物、毒性标志物和敏感标志物。
其中,代谢标志物反映环境污染物在生物体内的代谢过程,如多环芳烃、二噁英、苯系物等;效应标志物是直接反映环境污染物对生物体影响结果的指标,如DNA损伤、蛋白质和细胞膜等的崩解;毒性标志物是毒物或代谢产物引起毒性反应和毒性临床症状的指标,如气胸毒素、蓝氧盐、苯胺等;敏感标志物是最敏感地反映生物体对环境污染物暴露的指标,如儿茶酚,鸟苷酸等。
根据生物体类别分为三类:单细胞生物标志物、无脊椎动物标志物、脊椎动物标志物。
其中,单细胞生物标志物在微生物学、细胞学和生物化学中有着广泛的应用,对病原体的检测、种类和数量测定具有非常重要的意义。
而无脊椎动物标志物应用于水生环境中污染物的检测和生物监测,包括浮游生物和石油贝壳类等;脊椎动物标志物应用于陆地和水生活环境毒物污染评估和生物监测。
三、生物标志物的选择与采集生物标志物的选择适应于研究目的和环境污染的类型。
生物科技在生态毒理学的研究
![生物科技在生态毒理学的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/43e990927e192279168884868762caaedc33ba6f.png)
汇报人:
生态毒理学概述 生物科技在生态毒理学中的应用 生物科技在生态毒理学中的研究进展 生物科技在生态毒理学中的挑战与前景 结论与展望
生态毒理学概述
生态毒理学的定义
生态毒理学是研究化学物质对生物体和生态系统的毒性效应及其作用机制的学科
生态毒理学关注化学物质在环境中的暴露、吸收、分布、代谢和排泄等过程
添加标题
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跨学科合作:加强与其他领域的合 作,共同推进生态毒理学研究
公众认知与教育:提高公众对生物 科技在生态毒理学中的认知水平, 加强相关教育
THANK YOU
汇报人:
生物科技在生态毒理学中的应 用
基因编辑技术在生态毒理学中的应用
基因编辑技术的原理和工具 基因编辑技术在生态毒理学中的应用案例 基因编辑技术在生态毒理学中的优势和局限性 未来展望:基因编辑技术在生态毒理学中的发展前景
生物信息学在生态毒理学中的应用
生物信息学概述:介绍生物信息学的定义、发展历程和应用领域。
未来展望:展望基 因编辑技术在生态 毒理学中的未来发 展趋势,提出相关 研究建议和展望, 为后续研究提供参 考。
生物信息学在生态毒理学中的研究进展
添加标题
生物信息学概述:介 绍生物信息学的研究 领域、发展历程和应
用现状。
添加标题
生物信息学在生态毒 理学中的应用:阐述 生物信息学在生态毒 理学中的具体应用, 如基因组学、蛋白质 组学、代谢组学等。
生态毒理学研究化学物质对生物体和生态系统的毒性效应,包括急性毒性、慢性毒性、致畸性、 致突变性等
生态毒理学的研究成果可以为环境保护和公共卫生提供科学依据
生态毒理学的研究目的
水环境污染的分子生物标志物研究进展
![水环境污染的分子生物标志物研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/9e511328ccbff121dc368301.png)
水环境污染程度的分子生物标志物的研究进展摘要:介绍了抗氧化酶、非酶参与的小分子抗氧化物质、其他酶蛋白等作为分子水平上的生物标志物,在水环境污染早期诊断和生态风险评价中的研究现状及最新进展,并展望了分子生物标志物在水污染环境早期诊断和生态风险评价中的发展方向。
关键词: 生物标志物;抗氧化酶;小分子抗氧化物质;酶蛋白水生生物与其生存环境构成相互依赖、相互影响的动态系统,水体污染对水生生物产生威胁,同时生物也会做出相应的反应和变化。
因此水生生物反应和变化可作为水环境评价的良好指标。
目前广泛使用的污染指示生物有藻类、藤壶、浮游生物、软体动物、甲壳类、贻贝、牡蛎等,以及各种鱼类,特别是各种底栖鱼类,如:牙鲆、蝶类。
近年来,细胞或分子水平上的生物标志物作为污染物暴露和毒性效应的早期预警指标受到广泛关注,并已成为国内外生态毒理学研究的热点之一,由于其具有特异性、预警性和广泛性等特点,在水环境生态风险评价中的应用日益广泛。
国际毒理界对引起生物系统损伤的估算,包括污染物暴露、敏感性等生物标志物的研究极为重视。
笔者侧重于介绍分子生物标志物监测水体中污染程度及评价污染物对水生动物生存危害性的研究进展。
1 抗氧化酶用作生物标志物的研究抗氧化酶在参与活性氧的清除及机体的保护性防御反应中发挥巨大作用。
超氧化物歧化酶(SOD)是最先与活性氧自由基作用的酶,它可将超氧阴离子(02-)分解为H202和02,过氧化氢酶(CAT)又可继续分解H202,从而降低体内H202的浓度。
除过氧化氢酶外,谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)也可利用H202将还原型谷胱甘肽(GSH)氧化生成氧化型谷胱甘肽(GsSG)。
谷胱甘肽硫转移酶(GST)作为第二阶段解毒酶,可催化污染物与GSH结合,生成极性小分子物质,从而减轻其毒性。
生物体的抗氧化酶对污染物胁迫相当敏感,其活性变化可为污染物胁迫下的机体氧化应激提供敏感信息,因此,抗氧化酶被用作指示环境污染的早期预警,从而成为分子生态毒理学生物标志物研究的热点之一。
生物学意义下毒理学研究的新进展
![生物学意义下毒理学研究的新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/82c239194a35eefdc8d376eeaeaad1f346931101.png)
生物学意义下毒理学研究的新进展毒理学,是研究毒物对生物体的危害及其机制的学科。
它是综合性学科,涉及化学、生物学、医学等多个领域。
在毒理学研究中,人们不仅需要了解毒物的组成和特性,还需要深入研究毒物对生物体的危害机理、毒性表现、途径等方面的内容。
过去,人们主要依靠动物实验进行毒理学研究,如今,随着现代技术的进步,毒理学研究也迎来了新的发展。
一、基因组学在毒理学研究中的应用在人类基因组计划启动之后,高通量测序技术的快速发展,为毒理学研究提供了新的手段和工具,比如可以通过基因芯片来研究毒物与基因表达的关系。
比如,美国国家环境健康科学研究所的研究人员通过使用小鼠基因芯片,分析了多氯联苯(PBBs)、3,3',4,4',5-五氯二苯醚(PCB 126)、苯并[a]芘(BaP)、苯并[a]芘-7,8-二酚(BaP-7,8-DH)等苯并[a]芘衍生物对小鼠肝脏基因表达的影响,发现这些化学物质可以导致细胞凋亡、细胞周期阻滞等变化。
二、毒理学研究进入高通量时代高通量技术的发展,加速了毒理学研究的发展。
比如利用“细胞芯片”技术,可以对毒物和药物的毒性进行快速高效的评估。
这种方法的优点是大幅度减少动物实验的数量,同时对大量样品进行快速检测。
比如,荷兰莱顿大学的研究人员通过使用细胞芯片,对多种有毒或可能有毒的化学物质的毒性进行了评估,发现大部分化合物都会对人类细胞产生不同程度的影响。
三、毒理学研究与人类健康的关系毒理学研究对保护人类健康和环境具有重要意义。
一方面,它可以为制定环境安全和健康法规提供科学依据;另一方面,它可以为诊断和治疗毒物引起的疾病提供基础数据和技术支持。
比如研究巨噬细胞的作用对毒物诱导的肝脏细胞死亡产生的后续影响,可以为毒性肝病的预防和治疗提供新的思路和方向。
四、人工智能在毒理学研究中的应用随着计算机技术的飞速发展,人工智能在毒理学研究中也越来越受到重视。
比如,研究人员可以通过模拟分子的三维结构、互作方式等来预测化学物质的毒性。
生态毒理学研究的新进展
![生态毒理学研究的新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/3bf948bff605cc1755270722192e453610665b39.png)
生态毒理学研究的新进展生态毒理学是环境科学中的一个重要领域,主要研究环境污染对生态系统及生物体的影响,包括污染物的生物毒性、生物累积、生物转化和突变等内容。
自20世纪以来,随着环境问题的加重,生态毒理学一直受到广泛的关注和研究。
近年来,随着科技水平的提高,生态毒理学研究获得了新的进展,受到了越来越多的关注和重视。
一、基于OMICS技术的生态毒理学研究OMICS技术是一种高通量、高灵敏度的综合分析技术,包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等。
基于OMICS技术的生态毒理学研究可以全面、深入地了解污染物与生物体彼此之间的相互作用机制。
例如,通过基因组学研究发现,某些污染物会影响鱼类的性腺发育和生殖能力,蛋白质组学研究发现,某些污染物可以影响肝脏和肾脏的代谢过程。
OMICS技术的发展为生态毒理学研究提供了更加全面和深入的研究方法。
二、新型污染物的生态毒理学研究近年来,一些新型污染物,如纳米材料、微塑料、微银等,不断出现并加剧了环境的污染程度。
这些新型污染物对生态系统和生物体的毒性和行为影响尚未完全了解。
因此,对这些新型污染物的生态毒理学研究具有重要意义。
例如,某些研究表明,微塑料会对生物体的生长、繁殖和行为产生负面影响。
新型污染物的生态毒理学研究,将有助于防止和减缓其对环境和生态系统的不良影响。
三、环境因素对污染物毒性的影响环境因素在影响污染物毒性方面起着至关重要的作用,例如,气候条件、水质状况、生境和季节变化等。
相同的污染物,在不同的环境条件下,其毒性表现不同。
因此,研究环境因素对污染物毒性的影响,对预测和评估环境污染的不同情况及其对生态系统和生物体的影响具有重要意义。
例如,针对富集的污染物物种和形态进行研究,有助于更好地预测和评估生态系统中的化学和生物效应,以及对人类健康的潜在健康风险。
四、多重暴露对生态毒理学的影响生物体可能同时暴露于多种污染物,如化学物质、重金属、放射性物质等,这些暴露可能具有协同作用,从而产生更大的毒性作用。
环境污染物生态毒理学研究进展
![环境污染物生态毒理学研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/ba70d45911a6f524ccbff121dd36a32d7375c78d.png)
环境污染物生态毒理学研究进展一、前言生态毒理学是研究环境污染对生态系统的影响及其如何影响人类健康的学科。
环境污染物生态毒理学研究进展主要针对环境污染物的来源、性质、生态安全等问题展开探索,旨在保护环境、人类健康和生物多样性。
本文将重点介绍环境污染物生态毒理学研究的进展。
二、环境污染物的来源和分类环境污染物的来源主要有两种,一种是自然界本身就存在的物质,另一种则是人类活动造成的物质污染。
根据来源的不同,环境污染物可以分为两类:天然污染物和人为污染物。
天然污染物是指自然界中存在的对生物有害的物质,如自然放射性物质、火山喷发所释放的物质等。
人为污染物则是指一些由人类活动所产生的对环境和生物有害的物质,如工业废水、农药、重金属等。
三、环境污染物的生态毒理学效应环境污染物对生态系统和人类健康的危害主要表现在以下几个方面:1. 生物毒性效应环境污染物中的有害成分会阻碍细胞的正常功能,并且会对生物的产生致癌等作用,从而形成生物毒性效应。
其中,某些污染物也会对人类的生殖功能、心血管健康等方面造成危害。
2. 环境毒性效应环境污染物可能导致一些污染物的聚集,形成环境污染,从而让生态系统陷入不断恶化的循环中。
其中,环境污染中的沉积物和污染的水会对入水生物的生存和繁殖产生不利作用。
3. 植物毒性效应环境污染物中的重金属污染物可能对植物的生长和生命活动产生有害影响,甚至有可能导致植物死亡。
同时,污染物还可能阻碍植物的光合作用,导致植物无法正常进行光合作用。
四、目前环境污染物生态毒理学研究的热点问题1. 污染物生态效应的标准化当前,全球各国都在积极寻求一种可持续发展的道路,而保护生态环境是其主要内容之一。
因此,在关注污染物对生态环境的损害程度时,需要制定相应的标准来进行评价。
同时,这些标准还可以在某种程度上反映当地的生态安全状况。
2. 复合环境污染物的生态毒理学效应评估当前,环境污染物对生态环境的危害越来越高,特别是地下水中溶解性物质的污染问题越来越严重,因此,如何评估复合污染物的生态毒理学效应成为一个热门的研究课题。
环境毒理学中的分子标志物研究和应用
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环境毒理学中的分子标志物研究和应用环境污染已经成为世界公认的问题,环境毒理学则是研究化学物质对人体和生态系统的影响。
为了解决这个问题,科学家们日益将重点放在环境污染物的检测、评估和控制等方面。
而分子标志物则成为了环境毒理学领域中最受关注的研究方向之一。
1. 环境毒理学中的分子标志物是什么?分子标志物是具有生物学或化学特征的分子。
研究表明,环境污染物可以通过调节基因表达、代谢变化和蛋白质表达等方式影响生物体内的分子水平。
因此,环境毒理学中的分子标志物是指在环境污染物暴露后,生物体内发生改变的一些分子。
2. 分子标志物在环境毒理学中的应用2.1 作为环境污染物暴露指标分子标志物在环境污染物暴露指标方面的应用,主要是通过检测生物体内的分子水平变化来评估环境污染物暴露程度。
这样可以更准确地判断环境污染的程度和污染源,对于环境监测和评估具有重要意义。
例如,一些有机污染物如多氯联苯和异丙酚等都被证明可以诱导一些基因表达的改变,这些基因与细胞毒性和肝脏损伤等相关。
2.2 作为环境污染物暴露后影响评估指标利用分子标志物作为环境污染物暴露后影响评估指标,可以对环境污染物对生物体机制的影响进行评估。
例如,通过研究蛋白质表达的改变情况,可以评估环境污染物对细胞生长、代谢和免疫等机制的影响。
2.3 作为环境毒理学研究的基础除了在环境污染物暴露指标和环境污染物暴露后影响评估指标方面的应用外,分子标志物在环境毒理学研究中的应用变得越来越广泛。
这些研究可以帮助人们更好地了解环境污染物的毒性机制和对生物体造成的影响。
3. 分子标志物研究的亟待解决的问题分子标志物研究的发展对环境毒理学和环境保护等领域的未来发展起着至关重要的作用。
但是,分子标志物研究仍面临着一些亟待解决的问题,如标准化问题、生物标本的处理问题和生物多样性等问题。
与此同时,随着分子标志物研究发展得越来越深入,涉及的研究和检测技术也变得越来越复杂。
不仅需要更多的人力和物力,而且需要更加全面和系统的技术支持。
环境毒理学中生物标志物发现与效应评估研究进展
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环境毒理学中生物标志物发现与效应评估研究进展近年来,环境毒理学研究取得了许多重要进展,其中生物标志物的发现和效应评估成为研究的重要方向。
通过寻找和评估生物标志物,我们可以更好地了解环境污染对生物体健康的影响,为环境保护和健康风险评估提供科学依据。
本文将介绍环境毒理学中生物标志物的发现方法和在毒理效应评估中的应用,以及当前研究的一些进展。
生物标志物,又称生物效应标志物,是对生物体内外特定物质的暴露和效应的指示器。
在环境毒理学中,通过选择合适数量的生物标志物,我们可以量化或分析生物体对于环境污染物的暴露和响应程度。
生物标志物可以是遗传物质、生物分子、生理指标或行为特征等。
通过监测这些生物标志物的变化,我们可以评估环境污染对生物体的毒理效应及暴露水平。
生物标志物的发现和评估对于了解环境污染对生态系统和人类健康的影响具有重要意义。
生物标志物的发现是环境毒理学研究的关键步骤。
目前,研究人员采用多种方法来发现潜在的生物标志物。
其中,遗传学方法被广泛应用于发现与暴露相关的生物标志物。
通过研究基因的表达变化、DNA损伤和修复等,可以获得有关环境污染物暴露的信息。
同时,蛋白质组学和代谢组学方法也被用来发现环境污染对蛋白质和代谢物的影响。
通过对生物体内蛋白质和代谢物的检测,可以鉴定出与暴露相关的特定标志物。
此外,生理学和行为学的观察也被用来寻找生物标志物。
通过观察生物体的生理变化和行为特征,可以间接评估环境污染对生物体的影响程度。
这些方法的综合应用使得我们能够更准确地发现与环境污染相关的生物标志物。
生物标志物的评估是环境毒理学中的另一个重要方面。
一旦发现了潜在的生物标志物,我们需要评估这些标志物与环境污染物暴露和毒理效应之间的关系。
为了准确评估生物标志物的有效性,研究人员通常采用实验室体外试验和实地调查相结合的方法。
在实验室体外试验中,我们可以将生物标志物暴露于不同浓度的环境污染物中,观察其变化情况。
这种方法可以帮助我们确定生物标志物与环境污染物之间的相关性。
环境污染物的生物标志物研究进展
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环境污染物的生物标志物研究进展随着人口的不断增长和工业化的快速发展,环境污染问题也愈发严重。
环境污染不仅损害了自然生态系统的平衡和人类健康,而且对生态农业和经济发展也带来了重大威胁。
为了防止环境污染问题的恶化,科学家们一直在探索各种有效的控制方式,其中生物标志物的研究是其中一个重要的方向。
什么是生物标志物?生物标志物是指生物体内或体表可检测、测量和量化的非特异性改变物质,它们可以被用来诊断和监测生态系统和生物体的健康状况,特别是环境污染物的暴露和影响程度。
生物标志物的种类生物标志物在不同的生物组织和生态系统中具有不同的表现形式,主要包括以下几类:1.生理生化指标:如酶、多肽、蛋白质、核酸和代谢产物等。
2.细胞学标志物:如核形态改变、细胞凋亡、核糖体和细胞周期等。
3.生态学标志物:如物种数量、丰度、生存率、分布区域、群落组成等。
4.遗传标志物:如单倍型、突变频率、遗传变异、DNA损伤等。
5.同位素标志物:如同位素比例变化、稳定同位素分布、放射性同位素分布等。
6.成像标志物:如荧光探针、有机染料、共振成像等。
各种生物标志物都有自己的优点和局限性,因此需要根据实际环境问题的需要选择适当的标志物来进行研究和应用。
生物标志物在环境污染物研究中的应用生物标志物在环境污染物研究中的应用主要包括以下几个方面:1.环境污染物暴露的评估和监控。
通过对生物标志物的检测和分析,可以了解生态系统或个体动物暴露于环境污染物的情况以及毒性的程度,进而评估污染的危害性和影响范围。
2.环境污染物的来源和变化。
通过对环境污染源和生物组织中生物标志物含量的分析,可以探测污染物的来源、污染物质的迁移、转化和去除过程,进而更好地预测和控制环境污染问题。
3.环境污染物的生态毒理效应和生态修复效果评估。
通过对环境污染物在生物组织中的富集和毒理作用的表达,可以评估它对生物生长、繁殖和免疫系统等方面的影响,以及环境修复对损害的反应和修复效果的评估。
环境毒理学研究进展与应用现状
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环境毒理学研究进展与应用现状随着现代工业化和城市化的发展,环境污染成为了一个严峻的问题。
环境毒理学作为一门交叉学科,旨在研究化学物质及其混合物对生物体的毒性作用和环境负荷,对保护人类健康和环境保护起着至关重要的作用。
本文将从环境毒理学的定义、研究进展和应用现状三个方面深入讨论这一问题。
一、环境毒理学的定义环境毒理学是研究有害物质在环境中存在、转化和传播过程中,特别是它们对生物的毒性及其生态副作用的科学,它涉及有毒物质在土壤、水体和空气中的走向与分布、化学反应、作用机理、剂量效应、影响途径和协同效应的问题,同时也包括环境毒理学中所涉及有毒物质的组成与结构、生物成分与传播途径以及对人类健康和生态系统的影响等问题。
从定义上来看,环境毒理学是非常综合和跨学科的。
它不仅要涉及化学、生物等基础学科的知识,同时也要融合环境、生态等交叉领域的知识。
只有这样,才能全面掌握环境毒理学的内容和重要性。
二、环境毒理学的研究进展环境毒理学的研究可以追溯到上世纪30年代,当时主要是围绕农药的使用展开了研究。
随着时间的推移,研究的范围也越来越广泛,包括空气、水体、土壤、生态系统等各个层面。
现在,环境毒理学的研究已经相当成熟了,研究领域也越来越广泛。
其中,以下几个方面的研究是环境毒理学领域的研究热点。
1、有害物质的来源和分布规律研究。
研究这方面问题,可以更好地了解有害物质的来源和分布规律,为制定更加有效的防控措施提供科学依据。
2、生物标志物研究。
通过分析生物体内的有害物质含量和代谢产物,可以更好地了解有害物质的暴露和影响程度,为维护人类健康提供科学保障。
3、生态系统对有害物质的响应研究。
研究有害物质对生态系统的影响,可以揭示不同层面上生态系统的抗毒性和恢复能力。
4、有害物质的非线性效应研究。
随着高科技化、全球化的发展,有害物质之间的非线性效应越来越突出,因此,研究这方面的问题有助于更好地预测和评估环境风险。
5、有害物质的宏观-微观尺度相结合研究。
P450酶系作为生物标记物诊断环境污染的研究进展
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1 56.P450酶系作为生物标记物诊,环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津,300071) 关键词:环境污染诊断,P450酶系,生物标记物
生态文明建设,必须以科学发展观为指导,调整优化产业结构,重点发展生态产业;建设 生态文明,应实行最严格的环境保护制度。包括建设完善的法律制度,制定严格的环境标准, 培养专业的执法队伍,采取行之有效的执法手段等。凡是破坏环境的违法犯罪行为一律严惩。 杜绝一切资源环境破坏行为的发生,使各项经济活动沿着有利于人与自然和谐的方向发展;生 态文明建设必须抓好科技进步,以科学技术作支撑;培养全民的生态文明意识和生态价值观念, 一是加强生态文明观念的教育。二是加强生态道德教育。三是加强生态法制教育。四是培养全 民的生态价值观念;建立生态文明,就必须在发展经济过程中尊重自然,按照自然规律来办事, 改变生活方式,倡导绿色消费,走生产发展、生活富裕、生态良好、社会和谐的文明、可持续 发展之路。
作者简介:刘硕,南开大学环境科学与工程学院,硕士研究生,专业领域:污染生态毒理学、污染生态化学。 E--衄il:li望!h堕Q鱼堕鱼i!!盟垦nk垦i!金鱼堕:!旦;幸通讯作者:E-mail:Zhouqx@nankai.edu.an
1 57.填海造地的外部生态成本补偿初探
刘铁鹰,李京梅
(中国海洋大学经济学院,青岛,266071) 关键词:填海造地,生态系统服务,外部生态成本,补偿
生态科学发展与生态文明建设
生态兴则文明兴,生态衰则文明衰。当代世界的发达国家,在其工业化初期和中期阶段, 无不走过一条先污染后治理的传统工业化发展道路。长期以来,特别是工业革命以来,以高投 入、高耗能、高消费为特征的工业文明,对地球资源无节制的大量索取,使自然资源迅速枯竭 和生态环境日趋恶化,以能源危机、环境污染、气候变暖、土地荒漠化、森林退化、臭氧层破 坏等为主要特征的生态危机日益凸显,给人类生存带来了严重危机。建设生态文明、保护生态 环境,是当代中国一项重大而紧迫的任务。我国人均资源不足,人均耕地、淡水、森林仅占世 界平均水平的32%、27.4%和12.8%,石油、天然气、铁矿石等资源的人均拥有储量也明显低于 世界平均水平。另外,由于长期实行主要依赖增加投资和物质投入的粗放型经济增长方式,能 源和其他资源的消耗增长很快,生态环境恶化的问题也日益突出。人类社会的发展实践证明, 如果生态系统不能持续提供资源能源、清洁的空气和水等要素,物质文明的持续发展就会失去 载体和基础,进而整个人类文明都会受到威胁。因此,生态文明建设势在必行。
生物标志物研究进展与应用趋势
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生物标志物研究进展与应用趋势一、内容概要随着科学技术的不断发展,生物标志物研究已经成为医学、生物学和环境科学等领域的重要研究方向。
生物标志物是指在生物体内存在的、可以测量的物质,其浓度或活性与生物体的生理或病理状态密切相关。
本文将对近年来生物标志物研究的进展进行概述,并探讨其在未来的应用趋势。
首先本文将介绍生物标志物的基本概念、分类和检测方法。
生物标志物可以根据其在生物体内的存在形式分为蛋白质、核酸、多肽等;根据其在生物体内的功能可分为信号分子、酶、受体等。
目前常用的检测方法包括免疫分析法、荧光光谱法、质谱法等。
其次本文将重点关注生物标志物在疾病诊断和治疗中的应用,例如在癌症领域,肿瘤标志物如癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)和前列腺特异性抗原(PSA)等已被广泛应用于疾病的早期筛查、诊断和预后评估。
此外生物标志物还在心血管疾病、神经系统疾病、糖尿病等领域的研究中取得了重要进展。
本文将展望生物标志物研究的未来发展趋势,随着高通量技术的发展,基因测序技术的普及,生物标志物研究将更加注重个体差异和病因机制的探究。
此外新型传感器和纳米技术的应用将为生物标志物的检测提供更高效、准确的方法。
同时生物标志物与其他领域的交叉融合,如药物筛选、基因编辑等,将为生物标志物研究带来新的突破和发展机遇。
A. 生物标志物的定义和分类蛋白质类生物标志物:蛋白质是生物体内最重要的功能性大分子,许多生物过程都与蛋白质的合成、降解和调控密切相关。
因此蛋白质类生物标志物在疾病诊断、治疗和监测方面具有广泛的应用前景。
例如肿瘤标志物(如癌胚抗原、甲胎蛋白等)和炎症标志物(如白细胞计数、C反应蛋白等)都是常见的蛋白质类生物标志物。
核酸类生物标志物:核酸是生物体内携带遗传信息的载体,其含量和结构变化可以反映生物体的生理和病理状态。
近年来随着高通量测序技术的发展,越来越多的核酸类生物标志物被发现并应用于疾病诊断和治疗。
例如基因突变、DNA甲基化水平和组蛋白修饰等都可以作为疾病生物标志物。
生物标记物的研究进展
![生物标记物的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/0dde2951001ca300a6c30c22590102020640f274.png)
生物标记物的研究进展生物标记物是指人体内某种物质或特定的生命现象,可以帮助诊断疾病或监测治疗进展的指标。
随着科技的不断进步,越来越多的生物标记物被发现并研究。
本文将从不同角度介绍生物标记物的研究进展并展望未来的发展。
一、蛋白质标记物蛋白质是生物体最基本的结构和功能单位,是生物标记物研究的重点之一。
目前已知的蛋白质标记物有很多,其中许多与癌症有关。
比如说,HER2是乳腺癌中常见的标记物,其过度表达与肿瘤的预后密切相关。
此外, CA125是卵巢癌的一个标记物,其升高可能暗示着卵巢癌的发展。
这些生物标记物的发现与研究,对于癌症的早期诊断和个体化治疗具有非常重要的意义。
二、生命现象标记物除了蛋白质标记物,还有其他类型的生物标记物,如DNA甲基化、体液标记物等。
其中,DNA甲基化是表观遗传学研究的重要内容之一。
DNA甲基化是指DNA分子中甲基基团与胸苷碱基的化学结合,可以影响基因的转录和表达。
已有研究表明,DNA甲基化异常与多种疾病的发生有关,如肿瘤、自闭症等。
体液标记物则包括尿、血、唾液等。
这些生物标记物可以通过检测体内的代谢产物、激素、细胞因子等物质来了解人体的代谢状态和疾病进程。
三、技术手段随着基因技术、蛋白质组学技术等技术的不断发展,生物标记物研究的手段也越来越先进。
例如:质谱技术可以检测出蛋白质和小分子的含量和结构,亚基分析可以描绘复合物的三维结构和构象变化,从而通过标记物了解复合物的结构和功能。
此外,单细胞技术可以为精准医疗提供更为精细的信息,筛选出不同个体之间的差异。
四、挑战与机遇虽然生物标记物研究前景无限,这一领域也面临一些挑战和机遇。
首先,现有的标记物种类有限,直接影响生物标记物在临床应用和转化上的作用。
其次,标记物的发现和验证周期较长,生产成本较高。
需要建立完整的创新生态系统,以使科学家能够顺利地将其研究成果转化为实际应用。
最后,标记物的准确性和可靠性也是研究的重点。
需要结合大规模临床研究,加强标记物的剖析,明确标记物的发展动态,从而更好地适应临床诊疗和基础研究的需要。
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038 生态毒理学中生物标志物研究进展万 斌(中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所,北京 100050)摘要: 生物标志物是生物体受到严重损害之前,在分子、细胞、个体或种群水平上因受环境污染物影响而产生异常变化的信号指标。
对它的检测可为严重毒性伤害提供早期警报,因此受到国内外学者普遍关注。
本文对生态毒理学领域中生物标志物的特性及其在行为、生理、生化方面的研究进展加以综述。
关键词: 生物标志物;生态毒理学;生物标志物检测中图分类号: X 17115 文献标识码: A 文章编号: 100121226(2000)022********审校者:修瑞琴收稿日期:1999205207;修回日期:1999209227 美国国家科学院生物标志物委员会于1987年对生物标志物(b i om arker )进行了系统论述[1]。
目前,生物标志物已被许多学科发展运用,越来越受到人们关注。
生态毒理学领域中,生物标志物也占有重要位置,其概念和检测研究均有所扩展,本文对这方面的研究情况进行了综述。
1 生态毒理学中的生物标志物在美国国家环保局发表的有关生物标志物的报告中,将生物标志物概括为:穿过机体屏障并进入人类组织或体液的环境污染物或其产生的生物效应。
对它们的检测结果可作为生物体暴露、效应及易感性的指示物[2]。
90年代初,D ep ledge 和Fo ssi 等[3,4]曾先后提出生态毒理范畴的生物标志物,认为生物标志物是生物体组织或体液样品中或在个体水平上所能检测到的生化、细胞、生理或行为变化,这种变化可阐明生物体暴露和产生生物效应的信息。
Gok soyr 等[5]认为这些生物标志物系统是生物体暴露于亚致死剂量下的有毒化合物而发生异常变化的信号指标,这种指标不仅可为环境质量退化提供早期警报,而且可以特异性地检测到环境中致癌、致畸、致突变化合物的生物可利用性。
环境污染物首先必须进入生物体,到达靶位点后,才可能产生生物学变化。
广义上说,从暴露到效应产生,其间的级联生物效应都可用适当的生物标志物进行检测,这些生物反应从分子相互作用到细胞损伤及至整个生物体的毒性显现都反映了生物系统与环境因子的相互作用,这些作用可发生在分子、细胞及个体水平上,使生物体产生功能、生理、生化变化。
如果这些生物反应先于严重的结构损害,标志物就有助于确定生物体所处的污染状态及其潜在危害,为严重毒性伤害提供早期警报。
2 生物标志物的特性确定一个与各毒性终点相关的实用标志物需多学科的合作研究。
污染导致的最初反应是从分子相互作用开始的,因此,基于分子机制的标志物研究也是十分必要的[6]。
使用与毒性相关的标志物可加速环境污染危险评价进程,增大其可靠性。
一种标志物应能敏感有效地反映出生物体发生严重损伤之前的生物变化。
在用动物模型研究低浓度污染物效应时,选择敏感的标志物尤为重要。
有人曾用处于胚胎或幼体时期的生物体来检测生物的生理变化,如En senbach 等[7]发现斑马鱼在胚胎仔鱼阶段,生长、发育和存活率对有机污染十分敏感,很低浓度的3,42二氯苯胺(40m g L )高丙体六六六(2Λg L)的混合暴露即可明显减缓仔鱼的生长发育,80Λg L的林丹可降低仔鱼的存活率。
标志物要在生态系统现状研究中广泛运用,还应对一类污染而非针对某一种污染产生反应[5]。
特异性标志物可反映特定污染物的不良效应,有助于建立暴露2效应关系。
在混合暴露时,高特异性标志物可用以确定污染物的化学性质[8]。
但非特异性标志物也可提供环境暴露的有关信息[9]。
在实际应用中,所发生的标志物反应还应有一段稳定时间,而不是瞬间反应,从而可稳定地加以检测,同时要快速、技术易于掌握[9,10]。
但一种标志物常难以同时具备这些特性。
意大利V igana 等[11]提出同时用几种标志物进行检测,以减少结果的模糊性和误导性。
在标志物选取时还应选择在标志物检测时对受试生物损害较小的标志物指标,称为非破坏性标志物[4,8,9]。
3 生物标志物检测生物标志物是与环境污染的生物检测密不可分的,它是一种有效、前景广阔的环境危险评价工具。
目前研究热点有行为、生理、生化等标志物。
311 行为标志物行为标志物的检测可反映发生在较低生物水平(细胞或分子水平)所产生的综合效应。
包括四种主要杀虫剂在内的许多毒物都可导致神经毒性,亚致死剂量下生物神经系统的生化变化将直接影响生物体的正常行为[9,12]。
若行为的变化影响了生物的繁殖、行动、捕食、回避等行为,则将对生物的生长、发育乃至存活产生不利影响,从而间接导致种群水平的变化。
如:美国的B ridges[13]研究发现315m g L西维因可降低蝌蚪90%的行动能力,且其冲刺游动速度和距离也显著降低,捕食能力、逃避天敌的能力受到影响。
从而其生长率及适应环境的能力大大降低。
有人报道用鱼的栖息地选择行为或游动行为来检测腐殖质变化对鱼的影响[14]。
大型氵蚤(D ap hn iam ag na)由于具有敏感等优越性,也已用于行为测试。
Hoof等[15]概述了大型氵蚤行为测试,包括趋光性分析和运动分析。
此外还有用牡蛎壳运动反应,发光菌、藻尖荧光等进行标志物研究的报道。
近来,行为标志物检测已采用计算机辅助生物测试系统。
有人用这套系统研究了重金属对一种海滩蟹(Ca rcirus m aenas)的行为影响,检测其活动时间、平移速度、运动距离等指标,但重金属暴露的行为变化指标的敏感性和特异性仍有待验证[3]。
行为标志物检测的一大优点是对生物不产生损害。
312 生理标志物生理标志物包括一些特异的生理反应终点,如免疫学反应,也包括普通的生理现象,如生长、繁殖、发育等。
确认污染诱导的生理变化首先要了解测试生物的正常生理状态。
近年技术发展已使人们可同时监测多个生物体的生理指标。
D ep ledge[3]曾报道同时监测多个甲壳类动物的心脏活动,对其正常生理活动和变化进行较全面、深入研究。
这些监测系统也可用于检测捕食率、尿量、粪量、生长率等。
对水生生物进行的连续检测有血循环、分泌、渗透压调节、生长、繁殖等。
有的生理指标既是生理参数又是行为参数。
如鱼的换气行为是与耗氧率密切相关的,鱼鳃组织是首先接触污染物的组织,故会产生明显生理变化,影响鱼的呼吸,同时伴随相应行为变化[12,15]。
这些生理指标都涉及多个组织或系统,对它们的损害将导致生存活力下降。
31211 生长余能检测生长余能(scope fo r grow th,SFG)是对生物能量状态的综合测试,它基于的理论是:生物体在保证正常状态所消耗的能量之外,剩余能将用于生长、发育和繁殖。
生物体暴露于环境污染物时,其防御机制消耗能量,这样将减少用于生长、发育、繁殖的能量。
从整个生态系统来看,这将对个体生物乃至整个种群产生不利影响[9]。
Sm aal等[16]通过研究双壳类的SFG指标,认为它是生物检测的敏感标志物。
还有报道认为对暴露生物生长的直接测定(如:体长、体重)及对能量贮备的间接测定(如:甘油三酯 总脂)都是较为可靠的生物标志物。
B en ton等[1]测得一种鳉鱼(S a ilf in m olly)的体重增加百分比、脂类百分比、甘油三酯百分比等与DD T(o,p′2 DD T)的浓度呈负相关。
尽管有许多研究成功地用RNA DNA为暴露指标,但大多情况下,对水生无脊椎动物是不适用的,而且对不同鱼类,其敏感性也不同[18]。
对水生无脊椎动物来说,直接热量测定(如热损耗率)可反映细胞修复机制、生理性适应的后果,这种方法既可检测生物毒性效应,也可揭示毒物的代谢特征[19]。
SFG检测的不足之处在于它忽略了污染物对能量利用率的影响,而且其假设的剩余能量全部用于生长、繁殖,仍有待证明。
31212 免疫毒理学标志物检测水生生态毒理学的免疫标志物研究主要以鱼类为测试生物。
鱼的特异性免疫反应包括T细胞和B细胞介导的免疫反应。
E lgendy等[20]曾利用尼罗罗非鱼(T ilap a n ilotica)的脾细胞增殖反应来评价有机磷化合物诱导的细胞免疫反应,发现免疫反应的抑制程度与污染(克瘟散和草甘磷)的浓度相关,血清抗体效价也随暴露不断下降。
非特异性免疫反应则涉及细胞的防御机制,其中巨噬细胞功能测试有:趋化性、核噬作用、胞饮作用等。
W ester等[21]论述了鱼类免疫毒理学标志物有:①结构性参数,如:细胞数、组织重量、形态、血清蛋白等。
②免疫调节功能参数,如:对疾病的易感性。
并指出有一些免疫参数有望成为有效的实用标志物。
目前,免疫毒理学标志物的进一步确立和完善仍需对免疫机制进行深入探索。
31213 组织病理标志物近年来,许多学者开始采用组织病理方法进行标志物检测。
Hon rub ia[22]研究了抗蚜威(01002%,01014%)导致的一种蝌蚪(R ana p erez i)的组织病理变化(包括鳃、肝、胆囊、心脏及脊索)和死亡率变化,发现存在直接的剂量2效应关系。
组织病理变化一般不受生物体自身状态及正常环境影响(如季节变化、性别、年龄等),而大多与污染物或不良环境条件有关。
313 生化标志物生化标志物是生物体中最早可测得的污染物诱导反应,因而可为更高生物水平可能产生的损害提供信息[11,23]。
生化变化常涉及蛋白水平的变化、酶活性改变或DNA分子的变化。
应激蛋白是环境压力促使特定基因表达的产物,包括H SP(热休克蛋白)家族及相关蛋白(如葡糖调节蛋白),它是细胞保护机制的重要部分。
污染物可诱导H SP60和H SP70浓度上升,通过对它们的测定可定量地检测环境污染物的不良生物效应,而且对H SP60和H SP70积累的检测有利于大范围调查监测的回顾性研究[24]。
应激蛋白受到生物种类、年龄及外界环境影响,其产生是一种低剂量效应,可说明生物体及其所在生态系统的一般状态。
对污染物和环境因子(冷、热)诱导的H SP70蛋白水平的检测可用H SP70广谱抗体通过W estern b lo tting进行[25]。
Goering[23]还总结了用c DNA探针技术、代谢标记、蛋白染色等技术来检测生物体内应激蛋白的表达水平。
与细胞色素P450相关的混合功能氧化酶(M FO)系统已广泛用于污染物的标志物检测。
P450活性对有机污染(如PA H s,PCB s 等)极为敏感,且许多有机物代谢早期都由M FO介导[20]。
M FO活性不仅可在肝脏中和皮肤活组织中检测,也可通过检测转基因细胞株中P4501A1基因表达报告基因来评价污染物诱导的M FO系统成分活性[26,27]。
M FO系统成分中的常用指标有羟乙基试卤灵2O2脱乙基酶(EROD)及芳香烃羟化酶(A HH)、氨基比林2N2脱甲基酶(A PDM)、尿苷二磷酸葡糖转移酶()细胞色素还原酶、细胞色素b5、总细胞色素等。