重金属对贝类毒性效应的研究进展

重金属对贝类毒性效应的研究进展

摘要本次研究重金属对贝类毒性效应，其中包括镉和汞对贝类的毒性效应。研究表明，镉对贝类重金属镉能够诱导SOD、CAT、GSH-PX 三种氧化酶的活性上升,而胁迫时间超过一定范围后,三种酶活性均会逐下降。在研究镉对贝类的毒性影响时，主要着重抗氧化酶系活性的影响和免疫功能的探索。探明了金属硫蛋白、超氧化物歧化酶和溶菌酶基因的表达对Cd、Hg、弧菌复合胁迫的响应情况；检测了Cd、Hg 导致的血细胞损伤，初步阐明了四角蛤蜊对Cd、Hg 胁迫的响应机制。

关键词重金属抗氧化酶系统胁迫免疫

Abstract The study on the toxic effect of heavy metal in shellfish, including the toxic effects of cadmium and mercury on shellfish. Research shows that the rise of shellfish, cadmium cadmium can induce SOD, CAT, GSH-PX three kinds of enzyme activity, and the stress time exceeds a certain range, three kinds of enzyme activity will decline. In the study of effects of cadmium on shellfish toxicity, explore the effects and immune function is mainly the activity of antioxidant enzymes. Proven metallothionein, superoxide and lysozyme gene expression in response to Cd, Hg, Vibrio composite stress; detection of blood cell injury, caused by Hg Cd, the response mechanism of four to Cd, clam Hg stress.

Keywords Heavy metal Antioxidant enzyme system Coercion Immune 1.镉对贝类毒性效应的研究进展

1.1镉胁迫对贝类抗氧化酶系活性的影响

取经重金属镉胁迫实验后的青蛤血清,用于超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性测定。

1.1.1过氧化氢酶(CAT)活性测定

过氧化氢酶(CAT)活性采用钼酸铵中止法,以每毫升血清或每毫克组织蛋白每秒钟分解1μmol的H202的量为一个活力单位。

1.1.2超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

超氧化物歧化酶(SOD)活性测定原理为:通过使用黄嘌呤/黄嘌吟氧化酶体系生成超氧化物阴离子。加入发色基团,发色基团可被由上述体系产生的氧化物阴离子还原成为水溶性的黄色甲染料,这样SOD 活性通过抑制发生基团的还原来测定。在本反应体系中SOD抑制率达50%时所对应的酶量为一个SOD活力单位。

1.1.3受到镉胁迫后氧化酶的活性变化

受到镉胁迫后,青蛤血清和肝脏中的抗氧化酶SOD、CAT和GPx 的活性可在短期内达到峰值,这表明Cd在青蛤体内富集能对机体造成氧化压力,同时有大量活性氧产物的产生,这种刺激能使青蛤体内迅速合成抗氧化酶,来进行清除和转运活性氧产物。之后随着暴露时间的延长,抗氧化酶系活力整体逐渐下降,即青蛤清除活性氧、抵御外环境损伤的能力降低。在个别时间点,实验组酶活力显著低于对照组,表明此时抗氧化酶活力受到了抑制。贝类处于对逆境胁迫具有高易感性的不稳定状态,此时机体的免疫系统遭到破坏而易于遭受来自外界的病害。

1.1.4谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性测定

谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)可以催化GSH产生GSSG,而谷胱甘肽还原酶可以利用NADPH催化GSSG产生GSH,通过检测NADPH的

减少量就可以计算出谷胱甘肽过氧化物酶的活力水平。规定为每0.1ml血清在37°C反应5分钟,或者每毫克蛋白质,每分钟扣除非酶反应的作用,使反应体系中GSH浓度降低lumol/L为一个酶活力单位。

1.2镉胁迫对贝类免疫活性的影响

1.2.1贝类的免疫防御机制

软体动物具有体液免疫和细胞免疫功能，体液免疫系统由溶酶体酶，凝集素和抗菌肽等组成。细胞免疫在贝类免疫过程中起着主要作用.血细胞的吞噬作用是整个防御系统最主要的过程，由识别，粘连，摄取，破坏和清除外源细胞等不同阶段组成。贝类血细胞在营养物质的转运，伤口修复，去除代谢产物或污染物等方面起着重要作用。贝类血细胞可以细分为两种主要类型：透明细胞和颗粒细胞。颗粒细胞主要负责吞噬作用，它们又可以分为噬酸性颗粒细胞，噬碱性颗粒细胞和中性颗粒细胞。贝类血细胞可以利用溶酶体酶和呼吸爆发吞噬外源细胞和颗粒。贝类血细胞对特定刺激的呼吸爆发反应与哺乳动物的噬菌细胞类似。

1.2.2镉对贝类免疫功能的影响

贝类血细胞具有多种重要作用，如伤口和贝壳损伤的修复，消化，排泄以及内部防御功能。在细胞免疫反应中，血细胞的吞噬作用是抵御病原体和外源物质的主要防御措施。因此，对血细胞的毒性作用会潜在地影响这些动物的生存。在Cd 污染胁迫下，经过弧菌刺激以后，其血细胞数目会有所增加。血细胞活力的增加或减少与免疫系统的紊乱有关，或者说是镉通过毒性效应导致免疫系统的调节。

1. 3镉对贝类的细胞毒性效应

1. 3.1影响溶酶体膜稳定性

在贝类细胞免疫反应中，血细胞的噬菌作用是贝类抵御病原体和外来物的主要防御措施。溶酶体在双壳贝类的免疫反应中发挥了重要的作用：激活血细胞的吞噬作用，释放水解酶类降解外来物质。但在镉等重金属离子的作用下，会引起贝类消化腺细胞溶酶体的肿胀和溶酶体膜稳定性的下降。溶酶体膜的变化可能会导致其内部的水解酶类意外释放到细胞质内，从而对细胞本身造成损伤。

1. 3.2导致过氧化物酶体增生

过氧化物酶体是细胞质内常见的细胞器，参与了脂质和活性氧自由基的代谢过程。过氧化物酶体增生被认为是有重金属胁迫下的一种特殊的标志物。过氧化物酶体增生一般是指过氧化物酶体体积和数量的增大。

2.汞对贝类毒性效应的研究进展

1.1贝类在汞胁迫下的体液免疫

抗氧化酶有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽(GSH)和酚氧化酶(P0)等。超氧化物歧化酶可清除02'—和'OH而生成分子氧和H202。Fridovich (1998)指出双壳贝类的细胞质和细胞核中存在有Cu或Zn二聚体的形式的超氧化物歧化酶,线粒体中另有一种超氧化物歧化酶以Mn四聚体存在。Jones (1981)研究得出存在于过氧化物酶体中的过氧化氛酶含有亚铁