硒(Se)是人體必需微量元素之一,同時(shí)也是selenocysteine(SeCys)的組成部分,在硬骨魚類Se被40多種硒蛋白(selenoproteins)所需(包括GPx,selenoprotein P(SelP)等)。其中,GPx在由過(guò)氧化氫和有機(jī)過(guò)氧化物引起的抗氧化脅迫過(guò)程中起到良好的解毒作用,而SelP在一些金屬毒性解毒中也起到一定的解毒作用。首先,低濃度的Se對(duì)魚體的生長(zhǎng)是有益的,例如可以促進(jìn)體重的增加等。有研究表明,當(dāng)食物中Se濃度為0.15-0.7 mg/kg時(shí),魚體內(nèi)的GPx的含量在之間為最佳。但是Se的毒性閾窗較窄,食物中Se含量為3-4 mg/kg范圍時(shí),魚體攝食后就會(huì)產(chǎn)生不良效果毒性。水體環(huán)境Se污染環(huán)境中Se的含量為140-1400 μg/L (例如在污水處理廠的入水口),而高濃度的Se污染可以引起生物的死亡、繁殖、畸形、生長(zhǎng)受阻,組織損傷,肝組織GSH代謝紊亂,以及敏感物種的滅絕等。國(guó)內(nèi)土壤環(huán)境水體環(huán)境中Se含量差異較大,環(huán)境中的Se含量過(guò)高或者缺乏均能造成生物體的毒性效應(yīng)(可能是因?yàn)?/span>Se的毒性閾值較窄)。
基于此,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所環(huán)境毒理學(xué)組謝凌天研究員、吳星副研究員及其合作作者,通過(guò)Se的食物相攝食途徑的方法系統(tǒng)的探討了食物相硒在食蚊魚(Heterandria formosa)體內(nèi)的的毒性效應(yīng)以及Se預(yù)暴露之后對(duì)Cd暴露的毒性、累積效應(yīng)和拮抗作用的影響等。魚體在暴露于安全Se含量范圍(2 μg/g 干重)食物相預(yù)暴露10天,之后再暴露于0.5 mg/L的Cd中5天,研究結(jié)果表明(如圖):在Se暴露中,不管是Se(IV)還是有機(jī)硒(Se-Met),硒在魚體的累積都很快,二者在魚體的累積差異并不明顯。Se暴露后魚體脂質(zhì)過(guò)氧化水平降低和CAT水平升高,相反的是Na+/K+-ATP酶含量降低鰓中;Cd單獨(dú)暴露后,引起了魚體脂質(zhì)過(guò)氧化水平的升高,和CAT降低,這兩點(diǎn)是和Se暴露相反的;而Na+/K+-ATP酶的降低是和Se暴露一樣的,暗示了毒性在微觀尺度,Cd和Se均能產(chǎn)生一定的毒性。Se預(yù)暴露后對(duì)Cd的累積也產(chǎn)生了一定的影響:表現(xiàn)為Cd的吸收和累積降低,毒性被一定程度減弱。
這些結(jié)果顯示:Se富集的食物在魚體吸收后降低了Cd的一定的毒性,并且Se的有益性和有害性可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn),這增加了魚體在攝入食物相Se后真正作用評(píng)估的難度。
文章以“A low level of dietary selenium has both beneficial and toxic effects and is protective against Cd-toxicity in the least killifish Heterandria formosa”為題已發(fā)表在Chemosphere (2016: 161, 358-364. doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.07.035)。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31270549、41303087、21267015、21567019)、內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)基金(2015MS0804、2015e2016)的支持。

圖1 Se暴露前(A)后(B)食蚊魚體內(nèi)Se和Cd的含量

圖2 Se暴露前(A)后(B)食蚊魚體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化水平的變化

圖3 Se暴露前(A)后(B)食蚊魚體內(nèi)CAT水平的變化

圖4 Se暴露前(A)后(B)食蚊魚體內(nèi)Na/K ATP酶含量的變化




