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题目:铬对中国林蛙(Rana chensinensis)幼体的毒性效应

关键词:铬离子 中国林蛙 蝌蚪 生长发育 毒性效应

  摘要

两栖动物幼体在发育过程中对环境变化和化学污染物均较敏感。为研究Cr3+和Cr6+对两栖动物幼体的急性毒性效应,将中国林蛙(Rana. chensinensis)26~28期蝌蚪暴露在含不同浓度Cr3+和Cr6+的自来水中,统计不同浓度Cr3+和Cr6+对林蛙蝌蚪24、48、72和96h的死亡率,计算半数致死浓度(LC50)和安全浓度(SC),分析比较Cr3+和Cr6+对林蛙蝌蚪的急性毒性效应的差异。然后,为研究Cr3+和Cr6+对林蛙幼体生长发育的影响,将林蛙蝌蚪暴露于亚致死浓度的Cr3+和Cr6+水中饲养,直至完全变态,测量不同发育时期的蝌蚪体重和全长,统计蝌蚪完全变态所需的时间和畸形率。另外,用组织学方法观察林蛙蝌蚪在Cr3+和Cr6+的染毒过程中肝、肾的组织损伤,用免疫组织化学方法检测各处理组林蛙肝中金属硫蛋白(MT)的表达,用酶组织化学方法检测林蛙肾中碱性磷酸酶(ALP)和酸性磷酸(ACP)的活性,探讨Cr3+和Cr6+的毒性效应机制。本研究的主要结果如下:
1.急性毒性实验的统计结果显示,染毒24~72h Cr3+对蝌蚪的LC50为34.09±1.06~32.58±0.11mgCr3+/L,Cr6+对蝌蚪的LC50为91.97±5.32~35.79±1.40mgCr6+/L,可见在72h内Cr3+表现出较强的毒性;但染毒96h ,Cr3+对蝌蚪的LC50为32.05±0.20 mgCr3+/L,较Cr6+的28.81±1.87 mgCr6+/L高,说明较长时间的染毒,Cr6+对蝌蚪的毒性较Cr3+强。另外,Cr3+对蝌蚪的LC0~LC100范围小于Cr6+,表明蝌蚪对于Cr3+敏感性比Cr6+强。
2. 分别在林蛙蝌蚪Cr3+和Cr6+染毒21d和35d,测量蝌蚪的体重和全长。结果显示,在染毒21d,Cr3+和Cr6+的各处理组,蝌蚪的生长较对照组缓慢,说明Cr3+和Cr6+对蝌蚪的生长产生了抑制,尤其是在0.75、1.00mgCr6+ /L组,对蝌蚪生长的抑制性较强,与对照组成极显著差异。染毒35d,在Cr3+和Cr6+低浓度组,铬对蝌蚪生长的抑制效应减弱。说明随着蝌蚪的生长,其对铬的抵抗力逐渐增强。而且低浓度的Cr3+和Cr6+随着蝌蚪个体的增长逐渐接近于蝌蚪所需铬的有益剂量。亚致死浓度的Cr3+和Cr6+对林蛙蝌蚪完全变态时间影响不大,对蝌蚪的致畸毒性较低。
3. 染毒林蛙幼体肝的组织切片观察显示,Cr3+和Cr6+皆能对林蛙幼体肝组织产生毒性效应,且二者对肝组织细胞的损伤相似,都可使细胞膜破损,胞质疏松,肝细胞脂肪性变。MT是重要的重金属解毒蛋白,免疫组织化学检测显示,Cr3+和Cr6+均能诱导肝细胞的MT表达增高。在Cr3+各处理组,MT的表达随Cr3+浓度的升高而增加,以螯合较多的Cr3+,解除毒性。在较低浓度的Cr6+中,MT的表达与浓度呈正相关;在1.00 mgCr6+/L组,MT的表达又呈下降趋势,可能是高浓度的Cr6+产生了较强的细胞毒性,对MT的表达产生抑制。
4. 染毒林蛙幼体肾的组织切片观察显示,Cr3+和Cr6+皆可对肾组织产生毒性损伤,且随Cr3+和Cr6+浓度的升高,肾组织的损伤程度加重。在Cr3+低浓度组,主要表现为肾小管上皮细胞的损伤,随浓度的升高,肾小球亦发生不同程度的损伤。Cr6+对肾组织的毒性相对较强,在0.25、0.50mgCr6+ /L组,林蛙肾小管上皮细胞即可发生脂肪性变,肾小球萎缩。酶组织化学检测显示,Cr3+和Cr6+均能抑制林蛙肾中ALP和ACP的活性,说明Cr3+和Cr6+可影响细胞内磷酸化和去磷酸化反应,进而影响机体的代谢功能。