雙殼貝類對麻痹性貝毒的代謝轉化及其生理生化響應.pdf

1、近年來,有害赤潮在全球近岸海域頻繁暴發(fā),其中有毒赤潮發(fā)生的頻次和規(guī)模呈明顯的上升態(tài)勢。藻毒素作為一種新型微污染物,通過食物鏈傳遞至貝類體內后經生物轉化生成成分更復雜的貝毒素,潛在威脅近海貝類養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展和消費者的身體健康。其中麻痹性貝毒(Paralytic Shellfish Toxins,PST)是一類毒性強、分布廣、衍生物多的貝毒素,曾多次引發(fā)人中毒及死亡事件,造成巨大經濟損失。因此,PST毒素是貝類水產品進出口貿易中必檢項目之

2、一。近年研究發(fā)現,PST產毒甲藻赤潮污染的貝類體內含有一類新型化合物(如M1-4),它們是PST毒素C11位羥基或二羥基衍生物,具有相對低的毒性,被認為是貝類解毒過程的代謝中間體或終產物。該類新型代謝物的發(fā)現,為闡釋貝類體內PST毒素的代謝輪廓提供了新靶標,為開展毒素“代謝組學”的研究指明了方向。
　　本論文以這些新型代謝物為靶標,選擇蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)和紫貽貝(Mytilus gallopr

3、ovincialis)這兩種重要的經濟貝類為研究對象,通過模擬貝類濾食產毒甲藻過程,監(jiān)測 PST毒素組分的變化和貝類機體抗氧化酶系統(tǒng)的響應,并結合PST毒素與貝類消化腺組織的混合培養(yǎng)實驗,探討PST毒素在貝類體內的代謝轉化過程及其影響因素。該研究工作將為貝類麻痹性貝毒快速脫毒技術和解毒劑的研發(fā),積累原始數據資料和理論基礎,對于保障貝類養(yǎng)殖產業(yè)的持續(xù)發(fā)展和保護人體健康具有重要科學意義和研究價值。
　　紫貽貝濾食產毒藻 ATHK的毒素

4、累積和排出實驗結果表明:紫貽貝濾食產毒甲藻1 d后即在其消化腺組織中檢測到M1和M5,并在后面的毒素累積過程中檢測到M3、M4、M7等代謝物,首次證實了紫貽貝濾食產毒甲藻的過程中能代謝轉化產生M類新型代謝物,并推測紫貽貝能夠快速排出這些代謝物以提高脫毒效率。同時,紫貽貝累積的PST毒素組分發(fā)生了β型向α型異構體的轉化(如C2→C1、C4→C3)和N1位羥基的還原反應(如GTX6→GTX5),但未發(fā)生脫 N-磺酰氨甲酰基的轉化,并推測 N

5、1位羥基類毒素可能更易于被紫貽貝排出。
　　麻痹性貝毒與貝類消化腺組織混合物的培養(yǎng)實驗結果表明:蝦夷扇貝和紫貽貝消化腺組織與 PST標準毒素、塔瑪亞歷山大藻毒素提取溶液的混合培養(yǎng)實驗中,均未發(fā)生明顯的毒素轉化,未檢出M類新型代謝物。紫貽貝與蝦夷扇貝相比而言,紫貽貝的消化腺組織對 PST毒素的轉化具有略強的催化能力。向貝類消化腺組織中添加谷胱甘肽還原酶能促進N-磺酰氨甲?；舅卅列拖颚滦彤悩嬻w的轉化(C1→C2);紫貽貝與蝦夷扇貝相

6、比而言,向紫貽貝消化腺組織中添加谷胱甘肽還原酶能明顯促進氨甲?；舅卅列拖颚滦彤悩嬻w的轉化(GTX1→GTX4、GTX2→GTX3)。
　　蝦夷扇貝和紫貽貝濾食低密度(600 cells/mL左右)塔瑪亞歷山大藻(Alexandrium tamarense,ATHK)的模擬實驗結果表明:貝類濾食PST產毒藻后,肌肉和消化腺組織中均產生活性氧(ROS),且肌肉組織中ROS濃度明顯高于消化腺組織;而脂質過氧化的產物丙二醛(MDA)主要

7、出現在貝類消化腺組織中。蝦夷扇貝組織中的過氧化氫酶(CAT)未被激活,超氧化物歧化酶(SOD)受到輕微抑制后被激活,而主要依靠谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽還原酶(GR)和谷胱甘肽硫轉移酶(GSTs)的活性,用于清除機體內產生的ROS。紫貽貝組織中的SOD、CAT先后被激活,用于清除ROS,而GSH-Px、GR和GSTs等酶活性未發(fā)生明顯變化。因此,在較低密度的PST產毒藻環(huán)境中,蝦夷扇貝和紫貽貝的抗氧化酶系統(tǒng)在清除藻毒素