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研究文章
环境足迹敌敌畏亚致死剂量对非洲鲶鱼生化指标的影响

科斯马斯·埃泽凯贝亚·阿奇卡努奥努阿布奇·尼纳阿尼*

尼日利亚国立Enugu科技大学应用自然科学学院应用生物化学系

*通讯作者:Onuabuchi Nnenna Ani,埃努古国立科技大学应用自然科学学院应用生物化学系,尼日利亚Enugu;电子邮件:nnenna.ani@esut.edu.ng

摘要

本研究调查了敌敌畏亚致死浓度对非洲鲶鱼肝脏标志酶(天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶和碱性磷酸酶)、酸性磷酸酶(ACP)、血清总蛋白(STP)、胆红素、尿素和肌酐的影响(Clarias Gariepinus.)在实验室条件下观察亚急性期的幼鼠。共有90名青少年Clarias Gariepinus.试验分为3个试验组,每组30尾,每组3个重复,每组10尾。试验1组和2组分别以剂量为21和43mg/l的敌敌畏进行暴露,3组作为对照,试验期15 d。分别在第1、5、10和15天进行分析。结果显示,与对照组相比,试验第1天各生化指标无显著变化,其余试验天肝脏酶、ACP和胆红素水平均显著升高(p<0.05)。然而,与对照组相比,试验组尿素水平无显著升高,肌酐和血清总蛋白(STP)水平无显著降低。通过分析和观察,我们得出结论,亚致死浓度的敌敌菊对非洲鲶鱼的肝脏有一定的损伤,影响肝脏酶的水平,而ACP水平的升高表明了其致癌性。

关键词

敌敌畏;非洲鲶鱼;Clarias Gariepinus.;酸性磷酸酶;ALT;AST;蛋白质;胆红素;高山;生化参数;肝;酶


介绍

工业、采矿和农业过程中的污染物和有毒排放物进入水环境。这可能对水生生物产生不利影响。其中一种污染物是杀虫剂,它对水环境中的动物(包括鱼类)造成极大伤害[1].大量此类农药通过各种途径进入水生生态系统,如直接施用、喷雾漂流、径流、淋滤、工厂排放和污水,所有这些都对不同的非目标水生生物产生负面健康影响[2,3]。敌敌畏(2,2-二氯乙烯基二甲基磷酸盐;敌敌畏),一种有机磷杀虫剂,广泛用于农业和控制公共卫生中的家庭害虫,并保护储存的产品不受昆虫的侵害。它还用作狗、猪和马的抗蠕虫剂,作为一种杀蝇剂;杀蝇幼虫[4]。它们的作用是干扰胆碱酯酶的活性,胆碱酯酶是人类和昆虫神经系统正常功能所必需的一种酶。接触有机磷酸盐(如敌敌畏)可能致命,并导致呼吸衰竭死亡[5]。

Nwamba HO等人最近对敌敌畏对鱼类各方面的影响所做的研究是[6]。他们报告了敌敌菊对非洲鲶鱼的影响,并指出了应激反应的有力证据,其特征是过度活跃的游泳,随后在死亡前出现不稳定的剧烈运动。在另一份报告中,敌敌菊被发现可以诱导氧化应激,这可能会压倒幼年鲶鱼的抗氧化系统,特别是在长期接触高浓度的情况下。本文还报道了敌敌畏对家禽肝脏的影响。因此,研究该农药对鱼类的生化作用势在必行,因为鱼类是食物链中的重要环节,农药对鱼类的污染导致了水生系统的不平衡。鱼是人类和动物饮食的一部分,是蛋白质的重要来源。特别是非洲鲶鱼,是非洲国家当地人的一道常见美食。总的来说,鱼类受到杀虫剂的严重影响,主要影响它们的重要器官,如肾脏和肝脏。肾脏在维持机体内部环境中起着重要的作用。它调节细胞外液的体积和组成,包括酸碱平衡。 The toxic chemicals target the kidney and disrupt its functions causing temporary or permanent derangement of homeostasis [8]. The liver is involved in digestion, absorption and procession of food. It also plays a vital role in detoxification of chemicals, drug metabolism and secretion of bile into the intestines. When these toxic chemicals get to the liver, they can overwhelm it and impair its function which can shut down the system leading to death. In this study, the effects of exposure of sub-lethal dose of dichlorvos on African catfish were examined by finding out the changes in the biochemical indices and activities of marker enzymes.

材料和方法
采购实验鱼和适应范围

共有90名青少年Clarias Gariepinus.(非洲鲶鱼)取自尼日利亚纽黑文埃努古CJ农用鱼场。它们被运送到尼日利亚埃努古埃梅内的Heidin渔业单位。平均体重200.15±0.09g,体长26.00±0.00cm。鱼在实验室条件下驯化两周,然后在半静态系统中测试。它们以3%的体重每天喂食市售的Coppens鱼粉。每天更换水(24°C温度和pH 7.5),以去除粪便和其他废弃物。试验开始前48小时停止饲喂,整个试验期间均不饲喂。

测试杀虫剂

杀虫剂敌敌畏是从尼日利亚埃努古奥格贝市场的一家商业网点购买的。

实验设计:该研究进行了15天的时间。将鱼在实验室的水温和24℃和7.50的水温下保持在10升淡水中。它们在每组30个实验组(2和3)中,每组30分为10个鱼类。第1组没有治疗控制。将组和3分别以21和43mg / L的浓度用二氯磷酸盐处理。每个浓度都被复制三次。在实验开始之前喂食48小时。在每组中随机收获三次活性幼虫,在5天(第1,5,10,15天),用来自尾部静脉的2mL注射器绘制的血液和血液,用于生化分析。

生化分析

根据Reitman S和Frhallel S [9]的方法测定天冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT),而碱性磷酸酶(ALP)根据Babson Al等,[10]的方法确定在Randox诊断套件中概述。根据Tietz NM等,[11]的方法确定酸性磷酸酶活性,尿素,肌酐和血清总蛋白质水平,如RANDOX试剂盒中所述。根据jendrassik-grof分析来确定总胆红素的总和直接胆红素[12]。

统计分析

使用SPSS第7版统计软件包进行数据分析。使用单因素方差分析(ANOVA)确定组间结果的统计显著性。平均值之间的差异在P<0.05时被认为是显著的。

结果

敌敌畏农药对鲶鱼第1天的平均效果与对照比较见表1。敌敌畏暴露后第1天各生化指标均无显著变化(p<0.05)。

参数 21mg / L. 43 mg / l 控制
AST 48.00±1.00 42.33±0.58 44.00 ± 1.00
高山 60.33 ± 2.52 60.00±1.00 61.00±1.00
ALT 30.67±3.06 30.00 ± 1.00 33.00±2.00
机场核心计划 81.33±2.08 86.33 ± 1.53 81.00±1.00
STP 4.33±0.02 4.19 ± 0.01 6.28±0.01
胆红素 0.66±0.02 0.56±0.015 0.54 ± 0.01
肌酐 4.29±0.02 4.43 ± 0.02 4.34 ± 0.01
尿素 68.33 ± 0.58 65.33 ± 2.08 62.67±0.58

表1:Dhichlorvos农药在鲶鱼上的平均作用(Clarias Gariepinus.)。

敌敌畏农药对鲶鱼(Clarias Gariepinus.)表2显示了第5天与对照组相比的青少年。与对照组相比,实验组(21和43mg/l)的肝酶、ACP和胆红素水平显著升高(p<0.05),尿素水平无显著升高。STP和肌酐水平无显著降低。

参数 21mg / L. 43 mg / l 控制
AST 77.67±1.53A. 75.00 ± 5.00A. 40.33±2.51.B
高山 97.67±1.53A. 94.33±5.03A. 71.33±3.21.B
ALT 51.33 ± 1.53A. 54.67±1.53A. 30.00 ± 1.00B
机场核心计划 90.67 ± 2.08A. 77.33 ± 2.08B 61.33±1.53C
STP 5.56 ± 0.02A. 5.20±0.02A. 7.02 ± 0.02A.
胆红素 0.63 ± 0.02A. 0.84 ± 0.02B 0.24 ± 0.01C
肌酸酐 5.36 ± 0.02A. 5.21±0.02A. 5.67±0.01A.
尿素 61.67 ± 1.53A. 56.67±1.53A. 52.67±1.16A.

表2:Dhichlorvos农药在鲶鱼上的平均作用(Clarias Gariepinus.)第5天的青少年。
标有相同字母的同一行中的值没有显着差异(P <0.05)。

敌敌畏农药对鲶鱼(Clarias Gariepinus.)表3显示了第10天与对照组相比的青少年。与对照组相比,实验组的肝酶和ACP水平显著升高(p<0.05),胆红素和尿素水平无显著升高。肌酐水平无显著降低(p<0.05)。

参数 21mg / L. 43 mg / l 控制
AST 64.33±1.53A. 68.00 ± 1.00A. 40.33 ± 1.52B
高山 82.00±1.00A. 82.00±1.00A. 63.67±1.00B
ALT 46.33±1.53A. 44.00 ± 1.00A. 30.33 ± 1.53B
机场核心计划 91.00 ± 1.00A. 94.33±2.00A. 64.00±1.00.B
STP 5.19 ± 0.01A. 5.23±0.58A. 6.30 ± 0.01A.
胆红素 0.48 ± 0.01A. 0.58 ± 0.01A. 0.42 ± 0.01A.
肌酸酐 4.57±0.01A. 4.53±0.02A. 5.28±0.02A.
尿素 63.67±0.58A. 57.66±0.58A. 60.33±0.58A.

表3:Dhichlorvos农药在鲶鱼上的平均作用(Clarias Gariepinus.)第10天的幼鸟。
标有相同字母的同一行中的值没有显着差异(P <0.05)。

敌敌畏农药对鲶鱼(Clarias Gariepinus.)与对照相比,第15天的青少年如表4所示。实验组中AST,ALP和ACP的水平显着增加(P <0.05),而与对照相比,ALT水平不会显着增加。STP,胆红素,肌酐和尿素水平不显着降低(P <0.05),但浓度为21mg / L,STP显着增加。

参数 21mg / L. 43 mg / l 控制
AST 62.00±1.00A. 60.00 ± 2.00A. 38.00±1.00B
高山 74.33±0.58A. 71.00±1.00A. 61.00±1.00B
ALT 32.33 ± 0.58A. 30.33 ± 1.53A. 28.00 ± 2.00A.
机场核心计划 74.00±1.00A. 70.00 ± 1.00A. 60.00 ± 2.00B
STP 14.21±0.02A. 4.15±0.02B 5.36 ± 0.02B
胆红素 0.41±0.01A. 0.52±0.01A. 0.58 ± 0.01A.
肌酐 5.35±0.02A. 5.30 ± 0.01A. 6.92±0.01A.
尿素 52.33±0.58A. 49.00±1.00.A. 54.00±1.00A.

表4:Dhishlorvos农药对第15天鲶鱼(Clarias Gariepinus)青少年的平均作用。
标有相同字母的同一行中的值没有显着差异(P <0.05)。

讨论

调查与使用农药有关的毒性,特别是对鱼类等非目标生物的毒性,对于维持水生生物并随后保护人类免受因食用受污染的水产品而对健康造成的危险至关重要。从WHO[13]的报告来看,敌敌畏对鱼的LC50在0.1-1 mg/L到1- 10mg/L的中度毒性,少数报告显示LC50在10-100 mg/L的轻度毒性。一些研究人员研究了敌敌畏对不同种类鱼类的急性毒性作用。Shepard[14]报道了敌敌畏在鱼体内96-h的lc50值在0.004-11.6 mg/Lof之间。Nwamba HO等,[6]也报道了17.21mg/L的鱼类中有96个hLC50,下限和上限分别为15.78 ~ 18.19mg/ L

生化参数通常用作对胁迫对鱼类的应激或外源性变化的反映反应的指标。在这项工作中,研究了21mg / L和43mg / L浓度的二氯磷的致死毒性作用,在非洲鲶鱼的一些生化参数上进行了15天,分析为5天的时间间隔1,5,10和15天。据报道,Dhichlorvos对生物的毒性取决于性别,浓度,发育阶段和暴露期[15]。在实验的第1天,与如表1所示的对照相比,在评估的两个浓度下没有显着变化。肝酶(ALT,AST和ALP)是肝功能的标志物酶和完整性[16,17]。在肝细胞损伤期间肝脏释放到血液中,从而增加酶活性[18,19]。肝脏酶的升高也与许多组织的细胞坏死有关,尤其是肝脏[20]。从结果中,在暴露于甲二氯粉后第1天改变了转氨酶的活性(P <0.05)。这表明Dhichlorvos没有对肝脏造成立即坏死作用。 However, there was significant increase in the activities of the liver enzymes at both concentrations on days 5 and 10 but minimally on day 15 for ALT when compared with the control.

这表明肝组织的损伤取决于暴露的持续时间,在第15天观察到的ALT的微小变化可能是由于一些受损组织长时间再生的结果。因此,敌敌畏对鱼类肝脏的毒性作用取决于暴露的持续时间,不一定归因于表1-4中观察到的剂量。值得注意的是,在所有实验日内,ALP水平的增加都超过了其他肝酶。碱性磷酸酶(ALP)是一种膜结合酶,其升高表明肝内胆汁淤积。与正常对照组相比,实验日的胆红素水平也随之升高。这表明在实验组中,敌敌畏引起肝内胆汁淤积,从而导致黄疸,与剂量无关。

酸性磷酸酶是一组在酸性ph下水解磷酸盐的溶酶体酶。它们存在于许多组织中,如血小板、肺、肝和肾[21]。已证实酸性磷酸酶是前列腺癌[22]的肿瘤标志物。血清酸性磷酸酶水平的升高被认为是前列腺[23]转移癌的征兆。在本研究中,ACP水平在第1天和第15天没有显著升高(p<0.05)。然而,与正常组相比,第5天和第10天显著增加(p<0.05),与剂量无关。观察到的ACP活性的升高表明,在食用受污染的鱼后,敌敌菊可能使人易患前列腺癌。

血清总蛋白是测定血清中总蛋白含量的一种生化检测方法。它比较白蛋白和球蛋白的数量,这是两类蛋白质发现在血液[24]的液体部分。蛋白质是组织和细胞的组成部分。它们是成长和发展所必需的。它们也构成器官的结构部分;组成激素和酶。总蛋白水平的变化可归因于各种条件,这些条件可能导致蛋白质的异常高产量,干扰白蛋白或球蛋白的生产,或增加蛋白质的损失或分解。由于毒性导致的血清总蛋白水平下降可能是由于大量肝坏死和慢性肝硬化,这严重破坏了肝细胞。分析结果显示,在第1、5和10天,两种浓度的血清总蛋白(STP)水平均无显著降低(p<0.05),但在第15天,21mg/l的血清总蛋白(STP)水平显著升高(p<0.05),见表4。这表明,长期接触敌敌畏会干扰蛋白质的合成或导致蛋白质的丢失通过排泄并表明肾脏和肝脏中的负面影响。该观察结果也可能意味着血清总蛋白的变化依赖于持续时间,并且可能不一定是暴露剂量。

血尿尿素的增加表明肾脏损伤。血尿尿素升高的最常见原因是肾功能较差,尽管血清肌酐水平是更具体的肾功能衡量标准。尿素的肾脏排泄受损可能是由于临时条件如脱水或休克,或者可能是由于肾脏本身的急性或慢性疾病。曝光C. Gariepinus.两种不同剂量的亚氯磷没有诱导尿素和肌酐水平的显着变化。尿素和肌酐在21mg / L期间观察到的增加的时间1,5和10,其与对照组的21mg / L可归因于脱水的时间条件,并且可能与受损的胰腺细胞无关。肌酐是肌肉肌酐的代谢物,血清中的量据说与身体的肌肉质量成比例[25]。肌酐的量始终是恒定的,因此增加的水平表明肾功能降低,因为它很容易被肾脏排出[26]。从研究来看,与对照组相比,整个实验日内的肌酐水平并未增加,相当有一种微不足道的减少。这表明曝光c . garirpinus敌敌畏对肌酐水平没有显著影响。

结论

水生生物面临着环境污染的风险,特别是由于农业生产造成的环境污染。本研究中敌敌畏亚致死剂量所证明的杀虫剂毒性对鱼类等非目标动物有害。这项研究表明,将鱼类暴露于亚致死剂量的敌敌畏会引起各种生化变化,这些变化对鱼类的生存是致命的。必须注意保护这些水生生物。


参考

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文章信息

文章类型:研究文章

引用:Achikanu CE,Ani(2021)敌敌畏亚致死剂量对非洲鲶鱼生化参数的影响。生物化学分析杂志螺柱5(1):dx.doi.org/10.16966/2576-5833.125

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出版历史:

  • 收到的日期:4月15日,2021年4月15日

  • 接受日期:2021年4月30日

  • 发布日期:2021年5月07