陳新，覃宗敏，李紫薇，王超超，商群，唐敏,*

1. 海南大學(xué)材料與化工學(xué)院，?？?570228 2. 海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院，?？?570228 3. 海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院，?？?570228

吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲抗氧化性的影響

陳新1，覃宗敏1，李紫薇2，王超超3，商群1，唐敏1,*

1. 海南大學(xué)材料與化工學(xué)院，海口 570228 2. 海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院，?？?570228 3. 海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院，海口 570228

我國近岸局部海域的重金屬污染嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境和人類健康。吡啶硫酮銅(CuPT)和吡啶硫酮鋅(ZnPT)在海洋防污和化工產(chǎn)品中的應(yīng)用近來逐年增加，對(duì)其生態(tài)毒性及其機(jī)理進(jìn)行研究迫在眉睫。本文以我國南海常見多毛類——華美盤管蟲(Hydroides elegans Haswell)為受試生物，研究了CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲的抗氧化系統(tǒng)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明在CuPT和ZnPT脅迫下，華美盤管蟲體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽還原酶(GR)的活性，以及還原型谷胱甘肽含量(GSH)和丙二醛(MDA)含量發(fā)生與暴露毒物種類、濃度和時(shí)間相關(guān)的變化。SOD、CAT和GR的活性在較低濃度(25 μg·L-1)的CuPT脅迫6 h后呈顯著上升趨勢(shì)，但隨暴露時(shí)間延長(12 h和24 h)，GR的活性顯著下降；而暴露于較低濃度(50 μg·L-1)的ZnPT中，僅SOD活性顯著升高，CAT和GR的活性都顯著下降。在較高CuPT(100 μg·L-1)或ZnPT(200 μg·L-1)濃度中，CAT和GR的活性都顯著下降。GSH含量對(duì)CuPT或ZnPT脅迫的響應(yīng)呈現(xiàn)明顯的時(shí)間效應(yīng)，即隨暴露時(shí)間的延長，通常由顯著上升轉(zhuǎn)為顯著下降。MDA含量在CuPT(100 μg·L-1)或ZnPT(200 μg·L-1)高濃度組中呈顯著升高趨勢(shì)。

吡啶硫酮金屬；華美盤管蟲；氧化損傷；抗氧化酶；脂質(zhì)過氧化

21世紀(jì)我國海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展面臨多方面挑戰(zhàn)，其中近岸海域重金屬污染引起了廣泛關(guān)注，據(jù)報(bào)道僅2014年排放入南海的重金屬就達(dá)到5 292 t[1]。重金屬污染不僅對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞[2]，而且也成為海水養(yǎng)殖業(yè)和人類健康不容忽視的潛在威脅[3]。海洋重金屬污染具有難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、難以治理、危害嚴(yán)重的特點(diǎn)，因此，對(duì)其進(jìn)行有效的生態(tài)毒性檢測(cè)在預(yù)防和治理策略中尤為重要。近年來，吡啶硫酮金屬在海洋防污和日用品中廣泛使用[4-7]，其生態(tài)毒性引起了研究者和環(huán)境管理者的關(guān)注，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)吡啶硫酮銅(CuPT)和吡啶硫酮鋅(ZnPT)對(duì)硅藻、多毛類、甲殼類、紅海鯛和青鳉等物種都呈現(xiàn)明顯的毒性效應(yīng)[8-9]，CuPT和ZnPT對(duì)中肋骨條藻(Skeletonema costatum)72 h的半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)分別為1.5 μg·L-1和1.6 μg·L-1[10]，CuPT會(huì)引起多毛類多齒維沙蠶(Perinereis nuntia)體內(nèi)的十六烷酰輔酶、?；D(zhuǎn)移酶和葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶的活性降低[11]，CuPT能造成底鳉(Fundulus heteroclitus)的肌肉出現(xiàn)炎癥和骨骼變形[12]等，但目前對(duì)吡啶硫酮金屬的生態(tài)毒性機(jī)理方面的研究還不充分，有待進(jìn)一步的深入。

多毛類種類繁多，分布廣泛，在很多海域的底棲生物群落中占30%～80%，在海洋沉積物及其與水體之間的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換過程中起著重要作用[13-14]。此外，一些多毛類對(duì)海洋污染物較敏感，實(shí)驗(yàn)室培育技術(shù)較為成熟，常被選為生態(tài)毒理研究和被檢生物[15-17]。華美盤管蟲是一種棲息在固著石灰質(zhì)管的多毛類，廣泛分布于溫帶、熱帶和亞熱帶海域，生活史短，繁殖期長，易在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，而且華美盤管蟲及其幼體對(duì)重金屬脅迫響應(yīng)較靈敏，如華美盤管蟲早期生命階段能對(duì)重金屬如汞、鎘等表現(xiàn)出較高的敏感性[15,18-20]；研究表明，華美盤管蟲幼蟲對(duì)CuPT和ZnPT的脅迫敏感性高，其擔(dān)輪幼蟲暴露于CuPT和ZnPT 48 h的半致死濃度(LC50)分別為5.00 μg·L-1和6.67 μg·L-1[14]。而且華美盤管蟲在熱帶和亞熱帶地區(qū)可全年進(jìn)行繁殖，因此，華美盤管蟲作為熱帶海域的被檢生物應(yīng)用于生態(tài)毒性研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)和潛能。

抗氧化系統(tǒng)在生物體內(nèi)普遍存在，在清除體內(nèi)自由基和保持機(jī)體正常代謝方面起著重要作用，其中主要有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽還原酶(GR)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、還原型谷胱甘肽(GSH)等。SOD和CAT都是生物體內(nèi)最主要的抗氧化酶。其中，SOD是唯一能以自由基為底物的抗氧化酶，催化自由基O2-·發(fā)生歧化反應(yīng)，生成危害較小的H2O2，從而達(dá)到清除O2-·的目的，而H2O2可在GPx或CAT的作用下被分解為H2O和O2?？梢?，SOD在清除活性氧自由基，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷方面有極為重要的作用。GR能利用還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，將氧化型谷胱甘肽(GSSG)催化生成還原型谷胱甘肽(GSH)，在細(xì)胞GSH循環(huán)和抗氧化防護(hù)過程中具有重要作用。GSH可以使含有巰基的酶維持在還原狀態(tài)及活性狀態(tài)，在維持紅細(xì)胞膜的完整性以及防止血紅蛋白氧化方面具有重要意義。生物抗氧化酶系統(tǒng)常受到一些逆境因子的影響，如暴露在毒性環(huán)境中時(shí)，因氧自由基導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化會(huì)對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生嚴(yán)重危害[21-24]。如當(dāng)生物處在輕度脅迫下，SOD活性常會(huì)受到誘導(dǎo)而升高，但當(dāng)受到重度脅迫時(shí)，SOD活性又會(huì)被抑制，而使生物體內(nèi)活性氧不能及時(shí)清除，引起機(jī)體損傷[25]。因此，在研究生物體對(duì)環(huán)境污染物的響應(yīng)時(shí)，通過測(cè)定生物抗氧化酶等相關(guān)物質(zhì)以及脂質(zhì)過氧化的相關(guān)指標(biāo)可在一定程度上反映生物抗氧化能力。通過研究生物抗氧化能力的變化規(guī)律，對(duì)于污染物毒性機(jī)理的探索以及利用抗氧化酶作為檢測(cè)環(huán)境污染指標(biāo)的可能性方面具有實(shí)際意義[26]。

本實(shí)驗(yàn)選用華美盤管蟲作為研究對(duì)象，檢測(cè)了在CuPT和ZnPT的脅迫下，華美盤管蟲的抗氧化酶(SOD、CAT、GR)、GSH和脂質(zhì)過氧化指標(biāo)(MDA)的變化特征，期望從生物抗氧化性的角度研究CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲的生態(tài)毒性效應(yīng)及其機(jī)理。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

華美盤管蟲成體采集于海南陵水黎安灣(18°30′N，110°01′E)，海水年平均溫度為24.5 ℃，鹽度為33‰，pH為8.2。

參照文獻(xiàn)[14]方法，使用過濾(0.22 μm)后的采集地海水培養(yǎng)華美盤管蟲成體，次日采用同鹽度的人工海水(青島海之鹽水族科技有限公司)進(jìn)行半量換水，每天半量換水1次。餌料為牟式角毛藻(Chaetoceros muelleri)，每日早晚各投餌1次，同時(shí)觀察華美盤管蟲及其水質(zhì)狀態(tài)。

1.2 華美盤管蟲暴露于CuPT/ZnPT溶液

利用二甲基亞砜(DMSO，Sigma-Aldrich)作為助溶劑分別配制1 000 mg·L-1的CuPT(純度≥99%，上海廣拓化學(xué))和ZnPT(純度≥99%，上海廣拓化學(xué))儲(chǔ)存液，隨后采用人工配制海水稀釋到實(shí)驗(yàn)所需濃度。

設(shè)置空白對(duì)照組(人工海水)，二甲基亞砜對(duì)照組(0.07 mL·L-1)，處理組的濃度根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定，分別為25 μg·L-1的CuPT、100 μg·L-1的CuPT、50 μg·L-1的ZnPT、200 μg·L-1的ZnPT溶液。每組3個(gè)平行樣，每一實(shí)驗(yàn)器皿盛有150 mL溶液。從玻璃水族箱中選取健康、成簇的華美盤管蟲，保持其石灰質(zhì)管的完整性，用于試驗(yàn)。每皿放入30只華美盤管蟲，保持恒溫26 ℃，暴露時(shí)間分別為6 h、12 h和24 h。

1.3 華美盤管蟲成體抗氧化酶酶活測(cè)定

隨后取出成體表面潤洗，稱重，于-20 ℃短期保存。低溫下充分勻漿，低溫離心(2 500 r·min-1，10 min)，吸取上清液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.86%的生理鹽水稀釋，分別取部分稀釋液分裝，用于以下檢測(cè)。SOD、CAT、GR、GSH、MDA測(cè)定采用試劑盒(南京建成生物科技研究所)。按照相關(guān)生化試劑盒說明書方法分別測(cè)定SOD、CAT、GR活性、GSH含量，以及MDA含量?？扇苄缘鞍缀坎捎每捡R斯亮藍(lán)法測(cè)定[27-28]，活性單位以U·mg-1prot計(jì)算，MDA含量測(cè)定采用改進(jìn)的硫代巴比妥酸(TBA)比色法[28-29]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 19.0，通過t-檢測(cè)分析實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組各相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)結(jié)果顯示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(用誤差線顯示)，P < 0.05或P < 0.01為差異顯著。

2 結(jié)果(Results)

在各組暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)各器皿溶液澄清，華美盤管蟲未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。在100 μg·L-1的CuPT溶液中暴露24 h以上的蟲體，其觸手冠外伸的活動(dòng)頻率低于其他組。此外，實(shí)驗(yàn)中所檢測(cè)的各項(xiàng)生化指標(biāo)在DMSO組與海水空白對(duì)照組之間沒有明顯差異，而且在各檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)也未發(fā)現(xiàn)有明顯變化。

2.1 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，暴露于25 μg·L-1CuPT溶液中6 h，華美盤管蟲SOD活性呈顯著升高(P < 0.01)；暴露12 h和24 h，SOD活性顯著升高(P < 0.05)；暴露在100 μg·L-1的CuPT溶液6 h，SOD活性顯著升高(P < 0.05)；隨暴露時(shí)間延長到12 h和24 h，SOD活性與DMSO組無顯著差異(圖1)。

圖1 吡啶硫酮銅/吡啶硫酮鋅(CuPT/ZnPT)對(duì)華美盤管蟲超氧化物歧化酶(SOD)活力的影響注：與對(duì)照組比較差異顯著，*、** P<0.05、P<0.01。下面各圖相同。Fig. 1 The effect of copper pyrithione/zinc pyrithione (CuPT/ZnPT) on the SOD activity of Hydroides elegansNote: Compared with the DMSO control, *, ** P<0.05, P<0.01. The same below.

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，暴露于50 μg·L-1ZnPT溶液中6 h，華美盤管蟲SOD活性顯著升高(P < 0.01)；暴露12 h和24 h，SOD活性仍顯著升高(P < 0.05)。暴露于200 μg·L-1的ZnPT溶液，華美盤管蟲的6 h和12 h的SOD活性顯著升高(P < 0.05)；暴露24 h后SOD活性與DMSO對(duì)照組無顯著差異(圖1)。

2.2 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲過氧化氫酶(CAT)活性的影響

分別暴露于25 μg·L-1CuPT溶液中6 h、12 h和24 h后，發(fā)現(xiàn)6 h和24 h的CAT活性都與DMSO組無顯著差異，但暴露12 h的CAT活性顯著高于DMSO組(P<0.01)；暴露于100 μg·L-1CuPT溶液中，3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的CAT活性比DMSO組均顯著下降(P<0.01)(圖2)。

暴露于50 μg·L-1和200 μg·L-1的ZnPT溶液中，華美盤管蟲CAT活性隨暴露時(shí)間呈現(xiàn)類似趨勢(shì)，即暴露6 h未出現(xiàn)顯著變化，12 h和24 h則比DMSO組顯著下降(P < 0.01)(圖2)。

2.3 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，暴露于25 μg·L-1CuPT溶液中6 h，華美盤管蟲GR活性顯著升高(P < 0.01)，12 h和24 h組GR活性無顯著變化；暴露于100 μg·L-1CuPT溶液中，3個(gè)暴露時(shí)間的GR活性均顯著下降(P<0.05)(圖3)。

與相應(yīng)DMSO對(duì)照組比較，暴露于50 μg·L-1ZnPT溶液中6 h和12 h，華美盤管蟲GR活性顯著下降(P < 0.05)，暴露24 h的GR活性顯著下降(P < 0.01)；暴露于200 μg·L-1ZnPT溶液中，3個(gè)暴露時(shí)間的GR活性均顯著下降(P<0.01)(圖3)。

2.4 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲谷胱甘肽(GSH)含量的影響

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，華美盤管蟲暴露于25 μg·L-1CuPT溶液中6 h，發(fā)現(xiàn)GSH含量無顯著差異；但暴露12 h的GSH含量顯著下降(P < 0.05)，24 h的也顯著下降(P < 0.01)。于100 μg·L-1CuPT溶液中暴露6 h，華美盤管蟲的GSH含量顯著增加(P < 0.05)，24 h后GSH含量顯著下降(P < 0.01)(圖4)。

圖2 CuPT/ZnPT對(duì)華美盤管蟲過氧化氫酶(CAT)活力的影響Fig. 2 The effect of CuPT/ZnPT on the CAT activity of Hydroides elegans

圖3 CuPT/ZnPT對(duì)華美盤管蟲谷胱甘肽還原酶(GR)活力的影響Fig. 3 The effect of CuPT/ZnPT on the GR activity of Hydroides elegans

圖4 CuPT/ZnPT對(duì)華美盤管蟲還原型谷胱甘肽(GSH)含量的影響Fig. 4 The effect of CuPT/ZnPT on the GSH content of Hydroides elegans

圖5 CuPT/ZnPT對(duì)華美盤管蟲丙二醛(MDA)含量的影響Fig. 5 The effect of CuPT/ZnPT on the MDA content of Hydroides elegans

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，于50 μg·L-1的ZnPT溶液中暴露6 h，華美盤管蟲的GSH含量顯著增加(P < 0.01)，但暴露24 h則顯著下降(P < 0.05)。200 μg·L-1ZnPT溶液中暴露6 h，華美盤管蟲的GSH含量顯著增加(P < 0.05)，暴露24 h則顯著下降(P < 0.01)(圖4)。

2.5 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲丙二醛(MDA)含量的影響

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，暴露于25 μg·L-1CuPT溶液中，華美盤管蟲MDA含量無顯著變化；暴露于100 μg·L-1CuPT溶液中6 h，MDA含量顯著增加(P<0.05)，暴露12 h和24 h的MDA含量也顯著增加(P<0.01)(圖5)。

與相應(yīng)的DMSO對(duì)照組比較，暴露于50 μg·L-1ZnPT溶液中6 h和12 h，MDA含量與之無顯著差異，24 h的MDA含量顯著增加(P<0.05)；暴露于200 μg·L-1ZnPT溶液中，MDA含量顯著增加(P<0.05)，暴露12 h和24 h的MDA含量也顯著增加(P<0.01)(圖5)。

3 討論(Discussion)

吡啶硫酮金屬對(duì)多種海洋生物都呈現(xiàn)出一定的毒性效應(yīng)[8-12]，CuPT濃度在12 μg·L-1以上可導(dǎo)致斑馬魚(Danio rerio)胚胎發(fā)育出現(xiàn)較高的畸形率，32 μg·L-1和64 μg·L-1CuPT可以顯著升高斑馬魚體內(nèi)脂質(zhì)過氧化作用的終產(chǎn)物，因此，認(rèn)為CuPT的毒性機(jī)理與氧化脅迫相關(guān)[30]。紫貽貝(Mytilus galloprovincialis)對(duì)ZnPT具有顯著的生物累積作用，ZnPT會(huì)導(dǎo)致紫貽貝腮部和消化腺熱休克蛋白的過度表達(dá)并造成細(xì)胞DNA損傷[31-32]。在黑暗條件和12 h/12 h光暗條件下，圓毛好轉(zhuǎn)蟲(Dinophilus gyrociliatus)對(duì)ZnPT的脅迫均非常敏感，其96-h LC50分別為2.48 μg·L-1和3.65 μg·L-1，同時(shí)ZnPT對(duì)其平均壽命、凈生殖力、種群增長率都有顯著的抑制作用[33]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲的抗氧化系統(tǒng)相關(guān)的酶活性和物質(zhì)含量具有一定的脅迫效應(yīng)，其程度受到吡啶硫酮金屬的種類、濃度以及暴露時(shí)間的影響?？梢姡珻uPT和ZnPT對(duì)其對(duì)水生生物的影響是多方面的，其中對(duì)生物抗氧化系統(tǒng)的脅迫是研究其毒性機(jī)理的一個(gè)重要方面。

3.1 CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲SOD和CAT的影響

本實(shí)驗(yàn)中的華美盤管蟲在較短時(shí)間暴露于較低濃度的CuPT或ZnPT，其SOD活性升高，而在較高濃度較長暴露時(shí)間則出現(xiàn)下降。這與多毛類的多齒圍沙蠶的研究結(jié)果類似，當(dāng)多齒圍沙蠶暴露在2.5 μg·L-1和50 μg·L-1苯并(a)芘14 d，發(fā)現(xiàn)其低濃度組的SOD活性被顯著誘導(dǎo)(P<0.01)，但高濃度組的活性卻被顯著抑制(P<0.01)[24]。盡管CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲SOD活性的脅迫趨勢(shì)類似，但兩者對(duì)SOD活性誘導(dǎo)和抑制的程度存在一定差異。

當(dāng)生物體暴露在毒性逆境條件下，體內(nèi)CAT活性通常會(huì)發(fā)生變化[34]，如在重金屬鎘的脅迫下，羅非魚(Oreochromis mossambicus)肝臟組織中的CAT活性被顯著抑制，鉛能誘導(dǎo)鯽魚(Carassius auratus)肝組織中的CAT活性[35]。本實(shí)驗(yàn)中，在低濃度CuPT脅迫下，華美盤管蟲CAT活性在暴露6 h后變化不顯著，12 h后升高，24 h后又下降，而高濃度的CuPT對(duì)所有暴露時(shí)間的CAT都具有顯著的抑制作用；暴露在低濃度ZnPT 6 h，CAT活性無顯著變化，其他處理組CAT活性均被顯著抑制，在高濃度ZnPT脅迫下，華美盤管蟲CAT活性均被顯著抑制。反映出CAT活性隨著暴露時(shí)間的延長出現(xiàn)明顯變化趨勢(shì)，可見華美盤管蟲CAT對(duì)CuPT和ZnPT的脅迫較為敏感。

3.2 CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲GR和GSH的影響

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在CuPT或ZnPT的脅迫下，華美盤管蟲的GR活性和GSH含量呈現(xiàn)出一定的響應(yīng)特征。在低濃度CuPT脅迫下，暴毒6 h后GR活性顯著上升，GSH含量無顯著變化，暴毒12 h和24 h GR活性被顯著抑制，GSH含量顯著下降，而高濃度下GR活性均出現(xiàn)顯著下降，GSH含量的變化趨勢(shì)是先升高后下降；在ZnPT脅迫下，低濃度組GR活性被顯著抑制，在高濃度組GR活性同樣被顯著抑制，而在低、高濃度中GSH含量均是是先誘導(dǎo)后抑制。這與多齒圍沙蠶出現(xiàn)的情況類似，在苯并(a)芘脅迫14 d后，多齒圍沙蠶在低濃度(2.5 μg·L-1)組的GR活性增加了155%，而高濃度(50 μg·L-1)組GR活性被顯著抑制[24]?？梢姰?dāng)GR活性提高時(shí)，GSH含量通常無顯著變化，而當(dāng)GR活性受到脅迫抑制時(shí)，GSH含量會(huì)在一定范圍內(nèi)增加，推測(cè)這是提高機(jī)體的抗氧化能力的一種補(bǔ)償機(jī)制；但是隨著脅迫程度的增加超出這個(gè)范圍，GSH含量最終顯著下降。這也進(jìn)一步表明了GR和GSH在生物抗氧化體系中的功能相關(guān)性。

3.3 CuPT和ZnPT對(duì)華美盤管蟲脂質(zhì)過氧化的影響

通常細(xì)胞中的自由基攻擊膜性結(jié)構(gòu)上的多不飽和脂肪酸，便會(huì)形成脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，如酮基、羥基、醛基(丙二醛)和羰基、氫過氧基或內(nèi)過氧基。由于脂質(zhì)過氧化作用的產(chǎn)物比較復(fù)雜，常通過測(cè)定其次級(jí)氧化產(chǎn)物(酮類和醛類)含量的方法來進(jìn)行表征。作為脂質(zhì)過氧化最終產(chǎn)物之一的丙二醛(MDA)在一定程度上能夠反映生物體內(nèi)活性氧代謝狀態(tài)，以此來反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化的程度，這也能間接地反映出自由基對(duì)細(xì)胞的損傷程度[36-37]。本實(shí)驗(yàn)中，低濃度CuPT和ZnPT脅迫下，只有在ZnPT暴露24 h后MDA含量出現(xiàn)顯著上升；在高濃度組CuPT和ZnPT脅迫下，所有處理組MDA含量都顯著上升，說明在高濃度吡啶硫酮金屬的脅迫下，華美盤管蟲產(chǎn)生氧化應(yīng)激，打破機(jī)體活性氧代謝的平衡，產(chǎn)生大量的氧自由基，從而誘導(dǎo)或抑制其相應(yīng)抗氧化酶活性，導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的破壞，發(fā)生脂質(zhì)過氧化作用，進(jìn)一步產(chǎn)生氧自由基、丙二醛等。

通過對(duì)華美盤管蟲抗氧化系統(tǒng)主要酶及其物質(zhì)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)一定濃度的CuPT或ZnPT脅迫都會(huì)影響華美盤管蟲的抗氧化能力。推測(cè)其機(jī)理可能是華美盤管蟲組織細(xì)胞受CuPT或ZnPT脅迫而產(chǎn)生大量自由基，從而誘導(dǎo)或抑制其相應(yīng)抗氧化酶的活性和GSH含量，并在較高濃度導(dǎo)致脂質(zhì)出現(xiàn)過氧化。

綜上所示，在CuPT和ZnPT的脅迫下，華美盤管蟲體內(nèi)抗氧化物質(zhì)，SOD、CAT和GR酶活性以及GSH和MDA含量都發(fā)生一定變化，變化趨勢(shì)與所暴露毒物種類、濃度和時(shí)間相關(guān)。SOD、CAT和GR的活性在較低濃度的CuPT脅迫下呈顯著上升趨勢(shì)，但隨暴露時(shí)間延長(12 h和24 h)，GR的活性顯著下降，而暴露于較低濃度的ZnPT中，僅SOD活性顯著升高，CAT和GR的活性都顯著下降；在較高CuPT或ZnPT濃度中，CAT和GR的活性都顯著下降。GSH含量對(duì)CuPT或ZnPT的響應(yīng)呈現(xiàn)明顯的時(shí)間效應(yīng)，即隨暴露時(shí)間的延長，通常由顯著上升轉(zhuǎn)為顯著下降。MDA含量在CuPT或ZnPT低濃度組中均無顯著變化，在高濃度組都呈顯著升高趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為深入研究吡啶硫酮金屬的生態(tài)毒理機(jī)制提供了參考資料，也為進(jìn)一步探索華美盤管蟲作為熱帶海洋的環(huán)境監(jiān)測(cè)指示生物打下基礎(chǔ)。

致謝：感謝海南大學(xué)分析測(cè)試中心以及朱秀琴、徐利婷等同學(xué)給予的幫助。

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◆

Effect of Metal Pyrithione on Antioxidant Activity inHydroideselegans

Chen Xin1, Qin Zongmin1, Li Ziwei2, Wang Chaochao3, Shang Qun1, Tang Min1,*

1. College of Material and Chemical Engineering, Hainan University, Haikou 570228, China 3. College of Environment and Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China 2. College of Agriculture, Hainan University, Haikou 570228, China

Received 18 May 2016 accepted 26 June 2016

There is an increasing trend of heavy metal pollution in some offshore areas in China, which seriously threatens the local ecological environment and human health. Recently, since copper pyrithione (CuPT) and zinc pyrithione (ZnPT) are widely utilized as marine antifoulant and chemical products, it is very urgent to study the ecotoxicity of CuPT and ZnPT in marine environment. Here, Hydroides elegans, a common polychaete in the China South Sea, was used as the test animal to study the effects of CuPT and ZnPT on the antioxidant activity, including the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR), and the contents of reduced glutathione (GSH) and malonaldehyde (MDA). The results indicated that the activities of SOD, CAT and GR varied significantly with dose and time, when exposed to CuPT and ZnPT. The activities of SOD, CAT and GR increased significantly, when treated with low concentration of CuPT (25 μg·L-1) for 6 h, but the activity of GR decreased significantly when exposed for more than 12 h and 24 h. In addition, the low concentration of ZnPT (50 μg·L-1) increased the activity of SOD, but decreased the activities of CAT and GR. When exposed to high concentration of CuPT (100 μg·L-1) or ZnPT (200 μg·L-1), the activities of CAT and GR decreased significantly in Hydroides elegans. The content of GSH showed a time-dependent response to CuPT or ZnPT exposure, and the contents were firstly decreased and then increased with the extension of the exposure time. The content of MDA increased significantly, when exposed to high concentration of CuPT (100 μg·L-1) or ZnPT (200 μg·L-1).

metal pyrithione; Hydroidese elegans; oxidative damage; antioxidant enzyme; lipid peroxidation

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31160098，31360105，31660128)；海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(313104)；海南大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(kyqd1046)

陳新(1973-)，男，講師，研究方向?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境與生態(tài)毒理，E-mail: 982912387@qq.com；

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: 1251054716@qq.com

10.7524/AJE.1673-5897.20160406002

2016-05-18 錄用日期：2016-06-26

1673-5897(2016)6-234-08

X171.5

A

唐敏(1972—)，女，生物學(xué)博士，副教授，主要研究方向?yàn)樗飳W(xué)、生態(tài)毒理學(xué)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。

陳新, 覃宗敏, 李紫薇, 等. 吡啶硫酮金屬對(duì)華美盤管蟲抗氧化性的影響[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2016, 11(6): 234-241

Chen X, Qin Z M, Li Z W, et al. Effect of metal pyrithione on antioxidant activity in Hydroides elegans [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2016, 11(6): 234-241 (in Chinese)