李亞妮，張晨曦，馮婉婷

(延安大學(xué) 石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西 延安 716000)

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(environmental endocrine disruptors,EEDs)是一類具有干擾機(jī)體正常內(nèi)分泌系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)控作用的物質(zhì)[1]。鄰苯二甲酸酯是一類化學(xué)合成物質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、汽車和消費(fèi)品工業(yè)[2]。鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯(di-(2-ethylhexyl)phathalate,DEHP)是最常用的鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)，不僅用于工業(yè)(如塑料、合成橡膠、涂料、黏合劑、化工合成)，還可用于農(nóng)業(yè)(如殺蟲劑)、醫(yī)療(如醫(yī)療用具)和食品包裝、化妝品和兒童玩具等領(lǐng)域[2-3]。由于DEHP與材料分子之間連接松散(以氫鍵或范德華力連接)，因此，會(huì)隨著使用時(shí)間的推移從塑料制品中解離出來(lái)，并遷移至大氣、水和土壤中[4-5]，人和動(dòng)物可經(jīng)口腔和皮膚攝入環(huán)境中的DEHP[6-7]。DEHP是一種難降解的有機(jī)化合物，進(jìn)入機(jī)體后會(huì)在生物體內(nèi)富集，因而對(duì)動(dòng)物和人類的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，如免疫和代謝系統(tǒng)[8-9]。由于DEHP是一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有干擾動(dòng)物和人類內(nèi)環(huán)境的內(nèi)分泌作用，因此DEHP對(duì)哺乳動(dòng)物的生殖毒性研究也引起了廣泛的關(guān)注，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文概括了近些年來(lái)DEHP對(duì)生殖毒性在生殖器官、神經(jīng)毒性和內(nèi)分泌毒性等這些方面的研究成果，并對(duì)該領(lǐng)域的研究進(jìn)行了展望，為進(jìn)一步研究DEHP的毒理作用提供理論依據(jù)，也為防治環(huán)境內(nèi)分泌污染物提供理論依據(jù)。

1 DEHP對(duì)動(dòng)物生殖器官的毒性作用

卵巢是雌性動(dòng)物一個(gè)重要的生殖器官。卵巢的主要功能是產(chǎn)生卵泡和內(nèi)分泌平衡，卵泡形成異?？蓪?dǎo)致卵巢早衰甚至不孕不育[10]。DEHP作為一種環(huán)境內(nèi)污染物可引起人類和動(dòng)物卵巢功能的損傷。研究發(fā)現(xiàn)，DEHP可通過(guò)損傷卵巢儲(chǔ)備功能、抑制竇卵泡生長(zhǎng)并影響卵子質(zhì)量而降低女性生育力甚至導(dǎo)致女性不孕[11-12]；動(dòng)物研究也發(fā)現(xiàn)，DEHP引起原始卵泡發(fā)育異常，動(dòng)情周期紊亂，卵子成熟異常，而且DEHP也會(huì)影響卵巢性激素的正常分泌，激活過(guò)氧化物酶體增殖因子活化受體(PPARs)進(jìn)而改變下丘腦-垂體-卵巢軸的正常調(diào)節(jié)機(jī)制[13]。王心等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，妊娠期DEHP暴露降低早期胚胎著床數(shù)和中、晚期胚胎及活胎數(shù)，同時(shí)也降低了胚胎及胎盤的重量，Rattan等[15]研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)前暴露于DEHP可導(dǎo)致小鼠激素代謝紊亂，對(duì)卵巢功能產(chǎn)生多代和跨代影響，而青春期高劑量DEHP暴露也使雌性大鼠孕酮分泌增加及卵巢組織類固醇激素合成快速調(diào)節(jié)蛋白(StAR)和膽固醇側(cè)鏈裂解酶(P450scc)表達(dá)水平降低，從而影響大鼠的生長(zhǎng)發(fā)育。Liu等[16]研究發(fā)現(xiàn)暴露于DEHP的小鼠哺乳時(shí)的原始卵泡數(shù)量和竇狀卵泡總數(shù)顯著減少，以及與類固醇產(chǎn)生、卵巢激素分泌和氧化應(yīng)激相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生了顯著改變，導(dǎo)致17β-雌二醇減少和氧化應(yīng)激增加，并且使雌性動(dòng)物卵巢中DNA損傷標(biāo)記物γH2AX的比例顯著升高進(jìn)而增加卵巢凋亡水平以及抑制卵巢顆粒細(xì)胞的增殖。

DEHP不僅對(duì)雌性具有生殖毒性，對(duì)雄性也具有生殖毒性效應(yīng)，主要發(fā)生在發(fā)育期，表現(xiàn)為對(duì)生殖細(xì)胞和組織的影響。在雄性大鼠，DEHP暴露從產(chǎn)后23 d到56 d或98 d推遲了青春期的啟動(dòng)，減少了雄激素依賴的組織的重量，在900 mg/kg/day劑量組減少了血清中雄激素的水平，增加了血清中促黃體生成素的水平[17]，而暴露于更低劑量的DEHP從22 d到52 d沒(méi)有改變包皮分離或者雄激素敏感組織的重量[18]，但是出生后21 d到120 d的DEHP暴露卻影響了雄性精子和間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量[19]。青春期是一個(gè)以睪丸發(fā)育、促性腺激素釋放激素的分泌、精子形成和獲得生殖能力為特征的時(shí)期，也是內(nèi)分泌激素對(duì)環(huán)境暴露的敏感期[20-21]。在雄性小鼠，青春期連續(xù)28 d的DEHP(0，125，250和500 mg/kg)暴露減少了減少了精子數(shù)量并且引起生精上皮組織學(xué)異常和細(xì)胞凋亡[22]，而且出生后28 d到42 d的DHEP暴露(50或者200 mg/kg)減少了睪丸的重量和生殖器之間的距離[23]，但是青春期更低水平(5或者50 g/kg)的DEHP對(duì)雄性小鼠血清中雄激素的水平和雄激素敏感組織的重量并沒(méi)有產(chǎn)生影響[24]，表明DEHP對(duì)雄性激素和組織的影響具有明顯的劑量—效應(yīng)關(guān)系。

2 神經(jīng)行為毒性

2.1 DEHP對(duì)海馬的影響

性激素對(duì)于大腦的發(fā)育非常重要，因而環(huán)境內(nèi)分泌干擾物可能會(huì)影響腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育和行為及認(rèn)知過(guò)程。由于發(fā)育早期血腦屏障不成熟，因此在懷孕期或泌乳期，母本暴露DEHP和它的代謝產(chǎn)物可以通過(guò)胚胎或泌乳傳遞給后代，影響海馬突觸可塑性和生理機(jī)能，以及海馬體介導(dǎo)的記憶行為[25]。海馬是大腦邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，是學(xué)習(xí)記憶的重要腦區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)前小鼠暴露于DEHP(500和750 mg/kg)減少了海馬齒狀回、CA1區(qū)和CA2區(qū)的錐體細(xì)胞[26]，出生后(16 d到22 d)的DEHP暴露減少了海馬CA3遠(yuǎn)端的軸突標(biāo)記和齒狀回和CA3區(qū)未成熟和成熟神經(jīng)元的細(xì)胞密度[27]，而且青春前期小鼠暴露DEHP也阻礙了腦內(nèi)神經(jīng)元樹突的發(fā)育，產(chǎn)生焦慮樣行為[28]，這些結(jié)果也表明海馬對(duì)DEHP具有敏感性。而海馬結(jié)構(gòu)的損傷也會(huì)影響海馬內(nèi)N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體。NMDA受體是興奮性突觸上的離子性谷氨酸受體之一，對(duì)突觸連接的建立和正常的大腦功能至關(guān)重要。海馬中的NMDA受體參與了長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)，受雌激素和其他性腺激素的影響。雌激素參與海馬興奮性突觸的形成，NR1存在于每個(gè)NMDA受體通道中，而NR2決定了NMDA受體在突觸傳遞、突觸可塑性和行為的特征[29]。據(jù)報(bào)道，NR2B在小鼠中的過(guò)表達(dá)不僅能促進(jìn)突觸增強(qiáng)，而且在各種行為中表現(xiàn)出更強(qiáng)的學(xué)習(xí)和記憶能力，表明NR2B在突觸可塑性和記憶形成中至關(guān)重要[30]。文獻(xiàn)報(bào)道，產(chǎn)前DEHP暴露引起海馬神經(jīng)元退化，并且降低海馬內(nèi)N-甲基-D-天冬氨酸受體NR1和NR2B的表達(dá)，損傷小鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力[27，31]。

2.2 DEHP對(duì)神經(jīng)行為的影響

DEHP是一種性激素類的環(huán)境污染物，性激素不僅對(duì)于動(dòng)物的性別分化有重要的作用，而且對(duì)于神經(jīng)行為的發(fā)育和形成具有重要的影響，甚至影響子代的發(fā)育。DEHP具有擬雌激素作用，而雌激素在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中對(duì)人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的情緒、恐懼、焦慮、抑郁、認(rèn)知和記憶等多種功能具有非常重要的調(diào)節(jié)作用[32]。雌激素的這些神經(jīng)生物學(xué)反應(yīng)被認(rèn)為是通過(guò)兩種不同的雌激素受體系統(tǒng)即ERα和ERβ發(fā)揮作用。圍產(chǎn)期是腦發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，在這一時(shí)期，雌激素不但調(diào)節(jié)性別的分化，而且對(duì)行為的發(fā)育也非常重要。泌乳期DEHP暴露(從懷孕7 d到21)減少了青春期和成年雌性雌激素受體的蛋白表達(dá)[33]。研究也發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)前(懷孕10.5 d到出生)DEHP暴露增加了F3代成年雌性的焦慮樣行為，但是對(duì)雄性沒(méi)有影響，而且下調(diào)了成年雌性雌激素受體α基因(ERαmRNA)的表達(dá)，但是上調(diào)了雄性雌激素受體β基因(ERβmRNA)的表達(dá)[34]。青春期是另一個(gè)腦發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，這一時(shí)期，性激素仍然持續(xù)影響個(gè)體的行為和大腦的發(fā)育[35]，青春前期(出生后21 d到42 d)DEHP暴露降低了紋狀體ERβ蛋白的表達(dá)并引起雌性小鼠的焦慮，減少雌性小鼠的社會(huì)玩耍[36]。

DEHP不但具有擬雌激素作用，而且具有抗雄激素作用。雄激素對(duì)于調(diào)控雄性動(dòng)物的繁殖和維持雄性特征具有重要的作用，而且對(duì)雄性動(dòng)物的焦慮和社會(huì)行為的形成也具有重要的調(diào)控作用，而這些行為的調(diào)控主要與雄激素受體有關(guān)。Xu等[33]研究發(fā)現(xiàn)圍生期DEHP暴露使雄性小鼠海馬內(nèi)雄激素受體(AR)蛋白的表達(dá)降低，并使小鼠產(chǎn)生焦慮抑郁樣行為。Capela[24]通過(guò)對(duì)青春期雄性小鼠暴露于DEHP發(fā)現(xiàn)，此時(shí)期DEHP暴露減少了下丘腦視前區(qū)雄激素受體蛋白的表達(dá)，增加了焦慮樣行為，并且影響了配偶偏好和配對(duì)行為，但是當(dāng)成年雄性小鼠暴露于相同劑量的DEHP卻沒(méi)有產(chǎn)生這些方面的影響。李季穗等[28]也發(fā)現(xiàn)青春期DEHP暴露使雄性小鼠腦和血清中的雄激素水平降低，抑制了社會(huì)探究和社會(huì)交互能力并加劇焦慮抑郁狀態(tài)。

多巴胺是一種非常重要的中樞神經(jīng)遞質(zhì)，在一系列神經(jīng)化學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)功能中起著關(guān)鍵作用，包括認(rèn)知、性行為、運(yùn)動(dòng)性和情緒[37]，而DEHP暴露會(huì)對(duì)多巴胺系統(tǒng)產(chǎn)生影響。Hatcher等[34]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)前(懷孕10.5 d到出生)DEHP暴露通過(guò)下調(diào)F3代成年雌性多巴胺D2受體(D2R)的表達(dá)使雌性產(chǎn)生焦慮樣行為，而在成年雄性，上調(diào)雄性多巴胺受體DR1(D1R)的表達(dá)，但是青春前期雌性小鼠暴露DEHP通過(guò)降低ERβ而抑制紋狀體D2R的表達(dá)水平，增加小鼠的焦慮樣行為，減少小鼠的社會(huì)探究行為[36]，而在雄性小鼠，青春期DEHP暴露降低了AR進(jìn)而抑制D2R的表達(dá)，增加雄性小鼠的焦慮抑郁樣行為并減少了社會(huì)行為[28]。

3 總結(jié)與展望

通過(guò)DEHP對(duì)哺乳動(dòng)物生殖毒性的影響概述可以發(fā)現(xiàn)，DEHP的生殖毒性主要發(fā)生在發(fā)育期，可以表現(xiàn)在對(duì)動(dòng)物生殖器官和組織的損傷、生殖細(xì)胞的損傷和凋亡，最終導(dǎo)致生殖力下降，對(duì)神經(jīng)行為的影響主要是影響海馬神經(jīng)元和突出可塑性進(jìn)而影響學(xué)習(xí)記憶，而且DEHP作為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，主要影響動(dòng)物體內(nèi)性激素的水平而產(chǎn)生神經(jīng)行為毒性，但是其毒性機(jī)制還不完全清楚，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1)DEHP是一種性激素類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，對(duì)雌性和雄性動(dòng)物腦內(nèi)的性激素受體產(chǎn)生不同的影響，對(duì)雌性來(lái)說(shuō)，DEHP可影響腦內(nèi)ERα和ERβ的作用，但在這兩種受體在腦內(nèi)分布廣泛而且分布不同，如ERα主要分布于下丘腦腹內(nèi)側(cè)核、弓狀核、下丘腦視前區(qū)和杏仁核等腦區(qū)，ERβ主要分布在下丘腦視前區(qū)、終紋床核、杏仁核、丘腦和海馬等部位；對(duì)雄性來(lái)說(shuō)，主要影響雄激素受體的水平，而雄激素在不同的腦區(qū)對(duì)行為的調(diào)控也是不同的，因此，DEHP如何調(diào)節(jié)其它腦區(qū)的ERs和AR的表達(dá)和活性，進(jìn)而影響動(dòng)物不同的行為還需進(jìn)一步研究。2)由于行為的改變受腦內(nèi)很多神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的調(diào)控，而且這些神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)之間形成了一個(gè)很復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它們通過(guò)相互作用影響動(dòng)物的行為，因此，DEHP作為一種類激素化學(xué)污染物對(duì)腦內(nèi)性激素受體的影響也會(huì)影響腦內(nèi)其它內(nèi)分泌物質(zhì)，如在同一腦區(qū)(如紋狀體)，雌激素受體和雄激素受體的改變也會(huì)調(diào)節(jié)多巴胺受體而共同調(diào)節(jié)行為過(guò)程，但是顯然DEHP在這方面的研究還甚少，它們?cè)谄渌X區(qū)又是如何相互作用調(diào)節(jié)行為的表達(dá)也還需要深入的研究。

總之，DEHP對(duì)哺乳動(dòng)物生殖系統(tǒng)的毒作用及其作用機(jī)制還不完全清楚，未來(lái)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)DEHP的深入研究，同時(shí)由于DEHP的污染毒性較強(qiáng)，也需進(jìn)一步開發(fā)安全可靠的替代物，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境及生物的影響。