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摘要:增塑劑邻苯二甲酸二乙基己酯(Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)是一种具有拟雌激素和抗雄激素活性的环境内分泌干扰物,人类和野生动物终生暴露其中。DEHP可通过干扰性激素的代谢和活动而产生生殖发育毒性和神经毒性,严重威胁野生动物和人类健康。DEHP影响动物的多种神经行为,包括活动性、反射、学习记忆、焦虑和抑郁等,且这种影响存在性别差异,其中雄性更为敏感。脑内芳香化酶和激素受体水平、氨基酸和多巴胺等神经递质活动、以及脑内形态结构的改变可能与DEHP 对神经行为的影响有关。
关键词:邻苯二甲酸二乙基己酯;神经行为;环境内分泌干扰物
增塑剂因可以增加塑料的柔韧性、粘合性和耐用性而在许多塑料制品中被大量使用。邻苯二甲酸酯类(phthalate esters,PAEs)即是一种使用最广泛的人工合成增塑剂,其中又以邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)的用量最大,广泛用于涂料、黏合剂、合成橡胶、血袋、化妆品、包装材料及玩具等物品。由于 DEHP键能较弱,亲脂性强,能经雨水迁移和蒸发等方式释放到环境中,因而使人类和野生动物终生暴露于不同来源的DEHP[1-2]。人类主要通过食品、医疗用具、水体等途径摄入DEHP,摄入的DEHP一部分以原形直接吸收,其余迅速代谢水解为有活性的单酯MEHP(mono ethylhexyl phthalate)[3],后者被认为是 DEHP在体内发挥最终毒性效应的主要物质[4]。DEHP是一种典型的脂溶性环境内分泌干扰物,具有微弱的雌激素活性,可干扰性激素的合成、代谢和活动,长期低剂量暴露可导致生殖发育毒性,严重威胁野生动物和人类的健康。目前,欧美确定DEHP不影响人体健康的极限值(No Observable Adverse Effect Level,NOAEL)为4.8 mg/kg/day,每日允许摄入量 (tolerable daily intake,TDI) 为20 μg/kg/day。然而,有报道称目前人类DEHP平均摄入量已超过人群所能耐受的慢性暴露水平(TDI,20 μg/kg/day);而职业暴露、医疗暴露和儿童的非饮食暴露量更大 。
1 DEHP对活动性的影响
旷场(Open field)是一种检测动物自发活动的行为模型。有人发现1350 mg/kg/day DEHP暴露4 周显著延长成年雄性大鼠在旷场的运动总距离及中央区停留时间,1000 mg/kg/day DEHP暴露8 周明显延长雄性小鼠在旷场中心区域停留时间,。而暴露于0.03% DEHP(相当于171 mg/kg/day)的雌雄小鼠所生雄性子代3 周龄时活动性减弱。此外,有报道生后5 天暴露于DEHP可诱发青春期雄性大鼠多动症,夜间活动性显著增加[。这些研究提示DEHP对自发活动的影响存在性别差异,其中雄鼠的自发活动可能对DEHP更敏感,但其影响可因年龄而不同。
DEHP对反射活动的影响也表现出性别差异。从F0代小鼠5周龄始至F1代9周龄止,在食物中添加DEHP(7-70 mg/kg/day )可影响F1代雌、雄小鼠的早期行为发育, 表现为中低剂量DEHP延迟4日龄雌性仔鼠的翻正反射(surface righting reflex),中高剂量DEHP抑制7日龄雄性仔鼠的翻正反射。围生期(妊娠始至孕19天)DEHP暴露于500 mg/kg/day DEHP的大鼠其所生仔鼠的负趋地性反射(negative geotaxis reflex)和空中翻正反射(air righting reflex)延迟,且雄性的这些行为缺陷均大于雌性。来自流行病学的研究进一步为此提供了证据。在该研究中,Yolton等测定了美国350 名孕妇在孕16 周和26 周时尿液DEHP含量, 并与其所产婴儿5 周岁之前的健康状况进行比对,发现孕26 周尿液含较高水平DEHP的孕妇所生男婴反射功能减弱。
2 DEHP对学习记忆的影响
学习记忆是脑的高级功能。鉴于发育中的脑对环境内分泌干扰物更为敏感,目前许多研究都聚焦在围生期DEHP暴露的学习记忆作用。从妊娠始至孕19天暴露于100-500 mg/kg/day DEHP,可延长6 周龄仔鼠在水迷宫中寻找平台的潜伏期,增加穿梭箱实验中遭电击次数并延长主动逃避电击的潜伏期。妊娠7-16 天暴露于250-1000 mg/kg/day DEHP明显增加断乳(21日龄)仔鼠在跳台实验中电击后跳下平台的错误次数,缩短避暗实验中电击后的步入潜伏期。但在断乳后暴露于10-1000 mg/kg/day DEHP两周对雄性大鼠水迷宫的空间学习记忆没有影响。这些研究表明,围生期DEHP暴露损伤包括空间记忆、被动回避和主动回避等多种学习记忆行为。最近的研究发现围生期DEHP暴露对空间学习记忆的影响存在性别差异,其中雄性更敏感,损伤更严重。Li等也发现围生期暴露于另一种PAEs邻苯二甲酸二丁酯 (dibutyl phthalate,DBP)损伤雄性子代大鼠5 周龄时的空间学习和参考记忆。青春期是脑发育的第二个关键时期,周佩等将6 周龄雄性小鼠暴露于5-500 mg/kg/day DEHP,发现随着DEHP浓度的增加,小鼠在Y迷宫中的分辨学习记忆能力逐渐减退;而青春期前10-1000 mg/kg/day的DEHP暴露30 天损伤小鼠的空间学习记忆。
参考文献:
[1]Australia. NICNAS. National industrial chemicals notification and assessment. DIBP hazard assessment-draft for comment, 2007: 1-20.
[2]Koch H M, Drexler H, Angerer J. An estimation of the daily intake of di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and other phthalates in the general population. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 2003, 206(2): 77-83.
[3]Tickner JA, Schettler T, Guidotti T, McCally M, Rossi M. Health risks posed by use of di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) in PVC medical de-vices: A critical review. American Journal of Industria Medicine, 2001, 39(1): 100–111.
[4]Koch H M, Bolt H M, Preuss R, Angerer J. New metabolites of DEHP in human urine and serum after single oral doses of deuterium labeled DEHP. Archives of Toxicology, 2005b, 79: 367-376.
关键词:邻苯二甲酸二乙基己酯;神经行为;环境内分泌干扰物
增塑剂因可以增加塑料的柔韧性、粘合性和耐用性而在许多塑料制品中被大量使用。邻苯二甲酸酯类(phthalate esters,PAEs)即是一种使用最广泛的人工合成增塑剂,其中又以邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)的用量最大,广泛用于涂料、黏合剂、合成橡胶、血袋、化妆品、包装材料及玩具等物品。由于 DEHP键能较弱,亲脂性强,能经雨水迁移和蒸发等方式释放到环境中,因而使人类和野生动物终生暴露于不同来源的DEHP[1-2]。人类主要通过食品、医疗用具、水体等途径摄入DEHP,摄入的DEHP一部分以原形直接吸收,其余迅速代谢水解为有活性的单酯MEHP(mono ethylhexyl phthalate)[3],后者被认为是 DEHP在体内发挥最终毒性效应的主要物质[4]。DEHP是一种典型的脂溶性环境内分泌干扰物,具有微弱的雌激素活性,可干扰性激素的合成、代谢和活动,长期低剂量暴露可导致生殖发育毒性,严重威胁野生动物和人类的健康。目前,欧美确定DEHP不影响人体健康的极限值(No Observable Adverse Effect Level,NOAEL)为4.8 mg/kg/day,每日允许摄入量 (tolerable daily intake,TDI) 为20 μg/kg/day。然而,有报道称目前人类DEHP平均摄入量已超过人群所能耐受的慢性暴露水平(TDI,20 μg/kg/day);而职业暴露、医疗暴露和儿童的非饮食暴露量更大 。
1 DEHP对活动性的影响
旷场(Open field)是一种检测动物自发活动的行为模型。有人发现1350 mg/kg/day DEHP暴露4 周显著延长成年雄性大鼠在旷场的运动总距离及中央区停留时间,1000 mg/kg/day DEHP暴露8 周明显延长雄性小鼠在旷场中心区域停留时间,。而暴露于0.03% DEHP(相当于171 mg/kg/day)的雌雄小鼠所生雄性子代3 周龄时活动性减弱。此外,有报道生后5 天暴露于DEHP可诱发青春期雄性大鼠多动症,夜间活动性显著增加[。这些研究提示DEHP对自发活动的影响存在性别差异,其中雄鼠的自发活动可能对DEHP更敏感,但其影响可因年龄而不同。
DEHP对反射活动的影响也表现出性别差异。从F0代小鼠5周龄始至F1代9周龄止,在食物中添加DEHP(7-70 mg/kg/day )可影响F1代雌、雄小鼠的早期行为发育, 表现为中低剂量DEHP延迟4日龄雌性仔鼠的翻正反射(surface righting reflex),中高剂量DEHP抑制7日龄雄性仔鼠的翻正反射。围生期(妊娠始至孕19天)DEHP暴露于500 mg/kg/day DEHP的大鼠其所生仔鼠的负趋地性反射(negative geotaxis reflex)和空中翻正反射(air righting reflex)延迟,且雄性的这些行为缺陷均大于雌性。来自流行病学的研究进一步为此提供了证据。在该研究中,Yolton等测定了美国350 名孕妇在孕16 周和26 周时尿液DEHP含量, 并与其所产婴儿5 周岁之前的健康状况进行比对,发现孕26 周尿液含较高水平DEHP的孕妇所生男婴反射功能减弱。
2 DEHP对学习记忆的影响
学习记忆是脑的高级功能。鉴于发育中的脑对环境内分泌干扰物更为敏感,目前许多研究都聚焦在围生期DEHP暴露的学习记忆作用。从妊娠始至孕19天暴露于100-500 mg/kg/day DEHP,可延长6 周龄仔鼠在水迷宫中寻找平台的潜伏期,增加穿梭箱实验中遭电击次数并延长主动逃避电击的潜伏期。妊娠7-16 天暴露于250-1000 mg/kg/day DEHP明显增加断乳(21日龄)仔鼠在跳台实验中电击后跳下平台的错误次数,缩短避暗实验中电击后的步入潜伏期。但在断乳后暴露于10-1000 mg/kg/day DEHP两周对雄性大鼠水迷宫的空间学习记忆没有影响。这些研究表明,围生期DEHP暴露损伤包括空间记忆、被动回避和主动回避等多种学习记忆行为。最近的研究发现围生期DEHP暴露对空间学习记忆的影响存在性别差异,其中雄性更敏感,损伤更严重。Li等也发现围生期暴露于另一种PAEs邻苯二甲酸二丁酯 (dibutyl phthalate,DBP)损伤雄性子代大鼠5 周龄时的空间学习和参考记忆。青春期是脑发育的第二个关键时期,周佩等将6 周龄雄性小鼠暴露于5-500 mg/kg/day DEHP,发现随着DEHP浓度的增加,小鼠在Y迷宫中的分辨学习记忆能力逐渐减退;而青春期前10-1000 mg/kg/day的DEHP暴露30 天损伤小鼠的空间学习记忆。
参考文献:
[1]Australia. NICNAS. National industrial chemicals notification and assessment. DIBP hazard assessment-draft for comment, 2007: 1-20.
[2]Koch H M, Drexler H, Angerer J. An estimation of the daily intake of di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and other phthalates in the general population. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 2003, 206(2): 77-83.
[3]Tickner JA, Schettler T, Guidotti T, McCally M, Rossi M. Health risks posed by use of di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP) in PVC medical de-vices: A critical review. American Journal of Industria Medicine, 2001, 39(1): 100–111.
[4]Koch H M, Bolt H M, Preuss R, Angerer J. New metabolites of DEHP in human urine and serum after single oral doses of deuterium labeled DEHP. Archives of Toxicology, 2005b, 79: 367-376.