高氯酸盐的健康危害研究现状.docx

1、高氯酸盐的健康危害研究现状高氯酸盐的健康危害研究现状1 动物实验研究的甲状腺组织有病理学改变 。根据该研究结果 , Y ork 等推断母鼠的最大无作用量 ( no2observable2effect level , ( NOEL) 是 011 mg kg) ,发育毒性的 NOEL 低于 0101 d ( mg kg ) , 而此前他们的另一项研究推断 SD 成年大 d 4 ( 鼠的 NOEL 是 013 mg kg) 。 d 除大鼠外 ,在利用其他动物如非洲爪蟾等进行实 验研究时 ,也发现高氯酸盐对这些动物的甲状腺形态 5 和功能有影响 。基金项目 : 中央级公益性科研院所基本科研业务专项 (

2、2007 KYYW30) 作者简介 : 李琴 , 博士后 ,研究方向 : 环境污染与健康 。111 甲状腺毒性 许多动物实验的研究结果都显示 ,3 结果发现所有染毒组新生鼠的甲状腺重量在出生后 10 d 时都比对照组有所增加 , 其中雄性新生鼠在出生 后第 5 天就可以观察到甲状腺重量增大 ; 在暴露剂量 ( 高于 110 mg kg ) 的组还可以观察到母鼠和新生鼠 d中图分类号 :R13613 + 6 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 3127 (2009) 03 - 0250 - 031 1 1 1 1 1高氯酸盐的健康危害研究现状李琴 ,孟伟 ,张金良 ,于云江 ,钱岩 ,车

3、飞 ,林海鹏关键词 : 高氯酸盐 ; 甲状腺 ; 健康 高氯酸盐在导弹燃料 、 烟火花炮 、 油漆等众多领域 中都有应用 ,是具有高度扩散性的持久性有毒污染物 质 。它可以妨碍甲状腺吸收碘 ,造成甲状腺激素 T3 和 1 T4 的合成量减少 。由于高氯酸盐使用广泛和毒性 作用特殊 ,继 1997 年在美国加州饮用水中监测到较高 含量的高氯酸根存在后 , 高氯酸盐就立刻成为美国环 境污染研究的热点 。本研究从动物实验和人群流行病 学两方面对高氯酸盐的健康危害进行综述 , 以期为开 展该方面研究的人员提供帮助 。动物实验结果表明高氯酸盐对机体具有毒性作 用 ,不但影响甲状腺功能 ,还对神经 、 、

4、 生殖 免疫等其他 系统功能有影响 。高氯酸盐可致甲状腺发生组织病理学改变和激素水平 变化 ,个别研究还发现甲状腺胶体面积的减少和滤泡 2 细胞的高度增加呈现明显的剂量依赖性 。此外 , 还 有研究表明孕期大鼠和新生鼠对高氯酸盐更为敏感 。Y 等 通过饮用水对 SD 雌鼠进行高氯酸盐暴露 , ork 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.( 11 中国环境科学研究院 ,北京 100012 ; 21 江苏工业学院)7 5 毒理学杂志 2009 年 6 月第 23 卷第 3

5、 期 Toxicol June 2009 Vol123 13 J No1 ,2 6 8 综述112 神经系统毒性 2005 年 , Y 等 在研究母鼠孕 ork期及哺乳期高氯酸铵暴露对子代中枢神经系统功能和 形态的潜在危害时 , 发现暴露组雄性幼仔的部分脑区 ( 比对照组要大 ,在两个低剂量暴露组 011 ,110 mg kgd) 还出现了较为一致的效应 ,即两组雄性大鼠的胼胝体和左右脑白质的厚度均明显增加 。2007 年 , Helbing 等 利用 cDNA 阵列分析和实时定量聚合酶链式反应 ( PCR) 法技术对连续 96 h 暴露于高氯酸盐的蝌蚪的脑 与神经发育和功能有关的蛋白的 mR

6、NAs 水平 ,改变脑 部基因表达 。近期 , Gilbert 和 Sui 进行高氯酸盐神经部组织进行了检测 , 发现高氯酸盐可以影响蝌蚪脑部毒性研究时 ,又发现发育期高氯酸盐暴露在导致甲状 腺轴系统较小程度干扰时 , 就已经可以影响海马突触 功能 ,导致突触递质受到不可逆损害 。113 生长发育毒性 高氯酸盐可影响甲状腺激素水平 ,而甲状腺激素在维持机体正常生长发育方面具有 重要作用 ,其分泌不足或过量都会影响机体的生长发 育 。G oleman 和 Carr 用高氯酸铵 、 高氯酸钠和氯化铵 染毒非洲爪蟾的胚胎和蝌蚪 , 发现前两个物质都可以 延迟非洲爪蟾的变态期 、 减慢其后肢生长和引起

7、甲状 腺的组织学改变 ,当浓度较高时 ,还可以出现雌性化效 应 ,导致性别比失调 。Rainwater 等 在用斑胸草雀研9 究高氯酸盐毒性时 , 发现两个高剂量组幼雀的平均体 重和身长在染毒期及孵化后的 40 d 内都明显降低 ; 不 仅 如 此, 研 究 中 还 观 察 到 最 高 剂 量 组 ( 1 000 mg kg) 幼雀的所有行为观察指标都有显著 d 和行为观察指标发生改变 ,并呈现剂量依赖性 。此外 ,Sorensen 等10 变化 ,与对照组相比 , 该组幼雀表现出更大的行乞强 度 ,自发运动 ( 例如试飞) 的主观能动性降低 ,更加依赖于父母的照顾 , 同时也观察到中间两个剂

8、量组 10 和 ( 100 mg kg) 幼雀的试飞能动性也有所降低 。该研究 d 结果表明高氯酸盐暴露可以导致斑胸草雀的多个生长 还用库蚊研究了高氯酸盐的毒性 , 发现 低至 25 mg 的高氯酸盐就可以影响蚊虫的相对生长 L指数以及群体的生长率和死亡率 。 114 生殖毒性 近年的研究表明高氯酸盐具有生殖 11 毒性 。Bernhardt 等 研究了高氯酸盐对脊椎动物的 潜在生殖影响 ,发现高氯酸盐能干预三刺鱼的婚姻色 表达 、 求偶行为和正常的性别发育 。遗传学检验结果 显示 ,一些雌性三刺鱼被雄性化以至于它们既产生精 子也产生卵子 ,组织学分析表明这些个体拥有包含卵 母细胞和精子发生细

9、胞的两性性腺 。体外授精实验显 示这些配子能够自体授精和异体授精 ,但是 ,采用这些 雌体产生的精子进行异体授精而得到的杂交体会在囊 卵和孵化 。2004 年 ,Baldridge 等 研究则表明高氯酸 盐可干扰大鼠卵巢皮膜的发育 , 显著减少腔前卵泡和 14 腔室滤泡的数量 。国内于佳等 进行的高氯酸盐急 性毒性和遗传毒性研究结果也显示高氯酸盐对小鼠精 子的形成有一定的损伤作用 。15216 13 胚期或器官发生期死亡 , 而先天雄体产生的精子与各 处理组雌体产生的卵子结合则可以发育成活的鱼苗 。 该研究结果首次证明高氯酸盐能够产生雄激素效应 , 可在非雌雄同体的动物身上诱导功能性雌雄同体

10、。此 12 外 ,Landrum 等 还发现高氯酸盐能够影响蚯蚓的产115 其他系统 、 功能的影响 高氯酸盐还可以影响蛋白代谢 、 胰岛素分泌和免疫等系统 。例如 ,对大鼠 进行为期 45 d 的高氯酸盐染毒 ,结果发现高氯酸盐不 仅可以影响线粒体功能还可以改变脂蛋白代谢 , 增加 实验动物脂蛋白中的胆固醇 、 磷脂和三酰甘油含量 ,导 致总胆固醇 高密度脂蛋白胆固醇的比例增加16 2 人群流行病学研究尽管许多动物实验表明高氯酸盐可以影响甲状腺 功能 ,并对机体具有多种毒性作用 ,但目前在职业暴露人群 、 新生儿 、 普通人群及志愿者中所开展的人群流行 病学研究却没有充足的证据表明环境水平的

11、高氯酸盐 暴露与甲状腺疾病或其他疾病相关 。 17 211 新生儿人群调查 2000 年 ,Brechner 等 在受高 氯酸铵污染的科罗拉多河地区开展了生态学调查 , 发 现饮用水受污染城市的新生儿的促甲状腺激素 ( TSH) 水平明显比饮用水未受污染城市的新生儿高 , 提示高 氯酸盐暴露和新生儿 TSH 水平可能有关联 。然而 , 在 其他地区开展的类似研究 , 却未能发现高氯酸盐暴露 18 19 和新生儿的甲状腺功能有关 。Chang 等 还在美国 内华达州进行了小儿神经行为疾病如注意缺陷多动障 碍、 孤独症等与饮用水中高氯酸盐含量相关性的生态 学研究 ,结果亦呈阴性 。毒理学杂志 20

12、09 年 6 月第 23 卷第 3 期 Toxicol June 2009 Vol123 13 J No251 在美国犹他州的高氯酸铵生产企业进行了高氯酸盐职 业暴露情况和工人健康状况的调查 , 该研究未能发现 高氯酸盐暴露对工人的健康状况有影响 。6 年 后 , 21 Braverman 等 又在 Lamm 开展过研究的同一家企业 开展了高氯酸盐长期暴露对甲状腺功能影响的研究 , 这次研究结果发现 , 长期间歇式的高浓度高氯酸盐暴 露可使工人的甲状腺碘吸收受抑制 , 暴露期工人的 T3 、 、 T4 游离甲状腺指数和尿碘水平有增高现象 。2006 22 年 ,Blount 等 在美国2 29

13、9 名个体中开展了尿中高氯 酸盐水平与血清 TSH 和 T4 水平相关性的研究 , 结果 发现在尿碘 100 的女性中 , 尿中高氯酸盐与血 gL 清 T4 负相关 , 与血清 TSH 正相关 ; 在尿碘 100 g L 的女性中 ,尿中高氯酸盐仍与血清 TSH 正相关 , 但与 血清 T4 未呈现相关性 。1 23 Lawrence 等24 。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.212 职业人群及普通人群调查 1999 年 ,Lamm 等 3 结语20 213 志

14、愿者实验 2002 年 , Greer 等 选取 37 名志愿者进行了 2 周高氯酸盐暴露 ,结果发现甲状腺放射性碘 摄取率抑制与高氯酸盐暴露剂量呈现一定的剂量反应 趋势 ,但受试者的血清甲状腺激素水平没受到高氯酸盐 暴露的影响 ,即使在碘摄取率降低 67 %的情况下 ,也未 ( d 观察到有变化 ,仅在最高剂量组 015 mg kg) 观察到 受试者晨血中的 TSH 水平有下降趋势 , 但该影响在停 止高氯酸盐暴露 15 d 后可消除 。Greer 等在研究中关 ( 于 011 和 0102 mg kg ) 剂量组的研究结果与此前 d 研 究 结 果 一 致 。2006 年 , Braver

15、man 了解高氯酸盐对机体的健康危害对制定其环境管 理标准和保护人群健康具有重要意义 。目前 , 动物实 验结果表明高氯酸盐对机体具有毒性作用 , 而大多数 人群流行病学研究则未发现环境水平的高氯酸盐摄入 对甲状腺功能有影响 , 仅有个别研究提示高氯酸盐暴 露与 TSH 和甲状腺激素水平有相关性 。有关高氯酸 盐的人群研究主要以美国为主 , 其他国家的研究相对 较少 ,我国则为空白 。各国人群的生活环境和饮食习 惯都不相同 ,同时也存在种族差异 ,有必要扩大研究范 围以更好的了解高氯酸盐对人群健康的影响 。我国是 传统的烟火花炮生产和消费大国 , 高氯酸盐的生产和 使用也相对较多 ,部分地区有

16、可能受到较严重的高氯等 又对 13 名志愿者进行了持续 6 个月的低剂量 ( 015 或 3 mg ) 高氯酸盐暴露试验 ,该研究没有发现高 d 氯酸盐暴露对志愿者的甲状腺功能 ( 包括碘摄入抑制 、 血清甲状腺激素 、 、 水平) 产生影响 。 TSH Tg252 酸盐污染 ,在这些地区开展相应的高氯酸盐暴露与人 群健康影响研究 ,不仅可以积累高氯酸盐的毒性研究 资料而且可以为我国环境中高氯酸盐限量标准的制定 提供依据 。 参考文献 : 1 Greer MA , G oodman G, Pleus RC , et al. Health effects assessment for envir

17、onmental perchlorate contamination : the dose response for inhibition of thyroidal radioiodine uptake in 2 Stoker TE , Ferrell JM , Laws SC , et al. humans. Environ Health Perspect , 2002 , 110 :9272937. developmental neurobehavioral brain) . Aquat T oxicol , 2007 , 82 :2272241. T oxicol , 2008 , 54

18、 :5162524. T oxicol , 2005 , 24 :4512467. Environ T oxicol Chem , 2006 , 25 :106021067. developmental neurobehavioral II. Behavioral and neurodevelopment effects. Environ Health Perspect , 2008 , 116 :7522760. Evaluation ofammonium perchlorate in the endocrine disruptor screening and testing program

19、 male pubertal protocol : ability to detect s 3 Y RG, Lewis E , Brown WR , et al. Refining the effects ork observed in a study of ammonium perchlorate administered orally in drinking water to rats. I. Thyroid and reproductive effects. Int J T oxicol , 2005 , 24 :4032418. 197. rats. effects on thyroi

20、d endpoints. T oxicology , 2006 , 228 :58265. 4 Y ork RG, Brown WR , G irard MF , et al. Two2generation 5 G oleman WL , Carr JA. Contribution of ammonium ions to the lethality and antimetamorphic effects of ammonium perchlorate. observed in a study of Int J ammonium perchlorate administered orally i

21、n drinking water to 7 Helbing CC , Bailey CM , Ji L , et al. Identification of gene laevis metamorphosis screening assay ( Part 1 Effects on the 8 G ilbert ME , Sui L. Developmental exposure to perchlorate alters synaptic transmission in hippocampus of the adult rat. 9 Rainwater TR , Wood MB , Milla

22、m J R , et al. Effects of perchlorate on growth and behavior of a granivorous passerine , quinquefasciatus Say ( Diptera : Culicidae ) . Environ Pollut , 2006 , 144 :7592764.reproduction study of ammonium perchlorate in drinking water 6 Y RG, Barnett J , G ork irard MF , et al. Refining the effects10 Sorensen MA , Jensen PD , Walton WE , et al. Acute and 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.in rats evaluates thyroid toxicity. Int J T oxicol , 2001 , 20 :1832 expression indicators for thyroid axis disruption in a Xenopus the zebra f