除草剂阿特拉津对大鼠神经内分泌功能的影响

张佳悦，赵本正，李政泽，王 媛，宋天娇，孙 鹏*,刘 剑*

(1.延边大学医学院，延边大学附属医院 药学部，吉林 延吉133000；2.吉林大学第二医院，吉林 长春130041；3.吉林大学附属中学，吉林 长春130021；4.吉林大学护理学院，吉林 长春130021)

阿特拉津(atrazine,ATR)又名莠去津，化学名：2-氯-4-二乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三嗪，是一种低毒性农用除草剂，广泛应用于玉米、高粱、甘蔗、小麦等农作物种植[1-3]。由于良好的水溶性、土壤流动性以及较长的半衰期，ATR常常导致地表饮用水源污染并超出美国环保局(EPA)设定的最大污染限制(3/109 ppb)[4,5]。欧盟于2003年全面禁用ATR[6]，但在美国中西部及我国部分地区ATR仍见使用。研究表明，ATR可对神经系统、内分泌系统、免疫系统、生殖系统等多个系统产生生物学作用，并参与肥胖症与癌症的发生[7,8]。近年来，由于内分泌干扰物(Endocrine disruptive chemicals,EDCs)的研究热度升高，ATR作为一种常见的内分泌干扰物再次引起人们的关注，尤其它对生物体神经内分泌功能的影响引起了人们的重视。本研究通过测定ATR处理后大鼠血清中多巴胺(Dopamine,DA)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、内啡肽(endorphin,EP)、皮质醇(cortisol,COR)和去甲肾上腺素(Norepinephrine,NA)水平的变化，明确ATR对大鼠神经内分泌功能的影响，为EDCs作用及机制的研究提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 实验材料

4周龄Wistar雌性大鼠28只，购于吉林大学基础医学院实验动物中心(动物合格证号：20160014675)，饲养于恒定温度(22℃-25℃)、恒定湿度(40%-50%)环境中，标准饲料和水供动物自由食用。ATR(纯度98.99%)购于美国Sigma公司，以橄榄油溶解，4℃保存备用。放射免疫分析试剂盒购自潍坊三维生物工程集团有限公司。

1.2 动物分组和处理

28只Wistar大鼠随机分为4组(对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组)，每组7只。分别给予0 mg·kg-1(等体积橄榄油)、5 mg·kg-1、25 mg·kg-1和125 mg·kg-1ATR灌胃，1次/d，连续给药28 d，观察大鼠一般状态、饮食及活动情况，每4 d测量各组大鼠体质量，根据体质量调整给药剂量。

1.3 放射免疫法测定大鼠血清中神经递质水平

第29天于麻醉状态下腹主动脉取血，3000 r·min-1离心15 min，收集大鼠血清。根据放射免疫法试剂盒说明书操作，测定各组大鼠血清中多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)、内啡肽(EP)、皮质醇(COR)和去甲肾上腺素(NA)水平。

1.4 统计学分析

2 结果

与对照组比较，中剂量(25 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中DA水平显著降低(P<0.05)，而低、高剂量(5 mg·kg-1、125 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中DA水平无明显改变。低剂量(5 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中EP水平显著降低(P<0.01)，而中、高剂量(25 mg·kg-1、125 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中EP水平无明显改变。高剂量(125 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中COR水平显著降低(P<0.05)，而低、中剂量(5 mg·kg-1、25 mg·kg-1)ATR组大鼠血清中COR水平无明显改变。各剂量组大鼠血清中5-HT及NA水平均无明显改变。见表1。

表1 各组大鼠血清中DA、5-HT、EP、COR、NA水平

3 讨论

内分泌干扰物(Endocrine disruptive chemicals,EDCs)是一类能够干扰内源性激素信号通路的外源性介质的总称[7]。EDCs有着不同的结构，存在于我们生活中的各个方面如：塑化剂、药品和农药等[9-11]。EDCs可与不同的激素受体结合，发挥类似于激素的作用，或者阻断激素与受体结合而发挥抑制作用，此外EDCs还可通过干扰激素的合成、转运、代谢和清除而降低激素水平[12]。由于ATR等农药的广泛使用，EDCs对许多野生动物如无脊椎动物、爬行动物、鱼、鸟以及哺乳类动物等均产生了影响[13]。EDCs对人类的影响与性别、年龄、饮食及工作相关，而年龄是其中最敏感的因素，研究发现与成年人相比，胎儿与儿童更容易受到EDCs的影响[9,14,15]。

多巴胺(DA)、内啡肽(EP)及皮质醇(COR)是人体重要的神经内分泌调控物质，参与多种生理功能调控，且与情绪情感等的调控息息相关。如帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的发生与纹状体内DA水平的降低及黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)和腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺神经元的减少相关[16]。在外周，多巴胺因其升压作用被作为抗休克药物而广泛使用。研究发现[17]，抑郁症患者血清中EP含量降低，提示内啡肽缺失可能与抑郁症的发生发展紧密相关。另有研究提出，在应激时机体可通过促进COR分泌而缓解负面情绪[18]。在本研究中，ATR作用后，大鼠血清中DA、EP及COR水平均显著降低(P<0.05或P<0.01)，提示ATR或可通过降低DA、EP及COR水平，干扰机体的正常神经内分泌功能，致使机体神经内分泌紊乱，增加诸如帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的发病风险。

传统毒理学认为“剂量决定毒性”，即有毒物质的作用效果取决于其剂量大小，剂量越大则毒性越强。近期有学者提出，EDCs的作用特点呈非单纯剂量-效应关系，即EDCs作用的剂量与效应之间并非呈单纯的线性相关[19]。这一观点的提出打破了传统毒理学的量-效观念，同时提示EDCs的安全剂量不能单纯通过高剂量实验研究结果推断而出。我们的研究结果显示，ATR处理后，中剂量(25 mg·kg-1)组大鼠血清中DA水平降低(P<0.05)，而高剂量(125 mg·kg-1)组大鼠血清中DA水平无明显变化(P>0.05)；低剂量(5 mg·kg-1)组大鼠血清中EP水平显著降低(P<0.01)，而中、高剂量(25 mg·kg-1、125 mg·kg-1)组大鼠血清中EP水平无明显改变(P>0.05)。这些结果提示ATR浓度的大小与大鼠血清中DA及EP水平的降低呈非单纯剂-效关系。

综上所述，ATR可以降低Wistar大鼠血清中多巴胺(DA)、内啡肽(EP)、皮质醇(COR)水平，且这一作用呈非单纯剂量-效应关系。提示ATR或可通过这一作用干扰大鼠神经内分泌功能，从而增加如帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的发生风险。有必要进一步探究ATR对机体神经内分泌功能的影响，为其作用规律的总结及作用机制的阐明提供科学依据。