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无处不在的双酚S(BPS)真的是安全无毒害的吗?
发布时间:2018-12-12   点击次数:415次

环境与人类健康目前是备受关注的,双酚ABPA)存在于日常生活消费品中的各个方面,广泛应用于罐头食品和饮料的包装奶瓶水瓶牙齿填充物所用的密封胶眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中。

 

但是双酚A有毒,长时间摄入与吸取会对肝功能和肾功能有害,而且会降低血液中血红素的含量。已有研究表明,双酚A与成年人的心脏病、糖尿病、肝功能不正常等有关联,塑料制品中的化学物质双酚A可诱发心脏病。它是一种内分泌干扰物,可模仿人体自身的荷尔蒙,并可能对健康产生负面影响。美国,欧盟,加拿大和挪威等已经禁止使用BPA。

 

为了回应及减少消费者对安全性的担忧,当前市场上许多塑料制品也贴上“不含双酚A”的标志,宣传大家可放心安全使用。

 

也正是由于化学结构相似及BPA的毒性,所以BPS逐渐成为BPA的替代品。但关于替代品,想必大家内心也有疑问:不含双酚A就真的安全吗?替代品BPS又真正是完全无毒害的吗?对人体健康是否有影响?

 

BPS是否会大脑神经发育有影响?

BPS是否会损害视网膜结构?

BPS对行为活动是否有影响?

等等一系列的问题都有待证实与研究。


 

众所周知,斑马鱼因其与人类基因极其相似等特性,是被广泛接受的试验研究模型。近,南京医科大学毒理学研究所重点研究实验室、南京医科大学公共卫生学院毒理学重点实验室、南京环境保护研究所的诸多学者们使用Noldus的DanioVision和EthoVision,即斑马鱼行为轨迹跟踪和动物运动轨迹跟踪系统对斑马鱼幼鱼进行了观察研究与分析,探讨了BPS对斑马鱼幼鱼早期神经发育、视网膜结构及行为活动的重要影响。

 

图01为研究框架图

 

研究背景

 

双酚A(BPA)存在于食品包装、塑料制品等诸多产品中,并且越来越多的证据表明其具有内分泌干扰的功能,会对人体健康有害。一些结构相似的替代品如双酚S (BPS) (Rochester and Bolden, 2015; Wu et al., 2018b; Zhao et al., 2018)在各种工业应用中广泛使用,如清洗剂的清洁成分、酚醛树脂的电镀部分和热敏纸的显影剂(Liao et al., 2012b)。

 

双酚S (BPS)作为双酚A(BPA)的替代品,目前已被广泛应用于日常消费品的生产与制造。由于BPS的结构与BPA相似,且用途广泛,因此BPS的安全性一直备受关注。

 

已有学者对BPS进行了相关研究:

1、在体外和体内暴露研究中,BPS及其代谢产物已被证明可干扰内分泌系统(Wu et al., 2018a);

2、2015年的一项研究表明,BPS会干扰性激素水平。

3、急性低剂量BPA或BPS 暴露可改变斑马鱼下丘脑发育,导致其行为亢奋(Kinch et al.,2015),而长期暴露BPS可导致雄性斑马鱼视网膜结构受损,神经可塑性降低。

等等一系列研究表明,BPS可能会产生与BPA类似的健康危害(Rochester and Bolden, 2015)。而目前BPS对神经系统的影响尚不清楚,包括对视网膜结构及行为活动的影响也有待进一步探究。

 

那么,具体研究结果又是什么样子的呢?

 

请看下文具体介绍

 

主要研究结果

 

本研究旨在探讨BPS毒性对神经发育及其它方面的影响,并利用鱼类和人类疾病模型探讨其潜在机制。

 

通过检测斑马鱼的行为、细胞凋亡(AO染色)、氧化反应、基因表达、组织形态学和免疫荧光,得到了这一结论:BPS可能通过增加氧化应激,抑制神经发育基因的表达水平,从而影响斑马鱼幼鱼活动,改变其视网膜结构。这些结果综合起来,证实了BPS在水生系统中介导的发育性神经毒性,为BPS诱导神经毒性的干预途径提供了新的思路。

 

主要数据研究结果详见下方具体阐释:

 

图02为自由泳试验的结果

 

由图02可得知:不同浓度BPS情况下,斑马鱼幼鱼活动的总距离和运动速度呈下降趋势(随着BPS浓度的增加而减少/降低)。与控制组相比,0.3 mg/L和3.0 mg/L 剂量下有明显差异。与此同时,阳性对照组中斑马鱼幼鱼活动总距离和平均运动速度也有所下降。

 

这些结果表明:BPS会导致斑马鱼行为活动的减少。

 

得到BPS会导致斑马鱼行为活动的减少这一结果后,鉴于以往有研究表明,过度的氧化应激反应会影响斑马鱼运动行为(Chen et al., 2017),研究人员又探索了BPS是否会导致氧化应激反应。

 

图03是斑马鱼受精6天后CAT和SOD活动的变化及脑细胞凋亡状况

 

从图03可以看出:与控制组相比,BPS浓度为0.3 mg/L和3.0 mg/L时,斑马鱼CAT活动显著增加(图03E);此外,BPS浓度为0.3 mg/L时,与控制组相比,斑马鱼SOD活动达到高值(图03F)。但是,当BPS浓度达到高值时(3.0 mg/L),SOD活动明显下降(图03F)。结果表明:SOD酶不断耗尽或活性减少,即BPS显著增加了斑马鱼的氧化应激反应。

 

验证了这一结果之后(BPS对斑马鱼的氧化应激有显著的增强作用),研究人员采用AO染色法对BPS诱导斑马鱼幼鱼凋亡情况进行了探讨。由图03可知,与控制组相比,包括在BPS浓度为0.03 mg/L条件下,斑马鱼幼鱼大脑中无明显的凋亡细胞(图03A,B);然而,BPS浓度为0.3 mg/L和3.0 mg/L时,发现了明显的细胞凋亡(图03C,D)。更重要的发现是斑马鱼脑区辐射严重。这表明:BPS可能会导致斑马鱼幼鱼脑损伤。

 

图04

受精后6天的斑马鱼幼鱼进行BPS给药后,研究人员对与神经发育相关的6种基因((a1-tubulin, elavl3, gap43, mbp, syn2a, and gfap))进行了评价。由图04可看出,与对照组相比,高浓度BPS组基因水平显著下降。这些数据表明:BPS可能会影响神经发育。

 

以往的研究表明,BPS会损害斑马鱼的视网膜结构 (Liu et al., 2017a),为了进一步探讨此作用机制,因此,本研究中研究人员同时还探讨了BPS是否会改变斑马鱼幼鱼的视网膜结构。

 

图05

 

由图05可看出,控制组斑马鱼视网膜结构完整,没有显著变化,具体表现为:形态规则,5个完整的典型薄层。然而,斑马鱼暴露于浓度为0.3 mg/L-3.0 mg/L的BPS中,视网膜形态开始异常,RPE中开始出现空白区域(图05B-D)。随着BPS浓度的增加,空白区域增多(如图05白色箭头部分)。此外,与控制组相比,BPS组神经节细胞变稀疏了(如图05D白色三角标注部分)。

 

测定了视网膜形态开始出现异常之后,研究人员使用GAP43蛋白(眼睛中的蛋白表达) (Kaneda et al., 2010)进行了免疫组织化学研究。斑马幼鱼视网膜中,GAP43蛋白作为一种良好的生化指标用于监测视神经再生的全过程。如图05E-H所示。0.3 mg/L-3.0 mg/L BPS浓度下,GAP43蛋白表达显著下降。上述结果与基因表达结果一致。

该研究是一项系统的研究,阐明了发育性神经毒性和BPS介导的神经毒性的潜在机制。研究表明,运动行为测试是检测药物和环境化学物质神经毒性的有效方法(Sano et al., 2016),这也是Noldus行为学研究工具的优势,能够对行为活动进行量化观察及分析。

 

综上所述,该研究结果表明,早期接触BPS对斑马幼鱼的运动行为、脑损伤、CAT和SOD活性、病理改变和神经系统基因转录均有影响,表明BPS可能潜在地干扰神经系统的发育。

读完之后,想必一定是很清楚了~原来替代品也不是真正安全无毒害的。

论进行研究的必要性!!!当然,研究工具也是极其重要的

以上便是为大家介绍的该研究的主要研究结果,详细文献及内容,如您想了解更多,欢迎联系我们获取相关资料。

 

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参考文献:

  • Chen, Q.,Gundlach, M., Yang, S., Jiang, J., Velki, M., Yin, D., Hollert, H., 2017.Quantitative investigation of the mechanisms of microplastics and nanoplasticstoward zebrash larvaelocomotor activity. Sci. Total Environ. 584e585, 1022e1031.

  • Jie Gu,Jiayao Zhang, Yaoyao Chen, Hongye Wang, Min Guo,Lei Wang, Zhen Wang, ShengminWu, Lili Shi, Aihua Gu, Guixiang Ji.,2018. Neurobehavioral effects of bisphenol S exposure in early life stages of zebrash larvae (Danio rerio).

  • Kinch,C.D., Ibhazehiebo, K., Jeong, J.H., Habibi, H.R., Kurrasch, D.M., 2015.Low-dose exposure to bisphenol A and replacement bisphenol S induces precocioushy-pothalamic neurogenesis in embryonic zebrash. Proceed. Natl. Acad. Sci. USA 112, 1475e1480.

  • Liao, C.,Liu, F., Kannan, K., 2012b. Bisphenol s, a new bisphenol analogue, in paperproducts and currency bills and its association with bisphenol a residues.En-viron. Sci. Technol. 46, 6515.

  • Liu, W.,Zhang, X., Wei, P., Tian, H., Wang, W., Ru, S., 2017a. Long-term exposure tobisphenol S damages the visual system and reduces the tracking capability ofmale zebrash (Daniorerio). J. Appl. Toxicol.: JAT 38 (2), 248e258.

  • Rochester,J.R., Bolden, A.L., 2015. Bisphenol S and F: a systematic review and comparisonof the hormonal activity of bisphenol a substitutes. Environ. Health Perspect.123, 643e650.

  • Sano, K.,Isobe, T., Yang, J., Win-Shwe, T.T., Yoshikane, M., Nakayama, S.F., Kawashima,T., Suzuki, G., Hashimoto, S., Nohara, K., Tohyama, C., Maekawa, F., 2016. Inutero and lactational exposure to acetamiprid induces abnormalities insocio-sexual and anxiety-related behaviors of male mice. Front. Neurosci. 10,228.

  • Wu, L.H.,Zhang, X.M., Wang, F., Gao, C.J., Chen, D., Palumbo, J.R., Guo, Y., Zeng, E.Y.,2018b. Occurrence of bisphenol S in the environment and implications for humanexposure: a short review. Sci. Total Environ. 615, 87e98.

  • Wu, L.H.,Zhang, X.M., Wang, F., Gao, C.J., Chen, D., Palumbo, J.R., Guo, Y., Zeng, E.Y.,2018a. Occurrence of bisphenol S in the environment and implications for humanexposure: a short review. Sci. Total Environ. 615, 87e98.

  • Zhao, F.,Jiang, G., Wei, P., Wang, H., Ru, S., 2018. Bisphenol S exposure impairsglucose homeostasis in male zebrash (Danio rerio). Ecotoxicol. Environ. Saf. 147, 794e802.

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