三氯生在鱼体内的代谢动力学过程及代谢转化途径研究

Triclosan is widely used as the antimicrobial in various personal care products. After use, triclosan is directly released to the surrounding water, or indirectly discharged into the aquatic environment, with the effluent of the sewage treatment plant. Previous studies indicated that triclosan can be bioaccumulated in multistage aquatic organisms, and results in obvious toxicity damage to biological tissues. However, little is known about the tissues distribution characteristics and metabolic transformation mechanism of triclosan in fish. Hence, it is difficult to comprehensively assess the ecological risks of triclosan. Fish is an important part of aquatic ecosystem and the food source for residents. A commonly fish species tilapia (Oreochromis aureas) was selected in this project: to investigate the uptake and elimination kinetic processes of triclosan in fish tissues and then build the toxicokinetics model, to evaluate the biological bioaccumulation level and tissues distribution characteristics of triclosan in fish, to propose the biotransformation pathways of triclosan in fish by accurate identification the metabolites of triclosan in fish tissues, using the stable isotope probe and high resolution mass spectrometry. The results of this project will help to insight the biotransformation mechanism of triclosan and provide the scientific basis on comprehensive assessment of the ecosystem risk of triclosan.

三氯生作为杀菌剂广泛添加到各种个人护理品中，使用以后随生活污水直接排入周围水体，或随污水处理厂出水间接排入受纳水环境。研究表明，三氯生能被各级水生生物吸收富集，并对生物组织造成明显的毒性损害。然而，三氯生在生物体内的组织分配特征和代谢转化机制还不清楚，难以全面评价其生态风险。鱼类是水生生态系统的重要组成，也是人类的摄食对象，本项目选取我国常见的水生生物罗非鱼（Oreochromis aureas）作为受试生物。通过实验室模拟野外条件，研究环境相关暴露浓度下，三氯生在鱼体内各组织中的吸收动力学、消除动力学过程，构建动力学模型。明确三氯生在鱼体各组织中的稳态生物富集水平，以及组织分配特征。采用稳定同位素作为探针，通过高分辨质谱分析，准确鉴定三氯生在鱼体内的代谢转化产物，阐明其组织代谢途径。本项目研究结果有助于深入了解三氯生的生物转化机制，为全面评估三氯生的生态风险提供科学依据。

排入受纳水环境的三氯生能对水生生物组织造成明显的毒性损害，然而其在生物体内的吸收、富集、分配和代谢过程还不清楚，难以全面评估其生态风险。本研究选取罗非鱼作为研究对象，通过室内模拟野外暴露条件，考察了环境相关暴露浓度下，三氯生在鱼体内的吸收动力学和消除动力学过程，分析了三氯生在鱼体各组织的稳态富集水平和组织分配规律，鉴定了三氯生在鱼体各组织中的代谢转化产物。结果表明，三氯生在罗非鱼鳃、肝、血浆中的吸收和消除动力学过程均符合伪一级动力学模型，吸收动力学常数ku值分别为2.09 mL·g-1·h-1、4.43 mL·g-1·h-1、0.51 mL·g-1·h-1，消除半衰期t1/2分别为33.3 h、43.6 h和29.6 h。其中，肝脏对三氯生的吸收速率高于鳃和血浆，是三氯生进入鱼体的主要途径；而胆汁对三氯生的消除速率高于鳃、肝和血浆，半衰期t1/2为7.21 h，是三氯生代谢的重要途径。不同暴露浓度下，达到吸收和消除动力学平衡时，三氯生在鱼体各组织的稳态浓缩系数log（BCFss）值保持恒定，与暴露浓度无关，其稳态浓缩水平顺序为：肝脏、肠、胆汁 > 肾脏、鳃、胃、性腺 > 肌肉、脑、皮、血浆，三氯生在鱼体内的靶向富集器官为肝脏、肠、肾脏、鳃。达到吸收和消除动力学平衡时，三氯生在鱼体各组织主要生成氢化产物、裂解产物、羟基/硫酸化产物、羟基化产物和裂解/硫酸化产物，其中，肠中检出代谢产物种类最多，脑中未检出代谢产物。本项目建立了三氯生在生物体内的吸收和消除动力学模型，找到了三氯生在生物体内的靶向富集器官和代谢转化途径，证实三氯生可以经肝脏和鳃吸收进入生物体，在肝脏、肠、肾脏、鳃等组织中富集，并经过加氢、裂解、羟基化、硫酸化等生化反应代谢成水溶性更强的物质排出体外。研究结果全面阐述了三氯生的生物吸收和富集转化机制，可以为全面评估三氯生的生态风险提供依据。