鄰苯二甲酸二丁酯對卵巢功能的影響研究進展

?

鄰苯二甲酸二丁酯對卵巢功能的影響研究進展

李虹1, 李文2

(1. 第二軍醫(yī)大學附屬上海長征醫(yī)院, 上海, 200003; 2. 上海市第七人民醫(yī)院, 上海, 200137)

關鍵詞:鄰苯二甲酸二丁酯；卵巢；生殖毒性

鄰苯二甲酸二丁酯屬于一類內(nèi)分泌干擾物，是人工合成的一種常用增塑劑，具有廣泛的應用價值，其在使用過程中能不斷地釋放入空氣、飲用水中。研究發(fā)現(xiàn)，鄰苯二甲酸二丁酯廣泛存在于人的血清、脂肪和精液中，對人類的健康具有較大的威脅。鄰苯二甲酸二丁酯對雄性生殖系統(tǒng)的影響的研究報道較多，但是其對雌性生殖系統(tǒng)毒性作用的報道較少[1-5]，為了更好地研究該類物質(zhì)對雌性生殖系統(tǒng)毒性作用的影響，現(xiàn)綜述鄰苯二甲酸二丁酯對卵巢功能影響的研究進展。

1研究現(xiàn)狀

鄰苯二甲酸二丁酯屬于鄰苯二甲酸酯類化合物，是一種雌激素類環(huán)境干擾物，且具有抗雄激素作用。鄰苯二甲酸酯類化合物是日常生活中常使用的一類增塑劑，其依靠氫鍵或范德華力與塑料分子發(fā)生結合，而這種作用力很弱，在使用過程中遇有機溶劑或水時易解離出來[6]。研究[7-9]表明，鄰苯二甲酸酯類化合物是一類致癌作用、致突變作用和再生有毒物質(zhì)，人和動物可通過呼吸、飲食和皮膚對其進行吸收。鄰苯二甲酸二丁酯的研究較多還是集中在對雄性生殖系統(tǒng)的損害方面，其能導致雄性動物睪酮的合成減少，引起精子的生成發(fā)生障礙，導致睪丸生精上皮發(fā)育出現(xiàn)異常，精曲小管發(fā)生萎縮，使間質(zhì)細胞增生，增加隱睪的發(fā)生率等。近年來，鄰苯二甲酸二丁酯的雌激素類環(huán)境干擾物作用引起的卵巢功能異常受到越來越多學者的關注，Sen N等[10]研究表明，與人類相關劑量的鄰苯二甲酸二丁酯可破壞小鼠卵巢功能。喬麗麗等[11]研究認為性早熟女童受鄰苯二甲酸二丁酯污染的程度均比正常兒童嚴重得多，而且鄰苯二甲酸二丁酯對子宮、卵巢的體積有影響。

2擬雌激素作用

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs)是一類環(huán)境中天然存在的或污染的、能模擬或干擾人和動物內(nèi)分泌機能的各類化合物的總稱，其中最重要的一類是環(huán)境雌激素，該類化合物能改變體內(nèi)雌激素水平或與雌激素受體發(fā)生結合，模仿雌激素的生理作用，對細胞信號傳導途徑產(chǎn)生影響，產(chǎn)生類雌激素效應[12]。研究[13-14]表明，鄰苯二甲酸二丁酯屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有擬雌激素活性，雖然其和天然雌激素的結構存在較大的差異，但其對機體內(nèi)的雌激素受體具有親和力，能發(fā)生結合并產(chǎn)生雌激素效應，對生殖內(nèi)分泌具有較大的毒性，干擾體內(nèi)多種性激素的正常生理功能。靳秋梅等[15]研究認為鄰苯二甲酸二丁酯可影響小鼠卵巢的內(nèi)分泌功能及卵泡的發(fā)育、成熟，在體內(nèi)可能具有類雌激素作用。Park MA等[16]研究表明鄰苯二甲酸二丁酯可以干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)并能刺激雌激素受體(ER)陽性的腫瘤細胞生長。人乳腺癌MCF-7細胞富含雌激素受體，是檢測雌激素樣活性最常用的細胞株，可在雌激素作用下增殖，對擬雌激素活性的檢測具有靈敏性高、快速、簡單等特點。靳秋梅等[17]通過MCF-7細胞增殖實驗研究發(fā)現(xiàn)，苯二甲酸二丁酯可促進雌激素依賴性乳腺癌MCF-7細胞的增殖，可能具有擬雌激素作用。Bhatia H等[18]研究表明, 7 d連續(xù)暴露亞急性濃度的鄰苯二甲酸二丁酯可導致成年雌性默里尼姆塞爾彩魚產(chǎn)生擬雌激素作用。

3對甾體激素合成過程中關鍵酶的影響

卵巢顆粒細胞和卵巢膜細胞是雌二醇和孕酮合成和分泌必不可少的細胞，運載低密度脂蛋白的膽固醇是這兩種激素合成的前體物質(zhì)[19]。當?shù)兔芏戎鞍着c特定部位的受體發(fā)生特異性結合可使膽固醇進入細胞內(nèi)，經(jīng)胞漿內(nèi)的類固醇激素合成急性調(diào)節(jié)蛋白的作用而進入到線粒體內(nèi)，線粒體內(nèi)膜上的膽固醇側鏈裂解酶(P450scc)將膽固醇催化為孕烯雌酮，再經(jīng)過微粒體酶3β-羥基類固醇激素脫氫酶作用而生成孕酮[20]。膜細胞內(nèi)的孕酮是經(jīng)過彌散作用進入的，主要經(jīng)過17α-羥化酶催化后變?yōu)樾巯┒⑦M入顆粒細胞，胞內(nèi)的17β-羥基類固醇脫氫酶可將其轉化為睪酮，細胞色素P450芳香化酶(CYP19)可催化睪酮為雌二醇[21]。雌二醇和孕酮合成的關鍵酶是P450scc和P450arom，這兩種酶的活性直接影響雌二醇和孕酮在體內(nèi)的水平。王雪金等[22]研究認為鄰苯二甲酸二丁酯染毒后顆粒細胞分泌的雌二醇及孕酮水平下降，鄰苯二甲酸二丁酯可降低顆粒細胞中P450arom、P450scc mRNA 的表達，且表達量與鄰苯二甲酸二丁酯劑量呈反比，提示鄰苯二甲酸二丁酯可引起雌性大鼠生殖系統(tǒng)的功能紊亂，對其生殖系統(tǒng)具有毒性作用。

朱嘉月等[23]研究表明鄰苯二甲酸二丁酯有可能通過激活大鼠卵巢組織過氧化物酶體增生物激活受體-γ(PPARγ)mRNA 表達而對雌性大鼠產(chǎn)生生殖毒性。PPARs是一種核激素受體超家族，其有3種亞型，分別為PPARα、PPARβ和PPARγ, PPARγ在維持正常的卵巢功能、卵泡發(fā)育和排卵等方面都具有重要的作用，且排卵前卵巢中PPARγ是存在的主要亞型。鄰苯二甲酸二丁酯能激活激活卵巢內(nèi)PPARγ，能對甾體激素生成過程中的關鍵酶P450arom和P450scc mRNA的表達進行調(diào)節(jié)，影響雌二醇和孕酮的合成和分泌，從而產(chǎn)生雌性生殖毒性，影響卵巢的功能[24]。

4對細胞凋亡的影響

細胞凋亡(apoptosis)是細胞的一種程序性自殺的過程。卵巢主要的功能細胞是顆粒細胞，構成了卵泡內(nèi)體細胞的絕大部分，能調(diào)節(jié)促性腺激素對卵母細胞的作用，能為卵母細胞成熟創(chuàng)造有利的微環(huán)境，對卵母細胞成熟和卵泡發(fā)育具有重要的生理意義[25]。Craig ZR等[26]研究表明，鄰苯二甲酸二丁酯濃度依賴性地作用于目標卵泡，可改變細胞周期，調(diào)節(jié)細胞凋亡因子的表達，引起細胞周期阻滯，降低雌二醇(E2)水平，并觸發(fā)閉鎖。王雪金等[27]研究表明鄰苯二甲酸二丁酯可導致大鼠卵巢顆粒細胞凋亡，且Bcl-2/Bax比例失調(diào)可能是導致其凋亡的機制。Bcl-2是一種凋亡抑制蛋白，在正常細胞內(nèi)的表達水平高于即將凋亡的細胞，成長卵泡的顆粒細胞中Bcl-2具有較高的表達水平，而正常卵泡或完全閉鎖的卵泡中其表達水平較低[28]。Bax是一類促凋亡蛋白，正常情況下其以單聚體形式存在于細胞質(zhì)中，當細胞發(fā)生凋亡時其轉移入線粒體并發(fā)生寡聚化，導致線粒體膜通透性發(fā)生改變，促進細胞凋亡的發(fā)生，鄰苯二甲酸二丁酯能使小鼠卵巢組織中Bax蛋白表達增加，Bcl-2蛋白表達降低，使顆粒細胞在卵泡發(fā)育時期就發(fā)生細胞凋亡，導致卵泡閉鎖[29]。

5對氧自由基的影響

李玲等[30]研究認為鄰苯二甲酸二丁酯染毒可使雌性大鼠卵巢的臟器系數(shù)、血清超氧化物歧化酶(SOD)活力、還原性谷胱甘肽(GSH)含量、孕酮(P)、雌二醇(E2)、子宮一氧化氮合酶(NOS)活力降低，肝臟的臟器系數(shù)和閉鎖卵泡構成比升高。SOD和GSH是機體內(nèi)清除超氧自由基的重要防御系統(tǒng)中的酶，對脂質(zhì)過氧化作用具有間接抑制作用，能減低氧自由基對膜的損害作用。SOD在體內(nèi)的分布較廣，能使自由基經(jīng)過歧化反應而被清除，減少自由基對機體的損傷，GSH能對誘導氧化應激的化學物質(zhì)引起的細胞毒作用形成抵抗作用，使細胞免受氧化應激的傷害。鄰苯二甲酸二丁酯染毒能降低SOD活力，使GSH含量下降，導致卵巢脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和自由基蓄積，對卵巢造成脂質(zhì)過氧化損傷。

6對雌激素水平的影響

下丘腦—垂體—卵巢軸是雌性動物的一個完整而協(xié)調(diào)的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，該系統(tǒng)的任何一環(huán)節(jié)受到外界的不良因素影響均可對雌性動物的生殖功能產(chǎn)生影響。雌二醇是雌性動物體內(nèi)含量最多、作用最強的雌激素，卵巢顆粒細胞是其主要的合成和分泌場所，其對雌性動物生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)具有重要的調(diào)節(jié)作用。下丘腦—垂體—卵巢軸可被雌二醇水平反饋性調(diào)節(jié)，升高的雌二醇水平可導致該軸的平衡被打破，引起雌性動物內(nèi)分泌功能失調(diào)。朱嘉月等[31]研究表明鄰苯二甲酸二丁酯可使青春期雌性大鼠血清中雌二醇(E2)水平升高，其作用機制可能與卵巢甾體激素合成過程中的關鍵酶 P450arom mRNA 表達升高有關。升高的雌二醇水平經(jīng)過下丘腦—垂體—卵巢軸可影響卵巢的功能和形態(tài)，導致雌性動物生殖系統(tǒng)發(fā)生紊亂。

參考文獻

[1]唐娜, 李博, 黃劍磊, 等. 小鼠孕期鄰苯二甲酸酯暴露的妊娠結局分析[J]. 中國優(yōu)生與遺傳雜志, 2015, 23(1): 18.

[2]鮑佳沁, 王敏, 高曦, 等. 鄰苯二甲酸酯類暴露風險評估研究進展[J]. 食品科學, 2014, 35(23): 337.

[3]Chen P, Li S, Liu L, et al. Long-term effects of binary mixtures of 17α-ethinyl estradiol and dibutyl phthalate in a partial life-cycle test with zebrafish (Danio rerio)[J]. Environmental Toxicology And Chemistry, 2015, 34(3): 518.

[4]Li J, Li L, Zuo H, et al. T-helper type-2 contact hypersensitivity of Balb/c mice aggravated by dibutyl phthalate via long-term dermal exposure[J]. Plos One, 2014, 9(2): 878.

[5]王秀琴, 李玲, 田曉梅, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯聯(lián)合染毒對雌性大鼠肝臟氧化應激的影響[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2011, 28(6): 505.

[6]沈百欣, 衛(wèi)中慶, 居小兵, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯誘導孕鼠尿道下裂模型后仔鼠睪丸細胞過氧化物酶6的表達[J]. 中國組織工程研究與臨床康復, 2011, 15(50): 9445.

[7]Yasin S M, Ibrahim S, Johan M R. Effect of zirconium oxide nanofiller and dibutyl phthalate plasticizer on ionic conductivity and optical properties of solid polymer electrolyte[J]. The scientific world journal, 2014, 2014: 547.

[8]孫寶國, 孫金沅. 鄰苯二甲酸酯類化合物的天然存在及安全性問題的探討[J]. 中國食品學報, 2011, 11(8): 1.

[9]Gray JrLE, Laskey J, Ostby J. Chronic Di-n-butyl phthalate exposure in rats reduces fertility and alters ovarian function during pregnancy in female Long Evans hooded rats[J]. Toxicological Sciences, 2006, 93(1): 189.

[10]Sen N, Liu X, Craig Z R. Short term exposure to di-n-butyl phthalate (DBP) disrupts ovarian function in young CD-1 mice[J]. Reproductive Toxicology, 2015, 53: 15.

[11]喬麗麗, 鄭力行, 蔡德培, 等. 上海市女童血清中鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸-2-乙基己酯水平與性早熟關系研究[J]. 衛(wèi)生研究, 2007, 36(1): 93.

[12]Bello U M, Madekurozwa M C, Groenewald H B, et al. The effects on steroidogenesis and histopathology of adult male Japanese quails (Coturnix coturnix japonica) testis following pre-pubertal exposure to di(n-butyl) phthalate (DBP)[J]. Comparative Biochemistry And Physiology, 2014, 166: 24.

[13]顧瀟, 徐婉, 尚麗新, 等. 孕中晚期不同劑量鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯暴露對胎鼠生長發(fā)育的影響[J]. 現(xiàn)代婦產(chǎn)科進展, 2015, 24(5): 334.

[14]Louren?o AC, Gomes C, Boareto AC, et al. Influence of oily vehicles on fetal testis and lipid profile of rats exposed to di-butyl phthalate[J]. Human & Experimental Toxicology, 2014, 33(1): 54.

[15]靳秋梅, 孫增榮. 鄰苯二甲酸二丁酯的擬雌激素活性研究[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2005, 22(4): 261.

[16]Park M A, Hwang K A, Lee H R, et al. Cell growth of BG-1 ovarian cancer cells is promoted by di-n-butyl phthalate and hexabromocyclododecane via upregulation of the cyclin D and cyclin-dependent kinase-4 genes[J]. Molecular Medicine Reports, 2012, 5(3): 761.

[17]靳秋梅, 孫增榮. 鄰苯二甲酸二丁酯對小鼠卵巢功能的影響[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2007, 24(5): 310.

[18]Bhatia H, Kumar A, Du J, et al. Di-n-butyl phthalate causes antiestrogenic effects in female murray rainbowfish (Melanotaenia fluviatilis)[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2013, 32(10): 2335.

[19]蔡曉輝, 石程, 沈浣. 鄰苯二甲酸單乙基己基酯抑制人卵巢黃素化顆粒細胞激素合成機制的研究[J]. 國際生殖健康/計劃生育雜志, 2015, 34(3): 189.

[20]Ivell R, Heng K, Nicholson H, et al. Brief maternal exposure of rats to the xenobiotics dibutyl phthalate or diethylstilbestrol alters adult-type Leydig cell development in male offspring[J]. Asian Journal Of Andrology, 2013, 15(2): 261.

[21]Xu N, Chen P, Liu L, et al. Effects of combined exposure to 17α-ethynylestradiol and dibutyl phthalate on the growth and reproduction of adult male zebrafish (Danio rerio)[J]. Ecotoxicology And Environmental Safety, 2014, 107: 61.

[22]王雪金, 周云清, 羅湘閩, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯對雌性大鼠卵巢顆粒細胞分泌功能的影響[J]. 中國組織工程研究, 2014, 18(42): 6779.

[23]朱嘉月, 燕美玲, 劉鵬. 鄰苯二甲酸二丁酯暴露對大鼠卵巢PPARγ mRNA表達的影響[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2013, 30(8): 679.

[24]Manikkam M, Tracey R, Guerrero-Bosagna C, et al. Plastics Derived Endocrine Disruptors (BPA, DEHP and DBP) Induce Epigenetic Transgenerational Inheritance of Obesity, Reproductive Disease and Sperm Epimutations[J]. PLoS ONE, 2013, 8(1): 553.

[25]Jin J, Sun K, Wu F, et al. Single-solute and bi-solute sorption of phenanthrene and dibutyl phthalate by plant- and manure-derived biochars[J]. The Science Of The Total Environment, 2014, 474: 308.

[26]Craig Z R, Hannon P R, Wang W, et al. Di-n-Butyl phthalate disrupts the expression of genes involved in cell cycle and apoptotic pathways in mouse ovarian antral follicles[J]. Biology of Reproduction, 2013, 88(1): 23.

[27]王雪金, 周云清, 羅湘閩, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯對大鼠卵巢顆粒細胞中細胞凋亡因子Bcl-2、Bax表達的影響[J]. 實用預防醫(yī)學, 2015, 22(2): 155.

[28]Li L, Li H, Song N N, et al. The immunotoxicity of dibutyl phthalate on the macrophages in mice[J]. Immunopharmacology And Immunotoxicology, 2013, 35(2): 272.

[29]Lehner K, Santarelli F, Vasold R, et al. Black tattoo inks are a source of problematic substances such as dibutyl phthalate[J]. Contact Dermatitis, 2011, 65(4): 231.

[30]李玲, 田曉梅, 宋琦如, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯聯(lián)合染毒對雌性大鼠的生殖毒性[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2010, 27(10): 857.

[31]朱嘉月, 孫增榮, 張穎, 等. 鄰苯二甲酸二丁酯對大鼠血清雌二醇水平的影響及其機制研究[J]. 環(huán)境與健康雜志, 2010, 27(1): 30.

通信作者：李文, 主任醫(yī)師，博士生導師

收稿日期:2015-09-25

中圖分類號:R 339.2

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2016)01-190-03

DOI:10.7619/jcmp.201601071