三疣梭子蟹可食組織對(duì)無(wú)機(jī)砷的富集和釋放

趙艷芳，寧勁松，康緒明，丁海燕，翟毓秀，尚德榮，盛曉風(fēng)

( 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院 黃海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071 )

砷是世界范圍內(nèi)危害最大的環(huán)境污染物之一，2017年被美國(guó)有毒物質(zhì)與疾病登記署和環(huán)境保護(hù)署列為“優(yōu)先污染物列表”的首位[1]。自然界中不同來(lái)源的砷元素通過(guò)陸地徑流、廢水排放等途徑進(jìn)入海洋生態(tài)系統(tǒng)，砷污染已成為我國(guó)近海區(qū)域嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一[2]。有研究表明，砷在許多海洋食物鏈(網(wǎng))中被生物放大，能造成高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物中砷的富集，可對(duì)生物與人類健康產(chǎn)生潛在危害[3]。海洋生物普遍具有較高的砷累積，導(dǎo)致海產(chǎn)品攝入成為人體暴露砷元素的主要途徑之一。研究表明,人們?nèi)粘ｏ嬍持屑s90%的砷來(lái)自于海產(chǎn)品[4]。

砷在海水和沉積物中主要以無(wú)機(jī)砷形式存在，轉(zhuǎn)移到生物體內(nèi)的砷可能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N價(jià)態(tài)的砷化合物。研究表明，無(wú)機(jī)砷形式的三價(jià)無(wú)機(jī)砷[As(Ⅲ)]和五價(jià)無(wú)機(jī)砷[As(Ⅴ)]具有較高的毒性和致癌性，有機(jī)砷包括低毒的一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)，微毒的砷糖(AsS)、砷甜菜堿(AsB)等[3-4]。海洋生物對(duì)砷的富集及形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究表明，不同海洋生物對(duì)無(wú)機(jī)砷的富集能力不同，如貽貝對(duì)無(wú)機(jī)砷富集能力較弱，而牡蠣對(duì)無(wú)機(jī)砷有較強(qiáng)的富集和轉(zhuǎn)化能力[5]，菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)對(duì)三價(jià)砷的生物利用度高于五價(jià)砷，且砷更易于在肝胰腺中積累，無(wú)機(jī)砷在菲律賓蛤仔鰓組織中主要轉(zhuǎn)化為二甲基砷酸，肝胰腺中主要轉(zhuǎn)化為砷甜菜堿[6-7]。

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)是我國(guó)海水養(yǎng)殖和增殖的重要經(jīng)濟(jì)蟹類[8-10]，因其味道鮮美且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。同時(shí)作為一種營(yíng)養(yǎng)級(jí)別較高的甲殼類海產(chǎn)生物，海蟹類對(duì)砷元素具有較強(qiáng)的富集能力[11]。水相暴露和食物相暴露是海洋生物累積痕量元素的主要途徑[12]。研究證明，通過(guò)食物相暴露的砷主要是有機(jī)砷，而無(wú)機(jī)砷很少，因?yàn)樯樵诤Ｑ笊矬w內(nèi)主要以砷甜菜堿形態(tài)存在，使得砷甜菜堿成為通過(guò)食物鏈傳遞和儲(chǔ)存的砷的最終形態(tài)[13-15]。而海水中的砷元素主要以無(wú)機(jī)砷形態(tài)存在，因此研究生物體對(duì)水相中無(wú)機(jī)砷的富集轉(zhuǎn)化規(guī)律對(duì)于揭示砷的毒性和健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。筆者研究海水中不同質(zhì)量濃度的三價(jià)無(wú)機(jī)砷和五價(jià)無(wú)機(jī)砷在三疣梭子蟹3種可食組織中的富集與轉(zhuǎn)化情況，旨在闡明三疣梭子蟹對(duì)不同價(jià)態(tài)無(wú)機(jī)砷的積累和轉(zhuǎn)化規(guī)律，同時(shí)為三疣梭子蟹安全養(yǎng)殖和食用安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

成熟雌性三疣梭子蟹于2018年10月購(gòu)自青島市西海岸新區(qū)蟹類養(yǎng)殖場(chǎng)，養(yǎng)殖用海水中無(wú)機(jī)砷本底值為(1.11±0.21) μg/L。選取健康、活力強(qiáng)、規(guī)格基本一致的三疣梭子蟹[全甲寬(140.02±15.14) mm]于實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)96 h，暫養(yǎng)結(jié)束后隨機(jī)分組用于試驗(yàn)。暫養(yǎng)和正式試驗(yàn)期間，保持室溫和自然光照，海水平均溫度(16.5±1.7) ℃，pH 8.1±0.02，24 h持續(xù)充氧。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在5個(gè)500 L的聚乙烯水族箱中進(jìn)行，養(yǎng)殖水體300 L，各放入30只經(jīng)暫養(yǎng)凈化的成熟雌性三疣梭子蟹。稱取適量的砷酸鈉和三氧化二砷固體，溶解稀釋后分別配成10 mg/mL的三價(jià)無(wú)機(jī)砷和五價(jià)無(wú)機(jī)砷儲(chǔ)備液。根據(jù)養(yǎng)殖用海水中無(wú)機(jī)砷的含量，并參考文獻(xiàn)[6]，設(shè)定三價(jià)無(wú)機(jī)砷和五價(jià)無(wú)機(jī)砷的暴露質(zhì)量濃度分別為0.01 mg/L和0.10 mg/L，共4個(gè)暴露組。對(duì)照組為干凈過(guò)濾的新鮮海水，不添加無(wú)機(jī)砷，且對(duì)照海水中無(wú)機(jī)砷本底值為(1.18±0.16) μg/L。暴露時(shí)間為7 d，采用半靜態(tài)試驗(yàn)方法，每隔24 h完全換水1次，并分別添加準(zhǔn)確質(zhì)量濃度的三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷含量，分別于暴露的第1、3、5、7天隨機(jī)取梭子蟹3只，立即解剖分離出肝胰腺、性腺和肌肉3種可食組織，保存于-80 ℃超低溫冰箱備用。釋放試驗(yàn)為28 d，將各試驗(yàn)箱中換成300 L自然海水，每隔24 h完全換水1次，分別于釋放階段的第7、14、21、28天隨機(jī)取梭子蟹3只，立即解剖分離出3種可食組織，并低溫保存?zhèn)溆?。整個(gè)試驗(yàn)期間，各處理組的三疣梭子蟹均無(wú)死亡現(xiàn)象發(fā)生。

1.3 砷形態(tài)分析

取均質(zhì)后的梭子蟹3種可食組織約1.0 g于50 mL離心管中，加入20 mL超純水，渦旋混勻后，超聲提取40 min，4 ℃，8000 r/min離心10 min后，吸取上清液過(guò)0.45 μm濾膜，濾液注入高效液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-ICP-MS)對(duì)砷甜菜堿、三價(jià)無(wú)機(jī)砷、五價(jià)無(wú)機(jī)砷、一甲基砷酸和二甲基砷酸5種形態(tài)的砷進(jìn)行定性和定量分析。

高效液相色譜HPLC(Series 200，Perkin-Elmer)，分離條件：陰離子保護(hù)柱IonPac AG 19 (50 mm×4 mm)，陰離子分析柱IonPac AS 19(250 mm×4 mm)；流動(dòng)相，A相組成(10 mmol/L無(wú)水乙酸鈉，3 mmol/L硝酸鉀，2 mmol/L磷酸二氫鈉，0.2 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉，pH 10.7)，B相組成(無(wú)水乙醇)，V(A)∶V(B)=99∶1；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量30 μL。儀器自動(dòng)積分，以峰面積計(jì)算所含各形態(tài)砷的量。三價(jià)無(wú)機(jī)砷的方法檢出限為0.002 mg/kg，五價(jià)無(wú)機(jī)砷的方法檢出限為0.004 mg/kg。電感耦合等離子體質(zhì)譜ICP-MS(DRC Ⅱ，Perkin-Elmer)，工作參數(shù)：射頻功率1150 W，等離子體氣流速15 L/min，輔助氣流速1.2 L/min。

1.4 總砷含量分析

準(zhǔn)確稱取三疣梭子蟹3種可食組織1.0 g于聚四氟乙烯微波消解罐中，每個(gè)樣品中加入8.0 mL濃硝酸(優(yōu)級(jí)純)，搖勻后加蓋放置過(guò)夜，將樣品進(jìn)行預(yù)消解后，將樣品放入微波消解系統(tǒng)中，設(shè)置適宜的微波消解程序，進(jìn)行消解。消解完畢后，趕酸至1～2 mL，冷卻至室溫后用超純水定容至50 mL，ICP-MS上機(jī)測(cè)定。微波消解和趕酸程序見(jiàn)表1。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)，采用扇貝粉(GBW10024)作為質(zhì)控樣進(jìn)行結(jié)果質(zhì)量控制，對(duì)質(zhì)控樣品總砷含量的5次測(cè)定結(jié)果表明，測(cè)定值為(3.52±0.23) mg/kg，在標(biāo)準(zhǔn)值3.0～4.2 mg/kg內(nèi)，說(shuō)明該測(cè)定方法的準(zhǔn)確度高。

表1 微波消解程序

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)不同組織對(duì)砷的富集能力進(jìn)行比較分析，對(duì)不同組織中砷的含量在暴露與釋放過(guò)程中的變化進(jìn)行單因子方差分析，采用Sigma plot 12.5作圖，Excel軟件進(jìn)行測(cè)定數(shù)據(jù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差的分析處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次測(cè)定的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 三疣梭子蟹可食組織中總砷含量變化

受三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露后，三疣梭子蟹可食組織中總砷的含量隨著暴露劑量的升高和暴露時(shí)間延長(zhǎng)以及在釋放過(guò)程中的變化見(jiàn)圖1、圖2。為比較不同組織對(duì)砷的富集能力，對(duì)不同組織富集三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷過(guò)程中的總砷含量進(jìn)行t檢驗(yàn)，分析發(fā)現(xiàn)，肌肉組織對(duì)砷的富集能力均顯著低于性腺和肝胰腺，而性腺和肝胰腺對(duì)砷的富集能力之間無(wú)顯著差異。

圖1 三價(jià)無(wú)機(jī)砷富集與釋放過(guò)程中三疣梭子蟹可食組織中總砷含量Fig.1 Total As content in the edible tissues of swimming crab P. trituberculatus during As (Ⅲ) accumulation and releaseA.富集； E.釋放； 不同字母表示相同處理組砷含量隨不同暴露/釋放時(shí)間變化呈顯著性差異(P<0.05)；下同.A.accumulation; E.release; means with different letters are significant differences with the changes in exposure/release periods (P<0.05); et sequentia.

圖2 五價(jià)無(wú)機(jī)砷富集與釋放過(guò)程中三疣梭子蟹可食組織中總砷含量Fig.2 Total As content in the edible tissues of swimming crab P. trituberculatus during As (Ⅴ) accumulation and release

在對(duì)三價(jià)無(wú)機(jī)砷的富集與釋放的過(guò)程中，不同組織中總砷含量的變化不同。對(duì)于肌肉組織，總砷含量隨三價(jià)無(wú)機(jī)砷質(zhì)量濃度的升高和試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)沒(méi)有顯著的變化規(guī)律。對(duì)于性腺組織，在富集試驗(yàn)期間，總砷含量的升高趨勢(shì)不明顯，但高質(zhì)量濃度暴露組中總砷含量高于低質(zhì)量濃度暴露組。在釋放試驗(yàn)期間，0.01 mg/L和0.10 mg/L三價(jià)無(wú)機(jī)砷處理組性腺組織中的總砷含量呈顯著下降趨勢(shì)。對(duì)于肝胰腺組織，高質(zhì)量濃度暴露組中總砷含量高于低質(zhì)量濃度暴露組，另外在暴露試驗(yàn)和釋放試驗(yàn)初期，高質(zhì)量濃度暴露組中總砷含量均呈現(xiàn)先顯著升高后逐漸下降趨勢(shì)，低質(zhì)量濃度暴露組的總砷含量在暴露期間無(wú)明顯變化規(guī)律，但在釋放試驗(yàn)過(guò)程中的變化規(guī)律與高質(zhì)量濃度暴露組相同。釋放28 d后，2種暴露質(zhì)量濃度組性腺與肝胰腺組織中的砷含量均顯著低于空白對(duì)照組(P<0.05)。

三疣梭子蟹3種可食組織對(duì)五價(jià)無(wú)機(jī)砷的富集能力較弱，在富集與釋放過(guò)程中，肌肉組織中總砷含量無(wú)明顯的變化規(guī)律(圖2)。對(duì)于性腺組織，在富集過(guò)程中總砷含量變化規(guī)律不明顯，但在釋放28 d后，含量均下降。對(duì)于肝胰腺組織，總砷含量在暴露試驗(yàn)期間也呈現(xiàn)出先顯著升高后下降的趨勢(shì)，且在釋放試驗(yàn)過(guò)程中呈不斷下降的趨勢(shì)。同三價(jià)無(wú)機(jī)砷處理組相同，至釋放試驗(yàn)結(jié)束后，性腺和肝胰腺組織中總砷含量下降至顯著低于對(duì)照組水平(P<0.05)。

2.2 三疣梭子蟹可食組織中砷形態(tài)變化

2.2.1 三價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露

空白對(duì)照組三疣梭子蟹肌肉、性腺及肝胰腺3種組織中砷的主要賦存形態(tài)見(jiàn)圖3，三疣梭子蟹3種可食組織中砷的主要存在形態(tài)略有不同，主要表現(xiàn)在肌肉與性腺組織中砷主要以砷甜菜堿和二甲基砷酸形態(tài)存在，肝胰腺組織中主要以砷甜菜堿形態(tài)存在。

暴露于0.01 mg/L三價(jià)無(wú)機(jī)砷水環(huán)境中，3種可食組織中砷的賦存形態(tài)與對(duì)照組相同，其中肌肉組織中砷甜菜堿的含量低于性腺和肝胰腺組織，而不同組織之間二甲基砷酸含量無(wú)明顯區(qū)別，且各組織中的砷甜菜堿和二甲基砷酸含量在富集三價(jià)無(wú)機(jī)砷的過(guò)程中沒(méi)有明顯的變化規(guī)律(表2)。暴露在0.10 mg/L三價(jià)無(wú)機(jī)砷環(huán)境中，三疣梭子蟹可食組織中砷的存在形態(tài)發(fā)生變化。在富集的第1、3、5、7天中，肝胰腺組織中均檢測(cè)到低質(zhì)量濃度的三價(jià)無(wú)機(jī)砷(0.03～0.07 mg/kg)，且砷甜菜堿是主要存在形態(tài)，未檢測(cè)到二甲基砷酸；肌肉組織中砷主要以砷甜菜堿和二甲基砷酸形態(tài)存在，未檢測(cè)到無(wú)機(jī)砷；性腺組織中砷主要以砷甜菜堿和二甲基砷酸形態(tài)存在，在富集的第7天，檢測(cè)到低質(zhì)量濃度的三價(jià)無(wú)機(jī)砷。

圖3 三疣梭子蟹3種可食組織中砷形態(tài)譜圖Fig.3 Type analysis of As in three edible tissues of swimming crab P. trituberculatus

表2 三價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露和釋放過(guò)程中三疣梭子蟹不同可食組織中不同砷形態(tài)含量 mg/kg

釋放過(guò)程中，低質(zhì)量濃度暴露組中三疣梭子蟹3種可食組織中砷的主要形態(tài)于暴露期間無(wú)變化，且各形態(tài)砷含量無(wú)顯著變化。高質(zhì)量濃度暴露組中肝胰腺組織在排出砷的7、14、21 d后均檢測(cè)到三價(jià)無(wú)機(jī)砷，含量為0.03～0.04 mg/kg，排出試驗(yàn)28 d后，三價(jià)無(wú)機(jī)砷未檢出。而肌肉與性腺組織中，砷的主要形態(tài)仍以砷甜菜堿和二甲基砷酸為主。

2.2.2 五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露

0.01 mg/L五價(jià)無(wú)機(jī)砷富集和釋放過(guò)程中，三疣梭子蟹3種可食組織中砷的主要賦存形態(tài)與低質(zhì)量濃度三價(jià)無(wú)機(jī)砷處理組相同，即肌肉與性腺組織中的砷主要以砷甜菜堿和二甲基砷酸形態(tài)存在，肝胰腺組織中主要以砷甜菜堿形態(tài)存在(表3)。

由表3可見(jiàn)，對(duì)高質(zhì)量濃度五價(jià)無(wú)機(jī)砷(0.10 mg/L)富集過(guò)程中，第1天，在肝胰腺組織中AsB是主要砷形態(tài)，此外還檢測(cè)到0.03 mg/kg三價(jià)無(wú)機(jī)砷和0.04 mg/kg五價(jià)無(wú)機(jī)砷，而在肌肉與性腺組織中未有無(wú)機(jī)砷積累。第3天時(shí)，肝胰腺組織中有砷甜菜堿和0.02 mg/kg三價(jià)無(wú)機(jī)砷檢出，肌肉與性腺組織中均未有無(wú)機(jī)砷積累。余下的富集和釋放試驗(yàn)中，3種可食組織中均未檢出無(wú)機(jī)砷，并且肌肉與性腺組織中砷的主要賦存形態(tài)及其含量變化規(guī)律與三價(jià)無(wú)機(jī)砷處理組相同。

表3 五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露和釋放過(guò)程中三疣梭子蟹不同可食組織中不同砷形態(tài)含量 mg/kg

3 討 論

3.1 三疣梭子蟹可食組織對(duì)無(wú)機(jī)砷的富集代謝

海洋動(dòng)物富集的砷含量普遍較高，如多毛類和腹足類等底棲生物[16]。嚴(yán)國(guó)等[11]對(duì)包括青蟹(Scyllaserrata)、三疣梭子蟹、日本蟳(Charybdisjaponica)和細(xì)點(diǎn)圓趾蟹(Ovalipespunctatus)等158個(gè)海蟹類樣品中總砷含量分析發(fā)現(xiàn)，海蟹類是砷高富集產(chǎn)品，總砷含量達(dá)0.37～35.81 mg/kg。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)暴露三疣梭子蟹肌肉、性腺和肝胰腺組織中總砷含量分別為2.19，4.00、3.32 mg/kg。海蟹對(duì)金屬元素的富集要包括兩種途徑，一是通過(guò)鰓富集水相中的金屬離子，二是通過(guò)攝食途徑。已有試驗(yàn)表明，許多海洋生物對(duì)海水中無(wú)機(jī)砷的富集能力較低，如紫貽貝(Mytilusgalloprovincialis)暴露在100 μg/L 的三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷10 d后，組織中總砷含量沒(méi)有顯著變化[17]。褐蝦(Crangoncrangon)在100 μg/L 的五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露24 d后組織中總砷含量與對(duì)照組無(wú)顯著變化[18]?；ㄉ?Teraponjarbua)幼魚(yú)在100 μg/L 三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露10 d后體內(nèi)積累的總砷含量也很少[19]。對(duì)菲律賓蛤仔進(jìn)行30 d 無(wú)機(jī)砷暴露后發(fā)現(xiàn)，鰓部累積的砷顯著高于消化腺，蛤體內(nèi)砷的主要形態(tài)為砷甜菜堿和二甲基砷酸[6-7]。無(wú)機(jī)砷在櫛孔扇貝(Chlamysfarreri)體內(nèi)的富集系數(shù)較小[20]，紫貽貝在質(zhì)量濃度100 μg/L的砷暴露下，生物富集系數(shù)為15.41，遠(yuǎn)低于對(duì)汞、鉛、鎘等元素的富集能力[21]。牡蠣對(duì)砷的富集能力也遠(yuǎn)低于汞、鎘、鉛等元素[22]。本試驗(yàn)也表明，0.01和0.10 mg/L無(wú)機(jī)砷暴露7 d，與對(duì)照組相比，三疣梭子蟹肌肉組織中總砷含量變化未達(dá)到顯著性差異。且肌肉組織對(duì)砷的富集低于性腺和肝胰腺組織，而性腺和肝胰腺組織之間對(duì)砷的富集無(wú)顯著差異。釋放試驗(yàn)28 d后，性腺和肝胰腺組織中總砷的含量顯著下降，說(shuō)明這2種可食組織對(duì)砷的代謝能力較強(qiáng)。試驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)在富集無(wú)機(jī)砷的過(guò)程中，尤其是高質(zhì)量濃度暴露組，肝胰腺組織中總砷含量呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，這種現(xiàn)象可能是三疣梭子蟹對(duì)無(wú)機(jī)砷暴露的一種抵御機(jī)制。生物體吸收富集有害元素的過(guò)程中，有害元素在各組織之間會(huì)重新分配或轉(zhuǎn)移[12]，因此在三疣梭子蟹富集無(wú)機(jī)砷的過(guò)程中，各組織之間的砷可能會(huì)重新分配，肝胰腺組織中的砷轉(zhuǎn)移到鰓、血淋巴液等其他組織中，從而呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。

3.2 三疣梭子蟹可食組織中砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化

海洋生物普遍具有將從環(huán)境中吸收的無(wú)機(jī)砷通過(guò)生物轉(zhuǎn)化合成砷甜菜堿的能力，這種生物轉(zhuǎn)化過(guò)程包括五價(jià)無(wú)機(jī)砷還原為三價(jià)無(wú)機(jī)砷，三價(jià)無(wú)機(jī)砷甲基化至一甲基砷酸和二甲基砷酸，以及經(jīng)過(guò)后續(xù)未知的過(guò)程合成砷甜菜堿[13-15]。在菲律賓蛤仔體內(nèi)不僅存在無(wú)機(jī)砷的還原甲基化過(guò)程，而且還存在三價(jià)無(wú)機(jī)砷氧化為五價(jià)無(wú)機(jī)砷的情況[6]。Zhang 等[5]發(fā)現(xiàn)僧帽牡蠣(Saccostreacucullata)在1 mg/L 三價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露30 d后，組織中五價(jià)無(wú)機(jī)砷含量增加20倍。而在三疣梭子蟹組織中，三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷暴露處理后，肌肉、性腺和肝胰腺組織中砷的主要存在形式為砷甜菜堿和二甲基砷，無(wú)機(jī)砷非常少，主要以三價(jià)無(wú)機(jī)砷形式存在，說(shuō)明存在砷酸鹽的還原，并不存在三價(jià)無(wú)機(jī)砷氧化為五價(jià)無(wú)機(jī)砷的情況。生物體將三價(jià)無(wú)機(jī)砷氧化為五價(jià)無(wú)機(jī)砷儲(chǔ)存在體內(nèi)可能是動(dòng)物的一種解毒方式，將過(guò)多的三價(jià)無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化成毒性較低的五價(jià)無(wú)機(jī)砷貯存或隔離[6]。本試驗(yàn)現(xiàn)象也可能說(shuō)明，三疣梭子蟹對(duì)無(wú)機(jī)砷的耐性較高，或是本試驗(yàn)設(shè)定的無(wú)機(jī)砷質(zhì)量濃度尚不能對(duì)三疣梭子蟹的3種可食組織產(chǎn)生毒性。

另外本試驗(yàn)結(jié)果表明，暴露于相同質(zhì)量濃度的三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷，三疣梭子蟹肝胰腺組織對(duì)三價(jià)無(wú)機(jī)砷的積累能力較高，從暴露試驗(yàn)第1天開(kāi)始，至釋放試驗(yàn)21 d后，均能檢出三價(jià)無(wú)機(jī)砷(表2)，而對(duì)于五價(jià)無(wú)機(jī)砷的積累能力較低，僅在暴露試驗(yàn)1 d后，肝胰腺組織中檢出三價(jià)無(wú)機(jī)砷和五價(jià)無(wú)機(jī)砷，而在暴露試驗(yàn)3 d后，僅能檢出三價(jià)無(wú)機(jī)砷(表3)。因此，三疣梭子蟹對(duì)三價(jià)無(wú)機(jī)砷的吸收利用高于五價(jià)無(wú)機(jī)砷，同樣的結(jié)果出現(xiàn)在菲律賓蛤仔[6]、僧帽牡蠣[5]的相關(guān)研究中，表明三價(jià)砷比五價(jià)砷可能更易于被生物體吸收代謝。

由于砷甜菜堿結(jié)構(gòu)類似甜菜堿，其半致死質(zhì)量濃度大于10 000 mg/kg，被視為無(wú)毒的有機(jī)砷形態(tài)[23]，因此海洋生物體內(nèi)砷甜菜堿的合成，也是生物體的一項(xiàng)重要解毒機(jī)制[24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，三疣梭子蟹肝胰腺組織中的砷主要以砷甜菜堿形態(tài)存在，并且在三價(jià)無(wú)機(jī)砷高質(zhì)量濃度暴露與釋放期間，體內(nèi)積累的三價(jià)無(wú)機(jī)砷主要儲(chǔ)存在肝胰腺組織，而肌肉與性腺組織中的砷以砷甜菜堿和二甲基砷酸兩種形態(tài)存在，且?guī)缀醪桓患療o(wú)機(jī)砷。試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明，在釋放試驗(yàn)后期，肝胰腺組織中檢測(cè)到少量的砷的二甲基化產(chǎn)物，說(shuō)明肝胰腺組織是梭子蟹無(wú)機(jī)砷甲基化的主要場(chǎng)所。肝胰腺也是菲律賓蛤仔無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化為砷甜菜堿的主要組織，這可能與參與無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化相關(guān)的蛋白在肝組織中表達(dá)量更高有關(guān)，還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

海水蟹作為砷高富集品種[9]，但有關(guān)其高富集砷的特性機(jī)制及其主要的富集代謝途徑尚不清楚。本研究的富集代謝試驗(yàn)表明，三疣梭子蟹對(duì)水相中三價(jià)無(wú)機(jī)砷的富集能力高于五價(jià)無(wú)機(jī)砷，而海水中五價(jià)無(wú)機(jī)砷是最主要的砷形態(tài)，其三價(jià)無(wú)機(jī)砷約占五價(jià)無(wú)機(jī)砷含量的13%[23]，因此，三疣梭子蟹雖然作為砷元素高富集生物，但是通過(guò)水相富集無(wú)機(jī)砷的作用較小。研究表明，砷在海洋食物鏈中能夠被生物放大，造成高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物中的砷富集，并且有機(jī)砷比無(wú)機(jī)砷具有更高的食物鏈傳遞能力，可能導(dǎo)致海洋生物富集更高含量的砷[3]。因此，亟需開(kāi)展三疣梭子蟹通過(guò)食物相對(duì)砷的富集和傳遞研究，探討砷的不同形態(tài)在食物鏈傳遞過(guò)程中的變化規(guī)律及其對(duì)砷生物富集放大的影響機(jī)制，以揭示三疣梭子蟹高富集砷的特性機(jī)制。

4 結(jié) 論

三疣梭子蟹肌肉組織對(duì)三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷的富集能力顯著低于性腺和肝胰腺，而性腺和肝胰腺兩種組織之間無(wú)顯著差異。三疣梭子蟹可食組織對(duì)三價(jià)無(wú)機(jī)砷的生物利用度高于五價(jià)無(wú)機(jī)砷，無(wú)機(jī)砷主要積累在肝胰腺組織中，而肌肉與性腺組織中無(wú)無(wú)機(jī)砷累積。肝胰腺組織中的砷主要以砷甜菜堿形態(tài)存在，而肌肉與性腺組織中的砷以砷甜菜堿和二甲基砷酸兩種形態(tài)存在。