玉米赤霉烯酮的毒性研究玉米赤霉烯酮（ZEA），又名F－2毒素，是由山禾谷鐮刀菌、玉米赤霉菌等霉菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，有許多衍生物，具有毒性，在一些谷類作物中廣泛存在，如玉米、高粱和小麥等，特別是玉米及其副產(chǎn)品。ZEA可對原料及飼料本身造成很強(qiáng)的污染，從而對動物機(jī)體造成嚴(yán)重危害。ZEA具有很強(qiáng)的生殖毒性和致畸作用，會影響動物的生殖性能，降低生長性能，造成免疫抑制，引起細(xì)胞損傷等，從而危害動物健康，給畜牧業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》對飼料原料中ZEA的含量有嚴(yán)格要求，不得高于0.5mg/kg。

玉米赤霉烯酮的理化性質(zhì)

ZEA是一種白色晶體，分子式為C18H22O5，相對分子質(zhì)量為318.36，熔點(diǎn)為161～163℃，溶于堿性水溶液，還溶于醇類、二氯甲烷、氯仿、苯、乙醚和乙酸乙酯等有機(jī)溶劑，微溶于石油醚，不溶于水、四氯化碳和二硫化碳。ZEA是一類2,4－二羥基苯甲酸內(nèi)酯化合物，在堿性環(huán)境中可以將酯鍵打開，當(dāng)堿性條件減弱時(shí)酯鍵會恢復(fù)。在紫外光條件下，ZEA的甲醇溶液呈綠－藍(lán)色熒光。

ZEA具有類雌激素作用，主要分布在雌激素的靶組織中，如睪丸間質(zhì)細(xì)胞、卵泡和子宮等。ZEA及其代謝產(chǎn)物隨膽汁進(jìn)入腸道，經(jīng)糞便排出體外，少量可由尿液排出。動物體內(nèi)主要參與ZEA生物轉(zhuǎn)化的器官有肝和腸道，豬和兔主要代謝器官為肝。

玉米赤霉烯酮的毒性

國內(nèi)外大量研究證明，ZEA具有類雌激素作用，除會對動物的生殖機(jī)能造成影響外，還會產(chǎn)生細(xì)胞毒性和遺傳毒性，損傷肝腎并降低免疫機(jī)能。ZEA中毒后會出現(xiàn)精神萎頓、外生殖器腫脹、黏膜發(fā)紺、肝腫脹變硬、淋巴結(jié)水腫和胃腸黏膜充血等特征。

肝毒性和腎毒性

給小鼠腹腔注射單劑量ZEA來研究其對小鼠肝和腎的毒性作用，發(fā)現(xiàn)連續(xù)注射50mg/kg ZEA 3天后，小鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)局灶性脂肪變性，肝彌漫性壞死，近曲小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)腫脹、顆粒變性，腎髓質(zhì)、腎小管淤血和萎縮；單次注射100mg/kg ZEA后，發(fā)現(xiàn)小鼠血液中白蛋白含量降低，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和堿性磷酸酶（ALP）水平升高，尿酸和尿素水平升高。分別按每千克體質(zhì)量10和100μg給家兔口服ZEA，在第7和14天分別測定血液中幾種酶的水平，結(jié)果表明低ZEA組和高ZEA組家兔血漿中ALP濃度均上升，高ZEA組家兔血漿中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和γ－谷氨酞胺轉(zhuǎn)移酶水平升高。綜上可得，ZEA具有肝毒性和腎毒性，能引發(fā)肝和腎組織病變，造成功能損傷。

生殖毒性

睪酮具有促進(jìn)雄性動物精子發(fā)生、成熟和性功能發(fā)育的作用。然而，ZEA及其代謝產(chǎn)物α－玉米赤霉烯醇（α－ZOL）可以通過破壞睪丸間質(zhì)細(xì)胞睪酮的生物合成來干擾雄性動物精子的發(fā)生過程，進(jìn)而對雄性動物的生殖機(jī)能及發(fā)育產(chǎn)生不利影響。用含有9mg/kg ZEA的日糧飼喂公豬后，發(fā)現(xiàn)其精液總量、黏稠度和精子存活率下降。ZEA對母豬繁殖性能的影響主要是因?yàn)閆EA具有雌激素作用。給斷奶雌性仔豬飼喂含1.3mg/kg ZEA的日糧后發(fā)現(xiàn)，仔豬陰戶紅腫明顯，并且發(fā)現(xiàn)其卵巢組織發(fā)生病變。按每千克體質(zhì)量0.2和0.4mg ZEA連續(xù)給母豬飼喂7天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)母豬子宮壁肌細(xì)胞壞死和輸卵管細(xì)胞增生，卵泡閉鎖，顆粒細(xì)胞凋亡增加。給初情母豬在妊娠期飼喂含0、3、6和9mg/kg的ZEA日糧，發(fā)現(xiàn)其假孕的情況增加，繁殖率降低；6和9mg/kg ZEA處理組的窩產(chǎn)仔數(shù)減少。以膠囊口服形式給予雌性仔豬劑量為0、3.5和7.5mg/kg的ZEA，服用1周后的仔豬均出現(xiàn)生殖道腫大和外陰陰道炎的癥狀。

免疫毒性

ZEA及其衍生物會對豬中白介素－8和中性粒細(xì)胞等免疫參數(shù)產(chǎn)生影響，能夠降低血清中免疫球蛋白A、免疫球蛋白M和免疫球蛋白G（IgG）的水平。濃度為30μg/mL的ZEA能夠通過刺激植物凝集素和有絲分裂原發(fā)揮作用來抑制T和B淋巴細(xì)胞的增殖。用含1.0mg/kg ZEA的日糧飼喂斷奶仔豬，發(fā)現(xiàn)仔豬血清中IgG、血紅蛋白含量和豬瘟抗體滴度降低；當(dāng)日糧中ZEA的含量為2.0mg/kg時(shí)，仔豬的脾組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，脾器官指數(shù)顯著降低。

細(xì)胞毒性和遺傳毒性

ZEA可導(dǎo)致DNA斷裂，造成DNA結(jié)構(gòu)損傷；引起DNA復(fù)制受阻，抑制蛋白質(zhì)的合成并干擾細(xì)胞分裂周期，從而抑制細(xì)胞增殖。細(xì)胞懸液中ZEA濃度在1～15μg/mL范圍內(nèi)可能會對細(xì)胞DNA造成損傷。ZEA能與雌激素受體結(jié)合，在體內(nèi)可以引起氧化應(yīng)激，造成細(xì)胞核區(qū)染色體損傷，抑制細(xì)胞內(nèi)DNA和蛋白質(zhì)的合成。給32日齡雌性仔豬飼喂含9mg/kg ZEA的日糧后，發(fā)現(xiàn)仔豬出現(xiàn)卵母細(xì)胞發(fā)育不成熟和染色體異常的情況。體外試驗(yàn)證明，濃度為1mg/L的ZEA能顯著降低豬精子的穿透力和卵母細(xì)胞的成熟速率。還有研究發(fā)現(xiàn)，ZEA使乳腺癌細(xì)胞MCF－7促進(jìn)細(xì)胞增殖的上調(diào)基因數(shù)目多于促進(jìn)細(xì)胞凋亡的下調(diào)基因數(shù)目，表明ZEA能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。

玉米赤霉烯酮檢測儀