酚類污染物對(duì)氧化磷酸化毒性效應(yīng)的研究進(jìn)展

黃高峰　徐挺

摘要綜述不同酚類污染物對(duì)氧化磷酸化的毒性效應(yīng)，總結(jié)不同酚類污染物對(duì)氧化磷酸化的毒性作用機(jī)制，同時(shí)就目前酚類污染物的氧化磷酸化毒性效應(yīng)的研究存在的問(wèn)題和不足進(jìn)行探討，以期為此類污染物的相關(guān)毒性研究提供參考。

關(guān)鍵詞酚類污染物；氧化磷酸化；解偶聯(lián)劑；糖酵解【】-

中圖分類號(hào)X171.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2018）08-0031-05

Research Progress on Toxic Effects of Phenolic Pollutants on Oxidative Phosphorylation

HUANG Gaofeng， XU Ting

（ College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092）

AbstractThe toxic effects of different phenolic pollutants on oxidative phosphorylation and their toxicity mechanism were reviewed in this paper. At the same time， the problems and shortcomings in the study of toxic effects of oxidative phosphorylation of phenolic pollutants were discussed to provide reference for studying related toxicity of phenolic pollutants .

Key wordsPhenolic pollutants；Oxidative phosphorylation；Uncoupler；Glycolysis

能量是生命活動(dòng)的基本動(dòng)力來(lái)源，用以滿足生命體生存、繁衍和進(jìn)化等各種需要。生物體產(chǎn)能主要通過(guò)2種途徑：氧化磷酸化（OXPHOS）和糖酵解（Glycolysis），其中真核細(xì)胞的絕大部分能量依賴于線粒體氧化磷酸化作用的供給。氧化磷酸化是指在有氧條件下，線粒體利用生物氧化過(guò)程中釋放的自由能，促使二磷酸腺苷（ADP）與無(wú)機(jī)磷酸鹽結(jié)合生成三磷酸腺苷（ATP）的過(guò)程[1-2]。內(nèi)源性物質(zhì)或環(huán)境污染物對(duì)于生物體氧化磷酸化的干擾作用，將影響細(xì)胞的正常產(chǎn)能，其后果輕則表現(xiàn)出肌無(wú)力、低血壓、發(fā)燒和心絞痛等病理現(xiàn)象；重則有生命危險(xiǎn)。而細(xì)胞若在有氧狀態(tài)下功能方式由氧化磷酸化切換為糖酵解，則可能成為細(xì)胞癌變的重要發(fā)生條件（Warburg效應(yīng)）[3]。在發(fā)育階段，由于整個(gè)發(fā)育過(guò)程的高度動(dòng)態(tài)性，污染物甚至可能通過(guò)影響能量供給而改變細(xì)胞行為，最終造成發(fā)育程序的紊亂，導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育效應(yīng)。

傳統(tǒng)上，部分酚類污染物一直被認(rèn)為是典型的氧化磷酸化解偶聯(lián)劑，如五氯酚（PCP）和二硝基苯酚（DNP）等。然而近年來(lái)的研究逐步發(fā)現(xiàn)，酚類污染物的作用類型并不僅限于氧化磷酸化的解偶聯(lián)，涉及的酚類物質(zhì)種類也不斷增加。為此，分析多種酚類污染物對(duì)生物體氧化磷酸化過(guò)程的影響，及其可能的作用機(jī)制，深入理解環(huán)境污染物對(duì)生物能量代謝過(guò)程的關(guān)鍵擾動(dòng)及其后果，并為今后進(jìn)一步研究污染物氧化磷酸化干擾作用提供思路。

1氧化磷酸化干擾作用的一般機(jī)制

氧化磷酸化由電子傳遞鏈和ATP合酶兩部分偶聯(lián)而成。呼吸鏈主要包含四大復(fù)合體：NADH脫氫酶（復(fù)合體I）、琥珀酸脫氫酶（復(fù)合體Ⅱ）、細(xì)胞色素c還原酶（復(fù)合體Ⅲ）和細(xì)胞色素c氧化酶（復(fù)合體Ⅳ）。其中，復(fù)合體I、Ⅲ、Ⅳ是質(zhì)子泵，可以將呼吸鏈產(chǎn)生的氫離子從線粒體基質(zhì)側(cè)泵送至線粒體內(nèi)膜間隙側(cè)，在線粒體內(nèi)膜兩側(cè)會(huì)形成氫離子濃度差（質(zhì)子梯度）。而質(zhì)子梯度又可驅(qū)動(dòng)ATP合酶（復(fù)合體V）利用ADP與無(wú)機(jī)磷酸鹽結(jié)合生成ATP，從而實(shí)現(xiàn)氧化與磷酸化的偶聯(lián)[4-9]。

對(duì)氧化磷酸化造成影響的化合物大致可分為2類：氧化磷酸化抑制劑和氧化磷酸化解偶聯(lián)劑。兩者的區(qū)別在于氧化磷酸化抑制劑可對(duì)電子傳遞鏈或ADP磷酸化產(chǎn)生抑制作用；而氧化磷酸化解偶聯(lián)劑可以使氧化與磷酸化解偶聯(lián)，雖然氧化部分照常進(jìn)行，但不能生成ATP，使呼吸鏈中電子傳遞產(chǎn)生的能量不能用于ADP的磷酸化，只能以熱的形式散發(fā)，亦解除氧化和磷酸化的偶聯(lián)。

1.1氧化磷酸化抑制

1.1.1呼吸鏈抑制。

在線粒體呼吸鏈的4種復(fù)合體中，復(fù)合體I最易遭受攻擊。目前，已知有超過(guò)60種物質(zhì)可以抑制復(fù)合體I的活性，包括殺蟲(chóng)劑、防腐劑、酚類污染物等[10-13]。這些復(fù)合體I抑制劑結(jié)構(gòu)上均具有一種類似于泛醌的結(jié)構(gòu)：循環(huán)結(jié)構(gòu)的頭部和疏水性的尾部[10]。復(fù)合體Ⅲ是呼吸連中第2個(gè)質(zhì)子泵，von Jagow等[14]根據(jù)作用部位的不同，總結(jié)4類主要的復(fù)合體Ⅲ抑制劑：對(duì)苯二酚拮抗劑類、十一烷基羥基醌類、抗霉素類和鋅離子。復(fù)合體Ⅳ是電子傳遞鏈末端的酶，具有質(zhì)子泵的作用，同時(shí)可通過(guò)血紅素中鐵原子的氧化還原變化，把電子傳遞給還原的氧形成水。Nicholls等[15]將復(fù)合體Ⅳ抑制劑分為4類：①血紅素抑制劑，例如疊氮化物、氰化物和硫化物等；②氧競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，例如一氧化碳和一氧化氮等；③細(xì)胞色素c競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑；④非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，例如磷酸鹽離子和堿性條件等。

1.1.2磷酸化抑制。

ATP合酶又稱為復(fù)合體Ⅴ，作用是將ADP和無(wú)機(jī)磷酸鹽合成ATP。已知有很多霉菌可以抑制ATP合酶的活性，典型的有金輪菌素、奧薩霉素、殺黑星菌素和寡霉素等。這些霉菌的作用機(jī)制是其可以結(jié)合到ATP合酶的F1或者F0亞族上，從而阻止氫離子的傳導(dǎo)[2]。除了霉菌類，還有許多其他物質(zhì)同樣可以抑制ATP合酶的活性，如黃酮類[16]、百草枯[17]、DDT[18]、乙烯雌酚[19]、有機(jī)錫[20-21]等。

1.2氧化磷酸化解偶聯(lián)

氧化磷酸化解偶聯(lián)的作用類型分為化學(xué)解偶聯(lián)和解偶聯(lián)蛋白（UCP）。UCP是一種線粒體內(nèi)膜蛋白，包含UCP1-5共5種亞型[22-25]，可以消除線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的跨膜質(zhì)子濃度差，阻礙ATP的正常產(chǎn)生。關(guān)于UCP的解偶聯(lián)機(jī)理，目前有脂肪酸質(zhì)子載體和質(zhì)子通道2種模型[26]。前者由Skulachev[27]和Garlid等[28]提出，他們認(rèn)為UCP可以催化脂肪酸陰離子，在線粒體膜電位的驅(qū)動(dòng)下，脂肪酸陰離子進(jìn)入線粒體內(nèi)膜側(cè)后，從內(nèi)膜側(cè)攜帶氫離子，穿過(guò)線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì)側(cè)。后者則由Winkler等[29]提出，其指出UCP可直接轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子，以轉(zhuǎn)位方式將其運(yùn)送至UCP內(nèi)部通道中的質(zhì)子受體上，最后運(yùn)送至基質(zhì)。

化學(xué)解偶聯(lián)劑主要由親脂性弱酸構(gòu)成，其作用機(jī)制為：解偶聯(lián)劑的陰離子態(tài)與線粒體內(nèi)膜中的氫離子形成非解離的中性形態(tài)，攜帶原本無(wú)法通過(guò)內(nèi)膜的氫離子進(jìn)入線粒體基質(zhì)側(cè)，解離釋放氫離子重新成為陰離子態(tài)后，借助電勢(shì)差返回線粒體內(nèi)膜間隙側(cè)，如此循環(huán)往復(fù)，部分抵消質(zhì)子梯度，抑制ATP的形成[30]。該類解偶聯(lián)劑的最典型代表即為取代酚類[31-33]。離子載體則是另一大類型解偶聯(lián)劑[34]，但解偶聯(lián)活性通常弱于親脂性弱酸。典型的離子載體型解偶聯(lián)劑有纈氨霉素、Cu（OP）2和tris-S-C4（5）等[35-36]。盡管化學(xué)解偶聯(lián)過(guò)程目前仍是研究關(guān)注的主要方向，筆者推測(cè)，可能存在污染物通過(guò)誘導(dǎo)UCP而間接影響氧化磷酸化的途徑。

2典型酚類污染物對(duì)氧化磷酸化的影響

2.1氯酚類污染物

氯酚類化合物是一類由氯原子取代苯酚苯環(huán)上氫原子所形成的化合物。由于氯酚的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有顯著的殺菌效果，廣泛用于農(nóng)藥、紡織印染、造紙印刷、醫(yī)療等行業(yè)及木材、皮革制品、食品等產(chǎn)品的殺菌消毒和防腐；故而在環(huán)境中分布廣泛，是典型的有機(jī)鹵代污染物。除致癌、致畸、致突變的“三致”作用外[37]，氯酚類污染物最受關(guān)注的毒性效應(yīng)是其對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的影響。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，氯酚的氧化磷酸化毒性機(jī)制主要為解偶聯(lián)作用，其具有攜帶氫離子跨膜運(yùn)輸?shù)哪芰Γ梢韵|(zhì)子梯度，影響ATP的合成[38-40]。Fernandez等[41]采用Vero細(xì)胞（非洲綠猴腎細(xì)胞）作為受試對(duì)象，利用熒光顯微鏡法和透射電子顯微鏡法研究五氯酚（PCP）對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明PCP可以破壞細(xì)胞線粒體結(jié)構(gòu)，干擾線粒體的膜電位；其機(jī)制被認(rèn)為是PCP形成某種異二聚體，該異二聚體可以將氫離子攜帶穿過(guò)細(xì)胞膜，干擾質(zhì)子梯度，最終對(duì)氧化磷酸化造成影響。Gravance等[42]通過(guò)熒光標(biāo)記法研究PCP對(duì)大鼠精子線粒體的影響，發(fā)現(xiàn)大鼠精子線粒體膜電位在暴露后出現(xiàn)顯著變化，根據(jù)線粒體是氧化磷酸化的發(fā)生部位，推斷氧化磷酸化過(guò)程亦將受到PCP暴露的干擾。Aschmann等[43]研究PCP、2，3，4，5-四氯酚、2，4，5-三氯酚、2，4-二氯酚和對(duì)氯酚對(duì)Sprague-Dawley大鼠肝細(xì)胞的毒性作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這5種氯酚均能顯著降低大鼠肝細(xì)胞內(nèi)的ATP濃度，推測(cè)ATP濃度減少是由于5種氯酚干擾大鼠肝細(xì)胞的氧化磷酸化過(guò)程而造成的。Narasimhan等[44]研究對(duì)氯酚、3，5-二氯酚、2，3，5-三氯酚、2，3，4，5-四氯酚和PCP對(duì)Sprague-Dawley大鼠線粒體的影響。利用液相氧電極測(cè)定分離提出的大鼠線粒體的態(tài)III呼吸和態(tài)IV呼吸，發(fā)現(xiàn)PCP、2，3，4，5-四氯酚、2，3，5-三氯酚在濃度大于1.33 μmol/L時(shí)，可以抑制ADP磷酸化和態(tài)IV呼吸，并表現(xiàn)出明顯的解偶聯(lián)作用。同時(shí)，這5種氯酚均能引起線粒體腫脹。

Xu等[45-46]觀察PCP早期暴露對(duì)Tuebingen品系斑馬魚(yú)胚胎的發(fā)育程序的影響，發(fā)現(xiàn)PCP對(duì)胚胎氧化磷酸化的影響源自斑馬魚(yú)原腸期和體節(jié)期（8-24 hpf），造成復(fù)合體I-V中大量同工酶編碼基因的表達(dá)抑制。與之相對(duì)應(yīng)的是，氧化磷酸化的替代過(guò)程糖酵解的參加基因多數(shù)出現(xiàn)顯著的表達(dá)上調(diào)。由于糖酵解過(guò)程有利于細(xì)胞增殖，這可能是原腸期內(nèi)PCP造成斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育延遲的重要機(jī)制。相似的結(jié)果也出現(xiàn)在蛋白組學(xué)研究中，Carvalho等[47]發(fā)現(xiàn)經(jīng)PCP暴露后，毛霉菌DSM 16513體內(nèi)部分與糖酵解過(guò)程相關(guān)的酶的活性呈上調(diào)狀態(tài)，如丙酮酸脫氫酶、果糖二磷酸醛縮酶和3-磷酸甘油醛脫氫酶等。上述現(xiàn)象均可能是由PCP干擾線粒體功能、影響氧化磷酸化進(jìn)程所導(dǎo)致。

2.2硝基酚類污染物

與PCP相似，硝基取代酚類也是極具代表性的線粒體毒性物質(zhì)，其中2，4-二硝基苯酚（DNP）、4-對(duì)硝基苯酚（4-NP）和三氟甲硝酚（TFM）等化合物受關(guān)注較多，普遍認(rèn)為是典型的氧化磷酸化解偶聯(lián)劑。其中，DNP對(duì)氧化磷酸化的毒性作用機(jī)制主要可能有2種：轉(zhuǎn)運(yùn)氫離子透過(guò)線粒體細(xì)胞膜，從而改變質(zhì)子梯度，進(jìn)一步對(duì)氧化磷酸化造成影響[48]；阻止無(wú)機(jī)磷酸鹽進(jìn)入線粒體內(nèi)，減少生成的高能磷酸鍵的數(shù)量，從而進(jìn)一步影響氧化磷酸化[49-50]。Bestman等[51]從ATP濃度、乳酸脫氫酶LDH活性、基因表達(dá)、呼吸作用等方面，系統(tǒng)地研究DNP對(duì)斑馬魚(yú)線粒體的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DNP染毒致使斑馬魚(yú)體內(nèi)的ATP濃度降低；LDH活性出現(xiàn)短期的升高；細(xì)胞耗氧率增加；與活性氧物質(zhì)生成相關(guān)的部分基因如pgc1a、nrf2、hif1a等的表達(dá)水平出現(xiàn)波動(dòng)，且多數(shù)呈抑制趨勢(shì)。研究者進(jìn)一步分析認(rèn)為，由于DNP對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的干擾作用，使斑馬魚(yú)體內(nèi)的ATP含量降低。此時(shí)，細(xì)胞會(huì)選擇激發(fā)替代產(chǎn)能途徑——糖酵解，用以維持體內(nèi)正常的ATP水平。這樣DNP就產(chǎn)生與PCP類似的效應(yīng)。Lam 等[52]利用基因芯片技術(shù)，主要從轉(zhuǎn)錄組水平研究4-NP對(duì)斑馬魚(yú)肝臟的毒性效應(yīng)。經(jīng)4-NP暴露后，基因表達(dá)譜中最突出的變化就是與氧化磷酸化和電子傳遞鏈相關(guān)的基因呈上調(diào)趨勢(shì)，并誘導(dǎo)后續(xù)的氧化應(yīng)激、腫瘤抑制通路、DNA損傷和細(xì)胞凋亡等一系列生物學(xué)變化。結(jié)果顯示4-NP對(duì)斑馬魚(yú)氧化磷酸化確實(shí)可產(chǎn)生干擾，但并非常見(jiàn)的抑制作用。三氟甲硝酚（TFM）的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性與DNP相類似，因此同樣具有氧化磷酸化解偶聯(lián)作用[53]。Birceanu 等[54]研究TFM和2，4-DNP對(duì)七鰓鰻Petromyzon marinus和虹鱒魚(yú)Oncorhynchus mykiss的毒性效應(yīng)。結(jié)果表明，TFM能夠降低ATP的合成量，同時(shí)TFM和2，4-DNP均能刺激態(tài)Ⅳ呼吸，而對(duì)態(tài)Ⅲ呼吸未造成影響。TFM還能影響線粒體的跨膜電位（TMP），七鰓鰻的線粒體TMP降低22%，虹鱒魚(yú)的線粒體TMP降低28%。表明TFM是一種質(zhì)子載體，可以消除質(zhì)子梯度，從而影響ATP合成。

2.3雙酚類污染物

雙酚類化合物是指2個(gè)羥苯基由一個(gè)或多個(gè)碳原子相連的一類化合物，是聚合材料和橡膠工業(yè)的重要原料，主要用于人類日常生活所常見(jiàn)的奶瓶、食品包裝和塑料制品等[55-57]。由于對(duì)雙酚類物質(zhì)的研究主要集中于致癌性、內(nèi)分泌干擾活性等高關(guān)注度風(fēng)險(xiǎn)上，致使其在氧化磷酸化方面影響的報(bào)道相對(duì)較少，且基本集中于代表性物質(zhì)雙酚A（BPA）。Bereketoglu等[58]采用基因芯片和定量PCR方法，研究酵母菌BY4742經(jīng)BPA染毒后的轉(zhuǎn)錄組變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在BPA暴露后呈下調(diào)狀態(tài)的富集性術(shù)語(yǔ)中，顯著性最高的為跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)和線粒體組織兩項(xiàng)術(shù)語(yǔ)。由于其中的TIM18、TIM22、PAM18和IMP2等基因參與線粒體內(nèi)膜的組成和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，該結(jié)果意味著B(niǎo)PA可能同樣對(duì)氧化磷酸化過(guò)程具有潛在的干擾作用。Jiang等[59]研究BPA對(duì)新生Wistar大鼠心臟線粒體功能的影響，發(fā)現(xiàn)即使是50 μg/（kg·d）（EPA參考劑量）的BPA暴露，也將導(dǎo)致琥珀酸脫氫酶（復(fù)合體II）的酶活性和基因表達(dá)量有所降低，線粒體的膜電位并相應(yīng)減少；同時(shí)，部分氧化磷酸化相關(guān)基因及其編碼蛋白的表達(dá)量也發(fā)生不同程度的下調(diào)。研究者據(jù)此認(rèn)為在傳統(tǒng)觀點(diǎn)安全的劑量下，BPA也可對(duì)仔鼠心臟線粒體造成損傷，影響能量代謝和ATP生成作用。

46卷8期黃高峰等酚類污染物對(duì)氧化磷酸化毒性效應(yīng)的研究進(jìn)展

2.4羥基化多溴聯(lián)苯醚

羥基化多溴聯(lián)苯醚（OH-PBDEs）是溴代阻燃劑多溴聯(lián)苯醚的自然代謝產(chǎn)物[60-62]，并被普遍認(rèn)為毒性作用強(qiáng)于其母體。雖然神經(jīng)行為毒性和甲狀腺干擾效應(yīng)仍是目前OH-PBDEs毒性的研究重點(diǎn)，但OH-PBDEs影響氧化磷酸化的研究也已逐步展開(kāi)。Van Boxtel等[63]以PAC2細(xì)胞（斑馬魚(yú)胚胎成纖維細(xì)胞）為模型，研究6-OH-BDE47在轉(zhuǎn)錄組水平的生物效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)6-OH-BDE47可以改變斑馬魚(yú)體內(nèi)與質(zhì)子傳遞和糖類代謝（包括能量代謝）相關(guān)基因的表達(dá)，同時(shí)使斑馬魚(yú)的線粒體膜電位降低；而B(niǎo)DE47母體和甲氧基化的BDE47均無(wú)此效應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，6-OH-BDE47可能通過(guò)抑制復(fù)合體Ⅱ從而影響電子傳遞鏈，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的干擾。Legradi等[64]研究17種OH-PBDEs對(duì)斑馬魚(yú)胚胎的毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)所有測(cè)試的OH-PBDEs均可導(dǎo)致劑量依賴性的胚胎發(fā)育延遲。該效應(yīng)在斑馬魚(yú)發(fā)育的前24 h內(nèi)尤其明顯，并伴隨胚胎耗氧率的增加，暗示其可能與氧化磷酸化過(guò)程相關(guān)。Legradi等[65]研究18種OH-PBDEs對(duì)小鼠心臟和PAC2細(xì)胞（斑馬魚(yú)胚胎成纖維細(xì)胞）氧化磷酸化的干擾作用，選擇線粒體呼吸作用、線粒體膜電位、LDH活性以及ATP濃度等多項(xiàng)指標(biāo)綜合考量。結(jié)果表明，測(cè)試的18種OH-PBDEs均會(huì)干擾氧化磷酸化，且作用機(jī)制有所區(qū)別。6-OH-BDE47和3-OH-BDE154通過(guò)抑制電子傳遞鏈影響氧化磷酸化，5-OH-BDE47和6-OH-BDE90等通過(guò)驅(qū)散質(zhì)子梯度影響氧化磷酸化，其余如6-OH-BDE85等則是通過(guò)上述2種途徑共同影響氧化磷酸化。研究者還發(fā)現(xiàn)盡管具體機(jī)制各異，但當(dāng)多種OH-PBDEs混合暴露時(shí)，將產(chǎn)生顯著的協(xié)同作用。

3總結(jié)與展望

酚類污染物對(duì)于氧化磷酸化過(guò)程的干擾并不僅僅限于解偶聯(lián)作用，很多時(shí)候也具備氧化磷酸化抑制劑的特征。例如，多種酚類化合物均在一定劑量下，表現(xiàn)出對(duì)復(fù)合體I-V的活性和基因表達(dá)的顯著影響。4-NP暴露導(dǎo)致斑馬魚(yú)電子傳遞鏈相關(guān)的部分基因上調(diào)，意味著污染物對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的影響甚至可能不僅限于傳統(tǒng)的解偶聯(lián)和抑制作用[52]。線粒體膜電位總體而言是靈敏度較高的一項(xiàng)指標(biāo)，且可呈現(xiàn)一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，但在個(gè)別暴露劑量極高的研究中并未顯示效應(yīng)，則反映出解偶聯(lián)作用可能具有某些仍然未知的發(fā)生條件。

氧化磷酸化解偶聯(lián)劑和抑制劑的稱謂大約形成于20世紀(jì)五六十年代，盡管迅速得到學(xué)術(shù)界的普遍承認(rèn)，但這些概念同時(shí)也局限了對(duì)氧化磷酸化干擾作用的認(rèn)識(shí)；隨著學(xué)科的發(fā)展，蛋白和分子水平的效應(yīng)逐漸成為生物科學(xué)關(guān)注的中心，人們對(duì)于內(nèi)源物和外源污染物在不同生物學(xué)層面效應(yīng)的認(rèn)識(shí)程度大大加深，將傳統(tǒng)定義強(qiáng)行套入現(xiàn)今的研究中也愈發(fā)不適宜。如Legradi等[65]將線粒體膜電位降低且耗氧率增加定義為解偶聯(lián)作用，線粒體膜電位降低且耗氧率降低定義為呼吸鏈抑制作用。但事實(shí)上這種兩分式的定義難免有武斷之嫌。基于目前已有的研究成果判斷，多數(shù)酚類污染物均可呈現(xiàn)解偶聯(lián)和抑制作用（同時(shí)或不同時(shí)），甚至可能在一定條件下表現(xiàn)為刺激作用。

考慮到氧化磷酸化過(guò)程的特點(diǎn)及其在生物體代謝體系中的特殊作用，當(dāng)前僅從能量角度出發(fā)的思路似乎難以全面理解污染物對(duì)氧化磷酸化的干擾后果。以氧化磷酸化的核心產(chǎn)物ATP為例，ATP通常作為能量物質(zhì)看待，然而事實(shí)上ATP不僅是細(xì)胞信號(hào)分子，也是一種神經(jīng)遞質(zhì)。還有與氧化磷酸化關(guān)系密切的細(xì)胞pH、活性氧物質(zhì)等，雖然表面上看僅是基礎(chǔ)指標(biāo)的變化，但其涉及的潛在影響卻范圍極廣。同時(shí)，伴隨著五氯酚、硝基酚等酚類污染物對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的干擾效應(yīng)，細(xì)胞的糖酵解作用均出現(xiàn)異常激活。這種激活很可能出自細(xì)胞供能不足的代償。通過(guò)對(duì)多項(xiàng)高通量研究結(jié)果的歸納分析，發(fā)現(xiàn)糖酵解變化甚至可能是生物體在環(huán)境污染物脅迫下的一種普遍現(xiàn)象[66-68]。糖酵解與氧化磷酸化的重要區(qū)別除ATP產(chǎn)能外，還有剩余大量未完全代謝的碳源（主要以乳酸、丙酮酸等形式），這些碳源物將進(jìn)一步參與到更多的代謝過(guò)程，并為細(xì)胞增殖提供充足的物質(zhì)基礎(chǔ)[69]。氧化磷酸化過(guò)程的受限將有可能促使細(xì)胞傾向選擇不斷增殖的策略，最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變等一系列嚴(yán)重后果。因此，將氧化磷酸化干擾作用與細(xì)胞行為、細(xì)胞內(nèi)環(huán)境等方面的變化進(jìn)行關(guān)聯(lián)，有望對(duì)污染物毒性機(jī)制有更加深入的認(rèn)識(shí)。

綜上所述，關(guān)于酚類污染物對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的干擾作用及其可能導(dǎo)致的生物學(xué)后果，仍存在許多尚待揭示的科學(xué)問(wèn)題。特別是多溴聯(lián)苯醚代謝產(chǎn)物OH-PBDEs干擾作用的發(fā)現(xiàn)，使得筆者開(kāi)始意識(shí)到，威脅氧化磷酸化過(guò)程的不僅有酚類污染物本身，更可能包含那些在生物代謝過(guò)程中形成含酚羥基中間產(chǎn)物的污染物。如果該假設(shè)成立，考慮到羥基化正是生物體相I代謝的重要反應(yīng)，環(huán)境污染物對(duì)于生物體能量代謝干擾應(yīng)當(dāng)引起學(xué)術(shù)界更多的關(guān)注。

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