摇蚊肠和马尔皮基管中的镉离子转运

图注：采用非损伤微测技术沿肠腔检测镉离子流速的结果，上图为不同位点Cd2+flux的检测结果，下图为肠腔检测位点示意图。

 

大部分水栖型昆虫在短时间内对镉（Cd²⁺）不敏感，而摇蚊幼虫的LC50数值超过了美国环境保护局物种敏感分布法公布的最大浓度标准的25,000倍。鉴于此现象，加拿大的研究人员以摇蚊幼虫的肠和马尔皮基管为材料，对Cd²⁺进出组织的流动速率、镉分泌物以及镉螯合物进行了研究，分析其中的机理。

在该研究中，将摇蚊幼虫浸泡在10μmol/L的Cd²⁺溶液中，发现马尔皮基管可以在15h之内分泌完全血淋巴负担的Cd²⁺。采用非损伤微测技术（SIET）沿摇蚊幼虫的肠腔进行检测，发现肠并不完全是Cd²⁺进入血淋巴的屏障。Cd²⁺进入血淋巴的关键位点在中肠前端，而中肠后端Cd²⁺的来源是肠腔，血淋巴吸收和组织中的镉螯合相并存。该研究的结果强调了肠和马尔皮基管在摇蚊幼虫转运和吸收毒性重金属镉的过程中发挥了重要的作用。

这个研究首次将镉离子选择电极和非损伤微测技术应用于动物镉的检测，也是首次在生理学意义上直接检测重金属镉在动物细胞和组织层面的转运机理。非损伤微测技术为我们精确描述了Cd²⁺转运的平衡机制，准确识别了Cd²⁺的转运位点，实时获得了Cd²⁺流进、流出生物样品的速率，为组织转运Cd²⁺的机制提供了最直接的证据，同时也为这类问题的研究提供了新的思路与模式。

 

关键词：镉(Cadmium);Cd²⁺选择电极(Cd²⁺-selective microelectrodes);摇蚊(Chironomus riparius);马尔皮基管(Malpighian tubules)

参考文献：ErinM.Leonard,etal.AquaticToxicology,2009,92:179-186

 

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