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综述:氯化饮用水消毒副产物的神经毒性及防护策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Water Process Engineering 6.3
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这篇综述系统阐述了氯化消毒副产物(Cl-DBPs)的神经毒性机制及防护策略,填补了该领域研究空白。作者从分子层面(氧化应激、DNA损伤)和细胞层面(内质网应激、能量代谢紊乱)解析Cl-DBPs(如二氯乙酸、三氯乙酸)的神经毒性通路,揭示其与阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等神经退行性疾病的潜在关联,并提出多酚类抗氧化剂等干预手段,为饮用水安全标准制定提供理论依据。
饮用水消毒虽能杀灭病原微生物,却会生成具有神经毒性的氯化消毒副产物(Cl-DBPs)。最新研究发现,二氯乙酸(DCA)、三氯乙酸(TCA)等Cl-DBPs可通过诱导活性氧(ROS)爆发、线粒体复合体Ⅰ功能抑制等机制,引发神经元内质网应激和能量代谢紊乱,导致阿尔茨海默病(AD)等神经退行性病变。动物实验显示,DCA暴露会引发后肢握力下降、周围神经病变等异常表现,其机制与NF-κB炎症通路激活和小胶质细胞过度活化密切相关。
Cl-DBPs的神经毒性核心在于打破ROS动态平衡。神经元线粒体产生的超氧阴离子(O2
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)和羟基自由基(·OH)可攻击细胞膜磷脂双分子层,导致髓鞘结构崩解。特别值得注意的是,2,6-二氯-1,4-苯醌(DCBQ)能通过Fenton反应催化生成高活性·OH,引发DNA碱基氧化损伤,这可能是帕金森病(PD)患者黑质神经元凋亡的关键诱因。
四氯苯醌(TCBQ)等物质通过激活IKK复合体,促使IκBα磷酸化降解,触发NF-κB核转位。这种级联反应会显著提升肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的表达水平。更棘手的是,小胶质细胞过度活化形成的"炎症风暴",会加速β淀粉样蛋白(Aβ)沉积,这与阿尔茨海默病(AD)的病理进程高度吻合。
天然多酚类化合物展现出惊人潜力:表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)不仅能直接清除ROS,还可上调Nrf2/HO-1通路增强细胞抗氧化能力。而白藜芦醇则通过抑制TLR4/MyD88信号轴,阻断小胶质细胞异常活化。这些发现为开发靶向神经保护剂提供了新思路。
现有研究主要聚焦Cl-DBPs的致癌性,却忽视了其对神经系统的慢性损伤。本文首次系统论证了Cl-DBPs与神经退行性疾病的关联机制,提出"氧化应激-炎症-细胞凋亡"级联反应理论,并强调优化消毒工艺(如臭氧-生物活性炭联用)和膳食补充联合干预的必要性。未来研究应重点关注易感人群(如血脑屏障发育不全的婴幼儿)的长期暴露风险。
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