污染物的物种敏感性差异可达几个数量级，但关键影响因素尚不清楚，明确生物毒性和毒代动力学（TK）过程的关联机制，是解析种间敏感性差异的突破点之一。吡虫啉对摇蚊的致死率最高，其次为夹杂带丝蚓、钩虾和大型溞。基于外暴露水浓度（LC50），吡虫啉的种间敏感性差异达1000倍，而基于生物体内残留（LR50），敏感性差异大幅度降低至50倍，突出了TK在种间敏感性中的关键作用。除大型溞外，一室TK模型无法准确模拟吡虫啉在其他三种无脊椎动物体内的生物累积过程，我们建立的二室TK模型成功解决了这个问题。二室TK模型将生物体内的吡虫啉划分高度动态（highly dynamic, C1）和产生毒性（toxicologically available, C2）两部分。物种敏感性与C2浓度显著相关，基于C2浓度的毒性阈值（LR50C2），种间敏感性差异降至6倍，说明C2中吡虫啉可能与毒性作用靶点烟碱乙酰胆碱受体（nAChR）结合并产生毒性，而C1中吡虫啉并未与作用靶点结合，不直接产生毒性。该二室TK模型定量解析了典型有机污染物的体内分布与毒性的关联性，展示了建模方法在获取作用靶点毒性阈值的潜力。明确物种间敏感性差异的动力学影响机制对预测种间生态效应、制定风险阈值以保护水生生物多样性具有重要意义。
原文地址：Su, H., Zhang, Q., Wang, W.-X., Li, H.*, Huang, Z., Cheng, F., You, J., 2023. Two-compartmental toxicokinetic model predicts interspecies sensitivity variation of imidacloprid to aquatic invertebrates. Environmental Science & Technology.
https://doi.org/10.1021/acs.est.3c01646