Токсикокинетические особенности неоникотиноида Конфидора экстра в организме крыс

Размещено на http://www.allbest.ru/

Токсикокинетические особенности неоникотиноида конфидора экстра® в организме крыс

Т.В. Бойко

Изучение токсикокинетики пестицидов является одной из важных задач ветеринарной токсикологии, позволяющей обоснованно подойти к разработке диагностических, лечебно-профилактических и ветеринарно-санитарных мероприятий в случаях возникновения отравлений у животных. С этой целью используют экспериментальные модели и хроматографические методы исследования.

В настоящее время на российском пестицидном рынке активно позиционируется сравнительно новая группа инсектицидов - неоникотиноиды, одним из представителей которых является имидаклоприд. Высокая избирательная биологическая активность и низкие нормы расхода на фоне длительного периода защитного действия растений позволяют широко использовать пестициды на его основе в сельскохозяйственном производстве многих стран мира [1]. В России зарегистрировано более 13 препаратов, содержащих имидаклоприд и рекомендуемых производителями для защиты пшеницы, ячменя, овса, картофеля, огурцов и томатов защищенного и открытого грунта от широкого круга вредителей. В ветеринарии имидаклоприд применяют для уничтожения блох, вшей, власоедов, паразитирующих на кошках и собаках, в форме монопрепарата - Адвантейдж® и комплексных препаратов с перметрином - Адвантикс® и с моксидектином - Адвокат® [2].

В токсикологическом отношении имидаклоприд является нейротропным ядом, механизм действия которого заключается в блокаде передачи нервного импульса на уровне ацетилхолиновых рецепторов постсинаптических мембран клеток эффекторных органов, что приводит к пролонгированному открытию натриевых каналов, параличу и последующей гибели насекомых [3].

Наиболее распространенным путем поступления токсических веществ в организм животных является энтеральный, при этом характер их распределения зависит от многих факторов, прежде всего, от площади капиллярной сети органов и тканей, тропности этих веществ к рецепторам, связывания с белками плазмы и органов, растворимости в липидах, а также функционального состояния организма [4]. В литературных источниках описаны токсико-кинетические характеристики давно используемых или уже запрещенных к применению в сельском хозяйстве групп пестицидов [5]. Особенности распределения и депонирования в органах и тканях, выведения из организма относительно новых групп пестицидов, в том числе и неоникотиноидов, остаются не изученными, а приведенные в литературе сведения по токсикокинетике имидаклоприда касаются действующего вещества, а не его препаративных форм [3]. Между тем на «поведение» токсических веществ в организме могут оказывать влияние вспомогательные и формообразующие вещества, входящие в состав препаративных форм пестицидов, и тем самым изменять время циркуляции токсического вещества в организме. Подобные исследования ранее не проводились.

В связи с этим целью исследования явилось установление токсикокинетических особенностей имидаклоприда у крыс при пероральном введении Конфидора Экстра®.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперименты проводили на 44 белых беспородных крысах-самцах с массой тела 230260 г. Препаративную форму имидаклоприда (Конфидор Экстра, вдг, 700 г/л, Байер КропСайенс АГ, Германия) вводили перорально в дозе 100 мг/ кг (1/5 ЛД₅₀) в форме хлебных болюсов в утренние часы. Пробы содержимого желудка, двенадцатиперстной, слепой, прямой кишок, крови, брыжеечных лимфатических узлов, печени, почек, сердца, легкого, головного мозга, мышечной ткани, кожи и семенников животных брали на исследование через 30 мин, 1, 3, 6, 12 ч, а также через 1, 3, 7, 14, 21 и 30 суток. Остаточные количества имидаклоприда определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, используя жидкостный хроматограф «Хромос-ЖХ 301» с детектором спектрофотометрическим иУУ-104М и программным обеспечением «Хромос» по методике, разработанной Т.В. Бойко, Л.К. Геруновой [6]. Для Конфидора Экстра® были определены и рассчитаны следующие параметры токсикокинетики: Тпах - время достижения максимальной концентрации, С_тах - величина максимальной концентрации, АиС - площадь под токсикокинетической кривой «концентрация - время», С_тах/АиС_о). - относительная скорость всасывания; степень проникновения токсиканта в органы и ткани из крови оценивали по коэффициенту распределения (К_р), определяемому как отношение концентрации препарата в ткани (С₄) к концентрации препарата в крови (С_к). Величину С_тах и время ее достижения устанавливали из фактических значений концентраций. Площадь под фармакокинетической кривой (АиС_о4) рассчитывали на миллиметровой бумаге. Результаты представлены как среднее значение плюс-минус стандартное отклонение (М±т) [7].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Показатели относительной скорости всасывания, максимальных концентраций и времени достижения максимальных концентраций имидаклоприда в органах и тканях крыс при однократном пероральном введении Конфидора Экстра^® в дозе 100 мг/кг представлены в табл. 1. Высокая концентрация имидаклоприда, регистрируемая в содержимом желудка через 30 мин после перорального введения Конфидора экстра^®, является следствием транзиторного замедления моторики и паретического расширения органа. Снижение концентрации пестицида в желудке происходит в течение первых суток, что обусловлено как процессами всасывания его в системный кровоток, лимфу и межтканевую жидкость, так и процессами биотрансформации препарата.

Таблица 1. Относительная скорость всасывания, максимальная концентрация и время наступления максимальной концентрации имидаклоприда в органах и тканях крыс при однократном пероральном введении Конфидора Экстра® в дозе 100 мг/кг (п = 4)

В это же время максимальное количество имидаклоприда регистрировали в содержимом двенадцатиперстной кишки (50,8±1,7 мг/кг). Появление дополнительного пика имидаклоприда через 12 ч после интоксикации свидетельствует об энтерогепатической и/или энтерогематической рециркуляции пестицида в организме. Важная роль при этом отводится функции Р-гликопротеина, содержащегося в стенке тонкого кишечника и снижающего эффективное всасывание токсических веществ путем активного переноса их из кровяного русла в просвет кишечника [4].

Сравнительно высокие концентрации имидаклоприда в содержимом слепой кишки (37,6±0,7 мг/кг) и относительно низкие - в содержимом прямой кишки (8,3±0,7 мг/кг) через 12 ч после перорального введения препарата свидетельствуют о дальнейшей биотрансформации и возможном всасывании пестицида в просвете кишечника, а также характеризуют один из путей его выведения из организма. Выделение токсического вещества с фекалиями экспериментальных животных регистрировали в течение трех суток постинтоксикационного периода.

Таблица 2. Коэффициенты распределения имидаклоприда между органами, тканями и кровью крыс при однократном пероральном введении Конфидора Экстра® в дозе 100 мг/кг (п = 12)

О характере распределения и временном депонировании пестицида судили по коэффициенту распределения между органами и кровью, а также площадям под токсикокинетическими кривыми «концентрация - время», результаты которых представлены в табл. 2 и на рисунке.

Площади под токсикокинетическими кривыми «концентрация - время» (АиС_{30мин72 ч}) в органах и тканях крыс при однократном пероральном введении Конфидора Экстра® в дозе 100 мг/кг. Анализ остаточных количеств имидаклоприда во внутренних органах, тканях и биологических жидкостях свидетельствует о быстром всасывании и распределении пестицида в организме с преимущественным временным накоплением в коже и селезенке. Максимальные концентрации токсического вещества в коже экспериментальных животных (57,1±4,5 мг/кг) и селезенке (61,9±2,3 мг/кг), регистрируемые через 30 мин после перорального введения Конфидора Экстра®, могли быть обусловлены взаимодействием пестицида со специфическими рецепторами клеток органа и ткани. Возможно, высокие концентрации имидаклоприда в селезенке являются следствием фиксации его на мембранах эритроцитов и временного депонирования пестицида в органе.

Известно, что эритроциты, обладая огромной суммарной площадью поверхности, адсорбируют на ней целый ряд веществ, осуществляя их транспорт к органам выделения. Высокая сорбционная способность эритроцитов, обусловленная наличием в их мембранах белка гликофорина, способствует присоединению имеющихся в плазме соединений низкой и средней молекулярной массы, к которым также относится имидаклоприд [4].

Кроме того, взаимодействие имидаклоприда с альбуминами плазмы позволяет предположить о дальнейшей «судьбе» крупномолекулярных комплексов, которые захватываются клетками макрофагально-лимфоцитарной системы: нейтрофилами, эозинофилами, базофилами, моноцитами, гистиоцитами, купферовскими клетками печени, альвеолярными макрофагами, макрофагами лимфатических узлов, в том числе макрофагами селезенки, следствием чего может также являться временное депонирование токсического вещества в органах. При этом связывающая способность эритроцитов, зависимая также от электрического потенциала их мембраны, а следовательно, от функционального состояния и энергообеспеченности клетки, может уменьшаться, что, несомненно, будет сказываться на концентрации пестицида в органе [4].

Регистрируемые вторые пики концентрации имидаклоприда в коже (45,8±4,6 мг/кг) и селезенке (40,1±0,9 мг/кг) через 12 ч совпадают с максимальной концентрацией пестицида в содержимом двенадцатиперстной кишки и брыжеечных лимфатических узлах и подтверждают циркуляцию препарата в организме. Снижение концентрации имидаклоприда в испытуемых пробах до следовых количеств регистрировали через 3 суток.

Максимальные концентрации имидаклоприда в крови отмечали через 3 ч (З2,9±0,7 мг/кг), в брыжеечных лимфатических узлах и головном мозге - через 12 ч (18,0±0,7 и 2З,1±0,7 мг/кг соответственно). Появление остаточных количеств пестицида в веществе головного мозга свидетельствует о его способности проникать через гематоэнцефалический барьер и временно там депонироваться. Снижение концентрации имидаклоприда в лимфатических узлах и головном мозге отмечали в течение 3 суток, однако в брыжеечных лимфатических узлах остатки пестицида регистрировали через 14 суток, а в крови - через месяц после перорального введения Конфидора Экстра^®. Такая циркуляция имидаклоприда в организме могла быть обусловлена процессами его активной и пассивной фиксации с дальнейшей десорбцией из депо в плазму крови.

Основными органами выделения токсических веществ из организма являются почки и печень. Путем фильтрации в клубочках почек из кровяного русла удаляются преимущественно свободные фракции гидрофильных неионизированных веществ, имеющих низкую молекулярную массу [4]. Максимальную концентрацию имидаклоприда в почках отмечали через 12 ч (19,9±0,б мг/кг), что косвенно свидетельствует о преимущественном выделении пестицида с мочой. Двухфазный характер накопления препарата в печени с пиками концентрации через 3 ч (20,5±0,9 мг/кг) и 24 ч (15,7±1,З мг/кг) указывает на энтерогепатическую рециркуляцию пестицида и частичное выведение его остаточных количеств с желчью. Снижение концентрации имидаклоприда в печени и почках отмечали в течение 3 суток, однако его следовые количества в печени регистрировали через З0 суток.

В процессе экскреции и детоксикации токсических веществ существенную роль играют легкие и сердце. Токсико-кинетическая кривая остаточных количеств имидаклоприда в легких также имеет два пика накопления препарата. Первый пик регистрировали через 3 ч (25,8±0,8 мг/кг), второй - через 24 ч (17,З±0,З мг/кг) после перорального введения пестицида. Можно предположить, что накопление имидаклоприда в легких могло быть обусловлено высоким содержанием в них лизосом, способных поглощать токсическое вещество и тем самым способствовать временному депонированию его в органе, тем более что более низкие концентрации имидаклоприда, регистрируемые в сердечной мышце - органе с низкой плотностью лизосом в кардиомиоцитах, с пикомконцентрации через 6 ч (16,7±0,3 мг/кг) косвенно пиком концентрации через 12 ч (14,7±0,9 мг/кг). подтверждают это предположение. Постепенное снижение концентрации пестицида до следовых в органе отмечали через 3 суток. Количеств в легких и сердце отмечали в течение 3 и 14 суток соответственно.

Библиографический список

пестицид имидаклоприд токсикокинетический конфидор

1. Еремина О.Ю., Лопатина Ю.В. Перспективы применения неоникотиноидов в сельском хозяйстве России и сопредельных стран // Агрохимия.- 2005.- № 6.- С. 87-93.

2. Каталог продукции компании Байер КропСайенс [Электрон. ресурс]. - URL: http://www. bayercropscience.ru/ru/how_partners.html (дата обращения: 15.01.2012).

3. Сравнительная токсикологическая характеристика новых неоникотиноидных инсектицидов / Л.В. Ермолова и др. [Электрон. ресурс].- URL: www.medved.kiev.ua/arhiv_mg/st_2004/04_2_1.htm (дата обращения 02.05. 2012).

4. Куценко С.А. Основы токсикологии.- СПб, 2002.- 395 с.

5. Токсикокинетика фосфорорганических инсектицидов при острых пероральных отравлениях и рациональная тактика детоксикации организма / В.А. Маткевич и др. // Токсикологический вестник.- 2010 - № 6. [Электрон. ресурс] - URL: http://toxreview.ru/magazine/?c4a=20100600 (дата обращения 24.04.2012).

6. Бойко Т.В., Герунова Л.К. Способ определения имидаклоприда в биологических объектах с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии: приоритетная справка № 2011146011/28 (068876).- Опубл. 11.11.2011.

7. Халафян А.А. Statistica. Математическая статистика с элементами теории вероятностей: учеб.- М.: Бином, 2011.- 496 с.

Размещено на Allbest.ru