CC BY
28
УДК (¡15.285.7.0U9.07
10. С. Каган, Т. И. Паныиина, Л. М. Сасинович
БИОХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПИРЕТРОИДОВ
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс, Киев
Синтетические пиретроиды — новая группа пестицидов, высокоэффективных против насекомых. Намечаемое внедрение пиретроидов в сельское хозяйство требует их тщательного токсико-лого-гигиенического изучения.
Целью настоящей работы являлись выяснение некоторых сторон механизма действия пиретроидов па организм лабораторных животных и обоснование подходов к установлению их гигиенических регламентов, а также поиск средств борьбы с интоксикациями.
Учитывая особенности биологического действия пестицидов этой группы на насекомых и теплокровных животных, свидетельствующие о возможном вовлечении в патологический процесс наряду с другими холинергических систем, мы провели изучение влияния пиретроидов на активность холинэстеразы (ХЭ), а также на ряд ферментных систем, осуществляющих окислительно-восстановительные процессы в организме. Для исследования были выбраны высоко-, средне- и малотокснчные пиретроиды, отличающиеся друг от друга еще и тем, что у некоторых из них (дециса, цимбуша, сумицидина) в молекуле содержится цианогруппа (табл.1).
В эксперименте использовано 190 белых крыс массой 200—250 г. Активность ХЭ изучали методами Хестрина [11] и Эллмана в опытах in vitro и in vivo. В качестве источника фермента в опытах in vitro использовали кристаллическую
Таблица 1
Токсичность синтетических пиретроидов
LD, л, МГ/КГ
Пнретроид Химическое название ДЛЯ мышей для крыс
Денис (декамет- (5)-а-циано-п1-фенокси-
рин) бензил-(Ш, 3)-(2,2-ди-бромовиннл)-2,2-цик-
лоп pona нка рбонсилат 33 58,8
Сумнцидин а-Циано-т-феноксибен-
(фенвалерат) знл-а-изоп ропил-р-
хлорфенилацетат 132 340
Цимбуш (цнпер- а-Циано-З-феноксибен-
метрнн) зил-2,2-диметил-3-(2,2-дихлорвинил)-цикло-
Лмбуш (пер- пропанкарбоксилат 63 415
3-Феноксибензнл(+)цис,
мстрин) трг нс-2,2-диметил-3-(2,2-дихлорвинил)-цик-
Изатрин (био- лоп ропанка рбоксилат — 1725
(Ш)-трансхризантемовон
ресметрин) кислоты 5-бензилфу-
рил-3 метиловый эфир 480 G75 4000
ХЭ эритроцитов человека, гомогенаты ткани печени, мозга, эритроциты, сыворотку крови крыс. О степени угнетения активности фермента в опытах in vitro судили по общепринятой величине 150 (концентрация препарата, вызывающая угнетение активности холинэстеразы на 50%). Этот показатель определяли графически по данным эксперимента. Для оценки силы антихолинэстераз-ного действия пиретроидов параллельно в качестве эталонов исследовали фосфорорганнческие соединения (ФОС), для которых ингпбирование ХЭ является специфическим в механизме их действия, и карбаматный пестицид севин, вызывающий карбамилированне фермента [1]. Из ФОС для исследования были выбраны ДДВФ, дающий выраженный антихолинэстеразный эффект [6], и фосфамид, умеренно угнетающий ХЭ в опытах in vitro, но активирующийся в организме до сильного ингибитора ХЭ [4]. Антихолинэсте-разное действие пиретроидов в опытах на животных изучали при однократном и многократном (6 мес) введении в желудок и нанесении на кожу.
Исследования последних лет показали, что пестициды, в том числе пиретроиды, могут изменять содержание свободных радикалов цитохро-ма Р-450 и металлокомплексов в тканях животных [2, 8]. В связи с этим в условиях острого эксперимента с пероральным введением крысам пиретроидов в дозе, составляющей '/г LD50 методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) исследовано содержание в сыворотке крови траисферрина и церулоплазмина — ферментов, осуществляющих транспорт железа и меди и играющих важную роль в окислительно-восстановительных процессах. Регистрировали также интенсивность сигналов ЭПР печени, обусловленных активной формой цитохрома Р-450, одного из наиболее значимых компонентов мик-росомальной монооксигеназной системы (МОГС) ».
Активность оксидаз смешанной функции оценивали по деметилированию амидопирина общепринятым методом [9]. Исследования проводили как при однократном введении '/г LD50 препаратов, так и при трехкратном воздействии '/s LD.,0.
Как следует из полученных данных, синтетические пиретроиды в опытах in vitro способны вызывать угнетение активности ХЭ (та-бл. 2).
1 Интенсивность сигналов ЭПР определена С. В. Кан-дул-ом на ЭПР-спектрометре Е-Ю9 фирмы «Вариан» (США).
Таблица 2
Молярные концентрации пестицидов, угнетающие активность ХЭ в опытах in vitro на 50 % (экспозиция 30 мин)
Препарат 15„, моли
эритроциты гомогснат мозга
Амбуш Сумицидин Децис Цимбуш Изатрин ДДВФ Фосфамид Сепии 5-ю-4 5-ю-4 Ы0-1 1,2-Ю-3 ыо-" 5-10-' 7* Ю-4 2-Ю-3 1,3-10-2 1,2-10-2 2,6-Ю-3 Угнетение менее 50 % 1,5-10-2 6-10-° з-ю-3 2-Ю-3
Сопоставление полученных величин 150 с таковыми для ФОС (ДДВФ и фосфамида) и севина показало, что пиретроиды вызывают угнетение активности фермента подобно фосфамиду и се-вину, для которых угнетение ХЭ является ведущим в механизме токсического действия. Влияние пиретроидов в опытах in vitro на ХЭ мозга выражено в меньшей степени, что характерно и для ФОС.
При введении животным '/г LD50 пиретроидов установлено, что децис, сумицидин, амбуш вызывают угнетение активности ХЭ, наиболее выраженное в эритроцитах и печени спустя 2 сут после введения ядов. Изатрин по сравнению с перечисленными пиретроидами оказывает более интенсивное антихолинэстеразное действие. Полученные результаты соответствуют данным литературы об ингибирующем действии на ХЭ цис-мстрина (цимбуша) и би^ресметрина (изатрина) [12].
В хроническом эксперименте при введении пиретроидов в дозах, равных >/20, 7юо " V1000 LD50, обнаружены фазовые изменения активности ХЭ, чаще в сторону снижения. Наименьшее угнетение активности фермента отмечено при действии VIоо I.D50 амбуша (на 14—22% в печени и ткани мозг;: через 1 мес от начала воздействия и на 16—19% в мозге и сыворотке крови к 3-му месяцу). Наибольшее угнетение вызывали изатрин и цпмбуш. Следует подчеркнуть, что при воздействии этих пиретроидов активность ХЭ ин-гнбировалась во всех исследованных субстратах, даже при введении веществ в малых дозах. Децис вызывал значительное угнетение активности фермента на 4-м месяце опыта только при введении в большой дозе ('/20 LD50). Так, в этих условиях активность ХЭ печени была снижена на 81 %• Активность фермента в остальных субстратах была угнетена в основном в 1-й месяц воздействия (на 32—40 %). Угнетение активности ХЭ под влиянием сумицидина отмечалось через 2 и 6 мес от начала опыта (на 45—58 %).
Активность ХЭ снижалась также при нанесе-п и и пиретроидов на кожу. При однократной аппликации в дозе 2000 мг/кг угнетение ХЭ со-
ставляло в зависимости от пиретроида в сыворотке крови 28—43 %, в эритроцитах 40—60 %, в мозге 30—40 %, в печени 25—45 %. При повторных аппликациях в дозе 100 мг/кг в течение 1 мес угнетение активности фермента отмечено только в эритроцитах (на 25—37 %) и печени (на 20—32 %).
Таким образом, из результатов проведенных исследований, а также данных литературы следует, что пиретроиды как при однократном, так и при многократном воздействии вызывают угнетение активности ХЭ эритроцитов, сыворотки крови, печени, мозга. Установленный факт послужил основанием для попытки лечения пире-троидной интоксикации атропином сульфатом и реактиваторами холинэстеразы — дипироксимом и диэтиксимом, оказавшимися эффективными при лечении интоксикаций ФОС антихолинэсте-разиого действия [7]. При внутримышечном введении крысам, отравленным децисом и цимбушем ('/г и 1 LD50), атропина сульфата (10 мг/кг) они не погибали. При этом у них резко уменьшалась саливация, являющаяся одним из признаков интоксикации пиретроидами. Положительное действие атропина сульфата при лечении им отравлений циперметрином (цимбушем) отмечалось также и в ранее проведенных исследованиях [13]. Введение реактиваторов ХЭ к существенному улучшению состояния отравленных животных не приводило.
При изучении влияния пиретроидов на окислительно-восстановительные системы значимых изменений трансферрина и церулоплазмина не выявлено. При воздействии амбуша несколько снижалась интенсивность сигнала ЭПР печени, обусловленного каталитически активной формой ци-тохрома Р-450, в то время как при интоксикации децисом, цимбушем, сумицпдином наблюдалось повышение его интенсивности. Последнее находится в соответствии с более выраженными индуцирующими свойствами цимбуша и дециса. Так, определение активности МОГС показало, что однократное введение '/2 LD5o пиретроидов через 20 ч вызвало повышение активности фермента на 30% (амбуш), 43% (цимбуш), 87% (децис). Трехкратное же введение '/s LD50 вызвало еще более значимое повышение активности (через 1 сут на 72, 247 и 290 % под воздействием соответственно амбуша, цимбуша, дециса). Следовательно, можно думать, что пиретроиды обладают способностью индуцировать МОГС, что находится в соответствии с отмечаемым увеличением массы печени и содержания белка в крови.
Таким образом, установлено, что в проявлении токсического действия пиретроидов наряду с другими точками приложения может иметь значение влияние их на активность ХЭ и окислительно-восстановительные системы. Угнетение активности ХЭ, приводящее к избыточному накоплению ацетилхолина, является свидетельством
воздействия пиретроидов иа холинергические У системы. Вместе с тем известно, что ацетилхо-линэстераза эритроцитов является маркерным ферментом состояния наружной поверхности их мембраны. Изменяя активность ХЭ в эритроцитах, пиретроиды тем самым могут нарушать структуру мембраны, влияя и на ее функцию. Это косвенным образом может быть соотнесено с тем, что пиретроиды, действуя на мембраны клеток, нарушают функционирование локализующейся в них Ыа—К—АТФазной системы, которая взаимодействует с ионами натрия и калия, находящимися соответственно внутри и вне клетки. Вследствие этого происходит нарушение нат-рий-калиевых каналов мембраны, что является одним из механизмов действия веществ этого ряда [14]. Выявленные изменения в электротранспортных цепях системы митохондрий клеток печени, способность пиретроидов к индукции МОГС, их гепатотоксическое действие на теплоте кровных [5] свидетельствуют о том, что механизм действия пиретроидов на организм теплокровных сложен, обусловлен взаимодействием со многими рецепторами и в определенной степени зависит от концентрации в тканях-мишенях.
Анализ зависимости действия пиретроидов и их структуры позволил установить, что циансо-держащие пиретроиды обладают большей токсичностью для теплокровных в сравнении с соединениями, не содержащими цианогруппу. Эта же зависимость прослежена при исследовании способности пиретроидов индуцировать МОГС. В то же время угнетение активности ХЭ не зависит от наличия цианогруппы: амбуш и изатрин— вещества, не содержащие цианогруппу, оказывают разное ингибирующее действие на активность ХЭ. Здесь уместно вспомнить, что биологическая активность пиретроидов зависит не только от наличия тех или иных групп в молекуле, но и от ф поляризации молекул, пространственной изомерии: цис-формы, как правило, более токсичны, чем транс-формы [3].
Полученные данные свидетельствуют о том, что при проведении токси ко л о го - г и г и е н и че екцх исследований с целыо установления пороговых доз и концентраций пиретроидов, а также при разработке методов диагностики интоксикаций необходимо изучение активности ХЭ и состояния окислительно-восстановительной системы.
Литература
1. Каган Ю. С. Токсикология фосфороргаиичсских инсектицидов и гигиена труда при их применении. М., 1963.
2. Каган Ю. С., Овсянникова Л. М. — В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. М... 1981, вып. 12, с. 77—82.
3. Короткова О А., Промоненков В. К. — Химия в сельск. хоз-ве, 1977, № 4, с. 39—52.
4. Паныиина Т. Н. — Фармакол. и токсикол, 1963, № 4, с. 476—479.
5. Паныиина Т. Н., Сасинович Л. М. — Там же, 1983. № 12, с. 51—53.
6. Сасинович Л. М. — Гиг. и сан., 1968, № 12, с. 53—40.
7. Сасинович Л. М., Каган Ю. С., Кокшарева Н. В. и др. — В кн.: Химия физиологически активных веществ. М., 1980, с. 171—192.
8. Carlson G. P., Shoenig G. Р. — Toxicol, appl. Pharmacol., 1980, vol. 52, p. 507—512.
9. Cochin /., Axelrod /. — J. Pharmacol, exp. Ther., 1959, vol. 125, p. 105—116.
10. Elltnan A. L., Courtney K. D., Andress V., Feather stone R. M. — Biochem. Pharmacol.. 1961, vol. 7, p. 88—95.
11. Hestrin S. — J. biol. Chem., 1949, vol. 180, p. 249.
12. Hoellinger //., Sonnier M., Pichon J.. Lecorsier A.— Toxicol. Lett., 1983, vol. 19, p. 179—187.
13. Lock E. A., Berry P. N. — Toxicol, appl. Pharmacol., 1981, vol. 59, p. 508—514.
14. Souri F„ Hoellinger H. — Toxicol. Fur. Res., 1983, vol. 5, p. 103—i 12.
Поступила 01.06 85
Summary. It has been established experimentally that pyrethroid toxicity is likely to be due to their influence on cholinesterase activity, electron transport chains of liver mitochondria system, and on monooxigenase system. Cyan-containing pyrethroides arc most toxic for warm-blooded animals, since they have the greatest capacity for monooxigenase system induction. No relationship between anticholinesterase activity of pyrethroides and the presence of the molecular cyan group has been found.
УДК 613.5 + 613.155]:648.18
О. И. Волощенко, И. В. Мудрый, Л. Г. Голенкова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ДЕТЕРГЕНТОВ В СОВРЕМЕННОМ ЖИЛИЩЕ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
В общей химизации окружающей среды, в частности быта, значительный удельный вес приходится на долю синтетических моющих средств (CMC) и их основных компонентов — поверхностно-активных веществ (ПАВ) — детергентов. С каждым годом их производство все увеличивается, и в отдельных странах темпы его роста опережают даже темпы общей химизации [10].
В связи с проведением в ближайшие годы
диспансеризации всего населения страны большое -значение имеет определение лимитирующих факторов окружающей среды, воздействующих на все слои населения. Ю. Д. Губернский и М. Т. Дмитриев [2] установили основные химические вещества, загрязняющие воздушную среду жилища, среди которых и препараты бытовой химии па основе детергентов. Моющие и
