Субакутно отравяне с бифентрин увеличава нивото на Интерлевкин 1ß в мишки бъбреци и черен дроб
Feb 27, 2022
Фон
Бифентринът принадлежи към пиретроидни инсектициди тип I, взаимодействащи с напреженови затворен натриеви канали в невронните мембрани [1–3]. Той е невротоксичен. Интоксикацията води до смърт при прицелните организми. Смятало се е, че пиретроидите са безопасни за бозайници, тъй като се метаболизират вчерен дроб(сцеплени при централната естерна връзка). Метаболитите: цис-3-(2-хлоро-3,3,3-трифлуоропроп-1-ен-1-ил)-2,2-диметилций Хлорпропан карбоксилова киселина (CFMP) и 3-феноксибензоена киселина (3-PBA) се считат за сравнително нетоксични и се преминават с урина. Проучванията, проведени от Wielgomas et al. показват, че пиретроидните ме-таболити са открити в проби от урина на градско и селско население [4, 5]. Има данни, че пиретроидната интоксикация при бозайници (хора и животни) може да доведе до здравословни проблеми [6–8]. Острото отравяне с бифентрин при бозайници произвежда агресивно спаринг, чувствителност към стимули и тремор [1, 9, 10]. Тъй като бифентринът се използва в селското стопанство и градинарството за борба с вредителите, съществува риск от хронично излагане на хора с остатъци от пестициди в хранителните продукти. Съединението се счита за умерено токсичен in vivo за гръбначни животни, ако се сравнява с други пиретроиди [11]. Има скорошни доклади за възможна имунотоксичност и проинфламаторен ефект на пиретроиди при гръбначни, развиващи се поради оксидативен стрес. Трансферазите на глутатион-S (GSTs) имат функция в метаболизма на бифентрина. Бифен- трин и други пиретроиди инхибират GSTs в конкурентен механизъм вЧерен дробна нецелеви организми, произвеждащи оксидативен стрес [12–15]. Целта на проучването е да се провери дали субакутното отравяне с бифентрин засяга проинфламаторния интерлевкин 1ß и туморната некроза факторα (TNFα) вБъбрецитекакто иЧерен дроби функцията на тези органи.
Ключови думи:Бифентрин, интерлевкин1ß, Провъзпалителни свойства, Бъбрек, черен дроб
CISTANCHE ще подобри бъбречната/бъбречната фукция
Методи
НастройкиПроучваният проект е одобрен от Местния етичен комитет в Люблин, Полша и Комитета по институционални грижи и употреба на животни към Медицинския университет в Люблин, Полша. И двамата автори са имали обучение по планиране и провеждане на експерименти върху животни. Бифентрин е закупен форма Органична химия Институт (Annopol, Варшава, Полша). Физиологичен разтвор е закупен от Glenmark фармацевтични продукти (Варшава, Полша). Експериментът е проведен в Центъра за екс- периментална медицина към Медицинския университет в Люблин. Следвани бяха европейските, полските и издадени от Медицинския университет в Люблин насоки за използване на животни. Имаше стандартни лабораторни условия (12h светлина/12 h тъмен цикъл, температура 21–22 °C, въздух hu-midity 55–60%). Животните са отглеждани в Центъра за експериментална медицина към Медицинския университет в Люблин (селекционер No 077, регистриран в Министерството на науката и висшето образование, Варшава, Полша). Техерд произхожда от карловата река (Кьолн, Германия). Мишките са имали свободен достъп до вода (стерилизирана с UV) и храна за животни ad libitum. Емисията за гризачи е закупена от Алтромин Интернешънъл (Lage, Германия).
Размер на извадката
Използвани са общо 32 на 6-седмични (те са били млади небременни възрастни) женски Албино швейцарски мишки с тегло 20–26g в началото на изследването. Те бяха разделени на случаен принцип на 4 групи по 8: – контроли, получаващи физиологичен разтвор ежедневно i.p. в продължение на 28 дни – животни, получаващи бифентрин i.p. При доза от 1,61 mg/kg за 28 дни (група 1) – животни, получаващи бифентрин i.p. в доза от 4,025 mg/kg в продължение на 28 дни (група 2) – животни, получаващи бифентрин i.p. в доза от 8,05 mg/kg в продължение на 28 дни (група 3). Дозите са избрани според предишния ни опит с този пиретроид [15]. Дозата от 8,05 mg/kg се счита за 0,5 LD 50 [15].
Тестове и измервания
На ден 29 животните бяха пожертвани от обезглавяване. Преди нямаше анестезия, тъй като бяхме загрижени за биохимичните кръвни параметри. Получени са проби от венозна кръв. TheЧерен дробиБъбрецитебяха претеглени с лабораторна везна за претегляне (MFD manu- factured от A&D CO., LTD, Сеул, Корея). Органите са хомогенизирани с механичен блендер MPW-120 (MPW Med. Инструменти, Варшава, Полша) в 0.1mol буфер на Tris-HCl, от pH 7.4. Пробата от 0,5 g тъкан е слята в 5ml буфер. Хомогенатите са центрофугирали за 15 мин (5000×g) два пъти. Използва се центрофугата Sigma1-6P (Полиген, Енгелууд, Ню Йорк, САЩ). Супернатантът е използван за измерване на концентрациите IL-1ß и TNFα с тестове ELISA. Комплектите IL-1ß и TNFα ELISA са закупени от производителя (Cloud-Clone Corp., Хюстън, TX, САЩ). Концентрацията на креатинин и аланин трансаминаза (ALT) активност в кръвните са измерени с ErbaMannheim XL-600 биохимия анализатор (Манхайм, Германия).
Статистически анализ
Резултатите са анализирани със Статистика на IBM SPSS (ст. 21) (Statsoft Sp.zo.o., Cracow, Полша). Съответствието на разпределението на променливите с хипотетичното нормално разпределение беше проверено с теста за нормалност Shapiro-Wilk. Получените резултати бяха представени с помощта на основните елементи на описателна статистика (средна ± SD, тъй като резултатите обикновено се разпространяваха). Сравнителният анализ за изследваните променливи е извършен с използването на параметрични статистически тестове. За количествени характеристики с непрекъснат характер с нормални разпределения е използван т-тестът на параметричния Студент, сравняващ резултатите от две групи. В останалите случаи Ман-Уитни U е използван за две проби за количествени черти. Наблюдаваните разлики се считат за статистически значими при р<>
Резултати
Бъбрекмаса не се различаваше сред групите. Беше (Средна± SD) 0,16 ±0,02 g в контроли, 0,16± 0,01 g в група 1, 0,16 ±0,03 g в група 2 и 0,16± 0,04 g в група 3. Нито пъкчерен дробмаса, тъй като е била 1,24 ±0,18g в контролите, 1,33 ±0,16 g в група 1, 1,35 ±0,2 g в група 2, 1,35± 0,2g в група 3. Концентрацията на креатинин не се различава сред групите и е 0,2± 0,0mg/dl в контролна група, 0,2± 0,02mg/dl в група 1, 0,2± 0,03mg/dl в група 2 и 0,2 ±0,04 mg/dl в група 3. Дейността ALT е 51± 12U/l в контроли, 60±13 U/l в група 1, 80±9 U/l в група 2 и 135± 20U/l в група 3. Разликата между група 3 и контролите е статистически значима (p<0.05). the="" interleukin="" 1ß="" concentration="" in="" the="">Черен дробна контролите е 53,5 ±23,9 pg/ml, в група 1–54,1± 33,5pg/ml, 2–59,1± 60,0pg/ml (p<0.05), 3–99="" ±79.9="" pg/ml="" (p=""><0.05 vs="" controls).="" in="" the="">Бъбрецитена контролите е 3,9±2,3 pg/ml, група 1–6,8 ± 10,6 pg/ml, 2–9,8± 7,9pg/ml и 3–11,2 ±5,2pg/ml. Има статистически значима разлика между контролите от група 1,2 и 3 спрямо<0.05). the="" tnfα="" levels="" did="" not="" significantly="" differ="" in="" the="" groups="" exposed="" to="" bifenthrin="" in="" comparison="" with="" controls="" neither="" in="" the="">Черен дробнито вБъбреците. Theчерен дробповреди биомаркери са му показали Таблица 1 ибъбрекбиомаркери в таблица 2.
CISTANCHE ще подобри бъбречната/бъбречната болка
Разискване
В нашия експеримент беше показано, че има значително увеличение на интерлевкин 1ß при мишкиЧерен дробиБъбреците. Той е бил пропорционален на доза бифентрин, използван в експерименталния модел на субакутно отравяне. TheБъбрецитеса били по-засегнати от ксенобиотика, отколкотоЧерен дроб.В проучването на Pawar et al. беше обяснено, че интоксикацията с пиретроиди произвежда оксидативен стрес вБъбреците.Той е потвърден чрез откриване на значително намаляване на нивата на тиолите вБъбрецитена животни, изложени на пиретроид. Интоксикацията с ксенобиотика причинява значително намаляване на супероксид дисмутазата (СУД) и активността на каталазата вБъбреците.Хистопатологична оценка наБъбрецитеразкрити кръвоизливи в кората и ядрото, тръбни дегенеративни промени със затваряне на лумена и намаляване на капсулното пространство на Боуман [16]. В нашето проучване, поради ограничени финансови ресурси не можахме да извършим хистопатологично изследване на вътрешните органи. Хепатотоксичният ефект на бифентрин се вижда в нашето проучване, тъй като открихме повишена активност на ALT в групата, изложена на най-високата доза от пестицид и значително повишаване на концентрацията на интерлевкин 1ß в групата. IL-1β и TNFα се синтезират в макрофаги и моноцити. Те се секретират в кръвта, благодарение на което имат системен ефект. TNFα е един от първите цитокини, които се появяват по време на възпаление [17]. TNFα стимулира нарастващото производство на интерлевкин 1ß, което се случва по време на оксидативен стрес с продължителност по-дълго време [18]. Това може да обясни защо в хода на нашия експеримент с продължителност 28дни TNFα не се различаваха значително сред експериментални групи, а интерлевкин 1ß го направи. В друго проучване, проведено в нашия отдел е показано, че субакутно отравяне с друг пиретроид ламбдацихалотрин също произвежда значително увеличение на интерлевкин 1ß при мишкиБъбрецитеиЧерен дроб[19].
В подобно проучване с бифентрин тя е била използвана в дозата на 8mg/kg и намалена локомоторната активност при мишки, потвърждаващи неговия' невротоксичен ефект. Освен това тя повишава ALT активността при мишки кръвните и води до за-mation на лимфоцитните инфилтрации вЧерен дробслед субакутно отравяне, показващо, че освен невроните, отравянето с бифентрин произвеждачерен дробнеправилно функциониране също [15]. В настоящото проучване не бихме могли да извършим хистопатологично изследване, но като се учим от цитираната публикация, очаквахме подобни промени вЧерен дробTheчерен дробе много вероятно да се повредят от всички ксенобиотици, които се метаболизират в този орган. Bifenthrinundergoes оксидативен метаболизъм, водещ до образуването на 4′-хидрокси-бифентрин и хидролиза чернодробна микрозоми при гризачи, както и при хора [20, 21]. В нашето проучване използвахме млади възрастни мишки, тъй като младите гризачи имат по-ниска способност да метаболизират пиретроидите. При малките гризачи, изложени на бифентрин, пестицидът може да премине кръвно- мозъчната им бариера, да се натрупва в мозъка и да произвежда трупи трайни невроповеденчески дефицити [22]. Dar et al. прилага бифентрин при плъхове до 30дни предизвиква оксидативен стрес вЧерен дроб Бъбрецитеи белите дробове [23]. Има публикации за имунотоксични ефекти на бифентрин върху ембриони от зебрафиш. В експеримента, проведен от Jin et al. е показано, че излагането на бифентрин повишава нивото на интерлевкин 1ß, интерлевкин 8, каспаза 9 и 3 в ембриони, изложени на S-cis- бифентрин [14]. Park et al. потвърди, че бифентрин ин- интоксикация по време на зебрафиш ембриогенеза индуцира токсичност за развитието, възпаление и намалява ангиогенезата [20].
Интерлевкин 1 е сигнализация молекула, която регулира имунния отговор, посредничи функционирането на левкоцити, лимфоцити, действа като пироген и посредничи развитие на хронично възпаление [24]. Затова е избран в нашия експеримент като маркер за тъканен стрес и възпалителен отговор на ксенобиотика. TNFα също е проинфламаторен цитокин играе роля в авто-имунни нарушения и развитие на неоплазма. Резултатите от нашето проучване са подобни на резултатите, получени от Wang et al. който проведе експеримент върху мъжки мишки, изложени на бифентрин в продължение на 3 седмици и потвърден имунотоксичен ефект на пиретроида [25]. Едно-друго проучване, публикувано от Wang et al. елуцидира механизмите на имунотоксичност бифентрин в мурин макрофаги. Излагането на бифентрин инхибира нивата на транскрипция на интерлевкин 6 и TNFα поради липополизак-шарид стимулация. Интоксикацията с бифентрин увеличава реактивните кислородни видове и води до оксидативен стрес, свързан с дисрегулацията на гените [26].
В скорошна публикация Jin et al. потвърди, че пероралната експозиция на мъжки мишки на бифентрин в дозата от 20 mg/kg в продължение на 3 седмици повишава нивата на проинфламаторни цитокини и намалени дейности на антиоксидантни ензими (СОД, Глутатион пероксидаза) поради оксидативен стрес в хода на отравяне с пиретроида [27]. Много други автори са съгласни, че пиретроидите увреждат вътрешните органи чрез оксидативен стрес [28–30]. Има данни и за имуномодулиращ ефект на пиретроидите при хората. В проучването, проведено от Netaet al. многобройните проинфламаторни цитокини са измерени в кръвни проби, получени от пъпната връв при раждането от 300 новородени деца (включително интерлевкин 1ß, TNFα, интерлевкин 6, интерлевкин 10) с пренатална експозиция на перметрин. Авторите установили намаляване на интерлевкин 10 при тези деца, което може да увеличи риска за алергични заболявания и астма по-късно в живота [31]. Междувременно перметринът, подобно на бифентрин, принадлежащ към пиретроиди тип I, се препоръчва за превенция на маларията от Световната здравна организация дори за бременни жени [32]. Със сигурност ползата от използването му трябва да претегли възможните нежелани реакции.
CISTANCHE ще подобри бъбречното/бъбречното заболяване
Нашето проучване показва, че дори ниска доза бифентрин причинява значително увеличение интерлевкин 1ß при мишкибъбреккоето показва, че възпалението вбъбреквъзниква дори при много ниски дози. Той е свързан с факта, че метаболитите на пиретроида се елиминират с урината. 3-PBA е най-често откритият пикочен метаболит на няколко пиретроиди [33]. Открива се в урината на деца и възрастни от селските и градските райони, потвърждавайки широкото излагане на човешкото население на тези съединения [4]. Проучванията при животински модели подкрепят това изявление. Амин et al. потвърдена нефротоксичност на делтаметрин, при сом [34]. Abdel- Daim et al. също записва нефротоксичния ефект на пиретроида в тилапия [35]. Въпреки че съвременните лаборатории са в състояние да измерват различна имунотоксичност, хепатотоксичност и нефротоксичност биомаркери, поради ограничени финансови ресурси избрахме само малкото показани по-горе.
Заключения
Субакутното отравяне с бифентрин значително повишава концентрацията на интерлевкин 1ß вЧерен дробиБъбрецитев пропорционално на дозата ниво. Той е придружен от ALT увеличение. Той потвърждава нефротоксичен и хепатотоксичен и провъзпалителен ефект на бифентрин при нецелеви организми.
