Subakut forgiftning med bifenthrin øger niveauet af interleukin 1ß i mus, nyrer og lever

edmund.chen@wecistanche.com

Baggrund

Bifenthrin tilhører type I pyrethroid-insekticider, der interagerer med spændingsstyrede natriumkanaler i neuronmembraner [1-3]. Det er neurotoksisk. Forgiftning fører til død i målorganismer. Det blev antaget, at pyrethroider var sikre for pattedyr, da de blev metaboliseret ilever(spaltet ved den centrale esterbinding). Metabolitterne: cis-3-(2-chlor-3,3,3-trifluorprop-1-en-1-yl)-2,{ {8}}dimethylcyclopropancarboxylsyre (CFMP) og 3-phenoxybenzoesyre (3-PBA) betragtes som relativt ikke-toksiske og sendes med urin. Studierne udført af Wielgomas et al. viste, at pyrethroid-metabolitter blev påvist i urinprøver fra by- og landbefolkninger [4, 5]. Der er evidens for, at pyrethroidforgiftning hos pattedyr (mennesker og dyr) kan føre til sundhedsproblemer [6-8]. Akut forgiftning med bifenthrin hos pattedyr giver aggressiv sparring, følsomhed over for stimuli og tremor [1, 9, 10]. Da bifenthrin anvendes i landbrug og gartneri til skadedyrsbekæmpelse, er der risiko for kronisk eksponering af mennesker med pesticidrester i fødevarer. Forbindelsen anses for at være moderat giftig in vivo for hvirveldyr sammenlignet med andre pyrethroider [11]. Der er nylige rapporter om mulig immunotoksicitet og proinflammatorisk virkning af pyrethroider hos hvirveldyr, der udvikler sig på grund af oxidativt stress. Glutathion-S transferaser (GST'er) har en funktion i bifenthrin metabolisme. Bifenthrin og andre pyrethroider hæmmer GST'er i en konkurrencemekanisme ileveraf ikke-målorganismer, der producerer oxidativt stress [12-15]. Formålet med undersøgelsen var at kontrollere, om subakut forgiftning med bifenthrin påvirker proinflammatorisk interleukin 1ß og tumornekrosefaktor (TNF ) inyrersåvel somleverog disse organers funktion.

Nøgleord:Bifenthrin, interleukin1ß, Pro-inflammatoriske egenskaber, Nyre, lever

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYREFUKTION

Metoder

IndstillingerStudieprojektet blev godkendt af Den Lokale Etiske Komité i Lublin, Polen og Institutional Animal Care and Use Committee ved det medicinske universitet i Lublin, Polen. Begge forfattere havde en uddannelse i at planlægge og udføre forsøg på dyr. Bifenthrin blev købt fra Organic Chemistry Institute (Annopol, Warszawa, Polen). Saltvand blev købt fra Glenmark Pharmaceuticals (Warszawa, Polen). Eksperimentet blev udført på Center for Eksperimentel Medicin ved The Medical University of Lublin. De europæiske, polske og udstedt af Medical University of Lublin retningslinjer for brug af dyr blev fulgt. Der var standard laboratorieforhold (12 timers lys/12 timers mørke cyklus, temperatur 21-22 grader, luftfugtighed 55-60 procent). Dyrene blev opdrættet ved Center for Eksperimentel Medicin ved The Medical University of Lublin (opdrætter nr. 077 registreret i Ministeriet for Videnskab og Højere Uddannelse, Warszawa, Polen). Theherd stammer fra Charles River (Köln, Tyskland). Musene havde fri adgang til vand (steriliseret med UV) og dyrefoder ad libitum. Foderet til gnavere er købt hos Altromin International (Lage, Tyskland).

Prøvestørrelse

I alt 32 af 6-ugegamle (de var unge ikke-gravide voksne) hun Albino schweiziske mus, der vejede 20-26g i begyndelsen af ​​undersøgelsen, blev brugt. De blev tilfældigt opdelt i 4 grupper af 8: - kontroller, der fik saltvand dagligt ip i 28 dage - dyr, der fik bifenthrin ip i en dosis på 1,61 mg/kg i 28 dage (gruppe 1) - dyr, der fik bifenthrin ip i en dosis på 4,025 mg /kg i 28 dage (gruppe 2) – dyr, der fik bifenthrin ip i en dosis på 8,05 mg/kg i 28 dage (gruppe 3). Doserne blev valgt i henhold til vores tidligere erfaring med denne pyrethroid [15]. Dosis på 8,05 mg/kg blev betragtet som 0,5 LD 50 [15].

Test og målinger

På dag 29 blev dyrene aflivet ved halshugning. Der var ingen anæstesi før, da vi var bekymrede over biokemiske blodparametre. Prøver af venøst ​​blod blev taget. Detleverognyrerblev vægtet med en laboratorievægt (MFD fremstillet af A&D CO., LTD, Seoul, Korea). Organerne blev homogeniseret med en mekanisk blender MPW-120 (MPW Med. Instruments, Warszawa, Polen) i 0.1 mol buffer af Tris-HCl med pH 7,4. Prøven på 0,5 g væv blev blandet i 5 ml buffer. Homogenaterne blev centrifugeret i 15 minutter (5000 xg) to gange. Sigma1-6P-centrifugen (Polygen, Engelwood, NY, USA) blev brugt. Supernatanten blev brugt til at måle IL-1ß- og TNF-koncentrationer med ELISA-test. IL-1ß- og TNF ELISA-sættene blev købt fra producenten (Cloud-Clone Corp., Houston, TX, USA). Kreatininkoncentration og alanintransaminase (ALT) aktivitet i blodseraene blev målt med ErbaMannheim XL-600 biokemisk analysator (Mannheim, Tyskland).

Statistisk analyse

Resultaterne blev analyseret med IBM SPSS Statistics (v. 21) (Statsoft Sp.zo.o., Cracow, Polen). Overensstemmelsen af ​​fordelingen af ​​variabler med den hypotetiske normalfordeling blev kontrolleret med Shapiro-Wilk normalitetstesten. De opnåede resultater blev præsenteret ved hjælp af de grundlæggende elementer i beskrivende statistik (gennemsnit ± SD, da resultaterne var normalfordelt). Den komparative analyse for de undersøgte variable blev udført ved brug af parametriske statistiske test. For kvantitative træk af kontinuerlig karakter med normalfordelinger blev den parametriske Students t-test brugt, hvor resultaterne fra to grupper blev sammenlignet. I de resterende tilfælde blev Mann-Whitney U brugt til to prøver for kvantitative egenskaber. De observerede forskelle blev betragtet som statistisk signifikante på s<>

Resultater

Nyremassen var ikke forskellig mellem grupperne. Det var (middel± SD) {{0}}.16 ±0.02 g i kontroller, 0.16± 0.{ {14}}1 g i gruppe 1, 0,16 ±0,03 g i gruppe 2 og 0,16± 0,04 g i gruppe 3. Det gjorde heller ikkelevermasse som den var 1,24 ±0,18g i kontrollerne, 1,33 ±0,16 g i gruppe 1, 1,35 ±0,2 g i gruppe 2, 1,35± {{16 }}.2g i gruppe 3. Kreatininkoncentrationen var ikke forskellig mellem grupperne, og den var 0.2± 0.0mg/dl i kontrolgruppen, 0 .2± 0.02mg/dl i gruppe 1, {{30}}.2± 0,03mg/dl i gruppe 2 og 0,2 ±0,04 mg/dl i gruppe 3. ALT-aktiviteten var 51± 12U/l i kontroller, 60±13 U/l i gruppe 1, 80±9 U/l i gruppe 2 og 135± 20U/l i gruppe 3. Forskellen mellem gruppe 3 og kontroller var statistisk signifikant (s<0.05). the="" interleukin="" 1ß="" concentration="" in="" the="">leveraf kontroller var 53,5 ± 23,9 pg/ml, i gruppe 1-54,1 ± 33,5 pg/ml, 2-59,1 ± 6 0,0 pg/ml (p<0.05), 3–99="" ±79.9="" pg/ml="" (p=""><0.05 vs="" controls).="" in="" the="">nyreraf kontroller var det 3,9±2,3 pg/ml, gruppe 1-6,8 ± 10,6 pg/ml, 2-9,8± 7,9pg/ml og 3-11,2 ±5,2pg/ml. Der var en statistisk signifikant forskel mellem gruppe 1, 2 og 3 i forhold til kontroller (s<0.05). the="" tnfα="" levels="" did="" not="" significantly="" differ="" in="" the="" groups="" exposed="" to="" bifenthrin="" in="" comparison="" with="" controls="" neither="" in="" the="">leverheller ikke inyrer. Detleverskade biomarkører blev vist det Tabel 1 ognyrebiomarkører i tabel 2.

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYRESMERTER

Diskussion

I vores eksperiment blev det vist, at der var en signifikant stigning af interleukin 1ß i musleverognyrer. Den var proportional med dosis af bifenthrin anvendt i den eksperimentelle model for subakut forgiftning. Detnyrervar mere påvirket af det xenobiotiske endlever.I undersøgelsen af ​​Pawar et al. det blev forklaret, at forgiftning med pyrethroider producerede oxidativt stress inyrer.Det blev bekræftet ved at påvise et signifikant fald i niveauerne af thioler inyreraf dyr udsat for en pyrethroid. Forgiftning med xenobiotikum forårsagede et signifikant fald i superoxiddismuthase (SOD) og katalaseaktivitet inyrer.Histopatologisk vurdering afnyrerafslørede blødninger i cortex og kerne, tubulære degenerative forandringer med lukning af lumen og reduktion af Bowmans kapselrum [16]. I vores undersøgelse kunne vi på grund af begrænsede økonomiske ressourcer ikke udføre histopatologisk undersøgelse af indre organer. Den hepatotoksiske effekt af bifenthrin var synlig i vores undersøgelse, da vi opdagede en øget aktivitet af ALT i gruppen, der blev eksponeret for den højeste dosis af pesticidet og signifikant stigning i interleukin 1ß-koncentrationen i gruppen. IL-1 og TNF syntetiseres i makrofager og monocytter. De udskilles i blodet, takket være hvilke de har en systemisk effekt. TNF er et af de første cytokiner, der opstår under inflammation [17]. TNF stimulerer stigende produktion af interleukin 1ß, hvilket sker under oxidativ stress, der varer længere tid [18]. Dette kan forklare, hvorfor TNF i løbet af vores eksperiment, der varede i 28 dage, ikke var signifikant forskellig blandt de eksperimentelle grupper, og interleukin 1ß gjorde det. I en anden undersøgelse udført på vores afdeling blev det vist, at subakut forgiftning med et andet pyrethroid lambdacyhalothrin også gav en signifikant stigning af interleukin 1ß hos musnyreroglever [19].

I et lignende studie med bifenthrin blev det brugt i en dosis på 8 mg/kg og nedsat bevægelsesaktivitet hos mus, hvilket bekræftede dets neurotoksiske virkning. Desuden øgede det ALT-aktivitet i museblodsera og førte til dannelse af lymfocytinfiltrationer ileverefter subakut forgiftning viser, at bortset fra neuroner producerer forgiftning med bifenthrinleverogså fejlfunktion [15]. I denne undersøgelse kunne vi ikke udføre histopatologisk undersøgelse, men ved at lære af den citerede publikation forventede vi lignende ændringer ileverDetleverer meget sandsynligt, at blive beskadiget af alle xenobiotika, der metaboliseres i det pågældende organ. Bifenthrin undergår oxidativ metabolisme, hvilket fører til dannelsen af ​​4'-hydroxy-bifenthrin og hydrolyse levermikrosomer hos gnavere såvel som hos mennesker [20, 21]. I vores undersøgelse brugte vi unge voksne mus, da unge gnavere har lavere evne til at metabolisere pyrethroider. Hos gnaverunger, der er udsat for bifenthrin, kan pesticidet krydse deres blod-hjerne-barriere, ophobes i hjernen og producere log-varige neuroadfærdsmæssige underskud [22]. Dar et al. administreret bifenthrin til rotter i op til 30 dage inducerede et oxidativt stress ilever, nyrerog lunger [23]. Der er publikationer om de immunotoksiske virkninger af bifenthrin på zebrafiskembryoner. I forsøget udført af Jin et al. det blev vist, at eksponering for bifenthrin øgede niveauet af interleukin 1ß, interleukin 8, caspase 9 og 3 i embryoner udsat for S-cis-bifenthrin [14]. Park et al. bekræftede, at bifenthrin-forgiftning under zebrafiskembryogenese inducerede udviklingstoksicitet, inflammation og nedsætter angiogenese [20].

Interleukin 1 er et signalmolekyle, der regulerer immunrespons, medierer funktion af leukocytter, lymfocytter, fungerer som et pyrogen og medierer udvikling af kronisk inflammation [24]. Derfor blev det valgt i vores eksperiment som en markør for vævsstress og inflammatorisk respons på xenobiotikum. TNF er også et proinflammatorisk cytokin, der spiller en rolle i autoimmune lidelser og neoplasmaudvikling. Resultaterne af vores undersøgelse ligner resultaterne opnået af Wang et al. som udførte et eksperiment på hanmus udsat for bifenthrin i 3 uger og bekræftede immunotoksisk effekt af pyrethroid [25]. En anden undersøgelse offentliggjort af Wang et al. belyst mekanismerne for bifenthrins immunotoksicitet i murine makrofager. Eksponering for bifenthrin hæmmede transkriptionsniveauer af interleukin 6 og TNF på grund af lipopolysaccharid-stimulering. Forgiftning med bifenthrin øgede reaktive oxygenarter og førte til oxidativ stress-relaterede geners dysregulering [26].

I en nylig publikation Jin et al. bekræftede, at oral eksponering af hanmus for bifenthrin i en dosis på 20 mg/kg i 3 uger øgede niveauet af proinflammatoriske cytokiner og reducerede aktiviteterne af antioxidantenzymer (SOD, glutathionperoxidase) på grund af oxidativt stress i løbet af forgiftning med pyrethroid. [27]. Mange andre forfattere er enige om, at pyrethroider beskadiger indre organer via oxidativt stress [28-30]. Der er også data om immunmodulerende effekt af pyrethroider hos mennesker. I undersøgelsen udført af Neta et al. talrige proinflammatoriske cytokiner blev målt i blodprøver opnået fra navlestrengen ved fødslen fra 300 nyfødte børn (inklusive interleukin 1ß, TNF, interleukin 6, interleukin 10) med prænatal eksponering for permethrin. Forfattere fandt et fald i interleukin 10 hos disse børn, hvilket kunne øge risikoen for allergiske sygdomme og astma senere i livet [31]. I mellemtiden anbefales permethrin, ligesom bifentrin, der tilhører type I pyrethroider, til forebyggelse af malaria af Verdenssundhedsorganisationen selv til gravide kvinder [32]. Fordelen ved at bruge det skal helt sikkert opveje de mulige bivirkninger.

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYRESYGDOMME

Vores undersøgelse viser, at selv lav dosis bifenthrin forårsager en signifikant stigning i interleukin 1ß hos musnyresom viser, at betændelse inyreforekommer selv ved meget lave doser. Det er forbundet med det faktum, at metabolitter af pyrethroid elimineres med urin. 3-PBA er den mest almindeligt påviste urinmetabolit af flere pyrethroider [33]. Det påvises i urin fra børn og voksne fra land- og byområder, hvilket bekræfter udbredt eksponering af den menneskelige befolkning for disse forbindelser [4]. Undersøgelser i dyremodeller understøtter dette udsagn. Amin et al. bekræftet nefrotoksicitet af deltamethrin hos havkat [34]. Abdel-Daim et al. registrerede også pyrethroids nefrotoksiske virkning i tilapia [35]. Selvom moderne laboratorier er i stand til at måle forskellige immunotoksicitets-, hepatotoksicitets- og nefrotoksicitetsbiomarkører, valgte vi på grund af begrænsede økonomiske ressourcer kun de få vist ovenfor.

Konklusioner

Subakut forgiftning med bifenthrin øger koncentrationen af ​​interleukin 1ß signifikant ileverognyreri et dosisforholdsmæssigt niveau. Det er ledsaget af ALT-stigning. Det bekræfter nefrotoksisk og hepatotoksisk og pro-inflammatorisk virkning af bifenthrin i ikke-målorganismer.