Токсико-екологічна характеристика омайту (пропаргіту)

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата ветеринарних наук

ТОКСИКО-ЕКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОМАЙТУ (ПРОПАРГІТУ)

ГЕРІЛОВИЧ Ірина Олександрівна

УДК 619:615.9:574:632.951

16.00.04 - ветеринарна фармакологія та токсикологія

Харків - 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН.

Науковий керівник - доктор ветеринарних наук, професор, академік УААН

Малинін Олег Олексійович, Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН, заступник директора з наукової роботи.

Офіційні опоненти:

доктор ветеринарних наук, професор, академік УААН

Хмельницький Григорій Олександрович, Національний аграрний

Університет Кабінету Міністрів України, директор НДІ здоров'я

тварин;

кандидат ветеринарних наук, старший науковий співробітник

Патерега Ігор Петрович, Державний науково-дослідний контрольний

інститут ветпрепаратів та кормових добавок Міністерства аграрної

політики України, завідувач лабораторії фармакології і токсикології.

Провідна установа - Львівська національна академія ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького Міністерства аграрної політики України, кафедра фармакології та токсикології, м. Львів.

Захист відбудеться “16” травня 2006 р. о “13” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.359.01 в Інституті експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН за адресою: 61023, м. Харків, вул. Пушкінська, 83.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН за адресою: 61023, м. Харків, вул. Пушкінська, 83.

Автореферат розісланий “14” квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор ветеринарних наук, професор А.Ф. Бабкін

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Практично кожне господарство по виробництву сільськогосподарської продукції використовує пестициди. Витрати на хімічну обробку рослин з метою їх захисту від шкідників, хвороб і бур'янів відшкодовуються в одинадцятикратному розмірі за рахунок отримання кращого урожаю як за кількісними, так і за якісними показниками (Лісовий М.П., 2003; Кундиев Ю.И., 2000; Болотова Т.М., 2004). Проте хімізація сільського господарства призводить до накопичення і циркуляції в біосфері токсичних речовин (Чибураев В.И., 2003; Проданчук Н.Г., 2001; Клисенко М.А., 1999). Пестициди являють собою біологічно активні сполуки і, навіть в невеликих кількостях, є потужним фактором впливу на організм тварин, людини і довкілля в цілому (Петюх Г.П., 2005; Гуфрій Д.Ф., Гунчак В.М., Коцюмбас І.Я., 2004). У зв'язку з цим, для визначення ступеня небезпечності та встановлення максимально допустимих рівнів токсичних речовин необхідне проведення досліджень з вивчення механізму дії пестицидів, їх гострої і хронічної токсичності, персистенції у довкіллі тощо (Чибураев В.И., 2003; Куцан О.Т., 2005; Мельничук С.Д., Хмельницький Г.О., Якубчак О.М., 2005).

Омайт (пропаргіт) за хімічною структурою є ефіром сірчистої кислоти один. Він широко використовується в Україні і добре зарекомендував себе в боротьбі з кліщами-фітофагами. Особливої значимості препарат набув в АР Крим (Чабан В., 1996). Лише у 2003 р. тут було використано 1,8 тонн омайту.

Незважаючи на тривалий час і великі об'єми застосування пестициду в сільському господарстві нашої держави й інших країн, існує ряд суперечливих питань щодо його токсичних властивостей.

Вважають, що омайт (пропаргіт) відноситься до малотоксичних речовин. Однак показники токсичності пестициду в роботах різних дослідників відрізняються в два і більше разів (Мельников Н.Н., 1987; Седокур Л.К., 1986; Kiplinger G.R., 1993). Не повністю розкрито характер і не описано механізми дії препарату. При дослідженні токсикокінетики більша увага приділялась біотрансформації та виведенню омайту з організму. Проте майже не має даних щодо його розподілення та накопичення в органах і тканинах тварин. Недостатньо вивчено персистенцію пестициду на рослинах, що обробляються, хоча ці дані є необхідною умовою для визначення рівня небезпеки акарициду для диких і свійських тварин, обґрунтування максимально допустимих рівнів у кормах і продуктах харчування.

Методики визначення залишкових кількостей омайту в Україні розроблені для продуктів рослинництва, води, повітря та ґрунту. На жаль, вони не можуть бути використані для детекції препарату в об'єктах тваринного походження, що унеможливлює діагностування отруєння цим акарицидом, здійснення контролю за показниками безпечності продуктів тваринництва й інших об'єктів ветеринарного нагляду.

У зв'язку з цим, проведення токсикологічних досліджень з вивчення кінетичних властивостей омайту (пропаргіту) і впливу його на організм тварин, розробка методів визначення залишкових кількостей пестициду в об'єктах тваринного походження і дослідження характеру його розподілення в довкіллі є актуальними напрямками наукових досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась згідно з тематичним планом наукових досліджень ІЕКВМ, завдання 11: „Розробити методи визначення і засоби профілактики впливу негативних факторів зовнішнього середовища на організм сільськогосподарських тварин з метою одержання екологічно безпечних продуктів тваринництва”, (номер держреєстрації 0101U001617) 2001-2005 рр.

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень - вивчити токсичні властивості омайту та характер його персистенції в деяких об'єктах довкілля.

Для розв'язання цієї мети були поставлені наступні задачі:

· розробити методику визначення залишкових кількостей омайту (пропаргіту) в об'єктах тваринного походження (м'ясо, жир, внутрішні органи, молоко, яйця) і експериментально встановити її валідаційні характеристики;

· дослідити цитотоксичність пестициду для перещеплюваних культур клітин;

· вивчити токсикокінетичні властивості омайту після одноразового перорального уведення пестициду щурам і курям;

· визначити параметри токсичності препарату для щурів за умов його перорального уведення;

· вивчити вплив омайту на процеси перекисного окиснення ліпідів після одноразового перорального уведення його курям;

· вивчити токсичні властивості омайту при аплікації його на шкіру кролів;

· дослідити динаміку вмісту залишкових кількостей омайту в об'єктах довкілля після проведення дворазової обробки рослин.

Об'єкт дослідження: токсико-екологічні властивості омайту.

Предмет дослідження: параметри токсичності омайту; клінічні, патологоанатомічні, гематологічні та біохімічні показники тварин при отруєннях; методи визначення залишкових кількостей пестициду, тонкошарова хроматографія, газорідинна хроматографія, період напіврозкладу в об'єктах довкілля.

Методи дослідження. Робота виконана з використанням загальноприйнятих токсикологічних, хіміко-аналітичних, цитологічних, клінічних, патологоанатомічних, гематологічних, біохімічних та статистичних методів дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено нову оригінальну методику визначення залишкових кількостей омайту (пропаргіту) в продуктах тваринного походження (м'ясо, жир, внутрішні органи, молоко, яйце) способами тонкошарової та газорідинної хроматографії, що відповідає вимогам стандарту ISO 17025 і “Європейської інструкції щодо застосування аналітичних методів та інтерпретації результатів ЄС 657/2002”. Наукова новизна отриманих результатів захищена двома патентами України на винахід: “Спосіб визначення омайту (пропаргіту) в біологічних об'єктах” (патент № 20031212176, 70032 А Україна, 7G01N33/00) і “Спосіб виявлення омайту (пропаргіту) на тонкошарових хроматограмах” (патент № 20031213026, 71440 А Україна, 7G01N33/00).

Вперше в Україні вивчені токсикокінетичні властивості омайту для лабораторних тварин і сільськогосподарської птиці в умовах гострого експерименту. Отримані дані щодо впливу пестициду на вільнорадикальні механізми окиснення ліпідів за умов його одноразового перорального уведення птиці. Досліджено цитотоксичну дію препарату для перещеплюваних культур клітин, яка полягає в підвищенні мітотичної активності та кількості патологічних мітозів. Доведено, що омайт виявляє сильну шкірно-резорбтивну дію в концентрації, що є рекомендованою для робочого розчину пестициду при проведенні обробки рослин проти цільових шкідників.

Вивчено характер розподілу пестициду в об'єктах довкілля після його використання у дозах, рекомендованих виробником, розраховано період, за який концентрація омайту зменшується вдвічі, для певних видів рослин.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблена методика визначення залишкових кількостей омайту (пропаргіту) в об'єктах тваринного походження, яка пройшла апробацію в Центральній державній лабораторії ветеринарної медицини та затверджена Державним департаментом ветеринарної медицини Міністерства аграрної політики України (наказ № 53 від 30 червня 2005 р.) і призначена для проведення досліджень з контролю якості об'єктів ветеринарного нагляду. Встановлені параметри токсичності омайту для тварин, визначені характеристики його токсикокінетики та токсикодинаміки, які можуть бути використані при обґрунтуванні максимально допустимих рівнів пестициду, в діагностичній практиці та навчальній роботі.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертації самостійно провів пошук та аналіз літератури, виконав експериментальні і лабораторні дослідження. Статистично обробив і проаналізував отримані результати дослідів.

Апробація результатів дисертації. Результати були представлені, обговорені і схвалені на звітних сесіях вченої ради ІЕКВМ УААН у 2003-2005 роках; Міжнародній конференції молодих вчених (листопад 2003 р., м. Харків); Міжнародній науково-практичній конференції “Ветеринарна медицина - 2004” (24-29 травня 2004 р., м. Феодосія); Міжнародній науково-практичній конференції “Ветеринарна медицина - 2005” (30 травня - 4 червня 2005 р., м. Ялта); Міжнародній науковій конференції “Ветеринарні препарати: розробка, контроль якості та застосування” (4-7 жовтня 2005 р., м. Львів); V Міжнародній науково- практичній конференції “Проблеми неінфекційної патології тварин” (3-4 листопада 2005 р., м. Біла Церква).

Публікації. Основний зміст дисертації викладений у 7 друкованих статтях, що опубліковані у фахових виданнях, перелік яких затверджено ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Основний зміст дисертації викладений на 140 сторінках комп'ютерного друку та ілюстрований 14 таблицями і 23 рисунками. Робота складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, аналізу та узагальнення власних досліджень, висновків і пропозицій виробництву, списку джерел літератури, який містить 235 найменувань, у тому числі 107 авторів з далекого зарубіжжя.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

омайт пропаргіт тваринний

Робота виконана в лабораторії токсикологічного моніторингу Центру токсикологічних досліджень Інституту експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН упродовж 2002-2005 років.

Для проведення досліджень використовували омайт, 57 % к.е. (реєстраційне посвідчення А 00402). Стандартні розчини пестициду готували в гексані з концентрацією діючої речовини 1; 10 і 100 мкг/см3. В дослідах на тваринах використовували водні емульсії токсиканту.

При розробці методики визначення пестициду в об'єктах тваринного походження для детекції омайту (пропаргіту) обрали способи газорідинної та тонкошарової хроматографії. Для вилучення препарату з матриці досліджуваного об'єкту відпрацьовували методи його екстракції органічними розчинниками. Очищення екстрактів проводили шляхом фільтрації, виморожування, перерозподілу в системі розчинників, що не змішуються, та за допомогою хроматографії на колонках.

При проведенні валідації методики дотримувались вимог стандарту ISO 17025 і визначали такі параметри, як: специфічність, точність, лінійність, відтворюваність, межа визначення та детектування, збереженість пестициду в стандартному розчині та в досліджуваній матриці.

Для вивчення цитотоксичності омайту використовували культури клітин нирки вівці (ПО-2) і нирки зеленої мавпи (Vero). Ступінь токсичності визначали на нефіксованих культурах під малим збільшенням мікроскопу. Враховували цілісність моношару, ступінь його ураження, характер розміщення клітинних елементів, кількість клітин з округленою цитоплазмою.

З метою вивчення впливу омайту на мітотичний режим культури клітин вирощували у пеніцилінових флаконах на накривних скельцях, які виймали після 24-, 48-, 72-, 96- і 120-годинного інкубування в термостаті. Клітини фіксували сумішшю льодяної оцтової кислоти і абсолютного етилового спирту у співвідношенні 1:3. Фіксовані клітини фарбували за загально прийнятою методикою гематоксиліном Каррачі (Белоконь В.С. и др., 1993). При мікроскопічному дослідженні враховували кількість клітин в стані мітотичної активності, наявність і характер патологічних мітозів, відношення різних фаз мітозу.

Визначення середньолетальної дози омайту для щурів за умови одноразового перорального уведення проводили згідно з методичними рекомендаціями “Токсикологічний контроль нових засобів захисту тварин” (1997). Обчислювали ЛД50 методом найменших квадратів з використанням пробіт-аналізу в модифікації В.Б. Прозоровського (1962), а похибку - методом Miller'a і Tainter'a (1944).

Токсикокінетику омайту в організмі ссавців і птиці після одноразового перорального уведення вивчали на моделі щурів і курей. Вміст залишкових кількостей пестициду в органах і тканинах через 4 години, 1; 3; 7; 14; 21 і 28 діб після уведення препарату визначали способом газорідинної хроматографії за розробленою нами методикою. Додатково, з метою вивчення шляхів виведення пестициду з організму ссавців, від щурів, після уведення їм омайту, щодоби збирали кал і сечу, які досліджували на наявність залишкових кількостей препарату.

Токсичність омайту для птиці вивчали в умовах гострого експерименту при одноразовому пероральному уведенні препарату в дозах 300 і 600 мг/кг курям породи Хайсекс білий масою тіла 800-1000 г. За птицею вели спостереження, встановлювали строки появи і характер клінічних ознак отруєння, після забою оцінювали патологоанатомічні зміни внутрішніх органів. Крім того, проби крові та печінки отруєної птиці відбирали для проведення гематологічних і біохімічних досліджень.

Для вивчення дерматотоксичності омайту використовували кролів чорно-вогняної породи масою тіла 2,5-3,3 кг. Препарат у формі 0,2 % водної і 57 % концентрат емульсії наносили на ділянку шкіри розміром 4х6 см в ділянці стегна в дозі 2 і 570 мг/кг маси тіла, відповідно. Спостереження за дослідними тваринами тривали впродовж 21 доби, при цьому враховували загальний стан піддослідних кролів, кількість корму та води, що споживались, глибину і характер уражень шкіри в місці аплікації пестициду, а також строки загибелі або видужання тварин. Кров для проведення гематологічних і біохімічних досліджень відбирали з вушної вени на 1, 3, 7 і 14 добу після аплікації омайту.

Для оцінки впливу досліджуваного пестициду на організм курей і кролів використовували наступні гематологічні тести: кількість еритроцитів визначали фотометричним методом на КФК-2 (Заболоцкий В.Т., 1965), кількість лейкоцитів підраховували у камері Горяєва, вираховували лейкоформулу (Кондрахін І.П., 1985), концентрацію загального гемоглобіну встановлювали за допомогою ацетонціангідридного методу (Строев Е.А., 1986).

З біохімічних параметрів в плазмі крові дослідних тварин визначали активність трансаміназ із використанням комерційних наборів ТОВ НВП “Філісіт-Діагностика” (Україна, 2005 р.); вміст холестерину - за методом Ілька (Клисенко И.П., 1985), а загальних ліпідів - за реакцією з сульфофосфованіліновим реактивом. Про інтенсивність процесів вільнорадикального перекисного окиснення судили за рівнем дієнових кон'югатів і малонового діальдегіду, які визначали в плазмі крові і печінці (Мешкова Н.П., 1979; Гаврилова В.Б., 1983). Активність каталази визначали за реакцією з молібдатом амонію (Королюк М.А., 1988). Для оцінки загальної антиоксидантної активності плазми використовували модельну систему, що являє собою суспензію ліпопротеїдів жовтка курячих яєць (Келебанов Г.И., 1988). Стійкість мембран еритроцитів до перекисного гемолізу визначали за методом Ягера (Jager F.C., 1968) та за реакцією з лимонною кислотою.

Вивчення персистенції омайту в об'єктах довкілля проводили в умовах приватного господарства Дергачівського району Харківської області після дворазової обробки яблунь і винограду пестицидом у дозах, рекомендованих виробником. Проби рослин і ґрунту відбирали кожні сім днів упродовж 14 тижнів. Визначення вмісту залишкових кількостей пестициду проводили способом газорідинної хроматографії за розробленою нами методикою. Всього за дослідний період було проаналізовано 44 проби ґрунту, 158 проб листя і трави та 41 пробу плодів (яблука, виноград, полуниця). Період, за який вміст залишкових кількостей омайту на рослинах зменшувався вдвічі, визначали шляхом математичної моделі кінетичного процесу першого порядку (Голубев А.А. и др., 1973).

Статистичний аналіз отриманих резулитатів проводили за допомогою редактора електронних таблиць Excel 2000.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ