Окислительный стресс у животных при воздействии циперметрина: механизмы развития и возможные риски

Работа проведена с использованием крыс линии Вистар, которым ежедневно внутрижелудочно вводили циперметрин в дозе 1/1000 ЛД50 в течение 60 и 120 суток. При этом контрольные животные получали внутрь соответствующий объем физраствора. При выведении животных из опыта брали кровь для определения количества эритроцитов, концентрации гемоглобина, глюкозы, молочной и мочевой кислот, а также общего билирубина. При исследовании эритроцитов и печени определяли биохимические показатели, характеризующие углеводный и пуриновый обмен, процессы биотрансформации ксенобиотиков, про- и антиоксидантные процессы. Длительное низкодозовое воздействие циперметрина в течение 60 суток вызывает у животных гематотоксические эффекты, усиление процессов биотрансформации ксенобиотиков и незначительную компенсаторную перестройку метаболических процессов в печени. Воздействие 1/1000 ЛД50 циперметрина в течение 120 суток кроме выше названных эффектов вызывает развитие ацидоза, усиливает прооксидантные процессы, подавляет функцию антиоксидантной системы и гексозомонофосфатного пути превращения глюкозы. Снижение активности антиоксидантной системы печени обусловлено дефицитом глутатиона вследствие активации систем биотрансформации ксенобиотиков и подавления активности глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, что в конечном итоге приводит к развитию окислительного стресса. Длительное воздействие на организм животных низких доз циперметрина вызывает гемолиз эритроцитов, лактоацидоз, активацию прооксидантных систем и угнетение функции антиоксидантной системы. Дефицит углеводов и подавление активности гексозомонофосфатного пути превращения глюкозы свидетельствуют о снижении функциональной активности печени и повышении риска иммуносупрессии.

1. Fróna, D. The Challenge of Feeding the World / D. Fróna, J. Szenderák, M. Harangi-Rákos // Sustainability. – 2019. – Vol. 11, No 20. – P. 5816.

2. Pathak, V. M. Current status of pesticide effects on environment, human health and it's ecofriendly management as bioremediation: A comprehensive review / V. M. Pathak, V. K. Verma, B. S. Rawat [et al.] // Front. Microbiol. – 2022. Vol. 13. – P. 962619. doi: 10.3389/fmicb.2022.962619.

3. Герунов Т. В. Проблема резистентности членистоногих к инсектицидным и акарицидным препаратам / Т. В. Герунов, В. И. Дорожкин, А. А. Тарасенко [и др.] // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2021. – Т. 37, № 1. – С. 91-98. doi 10.36871/vet.san.hyg.ecol.202101014.

4. Chrustek, A. Current Research on the Safety of Pyrethroids Used as Insecticides / A. Chrustek, I. Hołyńska-Iwan, I. Dziembowska [et al.] // Medicina (Kaunas). – 2018. – Vol. 54, No 4. P. – 61. doi: 10.3390/medicina54040061.

5. Ахметшина, М. Б. О противоклещевых обработках в природных биотопах / М. Б. Ахметшина, Н. И. Шашина, О. М. Германт // Пест-Менеджмент. – 2019. – Т. 112. № 4. – С. 8-11. doi: 10.25732/pm.2020.112.4.002.

6. Chauhan, R. Effect of fruit and vegetable processing on reduction of synthetic pyrethroid residues / R. Chauhan, B. Kumari, M. K. Rana // Rev. Environ. Contam. Toxicol. – 2014. – Vol. 229. – P. 89-110. doi: 10.1007/978-3-319-03777-6_5.

7. Tudi, M. Agriculture Development, Pesticide Application and Its Impact on the Environment / M. Tudi, H. Daniel Ruan, L. Wang [et al.] // Int. J. Environ. Res. Public. Health. – 2021. – Vol. 18, No 3. – P. 1112. doi: 10.3390/ijerph18031112.

8. Singh, A. K. A current review of cypermethrininduced neurotoxicity and nigrostriatal dopaminergic neurodegeneration / A. K. Singh, M. N. Tiwari, O. Prakash, M. P. Singh // Curr. Neuropharmacol. – 2012. Vol. 10, No 1. – P. 64-71. doi: 10.2174/157015912799362779.

9. Matsuo, N. Discovery and development of pyrethroid insecticides / N. Matsuo // Proc. Jpn. Acad. Ser. B. Phys. Biol. Sci. – 2019. – Vol. 95, No 7. – P. 378-400. doi: 10.2183/pjab.95.027.

10. Циперметрин: действующие вещества сельскохозяйственных инсектицидов и акарицидов // Пестициды.ru [сайт]. – 2014. – Режим доступа: https://www.pesticidy.ru/active_substance/cypermethrin (дата обращения: 02.09.2023).

11. Saillenfait, A. M. Pyrethroids: exposure and health effects – an update / A. M. Saillenfait, D. Ndiaye, J. P. Sabaté // Int. J. Hyg. Environ. Health. – 2015. – Vol. 218, No 3. – P. 281-292. doi: 10.1016/j.ijheh.2015.01.002.

12. Salimov, Y. Toxic Effects of Pesticides on Human and Animals / Y. Salimov // J. Vet. Med. Animal Sci. – 2021. – Vol. 4, No 1. – P. 1070.

13. Nieradko-Iwanicka, B. How Deltamethrin Produces Oxidative Stress in Liver and Kidney / B. Nieradko-Iwanicka, A. Borzecki // Pol. J. Environ. Stud. – 2016. – Vol. 25, No 3. – P. 1367-1371. doi: 10.15244/pjoes/61818.

14. Nathan, C. Beyond oxidative stress: an immunologist's guide to reactive oxygen species / C. Nathan, A. Cunningham-Bussel // Nat. Rev. Immunol. – 2013. – Vol. 13, No5. – P. 349-361. doi: 10.1038/nri3423.

15. Li, H. Effect of glutathione depletion on Nrf2/ ARE activation by deltamethrin in PC12 Cells / H. Li, Wu S., J. Chen [et al.] // Arh. Hig. Rada Toksikol. – 2013. – Vol. 64, No 1. – P. 87-97. doi: 10.2478/10004-1254-64-2013-2251.

16. Zolin, P. P. Postresuscitation purine metabolism disorder and its correction by ribose / P. P. Zolin, V. D. Conway // Pathophysiology. – 1998. – Vol. 5, No S1. – P. 215.

17. Buhl, M. R. Purine metabolism in ischemic kidney tissue / M. R. Buhl // Dan Med Bull. – 1982. Vol. 29, No 1. – P. 1-26.

18. Farthing, D. Effects of salicylic acid on postischaemic ventricular function and purine efflux in isolated mouse hearts / D. Farthing, L. Gehr, H.T. Karnes [et al.] // Biomarkers. – 2007. – Vol. 12, No 6. – P. 623-634. doi: 10.1080/13547500701605786.

19. Gao, B. Basic liver immunology / B. Gao // Cell Mol. Immunol. – 2016. – Vol. 13, No3. 265-266. doi: 10.1038/cmi.2016.09.

20. Kubes, P. Immune Responses in the Liver / P. Kubes, C. Jenne // Annu. Rev. Immunol. – 2018. – Vol. 36. – P. 247-277. doi: 10.1146/annurevimmunol-051116-052415.

21. Zhou, Z. Hepatocytes: a key cell type for innate immunity / Z. Zhou, M. J. Xu, B. Gao // Cell Mol. Immunol. – 2016. – Vol. 13, No 3. –P. 301-315. doi: 10.1038/cmi.2015.97.

22. Robinson, M. W. Liver immunology and its role in inflammation and homeostasis / M. W. Robinson, C. Harmon, C. O'Farrelly // Cell Mol. Immunol. 2016. – Vol. 13, No 3. – P. 267-276. doi: 10.1038/cmi.2016.3.