磺草酮對(duì)大鼠血中酪氨酸水平的影響及其土壤殘留調(diào)查.pdf

1、[目的] 磺草酮是一種抑制植物中4-羥苯丙酮酸酯二氧酶(HPPD)的新型三酮類除草劑，廣泛應(yīng)用于大小麥、玉米等作物田的防除雜草。HPPD也存在于哺乳動(dòng)物，參與體內(nèi)酪氨酸的分解代謝。雖然磺草酮的亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)結(jié)果為低毒，但隨著該藥的推廣使用過(guò)程中在土壤中的殘留一部分被植物吸收積累后，通過(guò)食物鏈不斷傳遞、累積，轉(zhuǎn)移到人體：另一部分則隨地表徑流和地下滲水，污染水域。因此，磺草酮作為HPPD的抑制劑對(duì)人體健康存在著潛在威脅以及對(duì)

2、生態(tài)環(huán)境的污染勢(shì)必引起人們關(guān)注。 生物體內(nèi)的酪氨酸可通過(guò)兩條途徑影響糖代謝。其一，酪氨酸經(jīng)酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶催化生成4-羥苯基丙酮酸(HPPA)，進(jìn)一步脫羧形成尿黑酸(HGA)，后者分解為乙酰乙酸輔酶A和延胡索酸，進(jìn)入三羧酸循環(huán)。其二，酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶催化生成3，4二羥苯丙氨酸(DOPA)，經(jīng)多巴脫羧酶催化生成多巴胺。多巴胺在多巴胺β-羥化酶(DBH)催化下使碳原子羥化，生成去甲腎上腺素，而后甲基化生成腎上腺素。HPPD能夠?qū)

3、PPA加氧轉(zhuǎn)化為HGA。由于磺草酮抑制了HPPD，使HPPA轉(zhuǎn)化為HGA的過(guò)程受阻。由此可見(jiàn)，磺草酮主要影響了酪氨酸第一條代謝途徑，即磺草酮的毒性通路。 目前在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)對(duì)磺草酮毒理學(xué)的報(bào)道，國(guó)外的相關(guān)研究亦甚少。雖然HPPD是磺草酮作用靶點(diǎn)，其活性強(qiáng)弱直接反映磺草酮的抑制作用大小。對(duì)該酶檢測(cè)方法，國(guó)外采用組織中活性氧消耗法間接定量測(cè)定其活性，但該方法難于準(zhǔn)確定量，操作繁瑣。依據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，本研究采用血中酪氨酸的指標(biāo)反映磺草酮

4、對(duì)HPPD的抑制作用，目的在于：1，通過(guò)大鼠染毒試驗(yàn)，采用血中酪氨酸指標(biāo)的變化反映磺草酮對(duì)大鼠HPPD的抑制作用，試圖發(fā)現(xiàn)反映磺草酮在機(jī)體內(nèi)生物學(xué)效應(yīng)的敏感性指標(biāo)，為進(jìn)行磺草酮接觸人群的流行病學(xué)調(diào)查觀察指標(biāo)的選擇提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。同時(shí)觀察血糖指標(biāo)的變化發(fā)現(xiàn)是否因?yàn)槔野彼崴降母淖兌绊懘笫蟮奶谴x。2，磺草酮在土壤中殘留水平直接影響其在農(nóng)產(chǎn)品中的蓄積程度，與人體暴露量密切相關(guān)。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有磺草酮的土壤農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)。因此，通過(guò)調(diào)查土壤中磺草酮

5、的殘留水平為制定該標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)；同時(shí)補(bǔ)充了土壤農(nóng)殘監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為科研工作提供信息資源。 [方法] 1.大鼠染毒實(shí)驗(yàn)根據(jù)磺草酮兩年大鼠慢性毒性試驗(yàn)最大無(wú)作用劑量(NOAEL)結(jié)果推算的人每日容許攝入量(ADI)0.005mg·kg-1設(shè)為低劑量組；染毒預(yù)實(shí)驗(yàn)的低劑量設(shè)為高劑量組。中劑量組按10倍間距設(shè)定，即對(duì)照組：0.0mg·kg-1；低劑量組：0.005mg·kg-1；中劑量組：0.05mg·kg-1；高劑量組：

6、0.5mg·kg-1。每組大鼠數(shù)量28只，雌、雄各半。灌胃法給予大鼠28天染毒試驗(yàn)。分別于染毒時(shí)間第0、7、14、21、28天對(duì)各組大鼠進(jìn)行采血，并在第28天每組各處死雌、雄一半大鼠，剩余大鼠停止給藥，繼續(xù)觀察，在第35、42天采血，檢測(cè)不同時(shí)間和劑量染毒以及停藥后大鼠血中酪氨酸、磺草酮和血糖指標(biāo)。采用高效液相法檢測(cè)大鼠血中酪氨酸、磺草酮以及血糖檢測(cè)儀測(cè)定血糖。大鼠處死后取肝、腎、腎上腺等臟器病理觀察，同時(shí)計(jì)算臟體比。 2.土

7、壤殘留調(diào)查調(diào)查使用磺草酮的浙江省內(nèi)8個(gè)地區(qū)，按國(guó)標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求(GB/T18407.1-2001)中采樣原則采集耕層土壤，深度0-20cm，多點(diǎn)混合(5個(gè)點(diǎn))為1份土壤樣品。共采集120份土樣，同時(shí)采集種作物(玉米)10份。建立測(cè)定土壤中磺草酮高效液相法，包括樣品前處理、色譜條件選擇、線性范圍與回歸方程、方法的回收率、精密度及檢出限。樣品的提取、凈化、測(cè)定，得出土壤及玉米中磺草酮?dú)埩羲健?[結(jié)果]

8、 1.染毒實(shí)驗(yàn) 1.1不同染毒時(shí)間的中、高劑量組大鼠血中酪氨酸水平均高于對(duì)照組且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)酪氨酸均值隨著低、中、高劑量組依次增加亦具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。中、高劑量組大鼠血中酪氨酸濃度，前21天隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而增加，此后保持平穩(wěn)，第42天的測(cè)定值(停藥第14天)顯示，酪氨酸濃度開(kāi)始下降，但仍高于對(duì)照組。 1.2低劑量組和對(duì)照組相同，大鼠血中磺草酮水平均低于測(cè)定方法的檢出限。中、高劑量組大鼠血中則能檢測(cè)到磺草

9、酮，且其水平隨劑量增加而增高并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。中、高劑量組大鼠血中磺草酮濃度，隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而增加，而停藥后明顯下降。 1.3大鼠血糖水平在個(gè)別劑量組與對(duì)照組、劑量組之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但數(shù)值變化均在正常值范圍，也沒(méi)有顯示出各劑量組大鼠血糖水平隨著染毒時(shí)間的長(zhǎng)短而表現(xiàn)出有規(guī)律的變化。 1.4染毒第7天至28天的中、高劑量組大鼠血中酪氨酸水平隨著磺草酮增加而增高，呈現(xiàn)出一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，磺草酮與酪氨酸之間存在著正

10、相關(guān)關(guān)系并具有統(tǒng)計(jì)意義(P＜0.01)。雌性大鼠比雄性大鼠相關(guān)性更強(qiáng)。 1.5在性別上，雌、雄大鼠血中酪氨酸、磺草酮和血糖的變化走勢(shì)沒(méi)有表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 1.6雌、雄各劑量組與對(duì)照組比較，大鼠肝、腎、腎上腺等臟體比和病理變化沒(méi)有明顯差異。 2.磺草酮?dú)埩羲?.1浙江省土壤中磺草酮?dú)埩羲綖?.31±0.17mg·kg-1。 2.2衢州、東陽(yáng)兩地玉米中磺草酮?dú)埩羲綖?.06±0.02mg·kg

11、-1。 [結(jié)論] 1.血中酪氨酸可以作為磺草酮引起機(jī)體生物學(xué)效應(yīng)的敏感性指標(biāo)，用于磺草酮接觸人群的流行病學(xué)調(diào)查和亞慢性實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)觀察指標(biāo)。 2.在實(shí)驗(yàn)期間所給的各劑量磺草酮沒(méi)有引起大鼠血糖水平異常;低劑量磺草酮(0.005mg·kg-1)不會(huì)影響大鼠酪氨酸的正常水平。 3.酪氨酸、磺草酮的水平在雌、雄大鼠體內(nèi)沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。 4.浙江省土壤中磺草酮?dú)埩羲綖?.31±0.17mg·kg