混配农药中氰戊菊酯在小鼠体内的代谢和分布
作者：张增利 童建 杨淑琴 周建伟 王心如
单位：张增利 童建 杨淑琴(苏州医学院预防医学系，苏州，215007)；王心如 周建伟(南京医科大学公共卫生学院)
关键词：氰戊菊酯；混配；毒代动力学；同位素示踪；小鼠
苏州医学院学报000606 摘要 目的 了解混配农药中氰戊菊酯在小鼠体内的代谢和分布。方法 以14C-氰戊菊酯为示踪剂，静脉注射给药。给药后0.5～120min之间采9次血样，8～960min之间分别对脑、心脏、肝脏和肺脏采8次样品。样品用β闪烁计数仪测量，并换算成化学浓度。用残数法计算毒代动力学参数。结果 混配农药中的氰戊菊酯的代谢符合二室开放模型。分布相T1/2α为2.7min,消除相T1/2β为106.6min,表观分布容积为2.9L/kg,正向扩散系数k12(0.17min-1)大于逆向扩散系数k21(0.077min-1)。分布浓度肺脏中最高，其次为肝脏、心脏、脑。结论 肺脏优势参与了氰戊菊酯的代谢过程，应重视此类农药的肺脏毒性。
, http://www.100md.com
中图法分类号 R969.1；R135.1
Metabolism and Distribution of Fenvalerate Mixed with Phoxim in Mice
Zhang Zengli, Tong Jian, Yang Shuqin, et al
(Department of Preventive Medicine,Suzhou Medical College,Suzhou,215007)
Abstract Objective To investigate the metabolism and distribution of fenvalerate mixed with phoxim in mice.Methods Using 14C-Fenvalerate as tracing agent,a single dose of mixed insecticide was given intravenously to mice.During 0.5 to 120 min after the administration,nine blood samples were taken for measurement.Eight samples from brain,heart,liver and lung were also taken respectively during 8 to 960 min.The samples were measured by β-scintillation counter and expressed as ng/ml blood or ng/g tissue.The data of blood samples were analyzed by residual method for the estimation of toxicokinetic parameters.Results The toxicokinetics of fenvalerate mixed phoxim was fitted to the two-compartment model with distribution phase T1/2α of 2.7 min,elimination phase T1/2β of 106.6 min and apparent volume of distribution of 2.9 L/kg.The k12(0.17min-1) was greater than k21(0.077min-1).The highest concentration of fenvalerate residues was found in the lung,followed by the liver,heart and brain.Conclusion The lung is involved in fenvalerate metabolism which suggested the importance of pulmonal toxicity induced by the insecticide.
, 百拇医药
Key words mixed;fenvalerate;toxicokinetics;isotope tracing;mice
快杀磷和辛棉宝是目前较常用的混配农药，都由辛硫磷和除虫菊酯类农药混合而成。除虫菊酯类农药氰戊菊酯在机体内的代谢已有研究[1]，但与有机磷类农药混配后的体内代谢与分布尚未见报道。本文采用同位素示踪技术，研究了氰戊菊酯与辛硫磷等毒配比后在小鼠体内的代谢和分布，为阐明混配农药的毒作用机理提供基础资料。
1 材料和方法
1.1 材料 农药14C-氰戊菊酯苯溶液由中科院上海原子核研究所合成，放化纯度>95%，放射性比活度1495.5kBq/mg。实验前以注射用水稀释，每次均用新配制的溶液。辛硫磷和氰戊菊酯均购自江苏省溧阳农药厂，化学纯度>95%，临用前以吐温-80搅匀，再加注射用水制成乳液。雄性健康昆明种小鼠36只，体重20±2g,随机分为12组。
, 百拇医药
1.2 方法 小鼠尾静脉注射氰戊菊酯+辛硫磷，剂量为1/12LD50+0.625μ Ci14C-氰戊菊酯。给药后分别在0.5、1、2、4、8、15、30、60、120min各对1组小鼠摘除眼球取血(0.05ml)，分别在8、15、30、60、120、240、480、960min取肺脏、心脏、肝脏、脑各50mg。血、脏器组织加0.1ml高氯酸和0.2ml双氧水在80℃水浴中1h，冷却后加入闪烁液(3gPPO+500ml甲苯)做均相测量[2]。用瑞典WALLAC 1415型液闪仪测定放射性。化学量=(样品中DPM-本底值)/(探测效率×标记物比放射性)。
对测定数据求每组动物的平均数。血中各时间点数据按残数法[3]拟合其曲线方程，并计算动力学参数。用曲线方程计算各时间点的理论值，作理论值与实测值的拟合度检验[4]。
2 结果
, 百拇医药
2.1 血液中氰戊菊酯浓度的时间变化 给药后不同时间测得的浓度见表1，血中14C-氰戊菊酯浓度-时间半对数曲线见图1。
代谢过程符合二室开放模型，其中血药浓度-时间函数的解析表达式为Ct=650.13 e-0.26t+249.57e-0.0065t。理论值与实测值经拟合度检验，R2=0.86。分布相线斜率α为0.26，清除相线斜率β为0.0065，分布相半衰期(T1-2α)为2.67min-1，清除相半衰期(T1-2β)为106.6min-1，正向分布常数(k12)为0.17，反向分布常数(k21)为0.77，中央室清除的速率常数(k10)为0.022，表观分布容积(Vd)为2.902L/kg,血浓度-时间曲线下面积(AUC)为40879ng.min/ml,总廓清率(TBCL)为18.88ml/min.kg-1。
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时间(min)
图1 小鼠血液中氰戊菊酯浓度-时间曲线
2.2 体内分布 脏器中氰戊菊酯浓度的时间变化见表2。各脏器中14C-氰戊菊酯浓度-时间的半对数曲线见图2。
表1 不同时间小鼠血液中氰戊菊酯含量(ng/ml,
±s) 时间(min)
0.5
1
2
4
8
, 百拇医药
15p
30
60
120
实测值
1447±406
548±105
568±212
430±67
334±63
240±141
202±48
157±42
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118±35
理论值
819.64
749.24
632.86
472.96
318.15
239.55
205.62
168.97
114.41
表2 不同时间小鼠体内各脏器中氰戊菊酯含量(ng/g,±s) 时间(min)
, 百拇医药
8
15
30
60
120
240
480
960
心脏
112±65
77±8
237±99
126±21
, http://www.100md.com
122±51
78±14
49±0.06
43±3
脑
47±14
48±31
59±19
44±9
36±5
30±5
28±2
23±5
, 百拇医药
肝脏
660±302
923±497
1427±945
1384±1074
2136±681
1052±106
780±196
300±129
肺脏
4466±2465
10822±1421
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11021±7885
5018±3922
11311±3615
3295±2119
1994±307
342±206
由图中可看出，心脏和脑中氰戊菊酯达最高浓度的时间为30min，而肺脏和肝达最高浓度的时间为120min。肺脏中分布浓度最高，其次为肝脏、心脏、脑。
3 讨论
随着混配农药的使用逐渐增多，有机磷与拟除虫菊酯类混合中毒也越来越常见。它引起的中毒临床表现重，病死率高。贺全仁认为有机磷抑制拟除虫菊酯的代谢而加强其毒作用是其机理之一[5]。而贺锡雯[6]认为，拟除虫菊酯和有机磷类农药的混配可能加速彼此的代谢。因此，研究其混配后的代谢分布对于临床救治有重要意义。
, 百拇医药
本实验发现，混配农药中的氰戊菊酯进入小鼠体内后，以极快的速度分布入各组织，呈现二室模型。正向转运速率常数k12大于逆向转运速率常数k21，表观分布容积为2.902 L/kg。由于小鼠血液仅占其体重的8.3%。表明氰戊菊酯大部分在组织中蓄积。
时间(min)
图2 小鼠组织中氰戊菊酯浓度-时间曲线
本实验结果说明，氰戊菊酯与有机磷混配后，可以通过血脑屏障。动物的急性中毒表现为中枢神经症状。但脑组织中浓度不高，其毒作用机理值得进一步研究。
一般认为，氰戊菊酯主要在哺乳动物肝脏水解和氧化[7]。张伟华发现氰戊菊酯可以诱导大鼠肝P4502B1/2B2，从而促进自身的代谢[8]。由图2可看出，氰戊菊酯在体内分布以肺脏较高，是肝脏的5.3倍。这种现象在以前的文献中未见报道。体外实验曾发现除虫菊酯类农药可以被羧基酯酶水解[9]，而肺脏内有较高的羧基酯酶[10]，提示肺脏也参加了氰戊菊酯的水解代谢。因此应重视此类混配农药的肺脏毒性。
, 百拇医药
江苏省重点实验室开放基金资助课题)
参考文献
[1] 龚梓初，林惠芬，金锡鹏，等.14C-杀灭菊酯在动物体内的毒物动力学研究.中华预防医学杂志，1990，24(5)∶277
[2] 朱寿彭，张澜生.医用同位素示踪技术.北京∶原子能出版社，1989∶108
[3] 刘毓谷.卫生毒理学基础.北京∶人民卫生出版社，1996∶34
[4] 金丕焕.医用统计方法学.上海∶上海医科大学出版社，1997∶134
[5] 贺全仁，聂星湖.拟除虫菊酯类农药的临床毒理学研究现状.中国工业医学杂志，1997，10(1)∶46
, 百拇医药
[6] 贺锡雯，吕 京.有机磷类和拟除虫菊酯类农药的神经毒作用机理.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)∶89
[7] 夏元洵.化学物质毒性全书.上海∶上海科学技术文献出版社，1991∶649
[8] 张伟华，贺锡雯.氰戊菊酯可诱导大鼠肝脏P4502B1/2B2.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)∶125
[9] Leng G,Lewalter J,Rohrig B,et al.The influence of individual susceptibility in pyrethroid exposure.Toxicol Lett,1999,107(1～3)∶123
[10] 王青定，陈惠琼，李凤珍，等.有机磷化合物解毒酶在人体组织中的分布.卫生毒理学杂志，1997，11(1)∶40
(2000年3月21日收稿), 百拇医药
单位：张增利 童建 杨淑琴(苏州医学院预防医学系，苏州，215007)；王心如 周建伟(南京医科大学公共卫生学院)
关键词：氰戊菊酯；混配；毒代动力学；同位素示踪；小鼠
苏州医学院学报000606 摘要 目的 了解混配农药中氰戊菊酯在小鼠体内的代谢和分布。方法 以14C-氰戊菊酯为示踪剂，静脉注射给药。给药后0.5～120min之间采9次血样，8～960min之间分别对脑、心脏、肝脏和肺脏采8次样品。样品用β闪烁计数仪测量，并换算成化学浓度。用残数法计算毒代动力学参数。结果 混配农药中的氰戊菊酯的代谢符合二室开放模型。分布相T1/2α为2.7min,消除相T1/2β为106.6min,表观分布容积为2.9L/kg,正向扩散系数k12(0.17min-1)大于逆向扩散系数k21(0.077min-1)。分布浓度肺脏中最高，其次为肝脏、心脏、脑。结论 肺脏优势参与了氰戊菊酯的代谢过程，应重视此类农药的肺脏毒性。
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中图法分类号 R969.1；R135.1
Metabolism and Distribution of Fenvalerate Mixed with Phoxim in Mice
Zhang Zengli, Tong Jian, Yang Shuqin, et al
(Department of Preventive Medicine,Suzhou Medical College,Suzhou,215007)
Abstract Objective To investigate the metabolism and distribution of fenvalerate mixed with phoxim in mice.Methods Using 14C-Fenvalerate as tracing agent,a single dose of mixed insecticide was given intravenously to mice.During 0.5 to 120 min after the administration,nine blood samples were taken for measurement.Eight samples from brain,heart,liver and lung were also taken respectively during 8 to 960 min.The samples were measured by β-scintillation counter and expressed as ng/ml blood or ng/g tissue.The data of blood samples were analyzed by residual method for the estimation of toxicokinetic parameters.Results The toxicokinetics of fenvalerate mixed phoxim was fitted to the two-compartment model with distribution phase T1/2α of 2.7 min,elimination phase T1/2β of 106.6 min and apparent volume of distribution of 2.9 L/kg.The k12(0.17min-1) was greater than k21(0.077min-1).The highest concentration of fenvalerate residues was found in the lung,followed by the liver,heart and brain.Conclusion The lung is involved in fenvalerate metabolism which suggested the importance of pulmonal toxicity induced by the insecticide.
, 百拇医药
Key words mixed;fenvalerate;toxicokinetics;isotope tracing;mice
快杀磷和辛棉宝是目前较常用的混配农药，都由辛硫磷和除虫菊酯类农药混合而成。除虫菊酯类农药氰戊菊酯在机体内的代谢已有研究[1]，但与有机磷类农药混配后的体内代谢与分布尚未见报道。本文采用同位素示踪技术，研究了氰戊菊酯与辛硫磷等毒配比后在小鼠体内的代谢和分布，为阐明混配农药的毒作用机理提供基础资料。
1 材料和方法
1.1 材料 农药14C-氰戊菊酯苯溶液由中科院上海原子核研究所合成，放化纯度>95%，放射性比活度1495.5kBq/mg。实验前以注射用水稀释，每次均用新配制的溶液。辛硫磷和氰戊菊酯均购自江苏省溧阳农药厂，化学纯度>95%，临用前以吐温-80搅匀，再加注射用水制成乳液。雄性健康昆明种小鼠36只，体重20±2g,随机分为12组。
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1.2 方法 小鼠尾静脉注射氰戊菊酯+辛硫磷，剂量为1/12LD50+0.625μ Ci14C-氰戊菊酯。给药后分别在0.5、1、2、4、8、15、30、60、120min各对1组小鼠摘除眼球取血(0.05ml)，分别在8、15、30、60、120、240、480、960min取肺脏、心脏、肝脏、脑各50mg。血、脏器组织加0.1ml高氯酸和0.2ml双氧水在80℃水浴中1h，冷却后加入闪烁液(3gPPO+500ml甲苯)做均相测量[2]。用瑞典WALLAC 1415型液闪仪测定放射性。化学量=(样品中DPM-本底值)/(探测效率×标记物比放射性)。
对测定数据求每组动物的平均数。血中各时间点数据按残数法[3]拟合其曲线方程，并计算动力学参数。用曲线方程计算各时间点的理论值，作理论值与实测值的拟合度检验[4]。
2 结果
, 百拇医药
2.1 血液中氰戊菊酯浓度的时间变化 给药后不同时间测得的浓度见表1，血中14C-氰戊菊酯浓度-时间半对数曲线见图1。
代谢过程符合二室开放模型，其中血药浓度-时间函数的解析表达式为Ct=650.13 e-0.26t+249.57e-0.0065t。理论值与实测值经拟合度检验，R2=0.86。分布相线斜率α为0.26，清除相线斜率β为0.0065，分布相半衰期(T1-2α)为2.67min-1，清除相半衰期(T1-2β)为106.6min-1，正向分布常数(k12)为0.17，反向分布常数(k21)为0.77，中央室清除的速率常数(k10)为0.022，表观分布容积(Vd)为2.902L/kg,血浓度-时间曲线下面积(AUC)为40879ng.min/ml,总廓清率(TBCL)为18.88ml/min.kg-1。
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时间(min)
图1 小鼠血液中氰戊菊酯浓度-时间曲线
2.2 体内分布 脏器中氰戊菊酯浓度的时间变化见表2。各脏器中14C-氰戊菊酯浓度-时间的半对数曲线见图2。
表1 不同时间小鼠血液中氰戊菊酯含量(ng/ml,
±s) 时间(min)0.5
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实测值
1447±406
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334±63
240±141
202±48
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118±35
理论值
819.64
749.24
632.86
472.96
318.15
239.55
205.62
168.97
114.41
表2 不同时间小鼠体内各脏器中氰戊菊酯含量(ng/g,
±s) 时间(min), 百拇医药
8
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心脏
112±65
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脑
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肝脏
660±302
923±497
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肺脏
4466±2465
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11021±7885
5018±3922
11311±3615
3295±2119
1994±307
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由图中可看出，心脏和脑中氰戊菊酯达最高浓度的时间为30min，而肺脏和肝达最高浓度的时间为120min。肺脏中分布浓度最高，其次为肝脏、心脏、脑。
3 讨论
随着混配农药的使用逐渐增多，有机磷与拟除虫菊酯类混合中毒也越来越常见。它引起的中毒临床表现重，病死率高。贺全仁认为有机磷抑制拟除虫菊酯的代谢而加强其毒作用是其机理之一[5]。而贺锡雯[6]认为，拟除虫菊酯和有机磷类农药的混配可能加速彼此的代谢。因此，研究其混配后的代谢分布对于临床救治有重要意义。
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本实验发现，混配农药中的氰戊菊酯进入小鼠体内后，以极快的速度分布入各组织，呈现二室模型。正向转运速率常数k12大于逆向转运速率常数k21，表观分布容积为2.902 L/kg。由于小鼠血液仅占其体重的8.3%。表明氰戊菊酯大部分在组织中蓄积。
时间(min)
图2 小鼠组织中氰戊菊酯浓度-时间曲线
本实验结果说明，氰戊菊酯与有机磷混配后，可以通过血脑屏障。动物的急性中毒表现为中枢神经症状。但脑组织中浓度不高，其毒作用机理值得进一步研究。
一般认为，氰戊菊酯主要在哺乳动物肝脏水解和氧化[7]。张伟华发现氰戊菊酯可以诱导大鼠肝P4502B1/2B2，从而促进自身的代谢[8]。由图2可看出，氰戊菊酯在体内分布以肺脏较高，是肝脏的5.3倍。这种现象在以前的文献中未见报道。体外实验曾发现除虫菊酯类农药可以被羧基酯酶水解[9]，而肺脏内有较高的羧基酯酶[10]，提示肺脏也参加了氰戊菊酯的水解代谢。因此应重视此类混配农药的肺脏毒性。
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江苏省重点实验室开放基金资助课题)
参考文献
[1] 龚梓初，林惠芬，金锡鹏，等.14C-杀灭菊酯在动物体内的毒物动力学研究.中华预防医学杂志，1990，24(5)∶277
[2] 朱寿彭，张澜生.医用同位素示踪技术.北京∶原子能出版社，1989∶108
[3] 刘毓谷.卫生毒理学基础.北京∶人民卫生出版社，1996∶34
[4] 金丕焕.医用统计方法学.上海∶上海医科大学出版社，1997∶134
[5] 贺全仁，聂星湖.拟除虫菊酯类农药的临床毒理学研究现状.中国工业医学杂志，1997，10(1)∶46
, 百拇医药
[6] 贺锡雯，吕 京.有机磷类和拟除虫菊酯类农药的神经毒作用机理.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)∶89
[7] 夏元洵.化学物质毒性全书.上海∶上海科学技术文献出版社，1991∶649
[8] 张伟华，贺锡雯.氰戊菊酯可诱导大鼠肝脏P4502B1/2B2.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)∶125
[9] Leng G,Lewalter J,Rohrig B,et al.The influence of individual susceptibility in pyrethroid exposure.Toxicol Lett,1999,107(1～3)∶123
[10] 王青定，陈惠琼，李凤珍，等.有机磷化合物解毒酶在人体组织中的分布.卫生毒理学杂志，1997，11(1)∶40
(2000年3月21日收稿), 百拇医药