磺草酮對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，廣泛應用于大小麥、玉米等作物田的防除雜草。HPPD也存在于哺乳動物，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結(jié)果為低毒，但隨著該藥的推廣使用過程中在土壤中的殘留一部分被植物吸收積累后，通過食物鏈不斷傳遞、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的抑制劑對人體健康存在著潛在威脅以及對

2、生態(tài)環(huán)境的污染勢必引起人們關(guān)注。 生物體內(nèi)的酪氨酸可通過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的過程受阻。由此可見，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。 目前在國內(nèi)尚未見對磺草酮毒理學的報道，國外的相關(guān)研究亦甚少。雖然HPPD是磺草酮作用靶點，其活性強弱直接反映磺草酮的抑制作用大小。對該酶檢測方法，國外采用組織中活性氧消耗法間接定量測定其活性，但該方法難于準確定量，操作繁瑣。依據(jù)實驗室條件，本研究采用血中酪氨酸的指標反映磺草酮

4、對HPPD的抑制作用，目的在于：1，通過大鼠染毒試驗，采用血中酪氨酸指標的變化反映磺草酮對大鼠HPPD的抑制作用，試圖發(fā)現(xiàn)反映磺草酮在機體內(nèi)生物學效應的敏感性指標，為進行磺草酮接觸人群的流行病學調(diào)查觀察指標的選擇提供實驗依據(jù)。同時觀察血糖指標的變化發(fā)現(xiàn)是否因為酪氨酸水平的改變而影響大鼠的糖代謝。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)。目前國內(nèi)外還沒有磺草酮的土壤農(nóng)殘標準。因此，通過調(diào)查土壤中磺草酮

5、的殘留水平為制定該標準提供科學依據(jù)；同時補充了土壤農(nóng)殘監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為科研工作提供信息資源。 [方法] 1.大鼠染毒實驗根據(jù)磺草酮兩年大鼠慢性毒性試驗最大無作用劑量(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；染毒預實驗的低劑量設(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。分別于染毒時間第0、7、14、21、28天對各組大鼠進行采血，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，檢測不同時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。采用高效液相法檢測大鼠血中酪氨酸、磺草酮以及血糖檢測儀測定血糖。大鼠處死后取肝、腎、腎上腺等臟器病理觀察，同時計算臟體比。 2.土

7、壤殘留調(diào)查調(diào)查使用磺草酮的浙江省內(nèi)8個地區(qū)，按國標農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜產(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，多點混合(5個點)為1份土壤樣品。共采集120份土樣，同時采集種作物(玉米)10份。建立測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、測定，得出土壤及玉米中磺草酮殘留水平。 [結(jié)果]

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

9、酮，且其水平隨劑量增加而增高并具有統(tǒng)計學意義。中、高劑量組大鼠血中磺草酮濃度，隨著染毒時間延長而增加，而停藥后明顯下降。 1.3大鼠血糖水平在個別劑量組與對照組、劑量組之間存在統(tǒng)計學差異，但數(shù)值變化均在正常值范圍，也沒有顯示出各劑量組大鼠血糖水平隨著染毒時間的長短而表現(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)計意義(P＜0.01)。雌性大鼠比雄性大鼠相關(guān)性更強。 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沒有表現(xiàn)出統(tǒng)計學差異。 1.6雌、雄各劑量組與對照組比較，大鼠肝、腎、腎上腺等臟體比和病理變化沒有明顯差異。 2.磺草酮殘留水平2.1浙江省土壤中磺草酮殘留水平為0.31±0.17mg·kg-1。 2.2衢州、東陽兩地玉米中磺草酮殘留水平為0.06±0.02mg·kg

11、-1。 [結(jié)論] 1.血中酪氨酸可以作為磺草酮引起機體生物學效應的敏感性指標，用于磺草酮接觸人群的流行病學調(diào)查和亞慢性實驗終點觀察指標。 2.在實驗期間所給的各劑量磺草酮沒有引起大鼠血糖水平異常;低劑量磺草酮(0.005mg·kg-1)不會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)沒有表現(xiàn)出明顯差異。 4.浙江省土壤中磺草酮殘留水平為0.31±0.17mg·kg