Аннотация
Пестициды на основе фосфорорганических соединений (ФОС) широко используются в сельском хозяйстве по всему миру, что сопряжено с риском острых и хронических отравлений человека. В целом токсическое воздействие ФОС на организм млекопитающих достаточно хорошо изучено, однако многие детали этиологии срочных и отдаленных последствий интоксикации требуют дополнительного внимания. Цель исследования – оценка биохимических показателей крови и мочи крыс, наряду с патоморфологическими и ультраструктурными изменениями почек, в динамике после острого отравления экспериментальных животных О-О-диэтил-О-(4-нитрофенил)фосфатом (этил-параоксон, ДНФФ).
Исследование выполнено на белых аутбредных крысах-самцах Rattus norvegicus, массой 200-250 г. ДНФФ в дозе ЛД50 животным экспериментальных групп вводили однократно. Образцы сыворотки крови и мочи для биохимического анализа и тканей почек для морфологического исследования отбирали через сутки, 3 и 7 суток после отравления. Оценивали суточный диурез и удельный вес мочи, в сыворотке крови и в моче – содержание билирубина, общего белка, глюкозы, рН, креатинина, альбумина, D-3-гидроксибутирата и мочевой кислоты. Описывали патоморфологические изменения в тканях почек.
В сыворотке крови крыс при воздействии ДНФФ наблюдается снижение альбумина, повышение концентрации мочевой кислоты, глюкозы и D-3-гидроксибутирата. Отмечено снижение объема суточного диуреза и рН мочи, при одновременном увеличении ее удельного веса. Выявлено повреждение эпителиальных клеток проксимальных извитых канальцев почек через сутки и увеличение толщины гломерулярных базальных мембран через 7 суток после воздействия.
Однократное введение сублетальных доз ДНФФ оказывает нефротоксический эффект, проявляющийся в изменении соответствующих биохимических показателей крови, мочи и морфологических показателей тканей почек. Наиболее выраженные изменения биохимических показателей зарегистрированы через сутки после воздействия ДНФФ и свидетельствуют о снижении выделительной способности почек и развитии метаболического кетоацидоза. Утолщение гломерулярных базальных мембран через 7 суток после воздействия указывает на предпосылки к формированию отставленной патологии.
Литература
Solomon KR, Williams WM, Mackay D, Purdy J, Giddings JM, Giesy JP (2014) Properties and uses of chlorpyrifos in the United States. Rev Environ Contam Toxicol 231:13–34. https://doi.org/10.1007/978-3-319-03865-0_2
Leonel Javeres MN, Raza S, Judith N, Anwar F, Habib R, Batool S, Nurulain SM (2020) Mixture of organophosphates chronic exposure and pancreatic dysregulations in two different population samples. Front Public Health 8:534902. https://doi.org/10.3389/fpubh.2020.534902
Farkhondeh T, Mehrpour O, Buhrmann C, Pourbagher-Shahri AM, Shakibaei M, Samarghandian S (2020) Organophosphorus compounds and mapk signaling pathways. Int J Mol Sci 21:42–58. https://doi.org/10.3390/ijms21124258
Goncharov NV, Nadeev AD, Jenkins RO, Avdonin PV (2017) Markers and biomarkers of endothelium: when something is rotten in the state. Oxidat Med Cel Longev 2017:9759735. https://doi.org/10.1155/2017/9759735
Sobolev VE, Jenkins RO, Goncharov NV (2017) Sulfated glycosaminoglycans in bladder tissue and urine of rats after acute exposure to paraoxon and cyclophosphamide. Exp Toxicol Pathol 69(6):339–347. https://doi.org/10.1016/j.etp.2017.02.007
Ubaid Ur Rahman H, Asghar W, Nazir W, Sandhu MA, Ahmed A, Khalid N (2021) A comprehensive review on chlorpyrifos toxicity with special reference to endocrine disruption: Evidence of mechanisms, exposures and mitigation strategies. Sci Total Environ 755(Pt 2):142649. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142649
Tsai YH, Lein PJ (2021) Mechanisms of organophosphate neurotoxicity. Curr Opin Toxicol 26:49–60. https://doi.org/10.1016/j.cotox.2021.04.002
Прозоровский ВБ, Скопичев ВГ (2004) Дистантное действие в патогенезе отравлений фосфороорганическими соединениями. Обзоры по клин фармакол и лек терапии 3:56–67. [Prozorovskij VB, Skopichev VG (2004) Distant action in the pathogenesis of poisoning with organospore compounds. Obzory po klin farmakol i lek terapii 3:56–67. (In Russ)].
Cavari Y, Landau D, Leibson T, Lazar I (2013) Organophosphate poisoning-induced acute renal failure. Pediatric emergency care 29:646–647. https://doi.org/10.1097/PEC.0b013e31828e9e45
Kaya Y, Bas O, Hanci H, Cankaya S, Nalbant I, Odaci E, Uydu HA, Aslan A (2018) Acute renal involvement in organophosphate poisoning: histological and immunochemical investigations. Ren Fail 40:410–415. https://doi.org/10.1080/0886022X.2018.1489289
Sobolev VE, Korf EA, Goncharov NV (2019) The rat (Rattus norvegicus) as a model object for acute organophosphate poisoning. 5. morphofunctional alterations in kidneys. J Evol Biochem Physiol 55(4):302–312. https://doi.org/10.1134/S0022093019040069
Salehi M, Jafari M, Asgari A, Salimian M, Abbasnezhad M (2016) Strain-related differences on response of liver and kidney antioxidant defense system in two rat strains following diazinon exposure. Zahedan J Res Med Sci 18: 5988. https://doi.org/10.17795/zjrms-5988
Chung YL, Hou YC, Wang IK, Lu KC, Yen TH (2021) Organophosphate pesticides and new-onset diabetes mellitus: From molecular mechanisms to a possible therapeutic perspective. World J Diabetes 12(11):1818–1831. https://doi.org/10.4239/wjd.v12.i11.1818. PMID: 34888010
Rambabu L, Megson IL, Eddleston M (2020) Does oxidative stress contribute to toxicity in acute organophosphorus poisoning? - a systematic review of the evidence Clin Toxicol (Phila) 58:437–452. https://doi.org/10.1080/15563650.2019.1693589
Nurulain SM, Ojha S, Tekes K, Shafiullan M, Kalasz H, Adem A (2015) Efficacy of N-acetylcysteine, glutathione, and ascorbic acid in acute toxicity of paraoxon to wistar rats: survival study. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2015:329306. https://doi.org/10.1155/2015/329306
Sumathi ME, Kumar SH, Shashidhar KN, Takkala N (2014) Prognostic significance of various biochemical parameters in acute organophosphorus poisoning. Toxicol Int 21:167–171. https://doi.org/10.4103/0971-6580.139800
Паликов ВА, Терехов СС, Паликова ЮА, Хохлова ОН, Казаков ВА, Дьяченко ИА, Пантелеев СВ, Мокрушина ЮА, Кнорре ВД, Шамборант ОГ, Смирнов ИВ, Габибов АГ (2018) Мышиная модель для оценки субхронической токсичности фосфорорганических пестицидов. ACTA NATURAE 10:125–128. [Palikov VA, Terekhov SS, Palikova YUA, Hohlova ON, Kazakov VA, D'yachenko IA, Panteleev SV, Mokrushina YUA, Knorre VD, SHamborant OG, Smirnov IV, Gabibov AG (2018) Mouse model for evaluation of subchronic toxicity of organophosphate pesticides. ACTA NATURAE 10:125–128. (In Russ)].
Goncharov NV, Terpilowski MA, Shmurak VI, Belinskaya DA, Avdonin PV (2019) The rat (Rattus norvegicus) as a model object for acute organophosphate poisoning. 1. biochemical aspects. J Evol Biochem Physiol 55(2):112–123. https://doi.org/10.1134/S0022093019020042
Kuznetsov SV, Goncharov NV (2019) The rat (Rattus norvegicus) as a model object for acute organophosphate poisoning. 3. Cardiorespiratory indices. J Evol Biochem Physiol 55(3):239–243. https://doi.org/10.1134/S0022093019030104
Sobolev VE, Shmurak VI, Goncharov NV (2019) The rat (Rattus norvegicus) as a model object for acute organophosphate poisoning. 4. m1-cholinoreceptors and esterase activity in brain homogenates. J Evol Biochem Physiol 55(3):244–248. https://doi.org/10.1134/S0022093019030116
Eshbach ML, Weisz OA (2017) Receptor-mediated endocytosis in the proximal tubule. Annu Rev Physiol 79:425–448. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-022516-034234
Christensen EI, Birn H, Storm T, Wever K, Nielsen R (2012) Endocytic receptors in the renal proximal tubule. Int Union Physiol Sci. Am Physiol Soc 4:223–236. https://doi.org/10.1152/physiol.00022.2012
Massoud A, Allah MS, Dahran NA, Nasr NE, El-Fkharany I, Ahmed MS, Alsharif KF, Elmahallawy EK, Derbalah A (2022) Toxicological effects of malathion at low dose on wister male rats with respect to biochemical and histopathological alterations. Front Environ Sci 10:860359. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.860359
Колесниченко ИП, Долго-Сабурова ИС, Сомова ТВ (1992) Изменения биохимического состава цереброспинальной жидкости при остром отравлении карбофосом. Ж невропатол психиатр им СС Корсакова 92(2):95–99. [Kolesnichenko IP, Dolgo-Saburova IS, Somova TV (1992) Changes in the biochemical composition of cerebrospinal fluid in acute carbophos poisoning. Zh Nevropatol Psikhiatr Im S S Korsakova. 92(2):95–99. (In Russ)]
Belinskaia DA, Voronina PA, Shmurak VI, Jenkins RO, Goncharov NV (2021) Serum albumin in health and disease: esterase, antioxidant, transporting and signaling properties. Int J Mol Sci 22(19):10318. https://doi.org/10.3390/ijms221910318
Belinskaia DA, Voronina PA, Goncharov NV (2021) Integrative role of albumin: evolutionary, biochemical and pathophysiological aspects. J Evol Biochem Physiol 57(6):1419–1448. https://doi.org/10.1134/S002209302106020X
Eid RA (2017) Apoptosis of rat renal cells by organophosphate pesticide, quinalphos: ultrastructural study. Saudi journal of kidney diseases and transplantation: an official publication of the Saudi Center for Organ Transplantation 28:725–736.
Slyne J, Slattery C, McMorrow T, Ryan MP (2015) New developments concerning the proximal tubule in diabetic nephropathy: in vitro models and mechanisms. Nephrol Dial Transplant 30:60–67. https://doi.org/10.1093/ndt/gfv264
Chung YL, Hou YC, Wang IK, Lu KC, Yen TH (2021) Organophosphate pesticides and new-onset diabetes mellitus: From molecular mechanisms to a possible therapeutic perspective. World J Diabetes 12(11):1818–1831. https://dx.doi.org/10.4239/wjd.v12.i11.1818
Lee YJ, Lee YJ, Han HJ (2007) Regulatory mechanisms of Na+/glucose cotransporters in renal proximal tubule cells. Kidney International. 72:S27–S35. https://doi.org/10.1038/sj.ki.5002383
Tiwari S, Sing RS, Li L, Tsukerman S, Godbole M, Pandey G, Ecelbarger CM (2013) Deletion of the insulin receptor in the proximal tubule promotes hyperglycemia. J Am Soc Nephrol 24:1209–1214. https://doi.org/10.1681/ASN.2012060628
Mather A, Pollock C (2011) Glucose handling by the kidney. Kidney Int 79(Suppl 120):S1–S6. https://doi.org/10.1038/ki.2010.509
Akyildiz BN, Kondolot M, Kurtoglu S, Akin L (2009) Organophosphate intoxication presenting as diabetic keto-acidosis. Ann Trop Paediatr 29:155–158. https://doi.org/10.1179/146532809X440789
Swaminathan K, Sundaram M, Prakash P, Subbiah S (2013) Diabetic ketoacidosis: an uncommon manifestation of pesticide poisoning. Diabetes Care 36:e4. https://doi.org/10.2337/dc12-1251
Badrane N, Askour M, Berechid K, Abidi K, Dendane T, Zeggwagh AA (2014) Severe oral and intravenous insecticide mixture poisoning with diabetic ketoacidosis: a case report. BMC Research Notes 7:485. https://doi.org/10.1186/1756-0500-7-485
Молчанова ОВ, Бритов АН, Платонова ЕВ (2020) Значение повышенного уровня мочевой кислоты в развитии и профилактике хронических неинфекционных заболеваний. Профилактич мед 23:102–108. [Molchanova OV, Britov AN, Platonova EV (2020) Importance of elevated uric acid levels in the development and prevention of chronic non-communicable diseases. Profilakticheskaya Meditsina. 23:102–108. (In Russ)]/ https://doi.org/10.17116/profmed202023021102
Enomoto A, Kimura H, Chairoungdua A, Shigeta Y, Jutabha P, Cha SH, Hosoyamada M, Takeda M, Sekine T, Igarashi, Matsuo H, Kikuchi Y, Oda T, Ichida K, Hosoya, Shimokata K, Niwa T, Kanai Y, Endou H (2002) Molecular identification of a renal urate anion exchanger that regulates blood urate levels. Nature 417:447–452. https://doi.org/10.1038/nature742