印楝油对鱼体内马拉硫磷的影响Oreochromis mossambicus
Jothigayathri D1
Amthul Azeez1＊Akthari Begum F1Lubna Ghazia c.m.1
http://dx.doi.org/10.12944/CWE.15.2.19
农药及其成分的广泛传播和毒性严重影响了水生环境对相关生物产生负面影响．本研究的目的是调查马拉硫磷和印楝油对淡水鱼的影响，Oreochromis mossambicus结合生物化学和组织病理学研究阐明肝、肾等不同靶器官的变化。维持印楝油和马拉硫磷的中位致死浓度(LC50)进行急性毒性(96小时)和慢性毒性(21天)研究。进一步将鱼分成4组，每组6条鱼。第一组饲喂自来水，第二组饲喂印楝油，第三组饲喂马拉硫磷，第四组饲喂印楝油和马拉硫磷。印楝油和马拉硫磷的LC50剂量分别为0.9 ml/L和3.52 mg/L。生化分析结果显示，印度楝油和马拉硫磷联合施用后，总蛋白和总脂含量明显高于印度楝油和马拉硫磷单独施用时。在急性毒性研究中，总游离糖在联合和单独试验中均呈下降趋势，而在慢性毒性研究中，总游离糖呈上升趋势。急性和慢性毒性的组织病理学研究(i)在肝脏中，暴露于印度楝油的鱼显示正常的肝细胞结构，而暴露于马拉硫磷的鱼显示肝细胞变性，而马拉硫磷联合印度楝油的鱼显示恢复的迹象(ii)在肾脏中，暴露于印度楝油的鱼显示正常的肾脏结构，暴露于马拉硫磷的鱼显示上皮细胞变性和坏死。而同时接触印楝油和马拉硫磷的小鼠则表现为轻度退化。本研究表明，印楝油与马拉硫磷相互作用，显示出对马拉硫磷有害作用的保护作用。
生物化学;组织病理学;马拉松;印楝油;Oreochromis mossambicus;毒性
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张建军，张建军，张建军，等。印楝油对鱼类体内马拉硫磷的影响Oreochromis mossambicus2020年世界环境;15(2)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.15.2.19
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介绍
由于随意使用杀虫剂，大部分自然水生环境面临着遗传基础和生物多样性减少的风险。1农药被用于几个世纪以来，农业通过消灭有害昆虫和控制病媒来增加粮食产量．2到达水架的农药会在鱼类和软体动物体内积聚，摄入后可能对人类造成危险．3.鱼类很容易受到有毒物质及其生物蓄积对生命造成严重威胁．4农药通过破坏水生食物链来影响水生环境，导致损失/转移在大量的自然无脊椎动物以及脊椎动物的生命形式在水的栖息地。5、6毒性研究对生态系统的脆弱物种非常有用，在评估指示生物时可用于跟踪不同形式的污染物。毒性试验通常以中位致死浓度LC50来说明。组织病理学评估越来越被认为是评估环境影响的有效工具。7、8有机磷农药在接触数天后会在土壤和水中留下残留物，对非目标物种，特别是鱼类构成持续威胁。9马拉硫磷是发展中国家环境中毒的主要来源。10马拉硫磷(二乙基2-[(二甲氧基磷硫酰基)磺酰]丁二酸酯)是一种广泛用于农业和室内防治多种昆虫的有机磷杀虫剂。11、12印度楝树提取物和纯化合物已对300多种害虫进行了评估。印楝油含有多种三萜，如印楝素、salanins、生物碱、黄酮类化合物、糖苷等。13印楝油被发现是非常有效的驱蚊剂和杀虫剂。14选择它是因为它是一种安全、高效、多功能、环保、低成本的天然生物农药。Oreochromis mossambicus淡水鱼能适应各种环境条件。本研究的目的是评估印楝油是否可以影响马拉硫磷，并对抗对鱼类的压力和毒性作用Oreochromismossambicus阐明不同靶器官如肝、肾的变化参考组织病理学和生化研究。
材料与方法
Oreochromis mossambicus都是从水文研究站收集的在一个容量为10升的干净容器中，确保它们在收集和运输过程中不会受到身体或生理上的伤害。将这些鱼放在容量为25升的干净玻璃容器中，容器中装有脱氯和加气的自来水，使它们适应实验室条件一周。实验选取大小相近的活性鱼，长度为5 ~ 6 cm，注意事项按要求进行。15
在本研究中，选择了一种生物农药(草药精油)和一种有机磷农药(马拉硫磷)。马拉硫磷来自帕达派国际生物技术与毒理学研究所(IIBTR)。
生物测定程序16、17对马拉硫磷和印楝油的LC50进行了研究。
本研究中使用的鱼类重量为10-20克。分别对马拉硫磷、印度楝油和马拉硫磷与印度楝油的配伍进行了生物测定。计算LC50值后，将鱼分成4组，每组6尾鱼。1组鱼用自来水喂养，2组鱼用印楝油喂养，3组鱼用马拉硫磷喂养，4组鱼用印楝油和马拉硫磷喂养。印楝油的LC50剂量为0.9 ml/L，马拉硫磷的LC50剂量为3.52 mg/L。
在实验之前，这些鱼被饥饿了24小时。96 h(急性毒性)和21 d(慢性毒性)后分别处死对照鱼和试验鱼。这些组织被立即切除并用于本研究。研究中选择的组织是肝脏和肾脏。
采用以下标准程序对所选组织中的总蛋白、总游离糖和脂质等生化成分进行中位致死毒性分析。总蛋白质，总游离糖和脂质18 19 20用文献中描述的方法进行估计。
为了进行组织病理学准备，分别切除对照组和实验组的不同器官，如肝脏和肾脏，并立即在布因氏液中固定。然后用血红素和伊红染色处理组织。21如文献所述。用显微照片证实了观察结果，并对结果进行了讨论。统计分析采用双因素方差分析(ANOVA)，并采用SPSS软件包进行LSD检验。
结果
在急性和慢性毒性研究中获得各组蛋白质、总游离糖和脂质的生化分析结果。第二组鱼的总蛋白质含量略有下降，而第三组鱼的总蛋白质含量明显下降。然而，第四组的增加被记录下来，相对于第三组的增加，这种增加被发现具有统计学意义。在急性和慢性毒性研究中，总蛋白含量没有明显变化(表1和图1)。在急性毒性研究中，所有组的总游离糖含量都有所下降。然而，慢性毒性研究显示脂质含量增加(表2和图2)。III组鱼类的脂质含量比II组略有下降。然而，第四组的增加被记录下来，相对于第三组的增加被发现具有统计学意义。各急性毒性组的脂质含量均低于慢性毒性组(表3和图3)，p<0.0001，差异有统计学意义。
表1:大鼠肾、肝蛋白质含量Oreochromis mossambicus急性和慢性毒性研究(mg/100mg湿组织)
组 |
急性毒性 |
慢性毒性 |
||||||
肾脏 |
肝 |
肾脏 |
肝 |
|||||
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
|
我 |
9.34 |
±0.09 |
10.58 |
±0.14 |
9.22 |
±0.07 |
10.31 |
±0.09 |
2 |
7.25 |
±0.08 |
8.4 |
±0.17 |
7.19 |
±0.06 |
8.32 |
±0.08 |
3 |
3.16 |
±0.05 |
4.23 |
±0.06 |
3.08 |
0.04 |
4.16 |
±0.04 |
4 |
5.2 |
±0.07 |
6.43 |
±0.11 |
5.11 |
±0.08 |
6.23 |
±0.07 |
 |
图1:大鼠肾脏和肝脏蛋白质含量Oreochromis mossambicus急性和慢性毒性研究(mg/100mg湿组织) |
表2:大鼠肾脏和肝脏游离糖总量Oreocheomis mossambicus急性和慢性毒性研究(mg/100mg湿组织)
组 |
急性毒性 |
慢性毒性 |
||||||
肾脏 |
肝 |
肾脏 |
肝 |
|||||
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
|
我 |
11.14 |
±0.07 |
12.22 |
±0.07 |
10.29 |
±0.06 |
14.22 |
±0.07 |
2 |
9.15 |
±0.10 |
10.24 |
±0.06 |
12.22 |
±0.08 |
16.38 |
±0.08 |
3 |
4.39 |
±0.12 |
6.15 |
±0.09 |
6.24 |
±0.11 |
10.10 |
±0.03 |
4 |
6.28 |
±0.05 |
8.20 |
±0.02 |
8.22 |
±0.04 |
12.16 |
±0.16 |
 |
表3:大鼠肾脏和肝脏脂质含量Oreochromis mossambicus急性和慢性毒性研究(mg/100mg湿组织)
组 |
急性毒性 |
慢性毒性 |
||||||
肾脏 |
肝 |
肾脏 |
肝 |
|||||
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
的意思是 |
其中 |
|
我 |
9.32 |
±0.10 |
10.24 |
±0.08 |
7.28 |
±0.05 |
8.37 |
±0.14 |
2 |
7.33 |
±0.04 |
8.36 |
±0.10 |
5.26 |
±0.10 |
6.25 |
±0.11 |
3 |
3.25 |
±0.06 |
4.31 |
±0.06 |
3.28 |
±0.04 |
3.21 |
±0.18 |
4 |
5.25 |
0.09 |
6.38 |
±0.12 |
4.26 |
±0.07 |
5.22 |
±0.04 |
 |
图3:大鼠肾脏和肝脏脂质含量Oreochromis mossambicus急性和慢性毒性研究(mg/100mg湿组织) |
在急性毒性研究中，II组暴露于印度楝油的鱼的肝脏组织病理学显示肝细胞结构正常，而III组暴露于马拉硫磷的鱼的肝细胞出现变性和凝固性坏死。IV组鱼出现肝细胞变性，但有恢复迹象(图4)。慢性毒性II组鱼表现为肝细胞正常坏死，暴露于马拉硫磷的III组鱼表现为肝细胞轻度变性和坏死。IV组鱼肝细胞出现轻微变性和多灶性脂肪改变(图5)。
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图4:肝脏显微照片Oreochromismossambicus四组急性毒性研究 |
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图5:肾显微照片Oreochromismossambicus四组急性毒性研究 |
急性毒性研究中肾脏的组织病理学研究中，II组鱼出现坏死，III组鱼出现小管上皮细胞变性，坏死和IV组鱼出现小管上皮细胞变性(图6)。II组肾细胞结构正常，III组肾小管上皮细胞变性坏死，IV组肾小管上皮细胞轻度变性坏死(图7)。
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图6:肝脏显微照片Oreochromismossambicus分四组进行慢性毒性研究 |
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图7:肾显微照片Oreochromismossambicus分四组进行慢性毒性研究 |
讨论
本研究揭示了大鼠肾脏和肝脏的生化和组织病理学变化Oreochromis mossambicus通过对一种有机磷杀虫剂、马拉硫磷和印楝油的急性和慢性毒性研究。美国食品和药物管理局(FDA)和环境保护署允许特定食品中马拉硫磷的残留限量约为8 ppm。草本植物的研究积雪草的报告马拉硫磷最高残留水平为19.78μg / kg (0.198 ppm)。22毒物应激引起的生物化学变化可导致动物和人的代谢紊乱。蛋白质水平的降低可能是由于应激诱导这些化合物的固定化，以实现能量增强功能，以应对有毒物质暴露的环境条件。23急性和慢性毒性III类和IV类鱼类肝脏中蛋白质水平的下降可能是由于农药引起的坏死作用，肝细胞的组织形态学损伤证明了这一点，该研究与24在赛博菊酯处理的大鼠中。但与第一组相比，第三组和第四组的下降幅度并不大。在肝脏和肾脏组织的结构和生化变化的恢复可能是由于楝树的预防性质，它与马拉硫磷相互作用，从而减少了马拉硫磷的解毒作用。蛋白质含量的下降在肝脏中更为普遍，因为肝脏是一个主要的代谢中心，蛋白质含量比肾脏变化更大。碳水化合物的减少表明糖酵解途径中活性糖原分解的可能性，以在应激条件下提供多余的能量。25III组肝脏和肾脏总游离糖的减少可能是由于在杀虫剂胁迫下，肝脏中糖原的代谢调动更大。IV组总游离糖的减少不如III组多，因为RNA的再合成与III组相比有所增加，这在一定程度上表明印度楝油的保护作用可能解毒马拉硫磷的作用。肝脏是对化学农药解毒最活跃、最有效的组织，其次是肾脏。26在II组、III组和IV组的慢性毒性研究中发现，由于高血糖是应激反应的指标，在应激源的刺激下，鱼的总游离糖增加。27日、28日脂质起到保护储层的作用，有助于防止毒物以更大的比例到达靶器官。29从结果中可以看出，第二组鱼的脂质含量增加，第三组鱼的脂质含量下降，第四组鱼的脂质含量进一步增加。脂质含量的减少可能是由于脂质氧化或水解引起的，本研究与30.在IV组中，肝脏和肾脏的生化参数逐渐恢复，但仍未完全恢复，这可能是由于持续时间短。从急性和慢性毒性研究的组织病理学研究结果来看，印楝油具有通过降低马拉硫磷的毒性或抑制作用来解毒的能力，并通过与印楝油的相互作用来降解马拉硫磷，证明了印楝油的改善作用。
结论
在未来，可能会鼓励一种化学品或农药与一种草药化合物联合对非目标物种产生毒性作用，而不是单一或双重化学物质进行协同研究，从而使农药作用于目标生物和草药化合物，从而可能需要更长的时间才能有效降低农药引起的毒性。
确认
我们感谢巴希尔·艾哈迈德·赛义德法官女子学院为开展这项研究工作提供的技术和后勤支持。
资金来源
作者没有获得研究工作和撰写文章的资金支持。
利益冲突
作者没有任何利益冲突。
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