米爾貝霉素毒理學研究進展

1、米爾貝霉素毒理學研究進展第31卷第4期2009年8月世界農藥WorldPesticides米爾貝霉素毒理學研究進展張寶新,王相晶,向文勝p(東北農業(yè)大學,生命學院生物化工教研室,哈爾濱150030)摘要:簡要介紹了生物農藥米爾貝霉素(milbemectin)毒理學研究進展,包括急性毒性,慢性毒性以及致畸性研究等,為其相關研究提供參考.關鍵詞:生物農藥:米爾貝霉素;毒理學中圖分類號:$481+.1文章標識碼:A文章編號:1009.6485(2009)03.0011-02米爾貝霉素類(milbemycins)抗生素屬16元大環(huán)內酯類抗生素,其結構與大環(huán)內酯類抗生素阿維菌素相類似.在1967年,日本

2、Sankyo公司的青木(Aoki1等人在篩選微生物Streptomyceshygroscopicussubsp.aureolacrimosus的發(fā)酵液時發(fā)現(xiàn)了此物質llJ.米爾貝霉素對各種螨蟲,農業(yè)害蟲以及園藝害蟲如鱗翅目的蚜蟲幼蟲等都具有較好的防治效果,并且對寵物犬類和貓類的致命寄生蟲病如犬惡絲蟲病等均有良好的治療效果【2.】.米爾貝霉素具有活性高,毒性低,對環(huán)境污染小,對人畜安全,不易產生抗性等優(yōu)點,被認為最有應用前途的生物農藥之一.1米爾貝霉素理化特性生物農藥米爾貝霉素由米爾貝霉素化合物A3和A4組成,其結構如圖1所示,比例為A3:A4=30%:70%.米爾貝霉素與阿維菌素相比在C一13

3、位少了二糖基,因此它具有較高的脂溶性和一定的水溶性.在20,米爾貝霉素在水中溶解度為0.88mg/L,高于阿維菌素的0.006-0.009mg/L,易溶于有機溶劑,如甲醇,苯,丙酮等.貝霉素A3:R=.CH貝霉素A4:R=.CH2CH3圖l米爾貝霉素A3和A4結構2作用機制與中毒機理先前研究者認為米爾貝霉素對害蟲的作用機理與阿維菌素的相同,都是通過與線蟲和其他節(jié)肢動物體內的特異性位點相作用而引起一系列的電生理和生化反應導致昆蟲死亡,即米爾貝霉素作為丫.氨基丁酸(GABA)的激動劑,引發(fā)突觸前GABA釋放,繼而引起Cl-流向改變,使C1.內流,導致由GABA介導的中樞神經(jīng)及神經(jīng)一肌肉傳導阻滯L4

4、】.但后來研究發(fā)現(xiàn),米爾貝霉素類藥物能引起谷氨酸門控C1.通道(Glutamate-gatedchloride)的開放,從而使Cr內流增加,帶負電荷Cl-JI起神經(jīng)元休止電位超級化,使正常的動作電位不能釋放,導致昆蟲麻痹死亡pJ.米爾貝霉素對吸蟲和絳蟲無效,這是因為該類昆蟲體內缺少GABA傳導介質.另外,Shoop等(1993)道,在吸蟲和絳蟲體內還缺少谷氨酸門控Cl'通道,這也是該類藥物對絳蟲和吸蟲無效的又一重要原因J.哺乳動物外周神經(jīng)傳導介質為乙酰膽堿,僅中樞神經(jīng)系統(tǒng)以GABA作為傳導介質,但由于哺乳動物血腦屏障的存在,因而藥物進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可能性很小.到目前為止,還未發(fā)現(xiàn)在哺

5、乳動物體內含谷氨酸門控Cl'通道,故米爾貝霉素對哺乳動物具有很高的安全性【9】.3毒性研究在米爾貝霉素對大鼠急性經(jīng)口毒性試驗中,大鼠主要表現(xiàn)為不同程度的流涎,震顫,驚跳等,同時還會出現(xiàn)粘膜刺激癥狀如出汗,甚至有血性分泌物,瞳孔改變等癥狀.米爾貝霉素對同種動物的不同品系的LD50也存在差異(表1).在表皮刺激和感光性試驗中均以新西蘭小鼠為試驗動物.0.1mL的1.0%米爾貝霉素乳油未引起刺激反應,因此,該試驗條件下米爾貝霉素對鼠眼無刺激性.用0.5mL的1.0%米爾貝霉素乳油對新西蘭白鼠(6只,雌性)進行4h的皮膚刺激試驗中,引起作者簡介:張寶新(1983'男,漢族,黑龍江哈爾濱

6、人,碩士研究生,主要從事微生物菌種選育,發(fā)酵及相關研究.通訊作者:向文勝,教授,從事生物化學與分子生物學,農藥學等方面的研究.聯(lián)系電話E.mail:xiangwensheng?12?世界農藥第31卷白鼠輕微紅斑;0.5mL的1.O%EC1000倍稀釋液對皮膚沒有造成任何影響,可見米爾貝霉素對受試動物的皮膚僅有輕微的刺激性.以2O只Hartley雌性豚鼠為試驗動物的Buehler法致敏試驗中,1.0%EC未引起致敏反應.表1米爾貝霉素對大鼠與小鼠的急性毒性通過對米爾貝霉素的慢性和亞慢性毒性研究確定了幾種動物的NOEL(NoobservedEffectLevel,未觀察到

7、作用的劑量),大N(Fischer,F一344)為24.96mg/kg/day,雄性小鼠(ICR):113mgg/day;雌陛小鼠:138mg/kg/day,beagle犬為3mg/kg/day.受試動物出現(xiàn)了不同程度的慢性中毒臨床癥狀,如MCV(平均紅細胞體積)和MCH(平均紅細胞血紅蛋白)的下降,體重減輕,食欲減退,膽固醇總體水平的升高,GOT(谷草轉氨酶)和GTP(谷丙轉氨酶)的減少,各種臟器的組織病理學的變化等.研究中也未發(fā)現(xiàn)米爾貝霉素的胚胎毒現(xiàn)象,懷孕母兔的NOEL為50mg/kg/day.5致癌性研究以EscherichiacoliWP2uvrA和4株Salmonellatyphi

8、murium,TA98,TA100,TA1535和TA1537為試材進行的Ames試驗表明milbemecin沒有潛在的致癌性作用.以CHL(Chinesehamsterlung,中國倉鼠肺)細胞為研究對象和milbemecin濃度為3.3×101.0×10.4mol的體外細胞試驗中,中期染色體畸形率均小于5%.同時用BacillussubtilisH17(Rec+)進行DNA修復試驗中,5000tg/disk濃度的milbemecin未引起潛在的DNA損壞.以上試驗均表明milbemecin安全.6一般藥理學研究科研人員主要研究了米爾貝霉素對中樞神經(jīng)系統(tǒng),呼吸系統(tǒng),心血管

9、系統(tǒng),腸胃系統(tǒng)以及平滑肌的影響.研究結果顯示米爾貝霉素在高劑量(100mg/kg)時會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和平滑肌造成輕度的影響,這可能和阿維菌素對哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)有影響一樣.雖然哺乳動物有血腦屏障作用,藥物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分布濃度會很低,不足以引起GABA的釋放,但當藥物劑量很大(幾十mg/kg體重)時,它進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的數(shù)量會達到或超過作為GABA激動劑的閾值,就可引起動物中毒.一些幼畜由于其血腦屏障尚未發(fā)育健全,對藥物的反應比成年動物敏感.最近研究發(fā)現(xiàn)小鼠的血腦屏障中有一種P.糖蛋白,它起著運輸泵的作用,它可以阻止阿維菌素在哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的蓄積【l川,相對于阿維菌素而言,米爾貝霉

10、素具有相對較高的閾值,對哺乳動物的安全性也相對較高.4繁殖和致畸性研究7?結語對SD大鼠的親代和F1及F2代研究發(fā)現(xiàn)其NOEL為200mg/L.在米爾貝霉素濃度高于200mg/L時親本出現(xiàn)了體重減輕和食欲下降等癥狀,同時,Fl和F2代的產仔數(shù)以及0d時的活力指數(shù)都有不同程度的下降.但是沒有產生任何嚴重影響繁殖的癥狀.與阿維菌素相比,米爾貝霉素具有相對的安全性.阿維菌素使用量接近母體中毒劑量時,阿維菌素可產生胚胎毒性,如可以引起小鼠和大鼠腭裂,家兔前趾畸形等.以日本白兔為試材的致畸性米爾貝霉素與阿維菌素使用量相近,但米爾貝霉素安全性更高,安全劑量范圍更大.目前國外公司如日本的三共和Merk公司均

11、生產制劑,國內尚未開發(fā)相關的產品.對米爾貝霉素菌種,菌種發(fā)酵,提取和制劑的研究開發(fā),對于綠色食品的生產,生態(tài)環(huán)境的保護以及人類身體健康都有重要的意義.參考文獻1陳小龍,鄭裕國,沈寅初.生物農藥米爾貝霉素的研究進展J.農藥,2003,42(4):5.9.(下轉第49頁)第4期劉鈺等:農藥水乳劑穩(wěn)定性研究?49?StudyontheStabilityofPesticideAqueousEmulsionLIuYu,WENShao,WANGWei(R&DCenterofQingdaoHailirGroup,Qingdao,Shandong,266109,China)Abstract:T

12、hispaperthroughexperimentsandthetestresults,demonstratedthattheaveragegraindiameterandtheemulsionstabilityhaverelatedtothevarietiesandthequantitiesoftheemulsifiers,andhavelittlerelatedtotheenergyinput.Itispivotaltoch0osearightemulsifierforaqualifiedEW.Thequantityofemulsifierdependsonnotonlytheproces

13、sing,butalsowetting,spread,c0ver'attachmentandfieldefficacy,etc.IfliquidpesticidesorlowmeltingpointpesticidesareusedtoproduceEW,thequantitiesOfthesolutionshouldbedeterminedbythetestingresultstoensurethedispersibilityandstability.Whenit'isdiluted.thespontaneity0fdispersioninwatercanbeinfluenc

14、edbyviscosityofformulation,andcallnotbeinfluencedbystabilityandaveragegraindi咖eterdirectly?So,thedispersibilityandtheintrinsicqualitycannotbeestimatedbythespontaneityofdispersi0ninwateriustlikeestimatingthequalityofEC.Keywords:EW;aqueousemulsionemulsifier;graindiameter;stability;spontaneityofdispers

15、ion(上接第l2頁)2】Takiguchi,'Mishima,H,Okuda,Meta1.Milbemycins.anewfamilyofmacrolideantibiotics:fermentation,isolationandphysico-chemicpropels叨.TheJournalofAntibiofics,1980,33(1o1:1120-1127.2DwiglltDeta1.TreatmentofBaylisascarisprocyonisinfectionsindogswithmilbemycin-oxime.VeterinaryParasitology,2005

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17、og,2004122:287292.4】MckellarQA,BanchniHA.AverrneetinsandmilbemycinsJ】.JournalofVeterinaryPharmacologyandTherapeutics,1996,19:311-351.【5】ShoopWL,MorzikH,FisherMH.StructureandactivityofavermectinsandmilbemycinsinanimalhealthJ】.VeterinayParasitology,1995,59:139-151.【6】DangYandCasida,JE.HouseflyheadGABA

18、gatedchloridechanneltoxicologicallyrelevantbindingsiteforavernlectinscoupledtositeforethynylbicycloorthobenzoateJ.Pest.BiochemPhysio1.,1992,43l】6-122.【7】Arena,J.P.,Liu,K.K.,Paress,P.S.,Frazier,E.G,Cully,D.F,Mrozik,H.andSchacffer,J.M.ThemechanismofactionofavermectinsinCa,modegas:Correlationbetweenact

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