Termeni asociați:

  • Spermiogeneza
  • Prieten Megadose
  • Trinitrotoluen
  • Creșterea în greutate corporală
  • Toxicitate
  • 2.4 Dinitrotoluen

Descărcați în format PDF

dinitrotoluen

Despre această pagină

Evaluarea toxicității faunei sălbatice pentru 2,4-Dinitrotoluen și 2,6-Dinitrotoluen

Toxicitate orală pentru mamifere: acută

Valorile LD50 orale pentru 2,4-DNT au variat între 240 și 650 mg/kg la șobolani și 1.340 până la 1.954 mg/kg la șoareci. Toxicitatea observată la ambele specii a inclus ataxia și cianoza, moartea survin în primele 24 de ore. Nu a fost observată nicio patologie brută legată de tratament la animalele moarte, iar supraviețuitorii s-au recuperat complet în 48 de ore [21-24]. Aceste date sunt similare cu cele pentru expunerea la TNT la aceste specii.

Valoarea LD50 orală pentru 2,6-DNT a variat între 180 și 795 mg/kg la șobolani și 621 până la 1.000 mg/kg la șoareci. Simptomele toxice, timpul până la moarte, patologia gravă și observațiile de recuperare au fost similare cu cele pentru 2,4-DNT. Femelele au apărut puțin mai tolerante față de 2,6-DNT decât bărbații [21-23].

Dinitrotoluen

Animal

Majoritatea datelor privind toxicitatea sunt pentru izomerii 2,4-DNT și 2,6-DNT. Valorile LD50 orale pentru 2,4-DNT sunt extrem de variabile, variind de la 177 la 650 mg kg -1 zi -1 pentru șobolani și de la 390 până la 1954 mg kg -1 pentru șoareci. Au fost raportate valori LD50 orale de șobolan și șoarece de 216 și respectiv 607 mg kg -1, pentru 3,5-DNT. Expunerea orală acută a animalelor de laborator la 2,4-DNT a produs tulburări hematologice (methemoglobinemie) și efecte toxice în sistemul reproductiv masculin. Expunerile orale pe termen mai lung induc, de asemenea, efecte hematologice și reproductive pe lângă tulburările renale (în special la câini) și neurologice. Pentru 2,6-DNT, s-au raportat valori LD50 orale de 665 și 714 mg kg -1 zi -1 pentru șobolani și, respectiv, șoareci. Efectele toxicologice ale 2,6-DNT la animale sunt similare cu cele ale 2,4-DNT.

Evaluarea toxicității faunei sălbatice pentru 2,4,6-Trinitrotoluen (TNT)

Toxicitatea amfibienilor

Toxicitatea embrionară a TNT, 2ADNT și 4-amino-2,6-dinitrotoluen (4ADNT) a fost studiată într-un test standardizat utilizând embrioni Xenopus laevis (Frog Embryo Teratogenesis Assay-Xenopus, FETAX). La 96 de ore, valorile LC50 ale TNT (16,7 μM), 2ADNT (166 μM) și 4ADNT (115 μM) au arătat că TNT a fost mai toxic decât izomerii săi [39]. La 96 de ore, valoarea concentrației efective mediane (EC50) a TNT a fost de 9,78 μM, un nivel care a indus malformații de mormoloc și efecte teratogene. Acești compuși nitroaromatici pot prezenta efecte letale sau teratogene asupra animalelor acvatice atunci când sunt expuși la niveluri ridicate de TNT.

Traducerea computațională a datelor privind speciile non-mamifere către speciile de mamifere pentru a satisface nevoile REACH și de evaluare a riscurilor de generația următoare

Edward J. Perkins, Natàlia Garcia-Reyero, în Computational Toxicology, 2013

Extrapolarea bazată pe căi la mamifere în determinarea modului de acțiune chimic

Poate că cea mai simplă aplicație a extrapolării computaționale este determinarea modurilor potențiale de acțiune care stau la baza toxicității. Identificarea căilor afectate la o specie non-mamiferă poate fi utilizată pentru a ipoteza moduri de acțiune care pot fi apoi confirmate prin experimentarea și conservarea răspunsurilor între specii. Un exemplu al modului în care extrapolarea speciilor încrucișate folosind căi poate ajuta la identificarea modului în care o substanță chimică ar putea provoca toxicitate, pe lângă identificarea efectelor adverse potențiale, este furnizat de investigațiile recente privind efectele toxice ale nitrotoluenilor, substanțelor chimice utilizate în energetică, propulsori, coloranți și plastifianți. Multe dintre aceste substanțe chimice sunt produse în formulări mixte; de exemplu, Dinitrotoluen de calitate tehnică poate conține 78% 2,4-dinitrotoluen (24DNT), 19% 2,6-dinitrotoluen (26DNT) și cantități minore de alți izomeri dinitrotoluen. 55

Wintz și colab. 56 au folosit un microarray de pușcă de cADN de 5000 pentru a explora toxicitatea 24DNT, o substanță chimică utilizată în coloranți, propulsori și agenți plastifianți, pentru a distruge capul. Cartarea genelor fathead exprimate diferențial la căile de respirație mitocondrială afectate de 24DNT care implică hemoglobină și citocrom oxidază mitocondrială în concordanță cu methemoglobinemia și efectele asociate acesteia (anemie, reticulocitoză și un număr crescut de corpuri Heinz) care au fost observate ca efect principal al compușilor nitrobenzenici și 24D la mamifere. 57 De asemenea, sa observat că 24DNT cauzează ficat gras, modificări ale tipului și cantităților de lipide hepatice și reglarea descendentă a căilor de metabolizare a acizilor grași și a expresiei receptorului α (PPARα) activat de proliferatorul peroxizomului, sugerând că 24DNT ar putea avea un impact asupra metabolismului energetic animale.

Toxicologie

Thomas E. Hamm Jr.,. Mary Ann Vasbinder, în Șobolanul de laborator (ediția a doua), 2006

D. Flora intestinală

Pentru a controla și a studia importanța microflorei pe un obiectiv toxic, se poate lua în considerare utilizarea șobolanilor axenici sau gnotobiotici. Tehnologia gnotobiotică a fost utilizată în experimentare de mulți ani (Trexler și colab., 1999). Mai multe informații pot fi obținute în capitolul gnotobiologie al acestui manual și de la Asociația pentru Gnotobiotice (http://www.gnotobiotics.org/). Ca exemplu de utilizare a șobolanilor gnotobiotici în experimentele de toxicologie, Mirsalis și colegii (1982) au folosit șobolani axenici Fischer 344 menținuți în izolatori sterili flexibili pentru a arăta rolul florei intestinale în genotoxicitatea dinitrotoluenului. Au arătat că a existat o reparație extinsă a ADN-ului indus de dinitrotoluen la șobolani cu flora intestinală, dar nu și la șobolani care nu aveau floră intestinală, indicând faptul că metabolismul prin flora intestinală este un pas necesar în genotoxicitatea acestui compus.

Patologie toxicologică generală

VI. Rolul dietei în studiile de toxicologie

A. INTRODUCERE

Dieta reprezintă cel mai complex amestec de substanțe chimice la care sunt expuse animalele și s-a spus că este cea mai importantă variabilă necontrolată în studiile de toxicitate chimică cu rozătoare. Cu toate acestea, dietele de rozătoare atrag atenția relativ puțină ca variabilă de cercetare în comparație cu agenții microbieni. Ingredientele, nutrienții esențiali, concentrațiile de contaminanți și densitatea energetică a dietelor influențează procesele fiziologice și sănătatea modelelor de rozătoare și răspunsurile acestora la substanțele chimice administrate. Peste 40 de nutrienți sunt necesari în dieta rozătoarelor. Dieta trebuie să fie adecvată pentru sexul animalului, starea fiziologică (de exemplu, întreținerea față de reproducere și alăptare) și vârsta.

O dietă optimă a rozătoarelor ar trebui să aibă concentrații adecvate ale tuturor nutrienților necesari pentru creștere și întreținere fără grăsimi excesive, proteine ​​și alți nutrienți cu conținut ridicat de energie și de creștere. Supranutriția legată de practica obișnuită de hrănire ad libitum a rozătoarelor a condus la creșterea și greutatea corporală a multor tulpini importante de rozătoare utilizate în experimentele de toxicologie. Acest aport caloric excesiv este asociat cu o serie de procese fiziopatologice importante care influențează dezvoltarea leziunii (Tabelul V).

Consumul de furaje este un parametru clinic foarte frecvent monitorizat în studii subcronice și pe termen lung de toxicitate și carcinogenitate a rozătoarelor. Consumul redus de furaje poate duce la malnutriție. Multe studii subcronice privind toxicitatea rozătoarelor implică expuneri la animale suficiente pentru a duce la toxicitate sistemică, consum redus de furaje și scăderea greutății corpului terminal. Această observație poate afecta capacitatea toxicologului de a determina dacă efectele adverse observate asupra sănătății se datorează substanței chimice de interes, malnutriției sau unei interacțiuni a acestor doi factori. De exemplu, aceste interacțiuni pot influența interpretarea studiilor de neurotoxicitate și a studiilor în care sunt evaluate creșterea și dezvoltarea. Anorexia și pierderea în greutate însoțitoare sunt asociate cu o mare varietate de modificări comportamentale la șobolani, inclusiv dezvoltarea întârziată a puilor, creșterea activității motorii, scăderea puterii de prindere a membrelor posterioare, comportamente crescute de evadare și deficite cognitive de învățare. Aceste rezultate indică faptul că aportul redus de hrană sau apă ar putea imita efectele comportamentale ale agenților neurotoxici. Prin urmare, toxicologii care examinează rezultatele studiului nu pot trece cu vederea impactul consumului redus de furaje.

Dieta unui animal poate influența, de asemenea, răspunsul său la un toxic. Există numeroase exemple de influență a dietei asupra dezvoltării atât a leziunilor neoplazice, cât și a celor neoplazice. Modularea dietetică a dezvoltării leziunilor poate fi prin efecte directe ale constituenților dietetici sau prin mecanisme secundare, cum ar fi alterarea florei intestinale. De exemplu, metabolismul 2,6-dinitrotoluenului și hepatocarcinogeneza la șobolani hrăniți cu diete cu niveluri diferite de pectină sunt influențate de modificări asociate dietei în flora tractului intestinal inferior.

B. TIPURI DE DIETE

Trei tipuri majore de diete sunt utilizate în studiile de toxicologie a rozătoarelor: diete nepurificate, diete purificate și diete definite chimic. Aceste diete pot fi hrănite într-o varietate de forme fizice, deși utilizarea celulei cu pelete este cea mai frecvent utilizată. Dietele nepurificate constituie cel mai utilizat aliment în studiile de toxicologie a rozătoarelor. Aceste diete sunt în general diete pe bază de cereale compuse în principal din materiale vegetale și animale nerafinate. Adesea conțin vitamine și minerale adăugate. Aceste diete sunt caracterizate ca diete cu formulă deschisă sau cu formulă închisă. O dietă cu formulă deschisă este o dietă în care compoziția procentuală exactă a fiecărui ingredient este disponibilă pentru investigator. O dietă cu formulă închisă este o dietă care nu are compoziția specificată de producător după tipul și cantitatea fiecărui ingredient. Dietele cu formulă deschisă au fost recomandate pentru utilizare în studiile de toxicologie pentru a reduce variabilitatea răspunsului care poate apărea deoarece ingredientele sau proporțiile acestora sunt modificate.

Dietele purificate sunt compuse în principal din ingrediente rafinate, inclusiv proteine ​​rafinate, carbohidrați și grăsimi și amestecuri de minerale și vitamine adăugate. Aceste diete au fost denumite în trecut diete semisintetice sau semipurificate. În general, dietele purificate sunt costisitoare, iar dietele purificate standardizate utile pentru studii pe termen lung nu au fost stabilite. O dietă purificată utilizată în mod obișnuit a fost formularea AIN-76A de către Consiliul Institutului American de Nutriție. Această dietă a fost asociată cu lipidoză hepatică periportală, modificări hemoragice și calcificări ale țesuturilor moi la rozătoare. Dietele purificate sunt utilizate selectiv în studii în care se examinează rolul anumitor constituenți dietetici în răspunsul tisular. Dietele definite chimic se caracterizează prin azot din aminoacizi puri, glucide din monozaharide sau dizaharide rafinate și grăsimi din acizi grași purificați sau trigliceride. Aceste diete sunt rareori folosite în studiile de toxicitate.

C. PROBLEME CONTAMINANTE

Contaminanții pot fi prezenți în dietele cu ingrediente naturale, nepurificate. De exemplu, aceste diete pot conține arsenic, plumb și alte metale grele, malation și alte pesticide, antioxidanți neintenționați (de exemplu, BHA și BHT), fitoestrogeni, micotoxine și alte toxine. Ori de câte ori este posibil, concentrația acestor contaminanți ar trebui menținută cât mai scăzută posibil pentru a preveni modificarea răspunsului toxic al substanței chimice supuse anchetei. De exemplu, o varietate de ingrediente naturale, cum ar fi izoflavonele estrogenice din făina de soia, s-au dovedit a fi chimioprotectoare și pot preveni sau scădea dezvoltarea tumorilor spontane și experimentale. Izoflavonele estrogenice precum genisteina și daidzeina pot afecta, de asemenea, creșterea și dezvoltarea rozătoarelor pe dietele cu ingrediente naturale care utilizează soia ca sursă de proteine. Dietele standardizate de rozătoare cu activitate estrogenică minimă sunt de dorit pentru unele tipuri de teste biologice și sunt acum disponibile comercial.

Multe instalații de toxicologie utilizează așa-numitele diete certificate. Patologul ar trebui să-și dea seama că procesul de certificare se ocupă de problema nivelurilor de contaminanți și nu are nimic de-a face cu conținutul de nutrienți. Există leziuni asociate dietei care pot apărea în urma studiului folosind diete certificate. Cu câțiva ani în urmă, de exemplu, mai multe instalații animale au avut focare simultane de scorbut la primate neumane hrănite cu chow certificat, în care acidul ascorbic a fost lăsat în mod accidental. După ce s-au observat leziunile, sa constatat că dieta nu conține conținut de vitamina C. Leziunile pot fi asociate și cu diete care se deteriorează. Grăsimile rânce din dietele de rozătoare stocate și hrănite necorespunzător au fost asociate cu degenerescența și inflamația miocardului.

D. OPTIMIZAREA DIETEI

O scădere a supraviețuirii rozătoarelor în teste cronice de toxicitate cronică și oncogenitate de 2 ani a fost observată în multe laboratoare din anii 1980. Această constatare este strâns corelată cu creșterea consumului de alimente și a greutății corporale a adulților în aceeași perioadă de timp. Aceste modificări au fost observate în mai multe modele de toxicologie utilizate în mod obișnuit, inclusiv șobolani Wistar și Sprague-Dawley, șobolani consacrați Fischer 344 și șoareci hibrizi B6C3F1. De la începutul anilor 1980, testele biologice de rozătoare au avut o creștere constantă a variabilității de la un studiu la altul, scăderea supraviețuirii și creșterea incidenței, a timpului de debut și a severității bolilor degenerative, cum ar fi nefropatia cronică progresivă și cardiomiopatia degenerativă. În plus, tumorile spontane au crescut, în primul rând cele care sunt legate de endocrin.

Limitarea dietei este o metodă bine stabilită de prelungire a duratei de viață a rozătoarelor. Restricția grăsimilor, a proteinelor, a mineralelor și a altor componente nutriționale fără restricții calorice nu mărește supraviețuirea generală pe termen lung a animalelor. Un număr de investigatori au demonstrat că restricția moderată a dietei (70-80% din nivelurile ad libitum) poate îmbunătăți semnificativ longevitatea la rozătoare și va sprijini menținerea animalelor mai sănătoase, cu o incidență mai mică (sau debut ulterior) a anumitor boli degenerative și neoplazice. Studiile au arătat că restricția moderată a dietei nu afectează negativ metabolismul, chimia clinică sau răspunsurile toxicocinetice sau toxicologice la agenții farmaceutici. Limitarea dietei nu a primit încă o aprobare clară ca standard al creșterii rozătoarelor, dar este folosită din ce în ce mai mult în studiile pe termen lung a rozătoarelor în mai multe laboratoare. Studiile efectuate cu aceste practici de hrănire au fost acceptate de agențiile de reglementare.

Nu toți oamenii de știință de animale de laborator sunt de acord că restricția de dietă este metoda aleasă pentru optimizarea modului în care sunt hrăniți rozătoarele. Unii au criticat faptul că restricția alimentară conferă un dezavantaj semnificativ din cauza modificării modului în care rozătoarele consumă furaje, ducând la modificări potențiale ale proceselor fiziologice asociate. Programul național de toxicologie a depus eforturi pentru a formula o nouă dietă cu rozătoare cu formulă deschisă (NTP 2000), care are un conținut redus de proteine ​​și un conținut de grăsimi și fibre ușor mai ridicat față de dietele mai vechi, utilizate în mod obișnuit, cu formulă deschisă, cum ar fi 07. Indicațiile timpurii indică faptul că această nouă dietă este adecvată creșterii și întreținerii la șobolanii Fischer 344 și pare să prevină sau să scadă severitatea unor leziuni asociate dietei, cum ar fi nefropatia cronică progresivă.