CC BY
26Ракитский В.Н., Синицкая Т.А., Батищев И.С.
УДК 547.6:615.917
Комбинированное действие пестицида и антидота производственного назначения
Статья посвящена изучению комбинированного действия смесевого препарата на основе действующего вещества феноксапроп-П-этила и антидота из класса производных хлорхинолина клоквинтоцет-мекси-ла с использованием методики ортогонального планирования эксперимента вероятностных величин (В.Н. Ракитский, 1985). Согласно ре-
ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана», НИИ гигиены,токсикологии пестицидов и химической безопасности, г. Москва
зультатам проведенных исследований характер комбинированного действия клоквинтоцет-мексила и феноксапроп-П-этила можно определить как взаимозависимый аддитивный эффект.
Ключевые слова: антидот, хлорхинолин, клоквинтоцет-мексил, комбинированное действие, ортогональное планирование
Введение. Химизация сельского хозяйства, внедрение химических материалов и методов обработки в сельскохозяйственное производство одно из главных направлений научно-технического прогресса, преследующее цель повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, животноводства, улучшения качества продукции, охраны полезных растений и животных от вредителей, болезней и неблагоприятных условий существования.
Одним из основных направлений является применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Многочисленными исследованиями доказано, что большинство гербицидных пестицидов даже при соблюдении регламентов их внесения являются достаточно токсическими веществами. Поэтому зачастую они помимо своей основной функции (защиты растений от болезней, сорняков и вредителей) оказывают стрессорное действие на саму основную культуру, которую призваны защищать. А в ряде случаев их использование может стать опасным для здоровья человека и животных. Стрессорный эффект проявляется в виде замедления роста и нарушения различных метаболических процессов, снижения всхожести, появлении пятен, ожогов, скручивания листвы, повышения подверженности болезням и других симптомов, что в конечном итоге выражается в значительном снижении урожая и экономических потерях.
Единственно правильное решение - уменьшение стрессорного воздействия пестицидов на культуры растений. Для этого используются специальные вещества - антидоты, входящие в состав гербицидных пестицидов. Их также часто называют антистрессантами или антидепрессантами, хотя последний термин нельзя признать удачным.
В целях охраны здоровья работающих и населения, а также качества окружающей среды постоянно ведется поиск и отбор наиболее эффективных и одновременно наименее опасных препаратов: малоэффективные заменяются более эффективными или, при сохранении одинакового уровня эффективности, менее опасными. Последние двадцать лет в России широко используются гербициды нового, четвертого поколения совместно с антидотами из класса производных хлорхинолина. Расходуются они в малых дозах (5- 100 г/га), обеспечивая высокую эффективность и безопасность. Использование таких комбинированных препаратов позволяет уменьшить кратность обработок, снизить нормы расхода препарата и защитить культурные растения. Вместе с тем, в этих условиях создается возможность воздействия на организм человека одновременно нескольких факторов. Обладая большой биологической активностью, комбинированные гербициды требуют высокопрофессионального подхода к их использованию, так как препараты этого класса могут потенцировать токсический эффект гербицидных пестицидов и антидотов, входящих в их состав. Это может иметь место как при применении гербицидов с антидотами, когда основным является транс-дермальный путь поступления ядов в организм работающих, так и при потреблении населением воды и продуктов питания, содержащих остаточные количества химических веществ. Особенно это опасно в случаях потенцирования токсического действия, когда совместный эффект превышает сумму эффектов каждого из веществ, входящих в комбинацию. По этой причине массовое применение гербицид-ных пестицидов с антидотами, производными хлорхинолина, должно сопровождаться тщательным мониторингом за остаточным
количеством действующих веществ в почве и возможным их влиянием на культуры севооборота, высеваемые через год или больше после гербицидной обработки.
Учитывая специфические особенности применения комбинированных препаратов с антидотами, производными хлорхинолина (высокая биологическая активность, преднамеренность внесения в окружающую среду, способность циркуляции в ней и как следствие возможность контакта с веществами широких масс населения) требования к их токсиколого-гигиенической оценке из года в год возрастают и, безусловно, важным является получение необходимых комплексных характеристик новых антидотов из класса производных хлорхи-нолина.
Поскольку до настоящего времени механизм комбинированного действия гербицидов и антидотов из класса производных хлорхинолина мало изучен, с гигиенических позиций представляется актуальным провести исследование одновременного воздействия на организм данных веществ, позволяющее установить характер (тип) комбинированного воздействия и оценить эффект влияния каждого из ингредиентов в отдельности и в их суммарном биологическом действии.
Материалы и методы исследования. Приведенные ниже исследования выполнены в соответствии с правилами и руководящими указаниями OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development), EPA (Environmental Protection Agency), а также «Методическими указаниями по гигиенической оценке новых пестицидов»[4].
Объектом настоящего исследования являлся комбинированный препарат на основе действующего вещества феноксапроп-П-этила и антидота клоквинтоцет-мексила, рекомендуемый к применению в качестве гербицидного средства на зерновых колосовых культурах с нормой расхода 0.8-1.2 л/га.
Для изучения характера и степени взаимодействия указанных веществ при однократном внутрижелудочном введении нелинейным белым крысам-самцам (по 10 животных в группе) была применена методика ортогонального планирования эксперимента с использованием вероятностных величин (В.Н. Ракитский, 1985) в качестве уровней факторов выбраны (ЛД16, ЛД33, ЛД50) с интервалом их варьирования (ЛДП).
ЛД50 исследуемых веществ и их комбинаций определяли методом пробит-анализа кривых летальности (В.Б. Прозоровский, 1961).
Результаты и обсуждение. Согласно результатам собственных исследований и данным литературы все соединения этого класса умеренно - или малотоксичны для теплокров-
Таблица
Характер комбинированного действия феноксапроп-П-этила и клоквинтоцет-мексила
ДОЗЫ ПОГИБШИЕ ЖИВОТНЫЕ ВЫЖИВШИЕ ЖИВОТНЫЕ
1 ЛД 16 А + ЛД 16 Г 3 7
2 ЛД 50 А + ЛД 16Г 5 5
3 ЛД 16 А + ЛД 50 Г 10 -
4 ЛД 50 А + ЛД 50 Г 10 -
5 ЛД 33 А + ЛД 33 Г 10 -
6 ЛД 33 А + ЛД 50 Г 10 -
7 ЛД 33 А + ЛД 16 Г 10 -
8 ЛД 50 А + ЛД 33 Г 7 3
9 ЛД 16 А + ЛД 33 Г 8 2
* А - антидот (клоквинтоцет-мексил)
* Г - гербицид (феноксапроп-П-этил)
ных при однократном пути поступлении. Проведенными исследованиями было установлено, что среднесмертельная доза при вну-трижелудочном введении соединений данного класса антидотов производных хлорхиноли-на крысам-самцам составляет > 2000 мг/кг. Клиническая картина интоксикации у животных после воздействия изученных веществ в различных комбинациях выражалась в общем треморе с переходом в тонико-клонические судороги и последующем развитии параличей конечностей, повышенной возбудимости, диарее, сукровичных выделениях из носовой и ротовой полостей, выраженном гипергидрозе, атонии сфинктеров мочевого пузыря и прямой кишки, нарушении дыхания по типу дисапное, смерть наступала в боковом положении.
Величина У как функция от (Хр Х2) рассчитывалась по формуле:
у = Ьо + Ь Л + Ь 2Х2 + Ь ИХ!2 + Ь 22Х22 + Ь !2Х!Х2 (1), где
Ь 0 - величина изучаемого показателям при среднем значении обоих факторов, т.е. при введении обоих веществ в средних дозах, характеризующая общую направленность комбинированного действия;
Ьр Ьи - коэффициенты, отражающие линейный и нелинейный компоненты эффекта первого фактора;
Ь2, Ь22 - коэффициенты, отражающие линейный и нелинейный компоненты эффекта второго фактора.
№ опыта Факторы Результат Ошибка 1 = у- у . 1 '1 ■'и
Х1 Х2 Фактический У Расчетный Ур;
1 -1 -1 30 0,6 29,4
2 1 -1 50 90,6 -40,6
3 -1 1 100 60,6 39,4
4 1 1 100 130,6 -30,6
5 0 0 100 102,2 -2,2
6 0 1 100 108,9 -8,9
7 0 -1 70 58,9 -11,1
8 1 0 100 128,9 -28,9
9 -1 0 80 48,9 31,1
В результате проведенных острых экспериментов была получена математическая модель: У = 102.2 + 40Х1 + 25Х2 - 13.3Х12 - 18.3Х22 - 5 Х1Х2, где У - функция (Хг; Х2), Хг - клоквинтоцет-мексил, Х2 - феноксапроп-П-этил.
Рассматривая данную модель можно сделать
вывод, что действие феноксапроп-П-этила и клоквинтоцет-мексила является взаимозависимым (Ь12 ф 0), однако, эффект взаимодействия выражен в меньшей степени, чем изолированное взаимодействие факторов, о чем свидетельствуют коэффициенты Ь12 < Ьг и Ь12 < Ь2.
Векторы для вычесления коэффициентов Ь. зависимости у = f (х1? х2)
с. J 9 6 6 6 6 4
№ опыта ао а1 а2 а11 а22 а12
1 -1 -1 -1 1 1 1
2 -1 1 -1 1 1 -1
3 -1 -1 1 1 1 -1
4 -1 1 1 1 1 1
5 5 0 0 -2 -2 0
6 2 0 1 -2 1 0
7 2 0 -1 -2 1 0
8 2 1 0 1 -2 0
9 2 -1 0 1 -2 0
Изолированное введение клоквинтоцет-мек-сила при повышении дозы от ЛД33 до ЛД50 вызывает увеличение гибели животных на 26.7%, о чем свидетельствует разность коэффициентов Ь1 и Ьи, феноксапроп-П-этила - на 6.7% (Ь2 - Ь22), а при их совместном действии - на 28.4% (Ц + Ь2 -
Ь11 - Ь22 - Ь12).
Заключение. Таким образом, на основании
полученных результатов можно заключить,
что характер различных комбинаций клок-
винтоцет-мексила и феноксапроп-П-этила
можно определить как взаимозависимый ад-
дитивный эффект (коэффициенты потенцирования при различных сочетаниях компонентов составили от 0.8 до 1.5). При этом ведущим компонентом в данной смеси является клоквинтоцет-мексил, о чем свидетельствует коэффициент Ц > Ь2, согласно математической модели. Это в свою очередь означает, что для целей госсанэпиднадзора следует использовать формулу суммацион-ной токсичности А. Г. Аверьянова без каких-либо коррекций в виде коэффициентов по-тенциирования.
^СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каган Ю.С. Общая токсикология пестицидов. - К, Здоровья, 1981 - 174с.
2. Потапов А.И., Ракитский В.Н. и др. Гигиеническая классификация пестицидов по степени опасности (МР № 2001/26 от 16.04.2001г.).
3. The Pesticide Manuai. Twelfth édition, 2000.
4. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов, ВНИИГИНТОКС. - К., -1988. -51-54с.
5. Прозоровский В.Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности.// Фармакология и токсикология, 1962, № 1, с. 111-119.
6. Рекомендации по статистической обработке результатов экспериментально-токсикологических исследований под ред. Е.Л. Нот-кина. М., 1965 г.
7. Выбор доз при планировании эксперимента по изучению ком-
бинированного действия химических веществ. // Гигиена и санитария 1985 г. № 9 с. 25-26.
8. Использование метода наименьших квадратов для пробит-ана-лиза кривых восстановления. // Гигиена и санитария 1987 г. № 8 с. 47-50.
9. Ракитский В. Н. Клиникоэксперементальные параллели при комбинированном сочетанном воздействии пестицидов на организм. Материалы конференции: Актуальные проблемы токсикологии, гигиены и аналитической химии пестицидов и агрохимикатов. - Киев 2003 г. с. 43-44.
10. Ракитский В. Н. Современная гигиена: проблемы и перспективы. // Сборник научных трудов посвященный 75-летию Екатеринбургского медицинского центра. - Екатеринбург 2004 г. с. 78-81.
11. Актуальные вопросы токсикологии и гигиены применения пестицидов. - К, Киев 1990 г. с. 26-27.
Rakitskiy V.N., Sinitskaya T.A., Batishchev I.S. Combined effect of a pesticide and antidote of industrial use
Institute of Toxicology of Pesticides and Chemical Safety, F.F. Erisman Federal Scientific Center for Hygiene, Moscow
The article is dedicated to the study of a combined effect of a mixed preparation based on an acting substance of fenoxaprop-P-ethyl and antidote from the class of chlorhinolin cloquintocet-mexyl derivates using a method of orthogonal planning of probabilistic magnitudes experiments (V.N.Rakitskiy,1985). According to the outcome of investigations conducted, the character of a combined action of cloquintocet-mexyl and fenoxaprop-P-ethyl can be determined as an inter-depending additive effect.
Материал поступил в редакцию 26.04.2010г.
