制定Beta-Cyfluthrin显示广泛的分歧在鸟类中毒性

文摘

一般认为,鸟类拟除虫菊酯杀虫剂的毒性是可以忽略不计,但很少有物种测试。制定的口服急性毒性beta-cyfluthrin决心金丝雀(Serinus sp。),闪亮的燕八哥(Molothrus bonariensis)和耳鸽子(Zenaida蓝花)。单剂被填喂法为成年人。近似致命剂量50 ()及其置信区间是由近似D-optimal设计。金丝雀是制定更多的敏感beta-cyfluthrin (毫克/公斤)比其它两个物种测试(毫克/公斤,毫克/公斤,职责)。的获得了金丝雀也远远低于典型毒性值可在拟除虫菊酯的文献。这项研究强调了需要测试一个广泛的物种可能有毒杀虫剂,使用现代上下测试设计用最少数量的鸟类。

1。介绍

农药的广泛使用导致人口下降和死亡率的鸟类在农业生态系统1]。不同类别的农药、杀虫剂一般呈现急性效应的风险更高(2,3),因为他们的固有毒性升高和高潜力的曝光。大规模死亡病例由中毒和杀虫剂对鸟类的各种研究报道负面影响显而易见的证据杀虫剂对野生鸟类带来的风险(例如,2- - - - - -11])。一次大规模死亡的鸟类的收到了极大的关注,但在阿根廷的1995 - 1996年死亡率斯文森的鹰派人物由于久效磷,有机磷杀虫剂(12,13]。在这个事件之后,久效磷在阿根廷注册被取消而获得的拟除虫菊酯杀虫剂的重要性和受欢迎程度。

在杀虫剂、拟除虫菊酯是一类神经毒素合成杀虫剂广泛应用由于其相对安全哺乳动物和鸟类,以低剂量高杀虫效力,和快速生物降解14]。轴突昆虫钠离子通道对拟除虫菊酯酯敏感100倍比哺乳动物频道(15]。由于这些原因,拟除虫菊酯已经逐渐取代了有机氯、有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。几个关于拟除虫菊酯的研究已经开展了关于脊椎动物(例如,16- - - - - -18]),大多数在啮齿动物(例如,19- - - - - -23])。拟除虫菊酯对哺乳动物的神经毒性取决于立体化学的配置和拟除虫菊酯结构(24,25]。相比之下,所知甚少的鸟类拟除虫菊酯的毒性,可能是因为这类杀虫剂通常被认为是微不足道的鸟类毒性。

Beta-cyfluthrin(深蓝(4-fluoro-3-phenoxyphenil) -methyl-3 - (2, 2-dichloroethenyl) 2、2-dimethyl-cyclopropanecarboxylate)是杀虫剂的活性成分配方用于控制各种害虫在棉花、玉米、向日葵、大豆作物。像其他拟除虫菊酯,beta-cyfluthrin呈现立体选择与钠离子通道的一小部分的神经元细胞膜,导致延长内钠电流诱发的神经元兴奋性刺激每一个输入脉冲的(26- - - - - -28]。Beta-cyfluthrin四个非对映体的混合物,非对映体二世和IV心态占据主导地位,确定物质的化学和物理性质29日,30.]。Beta-cyfluthrin II型拟除虫菊酯,α碳特征含氰基的小组。II型拟除虫菊酯存在更大的杀虫效果和毒性高于I型拟除虫菊酯。II型酯保持钠通道开放更长期时间比I型酯(31日]。II型拟除虫菊酯的主要中毒的迹象,在哺乳动物中包括舞蹈手足徐动症和唾液分泌(CS) (25]。

报告的LD₅₀农药的鸟类beta-cyfluthrin手册(32)是日本鹌鹑> 2000毫克/公斤。美国环境保护部在其“ECOTOX”数据库(http://cfpub.epa.gov/ecotox/)为相同的值,但是与北方美洲鹑。然而,未发表的信息没有车辆详细信息或制定的一份报告中援引了LD₅₀beta-cyfluthrin ca。100毫克/公斤的金丝雀,以及更常见的值美洲鹑北部和野鸭> 2000毫克/公斤(29日]。这个值的金丝雀,如果真实的,在一般的智慧产生怀疑,拟除虫菊酯无毒的鸟类。本研究对客观独立的LD的确证₅₀beta-cyfluthrin金丝雀和决定商业的急性口服毒性制定beta-cyfluthrin两小说和野生物种,闪亮的燕八哥(Molothrus bonariensis)和耳鸽子(Zenaida蓝花)。

2。材料和方法

2.1。网站和一般条件的研究

研究进行了的研究机构国际(西班牙de Tecnologia Agropecuaria)的巴拉那河农业试验站(31°50 53′′′年代,60°32′19′′W)。这项研究的鸟类饲养场进行20×10 m,包括一个适应区域6组笔(每3×2×3米)和24个人测试笼子里(每个0.5×0.5×0.5米)。光周期和测试房间的平均温度在计量记录(表2和3)。通风控制,以维持室内室外环境范围内的温度和湿度条件。

2.2。选择、捕获和住房的鸟类

闪亮的燕八哥,野生鸟类和抽穗鸽子周边领域的选择根据他们的大量,保证其可用性,丰度,并获取成功。闪亮的燕八哥被捕与薄网,抽穗鸽子诱饵陷阱。人工养殖金丝雀。健康的成年鸟类加权,按性别分组后适应实验条件至少14天。至少有三个1.5 m-perches被放置在每一笔。闪亮的燕八哥食虫动物喂食商业食品认证,抽穗鸽子了小麦和向日葵种子,金丝雀,商业种子混合和地面鸡蛋。瓶装水供人类食用了随意所有物种。由于缺乏构成INTA或在当地大学动物保健委员会(所del沿海地区),提供了这一研究的学术监督,指导丹佛野生动物研究中心的美国农业部进行捕捉,交通、住房、保健、安乐死,和鸟类的尸体剖检,除了其他程序的研究33- - - - - -45]。

2.3。化学和剂量

获得测试剂量beta-cyfluthrin(毫克/公斤体重),我们使用一个商业配方(Bulldock拜耳作物科学),暂停12.5克我。/ 100毫升的未报告的惰性成分。我们假设标签浓度是正确报告和鸟类进行必要的产品制定相应的所需剂量的beta-cyfluthrin。众所周知,拟除虫菊酯的毒性可能极大地影响了计量工具(46]。因为野生鸟类是暴露于制定产品,我们选择测试配方而无需额外的车辆尽可能和蒸馏水作为金丝雀的稀释剂数剂量(见脚注稀释的表3)。

剂量计算根据标准方程近似D-optimal设计的每个阶段(47在毫克的人工智能),每公斤体重,如表所示3。加药卷计算基于个人身体重量测量剂量(表12小时内1)。为了防止返流,高剂量卷(> 0.17毫升金丝雀,> 0.45毫升闪亮的燕八哥,和抽穗鸽子> 1.0毫升)分裂和管理四整除相隔15分钟。这种分割剂量发生管理所有物种在极限测试中,一个金丝雀在第一阶段的完整测试和闪亮的燕八哥耳鸽子在所有阶段的完整测试(表1)。剂量体积不超过16毫升/公斤体重(体重)的金丝雀,27毫升/公斤BW闪亮的燕八哥,26毫升/公斤BW耳鸽子。制定测试化学是由填喂法。导管与凡士林润滑时减少可能的不适。个人,令人反胃的部分或全部的剂量和剂量中幸存是代替别人因为返流修改剂量,防止LD的正确的近似₅₀(48]。闪亮的燕八哥的百分之四十六,33%的耳鸽子和金丝雀生搬硬套的16%,尽管前禁食剂量。

2.4。过程

急性口服毒性试验进行了以下指南草案223年经济合作与发展组织(oecd) (47]。这个过程最小化并广泛使用的鸟类数量统计验证。

首先,五个人每个物种受到限制剂量为2000毫克/公斤的化学测试。任何死亡这个极限剂量后,LD₅₀估计与近似连续的阶段D-optimal设计(完整的测试;图1)。在金丝雀,第一阶段的完整的测试进行了确认和改善金丝雀LD的初始估计₅₀(250毫克/公斤,基于前面提到的文学价值和极限测试的结果)。添加额外的阶段是为了获得更大的精度水平。

鸟被随机分配到每个测试和观察剂量后14天。死亡率、临床症状、体重变化在研究的开始和结束之间,返流,死亡时间(小时)和恢复记录。

测试和控制动物进行验尸以确定宏观差异。所有器官的大小、位置和外观和完整的兵士道检查。同时,肝脏和心脏称重和它们的相对权重计算(1),以发现任何病理与任何损失或增加的质量这些器官(肝肿大、坏死、肥大等)。

2.5。统计分析

我们适合probit模型(49)合并后的数据从所有阶段(6.1 STAT-SAS)得到LD₅₀估计,置信区间信念和斜坡的剂量反应曲线。最初的和最后的身体重量和心脏和肝脏的相对权重由单向方差分析比较使用SPSS v。10为Windows。

3所示。结果

3.1。极限测试

最初的LD₅₀估计获得极限测试是2247毫克/公斤闪亮的燕八哥和抽穗鸽子,因为40%的人死于这两个物种。相比之下,所有治疗金丝雀死了,,因此,不可能获得LD的初始估计₅₀与极限测试(表2)。

3.2。完整的测试

金丝雀,LD₅₀值估计每个连续的阶段是68毫克/公斤,110毫克/公斤和170毫克/公斤,分别。在额外的阶段(类似于第三阶段,为了减少执行LD的置信区间₅₀),收到的四个人,两个最高剂量生搬硬套,而且,由于这个原因,他们不包含在结果中。闪亮的燕八哥和抽穗鸽子,虽然剂量在第二阶段是相同的,因为类似的结果在极限测试中,死亡率不同(表3)。LD的₅₀估计在第二阶段1589毫克/公斤和2338.6毫克/公斤闪亮的燕八哥,抽穗鸽子,分别。最后LD₅₀估计,得到拟合概率单位模型的综合数据阶段为每一个物种都是170±41金丝雀毫克/公斤,2234±544毫克/公斤的闪亮的燕八哥,和2271±433毫克/公斤耳鸽子。剂量反应曲线如图所示2。

临床症状包括折边的外表,唾液分泌(就是不断的吞咽动作和头晃动),减少活动,虚脱,气喘吁吁,呼吸困难,身体颤抖,平衡损失和/或抽搐。信号出现后不久,剂量和持续时间从几分钟到几个小时。有剂量没有产生临床症状和其他允许恢复患者中毒的迹象,包括抽搐(表2和3)。所有恢复后第一个24小时内剂量。初始剂量和14天postdose权重表4。体重没有明显差异的幸存者在剂量和剂量后14天之前,除了金丝雀在第三阶段的完整测试14天postdose权重高于初始剂量重量()。最长时间在金丝雀死亡是1.75个小时,3个小时在抽穗鸽子,闪亮的燕八哥和5小时。只有金丝雀显示倾向更短的时间和增加剂量死亡(图3)。

所有的鸟,死前和后四肢僵硬。我们观察到一个白色的粘稠液体的不同部分特种部队,归因于杀虫剂配方。宏观差异治疗和控制个体的器官没有检测到。心脏和肝脏相对重量(和)没有变化(在所有情况下)。

4所示。讨论

LD的₅₀价值我们获得在金丝雀接近价值提出了欧盟委员会的报告beta-cyfluthrin [29日),确认这是适度有毒或二类这个物种。LD₅₀值制定beta-cyfluthrin获得闪亮的燕八哥(另一个雀形目的物种)和耳鸽子,接近的值报告美洲鹑鹌鹑和日本鹌鹑29日,30.),确认beta-cyfluthrin几乎无毒或第三类的物种。需要一些护理之前这些敏感性差异仅仅归因于发展史。剂量的变化过程可能引入不必要的变化在我们的结果。这些将在下面详细讨论。

之间的不同敏感性beta-cyfluthrin金丝雀和其他测试鸟类可能是由于不同的不良行为的网站的特点,肠道吸收、代谢和/或消除这种物质。例如,氯氰菊酯的较低的急性毒性鹌鹑被解释为高阻鹌鹑的致命影响中枢神经系统的氯氰菊酯,更广泛的代谢大量产品,并迅速消除排泄物(50]。类似的生理机制可能发生在闪亮的燕八哥和抽穗鸽子,解释他们的低敏感性beta-cyfluthrin。此外,这两个网站的显著差异敏感度和代谢毒性作用差异和不同的主要解毒途径和酶的活动51- - - - - -59]可能发挥重要作用的微分响应这些杀虫剂。另一方面,三种鸟类中体型的差异包括在这项研究可能影响研究结果。基于异速生长的研究由Mineau et al。60],金丝雀的小体型比其它两个物种可能已经导致了更高的灵敏度。

实验设置和程序有关的因素会影响研究结果。温度和拟除虫菊酯的毒性之间的关系已被证明好几组动物,包括昆虫、两栖动物和哺乳动物(51,61年- - - - - -64年]。在我们的研究中,指出在环境温度变化时,每个阶段的测试(表3)。然而,即使变化略高的闪亮的燕八哥,它不太可能有影响的结果,因为我们获得了LD₅₀通过结合数据顺序阶段具有不同的温度。此外,不同剂量卷和分裂政府可能增加实验动物之间的差异(61年]。在我们的工作金丝雀管理卷远低于用于其他两个物种(表1)。Wolansky et al。65年)表明,增加剂量的联苯交付的玉米油,另一个合成拟除虫菊酯,改变了农药的时间进程和效力老鼠(双重力量的差异被认为增加5倍玉米油)。石油的使用剂量剂时应避免高度亲脂性的农药被测试。我们希望避免了这个问题通过定量的配方在可能的情况下,因此不会改变的相对浓度农药的计量解决方案。比较能整除的数(表1(表)的死亡率测试3),表明,准确的剂量政权可能没有任何很大程度上影响我们的测试结果。最后,因为我们测试制定材料(未知的)而非活性成分,我们无法确定明确金丝雀是否更敏感的活性成分或formulants之一。然而,人工智能的相似值引用由欧盟和毒性的相对缺乏formulants的其他两个物种(LD₅₀值类似获得仅在鹌鹑与活性成分或野鸭)建议对拟除虫菊酯的敏感性差异而不是惰性包括在制定材料。

临床症状观察在高剂量的三个种类的鸟在协议与所描述的表等。66年在大鼠接受beta-cyfluthrin和卡所观察到的et al。67年),测试氯菊酯和氯氰菊酯在鸡。这些症状包括减少活动,全身颤抖,唾液分泌,激动的呼吸,夷为平地的姿势,和舞蹈手足徐动症。神经中毒症状观察后短时间内摄入和持续了几个小时,表明拟除虫菊酯的去除神经系统是快速68年]。所有物种的幸存者没有显示体重的损失,至少在年底前14天观察期(表4)。此外,金丝雀的身体重量显著增加在第三阶段的全面测试。辛格等人[69年)观察急性治疗后体重增加与beta-cyfluthrin白化病老鼠。这些作者假设,体重的增加可能是由于摄取过多食物和水转换效率和增加食物治疗组比的控制。

所有死亡发生后24小时内剂量,可能是因为最高水平在血液、肝脏、肌肉和大脑达到治疗的第一天(25,70年]。次在闪亮的燕八哥和抽穗鸽子非常类似于泰姬同氰戊菊酯和Menzer71年在日本鹌鹑(4 - 8小时)。快速复苏是中毒的特点与拟除虫菊酯在哺乳动物(72年]。在这三种鸟类,甚至个人剂量接近LD₅₀恢复快(表3)。Pascual et al。48报道一个高频鸽子一样我们的返流。返流没有频繁的金丝雀,这表明差异的生理反刍的能力。自个人转载是代替别人,结果不会受到返流。

急性和亚急性研究表明,拟除虫菊酯高剂量引起肝肥大,而且,如果不发生死亡,这些变化是可逆的(72年,73年]。然而随着Yavasoglu et al。74年),曾与氯氰菊酯在大鼠,相对肝脏重量()——一种间接测量肝脏健康或函数所做的变化不会显示任何剂量的影响。虽然有在体外研究关于拟除虫菊酯的影响大鼠和豚鼠心肌的75年- - - - - -77年),影响与损失或增加的质量没有检测到这里。

总之,尽管有可能加剧的因素敏感性的差异或物种之间(例如,不同剂量卷,多次给药方案,变量环境温度,体型,等等),高灵敏度的金丝雀beta-cyfluthrin证实。另一方面,制定beta-cyfluthrin被发现几乎无毒,闪亮的燕八哥和抽穗鸽子。这些结果强调了需要测试更广泛的物种在推广之前对拟除虫菊酯的毒性(可能还有其他杀虫剂)鸟类。beta-cyfluthrin而言,尽管低应用利率通常使用的字段(7.5 -20克我。据汤姆林[/公顷32),有必要考虑这种农药的毒性的潜在变化为了充分评估其安全鸟类。在目前的情况下,一个物种敏感性的方法(78年建议其他鸟类,尤其是小有形的物种,将显示对拟除虫菊酯的敏感性更高。未来的研究需要解释为什么beta-cyfluthrin金丝雀更敏感,确定金丝雀也同样对其他拟除虫菊酯更敏感,更重要的是,是否野生动物物种有关过去的金丝雀也呈现出高灵敏度拟除虫菊酯。

确认

作者感谢环境加拿大和西班牙de Tecnologia Agropecuaria(国际)资助和支持。同时,他们感谢布莱恩·柯林斯博士基本统计合作;朱莉Brodeur博士对她的评论,国际员工,和纳塔莉亚Bossel合作捕捉和提供材料;胡安•卡洛斯Reboreda,闪亮的燕八哥饲养他宝贵的贡献;董事的EEA-Parana恩地区中心,支持这个巴拉那河试验站的工作;最后两位匿名裁判提供有用的评论早期的草稿。

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