亚甲基蓝代谢及生物毒性及研究概况

发表时间:2023/09/25 16:40:55  来源:渔业致富指南2016年10期  作者:梁楠 胡鲲 杨先乐  浏览次数:2747  
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亚甲基蓝,又名美蓝、次甲蓝、瑞士兰等,是一种人工合成的噻嗪类染料。由于其对淡水鱼类的水霉病、红嘴病、小瓜虫病等具有一定的防治效果,自从孔雀石绿、结晶紫等三苯甲烷类染料被禁用于水产养殖后,亚甲基蓝成了一种广泛使用的替代品。然而MacPheeDG,Imray FP等人研究发现亚甲基蓝及代谢产物有“三致”毒性,并且在美国未允许在食用鱼养殖中使用,在日本允许的最高残留限量为10μg/kg。鉴于亚甲基蓝在水产动物中的残留会对其他动物及人体存在潜在的危害,同时在对外出口时被检测到也会对我国的出口贸易造成严重影响。因此,本文对亚甲基蓝的药代动力学和毒理学研究现状进行总结,旨在为亚甲基蓝在水产养殖中的禁用提供理论依据。

1 亚甲基蓝的代谢

1.1 在动物体内的代谢

亚甲基蓝在不同生物体内的吸收和消除过程仍有争论。早期报道说亚甲基蓝在动物体内降解,并以无色亚甲基蓝、亚甲基蓝和一种或多种“有色”代谢物的形式从尿中排出。另有研究表明亚甲基蓝在胃肠道的吸收很少,静脉注射的中毒剂量比口服要小得多。尽管亚甲基蓝从未作胃肠道药物使用,但DiSantoAR,WagnerJG于1972年根据研究结果推断,亚甲基蓝可由胃肠道吸收,并且在组织中迅速降解成无色亚甲基蓝,并缓慢由由尿液和胆汁进行排泄,但药物原形同样也可以排泄。Wang H,ShahV等人在1987年的研究指出亚甲基蓝在动物体内降解,并以无亚甲基蓝及其去甲基代谢产物形式从尿中排出。PlumbDC,VeterinaryDH在1991年的研究表明,亚甲基蓝可以渗透进血液和乳液。

Herter等兔静脉注射实验表明,亚甲基蓝在兔子体内可以快速,可逆的变成无色亚甲基蓝,当生物样品暴露在空气中,“无色”的形式在尿液中稳定,但在血液和其他组织,它会迅速氧化成亚甲基蓝。DiSantoAR,WagnerJG以SD大鼠为试验对象,采用阴茎静脉注射,发现注射3min后血液中亚甲基蓝与组织中相比可以忽略不计,亚甲基蓝吸收很快,组织中含量分布占注射总量的29.8%。

1.2 在人体内的代谢

为了研究亚甲基蓝在人体内的代谢规律,DiSantoAR,WagnerJG在1972年做了一项研究。该研究以7名男性志愿者为实验对象,让他们口服含亚甲基蓝10mg/kg的胶囊,给药前和给药后4小时不吃食物,试验结果表明,平均74%(变化范围在53%~97%)的药物可以在尿液中获得,其中78%是无色形式存在。通过对血浆的分析发现,亚甲基蓝在血浆中浓度上升40%~50%。由此可以说明,亚甲基蓝在尿液中主要以无色形式排泄,而在血液中会迅速与红细胞相结合。

单次静脉注射1.4mg/kg亚甲基蓝后,平均血浆浓度为5μmol。临床口服剂量在50~300mg,健康个体口服100mg亚甲基蓝后全血浓度会达到25ng/mL。单次静脉注射和口服比较得出结论,口服生物利用度为72.3%。口服肝脏和肠道含量高,静脉注射脑浓度高,腹腔、肠腔、静脉注射会进入血脑屏障。口服和注射血浆中亚甲基蓝半衰期为5~7h,口服吸收30~60min后浓度为血浆达峰浓度的53%~97%,65%~85%亚甲基蓝在红细胞和外周组织中转化为无色亚甲基蓝,亚甲基蓝和无色主要经尿液代谢,也经胆汁和粪便代谢。

2 亚甲基蓝的毒性

2.1 对水生动物的急性毒性

张海滨,陈万光等研究表明,亚甲基蓝对苏丹鱼、团头鲂、锦鲤、金鱼苗、高体鰟鲏等鱼类的安全浓度(SC)分别为36.26、8.84、4.25、2.36、0.96mg/L。刘建勇,彭树锋研究得出,亚甲基蓝对糠虾幼体和南美白对虾幼体的安全浓度分别为0.029、0.025mg/L,殷华,阚晓微研究得出,亚甲基蓝对水丝蚓的24hLC50为 31.6mg/L,安全浓度为2.64mg/L。通过对鱼虾等水生动物的急性毒性试验研究表明,亚甲基蓝对水生动物的毒性存在一定差异,并且达到一定浓度时,稍有增加就会引发动物大量死亡。亚甲基蓝可治疗水生有壳动物的链壶菌病,但仅是在感染不严重时才有效,而高浓度的亚甲基蓝却可使动物中毒并导致死亡。

2.2 对哺乳动物的急性毒性

暴露于存在亚甲基蓝的环境中的动物可能产生如下一些中毒状况,如血浓缩,低体温、酸中毒、高碳酸血、低氧增加在血压、呼吸频率和变化、振幅、角膜损伤、结膜损伤、亨氏小体的形成等。Lewis以大鼠、小鼠为试验对象,急性毒性试验结果表明,亚甲基蓝经口LD50分别为1180、3500mg/kg,腹腔注射LD50分别为180、150mg/kg,静脉注射LD50为1250、77mg/kg,羊的静脉注射LD50为42.3mg/kg。

Harvey研究表明,对人体静脉注射大剂量(500mg/kg)亚甲基蓝,会导致恶心、腹部和胸部疼痛、脸色发白、高铁血红蛋白症、出汗、头晕、头痛、和混乱等不良反应。大量国外医学案例报道,新生儿使用亚甲基蓝,不论是肠道给药还是羊膜腔内注射或其他暴露途径,都可能导致新生儿皮肤脱皮,蓝绿尿现象,甚至是出现溶血性贫血,高胆红素血症和高铁血红蛋白血症,并有可能并发G6PD缺乏症。因此新生儿和妊娠期的孕妇要更加避免暴露于亚甲基蓝的环境中。

另外,虽然亚甲基蓝可用于治疗高铁血红蛋白症,但高剂量的亚甲基蓝却可以引发此症。亚甲基蓝可以导致亨氏小体贫血或其他红细胞形态改变,并降低红细胞寿命。亚甲基蓝是单胺氧化酶抑制剂。亚甲蓝与血清素药物,包括血清素再摄取抑制剂(SRIs),选择性血清素再摄取抑制剂(SSRIs),血清素和去甲肾上腺素再摄取抑制剂(SNRIs),三环类抗抑郁,去甲肾上腺素-多巴胺再摄取抑制剂(SNRIs),曲坦和麦角生物碱等结合使用,可能增加潜在的五羟色胺综合征的风险。

2.3 对哺乳动物的生殖毒性

MahadevanMM等人通过体外和替代性试验比较亚甲基蓝和靛蓝二磺酸钠(IC)对人颗粒黄体细胞(GC)影响。试验表明,亚甲基蓝能够被颗粒黄体细胞吸收和加工从而抑制孕酮的产生,对卵巢组织产生潜在的不利影响。这一报道与亚甲基蓝在羊膜腔内注射产生致畸作用一致。

CoddingtonCC等人体外实验表明,亚甲基蓝的使用会对配子,胚胎,和生殖道的分泌物产生不利的影响。亚甲基蓝对人类精子运动的抑制呈时间和剂量依赖性;此外,子宫、输卵管和腹腔液中亚甲基蓝的存在使聚丙烯酰胺凝胶中蛋白的流动性改变,卵泡刺激素,雌二醇的值达到实际值的260%。

美国国家技术情报服务处(NTIS)以SD大鼠和新西兰兔子为研究对象进行研究,研究结果表明,引起大鼠发育毒性的LOAEL(最低可见有害作用剂量)为每天200mg/kg,NOAEL(未观察到有害作用剂量)为每天125mg/kg。产生母体毒性的LOAEL为每天不足50mg/kg;对新西兰兔的研究表明,产生母体毒性的LOAEL为每天100mg/kg,NOAEL为每天50mg/kg。

Telford等以妊娠的雌性大鼠为试验对象,结果表明,雌性大鼠怀孕期间饲喂含有亚甲基蓝的食物可导致雌鼠产生母体毒性,但是后代无致畸表现。此研究表明,亚甲基蓝是动物和人类的生殖毒物。亚甲基蓝被FDA列为妊娠X级,即对胎儿有危害,对孕妇无益,为孕期禁用药。

2.4亚甲基蓝的特殊毒性

Auerbach,ScottS等的研究表明,亚甲基蓝能引起鼠伤寒沙门氏菌TA98、TA100突变及仓鼠卵细胞姐妹染色单体交换,染色体畸变。MacPheeDG等研究表明亚甲基蓝在光诱导条件下可使基因突变。GENTOX网站数据表明,亚甲基蓝能引起原核、昆虫的基因突变,并能引起原核生物、低等真核生物、哺乳动物细胞(体外实验)姐妹染色单体交换。ChungKT,HejtmancikMR等研究表明亚甲基蓝有致畸作用。LaszloVutskits,M.D.等研究表明,在血管内大剂量注射亚甲基蓝可引起神经元的广泛凋亡。ScottS.Auerbach等人临床前毒性研究结果表明,在啮齿动物上长期(1-24月)使用亚甲基蓝会导致淋巴瘤以及各种肠道恶性肿瘤。亚甲基蓝会导致雄性F344/N大鼠胰岛细胞腺瘤的发病率增加,雄性B6C3F1小鼠小肠恶性上皮肿瘤或腺瘤的产生。

3 总结

综上所述,亚甲基蓝在哺乳动物体内的代谢和毒理学在国内外研究较多,关于水生动物的相关研究罕有报道,有关内容多集中在亚甲基蓝在水产品中的残留检测,而亚甲基蓝在不同生物体内的吸收和消除过程不尽相同,因而亚甲基蓝在不同水产动物体内的代谢及残留消除规律的研究显得尤为重要。同时,亚甲基蓝与孔雀石绿一样,均具有“三致”作用,对人体存在潜在的危害,然而它却并没有像孔雀石绿一样在水产养殖应用中得到应有的重视,更没有被禁止使用。一些不法商贩利用亚甲基蓝与孔雀石绿颜色接近的特点,在出售给养殖户的亚甲基蓝商品中掺入孔雀石绿,以产生商品对水产动物疾病具有良好防治效果的假象。对此,缺乏专业知识和昂贵检测仪器的养殖户难以防范,给养殖户和消费者带来巨大风险。

(通联:201306,上海海洋大学,国家水生动物病原库电话:18201800575)

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