Προσδιορισμός της γενοτοξικής δράσης των φυτοφαρμάκων Imidacloprid και Metalaxyl σε in vitro και in vivo συνθήκες

Abstract

Human is daily exposed to complex mixtures of pesticides either occupationally or incidentally, with different direct or indirect health side-effects. Many pesticides have been identified as extremely toxic to humans, while others as possible or potent carcinogens. In the present thesis we investigated the in vitro and in vivo genotoxicity of two pesticides: Imidacloprid and Metalaxyl, separately and in combination. Imidacloprid is a broad-spectrum insecticide belonging to the group of neonicotinoids, and Metalaxyl is a systemic benzenoid fungicide. For the evaluation of the genotoxicity of the selected pesticides we used the following cytogenetic end-points: the micronucleus (MN) formation and sister-chromatid exchange (SCE) induction in human lymphocytes and the micronucleus induction in polychromatic erythrocytes (PCEs) of the rat bone-marrow. The results obtained from the analysis of micronuclei in the lymphocytes of 11 farmers, before and after spraying the specific pesticides, and from their comparison with the spontaneous induction of micronuclei in the lymphocytes of 11 negative controls, showed that there are no statistically significant differences in the micronuclei frequencies of our studied groups before and after spraying. Analysis on the basis of smokers versus non-smokers, for negative controls, as well as for farmers, did not show statistically significant differences. Analysis between control and exposed farmers revealed a significant difference after the exposure to these pesticides. The results of the MN analysis in lymphocyte cultures treated in vitro with the two pesticides, either separately or as a mixture, did not significantly differ from those in the controls. The results of the SCE analysis showed a statistically significant increase in SCE frequency resulting from treatments with Metalaxyl at 5, 10 and 100 μg/ml and with the combination of Imidacloprid and Metalaxyl at 100 and 200 μg/ml. Finally, the in vivo micronucleus assay with rat bone-marrow polychromatic erythrocytes showed a statistically significant effect upon separate treatments with Imidacloprid and Metalaxyl at doses of 300 mg/kg b.w. or upon combined treatment with 200 and 400 mg/kg b.w.

Ο οργανισμός του ανθρώπου εκτίθεται καθημερινά σε σύνθετα μίγματα φυτοφαρμάκων, είτε μέσω της επαγγελματικής του ενασχόλησης, είτε ως καταναλωτής, με ποικίλες αρνητικές συνέπειες για την υγεία του. Πολλά φυτοφάρμακα έχουν χαρακτηριστεί ως ιδιαίτερα τοξικά για τον άνθρωπο και άλλα ως πιθανά ή δυνητικά καρκινογόνα. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε σε in vitro και in vivo συνθήκες, η γενοτοξική δράση των φυτοφαρμάκων Imidacloprid και Metalaxyl, μεμονωμένα, αλλά και σε συνδυασμό. Το Imidacloprid είναι εντομοκτόνο ευρέος φάσματος που ανήκει στην ομάδα των νεονικοτινοειδών, και το Metalaxyl είναι ένα συστημικό βενζενοιδές μυκητοκτόνο. Ως δοκιμασίες ελέγχου για τον προσδιορισμό της γενοτοξικότητας των συγκεκριμένων φυτοφαρμάκων χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνικές της επαγωγής µικροπυρήνων και της επαγωγής ανταλλαγών μεταξύ αδελφών χρωματίδων, σε καλλιέργειες ανθρώπινων λεµφοκυττάρων, καθώς και της επαγωγής µικροπυρήνων σε πολυχρωµατικά ερυθροκύτταρα μυελού των οστών αρουραίων. Τα αποτελέσματα που πήραμε από την ανάλυση των μικροπυρήνων στα λεμφοκύτταρα 11 καλλιεργητών καπνού, πριν και μετά τον ψεκασμό με τα εν λόγω φυτοφάρμακα, και από τη σύγκρισή τους με την τυχαία επαγωγή μικροπυρήνων στα λεμφοκύτταρα 11 αρνητικών μαρτύρων, ήταν τα εξής: Δεν βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στη συχνότητα των μικροπυρήνων των καλλιεργητών πριν και μετά τον ψεκασμό. Η σύγκριση μεταξύ καπνιστών και μη-καπνιστών αρνητικών μαρτύρων αλλά και καλλιεργητών δεν έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές. Βρέθηκαν όμως στατιστικά σημαντικές διαφορές στη συχνότητα των μικροπυρήνων ανάμεσα στους καλλιεργητές μετά τον ψεκασμό και τους αρνητικούς μάρτυρες. Η ανάλυση των μικροπυρήνων σε καλλιέργειες λεμφοκυττάρων μετά από in vitro επίδραση με τα δυο φυτοφάρμακα, μεμονωμένα και σε συνδυασμό, δεν έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές σε σχέση με τους αρνητικούς μάρτυρες. Η ανάλυση των ανταλλαγών μεταξύ αδελφών χρωματίδων έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές σχετικά με τους αρνητικούς μάρτυρες για το Metalaxyl μεμονωμένα, στις συγκεντρώσεις των 5, 10 και 100 μg/ml και για το μίγμα Imidacloprid /Metalaxyl στις συγκεντρώσεις των 100 και 200 μg/ml. Τέλος, κατά την ανάλυση των μικροπυρήνων σε πολυχρωµατικά ερυθροκύτταρα μυελού των οστών αρουραίων εμφανίστηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μετά από μεμονωμένη χορήγηση 300 mg/kg σωματικού βάρους Imidacloprid και Metalaxyl, καθώς και μετά από χορήγηση 200 & 400 mg/kg σωματικού βάρους του μίγματος.