Die Nahrung 29 (1985) 3,299-302

Institut fur Pharmakologie und Toxikologie des Bereiches Medizin der Ernst-Moritz-Arndt-Universitat Greifswald, DDR

Renale Exkretion von Dimethyl-phosphat und seinen Thioderivaten nach Applikation von Dimethoat, Bromophos, Naled oder Trichlorfon bei Ratten

F. RIEMER, R. DAHLENBURG und A. GRISK

Dimethoat, Bromophos, Naled oder Trichlorfon wurde Ratten in 3 Dosen, die sich jeweils um den Faktor 10 unterschieden, i.p. oder p.0. appliziert. Im 24-h-Harn wurde Dimethyl-phosphat (DM), 0,O-Dimethyl- thiophosphat (TP) undioder 0,O-Dimethyl-dithiophosphat (DT) gaschromatographisch bestimmt. Nach i.p. Applikation von Dimethoat unterschied sich die aus den Daten berechnete Ausscheidungsrate von DT bei der niedrigsten Dosierung signifikant von der, die bei den zwei anderen Dosen gefunden wurde (t-Test; p = 0,Ol). Die Exkretionsraten von DM und TP bei der gleichen Applikationsart bzw. die von DM, TP und DT nach oraler Dimethoatgabe zeigten keinen signifikanten Unterschied. Die Ausscheidungsraten von TP bei Bromophos und von DM bei Naled bzw. Trichlorfon unterschieden sich bei der gleichen Applikations- art nicht signifikant. Die Untersuchungsergebnisse lassen erkennen, daD die Exkretionsrate von DM, TP bzw. DT unter den angegebenen Versuchsbedingungen praktisch dosisunabhangig ist.

Einleitung

Dialkyl-phosphate sind wichtige Metabolite phosphororganischer Pestizide mit (R-O-)2P- Gruppe bei Tier [l] und Mensch [2, 31. Uber ihren Nachweis im Urin kann man eine Ver- giftung bzw. Exposition mit Organophosphaten erkennen. In Fortsetzung unserer Unter- suchungen zur renalen Exkretion dieser Abbauprodukte [4] sollte im Rahmen dieser Arbeit

H3C-0, ,,o P

HJC-0' 'CH-CC' I

OH

NU/& Pich/orfon

Abb. 1. Untersuchte Organophosphate

20'

300 Die Nahrung 29 (1 985) 3

am Beispiel von Dimethoat, Bromophos, Naled und Trichlorfon (Abb. 1) gepriift werden, ob die Exkretionsrate von Dimethyl-phosphat (DM), 0,O-Dimethyl-thiophosphat (TP) bzw. 0,O-Dimethyl-dithiophosphat (DT) bei der Ratte dosisabhangig ist.

Material und Methoden

Die Wirkstoffe' wurden weiblichen Wistarratten institutseigener Zucht p.0. oder i.p. appliziert. Wahrend des Versuchs wurden die Tiere einzeln in Stoffwechselkafigen gehalten (Wasser ad libitum, aber kein Futter). Die Konzentration an DM, TP bzw. DT im 24-h-Harn wurde gaschromatographisch bestimmt und daraus die Exkretionsrate berechnet.

Ergebnisse und Diskussion

Nach p.0. oder i.p. Applikation von Dimethoat wurden in Ubereinstimmung mit der Literatur [ I ] alle 3 Metabolite gefunden (Tab. 1). Wie man Tab. 1 aul3erdem entnehmen kann, unterscheidet sich die berechnete Exkretionsrate im untersuchten Dosisbereich nur wenig. Lediglich fur die Dosisgruppen D,og/D,,09 bzw. D,,,9/D, ,09 (i.p. Applikation, Tab. 1) ist der Unterschied nach dem t-Test signifikant (p = 0,01), wobei allerdings die geringe Tierzahl pro Gruppe in Betracht zu ziehen ist.

Im 24-h-Harn von Ratten, denen Bromophos i.p. oder p.0. verabreicht wurde, war nur TP nachweisbar (Tab. 2), obwohl nach der chemischen Struktur des Wirkstoffes (Abb. 1) DM ebenfalls zu erwarten ware. Analoge Befunde sind auch aus der Literatur bekannt [I].

Tabelle I Renale Exkretion von Dimethyl-phosphat und seinen Thioderivaten wahrend 24 h nach i.p. oder p.0. Applikation unterschiedlicher Dimethoatdosen bei Ratten

Tiere/Gruppe Dosis Ausscheidungsrate [ % der applizierten Dosis] (Applikations- [pmol/kg] art) ([mg/kgl) Dimethyl- 0,O-Dimethyl- 0,O-Dimethyl-

phosphat thiophosphat dithiophosphat

5 109 12 2,3* 11 f 1,3 I4 k 3,5 (P.0.) (25)

10,9 13 f 3,O 13 & 1,5 14 f 3,8 ( 2 3 1,09 13 4,6 15 5,3 12 f 5,6 ( 0 3 )

5 109 12 1,5 11 F 1,8 14 + 1,8 6p . l (25)

10,9 11 & 2,6 11 f 1,3 14 f 1,9 ( 2 3 1,09 15 5 1,3 7 f 3,2 10 0,4 ( 0 3 )

* Mittelwert k Standardabweichung

Fur die Uberlassung der Wirkstoffe danken wir dun VEB Chemiekombinat Bitterfeld, dem VEB Delicia Delitzsch und dem VEB Fettchemie Karl-Marx-Stadt

RIEMER/DAHLENBURG/GRISK : Exkretion von Dimethyl-phosphat 301

Tabelle 2 Renale Exkretion von Dimethyl-phosphat oder 0,O-Dimethyl-thiophosphat wahrend 24 h nach Applikation von Bromophos, Naled oder Trichlorfon bei Ratten

Wirkstoff Tiere/Gruppe Dosis Ausscheidungsrate (Applikations- [po l /kg ] [ % der applizierten Dosis] art) ([mg/kgl)

Dimethyl- 0,O-Dimethyl- phosphat thiophosphat

Bromophos 6 820 (300) n.n.* 3,O f 0,32 (P.0.) 82 (30) n.n. 3,4 f 0,38

8 2 (3) n.n. 3,2 f 0,82

6 820 (300) n.n. 3,3 f 0,27 0.P.) 82 (30) n.n. 3,7 f 0,68

8,2 (3) n.n. 3,8 1,66

Naled 6 113 (43) 13 f 2,4 (P.0.) 11,3 (4,3) 14 2,5

1,13 (0,43) 17 & 4,O

6 66 (25) 24 f 5,7 6.P.) 6,6 (2S) 21 & 4,8

0,66 (0,25) 23 & 6,3

Trichlorfon 6 245 (63) 28 f 4,9 (P.0.) 24,s (63) 25 f 1,9

2,45 (0,63) 23 f 4,O

* Im Harn nicht nachweisbar

Die Exkretionsrate fur TP war mit 3 bis 4 % der applizierten Dosis relativ niedrig. Die Aus- wertung der Daten mit Hilfe des [-Tests ergab bei der gleichen Applikationsart keinen signi- fikanten Unterschied.

Beim Phosphorsaureester Naled war die Ausscheidungsrate fur DM nach i.p. Injektion hoher als nach oraler Gabe des Wirkstoffes (Tab. 2) . Umgekehrt waren die Verhaltnisse beim Phosphonsaureester Trichlorfon (Tab. 2). Die Prufung der erhaltenen Werte mittels [-Test ergab, daD sich die Exkretionsrate bei der gleichen Applikationsart fur beide Pesti- zide nicht unterscheidet.

Die vorliegenden Untersuchungsergebnisse weisen darauf hin, dal3 bei der Biotransforma- tion von Bromophos die oxydative Desulfurierung sowie die Hydrolyse zu DM bzw. TP bei der Ratte anscheinend nur eine untergeordnete Rolle spielt . AuDerdem lassen sie erkennen, daD die Ausscheidungsrate von Dimethyl-phosphat und seinen Thioderivaten nach i.p. oder p.0. Applikation von Dimethoat, Bromophos, Naled bzw. Trichlorfon bei dieser Spezies im untersuchten Dosisbereich praktisch dosisunabhangig ist. Zwischen Metaboliten- konzentration im Urin und verabreichter Organophosphatdosis bestand also ein enger Zusammenhang.

302 Die Nahrung 29 (1985) 3

Summary

F. RIEMER, R. DAHLENBURC and A. GRISK: Renal excretion of dimethylphosphate and its thio derivatives after application of dimethoate, bromophos, naled or trichlorophon to rats

Dimethoate, bromophos, naled or trichlorophon were applied i.p. or p.0. to rats in 3 doses each differing by the factor 10. In the urine of 24 h gas chromatographic determination of dimethylphosphate (DM), 0.0- dimethylthiophosphate (TP), and/or 0.0-dimethyldithiophosphate (DT) were carried out. After i.p. appli- cation of dimethoate the excretion rate of DT calculated from the dates found with the lowest dosage differed significantly from those found with the two other doses (t-test; p = 0.01). The excretion rates of DM and TP, in the same way, or those of DM, TP, and DT after oral intake of dimethoate did not show any significant differences. The excretion rates of TP after bromophos and of DM after naled or trichlorophon did not differ significantly after the same way of application. The findings make evident that under the given test conditions the excretion rate of DM, TP, or DT is practically independent on the dose.

Literatur

[l] KAEMMERER, K., und S. BUNTENK~TTER, Residue Rev. 46 (1973) S. 1-240. [2] SHAFIK, T., D. E. BRADWAY, H. F. ENOS und A. R. YOBS, J. agric. Food. Chem. 21 (1973) S. 625-629. [3] TAKADE, D. Y., J. M. R E Y N O L D S U ~ ~ H. NELSON, J. agric. Food Chem. 27 (1979) S . 746-753. [4] RIEMER, F., CH. MARUSCHKE, E. GENSEL, CH. RUTER, E. THIELE, I. FURTIC und A. GRISK, In: Industrial

and environmental xenobiotics. Metabolism and pharmacokinetics of organic chemicals and metals. Herausgegeben von I. GUT, M. CIKRT und G. L. PLAA S. 377-382. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1981.

Dr. F. RIEMER, Dip1.-Pharm. R. DAHLENBURC und MR Prof. Dr. A. GRISK, Institut fur Pharmakologie und Toxikologie, DDR-2200 Greifswald, Friedrich-Loemer-Str. 23d

Eingegangen 29. 12. 1983