磺胺甲噁唑在罗非鱼体内生理药动学模型的初步研究

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磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMZ)是一种广谱性抗菌类药物,广泛应用于临床医学、畜牧业和水产养殖中。该药在养殖过程中若使用不当,不仅容易导致病菌产生抗药性,也容易使鱼体药物残留超标现象发生,从而危害人体健康。因此,对水产品药物残留进行科学有效的监管至关重要,而这依赖于药物残留规律及预测技术的研究。目前关于磺胺甲噁唑在罗非鱼体内的残留规律研究较少,磺胺甲噁唑在动物体内的残留预测模型构建研究尚未见到相关报道。本论文系统地研究了磺胺甲噁唑在罗非鱼体内的残留规律,探索了磺胺甲噁唑罗非鱼血浆蛋白结合率的测定方法,并进行了药物血浆蛋白结合率和罗非鱼器官容积的测定,最后将残留数据与之融合,构建较为符合实际生物学代谢过程的SMZ残留预测模型,其预测结果的应用能为保障产品的消费安全,避免罗非鱼因SMZ残留超标而造成的不必要的损失提供监管技术支撑。1、磺胺甲噁唑(SMZ)罗非鱼血浆蛋白结合率的测定方法及比较研究。实验采用体外平衡透析法,研究了平衡时间、不同温度(4、25、37℃)、不同pH(7.4、7.8、8.2)、药物浓度对结合率的影响,从而确定体外平衡透析法测定SMZ血浆蛋白结合率的最佳测定条件,最后进行了体外平衡透析法与体内超滤法的对比研究。结果表明,SMZ血浆蛋白结合率不受温度影响,但具有pH依赖性和药物浓度依赖性;确定平衡透析法最佳测定条件:于4℃、pH 7.4的透析液内透析48 h;因含药血浆由解冻前pH 7.4升至解冻后pH 8.2,故推断出体内超滤法的最佳测定条件:4℃、pH为7.4,即采用新鲜血浆在4℃条件下进行超滤;在最佳测定条件下,体外平衡透析法测定结果如下:0.510.0μg SMZ/mL透析外液范围内,体外SMZ血浆蛋白结合率为15.48%25.12%,10.060.0μg SMZ/mL透析外液范围内,体外血浆蛋白结合率维持在14.65%15.48%范围内;体内超滤法测定结果如下:在血浆SMZ浓度为15μg/mL范围内,SMZ血浆蛋白结合率为15.34%20.1%;在1020μg/mL范围内,结合率趋于稳定,维持在12.7%14.9%范围内,与体外测定结果的变化趋势保持一致。最后通过对两种方法进行比较研究,笔者推荐使用体内超滤法进行SMZ罗非鱼血浆蛋白结合率的测定,该方法操作简便、周期短、重现性好。2、磺胺甲噁唑(SMZ)在罗非鱼体内的残留消除规律研究。以100mg SMZ/kg鱼体重对罗非鱼连续灌喂7 d,结果表明,给药结束8h后,各组织中SMZ浓度达到最高,大小顺序为:肝脏>皮肤>血浆>肾脏>剩余组织(剩余)>鳃>肌肉;给药结束3d后,SMZ在各组织中经消除先后降至最高残留限量(Maximum residue limits,MRLs)0.1μg/g以下,先后顺序为:肌肉、肾(鳃、剩余)、血浆、肝、皮肤;给药结束16d后,肌肉与肾脏中的SMZ最先降至0.01μg/g以下;而给药结束30 d后,SMZ在肝脏与皮肤中仍有残留且高于0.01μg/g,主要源于肝脏中SMZ乙酰化的可逆作用以及皮肤中SMZ的长期累积作用。采用origin 8.5软件,对多次灌药结束1 d后的残留数据进行拟合,获得消除曲线方程,由此可知,磺胺甲噁唑是按一级动力学过程从体内消除的,即在消除后期服从指数分布:Ct=C0 e-βt,其中C0、β为常数。通过计算得知,血浆、肌肉、肝脏、肾脏、皮肤、鳃、剩余各组织中SMZ消除半衰期分别为29 h、22 h、11 h、22 h、35 h、26 h、32 h。根据消除曲线方程,以肌肉中SMZ最高残留限量(MRLs)不高于0.1μg/g为标准,计算各组织药物浓度降至安全水平所需时间:肌肉:88 h,血液:154 h,肝脏:85 h,肾脏:109 h,皮肤:207 h,鳃:109 h,剩余:121 h。由此建议,罗非鱼以100 mg SMZ/kg鱼体重连续灌喂7 d后,若以肌肉中药物浓度为监控对象,推荐休药期为4 d;若以皮肤中药物浓度为监控对象,推荐休药期为9 d。3、为构建磺胺甲噁唑在罗非鱼体内的生理药动学模型提供了生理解剖参数、药物特异性参数以及体内各组织模块的残留消除数据。合作构建的模型已由最初的4个基本模块(血液、肌肉、皮肤、肝脏)增至7个模块(血浆、肌肉、皮肤、肝脏、肾脏、鳃和剩余组织),根据模型构建的要求,本研究提供了生理解剖参数、药物特异性参数以及体内各组织模块的残留消除数据。经运算及模型参数优化,提高了模型的准确性。灵敏度分析结果表明,肾清除率参数对模型灵敏度影响最大,与模型预测结果成负相关;比较模型预测值与真实测定值,两者基本保持一致,各组织中SMZ模型预测值在消除前期普遍略低于实际值,而消除后期刚好相反。由此可知,采用该模型来预测、判定产品是否达到食品安全国家限量标准,具有可信度和安全保障。
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