Effect of organophosphorus compounds on the external respiratory functionin rats during intratracheal andintraperitonealadministration

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Due to the increasing influence of chemical factors on the human body, the experiment has been conducted using organophosphorus compounds (OPC) to stimulate poisoning cases in the production facilities. Given that the development of respiratory failureis a specific organophosphate poisoningsymptom, a comparative analysis of external respiratory function (ERF)in rats with intratracheal and intraperitoneal administration of diisopropyl fluorophosphates (DFP) has been carried out. During the research, the average lethal doses of the toxic chemicals have been established, the conditions of DFP intoxication have been modeled.Thus, LD16 was 0.284 mg/kg by intratracheal administration, 1.6 mg/kg – byintraperitoneal administration. Experimental data have shown that the intratracheal intake of OPC causes the development of respiratory failure in the first minutes after poisoning.The return of the ERF indicators to the background values was noted a day after poisoning. With the intraperitoneal administration of the toxic chemical, the rate of development of ERF disorders was lower, toxic effects persisted for two days. The data obtained can be used to make appropriate recommendations for the prevention of accidents and non-emergency cases in a production facility.

About the authors

Anastasiya A. Kryazhevskikh

State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: gniiivm_15@mil.ru

Research Assistantat the Research Department, State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Master Student, Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Aleksey A. Kryazhevskikh

State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation; Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: gniiivm_15@mil.ru

Research Assistant at the Research Department, State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation, Master Student, Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Svetlana N. Subbotina

State Scientific Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation

Email: gniiivm_15@mil.ru
SPIN-code: 7249-8174

Ph. D. In Biology, Senior Researcher at the Research Department

Russian Federation, Saint Petersburg

Nataliya A. Sklyarova

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Author for correspondence.
Email: natalia.sklyarova@pharminnotech.com
SPIN-code: 9473-6506

Ph. D. in Engineering Sciences, Associate Professorat the Industrial Ecology Department

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Boostani R, Mellat A, Afshari R, et al. Delayed polyneuropathy in farm sprayers due to chronic low dose pesticide exposure. Iran Red CrescentMed J. 2014 May; 16 (5): e5072.
  2. Brenet A, Somkhit J, Hassan-Abdi R, et al. Organophosphorus diisopropylfluorophosphates (DFP) intoxication in zebrafish larvae causes behavioral defects, neuronal hyperexcitation and neuronal death. Sci Rep. 2020 Nov 5; 10 (1). doi: 10.1038/s41598-020-76056-8.
  3. Gorecki L, Korabecny J, Musilek K, et al. SAR study to find optimal cholinesterase reactivator against organophosphorous nerve agents and pesticides. Archives and Toxicology. 2016; 90 (12): 2831–59. doi: 10.1007/s00204-016-1827-3.
  4. Mew EJ, Padmanathan P, Konradsen F, et al. The global burden of fatal self-poisoning with pesticides 2006–15: systematic review. J Affect Disord. 2017 Sep; 219: 93–104. doi: 10.1016/j.jad.2017.05.002.
  5. Putra M, Gage M, Sharma S, et al. Diapocynin, an NADPH oxidase inhibitor, counteracts diisopropylfluorophosphate-induced long-term neurotoxicity in the rat model. Ann N Y Acad Sci. 2020. Nov; 1479 (1): 75–93. doi: 10.1111/nvas.14314.
  6. Mc Garry KG, Schill KE, Winters TP, et al. Characterization of Cholinesterases from Multiple Large Animal Species for Medical Countermeasure development against Chemical Warfare Nerve Agents. Toxicological Sciences. 2019; 174 (1): 124–32. doi: 10.1093/toxsci/kfz250.
  7. Giyanwani PR, Zubair U, Salam O, et al. Respiratory Failure Following Organophosphate Poisoning: A literature Review. Cureus. 2017 Sep 3: 9(9): e1651. doi: 10.7759/cureus.1651.
  8. Vengerovich NG, Drachkova IM, Yudin MA, et al. Experimental Substantiation of Inhalation Administration of Pathogenic Therapy of Toxic Convulsive Disorder for Correction of External Respiration Disorders. Bull Exp Biol Med. 2018. 165(2): 225–9. doi: 10.1007/s10517-018-4135-5.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Trends in the frequency of respiratory movements in rats after intratracheal administration (IA) of diisopropyl fluorophosphate (DFP) at a dose of LD16. Note: * significant differences from the background values, at p<0.05; number of animals in the group n=12.

Download (1MB)
3. Fig. 2. Trends in Penh index of bronchoconstriction in rats after intratracheal administration of DFP at a dose of LD16. Note: * significant differences from the background values, at p<0,05; number of animals in the group n=12.

Download (1MB)
4. Fig. 3. The proportion of animals with impaired ERF during IA and IPadministration of DFP. Note: the criterion for the development of ERF disorders is a decrease in the respiratory minute volume (RMV) below the values of the 25 percentile; * – significant differences from the background values, at p<0,05; # – significant differences from the values of animals receiving DFPIP, at p<0,05; Number of animals in the group n=12.

Download (1MB)

Copyright (c) 2021 Kryazhevskikh A.A., Kryazhevskikh A.A., Subbotina S.N., Sklyarova N.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».