Toxic effect of organophosphate compounds on the kidneys


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract. The study describes: the toxic effect of organophosphate intoxication compounds on the human and animal organism, the contribution of organophosphate to the chronic kidney disease epidemiology and the acute kidney poisoning pathophysiology caused by organophosphate compounds. The study shows oxidative stress and systemic hemodynamic disturbance in the pathogenesis of organophosphate-induced kidney injury. We summarized effects of organophosphate substances on the structural and functional kidneys tissue characteristics in humans and animals. Biomarkers useful for early diagnosis of kidneys toxic damage are shown. In study we considered microscopic and ultrastructural changes in the anatomical and histological kidney structures caused by acute and chronic organophosphate intoxication. The organophosphate compounds are highly toxic, easily overcome the epithelial integument, are able to penetrate cell membranes and the blood-brain barrier. These compounds are involved in the disruption of several key biological processes – the acetylcholinesterase irreversible inhibition and the oxidative stress induction in the excretory organs cells. The kidneys are not the first target in the toxic effect of organophosphate compounds in the human body, but are actively involved in the pathological process. It was established that kidneys tissue damage by organophosphate compounds can manifest itself differently depending on the duration of exposure, type and concentration of the toxic compound. It was shown that the kidney injury pathogenesis during acute and chronic intoxication by organophosphate compounds remains not fully understood. Nephron dysfunction patterns depending from various doses and toxic agents exposure duration have not been identified.

About the authors

M. O. Sokolova

Military medical academy of S.M. Kirov; Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

V. E. Sobolev

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology; Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

D. A. Reshetkina

Military medical academy of S.M. Kirov

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

O. A. Nagibovich

Military medical academy of S.M. Kirov

Email: vmeda-nio@mil.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Бондарь, И.А. Обмен гликозаминогликанов и активность лизосомальных ферментов у больных с диабетической нефропатией / И.А. Бондарь [и др.] // Мат. IV Всеросс. конгресса эндокринологов. – 2002. – № 1. – С. 46–49.
  2. Герунов, В.И. Патоморфологическая характеристика пестицидных токсикозов животных: автореф. дис. … д-ра ветеринарных наук / В.И. Герунов. – Омск: ОмГАУ, 2000. – 34 с.
  3. Коломеец, Н.Ю. Результаты морфометрических исследований ткани почек экспериментальных животных / Н.Ю. Коломеец [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2010. – № 11. – С. 9–12.
  4. Михайликова, В.В. Применение пестицидов в Российской Федерации / В.В. Михайликова [и др.] // Защита и карантин растений. – 2015. – № 11. – С. 12–14.
  5. Паликов, В.А. Мышиная модель для оценки субхронической токсичности фосфорорганических пестицидов / В.А. Паликов [и др.] // Acta Naturae. – 2018. – Т. 10, № 4 (39). – С. 125–128.
  6. Прозоровский, В.Б. Дистантное действие в патогенезе отравлений фосфороорганическими соединениями / В.Б. Прозоровский, В.Г. Скопичев // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2004. – Т. 3. – № 3. – С. 56–67.
  7. Пролетов, Я.Ю. Биомаркеры в диагностике острого повреждения почек. Сообщение I / Я.Ю. Пролетов, Е.С. Саганова, А.В. Смирнов // Нефрология. – 2014. – № 4 (18). – С. 25–35.
  8. Соболев, В.Е. Крыса (Rattus norvegicus) как объект исследования в модели острого отравления фосфорорганическими соединениями / В.Е. Соболев, Е.А. Корф, Н.В. Гончаров // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. – 2019. – Т. 55. – № 4. – С. 272–281.
  9. Харченко, Т.В. Генотоксическое действие токсикантов, относящихся к химическому оружию, и продуктов их деструкции на соматические клетки человека / Т.В. Харченко [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2012. – № 4 (40). – С. 266–270.
  10. Barnett, L.M. Nephrotoxicity and renal pathophysiology: a contemporary perspective / L.M. Barnett, B.S. Cummings // Toxicological Sciences. –2018. – № 164 (2). – P. 379–390.
  11. Cavari, Y. Organophosphate Poisoning-Induced Acute Renal Failure / Y. Cavari [et al] // Pediatric emergency care. – 2013. – № 29. – P. 646–647.
  12. Eid, R.A. Apoptosis of rat renal cells by organophosphate pesticide, quinalphos: ultrastructural study / R.A. Eid // Saudi J Kidney Dis Transpl. – 2017. – № 28 (4). – P. 725–736.
  13. Hesketh, E. E. Renal ischaemia reperfusion injury: a mouse model of injury and regeneration / E.E. Hesketh [et al] // J. Vis. Exp. – 2014. – № 88. – e. 51816.
  14. Karami-Mohajeri, S. Adverse effects of organophosphorus pesticides on the liver: a brief summary of four decades of research / S. Karami-Mohajeri [et al] // Arh Hig Rada Toksikol. – 2017. – № 68. – P. 261–275.
  15. Kaya, Y. Acute renal involvement in organophosphate poisoning: histological and immunochemical investigations / Y. Kaya [et al] // Renal Failure. – 2018. – № 40. – P. 410–415.
  16. Medina-Buelvas, D. Genotoxic and immunotoxic effects of the organophosphate metabolite diethyldithiophosphate (DEDTP) in vivo / D. Medina-Buelvas [et al] // Toxicology and Applied Pharmacology. – 2019. – № 366. – P. 96–103.
  17. Ola-Davies, O.E. Acute coumaphos organophosphate exposure in the domestic dogs: Its implication on haematology and liver functions / O.E. Ola-Davies [et al] // International Journal of Veterinary Science and Medicine. – 2018. – № 6. – P. 103–112.
  18. Satar, S. Ultrastructural effects of acute organophosphate poisoning on rat kidney / S. Satar [et al] // Renal Failure. – 2005. – № 27. – Р. 623–627.
  19. Shaw, I.C. Principles of environmental toxicology / I.C. Shaw, J. Chadwick. – Taylor&Francis e-Library, 2002. – 231p.
  20. Valcke, M. Pesticide exposures and chronic kidney disease of unknown etiology: an epidemiologic review / M. Valcke [et al] //. Environmental Health. – 2017. – № 16 (49). – P. 1–20.
  21. Vandana, S. Role of reactive oxygen metabolites in organophosphate-bidrin-induced renal tubular cytotoxicity / S. Vandana [et al] // Jasn. – 1999. – № 10 (8). – P. 1746–1752.
  22. Yokota, K. Nephrotic syndrome and acute kidney injury induced by malathion toxicity / K. Yokota [et al] // Case Reports. – 2017. – bcr-220733.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Sokolova M.O., Sobolev V.E., Reshetkina D.A., Nagibovich O.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».