Upload
buixuyen
View
219
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
medycyna weterynaryjna Miesięcznik poświęcony medycynie weterynaryjnej oraz biologii stosowanej
Czasopismo Polskiego Towarzystwa Nauk Weterynaryjnych Monthly journal devoted to veterinary medicine and applied biology
Publication of the Polish Society of Veterinary Sciences
ul. Akademicka 12, 20-033 Lublin, Poland tel. 814456676, tel./fax 814456900; e-mail: [email protected]; http://medycynawet.edu.pl
L.dz. „MW”/ 066 /2015 Lublin, 28 kwietnia 2015
W. Pani dr Kamila Mitrowska Zakład Farmakologii i Toksykologii PIWet-PIB al. Partyzantów 57 24-100 Puławy
Uprzejmie informuję, że opracowanie pt. Przyczyny i skutki zakazu
stosowania 5-nitroimidazoli u zwierząt, których tkanki lub produkty
przeznaczone są do spożycia przez ludzi, autorstwa: Mitrowska K., L.dz.
240/2014 zostało pozytywnie ocenione przez recenzentów i zakwalifikowane
do druku w “Medycynie Weterynaryjnej”. Praca ukaże się w IV kwartale 2015
zgodnie z planem publikacyjnym Redakcji.
Redaktor Naczelna
prof. dr hab. Elżbieta Pełczyńska
http://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1396536
1
Przyczyny i skutki zakazu stosowania 5-nitroimidazoli u zwierząt, których tkanki lub 1
produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi1 2
3
Kamila Mitrowska 4
5
Zakład Farmakologii i Toksykologii 6
Państwowego Instytutu Weterynaryjnego – Państwowego Instytutu Badawczego 7
Al. Partyzantów 57, 24-100 Puławy 8
9
Wstęp 10
Pochodne 5-nitroimidazolu są skutecznymi środkami stosowanymi w leczeniu inwazji 11
pierwotniaków oraz infekcji spowodowanych przez bakterie beztlenowe i w związku z tym 12
były szeroko stosowane w medycynie weterynaryjnej, jednakże ze względu na potencjalne 13
działanie genotoksyczne i kancerogenne ich użycie u zwierząt, których tkanki lub produkty 14
przeznaczone są do spożycia przez ludzi zostało zabronione w wielu krajach. Obecnie 15
substancje z grupy nitroimidazoli są dopuszczone do stosowania wyłącznie w leczeniu 16
zwierząt towarzyszących oraz w medycynie człowieka, mimo iż przyczyną wycofania ich 17
użycia w hodowli zwierząt, od których lub z których pozyskuje się żywność była troska 18
właśnie o zdrowie ludzi. 19
Do nitroimidazoli, które w przeszłości były zarejestrowane w Unii Europejskiej (UE) 20
jako leki weterynaryjne lub dodatki paszowe stosowane u zwierząt, od których lub z których 21
pozyskuje się żywność należą metronidazol, dimetridazol, ronidazol i ipronidazol (ryc. 1). 22
Leki z tej grupy dzięki niewątpliwym zaletom terapeutycznym miały zastosowanie w 23
zwalczaniu dyzenterii u świń oraz w połączeniu z neomycyną w zatrzymaniu błon płodowych 24
u krów oraz w zakażeniach powstałych w wyniku interwencji chirurgicznych. Ponadto były 25
używane również w leczeniu histomonadozy, trychomonadozy i giardiozy u drobiu, 26
trychomonadozy u bydła (19, 35) oraz heksamitozy u ryb (46). Natomiast zarejestrowany na 27
terenie Rosji i Armenii preparat Nosemat, zawierający w swoim składzie metronidazol i 28
oksytetracyklinę, zalecany jest w zwalczaniu nosemozy u pszczoły miodnej (23). 29
Nitroimidazole były także stosowane jako antybiotykowe stymulatory wzrostu; ich 30
dodatek do paszy powodował wzrost przyrostu masy ciała zwierząt przy jednoczesnym 31
1 Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer
DEC-2011/03/D/NZ7/03767.
2
zwiększeniu stopnia wykorzystania paszy, jednakże ich użycie w tym charakterze również 32
zostało zabronione w UE (5-7, 22). 33
34
Farmakokinetyka u zwierząt, od których lub z których pozyskuje się żywność 35
Jak każda substancja obca, leki z grupy nitroimidazoli po podaniu zwierzętom ulegają 36
wchłonięciu, dystrybucji do tkanek i narządów a następnie eliminacji na drodze metabolizmu 37
i wydalania. Niewiele jest informacji dotyczących farmakokinetyki nitroimidazoli u zwierząt, 38
których tkanki lub produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi, a te które są dostępne 39
są mało aktualne i odnoszą się tylko do kur niosek, krów i owiec (tab 1). 40
Nitroimidazole są związkami chemicznymi słabo zasadowymi, umiarkowanie 41
lipofilnymi o małej masie cząsteczkowej dzięki czemu łatwo penetrują błony komórkowe i 42
umożliwiają prawie całkowite wchłanianie do krążenia ogólnoustrojowego. Z przewodu 43
pokarmowego są wchłaniane szybko, ale w różnym stopniu. Biodostępność (F) nitroimidazoli 44
u zwierząt monogastrycznych jest wysoka, u kur niosek F metronidazolu po podaniu p.o. 45
wynosi 78% (10) a dimetridazolu powyżej 80% (30). Ze względu na rozkład nitroimidazoli 46
przez mikroorganizmy znajdujące się w przewodzie pokarmowym przeżuwaczy, 47
biodostępność metronidazolu u krów i cieląt oraz ronidazolu u owiec jest bardzo niska i 48
stanowi odpowiednio 6,9% (18), 33,7% (4) oraz 2,6% (48). 49
Pochodne 5-nitroimidazolu jako związki lipofilne łatwo przechodzą do wszystkich 50
tkanek. Przenikają do kości i ośrodkowego układu nerwowego. Przechodzą do łożyska i 51
mleka w stężeniu porównywalnym do tego w osoczu. Stopień wiązania metronidazolu z 52
białkami osocza jest niewielki i u kur niosek jest niższy niż 3%. Objętość dystrybucji (Vd) dla 53
metronidazolu po podaniu i.v. u kur niosek wynosi 1,1 l/kg, co świadczy o pozanaczyniowym 54
rozmieszczeniu leku, natomiast u krów i cieląt Vd jest mniejsza niż 1 l/kg i wskazuje na 55
wyższe stężenia leku we krwi w porównaniu z peryferyjnymi płynami ustrojowymi. 56
Biologiczny okres półtrwania w osoczu w fazie eliminacji (t1/2) metronidazolu u kur niosek 57
równy jest 4,2 godz. (10), natomiast dla dimetridazolu t1/2 waha się od 1,5 do 2,9 godz. 58
zależnie od dawki i drogi podania (1, 30). Dłuższym okresem półtrwania charakteryzuje się 59
ronidazol - 9 godz. (1), co przy stosowaniu zbyt częstych i dużych dawek prowadzi do 60
akumulacji leku w organizmie i jest przyczyną neurotoksyczności ronidazolu u kur niosek. 61
Nitroimidazole ulegają w wątrobie szybkiemu utlenianiu (w pozycji C2 pierścienia 62
imidazolowego) do hydroksy-, acetylo- i karboksypochodnych, a następnie podlegają 63
sprzęganiu z kwasem glukuronowym i siarkowym (22). Na drodze utleniania z metronidazolu 64
powstaje hydroksymetronidazol, z ipronidazolu tworzy się hydroksyipronidazol, a 65
3
dimetridazol i ronidazol mają wspólny metabolit - 2-hydroksylmetyl-1-metyl-5-nitroimidazol 66
(HMMNI) (ryc. 1). Należy podkreślić, że dimetridazol jest intensywnie przekształcany do 67
HMMNI dlatego jego stężenie w osoczu jest od 5 do 20 razy wyższe od substancji 68
macierzystej. Z kolei ronidazol ma inną ścieżkę metaboliczną i tylko od 1 do 2% jego stężenia 69
stanowi HMMNI (1). Wszystkie te hydroksymetabolity nadal posiadają w swojej strukturze 70
pierścień imidazolowy, dlatego ich kancerogenność nie może być wykluczona. Pochodne 5-71
niroimidazolu ulegają również, w środowisku o niskim ciśnieniu parcjalnym tlenu, reakcjom 72
redukcji grupy nitrowej w pozycji C5, które prowadzą do rozerwania pierścienia 73
imidazolowego i powstania reaktywnych produktów pośrednich, prawdopodobnie 74
odpowiedzialnych za działanie mutagenne nitroimidazoli. Końcowym metabolitem tej 75
przemiany jest między innymi acetamid, który jest substancją potencjalnie rakotwórczą dla 76
człowieka (16, 22). 77
Zarówno substancje macierzyste nitroimidazoli, jak i ich hydroksymetabolity są 78
wydalane z organizmu głównie z moczem, zaś w mniejszym stopniu z żółcią i kałem oraz 79
przez płuca z wydychanym powietrzem (19, 22, 35). 80
81
Pozostałości w tkankach i produktach zwierzęcych 82
Niekorzystną z punktu widzenia konsumenta konsekwencją stosowania tej grupy 83
leków u zwierząt, których produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi, może być 84
występowanie pozostałości zarówno leku macierzystego, jak i jego metabolitu w żywności 85
pochodzenia zwierzęcego. 86
Stężenie dimetridazolu podawanego w dawce 20 mg/kg/m.c. przez 14 dni z wodą do 87
picia w mięśniach indyka po upływie 1 dnia od zakończeniu leczenia kształtowało się na 88
poziomie poniżej 1 µg/kg, a stężenie jego metabolitu, HMMNI, wynosiło 20 µg/kg i po 3 89
dniach było poniżej granicy wykrywalności metody. W wątrobie dimetridazol był obecny 90
tylko tuż po zakończonej terapii. W porównaniu do mięśni stężenie HMMNI w wątrobie po 91
pierwszym dniu od ostatniego podania leku było niższe (6 µg/kg), ale utrzymywało się dłużej 92
- do 5 dni. Dimetridazol i HMMNI po upływie 1 dnia od zakończenia terapii występowały w 93
osoczu i siatkówce odpowiednio w stężeniach 19 i 237 µg/kg oraz 107 i 1445 µg/kg, a oba 94
związki znajdowano jeszcze w 5 dniu od zakończenia podawania. Po zastosowaniu zarówno 95
dimetridazolu, jak i ipronidazolu stężenia metabolitów we wszystkich badanych tkankach 96
były wyższe niż substancji macierzystych. Odwrotną sytuację stwierdzono po stosowaniu 97
metronidazolu i ronidazolu, dla których obserwowano wyższe stężenia substancji 98
macierzystych niż metabolitów. W badaniach porównawczych wykazano, że po jednym dniu 99
4
od zakończenia leczenia najbardziej kumuluje się ronidazol, ipronidazol (w formie IPZOH), 100
dimetridazol (w formie HMMNI), a najmniej metronidazol, co w pełni koreluje z 101
wyznaczonymi parametrami farmakokinetycznymi (tab. 1). Natomiast najwyższe stężenia 102
tych substancji występowały w porządku malejącym w siatkówce, osoczu, mięśniach i 103
wątrobie. Ponadto ustalono, że w mięśniach i wątrobie nitroimidazole (szczególnie ronidazol i 104
HMMNI) nie są jednomiernie rozmieszczone i ulegają szybszej degradacji niż w innych 105
matrycach. Dlatego zaleca się, by nielegalne stosowanie nitroimidazoli było kontrolowane 106
poprzez analizę zarówno substancji macierzystych, jak i ich hydroksymetabolitów w osoczu 107
lub siatkówce oka, gdyż stanowią one materiał bardziej homogenny i dostępny do pobrania, 108
zaś anality występują w nich w wyższych stężeniach, utrzymują się dłużej i są bardziej 109
stabilne (28). U świń pozostałości dimetridazolu, ronidazolu i ipronidazolu oraz ich 110
metabolitów utrzymują się na niższych poziomach stężeń i krócej niż u indyków (15, 22). 111
Również u kur dimetridazol i ipronidazol są intensywnie metabolizowane do 112
hydroksypochodnych, które mogą pojawić się w jajach już w pierwszej dobie od podania (1). 113
Dimetridazol przechodzi do jaj kur (w 57% do żółtka) w stężeniu od 0,28% do 1,15% 114
całkowitej dawki i utrzymuje się od 4 do 6 dni od zakończenia leczenia (29). Natomiast 115
ronidazol przenika do jaj głównie w postaci niezmienionej i pozostaje tam do 7 dni (1). U 116
pstrągów leczonych metronidazolem pozostałości utrzymują się w mięśniach i skórze ryb do 117
3 tyg. od zakończenia leczenia (43). 118
Wykazano, że procesy kulinarne przeprowadzone w wysokiej temperaturze nie 119
zapewniają zmniejszenia pozostałości nitroimidazoli. Zawartość dimetridazolu i ronidazolu w 120
mięsie kurcząt po gotowaniu w wodzie i smażeniu spada w niewielkim stopniu natomiast w 121
omlecie smażonym na patelni przez 3 min. zmniejsza się tylko o średnio 23% (37). 122
123
Toksyczność u ssaków 124
Nitroimidazole są zazwyczaj dobrze tolerowane a działania niepożądane obejmują 125
głównie uszkodzenia móżdżku odpowiedzialnego za koordynację ruchów oraz inne 126
zaburzenia układu nerwowego w tym bóle i zawroty głowy, neuropatie obwodowe, 127
dezorientacja, nerwowość, depresja, zaburzenia snu oraz omdlenia. Występują one niemal 128
wyłącznie w przypadku intensywnej i długotrwałej terapii i zazwyczaj ustępują wraz z 129
zaprzestaniem stosowania leku. Ze względu na szybką absorpcję i wolną eliminację, 130
szczególnie duże ryzyko powstania zaburzeń neurologicznych istnieje przy stosowaniu 131
ronidazolu u kotów (36). Ponadto nitroimidazole posiadają niski potencjał cytotoksyczny, z 132
5
wyjątkiem ronidazolu, który wykazywał cytotoksyczność wobec ludzkich i szczurzych 133
hepatocytów (31). 134
Pochodne 5-nitroimidazolu wykazują niską toksyczność ostrą. Ipronidazol po podaniu 135
p.o. jest bardziej toksyczny u szczurów i myszy (LD50 około 950 mg/kg m.c.) niż 136
dimetridazol (LD50 od 1600 do 2500 mg/kg m.c.), ronidazol (LD50 od 2330 do 3140 mg/kg 137
m.c.) i metronidazol (LD50 od 4350 do 5000 mg/kg m.c.). Gatunkiem najbardziej wrażliwym 138
na działanie metronidazolu jest pies (LD50 większe od 750 mg/kg m.c.) (16, 21). 139
Badania oceny toksyczności podostrej, podprzewlekłej i przewlekłej wykazały, że 140
dimetridazol i ronidazol powodowały niedorozwój i łagodny zanik jąder, a ipronidazol był 141
przyczyną powiększenia wątroby u psów. Metronidazol podawany szczurom wywoływał 142
zaburzenia spermatogenezy, dystrofię jąder i zanik prostaty. W oparciu o wyniki dostępnych 143
badań oceny toksyczności w warunkach powtarzanego narażenia poziom bez obserwowanego 144
działania (NOEL - ang. No Observed Effect Level) nie mógł być ustalony dla żadnego z 145
nitroimidazoli (15, 16, 21). 146
Nitroimidazole nie wpływają na rozrodczość gryzoni, jednak ipronidazol powodował 147
zmiany degeneracyjne w jądrach. Dimetridazol, ronidazol i ipronidazol nie są teratogenne dla 148
gryzoni i królików, ale w badaniach laboratoryjnych z zastosowaniem wysokich dawek 149
wykazują działanie toksyczne u ciężarnych samic, a ronidazol dodatkowo był toksyczny dla 150
płodu (22). Badania przeprowadzone na grupie 328 846 dzieci, których matki stosowały 151
metronidazol w ciąży (w celu leczenia rzęsistkowicy) nie wykazały wzrostu występowania 152
nowotworów, a dwukrotny wzrost zachorowalności na nerwiaka płodowego nie był 153
statystycznie istotny (45). 154
W klasyfikacji działań niepożądanych leków stosowanych w ciąży według FDA 155
metronidazol znajduje się w kategorii leków grupy B, które podawane zwierzętom nie 156
wykazały zagrożenia dla płodu lub pojawiły się działania niepożądane, ale nie zostały one 157
potwierdzone w badaniach u kobiet ciężarnych, zarówno w I trymestrze, jak i w późniejszym 158
okresie ciąży. Leki takie przepisywane są tylko ze zlecenia lekarza w szczególnych 159
przypadkach (17). Metronidazol wydzielany jest również do mleka, jednakże nie 160
zaobserwowano żadnych efektów ubocznych u dzieci karmionych mlekiem kobiet 161
przyjmujących metronidazol trzy razy dziennie w dawkach 400 mg (27). 162
Najbardziej istotny i kontrowersyjny aspekt toksyczności nitroimidazoli wiąże się z 163
ich genotoksycznością. Właściwości mutagenne metronidazolu, dimetridazolu, ronidazolu i 164
ipronidazlu zaobserwowano w teście Amesa z pałeczkami Salmonella typhimurium oraz w 165
testach z Escherichia coli, Ciprobacter freundii i Klebsiella pneumoniae niemniej jednak 166
6
wykazano, że obserwowana mutagenność ma ścisły związek z aktywnością nitroreduktazy 167
badanych bakterii i nie ujawnia się w testach z bakteriami nieprodukującymi tego enzymu. 168
Metronidazol i dimetridazol dodatkowo dawały dodatni wynik w badaniach postępowych i 169
powrotnych mutacji przeprowadzonych na niższych mikroorganizmach eukariotycznych 170
(Saccharomyces cerevisiae), a genotoksyczny wpływ ronidazolu stwierdzono w badaniach 171
recesywnych mutacji letalnych związanych z płcią u Drosophila melanogaster oraz w testach 172
cytogenetycznych na szpiku kostnym myszy. Ponadto aktywność mutagenną metronidazolu 173
dowiedziono przy użyciu metod in vitro w hodowlach pierwotnych hepatocytów szczurów i 174
ludzi oraz w testach in vivo u myszy. Podwyższony poziom mutacji chromosomalnych 175
stwierdzono w limfocytach krwi obwodowej pacjentów po długotrwałej terapii 176
metronidazolem. Genotoksyczne działanie metronidazolu wykazano także w testach 177
kometowych przeprowadzonych na materiale genetycznym izolowanym z ludzkich 178
limfocytów. Dodatkowo określono mutagenność hydroksymetabolitów metronidazolu, która 179
była wyższa niż substancji macierzystej. Na podstawie powyższych danych metronidazol 180
uznano za lek genotoksyczny dla ludzi po podaniu doustnym i nie wyklucza się, że pozostałe 181
nitroimidazole mogą wywierać podobne działanie (15, 16, 21). 182
Metronidazol wykazuje działanie kancerogenne u zwierząt. Po długotrwałym 183
podawaniu zaobserwowano zwiększenie częstości występowania nowotworów gruczołu 184
mlekowego, wątroby, przysadki i jąder u szczurów oraz chłoniaków złośliwych i gruczolaków 185
płuc u myszy (16, 21). W badaniach nad kancerogennością innych nitroimidazoli wykazano, 186
że dimetridazol, ronidazol i ipronidazol zwiększają częstość powstawania nowotworów 187
gruczołu mlekowego u szczurów, a ronidazol i ipronidazol dodatkowo indukują wzrost guzów 188
płuc u myszy (15, 21). Mimo że nie dowiedziono kancerogennego działania metronidazolu u 189
ludzi, to mając na względzie fakt, że nie badano odległych skutków długotrwałej terapii 190
dużymi dawkami tego leku Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem zakwalifikowała w 191
1987 roku metronidazol do grupy 2B obejmującej substancje potencjalnie rakotwórcze dla 192
człowieka. W badaniach retrospektywnych obejmujących grupę 12 000 osób, które stosowały 193
metronidazol, nie stwierdzono zwiększenia występowania nowotworów po dwóch i pół latach 194
obserwacji (20). Ponadto w badaniach z udziałem 771 kobiet leczonych metronidazolem z 195
powodu rzęsistkowicy nie wykazano zwiększonej częstości zapadalności na nowotwory a 196
badania retrospektywne potwierdziły, że metronidazol nie jest kancerogenny, nawet po 197
wzięciu pod uwagę wpływu palenia papierosów przez pacjentki (2, 3). W 2011 roku w 198
ramach działalności Amerykańskiego Krajowego Programu Toksykologicznego metronidazol 199
został wymieniony w Dwunastym Raporcie o Kancerogenach jako związek o 200
7
przewidywanych w sposób racjonalny właściwościach kancerogennych dla ludzi (47) co w 201
świetle dostępnych badań może wydać się opinią przesadzoną (33, 34). 202
Powyższa klasyfikacja nie przyczyniła się jednak do zakazu stosowania nitroimidazoli 203
u ludzi. Dlaczego więc zostały one wycofane ze stosowania u zwierząt, których tkanki lub 204
produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi? Znaczenie ma tu mechanizm działania 205
nitroimidazoli, który związany jest z redukcją grupy nitrowej podstawionej w pozycji 5 206
pierścienia imidazolowego, czego następstwem jest powstawanie reaktywnych produktów 207
pośrednich, które uszkadzają DNA komórek patogenu i prowadzą do ich śmierci. Oprócz 208
działania przeciwbakteryjnego, mechanizm ten wyjaśnia także efekty mutagenne wywierane 209
przez nitroimidazole. Proces ten wymaga niskiego potencjału oksydacyjno-redukcyjnego 210
występującego jedynie w organizmach z metabolizmem beztlenowym lub ubogim w tlen, co 211
jest przyczyną braku ich aktywności wobec bakterii tlenowych. W skutek dobrego 212
zaopatrzenia w tlen i dodatkowej bariery znajdującej się w błonie jądra, komórki ludzkie są 213
mniej wrażliwe na działanie nitroimidazoli niż bakterie (14, 19, 35). Jednakże reaktywne 214
produkty pośrednie nitroimidazoli łączą się kowalencyjnie z makrocząsteczkami 215
komórkowymi i nie można wykluczyć, że podczas spożywania i trawienia żywności 216
pochodzącej od leczonych zwierząt nie mogą być uwolnione jako potencjalnie toksyczne 217
związki (32, 44, 49). 218
Mutagenny i kancerogenny potencjał nitroimidazoli jest przyczyną braku określenia 219
dopuszczalnego dziennego pobrania (ADI - ang. Acceptable Daily Intake) oraz najwyższego 220
dopuszczalnego poziomu pozostałości (MRL - ang. Maximum Residue Limit) i w 221
konsekwencji stosowanie tych związków zostało zakazane u zwierząt, których tkanki lub 222
produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi. 223
224
Legislacja i badania kontrolne pozostałości 225
Ze względu na brak wystarczających badań nad kancerogennością u ludzi w 1993 r. 226
wycofano na terenie Unii Europejskiej autoryzację dla ronidazolu (7), w 1995 r. dla 227
dimetridazolu (6), a w 1998 r. dla metronidazolu (5) jako leku weterynaryjnego do stosowania 228
u zwierząt, od których lub z których pozyskuje się żywność. Natomiast jako dodatek paszowy 229
dla indyków ronidazol został wycofany w 1998 r. (12), ipronidazol w 1999 r. (39), a 230
dimetridazol dopuszczony był do użytku do 2002 r. (40). Pozostałe nitroimidazole nigdy nie 231
były zarejestrowane jako leki weterynaryjne do stosowania u zwierząt, których tkanki lub 232
produkty przeznaczone są do konsumpcji. Wycofane nitroimidazole zostały umieszczone w 233
Aneksie IV Rozporządzenia Rady (EWG) 2377/90 (41), które obecnie jest zastąpione 234
8
Rozporządzeniem Komisji (UE) 37/2010 (38), a substancje te ujęto w tabeli 2, w której 235
zebrano substancje zakazane, dla których wartości MRL nie mogą być wyznaczone. 236
Nitroimidazole nie mają również wyznaczonego wymaganego minimalnego poziomu 237
oznaczania (MRPL - ang. Minimum Required Performance Limit) dlatego Unijne 238
Laboratorium Referencyjne podało „rekomendowane stężenie” oznaczania wszystkich 239
nitroimidazoli i ich metabolitów na poziomie 3 µg/kg w preferowanych matrycach dla drobiu 240
(osocze, surowica, jaja) oraz świń i innych gatunków (osocze, surowica, mięśnie) (9). 241
Stosowanie tych związków zostało zabronione również w Stanach Zjednoczonych Ameryki, 242
Kanadzie, Australii, Chinach i Japonii. 243
O konieczności prowadzenia badań kontrolnych pozostałości przez kraje Unii 244
Europejskiej i kraje do niej eksportujące mówi Dyrektywa Rady 96/23/WE (13). W wykazie 245
substancji objętych programem kontroli pozostałości nitroimidazoli umieszczone zostały w 246
grupie A6, w której znajdują się substancje zakazane, w tym chloramfenikol, 247
chloropromazyna i nitrofurany. 248
Badania w kierunku pozostałości nitroimidazoli rozpoczęto w Polsce w latach 90. 249
ubiegłego wieku (42). Liczba próbek przebadanych w tym kierunku zwiększyła się z 300 w 250
2002 r. do 439 próbek w 2013 r. Do badań z terenu całego kraju pobierane są próbki mięśni, 251
osocza a także wody z gospodarstw prowadzących hodowlę bydła, świń, kurcząt, indyków, 252
gęsi i kaczek oraz próbki mięśni owiec, kóz, ryb, królików i zwierząt dzikich utrzymywanych 253
w warunkach fermowych. Programem kontroli pozostałości objęte są również mleko, jaja i 254
miód (50). Do badań wykorzystuje się technikę chromatografii cieczowej połączoną z 255
tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS), która na podstawie analizy struktury 256
chemicznej, daje możliwość jednoznacznej identyfikacji 5- nitroimidazoli w złożonych 257
matrycach biologicznych (24-26). Opracowane w Zakładzie Farmakologii i Toksykologii 258
PIWet-PIB procedury badawcze pozwalają na oznaczanie metronidazolu, ronidazolu, 259
dimetridazolu, ipronidazolu oraz ich metabolitów na poziomie poniżej „rekomendowanego 260
stężenia” i zostały zwalidowane zgodnie z wymaganiami Decyzji Komisji 2002/657/WE (11) 261
oraz akredytowane według normy PN-EN ISO/IEC 17025. W realizacji badań kontrolnych 262
bierze udział także 6 Zakładów Higieny Weterynaryjnej. Dotychczas obecność nitroimidazoli 263
w Polsce wykryto tylko w dwóch przypadkach. W 2008 r. stwierdzono metronidazol w dwóch 264
próbkach drobiu (indyków) oraz w 2013 r. jednej próbce miodu. Potencjalne ryzyko 265
występowania nitroimidazoli w żywności pochodzenia zwierzęcego importowanej do Unii 266
Europejskiej znalazło potwierdzenie w raportach Systemu Wczesnego Ostrzegania o 267
Substancjach Niebezpiecznych w Żywności i Paszach (RASFF, ang. Rapid Alert System for 268
9
Food and Feed). Pozostałości metronidazolu obecne były w miodach importowanych z Indii 269
(2010 r.), Chin i Gwatemali (2011 r.) oraz w wołowinie z USA i brojlerach z Argentyny 270
(2008 r.). 271
W 2012 r. w Unii Europejskiej w ramach programu kontroli pozostałości przebadano 272
427 193 próbek żywności i produktów pochodzenia zwierzęcego w kierunku obecności blisko 273
800 substancji niedozwolonych lub których stężenie nie powinno przekraczać wyznaczonych 274
limitów. Spośród 1 071 wyników niezgodnych 8 wyników dotyczyło grupy nitroimidazoli co 275
stanowiło 23% wszystkich niezgodnych wyników w grupie A6 odnoszącej się do substancji 276
zakazanych obok chloramfenikolu i nitrofuranów. Na przestrzeni lat 2002-2012 stwierdzono 277
obecność nitroimidazoli łącznie w 66 próbkach (ryc. 2). Najwięcej wyników niezgodnych 278
dotyczyło metronidazolu obecnego w próbkach pochodzących od drobiu i świń oraz w jajach 279
głównie we Francji (25 wyniki) i Niemczech (15 wyników) (tab. 2) (8). 280
281
Podsumowanie 282
Mimo, że nadal niekompletne i niejednoznaczne są dane dotyczące negatywnego 283
wpływu nitroimidazoli na zdrowie ludzi, to jednak, ze względu na ich potencjalnie działanie 284
genotoksyczne i kancerogenne, obecnie nie są one dopuszczone do stosowania u zwierząt, od 285
których lub z których pozyskuje się żywność. W konsekwencji ograniczony został zakres 286
legalnie dostępnych środków farmaceutycznych stosowanych w profilaktyce i leczeniu 287
chorób zwierząt, których tkanki lub produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi w 288
sytuacji gdy są one szeroko stosowane w medycynie człowieka. Skutkiem tego zakazu jest 289
obowiązek prowadzenia badań kontrolnych pozostałości nitroimidazoli w żywności 290
pochodzenia zwierzęcego przez kraje UE i kraje do niej eksportujące. Badania kontrolne 291
prowadzone w tym zakresie przyczyniają się do zapewnienia bezpieczeństwa i zmniejszenia 292
ewentualnego zagrożenia dla zdrowia konsumenta a ich wyniki wskazują na przestrzeganie 293
tego zakazu przez polskich i unijnych hodowców. Wycofanie ze stosowania nitroimidazoli 294
ma również konsekwencje w ograniczaniu importu produktów zwierzęcych z krajów, w 295
których użycie tych leków jest dozwolone, co wpływa korzystnie na zwiększenie 296
konkurencyjności żywności pochodzenia zwierzęcego z krajów UE. 297
298
Piśmiennictwo 299
1. Aerts R.M.L., Egberink I.M., Kan C.A., Keukens H.J., Beek W.M.J.: Liquid 300
chromatographic multicomponent method for determination of residues of 301
ipronidazole, ronidazole, and dimetridazole and some relevant metabolites in eggs, 302
10
plasma, and feces and its use in depletion studies in laying hens. J. AOAC Int. 1991, 303
74, 46-55. 304
2. Beard C.M., Noller K.L., O'Fallon W.M., Kurland L.T., Dahlin D.C.: Cancer after 305
exposure to metronidazole. Mayo Clin. Proc. 1988, 63, 147-153. 306
3. Beard C.M., Noller K.L., O'Fallon W.M., Kurland L.T., Dockerty M.B.: Lack of 307
evidence for cancer due to use of metronidazole. N. Engl. J. Med. 1979, 301, 519-522. 308
4. Bhavsar S.K., Malik J.K.: Pharmacokinetics of metronidazole in calves. Br. Vet. J. 309
1994, 150, 389-393. 310
5. Commission Regulation (EC) No 613/98. Off J Eur Commun. 19.03.1998, L 82, 14. 311
6. Commission Regulation (EC) No 1798/95. Off J Eur Commun. 26.07.1995, L 174, 20. 312
7. Commission Regulation (EC) No 3426/93. Off J Eur Commun. 15.12.1993, L 312, 15. 313
8. Commission Staff Working Documents on the Implementation of National Residue 314
Monitoring Plans in the Member States in 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 315
2009, 2010, 2011, 2012 (Council Directive 96/23/EC). 316
9. CRL Guidance Paper, CRLs view on state of the art analytical methods for national 317
residue control plans. 2007, December 2007. 318
10. Cybulski W., Larsson P., Tjalve H., Kowalska-Pylka H., Sylla M., Semeniuk S.: 319
Disposition of metronidazole in hens (Gallus gallus) and quails (Coturnix coturnix 320
japonica): pharmacokinetics and whole-body autoradiography. J. Vet. Pharmacol. 321
Ther. 1996, 19, 352-358. 322
11. Decyzja Komisji 2002/657/WE. Dz.U. L 221 z 17.8.2002, str. 8. 323
12. Dyrektywa Komisji 98/19/WE. Dz.U. L 96 z 28.3.1998, str. 39. 324
13. Dyrektywa Rady 96/23/WE. Dz.U. L 125 z 23.5.1996, str. 10. 325
14. Edwards D.I.: Nitroimidazole drugs--action and resistance mechanisms. I. 326
Mechanisms of action. J. Antimicrob. Chemother. 1993, 31, 9-20. 327
15. The European Agency for the Evaluation of Medical Products. Committee for 328
Veterinary Medicinal Products. Summary Report. Dimetridazole. 1996. 329
16. The European Agency for the Evaluation of Medical Products. Committee for 330
Veterinary Medicinal Products. Summary Report. Metronidazole. In 1997. 331
17. Food and Drug Administration. Federal Register 1980;44:37434-67. 332
18. Friis C.: Disposition kinetics of metronidazole in the cow. Acta Vet. Scand. 1991, 87 333
(Suppl.), 155-157. 334
19. Giguère S., Prescott J.F., Dowling P.M.: Antimicrobial therapy in veterinary medicine, 335
fifth edition. John Wiley & Sons, Inc. Ames, Iowa 2013. 336
11
20. International Agency for Research on Cancer (IARC): Monographs on the evaluation 337
of carcinogenic risks to humans. Overall evaluations of carcinogenicity. Suppl. 7. 338
1987, 250. 339
21. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA), Toxicological 340
evaluation of certain veterinary drug residues in food. WHO Food Additives Series, 341
No. 25. 1990. 342
22. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). Residues of some 343
veterinary drugs in animals and foods. FAO Food and Nutrition Paper 41/2. 344
Monographs prepared by the Thirty-Fourth Meeting of the Joint FAO/WHO Expert 345
Committee on Food Additives, Geneva, 30 January - 8 February 1989. 346
23. Joint FAO/WHO Food Standards Programme. Codex Committee on residues of 347
veterinary drugs in foods: Discussion paper on veterinary drugs in honey production. 348
2010, Agenda Item 10 CX/RVDF 10/19/10. 349
24. Mitrowska K., Antczak M., Posyniak A.: A confirmatory method for the 350
determination of nitroimidazoles in milk by liquid chromatography - tandem mass 351
spectrometry. Bulletin of the Veterinary Institute in Pulawy. 2014, 58, 581-587. 352
25. Mitrowska K., Posyniak A., Zmudzki J.: Multiresidue method for the determination of 353
nitroimidazoles and their hydroxy-metabolites in poultry muscle, plasma and egg by 354
isotope dilution liquid chromatography mass spectrometry. Talanta. 2010, 81, 1273-355
1280. 356
26. Mitrowska K., Posyniak A., Zmudzki J.: Selective determination of fourteen 357
nitroimidazoles in honey by high-performance liquid chromatography–tandem mass 358
spectrometry. Anal. Lett. 2014, 47, 1634-1649. 359
27. Passmore C.M., McElnay J.C., Rainey E.A., D'Arcy P.F.: Metronidazole excretion in 360
human milk and its effect on the suckling neonate. Br. J. Clin. Pharmacol. 1988, 26, 361
45-51. 362
28. Polzer J., Stachel C., Gowik P.: Treatment of turkeys with nitroimidazoles impact of 363
the selection of target analytes and matrices on an effective residue control. Anal. 364
Chim. Acta. 2004, 521, 189-200. 365
29. Posyniak A., Semeniuk S., Zmudzki J., Niedzielska J., Biernacki B.: Residues of 366
dimetridazole in eggs after treatment of laying hens. Vet. Res. Commun. 1996, 20, 367
167-174. 368
12
30. Posyniak A., Semeniuk S., Zmudzki J., Niedzielska J., Biernacki B.: Tissue 369
concentration of dimetridazole in laying hens. Food Addit. Contam. 1996, 13, 871-370
877. 371
31. Radko L., Minta M.: Cytotoxicity of some nitroimidazole derivatives - comparative 372
studies on human and rat hepatoma cell lines. Bulletin of the Veterinary Institute in 373
Pulawy. 2012, 56, 579-584. 374
32. Rico A.G., Burgat-Sacaze V.: Toxicological significance of covalently-bound 375
residues. Food Addit. Contam. 1984, 1, 157-161. 376
33. Roe F.J.: Safety of nitroimidazoles. Scand. J. Infect. Dis. Suppl. 1985, 46, 72-81. 377
34. Roe F.J.: Toxicologic evaluation of metronidazole with particular reference to 378
carcinogenic, mutagenic, and teratogenic potential. Surgery. 1983, 93, 158-164. 379
35. Roliński Z.: Farmakologia i farmakoterapia weterynaryjna. PWRiL. Warszawa 2008. 380
36. Rosado T.W., Specht A., Marks S.L.: Neurotoxicosis in 4 cats receiving ronidazole. J. 381
Vet. Intern. Med. 2007, 21, 328-331. 382
37. Rose M.D., Bygrave J., Sharman M.: Effect of cooking on veterinary drug residues in 383
food. Part 9. Nitroimidazoles. Analyst. 1999, 124, 289-294. 384
38. Rozporządzenie Komisji (UE) NR 37/2010 z dnia 22 grudnia 2009 r. w sprawie 385
substancji farmakologicznie czynnych i ich klasyfikacji w odniesieniu do 386
maksymalnych limitów pozostałości w środkach spożywczych pochodzenia 387
zwierzęcego. Dz.U. L 15 z 20.1.2010, str. 1. 388
39. Rozporządzenie Komisji (WE) NR 45/1999. Dz.U. L 6 z 12.1.1999, str. 3. 389
40. Rozporządzenie Komisji (WE) NR 2205/2001. Dz.U. L 297 z 15.11.2001, str. 3. 390
41. Rozporządzenie Rady (EWG) NR 2377/90. Dz.U. L 224 z 18.8.1990, str. 1. 391
42. Semeniuk S., Posyniak A., Niedzielska J., Zmudzki J.: Determination of 392
nitroimidazole residues in poultry tissues, serum and eggs by high-performance liquid-393
chromatography. Biomed. Chromatogr. 1995, 9, 238-242. 394
43. Sorensen L.K., Hansen H.: Determination of metronidazole and 395
hydroxymetronidazole in trout by a high-performance liquid chromatographic method. 396
Food Addit. Contam. 2000, 17, 197-203. 397
44. Sved S., Foster B.: Nitroimidazoles: proposed studies on the toxicity of bound 398
residues. Drug Metab. Rev. 1990, 22, 849-861. 399
45. Thapa P.B., Whitlock J.A., Brockman Worrell K.G., Gideon P., Mitchel E.F., Jr., 400
Roberson P., Pais R., Ray W.A.: Prenatal exposure to metronidazole and risk of 401
13
childhood cancer: a retrospective cohort study of children younger than 5 years. 402
Cancer. 1998, 83, 1461-1468. 403
46. Treves-Brown K.M.: Applied fish pharmacology. Kluwer Academic Publishers. 404
Dordrecht 2000. 405
47. U. S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, National 406
Toxicology Program, Metronidazole, Report on Carcinogens, 12th edn, 2011, pp. 407
269–270. 408
48. Vynckier L.J., Debackere M.: Plasma ronidazole concentrations in sheep after 409
intravenous, oral, intraruminal and intraabomasal administration. J. Vet. Pharmacol. 410
Ther. 1993, 16, 70-78. 411
49. Wislocki P.G., Lu A.Y.H.: Formation and Biological Evaluation of Ronidazole Bound 412
Residues. Drug Metab. Rev. 1990, 22, 649-661. 413
50. Żmudzki J.: Kontrola pozostałości chemicznych w tkankach zwierząt i żywności – 414
ważny element w ochronie zdrowia publicznego. Post Nauk Rol. 2008, 2, 49-59. 415
416
Dane kontaktowe autora: dr Kamila Mitrowska; Al. Partyzantów 57, 24-100 Puławy; e-mail: 417
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
14
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
Ryc. 1. Wzory strukturalne 5-nitroimidazoli i ich metabolitów 447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
Ipronidazol
N
NO2N
N
NO2N
Dimetridazol
N
NO2N
OH
OH
Hydroksymetronidazol
(MNZOH)
N
NO2N
OH
Metronidazol
2-hydroksymetyl-1-metyl-
5-nitroimidazol
(HMMNI)
Ronidazol
N
NO2NO
O
NH2
N
NO2NOH
Hydroksyipronidazol
(IPZOH)
N
NO2N OH
15
468
Ryc. 2. Liczba wyników niezgodnych dla grupy nitroimidazoli w UE w latach 2002-2012 469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Lic
zb
a w
yn
ikw
ó n
iezg
od
nych
Rok
16
Tab. 1. Wybrane parametry farmakokinetyczne 5-nitroimidazoli u zwierząt, których produkty 492
przeznaczone są do spożycia przez ludzi 493
Gatunek Lek Dawka
(mg/kg)
Droga
podania
Vd
(l/kg)
t1/2
(h)
Cl
(l/h/kg)
F
(%)
Źródło
kura metronidazol 30 i.v. 1,10 4,20 0,131 - (10)
30 p.o. - 4,70 - 78,40
dimetridazol 50* p.o. - 2,56 2,350 81,94 (30)
250* p.o. - 2,69 2,350 80,50
50* i.m. - 2,88 2,660 -
dimetridazol 75 p.o. - 1,50 - - (1)
ronidazol 75 p.o. - 9,00 - -
krowa metronidazol 25 i.v. 0,73 2,70 0,220 - (18)
25 p.o. - 2,00 - 6,90
cielę metronidazol 20 i.v. 0,79 1,92 0,280 - (4)
50 p.o. - 4,38 0,260 33,70
owca ronidazol 5 i.v. - - - - (48)
5 p.o. - - - 2,60
Objaśnienie: Vd - objętość dystrybucji; t1/2 - okres półtrwania; Cl - klirens; F - biodostępność; 494
*�- dawka podawana przez 3 dni 495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
17
Tab. 2. Występowanie pozostałości nitroimidazoli w żywności i produktach pochodzenia 515
zwierzęcego w UE w latach 2002-2012 516
Rodzaj
próbki
Liczba wyników niezgodnych
Metronidazol
+ MNZOH
Dimetridazol
+ HMMNI
Ronidazol
+ HMMNI
Grupa
nitroimidazoli* Razem
Bydło 2 1 - - 3
Świnie 13 1 1 - 15
Owce/kozy - 1 2 - 3
Drób 10 4 8 3 25
Ryby 1 - - - 1
Jaja 2 - 4 6 12
Króliki - 1 - 1
Dziczyzna
hodowlana 1 - 5 - 6
Razem 29 8 20 9 66
Objaśnienie: *�- bez wyszczególnienia poszczególnych nitroimidazoli 517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
18
Streszczenie 540
541
Mitrowska K. 542
543
Przyczyny i skutki zakazu stosowania 5-nitroimidazoli u zwierząt, których tkanki lub 544
produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi 545
546
Pochodne 5-nitroimidazolu znalazły szerokie zastosowanie w leczeniu infekcji 547
spowodowanych przez bakterie beztlenowe i inwazji pierwotniaków u zwierząt, jednakże ze 548
względu na potencjalne działanie genotoksyczne i kancerogenne ich użycie u zwierząt, 549
których produkty przeznaczone są do spożycia przez ludzi zostało zabronione w wielu 550
krajach. Obecnie substancje z grupy nitroimidazoli są dopuszczone w Unii Europejskiej do 551
stosowania wyłącznie w leczeniu zwierząt towarzyszących oraz w medycynie człowieka, 552
mimo iż przyczyną wycofania ich użycia w hodowli zwierząt, od których lub z których 553
pozyskuje się żywność była troska właśnie o zdrowie ludzi. Skutkiem tego zakazu jest 554
obowiązek prowadzenia badań kontrolnych pozostałości nitroimidazoli w żywności 555
pochodzenia zwierzęcego przez kraje Unii Europejskiej i kraje do niej eksportujące co 556
przyczynia się do zapewnienia bezpieczeństwa i zmniejszenia ewentualnego zagrożenia dla 557
zdrowia konsumenta. 558
W pracy zebrano wiadomości na temat farmakokinetyki, toksyczności oraz 559
występowania pozostałości najczęściej stosowanych nitroimidazoli w medycynie 560
weterynaryjnej. 561
562
563
564
565
566
Słowa kluczowe: 5-nitroimidazole, farmakokinetyka, toksykologia, pozostałości 567
568
569
570
571
572
573
19
Summary 574
575
Mitrowska K. 576
577
Reasons and consequences of the ban on the use of 5-nitroimidazoles in food producing 578
animals 579
580
Nitroimidazoles have been used for the treatment of anaerobic bacterial and parasitic 581
infections in animals. However, they are believed to possess genotoxic and carcinogenic 582
properties, and this is why their use in food producing animals has been banned in many 583
countries. At present, nitroimidazoles are approved in the European Union to use only in 584
companion animals and human medicine although the reason for the ban of their use in food 585
producing animals was just care about the health of the people. As a consequence of this ban 586
each European Union country and countries wishing to export animal products to the 587
European Union are required to implement a residue monitoring plan for nitroimidazole 588
residues in food of animal origin which helps to ensure the safety and reduce the possible 589
health risks to consumers. 590
In this article the pharmacological and toxicological aspects of the most commonly 591
used 5-nitroimidazoles in veterinary medicine are summarized. 592
593
594
595
Keywords: 5-nitroimidazoles, pharmacokinetics, toxicology, residues 596