Skip to main content

Studies on the Animal Metabolism of Phenoxyacetic Herbicides

Studien über dem tierischen Metabolismus von Phenoxy essigsäureherbiziden

Studier over metabolismen av fenoxiåttiksyreherbicider i djur

Summary

Gel filtration on Sephadex was applied to the study of plasma protein binding af 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Equilibrated with horse plasma and eluted with buffer pH 7.4, 2,4-D was recovered to 2 % in the plasma protein fraction (KD 0), free 2,4-D being eluted at a KD value of 2.2. When 50 % plasma in buffer was used as the eluant the mobility of 2,4-D increased considerably (KD decreasing to 0.95), thus confirming the existence of a 2,4-D-protein interaction.

Hydrolysis experiments in conjunction with thin-layer chromatography revealed no conjugation of 2,4-D in plasma of pigs and rats given 2,4-D amine orally and only slight conjugation, not exceeding 20 %, in urine of pigs, given 2,4-D amine orally.

2,4-D butyl ester administered orally to pigs and rats was shown to be rapidly hydrolyzed to 2,4-D acid, only trace amounts of ester being detectable in body fluids and tissues.

Zusammenfassung

Die Plasmaproteinbindung der 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) wurde mittels Gelfiltrierung auf Sephadex untersucht. Bei Eluierung von 2,4-D, mit Pferdeplasma äquilibriert, unter Verwendung eines Puffers von pH 7,4 wurde 2 % der zugesetzen 2,4-D im Plasmaproteinanteil wiedergefunden (KD 0). Freie 2,4-D wanderte mit einem KD-Wert von 2,2. Das Vorhandensein einer Wechselwirkung zwischen Plasmaprotein und 2,4-D wurde durch Eluieren mit 50 %-igem Plasma in Puffer von pH 7,4 bestätigt, wobei eine wesentlich höhere Wanderungsgeschwindigkeit der 2,4-D festgestellt wurde (KD 0.95).

Mittels Hydrolysenversuche und anschliessender Dünnschichtchromatographie war nach oraler Zufuhr von 2,4-D-amin an Schweinen und Ratten keine Paarung von 2,4-D im Plasma wahrzunehmen. Eine geringgradige Paarung, unter 20 %, wurde im Harn der Schweine nachgewiesen.

Nach oraler Eingabe des 2,4-D-butylesters wurde bei Schweinen und Ratten eine schnelle Hydrolyse des Esters beobachtet.

Sammanfattning

Plasmaproteinbindning av 2,4-diklorfenoxiättiksyra (2,4-D) studerades med hjälp av gelfiltrering på Sephadex. Vid användning av buffert pH 7,4 som elueringsmedel eluerades 2,4-D, ekvilibrérad med hästplasma, till 2 % med plasmaproteinfraktionen (KD 0), frnedan fri 2,4-D vandrade med KD 2,2. Förekomsten av en plasmaproteinbindning av 2,4-D bekräftades genom eluering med 50 %-ig plasma i buffert pH 7,4, varvid en väsentligt ökad vandringshastighet för 2,4-D konstaterades (KD 0,95).

Genom hydrolysförsök i förening med tunnskiktskromatografi kunde ingen konjugering av 2,4-D konstateras i plasma från grisar och råttor, som tillförts 2,4-D-amin oralt. En obetydlig konjugeringsgrad, mindre an 20 %, påvisades i urin från grisar.

Efter oral tillförsel av 2,4-D-butylester till grisar och råttor påvisades en snabb hydrolys av estern till 2,4-D-syra.

References

  • Bache, C. A., D. J. Lisk, D. G. Wagner & R. G. Warner: Elimination of 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid and 4-(2-methyl-4-chlorophenoxy) butyric acid in the urine from cows. J. Dairy Sci. 1964, 47, 93–95.

    CAS  Google Scholar 

  • Barlow, C. F., H. Firemark & L. J. Roth: Drug-plasma binding measured by Sephadex. J. Pharm. (Lond.) 1962, 14, 550–555.

    CAS  Google Scholar 

  • Clark, D. E., J. E. Young, R. L. Younger, L. M. Hunt & J. K. McLaran; The fate of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in sheep. J. Agric. Food Chem. 1964, 12, 43–45.

  • Erne, K.: Determination of phenoxyacetic herbicide residues in biological materials. Acta vet. scand. 1966a, 7, 77–96.

  • Erne, K.: Distribution and elimination of chlorinated phenoxyacetic acids in animals. Acta vet. scand. 1966b, 7, 240–256.

  • Flodin, P.: Dextran gels and their applications in gel filtration. Diss. Uppsala 1962.

  • Gelotte, B.: Studies on gel filtration: sorption properties of the bed material Sephadex. J. Chromatog. 1960, 3, 330–342.

    CAS  Google Scholar 

  • Levey, S. & H. B. Lewis: The metabolism of phenoxyacetic acid, its homologues, and some monochlorophenoxyacetic acids. New examples of β-oxidation. J. biol. Chem. 1947, 168, 213–221.

    CAS  Google Scholar 

  • Lisk, D. J., W. H. Gutenmann, C. A. Bache, R. G. Warner & D. G. Wagner: Elimination of 2,4-D in the urine of steers fed (4-(2,4-DB) or 2,4-D. J. Dairy Sci. 1963, 46, 1435–1437.

    CAS  Google Scholar 

  • Martin, B. K.: Potential effect of the plasma proteins on drug distribution. Nature (Lond.) 1965, 207, 274–276.

    CAS  Google Scholar 

  • St John, L. E., D. G. Wagner & D. J. Lisk: Fate of atrazine, kuron, silvex and 2,4,5-T in the dairy cow. J. Dairy Sci. 1964, 47, 1267–1270.

  • Williams, R. T.: Detoxication Mechanisms, 2nd Ed., Chapman & Hall, London 1959, p. 330, p. 357.

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Supported by a grant from “Albert Hjärrefonden”.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Erne, K. Studies on the Animal Metabolism of Phenoxyacetic Herbicides. Acta Vet Scand 7, 264–271 (1966). https://doi.org/10.1186/BF03547116

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1186/BF03547116