пиретроид
Пиретроид подобное — органическое соединение, природным пиретринам , которые вырабатываются цветками пиретрумов ( Chrysanthemum cinerariaefolium и C. coccineum ). Пиретроиды используются в качестве коммерческих и бытовых инсектицидов . [1]
В домашних условиях пиретроиды обычно безвредны для человека. [1] Однако пиретроиды токсичны для таких насекомых, как пчелы , стрекозы , подёнки , оводы и некоторых других беспозвоночных , в том числе тех, которые составляют основу водных и наземных пищевых сетей . [2] Пиретроиды токсичны для водных организмов , особенно рыб. [3] Было доказано, что они являются эффективной мерой борьбы со вспышками малярии при применении внутри помещений. [4]
Способ действия
[ редактировать ]Пиретроиды эксайтотоксичны для аксонов . Они действуют, предотвращая закрытие потенциалзависимых натриевых каналов в аксональных мембранах . Натриевый канал представляет собой мембранный белок с гидрофильной внутренней частью. Эта внутренняя часть имеет такую форму, которая позволяет ионам натрия проходить через мембрану, проникать в аксон и распространять потенциал действия . Когда токсин удерживает каналы в открытом состоянии, нервы не могут реполяризоваться , оставляя аксональную мембрану навсегда деполяризованной , тем самым парализуя организм. [5] Пиретроиды можно комбинировать с синергистом пиперонилбутоксидом , известным ингибитором микросомальных ферментов P450 , которые играют важную роль в метаболизме пиретроида. Таким образом, эффективность (летальность) пиретроида увеличивается. [6] Вероятно, существуют и другие механизмы интоксикации. [7] Считается, что нарушение нейроэндокринной активности способствует их необратимому воздействию на насекомых, что указывает на действие пиретроидов на потенциал-управляемые кальциевые каналы (и, возможно, на другие потенциал-управляемые каналы в более широком смысле). [7]
Химия и классификация
[ редактировать ]
Пиретроиды классифицируются по механизму биологического действия, поскольку они не имеют общей химической структуры. них представляют собой производные 2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты, такие как хризантемовая кислота , этерифицированные спиртом Многие из . Однако циклопропильное кольцо встречается не во всех пиретроидах. Фенвалерат , разработанный в 1972 году, является одним из таких примеров и первым коммерческим пиретроидом без этой группы.
Пиретроиды, у которых отсутствует α-цианогруппа, часто классифицируются как пиретроиды типа I, а те, у которых она есть, называются пиретроидами типа II . Пиретроиды, общее название которых начинается с «cy», содержат цианогруппу и относятся к типу II. Фенвалерат также содержит α- цианогруппу .
Некоторые пиретроиды, такие как этофенпрокс , также не имеют эфирной связи, присутствующей в большинстве других пиретроидов, и имеют эфирную вместо нее связь. Силафлуофен также классифицируется как пиретроид и имеет атом кремния вместо сложного эфира. Пиретроиды часто имеют хиральные центры , и только некоторые стереоизомеры эффективно действуют как инсектициды . [8]
Примеры
[ редактировать ]- Аллетрин — первый синтезированный пиретроид.
- Бифентрин , активный ингредиент Talstar , Capture , Ortho Home Defense Max и бифентрин.
- Цифлутрин , активный ингредиент Baygon , Temprid, Fumakilla Vape Aerosol, Tempo SC и многих других, дихлорвиниловое производное пиретрина.
- Циперметрин , включая разделенный изомер альфа-циперметрин, дихлорвиниловое производное пиретрина. Обычно встречается в средствах от ползающих насекомых и некоторых спреях от комаров.
- Цифенотрин , активный ингредиент спрея от насекомых K2000, продаваемого в Израиле. В основном используется в некоторых аэрозолях в качестве заменителя циперметрина в развивающихся странах.
- Дельтаметрин , дибромвиниловое производное пиретрина.
- Димефлутрин
- Эсфенвалерат
- Этофенпрокс
- Фенпропатрин
- Фенвалерат
- Флуцитринат
- Флуметрин
- имипротрин
- лямбда-цигалотрин
- Метофлутрин
- Перметрин , дихлорвиниловое производное пиретрина и наиболее широко используемый пиретроид.
- Фенотрин (Сумитрин), действующее вещество препарата Анвил.
- Праллетрин
- Ресметрин , действующее вещество Плети.
- Силафлуофен
- тау-флувалинат
- Тефлутрин
- Тетраметрин
- Тралометрин
- Трансфлутрин , активный ингредиент Байгона и других продуктов.
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Пиретроиды токсичны для таких насекомых, как пчелы , стрекозы , подёнки , оводы и некоторых других беспозвоночных , в том числе тех, которые составляют основу водных и наземных пищевых сетей . [2] Они токсичны для водных организмов, включая рыб. [3]
Биодеградация
[ редактировать ]Пиретроиды обычно распадаются под воздействием солнечного света и атмосферы за один или два дня, однако, когда они связаны с отложениями, они могут сохраняться в течение некоторого времени. [9]
На пиретроиды не влияют обычные системы вторичной очистки городских очистных сооружений. Они появляются в сточных водах, обычно в количествах, смертельных для беспозвоночных. [10]
Безопасность
[ редактировать ]Люди
[ редактировать ]Абсорбция пиретроида может происходить через кожу, при вдыхании или проглатывании. [11] Пиретроиды часто неэффективно связываются с натриевыми каналами млекопитающих . [12] Они также плохо всасываются через кожу, а печень человека зачастую способна относительно эффективно их метаболизировать. Таким образом, пиретроиды гораздо менее токсичны для человека, чем для насекомых. [13]
Не совсем точно установлено, является ли хроническое воздействие небольших количеств пиретроидов опасным или нет. [14] Однако большие дозы могут вызвать острое отравление, которое редко представляет угрозу для жизни. Типичные симптомы включают парестезию лица , зуд, жжение, головокружение, тошноту, рвоту и более тяжелые случаи подергивания мышц. Тяжелое отравление часто вызывается приемом пиретроидов и может привести к различным симптомам, таким как судороги, кома , кровотечение или отек легких . [11] Существует связь пиретроидов с ухудшением раннего социально-эмоционального и языкового развития. [4]
Другие организмы
[ редактировать ]Пиретроиды очень токсичны для кошек , но не для собак . Отравление у кошек может привести к судорогам, лихорадке, атаксии и даже смерти. Отравление может произойти, если на кошках применять средства для лечения блох , содержащие пиретроид , предназначенные для собак. Печень кошек хуже детоксицирует пиретроиды посредством глюкуронидации , чем собаки, что и является причиной такого различия. [15] За исключением кошек, пиретроиды обычно не токсичны для млекопитающих и птиц . [16] Они часто токсичны для рыб , рептилий и амфибий . [17]
Сопротивление
[ редактировать ]Использование пиретроидов в качестве инсектицидов привело к развитию широко распространенной устойчивости к ним среди некоторых популяций насекомых, особенно комаров. [18] Хотя в Северной Америке клопы были практически уничтожены благодаря использованию ДДТ и органофосфатов , появились популяции клопов, устойчивых к обоим препаратам. Использование ДДТ для этой цели было запрещено, а его повторное внедрение не могло решить проблему клопов из-за резистентности. [19] Пиретроиды стали более широко использоваться против клопов, но теперь появились и устойчивые к ним популяции. [20] [21] [22] [23] Популяции бабочек Diamondback также обычно развивают устойчивость к пиретроидам. [24] [ нужен лучший источник ] – в том числе в штатах США Северная Дакота [25] и Висконсин [26] в то время как пиретроиды по-прежнему рекомендуются в Калифорнии . [27] Было обнаружено, что различные популяции комаров обладают высоким уровнем устойчивости, в том числе Anopheles gambiae sl в Западной Африке (Chandre et al., 1999 г., Pwalia et al., 2019 г.), A. arabiensis в Судане (Исмаил и др., 2018 г.) и в Гамбии (Opondo et al., 2019 г.) . и Aedes aegypti в Юго-Восточной Азии (Амелия-Яп и др., 2018 г.), в Папуа-Новой Гвинее (Демок и др., 2019 г.) и в различных других местах (Смит и др., 2016 г.). [18]
Сопротивление нокдауну ( kdr ) — один из самых сильных видов сопротивления. [28] kdr Мутации придают сайту-мишени устойчивость к ДДТ и пиретроидам, а также перекрестную устойчивость к ДДТ. [28] Большинство мутаций kdr находятся внутри двух генов натриевых каналов членистоногих или вблизи них . [28]
История
[ редактировать ]Пиретроиды были представлены группой ученых Rothamsted Research в 1960-х и 1970-х годах после выяснения структур пиретрина I и II Германом Штаудингером и Леопольдом Ружичкой в 1920-х годах. [29] Пиретроиды представляли собой важное достижение в химии, позволившее синтезировать аналог природной версии, обнаруженной в пиретруме . Его инсектицидная активность имеет относительно низкую для млекопитающих токсичность и необычайно быстрое биоразложение. Их разработка совпала с выявлением проблем с использованием ДДТ . Их работа заключалась, во-первых, в выявлении наиболее активных компонентов пиретрума , извлеченного из цветков восточноафриканской хризантемы и давно известного своими инсектицидными свойствами. Пиретрум быстро уничтожает летающих насекомых, но обладает незначительной стойкостью, что полезно для окружающей среды, но дает низкую эффективность при применении в полевых условиях. Пиретроиды по существу представляют собой химически стабилизированные формы природного пиретрума и относятся к группе IRAC MoA 3 (они препятствуют транспорту натрия в нервных клетках насекомых). [30]
Пиретроиды первого поколения , разработанные в 1960-х годах, включают биоаллетрин , тетраметрин , ресметрин и биоресметрин. Они более активны, чем природный пиретрум, но нестабильны на солнечном свете. Благодаря пересмотру 91/414/EEC, [31] многие соединения 1-го поколения не были включены в Приложение 1, вероятно, потому, что рынок недостаточно велик, чтобы гарантировать затраты на перерегистрацию (а не какие-либо особые опасения по поводу безопасности).
К 1974 году команда Ротамстеда открыла второе поколение более стойких соединений, а именно: перметрин , циперметрин и дельтаметрин . Они значительно более устойчивы к разложению под действием света и воздуха, что делает их пригодными для использования в сельском хозяйстве , но они обладают значительно более высокой токсичностью для млекопитающих. В последующие десятилетия за этими производными последовали другие запатентованные соединения, такие как фенвалерат , лямбда-цигалотрин и бета- цифлутрин . Срок действия большинства патентов уже истек, что делает эти соединения дешевыми и, следовательно, популярными (хотя перметрин и фенвалерат не были перерегистрированы в соответствии с процессом 91/414/EEC).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Меткалф, Роберт Л. (2000). «Борьба с насекомыми». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a14_263 . ISBN 3527306730 .
- ^ Перейти обратно: а б Завери, Михир (4 февраля 2010 г.). «Исследование связи пестицидов с загрязнением рек» . Ежедневный калифорнийец . Ежедневный калифорнийец . Проверено 9 июня 2012 года .
- ^ Перейти обратно: а б Информационный бюллетень о пиретроидах от Департамента общественного здравоохранения штата Иллинойс.
- ^ Перейти обратно: а б Бренда Эскенази; Суки Ан; Стивен А. Раух; и др. (6 апреля 2018 г.). «Пренатальное воздействие ДДТ и пиретроидов для борьбы с малярией и развития нервной системы детей: когорта VHEMBE, Южная Африка» . Перспективы гигиены окружающей среды . 126 (4): 047004. doi : 10.1289/EHP2129 . ISSN 0091-6765 . ПМК 6071803 . ПМИД 29648420 . Викиданные Q52880664 . (опечатка)
- ^ Содерлунд, Дэвид М; Кларк, Джон М; Шитс, Ларри П; Маллин, Линда С; Пиччирилло, Винсент Дж; Сарджент, Дана; Стивенс, Джеймс Т; Вайнер, Майра Л. (2002). «Механизмы нейротоксичности пиретроидов: значение для оценки совокупного риска». Токсикология . 171 (1): 3–59. дои : 10.1016/s0300-483x(01)00569-8 . ПМИД 11812616 .
- ^ Дивайн, Дж.Дж.; Денхольм, я (2009). «Нетрадиционное использование пиперонилбутоксида для борьбы с хлопковой белокрылкой Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)». Бюллетень энтомологических исследований . 88 (6): 601–10. дои : 10.1017/S0007485300054262 .
- ^ Перейти обратно: а б Содерлунд, Дэвид М; Блумквист, Джеффри Р. (1989). «Нейротоксическое действие пиретроидных инсектицидов». Ежегодный обзор энтомологии . 34 (1). Годовые обзоры : 77–96. doi : 10.1146/annurev.en.34.010189.000453 . ISSN 0066-4170 . ПМИД 2539040 . S2CID 31881940 .
- ^ Уджихара, К. (2019). «История обширных структурных модификаций пиретроидов» . Журнал пестицидной науки . 44 (4): 215–224. doi : 10.1584/jpestics.D19-102 . ПМК 6861428 . ПМИД 31777441 .
- ^ Ло, Ючжоу; Чжан, Минхуа (2011). «Моделирование окружающей среды и оценка воздействия пиретроидов, связанных с отложениями, в сельскохозяйственном водоразделе» . ПЛОС ОДИН . 6 (1): e15794. Бибкод : 2011PLoSO...615794L . дои : 10.1371/journal.pone.0015794 . ПМК 3016336 . ПМИД 21246035 .
- ^ Уэстон, Дональд П.; Лиди, Майкл Дж (2010). «Городские и сельскохозяйственные источники пиретроидных инсектицидов в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин в Калифорнии». Экологические науки и технологии . 44 (5): 1833–40. Бибкод : 2010EnST...44.1833W . дои : 10.1021/es9035573 . ПМИД 20121184 .
- ^ Перейти обратно: а б Брэдберри, Салли М.; Кейдж, Сара А.; Праудфут, Алекс Т.; Вейл, Дж. Аллистер (2005). «Отравление пиретроидами». Токсикологические обзоры . 24 (2): 93–106. дои : 10.2165/00139709-200524020-00003 . ISSN 1176-2551 . ПМИД 16180929 . S2CID 32523158 .
- ^ Сильвер К.С. и др. (2014). «Натриевые каналы, управляемые напряжением, как мишени для инсектицидов» . Достижения физиологии насекомых . 46 : 389–433. дои : 10.1016/B978-0-12-417010-0.00005-7 . ISBN 9780124170100 . ПМК 6005695 . ПМИД 29928068 .
- ^ Рэй, Дэвид Э.; Рэй, доктор Дэвид; Форшоу, Филип Дж. (1 января 2000 г.). «Пиретроидные инсектициды: синдромы отравления, синергия и терапия». Журнал токсикологии: Клиническая токсикология . 38 (2): 95–101. дои : 10.1081/CLT-100100922 . ISSN 0731-3810 . ПМИД 10778904 . S2CID 22213256 .
- ^ Бернс, К; Пастур, Т. (2018). «Эпидемиология пиретроидов: обзор качества» . Критические обзоры по токсикологии . 48 (4): 297–311. дои : 10.1080/10408444.2017.1423463 . ПМИД 29389244 .
- ^ Боланд, Л; Энглс, Дж (2010). «Токсичность перметрина у кошек: ретроспективное исследование 42 случаев». Журнал кошачьей медицины и хирургии . 12 (2): 61–71. дои : 10.1016/j.jfms.2009.09.018 . ISSN 1532-2750 . ПМИД 19897392 . S2CID 206051191 .
- ^ Гупта Р.Ц. и др. (2007). Ветеринарная токсикология: основные и клинические принципы (1-е изд.). Эльзевир. стр. 676–677. дои : 10.1016/B978-012370467-2/50153-X . ISBN 978-0-08-048160-9 .
- ^ Ортис-Санталиестра М.Э. и др. (2018). «Пригодность рыб, птиц и млекопитающих в качестве заменителей земноводных и рептилий при оценке токсичности пестицидов». Экотоксикология . 27 (7): 819–833. дои : 10.1007/s10646-018-1911-y . ПМИД 29492806 . S2CID 3604324 .
- ^ Перейти обратно: а б Джеран, Нина; Грдиша, Мартина; Варга, Филип; Шатович, Златко; Либер, Златко; Дабич, Дарио; Биошич, Мартина (06.10.2020). «Пиретрин из пиретрума далматинского ( Tanacetum cinerariifolium /Trevir./Sch. Bip.): биосинтез, биологическая активность, методы выделения и определения». Обзоры фитохимии . 20 (5). Springer Science+Business Media : 875–905. дои : 10.1007/s11101-020-09724-2 . ISSN 1568-7767 . S2CID 225152789 . Фитохимическое общество Европы + Фитохимическое общество Северной Америки . MG ORCID : 0000-0002-4584-4851 ).
- ^ Крэггс, Саманта (20 ноября 2014 г.). «Отмена ДДТ никак не поможет борьбе с постельными клопами, говорят эксперты» . Новости ЦБК . Проверено 14 ноября 2016 г.
- ^ Годдард, Джером; Дешазо, Р. (2009). «Постельные клопы Cimex lectularius и клинические последствия их укусов». ДЖАМА . 301 (13): 1358–66. дои : 10.1001/jama.2009.405 . ПМИД 19336711 .
- ^ Колб, Адам; Нидхэм, Глен Р.; Нейман, Кимберли М; Высокий, Уитни А. (2009). "Постельные клопы" . Дерматологическая терапия . 22 (4): 347–52. дои : 10.1111/j.1529-8019.2009.01246.x . ПМИД 19580578 . S2CID 221648188 .
- ^ Войланд, Адам. «You May not be Alone» . Архивировано 7 ноября 2011 г. в Wayback Machine US News & World Report от 16 июля 2007 г., Vol. 143, выпуск 2, стр. 53–54.
- ^ Юн, Кён Суп; Квон, Док Хо; Стрихарц, Джозеф П; Холлингсворт, Крейг С.; Ли, Си Хёк; Кларк, Дж. Маршалл (2008). «Биохимический и молекулярный анализ устойчивости к дельтаметрину у постельного клопа (Hemiptera: Cimicidae)». Журнал медицинской энтомологии . 45 (6): 1092–101. doi : 10.1603/0022-2585(2008)45[1092:BAMAOD]2.0.CO;2 . ПМИД 19058634 . S2CID 27422270 .
- ^ Лейби, Гэри Л.; Сэвидж, Кеннет Э. (1992). «Оценка выбранных инсектицидов для борьбы с ромбовидной молью и капустной бабочкой в капусте в Центральной Флориде с наблюдениями за устойчивостью к инсектицидам ромбовидной моли». Энтомолог Флориды . 75 (4): 585. дои : 10.2307/3496140 . ISSN 0015-4040 . JSTOR 3496140 .
- ^ «Жалобы на пиретроиды для борьбы с ромбовидной молью в каноле (26.08.21)» . NDSU Сельское хозяйство и распространение знаний . 26 августа 2021 г. Проверено 8 января 2022 г.
- ^ Марсден, Кристи (15 октября 2021 г.). «Бриллиантовый мотылек» . Садоводство Висконсина . Проверено 8 января 2022 г.
- ^ «Бриллиантовая моль — Рекомендации по борьбе с вредителями в цветоводстве и декоративных питомниках» . Калифорнийский университет сельского хозяйства и природных ресурсов (UCANR) .
- ^ Перейти обратно: а б с Донг, Кэ; Ду, Юже; Ринкевич, Франк; Номура, Ёсико; Сюй, Пэн; Ван, Линсинь; Сильвер, Кристофер; Жоров, Борис (2014). «Молекулярная биология натриевых каналов насекомых и устойчивость к пиретроидам» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 50 . Эльзевир Б.В .: 1–17. дои : 10.1016/j.ibmb.2014.03.012 . ISSN 0965-1748 . ПМЦ 4484874 . ПМИД 24704279 . S2CID 6332754 . НИХМСИД : 582398.
- ^ Штаудингер, Х; Ружичка, Л (1924). «Инсектицидные вещества I. О выделении и составе активной части порошка от далматинских насекомых» [Инсектицидные вещества I. О выделении и составе активной части порошка от далматинских насекомых]. Helvetica Chimica Acta . 7 (1): 177–201. дои : 10.1002/hlca.19240070124 .
- ^ Хадди, Халид; Бергер, Мадлен; Бьельца, Пабло; Сифуэнтес, Дина; Филд, Линда М; Горман, Кевин; Раписарда, Кармело; Уильямсон, Мартин С; Басс, Крис (2012). «Идентификация мутаций, связанных с устойчивостью к пиретроидам, в потенциалзависимом натриевом канале минера листьев томата (Tuta absoluta)» (PDF) . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 42 (7): 506–13. дои : 10.1016/j.ibmb.2012.03.008 . ПМИД 22504519 .
- ^ «ЕВР-Лекс — 31991L0414 — RU — ЕВРО-Лекс» . europa.eu . 15 июля 1991 года.