Piretroid - Pyrethroid

Un piretroid este un compus organic similar cu piretrinele naturale , care sunt produse de florile piretrilor ( Chrysanthemum cinerariaefolium și C. coccineum ). Piretroizii sunt folosiți ca insecticide comerciale și de uz casnic .

În concentrațiile casnice, piretroizii sunt în general inofensivi pentru oameni. Cu toate acestea, piretroizii sunt toxici pentru insecte, cum ar fi albinele , libelule , mușchiuri , mușchiuri și alte nevertebrate , inclusiv cele care constituie baza rețelelor alimentare acvatice și terestre . Piretroizii sunt toxici pentru organismele acvatice, inclusiv pentru pești. S-a dovedit a fi un control eficient al malariei prin aplicații interioare.

Mod de acțiune

Piretroizii sunt excitotoxine axonice , ale căror efecte toxice sunt mediate prin prevenirea închiderii canalelor de sodiu cu tensiune în membranele axonale . Canalul de sodiu este o proteină membranară cu interior hidrofil . Acest interior este modelat precis pentru a permite ionilor de sodiu să treacă prin membrană, să intre în axon și să propage un potențial de acțiune . Când toxina menține canalele în stare deschisă, nervii nu se pot repolariza , lăsând membrana axonală permanent despolarizată , paralizând astfel organismul. Piretroizii pot fi combinați cu sinergistul buteron de piperonil , un inhibitor cunoscut al enzimelor cheie ale citocromului microsomal P450 din metabolizarea piretroidei, ceea ce crește eficacitatea acestuia (letalitatea). Este probabil că există și alte mecanisme de intoxicație. Se consideră că întreruperea activității neuroendocrine contribuie la efectele lor ireversibile asupra insectelor, ceea ce indică o acțiune piretroidă asupra canalelor de calciu cu tensiune (și poate cu alte canale cu tensiune mai largă).

Chimie și clasificare

Piretroizii sunt definiți mai ales ca piretroizi pe baza acțiunii lor biologice, deoarece nu au structuri chimice comune. Conțin adesea un derivat al acidului 2,2-dimetilciclopropancarboxilic, cum ar fi acidul crizantemic , care este esterificat cu un alcool mare . Ciclopropilul nu apare la toți piretroizii. Fenvaleratul , care a fost dezvoltat în 1972, este un astfel de exemplu și a fost primul piretroid fără gruparea ciclopropil. Fenvaleratul are, de asemenea, un grup α- ciano . Piretroizii cărora le lipsește această grupă α-ciano sunt adesea clasificate ca piretroizi de tip I, iar cei cu acesta sunt numiți piretroizi de tip II . Unii piretroizi, cum ar fi etofenprox , nu au legătura esterică găsită de majoritatea piretroizilor și au o legătură eterică în locul său. Silafluofenul este, de asemenea, clasificat ca piretroid și are un atom de siliciu în locul unui ester. Piretroizii au adesea centre chirale și numai anumiți stereoizomeri funcționează eficient ca insecticide .

Exemple

Efecte asupra mediului

Piretroizii sunt toxici pentru insecte, cum ar fi albinele , libelule , mușchiuri , mușchiuri și alte nevertebrate , inclusiv cele care constituie baza rețelelor alimentare acvatice și terestre . Sunt toxice pentru organismele acvatice, inclusiv pentru pești.

Biodegradarea

Piretroizii sunt de obicei despărțiți de lumina soarelui și de atmosferă într-o zi sau două, totuși, atunci când sunt asociați cu sedimentul, pot persista o perioadă de timp.

Piretroizii nu sunt afectați de sistemele convenționale de epurare secundară la instalațiile de epurare a apelor uzate municipale . Ele apar în efluent, de obicei la niveluri letale pentru nevertebrate.

Siguranță

Oamenii

Absorbția piretroidului se poate produce prin piele, prin inhalare sau ingestie. Piretroizii de multe ori nu se leagă eficient de canalele de sodiu ale mamiferelor . De asemenea, absorb puțin prin piele, iar ficatul uman este adesea capabil să le metabolizeze relativ eficient. Piretroizii sunt astfel mult mai puțin toxici pentru oameni decât pentru insecte.

Nu este bine stabilit dacă expunerea cronică la cantități mici de piretroizi este periculoasă sau nu. Cu toate acestea, dozele mari pot provoca intoxicații acute, care rareori pun viața în pericol. Simptomele tipice includ parestezie facială , mâncărime, arsură, amețeli, greață, vărsături și cazuri mai severe de zvâcniri musculare. Otravirea severa este adesea cauzata de ingestia piretroizilor si poate duce la o varietate de simptome precum convulsii, coma , sangerari sau edem pulmonar . Există o asociere de piretroizi cu o dezvoltare social-emoțională și lingvistică precoce mai slabă.

Alte organisme

Piretroizii sunt foarte toxici pentru pisici , dar nu și pentru câini . Intoxicația la pisici poate duce la convulsii, febră, ataxie și chiar moarte. Intoxicația poate apărea dacă la pisici se folosesc produse de tratare a puricilor care conțin piretroid , care sunt destinate câinilor. Ficatul pisicilor detoxifică piretroizii prin glucuronidare mai slab decât câinii, care este cauza acestei diferențe. În afară de pisici, piretroizii nu sunt de obicei toxici pentru mamifere sau păsări . Ele sunt adesea toxice pentru pești , reptile și amfibieni .

Rezistenţă

Utilizarea piretroizilor ca insecticide a condus la dezvoltarea rezistenței la acestea în rândul unor populații de insecte. Deși ploșnițele au fost aproape eradicate în America de Nord prin utilizarea DDT și a organofosfaților , s-au dezvoltat populații de ploșnițe rezistente la ambii. Utilizarea DDT în acest scop a fost interzisă, iar reintroducerea sa nu ar oferi o soluție la problema ploșnițelor, datorită rezistenței. Piretroizii au devenit mai frecvent folosiți împotriva ploșnițelor, dar populațiile rezistente s-au dezvoltat și la acestea. Molii diamantate sunt, de asemenea, rezistente la piretroizi.

Istorie

Piretroizii au fost introduși de o echipă de cercetători Rothamsted Research în anii 1960 și 1970, în urma elucidării structurilor piretrinei I și II de Hermann Staudinger și Leopold Ružička în anii 1920. Piretroizii au reprezentat un progres major în chimie care ar sintetiza analogul versiunii naturale găsite în piretru . Activitatea sa insecticidă are o toxicitate relativ scăzută a mamiferelor și o biodegradare neobișnuit de rapidă. Dezvoltarea lor a coincis cu identificarea problemelor cu utilizarea DDT . Lucrarea lor a constat în primul rând în identificarea celor mai active componente ale piretrului , extrase din florile de crizantemă din Africa de Est și despre care se știe de mult că au proprietăți insecticide. Piretrul bate rapid insecte zburătoare, dar are o persistență neglijabilă - ceea ce este bun pentru mediu, dar oferă o eficacitate slabă atunci când este aplicat pe teren. Piretroizii sunt în esență forme stabilizate chimic de piretru natural și aparțin grupului IRAC MoA 3 (interferează cu transportul de sodiu în celulele nervoase ale insectelor).

Cele piretroide de primă generație , dezvoltate în anii 1960, includ bioallethrin , tetrametrin , resmetrină și bioresmetrină. Sunt mai activi decât piretrul natural, dar sunt instabili în lumina soarelui. Cu revizuirea 91/414 / CEE, mulți compuși din prima generație nu au fost incluși în anexa 1, probabil pentru că piața nu este suficient de mare pentru a justifica costurile reînregistrării (mai degrabă decât orice preocupări speciale legate de siguranță).

Până în 1974, echipa Rothamsted a descoperit o a doua generație de compuși mai persistenți, în special: permetrina , cipermetrina și deltametrina . Acestea sunt mult mai rezistente la degradarea de către lumină și aer, făcându-le astfel adecvate pentru utilizare în agricultură , dar au toxicități semnificativ mai mari la mamifere. În deceniile următoare, acești derivați au fost urmăriți cu alți compuși proprietari, cum ar fi fenvaleratul , lambda-cialotrina și beta- ciflutrina . Majoritatea brevetelor au expirat, ceea ce face ca acești compuși să fie ieftini și, prin urmare, populari (deși permetrina și fenvaleratul nu au fost reînregistrate în cadrul procesului 91/414 / CEE).

Referințe