Пиретроиды

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа пиретроидов в пробах воды и смывах с пищевых продуктов.

Пиретроиды (иногда встречается ошибочное написание "перитроиды" или "перетроиды") – это синтетические аналоги пиретринов – природных инсектицидов, которые содержатся в некоторых растениях семейства сложноцветных. Особенно много этих веществ содержат представители родов Pyrethrum (к нему относятся различные виды ромашек), Chrisanthemum (хризантемы) и Tanacetum (пижма). Эти растения используются человеком в качестве инсектицидов, репеллентов и для ароматизации одежды и помещений, что в конечном итоге служит этим же целям с древних времен.

Пиретрины действуют очень быстро: они поражают нервную систему насекомых при поедании ими листьев, стеблей или цветов или контакте с ними. Это позволяет растениям эффективно сопротивляться вредителям и получать как можно меньше повреждений. Для растений пиретрины не опасны.

Однако многие насекомые выработали устойчивость к пиретринам. Кроме того, синтез этих веществ требует больших затрат, а сами пиретрины быстро разрушаются под действием солнечного света. Таким образом, использовать их для защиты сельскохозяйственных культур дорого и сложно. В настоящее время пиретрины применяют в некоторых антимоскитных спиралях.

Получение веществ, сопоставимых с пиретринами по эффективности, скорости действия и безопасности для растений и людей, но более стойких и дешевых, интересовало исследователей с начала ХХ века. Такими соединениями стали пиретроиды. Их свойства очень похожи на свойства пиретринов, но пиретроиды более стабильны и дешевы. Первый из них – аллетрин – получили из хлорсодержащего соединения хризантемовой кислоты в 1949 году в США. Другие пиретроиды 1 поколения синтезировали на ее же основе. Однако эти инсектициды разрушались на свету так же быстро, как пиретрины.

В 1960-х годах были разработаны более стабильные на свету пиретроиды 2 поколения. Сила действия этих веществ в сотни раз больше, чем у питретринов. Эффективность пиретроидов 3 поколения еще выше, и эти вещества позволяют бороться с широким спектром насекомых.

В настоящее время известно около 70 синтетических пиретроидов. Как и пиретрины, они не не опасны для растений. Их используют в качестве действующих веществ репеллентов и инсектицидно-репеллентных препаратов (спреев, пластин, спиралей, фумигаторов), для обработки посевов и складов зерна, в ветеринарии для защиты домашних животных от паразитов (клещей и блох). Некоторые пиретроиды эффективны против термитов.

Пиретроиды делят на два типа, в зависимости от того, содержится ли в их молекуле цианогруппа (та же, что в синильной кислоте). Цианопиретроиды, или пиретроиды II типа более токсичны, чем пиретроиды I типа именно за счет этой группы. К ним относятся, например, цифлутрин, цигалотрин и его изомеры, циперметрин и его изомеры, дельтаметрин и другие.

Все пиретроиды жирорастворимы и долго сохраняются в кутикуле листьев, что обеспечивает эффективную защиту растений. Это же свойство позволяет им удерживаться в коже и жировых тканях млекопитающих, включая человека и выделяться с молоком. Пиретроиды могут проникать через гематоэнцефалический барьер в мозг и преодолевать плацентарный барьер. Последнее означает, что они могут вредить эмбрионам.

Пиретроиды токсичны для млекопитающих. Однако минимальные токсичные дозы этих веществ для насекомых значительно ниже, чем для млекопитающих, что позволяет широко применять эти инсектициды. Кроме того, из организма млекопитающих пиретроиды выводятся достаточно быстро.

Механизм действия пиретроидов основан на перевозбуждении нервной системы. Это выражается в мышечных спазмах, судорогах и последующем параличе и гибели. Цианопиретроиды, помимо этого, препятствуют ее торможению (т.е. восстановлению нормального состояния нервной системы), что усиливает эффект. От такого воздействия насекомые быстро погибают. У млекопитающих, включая особенно чувствительных к пиретроидам кошек, смертельные отравления возникают значительно реже, однако такие случаи известны.

Для острого отравления пиретроидами характерно повышение температуры, которое может длиться несколько дней, головная боль и головокружение, слабость, ощущение зуда, нарушения координации движений. Может наблюдаться тремор, гиперактивность, возбуждение, непроизвольные сокращения мышц. Отравление пиретроидами II типа, например, циперметрином, протекает тяжелее, с судорогами и судорожными припадками, а также  повышением слюноотделения.

При хроническом воздействии пиретроиды, например, перметрин, вызывают нарушение координации движений у крыс или раздражение кожи (при нанесении на нее) у кроликов. В некоторых исследованиях говорится о связи хронического воздействия пиретроидов с серьезными патологиями нервной системы, снижением иммунитета и возникновением аллергии. Однако подобные выводы представляются сомнительными из-за методов сбора проб (в частности, в некоторых случаях для этого использовали пылесос) или статистической недостоверности результатов.

Некоторые пиретроиды, например признаны возможными канцерогенами. Перметрин в высоких способствует образованию нераковых опухолей, в частности, опухолей печени, у мышей. Но в целом влияние хронического воздействия пиретроидов на человека не изучено. Однако эти вещества нестойки и быстро выводятся из организма, что снижает вероятность возникновения хронических эффектов.

Пиретроиды быстро разрушаются под действием солнечного света и на воздухе. Они неустойчивы в почве и практически не проникают в грунтовые воды. Эти вещества плохо растворяются в воде. Поэтому пиретроиды являются одними из наиболее безопасных для экологии пестицидов. Тем не менее, следует не допускать попадания этих веществ в водоемы, поскольку они очень опасны для рыб и водных беспозвоночных. Для птиц эти вещества малотоксичны.

Пиретроиды опасны не только для вредных, но и для полезных насекомых, в том числе, пчел. Поэтому эти препараты, как и другие пестициды, следует использовать с осторожностью. Сельскохозяйственные вредители способны вырабатывать резистентность (устойчивость) и кросс-резистентность (устойчивость сразу к нескольким сходным препаратам) к этим инсектицидам. Поэтому в сельском хозяйстве часто используют инсектициды, содержащие несколько действующих веществ, включая пиретроиды. Препараты на основе циперметрина, альфа-циперметрина (цис-изомеры циперметрина), перметрина, бифентрина, бета-цифлутрина, лямбда-цигалотрина (цигалотрин, цихалотрин), тефлутрина, прометрина, гамма-цигалотрина (цигалотрин), дельтаметрина, зета-циперметрина, цифлутрина, эсфенвалерата допущены к использованию в Российской Федерации.

Содержание пиретроидов в воде, почве, воздухе и пищевых продуктах регламентируется "Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)", а также ТР ТС 015/2011 "О безопасности зерна". С актуальными законодательными нормативами можно ознакомиться на сайте compact24.com.

Тест-системы, предлагаемые СТАЙЛАБ, позволяют определять перметрин в концентрациях от 0,750 мкг/л и циперметрин от 4,75 мкг/л. С ее помощью можно также анализировать содержание в пробах лямбда-цигалотрина и бифентрина (от 9,2 мкг/л и от 13,5 мкг/л).

Литература

1. Н.В. Кокшарева, С.В. Вековшинина, Н.А. Шушурина, В.Е. Кривенчук. Синтетические пиретроиды: механизм нейротоксического действия, поиск средств лечения острых отравлений. Современные проблемы токсикологии №3, 2000.
2. А. В. Ткачев. Пиретроидные инсектициды – аналоги природных защитных веществ растений. Соросовский образовательный журнал, том 8, No2, 2004
3. Godinho A.F., Stanzani S.L., Ferreira F.C., Braga T.C., Silva M.C., Chaguri J.L., Dias-Júnior C.A. Permethrin chronic exposure alters motor coordination in rats: effect of calcium supplementation and amlodipine. Environ Toxicol Pharmacol. 2014 Mar.
4. J.H. Kolaczinski, C.F. Curtis. Chronic illness as a result of low-level exposure to synthetic pyrethroid insecticides: a review of the debate. Food and Chemical Toxicology 42 (2004) 697–706
5. James M. Starr, Stephen E. Graham, David G. Ross, Rogelio Tornero-Velez, Edward J. Scollon, Michael J. DeVito, Kevin M. Crofton, Marcelo J. Wolansky, Michael F. Hughes Environmentally relevant mixing ratios in cumulative assessments: A study of the kinetics of pyrethroids and their ester cleavage metabolites in blood and brain; and the effect of a pyrethroid mixture on the motor activity of rats. Toxicology journal February 2014