Спиноcин

Компания СТАЙЛАБ предлагает тест-систему для анализа содержания спиносинов А и Д в воде.

Спиносин (иногда встречается написание "спинозин") – это метаболиты, вырабатываемые в ходе аэробного брожения на определенном жидком субстрате почвенной бактерией Saccharopolyspora spinosa. Структурно спиносины являются макролидами (макроциклическими лактонами). К этой же группе соединений относятся многие распространенные антибиотики.

Смесь спиносина А и спиносина Д, называемая также спиносадом, является действующим веществом препарата "Спинтор". Он предназначен для борьбы с паутинными клещами, колорадским жуком, муравьями, термитами и другими насекомыми. Спиносад применяют для уничтожения блох у домашних животных, причем лекарственное средство выпускается в форме таблеток. Кроме того, его используют для лечения педикулеза.

S. spinosa – почвенная бактерия порядка актиномицетов. История открытия этого микроорганизма и спиносина очень необычна. В 1982 году ученый, отдыхавший на Карибах, обнаружил на территории неработающего завода по производству рома почву, которая заинтересовала его. Ученый предложил проанализировать образцы этой почвы  в рамках масштабной исследовательской программы, организованной некоторыми из компаний – производителей пестицидов. Эта программа была направлена на поиск природных соединений, которые можно было бы использовать для защиты растений от вредителей. Она включала исследование множества объектов, в том числе и образцов почвы. Обычно пробы собирали профессионалы, однако данные образцы также были приняты для анализа, поскольку ученый, предоставивший их, участвовал в этой программе.

В 1985 году выяснилось, что микроорганизмы, изолированные из этих образцов, синтезируют вещество, опасное для бабочек и молей. Позднее стало понятно, что это не одно вещество, а смесь, которую затем назвали спиносадом. Микроорганизмы идентифицировали как новый вид актиномицетов – Saccharopolyspora spinosa – в 1986 году, а статья о нем была опубликована в 1990 году.

Интересно, что с тех пор в научной литературе не было сообщений о других случаях обнаружения S. spinosa, и неизвестно, как она взаимодействует с другими живыми организмами в природе. Однако опубликованные в 2010 году результаты эксперимента, проведенного в Болгарии, показывают, что присутствие в почве этой бактерии препятствует размножению золотистой картофельной нематоды – опасного вредителя. Возможно, S. spinosa и круглый червь каким-то образом взаимосвязаны, но чтобы определить, так ли это, необходимы дальнейшие исследования.

Спиносад, впервые зарегистрированный в качестве инсектицида в 1997 году, очень токсичен для многих насекомых, включая пчел, умеренно опасен для  млекопитающих, птиц, хищных насекомых и водных организмов, исключая морских моллюсков, для которых он высокотоксичен. Это вещество малоопасно для растений, включая водные.

Спиносад быстро убивает насекомых, вызывая у них перевозбуждение нервной системы и препятствуя ее возвращению к норме. Это приводит к непроизвольным сокращениям мышц и, как следствие перевозбуждения, к параличу и гибели. При этом, согласно данным исследований,  механизм действия спиносинов отличается от действия других веществ, обладающих сходным эффектом, например, никотина или имидаклоприда.  По мнению производителей, это означает, что организмы, выработавшие устойчивость к спиносинам, не приобретут защиту от других инсектицидов.

Согласно исследованиям, у млекопитающих и птиц при остром отравлении даже очень большими дозами спиносада не были зафиксированы нейротоксические явления. У собак наблюдается тошнота и рвота, у грызунов – перевозбуждение и сильное истощение. У крыс длительное употребление спиносада в высоких дозах вызывают фосфолипидоз (накопление жиров внутри клеток и последующее их перерождение) эпителия легких, печени, почек, желудка и других органов. Из-за этого отклонения органы не могут нормально функционировать. Фосфолипидоз может возникать как вследствие накопления в клетках жирорастворимых препаратов, так и в результате нарушений обмена веществ.

Результаты большинства исследований указывают, что спиносины не являются канцерогенными, мутагенными или эмбриотоксичными веществами. Они также не влияет на работу эндокринной системы. Однако у летучих мышей, питающихся фруктами, спиносад вызывает увеличение размеров клеток печени. Также под действием спиносада у летучих мышей снижается содержание жиров в мышцах задних конечностей.

Спиносад умеренно растворим в воде, причем его период полураспада в этих условиях (при отсутствии света) превышает 200 дней. В почве спиносины быстро разрушаются под действием микрофлоры, а на свету, включая и поверхность листьев растений – в результате фотолиза. Метаболиты спиносинов биологически активны и более устойчивы, чем исходное вещество.

Спиносины жирорастворимы. Это позволяет им накапливаться в жировых тканях и молоке млекопитающих, птиц, рыб и моллюсков, а также в яйцах птиц.

В Российской Федерации содержание спиносинов А и Д в воде, почве и пищевых продуктах регулируется ГН 1.2.3111-13 "Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень)". Согласно этому документу, концентрация спиноcада в воде не должна превышать 0,11 мг/дм³ (110 мкг/л).

Тест-система на основе метода иммуноферментного анализа позволяет определять содержание спиносинов в воде с высокой точностью начиная от концентраций 0,05 мкг/л.

Литература

1. Frederick P. Mertz and Raymond C. Yao. Saccharopolyspora spinosa sp. nov. Isolated from Soil Collected in a Sugar Mill Rum Still. International Journal of Systematic Bacteriology. Jan 1990, p. 34-39
2. Gary D Thompson, Robert Dutton and Thomas C Sparks. Spinosad – a case study: an example from a natural products discovery programme. Pest Management Science 56:696-702 (2000)
3. Vincent L. Salgado. Studies on the Mode of Action of Spinosad: Insect Symptoms and Physiological Correlates. Pesticide Biochemistry and Physiology. 60, 91-102 (1998).
4. Zlatka T. Trifonova. Studies on the Efficacy of Some Bacteria and Fungi for Control of Globodera Restochiensis. Journal of Agricultural Sciences Vol. 55, No. 1, 2010 Pages 37-44
5. Advances in insect physiology. Target Receptors in the Control of Insect Pests, part 1. V.44. Edited by E. Cohem. 2013, Elsevier Ltd.
6. Gary D. Thompson, Scott H. Hutchins and Thomas C. Sparks. Development of Spinosad and Attributes of A New Class of Insect Control Products. Dow AgroSciences LLC
7. Amaral, T.S., Carvalho, T.F., Silva, M.C., Barros, M.S., Picanço, M. C., Neves, C. A. and Freitas, MB. Short-term effects of a spinosyn’s family insecticide on energy metabolism and liver morphology in frugivorous bats Artibeus lituratus (Olfers, 1818). Braz. J. Biol., 2012, vol. 72, no. 2, p. 299-304
8. NOSB TAP Review Compiled by OMRI. Spinosad. Crops. 2002
9. B. L. Yano, D. M. Bond, M. N. Novilla, L. G. McFadden, M. J. Reasor. Spinosad Insecticide: Subchronic and Chronic Toxicity and Lack of Carcinogenicity in Fischer 344 Rats. Toxicological sciences. (2002) 65 (2): 288-298.