CC BY
12
2. Ac/amis Z, Antal A., Fuzesi /. et al. // Int. Arch. Occup. Environment. Hlth. - 1985. - Vol. 56. - P. 299-305.
3. Chester G., Hatfield L. D., Hart T. B. et al. // Arch. En-vironm. Contain. Toxicol. — 1987. — Vol. 16. — P. 69— 78.
4. Desi I., Dobronyi /., Varga L. // Cypermetrin. Ecotoxi-col. Environm. Safety. - 1986. - Vol. 12. - P. 220-232.
5. Hoelinger IL, Lecorsier A., Sonnier M. et al. // Drag. Chem. Toxicol. - 1987. - Vol. 10. - P. 291-310.
6. Kolmodin-Hedman B., Swensson AAkreblom M. //Arch. Toxicol. - 1982. - Vol. 50. - P. 27-33.
7. Lukovich-Rataiczak JKrechniak J. // Environm. Res. - 1992. - Vol. 59. - P. 467-475.
8. Stelzer K. J., Gordon N. A. // Res. Commun. Chem. Pathol. Pharmacol. - 1984. - Vol. 46. - P. 137-150.
riocTymma 29.07.99
© С. А. РОСЛА ВЦЕВЛ. 2000 удк 615.285.7.015.8
С. А. Рославцева
О РЕЗИСТЕНТНОСТИ СИНАНТРОПНЫХ НАСЕКОМЫХ К ИНСЕКТИЦИДАМ
НИИ дезинфектологии Минздрава РФ, Москва
В июле 1998 г. в Лондоне проходил Девятый Международный конгресс по химии пестицидов. На этом конгрессе работала секция, посвященная вопросам резистентности вредных организмов к пестицидам.
Подчеркивая особую роль этой проблемы для рационального применения пестицидов, специалисты фирмы "Зенека Агрокемикелс" (Великобритания) 110] отмечают, что резистентные популяции синантропных насекомых, в том числе насекомых, имеющих эпидемиологическое и санитарно-гигие-ническое значение, сформировались к фосфорор-ганическим соединениям (ФОС), производным карбаминовой кислоты, пиретроидам и бифениль-ным производным мочевины. Основные механизмы действия этих соединений неодинаковы. Так, пиретроиды и пиразолы действуют на №-каналы в мембранах нервных клеток, спиносад и нитроме-тилены — на рецептор ацетилхолина, резистентность к карбаматам связана с уменьшением чувствительности ацетилхолинэстеразы. Значительный вклад в механизм резистентности вносят ферменты детоксикации. Например, у синантропных резистентных популяций насекомых основной метаболизм осуществляется с помощью эстераз, для пи-ретроидов механизм резистентности связан с окислительным метаболизмом, а также с изменением нормального функционирования Ыа-каналов. Исследование биохимических механизмов резистентности полевых популяций насекомых дает возможность более точно составлять схемы ротации ин-сектоакарицидов, имеющих различные механизмы действия. Авторы [10] считают, что Европейский комитет по проблемам резистентности, работающий в Женеве, должен обеспечивать специалистов информацией о механизмах действия новых инсектицидов и возможностях минимизации риска развития резистентности.
Впервые в печати появились данные о резистентности к пиретроидам, в частности к перметрину, головных вшей. Вши были собраны в Аргентине с детей до 12 лет. Дельтаметрин был очень токсичен для вшей: СК50 — 0,06%. Перметрин, сумитрин и карба-
рил были в 10 раз менее инсектицидны, чем дельтаметрин. Показатель резистентности к перметрину колебался от 3 до более чем 100 раз. Найдена резистентность и к другим пиретроидам. Резистентность к карбарилу не отмечена [11]. Эти данные имеют практический интерес, поскольку возможен завоз резистентных вшей в нашу страну.
Продолжаются исследования механизмов резистентности насекомых к фосфорорганическим и хлороргаиическим инсектицидам. Так, с помощью синергистов изучен механизм резистентности к ма-латиону устойчивой расы Ph-1 булавоусого мучного хрущака Tribolium castaneum и чувствительной расы (FSS-II), а также расы амбарного долгоносика Sitophilium gramarius, резистентного к линдану. Раса Ph-1 была резистентна к малатиону в 237 раз и в 10 раз к линдану, амбарный долгоносик был резистентен к линдану в 758 раз и к фенвалерату — в 10 раз. В эксперименте использовались синергисты трибутилтритиофосфат (ТБТФ) и 0,0,0-трифенил-фосфат (ТФФ) как ингибиторы системы эстераз. Они увеличивали инсектицидность малатиона и малооксона для расы Ph-1 в 168 и 89 раз соответственно. Эти же ингибиторы лишь немного синер-гизировали малатион для чувствительной расы. Ингибитор монооксигеназ пиперонилбутоксид (ППБ) был слабым антагонистом малатиона при обработке насекомых рас Ph-1 и FSS-II, что свидетельствует об ответственности эстераз, а не монооксигеназ за резистентность насекомых этих рас к малатиону. ППБ незначительно изменял токсичность линдана для расы Ph-1, что свидетельствует о включении монооксигеназ в механизм резистентности этой расы к линдану. ППБ значительно увеличивал токсичность линдана и фенвалерата для имаго амбарного долгоносика. Это подтверждает участие окислительного метаболизма в механизме резистентности к этим инсектицидам [2].
В период 1991 — 1997 гг. специалистами НИИ дезинфектологии (Россия) проведено исследование 25 природных популяций комнатных мух Musca domestica из различных регионов России. Все популяции оказались высокорезистентными к хлорофосу (трихлорфону). Доза, вызывающая 50% гибель мух (CD50), была более 5000 мкг на 1 г массы
тела (CD50 для чувствительной расы — 2—75 мкг/г).
Комнатные мухи из Тверской и Псковской областей и Москвы были толерантны или резистентны к диметилдихлорвинилфосфату (ДДВФ). По данным 1997 г., комнатные мухи из Москвы были высокорезистентны к ДДВФ: CD¿0 — 29—55 мкг/г
(для чувствительной расы CD50 — 0,19—0,95 мкг/г).
Комнатные мухи были толерантны или резистентны к пиретроидам: тетраметрину и перметрину [12].
У этих же мух была исследована активность эстераз и кислой фосфатазы и чувствительность эстераз к ингибиторам — параоксону и ДДВФ. Ак-
f
тивность эстераз в гомогенатах из голов мух резистентных природных популяций была выше, чем у мух чувствительной расы, и коррелировала с уровнем резистентности к ФОС. У этих же популяций эстеразы были более устойчивы к фосфороргани-ческим ингибиторам. Высокий уровень эстераз в гомогенатах из брюшного отдела мух найден у природных популяций, резистентных к пиретроидам. Природные популяции характеризовались более высокой активностью кислой фосфатазы в сравнении с чувствительной расой Соорег [6|. Детально результаты исследования механизмов резистентности популяций комнатных мух из разных регионов России описаны в статье |1).
У рас комнатных мух, селектированных фенва-лератом, дельтаметрином, этофенпроксом и ингибитором синтеза хитина хлорфторазуроном, изучено изменение активности детоксицирующих ферментов в процессе селекции. В 30-м поколении при селекции фенвалератом и дельтаметрином показатель резистентности к ним составлял 32,6 и 42,6 соответственно, при селекции этофенпроксом — всего 5. При селекции хлорфторазуроном даже в 30-м поколении чувствительность мух не изменилась. Активность эстераз, монооксигеназ и глутатион-S-трансферазы (r-S-ТФ) увеличилась в 2 раза в сравнении с активностью этих ферментов у чувствительных мух. При действии хлорфторазурона рост активности монооксигеназ отметили только в 30-м поколении. Увеличение содержания цитохрома Р-450 в 6-м поколении обнаружили при селекции фенвалератом, но в 12-м поколении увеличение содержания цитохрома Р-450 в 3—4 раза было при селекции и остальными инсектицидами. Значительных различий в активности r-S-ТФ не выявили до 12—24-го поколения. Авторы [5] считают биохимический мониторинг уровней резистентности комнатных мух к инсектицидам более чувствительным, чем токсикологический.
Для характеристики интенсивности метаболизма у резистентных к перметрину комнатных мух М. domestica А. Алексеев и соавт. [4] предложили использовать коэффициент экскреции, который рассчитывают как отношение количества топикально
нанесенного радиоактивного (3Н) перметрина к его количеству, проникшему через кутикулу и выведенному с экскрементами.
В Великобритании проведено исследование роли протеолитических ферментов, которые играют ключевую роль в нормальном функционировании клеток, в комнатных мухах резистентной расы (R) и чувствительной Соорег при обработке фенитротио-ном. Раса R была резистентна к фенитротиону и характеризовалась высокой активностью различных типов протеаз. У резистентных мух через 24 ч после обработки фенитротионом увеличивалась активность большинства ферментов. При сравнении активности ферментов у погибших и выживших насекомых выявлена более высокая активность у последних. Однако эффект высокой активности протеаз не коррелировал с уровнем резистентности к инсектицидам, поскольку и раса Соорег была способна также к подобной адаптации, что дает возможность предположить ключевую роль этих ферментов в физиологии обеих рас [3].
В Австралии для борьбы с австралийской овечьей мухой Lucilia cuprina фосфорорганические ин-
сектициды применяют с 1957 г. В 1965 г. уже у 20% насекомых установили изменение чувствительности к ФОС, в 1970 г. количество резистентных к ФОС популяций достигло 98%. При этом личинки также оказались толерантными или резистентными кдиазинону. Показатель резистентности колебался в пределах 5—50. Для борьбы с личинками этого вредителя с успехом используется циромазин [8].
Как указывалось выше, у австралийской овечьей мухи L. cuprina установлена резистентность к фосфорорганическим инсектицидам, в частности к диазинону, который широко применялся для борьбы с ней. Как установлено исследованиями, механизм резистентности сложен. Во-первых, это му-тантная алиэстераза ЕЗ. Подобный механизм был выявлен у австралийских резистентных популяций мухи L. sericata. Наличие подобной эстеразы было показано методом электрофореза в полиакрила-мидном геле с использованием селективных субстратов. Во-вторых, был показан значительный вклад r-S-ТФ в механизм резистентности имаго, чего ранее не находили при изучении механизма резистентности L. sericata. В-третьих, при использовании синергиста ППБ показан вклад монооксигеназ в механизм резистентности. Вместе с тем окислительный метаболизм диазинона in vitro очень слабый. При метаболизме in vivo образуется 3 или 4 растворимых в органических растворителях метаболита. Два из них идентифицированы как диазоксон и 2-изо-пропил-4-метилгидроксипири-мидин. Выявлено также более 10 водорастворимых метаболитов. Метаболит, выделенный в максимальном количестве, идентифицирован как глюко-зид 2-изо-пропил-4-метилгидроксипиримидина и 2-(гидрокси-изо-пропил)-4-метилпиримидин [18].
Резистентность по KDR-фактору (нокдаун-эффекту) выявлена к пиретроидам и ДДТ. Этот тип резистентности характеризуется 2 аллелями — генами kdr и kdr-cynep. Резистентность возникает в результате изменения потенциалчувствительных Na-кана-лов — основной мишени действия этих инсектицидов. У насекомых, резистентных к пиретроидам, происходит мутация гена kdr по аминокислоте, из лейцина образуется фенилаланин. Это было установлено у двух важных сельскохозяйственных видов крестоцветной моли Plutella maculipennis и зеленой персиковой тли Myzus persicae, а также у комаров рода Anopheles. Предполагается также, что основой изменения гена kdr может служить изменение ферментов, в частности эстераз [16].
Методом ВОЗ был определен уровень резистентности к инсектицидам популяций комаров Culex triaeniorhynchus и С. gelidus — переносчиков японского энцефалита в Шри-Ланке. Имаго собирали в световые ловушки в свиноводческих фермах. Комары первого вида были более резистентны
к инсектицидам, чем второго. CD50 (в мкг/см2) составляли для С. triaeniorhynchus: малатиона — 634,33, пропоксура — 3,35 и перметрина — 2,67; для С. gelidus — 1,0; 0,31 и 0,85 соответственно. Биохимические анализы, проведенные с целью определения активности карбоксилэстераз (субстрат — нитрофенилацетат), r-S-ТФ (субстрат — хлорди-нитробензол) и ацетилхолинэстеразы, показали, что популяции обоих видов комаров очень различаются по активности этих ферментов. Высокая резистентность к ФОС соответствовала высокой
активности эстераз у С. ПтаепюгЬупсЬиз. Методом электрофореза были выявлены одна очень яркая полоса при применении 2-нафтилацетата и одна слабоокрашенная при использовании 1 -нафтил-ацетата. Высокоактивная полоса была выделена на хроматографической колонке и охарактеризована. Показана роль этой эстеразы в механизме резистентности [7].
Дельтаметрин активно воздействовал на АТФ-азную активность и процессы фосфорилирования в синаптосомах мозга комнатных мух. В концентрации 10~9—1СГ4 Моля он подавляет как N8-, К-АТФазную и Са-АТФазную активность. Однако у резистентных мух АТФазная активность ингиби-ровалась в меньшей степени, чем у чувствительных. Дельтаметрин в концентрации 10"° Моля у чувствительных мух значительно подавлял процесс фосфорилирования эндогенного белка. Таким образом, дельтаметрин способен воздействовать на АТФазную активность и фосфорилирование белка, а также лимитировать транспорт Са, который связан с фосфорилированием белка [15].
Никотин — известный токсин растительного происхождения. Он действует как агонист нико-тинацетилхол и нового рецептора (НАЦХР). Однако ранее не было известно синтетических аналогов никотина. Со времени синтезирования имидакло-прида ситуация в корне изменилась, были синтезированы нитенпирам, ацетамиприд и несколько других производных, которые были названы не-оникотиноидами [13]. Они характеризуются тем же механизмом действия, что и никотин, но имеют различия в структурной формуле и более инсектицидны. Основной механизм действия — это связь с НАЦХР, причем в организме беспозвоночных эта связь весьма стойкая. Оказывается, что в организме беспозвоночных связывание более сильное, чем у теплокровных. Азот из 3-пиридилметильной группы обеспечивает дополнительное связывание водородной связью с рецептором. Имеется гипотеза, согласно которой ионизация никотинов ограничивает их проникновение к месту действия у насекомых, а поскольку неоникотиноиды имеют не-ионизированную форму, то они легче проникают к месту действия. Это было показано при транслокации соединения, введенного путем инъектирова-ния в головы комнатных мух. Имиклоприд и ацетамиприд проникают в центральную нервную систему в 6 раз быстрее, чем никотин. Найдена корреляция между высокой гидрофобностыо и высокой степенью проникновения и ионизированной формой или присутствием нитрометиленовой группы, снижающей гидрофобность [14, 17].
Двукрылые (комнатные мухи), как и равнокрылые хоботные (тли, белокрылки), очень чувствительны к действию хлорированных неоникотинои-дов, в частности имидоклоприда, но для них это соединение должно подвергнуться окислительному метаболизму. В противоположность некоторые природные соединения, действующие на этот же рецептор, например дигидро-2-эритроидин и ме-тилликаконитин, оказались слабыми инсектицидами из-за не столь высокой способности связываться с НАЦХР [9]. Группу неоникотиноидов можно рассматривать в качестве перспективных инсектицидов для введения в схемы чередования инсектицидов с целью преодоления и предотвращения формирования резистентных популяций насекомых. В связи с указанным такие схемы ротации важны для повышения эффективности дезинсекционных мероприятий и снижения пестицидной нагрузки на помещения и обрабатываемые территории.
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. Ш
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Рославцева С. А., Еремина О. 10., Баканов а Е. И. и др. // Агрохимия. — 1998. — № 10. - С. 14—23. Abc!иг Rauf, Wilkins R. М. // Books of Abstracts 9-th Intern. Congress Pesticide Chemistry. — London, 1998. — Topics 1-4. - 4D-008.
Ahmed S.t Wilkins R. M., Mantle D. // Ibid. - 4B-037. Alekseev A., Goriunova Т., Chankina 0. // Ibid. — 4D-018. •
Amirchanov D. V., Sokolinskaya M. P., Galin F. Z. // Ibid. - 4B-030.
Eremina 0. Yu., Bakanova E. /. // Ibid. — 4B-039. Kurunaratne S. H. P. P., Pa ton M. C.y Hemingway J. // Ibid. - 4B-041.
Levot G. W., Sales N. // Ibid. - 4D-021.
Nauen R., Tietjen K., Ebbinghaus U. // Ibid. - 4B-006.
Petrin R. M., Wege P. J. // Ibid. - 4D-002.
Picollo M. /., Vassena С. V., Casadio A. A. et al. // Ibid.
- 4D-010.
Polyakova J. В., Roslavtseva S. A., Vavilova V. V. // Ibid.
- 4D-005.
Vais H., Williamson M. S., Devonshire A. L. // Ibid. — 4B-043.
Yamamoto /., Miyamoto T. // Ibid. — 4B-011. Yu Tian, Xin-Fu Leng// Ibid. - 4B-019. Williamson M. S., Martinez-Torres D., Devonshire A. L. // Ibid. - 4B-034.
Williamson M. S., Martinez-Torres D., Hick C. A., Devonshire A. L // Mol. Gen. Genet. - 1996. - Vol. 252.
- P. 51-60.
Wilson J., Timmey В., Vithanachchi G. // Books of Abstracts 9-th Intern. Congress Pesicide Chemistry. — London, 1998. - Topics 1-4. - 4B-044.
Поступила 29.07.99
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2000 удк 613.632.2:615.0991-092.9
Ю. И. Степкин, Я. Н. Виноградов, Р. Ю. Храпов, А. А. Азимов ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЛАСТИФИКАТОРА ПБ-1
Центр Госсанэпиднадзора в Воронежской области
Пластификатор ПБ— 1 предназначен для применения в резинотехнических и латексных производствах для предания пластифицирующих свойств резиновым смесям, применяемым в производстве изделий медицинского и бытового назначения;
пластификатор получают путем дистилляции фе-нольной смолы. Пластификатор ПБ—1 (темная вязкая масса от темно-коричневого до черного цвета, обладающая выраженным специфическим запахом) имеет следующий состав (табл. 1).
