المبيدات الحشرية التابعة لمجموعة البيريثرويدات المحضرة صناعياً

Synthetic Pyrethroids

أن ظهور مركبات البيريثرويدات المصنعة جاء نتيجة حتمية بعد التعرف على البيريثرينات الطبيعية المستخلصة من بعض النباتات والتي كما أسلفنا استخدمت لأول مرة كمادة فعالة في مكافحة الحشرات عام 1854، وبالرغم من درجة أمانها الجيدة للحيوانات الراقية فأن أثمانها المرتفعة نسبياً وعدم ثباتها على السطوح المعاملة لسرعة تحللها بالضوء دفعت الباحثين الى محاولة ايجاد مركبات صناعية تشبه الى حد كبير البيريثرينات الطبيعية لكنها أكثر ثباتاً وكانت نتيجة البحث المتواصل ظهور المركب Allethrin عام 1949 الذي أمتاز بثباته النسبي على السطوح المعاملة. تلا ذلك تحضير العديد من هذه المركبات والتي امتازت باختلاف درجة ثباتها وتأثيرها.

تقسيم مركبات البيريثرويدات المحضرة صناعياً

يمكن تقسيم مركبات هذه المجموعة بحسب الأسس الآتية

أولاً) بحسب درجة ثباتها:

لقد قسم ware - عام ١٩٨٥ هذه المجموعة وبحسب درجة ثباتها الى المجاميع الآتية: -

1) المجموعة الأولى وشملت مبيد ال Allethrin وهو فعال جداً في مكافحة الذباب وأن مادة الأليثرين هي في الواقع خليط لثماني مواد قلوية متماثلة ويتصف هذا المبيد بأنه أكثر ثباتاً لضوء الشمس والحرارة من البايرثرين الطبيعي.

2) المجموعة الثانية: - وتضم العديد من المبيدات التي تمتاز بعدم كفاءتها لمقاومة تأثير الضوء ولكنها ذات فاعلية جيدة في مكافحة الآفات الحشرية داخل البيوت الزجاجية ومن مبيدات هذه المجموعة: -

أ) مبيد الـ Tetramethrin ويباع تحت اسماء أخرى منها الـ Neo - pynamin والـ Phthalthrin ويمتاز بفاعليته في مكافحة الذباب.

ب) Pheno thrin او الـ Sumithrin.

ح) مبيد الـ Resmethrin ويسمى ايضا بالـ Synthrin والـ Chryson

3) المجموعة الثالثة: - وتضم مبيدات تمتاز بثباتها لتأثير الضوء وذات قابلية للتطاير ولذا فهي تمثل المجموعة الاولى من هذه المركبات الناجحة للاستخدام الحقلي. ومنها مبيدات: -

أ) الـ Permethrin.

ب) مبيد الـ Fenvalerate ويسمى ايضا بال Sumicidin والـ Pydrin

4) المجموعة الرابعة: وتمتاز مبيدات هذه المجموعة بسميتها العالية وامكانية استخدامها بجرعات منخفضة في الحقل لمكافحة الآفات حيث ان الجرعة المنخفضة منها يعادل تأثيرها خمسة اضعاف الجرعة المستخدمة من مبيدات اخرى. كما تمتاز ايضا بمقاومتها للتحلل بتأثير الضوء ومتبقياتها تمكث في البيئة لأكثر من عشرة أيام.

ومن المبيدات التابعة لهذه المجموعة: -

آ) مبيد الـ Baythroid) Cyfluthrin).

ب) مبيد الـ Danitol) Fenpropathrin).

ح) مبيد الـ Scout) Tralomethrin).

د) مبيد الـ Cypermethrin او الـ Cynoff, Cymbush,Fenom.

في العراق اظهر هذا المبيد فاعلية جيدة في مكافحة الارضة والكاروب.

ثانياً) بحسب المجاميع المرتبطة بتركيب الاستر العام: -

وعلى هذا الاساس قسمت مركبات البيريثرويدات المحضرة صناعيا الى المجاميع التالية: -

1) المجموعة الاولى وتضم المبيدات المشابهة لمبيد الـ Decamethrin

2) المجموعة الثانية وتضم المبيدات المشابهة لمبيد الـ Permethrin

3) المجموعة الثالثة وتضم المبيدات المشابهة لمبيد الـ Cypermethrin

4) المجموعة الرابعة وتضم المبيدات المشابهة لمبيد الـ Fenvalerate.

وتختلف المجاميع السابقة فيما بينها بحسب الصيغة الوضعية لها Empirical formula:

وتمتاز مبيدات البايرويرويدات المحضرة صناعيا بان لها معاملا حراريا سالبا وهذا يعني ضرورة استخدامها عند انخفاض درجة الحرارة.

ومن العوامل التي ساعدت على انتشار واستخدام هذه المجموعة من المبيدات ما يأتي:

1) ان الجرعات المنخفضة منها كافية لمكافحة الآفات.

2) ذات مدى تأثير واسع على انواع كثيرة من الآفات.

3) طول فترة نشاطها تشبه وقد تضاهي معظم مبيدات الفسفور العضوية.

4) ذات فاعلية جيدة في مكافحة الحشرات التي اكتسبت صفة المقاومة للمبيدات صناعيا فأنها ستكتسب المقاومة لجميع مبيدات هذه المجموعة التابعة لمجاميع اخرى.

5) لها عامل امان عال Safety factor ما بين معدلات استخدامها ومعدلات ازالة السمية من قبل الكائنات الراقية ومنها الانسان.

6) ذات سمية منخفضة على الطيور.

7) لها بعض التأثير الطارد للحشرات.

الا ان هناك بعض الامور التي تحد من استخدامها في بعض الاحيان منها: -

1) عدم امتلاكها لخاصية المبيدات الجهازية.

2) ضغطها البخاري منخفض لذلك لا تصلح في عمليات التدخين.

3) عند اكتساب الحشرة صفة المقاومة لأي مبيد تابع لمجموعة البايروثرويدات المحضرة.

4) سامة جدا للمفترسات.

5) سامة جداً لنحل العسل.

6) سامة جدا للأسماك.

ميكانيكية التأثير السام لمركبات البايروثرويد المحضرة صناعيا

لكي يمكن فهم طريقة تأثير هذه المجموعة لابد ان نعطي اولا نبذة مختصرة عن الجهاز العصبي. حيث من المعروف ان الجهاز العصبي هو الجزء المسؤول في الحيوانات والحشرات عن ايصال المعلومات خلال الجسم بواسطة الاشارات الكهربائية Electrical Signals وينقسم الجهاز العصبي في الحيوانات الراقية الى: -

1) الجهاز العصبي المركزي Central Nervous System (CNS)

2) الجهاز العصبي المحيطي  Peripheral Nervous System (PNS)

والاخير يتكون من حبال ووصلات عصبية طويلة تصل الى الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي وتكون وظيفته نقل المعلومات من مستقبلات الحس الطرفية بواسطة الاعصاب الواردة afferent nerves الى الجهاز العصبي المركزي (CNS) حيث تترجم وتوجه مركزيا بواسطة الدماغ الى العضو المطلوب تنبيهه ويسمى بالعضو المتأثر effector Organ بواسطة الاعصاب الصادرة efferont nerves.

وكلا الجهازين المركزي والمحيطي يتركبان اساسا من خلايا عصبية ذات اشكال مختلفة وهي تختلف عن الخلايا الاعتيادية بان لها وظيفة نقل الاشارات الكهربائية بين الخلايا العصبية او بينها وبين الاعضاء الحسية Sense Orgahs. وهذه الوظيفة تتم بواسطة تركيب اضافي للخلية العصبية يتمثل بوجود العديد من التفرعات الدقيقة تسمى بال Dendrites والتي تستقبل المعلومات من الخلايا العصبية الأخرى، كما يتميز عن هذه التفرعات فرع يكون كبيراً نسبيا ويسمى بالمحور Axon وهو الذي ينقل المعلومات من الخلية العصبية وتنقسم نهاية المحور الى أفرع وبدورها تنقل المعلومات اما الى الافرع الدقيقة لخلايا عصبية اخرى او الى الاعضاء effector organs. ان من اهم الصفات المميزة للخلية العصبية هي قدرتها الحيوية الكهربائية Bioelectrical على توصيل الاشارات الكهربائية وتعتمد هذه القدرة على ما يأتي: -

1) وجود بعض الايونات والتي تتوزع بين السائل الخارجي وبين الخلية نفسها وخصوصا ايونات الصوديوم (⁺Na) والبوتاسيوم (K⁺).

2) النفاذية الاختيارية للأيونات حول الخلية العصبية فالسائل الخلوي الخارجي يحتوي على تركيز عال من ايونات الصوديوم وتركيز منخفض من ايونات البوتاسيوم، بينما تحتوي الخلية العصبية على تركيز منخفض من ايونات الصوديوم وتركيز عال من ايونات البوتاسيوم وعندما يكون الغشاء العصبي nerve membrane في الحالة الطبيعية أو حالة الراحة resting potontial فأن نفاذيته تقتصر على ايونات البوتاسيوم اما نفاذية ايونات الصوديوم فتكون بطيئة، لذلك تميل ايونات البوتاسيوم الى الحركة باتجاه انحدار تركيزها من السايتوبلازم خلال الغشاء العصبي الى السائل الخلوي الخارجي ونتيجة لذلك فان جهد الغشاء العصبي يتغير ويقترب من جهد اتزان البوتاسيوم (Equilibrium Potential for k - (Ek والذي تتراوح قيمته بين 100 mv - – 50to ونجد ان قيمة جهد الغشاء (Em) لاتصل الى قيمة جهد اتزان البوتاسيوم باي حال من الاحوال لأنه في هذه الحالة لاتزال ايونات الصوديوم تمر ولكن بمعدل بطئ جدا. وعندما يزداد جهد الغشاء في حالة الراحة بسبب أي تأثير فان نفاذية الغشاء العصبي لأيونات الصوديوم تزداد وتصبح مقتصرة على نفاذية ايونات الصوديوم لذلك فان جهد الغشاء في هذه الحالة يقترب من جهد اتزان الصوديوم Equilibrium Potential for Na ENa وتقترب قيمة جهد اتزان الصوديوم من  50mv وعندما يقوم العصب بتوصيل نبضة فان نفاذية الغشاء للصوديوم في جانب حدوث النبضة تزداد فجأة، لذلك فان قيمة ENa لها دور كبير في تقدير قيمة جهد الغشاء Resting Membrane Potential Em ونتيجة لذلك فانه وفي اقل من جزء من الثانية فان قيمة Em تزداد وتقترب من قيمة ENa ولكنها لاتصل مطلقا الى هذه القيمة، وذلك لان ايونات البوتاسيوم لاتزال تنفذ من الغشاء في هذه الحالة وهذا التأرجح الموجب لقيمة EM يكون المسؤول عن الجزء الصاعد من الـ Action potential وعندما تتعدى قيمة EM قيمة الـ Zeropotential وتصبح قيمة موجبة انظر شكل التالي يطلق على هذا الجزء بالـ overshoot وعندما تصل نفاذية الصوديوم الى مستوى معين فان نفاذية الغشاء للصوديوم تقل بسرعة وتزداد نفاذية الغشاء للبوتاسيوم بدرجة أكبر من النفاذية في حالة

شكل يوضح جهد الغشاء العصبي عند التعرض لتأثير خارجي

الراحة، وبذلك تعود قيمة Em الى القيمة العادية لها وان اعادة الاستقطاب repolarisation يكون الجزء النازل Falling phase لمنحني ال Action Potential وعندما يسترد الغشاء جهد الراحة تكون نفاذية البوتاسيوم لاتزال أكبر من الحالة العادية لذلك فان قيمة Em تقل عن قيمة ال Resting Potential وتكون في نفس الوقت اعلى من قيمة اتزان البوتاسيوم Ek وهذا الجزء يعرف بالـ Positive phase لل Action Potential ولكي تعود قيمة Em للقيمة الطبيعية فان ايونات البوتاسيوم تتحرك لخارج الخلية والتراكم المؤقت لأيونات البوتاسيوم خارج الغشاء العصبي يقلل من نسبة الزيادة لأيونات البوتاسيوم وتكون النتيجة ان قيمة Em تصبح قيمة سالبة بالنسبة لقيمتها في حالة Resting Potential، وهذا الجزء السالب يعرف بال Negative after potential، وفي نهاية الامر تعود النفاذية الايونية للغشاء العصبي الى الحالة الطبيعية وتعود قيمة Em الى قيمتها الطبيعية.

على ضوء ما سبق فقد اشارت العديد من المصادر الى ان ميكانيكية التأثير السام لمركبات البايروثرويدات الصناعية تبدأ بحدوث الاعراض الآتية للحشرات المعاملة منها: -

1) نشاط غير عادي للحشرة

2) ارتجافات متعاقبة

3) صدمة عصبية

4) الشلل

5) الموت

ويرجع حدوث هذه الاعراض الى تأثير هذه المركبات على الجهاز العصبي وهي نفس الاعراض التي تحدث في الحيوانات الاخرى عند تعرضها لمبيدات هذه المجموعة الا ان التأثير لا يستمر طويلا في حالة الحيوانات اذ تختفي بعد فترة زمنية ويعود العصب الى الحالة الطبيعية لذلك فانه لا يحدث تثبيط لل Action Potential الا بتركيزات عالية من هذه المركبات. كما وجد بان لهذه المركبات دوراً كبيراً في تثبيط انزيم الطاقة ATP ase حيث وجد ان الفئران المعاملة بمركبات هذه المجموعة انخفض فيها نشاط هذا الانزيم بشكل كبير وتفسير ذلك يرجع الى ان عملية ضخ الصوديوم للمحافظة على نسبة التركيز الايوني على جانبي الغشاء العصبي والطاقة اللازمة لهذه العملية تؤخذ من مركبات الفوسفات الغنية بالطاقة مثل الـ ATP لذا فان تثبيط انزيم الطاقة يؤثر بشكل كبير على هذه الميكانيكية.