Свързани термини:

  • Малатион
  • Хлорпирифос
  • Фенитротион
  • Диазинон
  • Ензим
  • Пестицид
  • Кетон
  • Органофосфатен пестицид
  • Органофосфат
  • Фталазин

Изтеглете като PDF

За тази страница

Мутагени в храната

3.2 Пестициди

Пестицидите са химикали, използвани от хората за унищожаване на вредители, които увреждат посевите. Пестицидите са потенциално токсични за други организми, включително хората, и трябва да се използват безопасно. Зеленчуците, плодовете, зърнените храни и други храни са уязвимите стоки за остатъци от пестициди. Остатъците от пестициди в хранителните стоки могат постепенно да намаляват, когато посевите се събират, измиват, почистват, транспортират и варят. Обичайните пестициди, които се намират в храната, могат да имат мутагенни/генотоксични свойства, включително органофосфати като паратион, метилпаратион, диазинон, малатион, дихлорвос, фенитротион, хлорпирифос, фосмет, тетрахлорвинфос, азаметифос и азинфос-метил. Установено е, че метилпаратионът и триазофосът имат мутагенни свойства в Drosophila melanogaster. Паратион (PT), метил параоксон (PO) и димефокс (DF) предизвикват увреждане на ДНК и влияят върху клетъчната пролиферация в човешки хепатомни HepG2 клетки [81]. IARC класифицира пет органофосфатни пестициди, а именно глифозат, малатион и диазинон, като вероятно канцерогени за хората (група 2А), и тетрахлорвинфос и паратион, като евентуално канцерогени за хората (група 2В) [82] .

Карбаматите се получават от карбаминова киселина и се използват широко по целия свят. Начинът на действие е подобен на този на органофосфатните инсектициди, който засяга предимно предаването на нервния импулс. Те включват карбофуран, алдикарб, етиенокарб, карбарил, оксамил и метомил. Карбофуранът упражнява обмен на хроматидни сестри и увеличава честотите на микроядрата, заедно с увреждане на ДНК в култивирани клетки на бозайници [83,84]. Мутагенност и увреждане на ДНК в човешки лимфоцити са наблюдавани за алдикарб и метомил [85]. Според IARC, оксамилът е категоризиран в група Е „Доказателства за неканцерогенност за хората“ и немутагенен; малко доклади обаче предполагат, че при по-високи дози може да предизвика генотоксичност [82] .

Хлорорганините съдържат минимум един ковалентно свързан хлорен атом. Те включват алдрин, хлордан, хлордекон, DDT, диелдрин, ендосулфан, ендрин, хептахлор, хексахлоробензен (HCB), линдан (гама-хексахлороциклохексан; DCB), метоксихлор и 1,1-дихлоро-2,2-бис (р-бихлорпен) ) етилен (DDE). Различни хлорорганични съединения са свързани с рак при хората. Доказано е, че DDT е свързан с високата честота на рак сред хората [85]. Генотоксичният потенциал на DDE и HCB е оценен in vitro в човешки лимфоцити [86]. Друг пестицид от тази група, ендосулфан и неговият метаболит предизвикват увреждане и мутация на ДНК [87,88] .

В литературата липсват директни проучвания върху увреждащия ДНК ефект на фенотрин и се нуждаят от допълнителни изследвания, за да се разкрие генотоксичният потенциал на същия. WHO (2004) съобщава, че повечето тестове за генотоксичност, например непланиран синтез на ДНК, обратни in vitro генни мутации, мутации в бактерии, цитогенетични тестове в клетки на бозайници и in vivo тестове за микроядра (MN) при мишки, имат отрицателни резултати [89]. По-късни проучвания обаче предполагат, че синтетичният пиретроид, а именно β-цифлутрин, λ-цихалотрин и α-циперметрин, са генотоксични както за рибите, така и за лимфоцитите на човешката кръв [90–92]. Тези доказателства също подчертават важността на допълнителни проучвания по отношение на генотоксичността на фенотрин.

Замърсители от пшеница (пестициди) и тяхното разсейване по време на обработката

Мохамед Атиф Рандхава,. Мохамед Самем Джавед, в пшеница и ориз в профилактиката и здравето на заболяванията, 2014 г.

Готвене

Процесите и условията, използвани при готвенето на храни, са много разнообразни. Подробностите за времето за готвене, температурата на готвене, количеството загуба на вода и вида на системата (отворен или затворен съд) са важни параметри, които имат количествено въздействие върху нивата на остатъци в хранителния продукт. Степента на разграждане и изпаряване на остатъците се увеличава от топлината, включена в готвенето или пастьоризацията. Например, в проучване върху радиомаркирани остатъци от хлороталонил, готвенето при отворени условия доведе до 85–98% загуби от изпаряване; готвенето при затворени условия обаче води до хидролиза, като 50% от хлороталонила се възстановява непроменен върху културата и продуктите на хидролизата се намират в ликьора. За съединения, които са с ниска летливост и относително устойчиви на хидролиза, като дихлордифенилтрихлороетан (DDT) и синтетични пиретроиди, намаляването на остатъците чрез готвене може да бъде ниско и концентрациите всъщност могат да се увеличат поради загубата на влага. 52

Контрол на болестите по растителни вируси

Масарапу Хема,. Додла В.Р. Реди, в Advances in Virus Research, 2014

3 Вирусни болести на малорастителни бобови растения

Незначителни хранителни бобови култури, които имат регионално или местно значение, са зюмбюл (Lablab purpureus, Syn. Боб, лабъл, боб, долихос или индийски боб), кон грам (Macrotyloma uniflorum) и боб лима (P. lunatus) . Обобщени са вируси, заразяващи незначителни хранителни бобови култури (Makkouk et al., 2003; Odedara, Hughes, Odebode и Odu, 2008). Доказано е, че само болестите, причинени от бегомовируси по тези култури, имат потенциал да причинят значителни загуби на реколта в тропическа среда и са обсъдени накратко.

3.1 Зърна зюмбюл

Смята се, че зърното на зюмбюла произхожда от Индия и се е разпространило в Южна и Източна Азия, Африка и Америка (Murphy & Colucci, 1999; Shivashankar, Kulkarni, Shashidhar, & Mahishi, 1993). В продължение на повече от шест десетилетия болестта жълта мозайка долихос, приписвана на вируса на жълтата мозайка Долихос (DoYMV), се счита за основното ограничение в производството на зърна зюмбюл (Maruthi et al., 2006). DoYMV е идентифициран като геминивирус въз основа на електронна микроскопия (Raj, Aslam, Srivastava и Singh, 1988), тестове за хибридизация на серологични и нуклеинови киселини (Swanson, Varma, Muniyappa и Harrison, 1992). DoYMV се предава лошо (до максимум 18,3%) от B. tabaci и има тесен обхват на гостоприемника, ограничен до L. purpureus и L. purpureus var. типпикум. Съобщава се също, че MYMIV е причинителят на YMD на L. purpureus въз основа на анализ на геномната последователност (Singh, Chakroborthy, Singh, & Pandey, 2006). YMD на боб в Южна Индия може да се управлява ефективно чрез възприемане на интегрирани практики за управление, които включват отглеждане на граници с африканска висока царевица, обработка на семена с имидаклоприд 70% [имейл защитен] 5,0 кг, използване на отразяващи мулчи, пръскане с триазофос 30 дни след сеитбата (DAS) и с тиометоксам 45 DAS. Тези мерки допринесоха за добив от 32,2 тона/ха със съотношение разходи/ползи 1: 3,17 (Jyothi et al., 2013).

От генотиповете 300 L. purpureus, скринирани в лабораторни и полеви условия, генотипите VRSEM 894, VRSEM 860 и VRSEM 887 не показват явни симптоми и не показват вируса при PCR тестове (Singh, Kumar, Rai, & Singh, 2012). Тези генотипове имат потенциал за генериране на устойчиви на DoYMV сортове L. purpureus.

3.2 Конски грам

Конски грам се отглежда главно в Индийския субконтинент и Африка (Jayan & Maya, 2001). YMD се характеризира с жълта мозайка върху листа, съчетана с намаляване на размера на листата и височината на растенията при силно заразени растения. Този вирус първоначално е идентифициран като HgYMV (Muniyappa, Rajeshwari, Bharathan, Reddy и Nolt, 1987). В допълнение към конския грам, HgYMV заразява френски боб, фъстъци, боб Лима, мангбейн, гълъб, соя и фъстъци от бамбара в Индия. HgYMV е идентифициран като отделен вид двустранни бегомовируси от Стария свят (Barnabas, Radhakrishnan и Ramakrishnan, 2010). Показано е, че Indigofera hirsuta, бобови плевели, служи като естествен резервоар на HgYMV. Идентифицирани са генотипове на конски грам, толерантни/устойчиви на HgYMV (Muniyappa, Reddy и Mustak Ali, 1978) и тепърва ще бъдат използвани в развъдни програми. Установено е, че див роднина на конски грам, Macrotyloma axillare, е имунизиран срещу вирусна инфекция.

3.3 Боб Лима

Бобът Лима е роден в Централна Америка. Сред няколко вируса, за които се съобщава, че заразяват тази култура, бегомовирусите, а именно BCaMV (Северна Америка и Мексико), BGMV (Латинска Америка и Карибите) и вирусът на златната мозайка от боб Лима (Нигерия) се считат за важни (Makkouk et al., 2003). Реколтата от боб Лима се отглежда широко в Непал. Показано е, че често наблюдаваните симптоми на жълтата мозайка са причинени от MYMIV въз основа на анализ на геномната последователност (Shahid et al., 2012). В SSA бобът от Лима е естествено заразен от златния мозаечен беговирус от зърна Лима (Hughes, Naidu и Shoyinka, 2001). Симптомите са златна мозайка и пожълтяване. Вирусните изолати, свързани с това заболяване в Нигерия, бяха идентифицирани като щамове на SbCBV въз основа на последователен анализ на ДНК-А компонент (Alabi et al., 2010).

Инхибитори на холинестеразата

Откриване и използване на наночастици и други технологии

Разработени са различни технологии и методи, базирани на холинестерази за ниска цена и бързо откриване на анти-ХЕ с висока чувствителност, точност и стабилност при съхранение (Periasamy et al., 2009). Те включват ново развитие на холинестерази, конюгирани със сензори на базата на наноматериали. В такива системи холинестеразите са конюгирани с наноматериали като въглеродни нанотръби (CNT), метални наночастици (NP) или полупроводникови NP, които позволяват използването на техните уникални свойства в нано режима за постигане на изискванията от задоволителни сензори.

Бяха изследвани различни стратегии за подготовката и модификацията на многостенен CNT (MWCNT) за приложения като електрохимични сензори, слънчеви клетки и фотоволтаични устройства с предимства като висока електрическа проводимост, механична якост и стабилност (Zhang et al., 2013). Това беше използвано за разработването на сензори против ChE, базирани на холинестерази, отложени върху електроди (Periasamy et al., 2009; Cevik et al., 2013). В повечето от тези системи тиохолинът, продуктът на хидролизата на субстрати като ацетилтиохолин или бутирилтиохолин, участва в редокс реакция, която позволява амперометрични и циклични измервания на волтаметрия. Сравнението на отговора със и без анти-ChEs позволява откриването и количественото определяне на техните концентрации. Например, използвайки такива системи, впечатляващо ниските граници на чувствителност от 4 × 10 −13 M за параоксон и 5 × 10 −9 M за триазофос бяха измерени със стъклен въглероден електрод (GCE) –MWCNT-AChE (Periasamy et al., 2009 ). Успоредно с това, развитието на синтеза, повърхностното инженерство и конюгирането на метални и полупроводникови NP с протеини за изображения, сензори и доставка отвори тази платформа и за сензори против ChE.

Холинестеразите са конюгирани чрез различни техники за биоконюгация с колоидни NP с различен състав, размери и повърхностно покритие, позволяващи фина настройка на NP за желаното приложение (Фигура 52.3A; Waiskopf et al., 2011, 2013). Холинестеразите също бяха конюгирани с NP, отложени върху електроди, увеличавайки броя на конюгираните ензимни молекули поради голямото съотношение повърхност/обем. Това, в допълнение към приспособяването на NP и техниките на конюгиране, позволява по-добра ефективност на прехвърляне на заряда при окисляване на хидролизния продукт тиохолин. Това доведе до повишена чувствителност към анти-ChEs в електрохимичните сензори в сравнение с отлагането на холинестераза върху голи електроди. Например, AChE, конюгиран с CdS или златни NPs, показва чувствителност съответно на 10 −5 M BW284c51 и 5 × 10 −10 M трихлорфон или 7.6 × 10 −6 M метил-паратион (Фигура 52.3B и C; Pardo-Yissar et al., 2003; Periasamy et al., 2009). Бяха изследвани и по-сложни системи, комбиниращи няколко вида NP на електрода. Например CdTe-AuNPs-хитозановите микросфери-GCEs показват чувствителност към 1,34 × 10 −9 M монокротофос (Periasamy et al., 2009).

преглед

Фигура 52.3. Сензори на базата на холинестераза. (А) Холинестерази, конюгирани с НП с различен състав, размери и повърхностно покритие. (B) Илюстрация на фотоелектрохимичен сензор за анти-ChEs, използващ холинестерази, конюгирани с NPs на електрод. (C) Експериментални данни с различни концентрации на ACh, които показват намаляване на тока с увеличаване на концентрацията на анти-ChE. (D) Илюстрация на анти-ChE сензорния метод, основан на интерференция с верижна реакция, която започва с холинестеразна хидролиза на молекули ацетилхолин и завършва с излъчване от полупроводникови NP. (E) Експериментални данни, показващи намаляването на интензивността на емисиите на полупроводникови NPs с увеличаване на концентрацията на анти-ChE.

При различен подход редукционните свойства на тиохолина са използвани за отглеждане на златни NP на AChE-хитозан-златен електрод, като се използва HAuCl4 като предшественик. Растежът на златни NP при хидролиза на субстрата и неговото инхибиране от анти-ChEs доведе до промени в цикличната волтаметрия, показващи чувствителност към 6 × 10 −11 M малатион (Periasamy et al., 2009).

Тези конюгирани холинестеразни системи са стабилни за дълги периоди от време, тъй като свързаните материали стабилизират холинестеразите и ги предпазват от протеази и тежки условия на околната среда. Процедурата на конюгиране обаче може да увреди ензимната активност (Waiskopf et al., 2013) и необратимото инхибиране на активността на холинестеразите при употреба може да предотврати повторната употреба на тези сензори. Следователно бяха разработени и различни базирани на NP тестове с неконюгирани холинестерази. Например, колориметричните тестове, базирани на растеж или агрегация на златни NP при хидролиза на субстрата, показват по-добри граници на откриване от 10-10 M концентрации на анти-ChE (Periasamy et al., 2009; Wang et al., 2009; Sun et al., 2011; Wang et al., 2013).

Допълнителен нов подход за откриване на холинестеразни инхибитори се основава на транзисторна технология с полеви ефект, с чувствителност към промяна в локалното рН или в структурата на протеина при хидролиза на ACh. Йон-чувствителен транзистор с полеви ефект с AChE, свързан към неговата порта, показва чувствителност до 10 −5 M ACh и способността да открива концентрации на физостигмин в диапазона от 10 −4 до 10 −7 M, въз основа на намаляването на регистриран ток в сравнение с отговора без инхибитор (Hai et al., 2006). В друго проучване AChE е свързан с транзистор с полеви ефект, извлечен от плаваща порта, с обхват на реакция от 10-2 до 10-9 M ACh и е постигнал чувствителност към 10 -8 M физостигмин (Goykhman et al., 2009).

Като цяло в литературата са проучени малко ограничения за тези системи, включително увреждане на сензора от някакъв фактор, който ще повлияе на ензимната активност или други реакции, използвани в метода, и невъзможността да се разпознае инхибиторът с помощта на такъв сензор, базиран на холинестераза. Следователно, в допълнение към сензорите, базирани на холинестераза, в миналото са разработени и използвани много други сензори и методи за откриване на анти-ChEs, всеки със своите предимства и недостатъци (прегледан от Kim et al., 2011). Следователно методите за откриване на анти-ChE трябва да бъдат съобразени със специфичните анти-ChE и изискванията на сензора.

Органофосфати и карбамати

Ефекти в женските репродуктивни и развити системи

ElMazoudi et al. (2011) лекували женски плъхове перорално с диазинон (1,9, 3,8 и 7,6 mg/kg/ден) на GDs 6-15. Активността на AChE на майчиния мозък, измерена на GD 20, е значително намалена при матотоксични дози (3,8 и 7,6 mg/kg), докато активността на феталната AChE остава незасегната. Нетното гравирано тегло на матката е намалено при доза от 7,6 mg/kg. Diazinon в доза 7,6 mg/kg предизвиква фетална токсичност и малформации. Беше заключено, че тератогенните малформации са вторични по отношение на токсичността за майката и не са свързани с инхибирането на AChE. В експериментални проучвания диазинонът е повлиял неблагоприятно на малките поради увреждане на плацентарния транспорт на хранителни вещества или регулиране на майчиния растеж на плода или директно чрез антагонизъм към холинергичното развитие на плода. В няколко проучвания се съобщава, че диазинонът предизвиква генотоксичност и мутагенност (Cakir и Sarikaya, 2005), ембриотоксичност (Ducolomb et al., 2009) и тератогенност при животни (Hamm и Hinton, 2000) и хора (Barr et al., 2010).

В класическо проучване Khera (1979) съобщава за полидактилия при плодове на котки, лекувани с диметоат (12 mg/kg/ден) по време на 14-ия до 22-ия ден от бременността (фиг. 35.6).

Фигура 35.6. Котешки плод, показващ хептадактилия на дясната и хексадактилия на лявата предна лапа от котка, изложена на диметоат по време на 14 до 22 ден от бременността.

Възпроизведено от Khera, K.S., 1979 г. Оценка на диметоат (Cygon 4E) за тератогенна активност при котката. J. Environment. Патол. Токсикол. 2, 1283–1288.

При хората бебетата, родени от майки, изложени на метил оксидеметон и мевинфос, са показали сърдечни дефекти (дефекти на вентрикуларната и предсърдната преграда), стеноза на белодробната артерия и открит артериален канал, двустранни колобоми на зрителния нерв, микрофталмия на лявото око, церебрална и мозъчна атрофия и аномалии на лицето (Ogi и Hamada, 1965; Romero et al., 1989).

Литературата разкрива, че сред CM пестицидите карбарилът е изследван подробно за неговата репродуктивна токсичност и токсичност за развитието. Точно като OP, CM имат по-голям потенциал за ембриолеталност и фетотоксичност, което изключва израз на тератогенност. Проучване, проведено с карбарил в Бийгълс, показва дистоция поради атонична маточна мускулатура и доказателства за тератогенност при 21 от общо 181 малки. Феталните аномалии включват анормални гръдни пукнатини с различна степен на чревна агенезия и изместване, брахигнатия, малки екаудати, недостатъчност на скелетната формация и излишни фаланги (Smalley et al., 1968).

Излагането на карбарил по време на органогенезата произвежда терати при морски свинчета, но не и при хамстери и зайци (Robens, 1969). Бременни плъхове, изложени на карбофуран при 1, 2.9, 5.8, 7.7 или 9.7 mg/kg/ден (FMC, 1980) или при 1, 3 или 8 mg/kg/ден (FMC, 1981a) на GDs 6-19 не показват видими клинични признаци на токсичност или неблагоприятни ефекти върху оцеляването на малките или висцералното или скелетното развитие. В подобни експерименти зайци, изложени на карбофуран при 0,12, 0,5 или 2 mg/kg/ден чрез сонда върху GD 6–18, не показват никакви ефекти върху развитието на потомството (FMC, 1981b). В по-късни проучвания Jayatunga et al. (1998a, b) съобщават за вреден резултат от бременността при плъхове.