A. O. Veteriner Fakültesi Farmakoloji ve Toksikoloji Kürsüsü
. DİRENGEN EvcİL SİNEKLERDE LINDANE'IN
METABOLİzMASı M. Şahin Akınan
*
Giriş
Şükrü Gürtunca
* *
Benzene hexachloride (I ,2,3,4,5,6 ...,-hexachloro-cyclohexane)'in stereoizomerleri içinde insektisidal nitelik gösteren başlıca komponent İindane'dır. Benzene hexachloride (BHC) bileşiminde alpha izomer
%
65-7°, beta iZGmer%
6-8, gamma izomer%
12-15, delta izomer%
2-5 ve epsilon izom~r de%
3-7 oranırda bulunmaktadır. Ayrıca eta ve theta izomerlerine de iz ol<>.rakrastlanmaktadır.BHC izomerleri etki bak'm'ndan birbirinden ayrılmaktadır. Memeli hayvanlarda alpha ve gamma ize merleri santral sinir sİste-minin güçlü stimülanıdırlar, oysa beta ve del ta izomerleri santral sinir : sistemi üzerine depresan etki yaparlar. Farm'lkolojik etkinin doğuşu
n-da molekül yapısının rolü büyüktür (4.5.6.7).
Lindane'ın LD50 (topikal) değeri insekt türüne göre 0.4-57 mg fkg arasında oynamaktadır. BHC'in insektisidal etkinliği hemen ,}iemen salt gamma içeriğine bağlıdır. Lindane, Sitophilus granarius'a . teknikal izomer karşımmdan 1.000 kez daha toksik etkidedir. Delta izomeri ile karşılaştırıldığı zaman lindane'ın Macrosiphum pisi için
%
94, Epilachna varivestis için%
98, Sitophilus granarius için%
99 ve Heliothrips haemorrhoidalis için de %99.9 oranırida daha toksik olduğu görülür.Lindane'ın emilmesi, yoğunluğu ve ısıyla orantı gösterir. Eşit . dozda 35°C'da topikal uygulamada ilk 4 saatte
%
9°, 24°C'da ise* A. Ü. Veteriner Fakültesi Farmakoloji ve Toksikoloji Kürsüsü Profesörü. Ankara Türkiye.
** A. Ü. Veteriner Fakültesi Farmakoloji ve Toksikoloji Kürküsü Dr. Asistanı. Ankara.-Türkiye.
Eveil Sineklerde Lindane 'ın Metabolizması 19
aynı süre içinde
%
44 oranında emilmcktedir. TopikaJ uygulamada emilme hızı duyar, ya da direngen sineklerde değişiklik göstermemek-tedir. Eşit doz ve eşit uygulam'l.da duyar sineklerde i8 saat içinde%
97 oranında ölüm meydana getirir. Oysa buna karşılık direngen sinek türlerinde aynı süre içinde ölüm görülmemektedir (9,io,i3, 14).Korarısky ve arkadaşları (I i) BHC'in radyoaktif alpha ve gam-m'l. immerleri ile yaptıkları araştırmalarda, sidikle altılan CJ36~
label-led bileşiklerin
%
60'ının inorganik ve%
40'ının da organik olduğu-n'.! ortaya koymuşlardır. Karaciğerin oksidan mikrozomal anzimleri-nin phenobarbital ile aktivasyonu, BHC eliminasyonunu önemli ölçüde arttırm'l.ktadır. Ekskresyona organik metabolitler eşlik etmekte, inorganik m~tabolitlerin atılma oranı ise düşmektedir. Koransky ve arkadaşları Ci i) BHC m')lekülünde, mikrozemal anzimlerin katalize ettiği oksidatif bir tran.sform'l.syonun m~ydana geldiği sonucuna var-maktadırlar. Ayrı bir araştırm'l.da yine Koransky ve arkadaşları (I 2) ratlar üzerinde yaptıkları deneylerde daha önce hayvanlara verilen phenobarbital, phenylbutazone ve nikethamide gibi mikrozomal anzim aktivc.törlerinin scilliroside konvülziyonlarını yatıştırdığını saptamışlardır. Scilliroside'in toksisitesinin azalması mikrozomal anzimlerin etkinliği ile ilgili görülmektedir.Evcil sineklerin DDT'ye direnç göstermelerinde, DDT-dehy-drochlorinaz anziminin yoğunluğu ilc direnç arasında bir paralelizm göze çarpm1.ktadır. Ancak anzimin nasıl bir mekanizm'l. aracılığı ile DDT'den HCl eliminasyonunu katalize ederek nontoksik DDE olu-şumunu hazırladığı aydınlanmış değildir. DDT'ye direngen evcil sinek türlerinden yalıtılmış DDT-dehydrochlorinaz anzimi lindane'a etkimemekle beraber, lindane mctabolizm1.sında da bazı anzimatik etkilerin rolü olduğu düşünülmektedir. Lindane molekülünden HCl'in anzimatik yolla eliminasyonunun' sağlandığı sanılmaktadır (8,14,
i6,i8). Birçok araştırıcı, lindane'ın gerek duyar ve gerekse direngen sineklerde birtakım metabolik ürünlere degrade olduğu konusu üze-rinde önemle durmuşlardır. Sternburg ve Kearns (19) degradasyon ürünlerinden birinin pentachlorocyclohexene olduğunu ortaya koy-muşlardır.
Brown (2) şimdiye kadar 60 arthropod türünde insektisidlere karşı direnç görüldüğünü bildirmektedir. Bu insektlerin yarısından çoğu DDT ve analoglarına direnç göstermektedir. Lindane, chlordane, dieldrin gibi çok klorlu arom'ltiklere direnç gösterenler 1/3 oranında-dır. Dieldrin'e direngen Anopheles gambiae'de direnç monofaktorial olduğu halde, lindane'a direngen Musca domestica ve chlordane'a di-rengen Elattella germanica'da ise polyjenik karakterdedir.
20 M. Şahin Akman o. Şükrü Gürtunca
Busvine (3) DDT, ya da klorlu aromatikler kategorisinde bulunan insektisidlerden her hangi birine kaqı bir insektin direr:ç kazanması-nın az çok bu kategoride bulunan öteki üyeleri de kapsamı içine ala-cağını belirtmektedir. Nitekim gerek yeti~kin sineklerin ve gerekse larvalarının lindane'a diretıç kazanmaları halinde bunların daha az da olsa chlordane, toxaphene ve dieldrin'e de direnç gösterdikleri görülmü~ ve saptanmı~ dun:mdadır (ı). Ancak ne var ki direnç sinek soylar~na göre geni~ ölçüde deği~mektedir. Brown (2) laboratuvar sinekleri ile Bellflower soyunu karşıla~tırdığı zaman, ikincilerin lin-dane'a 8 kez daha dirençli olduklarını görmü~tür.
Şimdiye kadar çe~itli ülkelerde BHC ve lindane'a direnç göster-dikleri saptanan insekt türleri Antlwnomus grandis, Triatoma injestans, Cimex lectularius, C.hemopterus, Ctenocephalides jelis, Boophilus decoloratus, B.micropıus, Argas columbarum, Aphis gossypii, Musca domestica, Psychoda altemata, Aedes sollicitans, A.taelliorhynchus, A.quadrimaculatus, Leptocera kirtula, Culex moletus, C.quinqllifasciatus, C.tarsalis, Chrysomyia putoria, Anopheles gambiae, Glytotendipes paripes ve Drosophila melanogaster'dir.
Materyal ve Metot
Direngen evcil sineklerde lindane'ın m~tabolik seyrini izlerken ayrıntıları a~ağıda gösterilen deneyler yapılmı~tır.
26 evcil sinek (Musca domestica Linn.) alınarak lindane'ın ethyl alkol içindeki çözeltisinden her bir sineğe 5 mikrogram lindane dü~e.-.cek biçimde topikal olarak uygulandı. Sineklere hafif C02 ilc anestezi
yapıldıktan sonra lindane çözeltisi mikrometre ile yönetilen ayarlı bir tüberkülin iğnesi yardımıyla verildi. Uygulama mesonotuma yapıldı. Sinekler 25° ml'lik bir cam balon içine konarak balonun ağzı seyrek dokunmuş bir tülbentle sarılıp bağlandı. Beslenmeleri için reçel suyuna batırılmı~ bir parça pamuk tülbentin üzerine bırakıldı.
48 saat sonra sinekler iki kez io ml eterle iyice çalkanarak yıkandı. Yıkantı eteri alınıp altıldı. Eterin sineklerin üzerinden bütünüyle uç-ması için bir süre bekletildi. Daha sonra sinekler 50 ml'lik dibi yuvar-lak bir cam balona aktarılarak üzerine Lo mi asetik asid kondu. Ba-londaki içerik bir cam çubukla karı~tırılıp türde~liği sağlandıktan sonra üzerine i gr elenmi~ toz çinko ve 2 gr damalonik asid katıldı.
Dechlorinasyon ve nitrasyon için balon Schechter-Hornstein aygıtına bağlandı (6,i7).
Nitrasyon için i: i oranında tüten nitrik asidie sülfirik asid ka-rı~ımı kullanıldı. Nitrasyon süresinin bitiminde nitrik asidli çözelti
Eveil Sineklerde Linclanc'm Metabolizması 21
i25 mı oylumıındaki ayırma hunisine aktarıldı. Huninin musluğu suyla ıslatıldı. Burada, çok az da olsa yağ kul1anılm"ası yanılgılara yol açmaktadır. 5° ml su katılarak nitrik asidli çözelti soğutuldu. Huni soğuduktan sonra üzerine 5° ml eter eklenerek birkaç dakika süreyle özenle çalkandı. Ayrılan su katı alınıp atıldıktan sonra hemen % 2 NaOH çözeltisi ile kalıntısal asid neutralize edildi. Kısa bir süre yavaş yava1 çalkandıktan sonra K aOH çözeltisi de alınıp atıldı. Eterio. suyu-nu çekmek ve kurulaştırmak için huniye doymuş NaCl çözeltisi katı-larak balondaki içerik şiddetli olarak çalkandı. N aCı çözeltisi tüm olarak eter katından ayrıldıktan sonra alınıp atıldı.
Eter çözeltisi i25 ml 0YIll.m'mdaki erlenmeyer şişesine alındı. Aşağı yukarı oylum'.l i ml'ye düşünceye kadar su banyosunda uçurul-du. Geri kalan eter kalıntısı saç kurutma aygıtı ilc ılık hava akımıyla uçuruldu.
Şişedeki kuru kalıntı o.i ml asetonda eritiliE çözelti filtre kağıdı üzerine serpildi. Filtre kağıdı üzerine ayrıca eterdeki
%
5 pamuk yağı çözeltisi (durağan eritici) ile püskürtmeler yapıldı. Sonra bekle-tilmeksizin çabucak içi nde 3: i oranında su ve methanol (değişken critici) karışımı bulunan chromatoğrafik tüp c alındı. Eritiei düzeyinin aşağı yukarı 20 cm yükselmesine kadar bir süre bekletildi. Eritici uç-tuktan sonra kağıt üzerine % i sodyum polysülfid çözeltisi ile püs-kürtmeler yapıldı, Yer yer portakal sarısı ve erguvan renginde lekelerin belirdiği görüldü. Sodyum polysülfid ayıracı ilc dinitrobenzene er-guvan rengi ve dinitro-chloro-benzene de portakal sarısı renginioluş-turm'lktadır.
Tartışm.a
Lindane ile BHC'in alpha ve delta izomerlei'i direngen evcil sineklerde duyar sineklere oranla daha çabuk metabolize olmakta-dır (I 5). Bazı araştıncılar, metabolik ara ürün olarak triehlorobenze-ne'in meydana geldiğini ileri sürmüşlerdir. Sternburg ve Kearns (I 9) lindane metabolizmasında pentaehlorocyclohexene'in ara özdek olduğunu kesin bir biçimde ortaya koymuşlardır. Pentachloroeyclo-hexene parçalandıktan sonra suda criyen bileşiklere çevrilerek canlı yapıdan uzaklaştınlmaktadır.
Lindane determinasyonunda çok kez Scheehter-Hornstein yön-teminden yararlanılmaktadır (6,16,I.7). Bu yöntemde lindane önce benzene'e dechlorine edilmekte, sonra da benzene nitrasyon yoluyla dinİtrobenzene'e dönüştürülmektedir. BHC'in salt be ta izomeri
dec-22 M. Şahin' Akman - Şiikrü ,Gürlunca'
hlorinasyona dayanıklı bulunmaktadır. Dinitrobenzene potasyum hydroxid karşısında methyl ethyl ketonla renkli' bir bileşik vermekte-dir. Pentachlorocyclohexene çinko ile dechlorine edildiği zaman önce chlorobenzene meydana gelir, nitrasyonla dinitro-chloro-benzene'e çevrilir. Chromatoğrafik olarak lindane ile pentachlorocyclohexene'i birbirinden separe etmek olanaklı değildir. Ancak deneyimizde oldu-ğu gibi dechlorinasyon ve nitrasyon sonunda elde edilen son üründen bunlar birbirinden ayrılabilmektedirler.
Özet
Direngen evcil sineklerde, lindane metabolizmasında pentachlo-rocyclohexene ara özdek olarak ortaya çıkmaktadır. Lindane'ın detok-,sifikasyon mekanizması yalnız bir tek molekül HCl eliminasyonunu
kapsamaktadır. Dechlorinasyon ve nitrasyon sonunda lindane dinitro-benzene'e ve pentaçhlorocyclohexene de dinitro-chloro-benzene'e dönüşmektedir. Bu durum, dinitrobenzene'insodyum polysülfid ayı-racı ile tepkimesi sonunda erguvan rengi ve dinitro-chloro-benzenc'in de portakal sarısı re_ngivermesiyle tanıtlandı.
ReSUDH~
Metabolisıne du Lindane chez les Mouches
Donıestiques Resistantes
Le pentachlorocyclohexene est un intermediaire dans le meta-bolisme du Lindane. il n'a pas ete possible de separer chromatograp-hiquement le Lindane du pentachlorocyclohexene; mais il est possible de separer les produits qui suivent la dechlorinatio,n et la nitration. Par ce traitement le Lindane est converti en dinitrobenzene et le pen-tachlorocyclohexene est transforme endinitro-chloro benzene.
La solution de polysulfure de sodium produit une couleur po-urpre comme suite
a
la rcaction, au dinitrobenzene, et une cou. leur orange,a
la reaction, au dinitro - chloro - benzene.Literatür
r- Brown, A.W.A (ı95ı): Insect Control by Chemicals. John Wiley and Sons, Inc., New York. Chapman and Hall, Limited, Lon-don., 76r.
Eveil Sineklerde Lindane'ın Metabolizması 23
2- Brown, A.W.A. (I 958): The Spread of /nsecticide Resistance in Pest Species. Adv. Pest ConL Res., 2, 351-414.
3- Busvine, J.R. (1954): Houseflies Resistant to a Group of Chlorina-ted Hydrocarbon /nl"eeticides., Nature, 174, 783-785.
4- Frear, D.E.H. (1955): Chemistry of the Pesticides. Third Edition. D.van Nostrand Comp., Ine., Totonto, New York, London., 47-56.
5- GrolJman, A. (I 960): Pharmacology and Therapeutics. Fourth Edition. Lea and Febiger. Philadelphia, Pa., 734.
6- Gunther, F.A.and Blinn, R.C. (1955): Analysis
~r
/nsecticides and Acaricides. Interseienee Publishers, Ine., New York and London., 324-328. '7- Güley, M. (1958): Gamma Benzene Hexachloride ve Bunun Tayini Ozerinde Araştırmalar" A.Ü. VeL Fak. Yayın No: 91, A.Ü. Bası-mevi., 4-18.
8- Gürtunca,
ş.
(1964): Direngen Evcil Sineklerde DDT'nin Emilmesi ve Metabolizması. A.Ü. Vet. Fak. Derg., ii (3-4), 2°3-2°7.9- Hassalı, K.A. (1965): Pesticides: Their Properties, Uses and, Di-sadvantages. BriL VeL
J.,
121, ~°5-112.10- Hayes, W.J., Jr. (I 965): Rewiev of the Metabolism of Chlorinated Hydrocarbon /nsecticides Especially in Mammals. Ann. Rev. Phar-m1.eol., 5, 27-52.
11- Koransky, W., Portig, J., Vohland, H.W. und K1{mpau,
I. (1964): Die Elimination von Alpha und Gamma-Hexaehlorocyclo-hexan und /hre Reeinflussung durch Enz;yme der Lebermikrosomen. Areh. Exptl. Path. u. Pharmak., 247, 49-60.
12- Koransky, W., Portig, J., Vohland, H.W. und Klenıpau,
I. (1964): Aktivierung von Mikrosomenenz;ymen durch Hexachlorocyclo-hexan-/somere. Ihr Einfluss auf die Scillirosidvergijtung der Ratte. Areh. Exptl. Path. u. Pharmak., 247, 61-70.
13- Mitchell, J.W., Snıale, B.C. and Meteaif, R.L. (1960):
Absorption and Translocation of Regulators and Compounds Used to Con-trol Plant Disease and Insects. Adv. Pest ConL Res., 3, 359-436. 14- Negherbon, W.C. (1959): Handbook of Toxicology. Vol. III.
Insecticides. W.B. Saunders Comp., Philadclphia, Pa., 437-450. 15- Oppenoorth, F.J. (1954): Metabolism of Gamma Benzene
24 M. Şahin Akman - Şükrü Gürtunel!
i6-:..0ppenoorth, F.J. (I 955): Differences between Rates of
Metabo-lism of Benzene Hexachloride in Resistant and Susceptible Housiflies.
Naturc, 175, 124-125.
17- Schechter, M.S. and Hornstein, I. (I 952 ): Colorimetric De-termination of Benzene-Hexachloride. AnaL. Chem., 24, 544-548. 18- Sternburg,
J.,
Kearns, C.W. and Moorefield, H. (1954):DD T-de/rydroehlorinase. An En;:yme Found in DJ) T-resistant Flies.
J.
Agric. Food Chem., 2,1125-113°.19- Sternburg,
