How Capsaicin Changes the Toxicity of Pyrethroids in American Cockroach (Periplaneta americana)

• Autorzy: Adamkiewicz B. , Tęgowska E. , Grajpel B. , Olszewska J.

Warianty tytułu

PL

W jaki sposób kapsaicyna zmienia toksyczność pyretroidów w stosunku do karaczana amerykańskiego (Periplaneta americana)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Intensive use of insecticides has led not only to enhanced environment pollution, but most of all, to an increase in insects’ resistance to the chemicals in use. That is why presently the scientists focus on searching for new, alternative means to aid crop protection. One of the ways to achieve it is finding a compound which, when added to an insecticide, magnifies significantly its toxicity against the pests and in the same time it is safe for people. In the presented study we have attempted to analyse whether the active compound of pepper, capsaicin, increases toxicity of a pyrethroid (Bulldock 025 EC) against American cockroach, a main insect factor causing allergies and asthma in people. The effect of the tested substances was measured by means of changes observed in hemolymph pH and acute toxicity test, performed in various ambient temperatures (15 ^oC, 25 ^oC and 35 ^oC). The results of the experiments suggest that the tested substances affect significantly acid-base homeostasis. Moreover, it was demonstrated that different concentrations of capsaicin have different influence on insecticidal properties of the tested pesticide in higher ambient temperatures. It was established that simultaneous application of capsaicin (in 10^–8 M concentration) and pyrethroid (LD₅₀) causes an increase in death rate among the intoxicated insects. These results give hopes as for applicability of capsaicin as a synergist of pyrethroid insecticides against Periplaneta americana, especially in conditions in which the toxicity of the pesticide itself is lower (ie in higher ambient temperatures).

PL

Intensywne stosowanie insektycydów doprowadziło nie tylko do wzrostu zanieczyszczenia środowiska, ale przede wszystkim do wzrostu oporności owadów na stosowane środki. Dlatego też uwaga badaczy koncentruje się obecnie na poszukiwaniu alternatywnych metod walki ze szkodnikami. Jedną z nich może być znalezienie substancji, która dodana do insektycydu, w sposób znaczący podniesie jego toksyczność dla owadów i zarazem będzie bezpieczna dla ludzi. W prezentowanej pracy podjęto próbę oceny czy aktywny składnik papryki – kapsaicyna, zwiększy toksyczność pyretroidu (Bulldock 025EC) w stosunku do karaczana amerykańskiego, będącego głównym czynnikiem wywołującym alergie i astmę u ludzi. Toksyczność badanych substancji określano na podstawie zmian odczynu hemolimfy oraz testów toksyczności ostrej, wykonanych w trzech różnych temperaturach otoczenia (15 ^oC, 25 ^oC i 35 ^oC). Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że badane substancje w sposób znaczny zmieniają równowagę kwasowo-zasadową. Wykazano także, że testowane stężenia kapsaicyny w różny sposób wpływają na aktywność owadobójczą zastosowanego insektycydu w wyższych temperaturach otoczenia. Stwierdzono, że jednoczesna aplikacja kapsaicyny (w stężeniu 10 ^-8 M) i pyretroidu (LD₅₀) powoduje wzrost śmiertelności intoksykowanych owadów. Na podstawie otrzymanych wyników można przypuszczać, że kapsaicynę będzie można stosować jako synergetyk dla insektycydów z grupy pyretroidów w stosunku do Periplaneta americana, zwłaszcza w tych warunkach środowiska, w których toksyczność pyretroidu jest mniejsza (duże temperatury otoczenia).

Słowa kluczowe

EN

capsaicin; pyrethroids; cockroach; death rate; changes in pH

PL

kapsaicyna; pyretroidy; karaczan; śmiertelność; zmiany pH

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 10
• Strony: 1263--1270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Adamkiewicz B.

• Department of Animal Toxicology, Institute of General and Molecular Biology, Nicolaus Copernicus University, ul. J. Gagarina 9, 87–100 Toruń, Poland, phone: [phone]

autor

Tęgowska E.

autor

Grajpel B.

autor

Olszewska J.

Bibliografia

• [1] Arruda LK, Chapman MD. Curr Opinion in Pulmon Med. 2001;7:14-19.
• [2] Leung R, Ho P. Thorax. 1994;49:1205-1210.
• [3] Rosenstreich DL, Eggleston P, Kattan M, Baker D, Slavin RG, Gergen P, Mitchell H, Mc Niff-Mortimer K, Lynn H, Ownby D, Malveaux F. New Engl J Med. 1997;336(19):1356-1363.
• [4] Caterina MJ, Julius D. Ann Rev Neurosci. 2001;24:4444-4452.
• [5] Caterina MJ, Leffler A, Malmberg AB, Martin WJ, Trafton J, Petersen-Zeitz KR, Kolzenburg M, Basbaum AJ, Julius D. Science. 2000;288:306-376.
• [6] Adamkiewicz B, Grajpel B, Olszewska J, Widlińska O, Tęgowska E. Materials of the XVII International Symposium of the Polish Network of Molecular and Cellular Biology: Molecular and Physiological Aspects of Regulatory Processes of the Organizm. Kraków; 2008:21-25.
• [7] Malinowski H. Roczn Nauk Roln. 1982;12:245-254.
• [8] Harrison JM. J Exp Biol. 1988;140:421-435.
• [9] Adamkiewicz B, Tęgowska E, Grajpel B, Olszewska J. Materiały XXII Ogólnopolskiego seminarium: Mechanizmy służące utrzymaniu życia i regulacji fizjologicznych. Kraków; 2009:9-12.
• [10] Ostlund REJ. Opis patentowy, PL nr 193796.
• [11] Sparreboom A, Zhao M, Brahmer JR, Verweij J, Baker SD. J Chromatogr B. 2002;773:183-190.
• [12] Wittenberger CL, Beaman AJ, Lee LN. J Bacteriol. 1978;133:231-239.