Araştırma Makalesi Piretroid İnsektisitlerin Kurbağa İskelet Kası Potasyum Kanalları Üzerine Etkisi
Türkçe Özet: Amaç: Piretroid insektisitler, tarım alanlarında zararlılarla mücadele amacıyla oldukça yaygın kullanılmakta ve hedef organizmalar kadar hedef olmayan canlıları da etkilemektedir. Bu çalışmada Mersin ili tarım alanlarında kullanılan iki tip piretroid insektisitin (permetrin, sipermetrin) kurbağa iskelet kası potasyum kanalları üzerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmada Rana ridibunda türünde kurbağaların sartorious kası kullanılmıştır. Uygulama grupları her iki insektisit için de 10-5, 10-4, 10-3 M\'lık konsantrasyon değerlerine göre belirlenmiştir. İntrasellüler olarak mikroelektrot yöntemiyle membran potansiyelleri ve ekstrasellüler olarak aksiyon potansiyelleri kayıtları alınmıştır. Aksiyon potansiyeli kayıtlarında aksiyon potansiyelinin süresi, repolarizasyon süresi ve hiperpolarizasyon genliği ölçülmüştür. Kayıtlar 0. dakika (kontrol), 15. dakika, 30. dakika 45. dakika ve 60. dakika alınarak zamana bağlı etkiler de incelenmiştir. Bulgular: Yapılan istatistiksel analiz sonucunda doza ve süreye bağlı olarak permetrin ve sipermetrinin aksiyon potansiyelinin toplam süresi üzerine önemli bir etkisi bulunmamıştır. Ancak her iki piretroid insektisit için hiperpolarisazyon genliğinde ilk 15 dakikada ortaya çıkan ve sonraki 45 dakikada etkisini sürdüren daha negatif yönde bir artış olduğu bulunmuştur (p<0.05). Membran potansiyeli ölçümlerinde ise istatistiksel olarak her iki piretroit insektisit de sadece 10-3 M grubunda zamana bağlı anlamlı bir etki oluştururken, 15., 30., 45. ve 60. dakika ölçümlerinde ise doza bağlı etkiler oluşturmuşlardır (p<0.05). Sonuç: Elde edilen bulguların değerlendirilmesiyle, çalışmamızda kullanılan iki piretroid türevi insektisitin potasyum kanalları üzerinde hem doza hem de zamana bağlı olarak etki göstererek hücrenin elektrofizyolojik parametrelerini değiştirdikleri sonucuna varılmıştır. Permetrin ve sipermetrin arasında etki bakımından fark olmadığı saptanmıştır.
Anahtar Kelimeler:
aksiyon potansiyeli; membran potansiyeli; permetrin; potasyum kanalı; sipermetrin
Araştırma Makalesi Piretroid İnsektisitlerin Kurbağa İskelet Kası Potasyum Kanalları Üzerine Etkisi
Abstract Influence of Pyrethroid Insecticides on the Potassium Channels of Frog Skeletal Muscle Aim: Pyrethroid insecticides are widely used to control the pests in agricultural areas and influence both target and non-target organisms. The aim of this study is to investigate the effects of two pyrethroid insecticides (permethrin, cypermethrin), that are widely used for the agricultural areas in Mersin, on potassium channel of frog skeletal muscle. Method: The sartorius muscle of Rana ridibunda frogs were used in the study. Groups were composed at three different concentrations (10-5 M, 10-4 M, 10-3 M) for both permethrin and cypermethrin (n=8). Membrane potentials were recorded intracellularly and action potentials were recorded extracellularly. The recordings of action potentials were analyzed with respect to duration, repolarization times and hyperpolarization amplitudes. Time dependent profile of data was investigated at predetermined time intervals (i.e. 0th (control), 15th, 30th 45th and 60th minutes) of recording. Results: Statistical analyses have shown that both two insecticides had no effect on the duration and repolarization time of action potential depending on the dose and time. But hyperpolarization amplitudes shifted towards to negative values within the first 15th minutes and then, continued through the next 45th minutes (p<0.05). Both insecticides had significant time-dependent effect on membrane potentials only in the group treated at the concentration level of 10-3 M whereas their influence was dose-dependent at the 15th, 30th, 45th and 60th minutes (p<0.05). Conclusion: Based on data interpretation, it can be concluded that both pyretroid derivative insecticides used in this study alters cellular electrophysiological parameters by influencing potassium channels with both dose and time dependent manner. No difference was found between permethrin and cypermethrin with this respect.
___
- Ashcroft FM. How Ion Channels Work. Ion Channels and
- Disease, California: Academic Press 1999:21-41.
- Terlau H, Stühmer W. Structure and function of voltage- gated ion channels. Naturwissenschajîen 1998;85 (9):437-44.
- Casida JE, Gammon DW, Glickman AH, Lawrance LJ. Mechanisms of selective action pyrethroid insecticides. Annu Rev Pharmacol Toxical l983;23:4l3-38.
- Valentine MW. Toxicology of selected pesticides, drug and chemicals. Pyrethrin and pyrethroid insecticides. Vet Clin North Ame Small Anim Prac l990;20(2):375-81.
- Hossain MM, Awal MA, Kobayashi H, Talukder MH. Therapeutic evaluation of cypermethrin against ticks and lice with their haemato biochemical changes in cattle. Bangladesh Vet 2001;35:39-43.
- Miyamoto J, Kaneko H, Tsuji R, Okuno Y. Pyrethroids, nerve poisons: how their risks to human health should be Assessed. Toxicol Let 1995;82-83z933-40.
- Gassner B, Wuthrich A, Scholtysik G, Solioz M. The pyrethroids permethrin and cyhalothrin are potent inhibitors of the mitochondrial complex I. J Pharmacol Exp The 1997;281(2):855-60.
- Gray AJ. Pyrethroid structure-toxicity relationships in mammals. Neurotoxicology 1985;6(2):l27-37.
- Vijverberg HP, van den Bercken J. Neurotoxicogical effects and the mode of action of pyrethroid insecticides. Crit Rev Taxical l990;21(2):105-26.
- Narahashi T. Cellular and molecular mechanism of action
- of insecticides: neurophysiological approach. Neurabehav
- Toxicol Teratol l982;4(6):753-58.
- Ecobichon DJ, Davies JE, Doull J, Ehrich M, Joy R, Mc
- Millan D, MacPhail R, Reiter LW, slikker W, Tilson H.
- Neurotoxic effects of pesticides. In: SR Baker, Wilkinson
- CF Eds. The effect of pesticides on Human Health, New
- Jersey: Princeton Scientific Publishing Co lNC, 1990:131-99.
- Wakeling EN, Neal AP, Atchison WD. Pyrethroids and
- their effects on ion channels In: R.P. Soundararajan Eds.
- Condes-Lara M, Graff-Guerrero A, Vega-Riveroll L.
- Effects of cypermethrin on the electroencephalographic
- activity ofthe rat: a model of chemically induced seizures.
- Neurotaxicol Teratal 1999;21(3):293-98.
- Desi I, Dobronyi I, Varga L. Immuno, neuro and general
- toxicologic animal studies on a synthetic pyrethroid
- Gammon DW. Correlations between in vitro and in vivo
- mechanisms of pyrethroid insecticide action. Fundam
- ApplToxicol1985;5(1):9-23.
- Gordon T, Amdur MO. Responses of the respiratory
- system to toxic agents. In: Amdur MO, Daull J, Curtis Eds.
- Lawrance LJ, Casida JE. Stereospesifıc action of
- pyrethroid insecticides on the gama aminobutyric acid
- Narahashi T. Effects of toxic agents on neural membranes.
- In: Lowndes HE, Boca Raton FL. Eds. Electrophysiology
- Rao GV, Rao KSJ. Modulation of K+ transport across synaptosomes of rat brain by synthetic pyrethroids.
- Journal ofthe Neurological Sciences 1997;147(2):127-33.
- Koester J, Siegelbaum SA. Propagated signaling: the action potentials. In: Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM Eds. Principles of neuronal sciences, New York: Mc Graw Hill, 2000:151-70.
- Daube JR. Basics of Neurophysiology. In: Daube JR Eds. Clinical Neurophysiology. F.A. Davis Company, Philadelphia 1996:60-80.
- Kaneko H, Miyamoto J. Pyrethroid chemistry and
- metabolism. In: Krieger R, Doull J, Ecobichon D, Eds.
- Ray DE. Pyrethroid insecticides: mechanisms of toxicity, systemic poisoning syndromes, paresthesia, and therapy. In: Krieger R, Doull J, Ecobichon D, Eds. Handbook of Pesticide Toxicology: Vol 2: Agents. San Diego: Academic Press, 2001:1289-303.
- Soderlund DM, Clark JM, Sheets LP, Mullin LS, Piccirillo VJ, Sargent D. Mechanisms of pyrethroid neurotoxicity: Implications for cumulative risk assessment. Toxicology 2002;171(l):3-59.
- Motomura H, Narahashi T. Interaction of tetramethrin and
- deltamethrin at the single sodium channel in rat
- de la Cerda E, Navarro-Polanco RA, sanchez-Chapula JA.
- Modulation of cardiac action potential and underlying
- Wang Y, He BJ, Zhao Q, Liang Z, Liu AX. Effects of cyalothrin on the transient outward potassium current in central neurons of Helicoverpa arrnigera. Insect Science 2006;l3(l):l3-7.
- Haverinen J, Vornanen M. Effects of deltamethrin on excitability and contractility of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) heart. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacal 2014;159:1-9.
- Fu ZY, Du CY, Yao Y, Liu CW, Tian YT, He BJ Zhang T,
- Yang Z. Effects of beta-cypermethrin on voltage-gated
- Korn SJ, Trapani JG. Potassium channels. IEEE Transactions on Nanobioscience 2005;4(1):21-33.
- Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
- Başlangıç: 2008
- Yayıncı: Mersin Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler
Araştırma Makalesi Piretroid İnsektisitlerin Kurbağa İskelet Kası Potasyum Kanalları Üzerine Etkisi
Ekrem KİREÇCİ, Perihan ÖZTÜRK, Selma GÜLER, Mustafa GÜL, Tuğba KARAKAŞ, Demet TİMUR
Çağımızın Hastalığı Obezite ve Tedavisi
Olgu Sunumu Antikonvülzan Hipersensitivite Sendromlu Bir Olgu Sunumu
Belma TÜRSEN, Mehmet Yavuz GÖZÜKARA, Ümit TÜRSEN, Rabia Bozdoğan ARPACI
Gökçen DİNÇ, Seyda CENGİZ, Mehtap Ünlü SÖĞÜT
Ekrem KİREÇCİ, Perihan ÖZTÜRK, Selma GÜLER, Mustafa GÜL, Tuğba KARAKAŞ, Demet TİMUR