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PrUfung insektizider Stoffe auf Dehydrase-Systeme.

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298
Demuth zcnd Lendle
G. D e m u t h und L. Le ndle
Prufung insektizider Stoffe auf Dehydrase-Systeme*)
Aus dem Phakmakologischen Institut der Universitat Gottingen
(Eingegangen im Juli 1951j
Die neuen Insektixide, die als Kontaktgifte in sehr geringen Dosen von Schiidlingen durch die Chitinhulle aufgenommen werden, wirken als Krampfgifte auf
das Nervensystem (Domenjozl)2), Riernenschneider3)). uber ihre Bedeutung in der
Landwirtschaft und in der Seuchenbekampfung ist in den letzten Jahren viel berichtet worden. Auch die Frage ihrer Giftigkeit fur den Warmbliiter und der
etwaigen Gesundheitsschadigungen durch solche Stoffe beim Menschen ist vielseitig erortert worden ( VeZbinqer4)). Insekten besitzen keineswegs eine spezifische
Empfindlichkeit gegeniiber diesen Giftstoffen. Bei parenteraler Injektion und Berechnung pro Gewicht ist ihre Toxizitat beim Warmbliiter ebenso grol3 wie beim
Insekt (Hoffmnm und Lefidle5)).Der Warmbluter ist nur relativ geschutzt, weil
er diese wenig wasserloslichen Stoffe per 0s und perkutan kaum aufnimmt.
Zur Wirkungsweise der Insektizide sind vielerlei Deutungen nach experimentellen Untersuchungen gegeben worden (vgl. Dornenjozl) 2)). Hoffmann und
LendZ2) 6 ) haben die besondere Frage des Angriffs an Fermentsystemen des Stoffwechsels berucksichtigt. Vielleicht konnte er neben einer direkten Erregung und
Lahmung an Nervensystemen oder auch als Ursache gerade fur diese Reaktionen
eine Rolle spielen. Ihre ersten Bemuhungen waren nicht erfolgreich. Sonstige Angaben uber Stoffwechselreaktionen sind in der Literatur sparlich. Lauqer7) und
Mitarbeiter beschrieben am Warmbliiter bei DDT-Vergiftungen hyper- und hypoglykamische Reaktionen mit Schock, die nicht selbst die Folge der Erregungszustande sein sollen. Judahs) beobachtete gleichfalls beiin Warmbluter einige
Anderungen des Blutchemismus, betrachtete sie aber als sekundare Reaktion der
Vergiftungen. An verschiedenen Gewebsschnitten wurden von ihm keine spezifischen Wirkungen auf Sauerstoffverbrauch, Glykolyse und aerobe Phosphorylierungen errnittelt. uber den Stoffwechsel der Insekten scheinen keine so tiefgehenden Erfahrungen vorzuliegen wie in der Physiologie der Wirbeltiere. Darauf bezogene Erklarungen der Wirksamkeit von Insektiziden kennen wir nicht.
Aus der Toxikologie der Phosphorsaure-Esterverbindungen(Bladane, E 605 u. a.)
ist freilich schon bekannt, da13 sie am Warmbliiter die Azetylcholinesterase hemmen
konnen und damit die Wirkung der die Erregung ubertragenden Stoffe im Nervensystem zu steigern vermogen. Ob diese Wirkung auch bei Insekten eine Rolle
*) Herrn Prof. Dr. F. v . Bruchhuuaen zum 65. Geburtstag gewidmet.
l j Dumenjoz, Schweiz. Med. Wo. 1944, 952.
2) Domenjoz, Arch. exp. Path. u. Pharm. 208, 144, 1949.
3, Riemenschneider, Pharmazie 3, 506, 1948.
4) Velbinqer, Siiddt. Apoth.Ztg. 87, 220 (1947); Pharmazie 4, 165 (1949).
6, J . Hojfmncnn und Lendle, Arch. f . exp. Path. u. Pharm. 205, 223 (1948).
6 ) J. Hoffmann, Pharmazie 3, 353 (1948).
7 ) Lauger und Mitarbeiter, Helvet. Phys. Acta 3, 405 (1945).
6 ) J . D. Juduh, Brit. J. Pharm. 4, 120 (1949).
P r u f u y insektizider Stoffe auf Dehydrase-Systeme
299
spielt, ist recht fraglich, da iiber. Azetylcholin als ifibertragerstoff und uber das
Vorhandensein von Esterasen bei Insekten anscheinend nichts Sicheres bekanrit ist.
Eine andere tfberlegung schien uns fur die weitere Bearbeitung fruchtbarer.
Viele moderne Insektiziden (DDT und HCC) besitzen als Halogen-Kohlenwasserstoffe eine gewisse xhnlichkeit rnit Halogen-Essigsaureverbindungen,Reiz- und
Kampfstoffen, von welchen 3acq9) nachweisen konnte, daD sie mit SH-haltigen
Fermentsystemen reagieren und durch diesen einheitlichen ,,thiolopriven" Charakter zellschadigend wirken *) . Neuerdings hat FleckensteinlO) f iir solche Verbindungen, besonders die Halogen-Essigsaureester,gezeigt, daB sie in den geringen
Konzentrationen, in denen sie schmerz- und entziindungserregend oder zellabtotend wirken, Dehydrasesysteme blockieren. E r glaubt den spezifischen Angriffspunkt der Stoffe an diesen Stellen des intermediiren Zellstoffwechsels annehmen zu konnen.
Fleckensteinlo)11) und Mitarbeiter benutzten in den letzten Jahren fur ihre
Untersuchungen die quantitative Bestimmung der Reaktion von Triphenyltetrazoliumchlorid (,,TTC"), welches nach Kuhn und Mitarbeitern12)bei geniigendem
Vorhandensein von Wasserstoff donatoren im Gewebe rnit Hilfe von Dehydrasen
zu Triphenylformazan reduziert wird. Dieses Verfahren hat sich auch bei anderen
Fragestellungen vieler Autoren13)erneut bewahrt . Fleckenstein und Mitarbeiterll) 14)
selbst haben zuletzt noch gezeigt, daB auch Bienengifte und Schlangengifte in
spezifischen Honzentrhtionsbereichen diese Dehydrasen nu hemmen vermogen.
Wir hatten die Hoffnung, dsB vielleicht auch fur die Insektiziden hier ein typischer
Angriffspunkt im Stoffwechsel nachgewiesen werden konnte.
Zur Priifung der aufgenominenen Pragen benutzten wir die drei wichtigsten
neuen Insektizide DDT (Dichlor-diphenyl-trichlormethylmethan),HCC (Hexachlorzyklohexan) und E 605 (Diathyl-p-nitro-phenyl-monothiophosphat),
fur deren
tfberlassung wir den Herstellerfirmen, Schering, Merck und Farbwerke Elberfeld,
danken. Neben der dehydrasehemmenden Wirkung am-Proschmuskel und an der
Hefezelle untersuchten wir auch noch vergleichend die Wirkung auf das Hefewachstum und das Garungsvermogen.
I. M e t h o d i k
Die Hemmung der Dehydrasewirkung eines biologischen Substrates kann a n der Reduktion des zugesetzten farblosen TTC zu dem rotgefkrbten Triformazan quantitativ gemessen
werden mittels kolorimetrischer Bestimmung (Stufen- oder lichtelektr. Kolorimeter).
Voraussetzung dafiir ist die H e r s t e l l u n g e i n e r E i c h k u r v e mit reinem Triformazan.
*) Lendle und 8chneider (Arch. f. exp. Path. u. Pharm. 210, 119 1950), haben auch mit
HCC 1 : 10000 bis 1 : 20000 am Skelettmuskel und am glatten Muskel des Regenwurms
Erreguagen und Kontrakturzustande erzielt, die sie mit Sthungen der Restitutionsvorgiinge
im Kohlehydratstoffwechsel(nach Bacq und h7Ldsgaard) in Verbindung eu bringen geneigt sind.
") 2. M. Bucq, Arch. int. Pharm. 63, 59 (1939); Acta Biol. (Belg.) 1, 169 (1941).
, lo) A. Fleckenstein nnd Mitarbeiter, Arch. exp. Path. u. Pharm. 208, 189 (1949), 209, 235
(1950).
11) A . Fleckenstein und Mitarbeiter, Arch. exp. Path. u. Pharm. 210, 380 (1950).
12) R. Kuhn und Mitarbeiter, Ber. Dt. Chem. Ges. 74, 941, 949 (1941), 77, 591 (1944).
13) Bielig, Kausche,'Haardick, 2. f. Nat. Forsch. 4b, 80, (1949); Quadbeck, Zschr. f. physiol.
Chem. 285, 83 (1950); Neyer-Arends, Kli. Wo. 1949, S. 608.
14) A. Fleckenstein und Mitarbeiter, Arch. exp. Path. u. Pharm. 213, 1951 (im Druck).
300
Demuth und Lendle
Wir hielten uns bei unseren Versuchen an die von Fleckenstein und Mitarbeiternlo) 11)
gegebenen optimalen Bedingungen fur die Bestimmung. Da die Extraktion des im biologischen Substrat gebildeten Triformazan mittels Methanol (9fache Menge) erfolgt, mul3te
auch bei der Herstellung der Eichkurve das Triformazan in einem entsprechenden AlkoholPhosphatpuffergemisch 10 : 1 gelost werden.
Als Stammlosung wurde die Triformazankonzentration 1 : 2500 in Methylalkohol verwandt. Diese wurde weiter auf 1 : 50000 verdiinnt, indem 1 ccm Stammlosung rnit
Methylalkohol aufgefiillt wurde auf 18 corn und weiter mit Na-Phosphatpuffer (1Teil
prim. Na-Phosphat
2 Teile sek. Na-Phosphat) 0,2 mol. auf 80 ccm. In der hohen
Alkoholkonzentration fie1 ein Teil des Phosphatpuffers wieder aus und muBte abzentrifugiert werden. Die Triformazankonzentration von 1 : 50000 entspricht einem Gehalt
an Triformazan von 20 y/ccm und ist die stiirkste Konzentration, die bei einer Schichtdicke von 3 cm im Stufenophotometer noch bestimmt werden kann. Von dieser Verdiinnung wurden weitere Verdunnungen mit dem Alkohol-Pliosphatpuffergemisch (9 Teile
Alkohol und 1 Teil Phosphatpuffer) hergestellt.
Die Stammlosung wurde dreimal hergestellt und von jedem neuen Ansatz wieder 3 Versuchsreihen ausgewertet. Nach dem Mittel der insgesamt 9 Versuche wurde dann fiir die
einzelnen Triformazankonzentrationen die Kurve gezeichnet.
Herstellung des Froschmuskelbreis: Zu unseren Versuchen wurden Herbstfrosche (Temporarien und Esculenten) verwandt. Die Schenkelmuskelnder Frosche wurden
mit dem Latapie fein zermahlen. Der so erhaltene Froschmuskelbrei wurde nicht mehr gewaschen, weil nicht die Wirkung der Insektizide auf eine spezifische Dehydrase gepriift
werden sollte, sondern zunlchst einmal die Frage nach einem Angriffspunkt im Dehydrasesystem allgemein beantwortet werden sollte. Die Moglichkeit, daB nur eine bestimmte
Dehydrase gehemmt wird, wahrend die anderen keine Beeintrachtigung ihrer Funktion
zeigen, ist auch nach den Arbeiten von Fleckenstein auszuschlieBen.
Zu dem gewonnenen Froschmuskelbrei wurde die doppelte Gewichtsmenge Na-Phosphatpuffer (2 Teile sek. Phosphat und 1 Teil prim. Phosphat) 0,2 mol. und die einfache
Gewichtsmenge Na-Zitrat 0,2 mol., gelost in Phosphatpuffer, hinzugegeben und unter
kriiftigem Umriihren eine Muskelbreisuspension geschaffen. Von dieser Suspension wurden
jeweils 4 ccm in ein ReagensgIas pipettiert. Ein weiterer ccm Na-Phosphat, in dem das
entsprechende Gift in der gewiinschten Konzentration enthalten war, wurde zugesetzt.
Nach 2stiindigem Stehen im Thermostaten bei 30" kam als Reduktionsindikator 1 ccm
TTC 1 :200 in jedes Reagensglas hinzu, so daB also jedes Reagensglas 1 mg TTC pro ccm
enthielt. Nach weiteren 3 Std. im Thermostaten bei 30" wurde die Reaktion durch Zusatz
von 45 ccm Methanol (absol.) unterbrochen und das nur alkohollosliche Triformazan
extrahiert. Der alkoholuberschichtete Muskelbrei blieb die Nacht iiber in tinem dunklen
Raum stehen und wurde am nilcbsten Morgen 10 Min. lang geschiittelt. Nach Absetzen
der Muskelpartikel wurde die iiberstehende Fliissigkeit filtriert (die Absorption im Filter
ist dabei so gering, daB sie bei der Auswertung im Stufenphotometer unberiicksichtigt
bleiben kann) und ihre Extinktion im Stufenphotometer bestimmt. Die Dehydrasehemmung fur die einzelnen Giftkonzentrationen wurde als Hemmung der Triformazanbildung in % der Kontrollwerte sngegeben.
Bei der Herstellung des Ansatzes des Muskelbreis (vgl. oben) wichen wir von Fleckensteins Verfahren etwas ab. Er wog pro Reagensglas l g zerkleinerte und gewaschene
Froschmuskulatur ab und gab danach je 3 ccm Phosphatpuffer sowie 1ccm Na-Zitrat.
I n Vorversuchen hatten wir aber keine geniigende GleichmaBigkeit der Kontrollen bei
diesem Verfahren erzielt, vermutlich weil die Abwilgung des Muskels kein gleichrnafliges
Material liefert. Wir gingen daher so vor, da13 der Muskelbrei im ganzen mit Phosphatpuffer und Zitrat versetzt wurde und diese Suspension dann in die einzelnen Reagensglaser pipettiert wurde. Hierdurch fielen die Fehler, die ein nicht ganz genaues Wiegen
und ein haufiges Pipettieren mit sich bringen, fort und die Ergebnisse innerhalb einer
Versuchsreihe konnten wesentlich besser vergliohen werden.
+
PrCfung insektizider Stoffe auf Dehydraae-Systeme
301
Im Gegensatz zu Fleckenstein wurden die Versuche unter atmospharischen Bedingungen
und nicht unter SauerstoffabachluB durchgefiihrt. I n der ubrigen Literatur (Becker's),
Doerr und LCttichaulG)) wurde diese Forderung nicht aufgestellt. Es scheint auch physiologischer, die Stoffwechselvorgiingeam isolierten Muskelbrei unter aeroben Bedingungen
laufen zu lassen. Eigene orientierende Versuche ergaben die Bestiitigung, daD die Anwesenheit von Sauerstoff die Reduktionsvorgange nicht beeinfIul3t. Der Sauerstoff wurde einma1 durch basisches Pyrogallol absorbiert und in einer anderen Versuchsreihe durch
Leuchtgas verdriingt. Unterschiede gegeniiber der Triformazanbildung in einer gleichzeitig unter atmosphiirischen Bedingungen laufenden Versuchsreihe wurden nicht festgestellt.
Tabelle 1
Kontrollversuche: R e d u k t i o n von TTC d u r c h Muskeldehydrasen
Vers.-Bediugung
I
Bildung vou Triformazan in y/ccm
Bei der TTC-Reduktionsmethode scheint der SauerstoffabschluD nicht so dringend
weil die losliche Leukoform
erforddich wie bei der Methylenblau-Reduktionsmethode,
des Methylenblaus leichter reoxydabel ist als das in unloslicher Form ausfallende Triformazan.
11. Versuche a m Froschmuskelbrei
Die Ermittlung der hemmenden Wirkung von Insektiziden auf Dehydrasen erfolgte
am Froschmuskelbrei, dem in der beschriebenen Weise steigende Giftkonzentrationen
zugesetzt worden waren. Jede Konzentration wurde in je 3 Versuchen gepriift. Die folgenden Tabellen geben die GroDe der TriformazanbiIdung in Gamma pro 1 ccm Muskelbrei
an und die Hemmung in Prozent, bezogen auf die zugehorigen Kontrollen. Es wurden
diejenigen Konzentrationen gesucht, die mindestens 40-50% der Dehydrasentiitigkeit
hemmten. Das HCC wurde gepriift als reine Gammafraktion und als technisches Produkt
mit etwa 13% Gammafraktion.
Tabelle 2
Dehydrasehemmung d u r c h D D T a m Muskelbrei
Konzentration
1
7,14
2,83
3,54
4,17
5,14
Kontrolle
1 : 500
1 : 1000
1 : 5000
1 : 10000
1
I Bildung von Triformazan in ylccm I
2
7,42
3,04
3,78
0 8
6,90
I :%
3
3;,
Hemmung in %
mittel
1
60,4
50,4
41,6
27,9
61
29,o
25,5
Tabelle 3
Dehydrasehemmung d u r c h techn. HCC a m Muskelbrei
Konzentration
I Bildung von Triformazan in y/ccm I
l5) Becker, Arch. f . exp. Path. u. Pharm. 207, 109
la) Doerr und LGtttiChau, Kli. Wo. 1949, S. 754.
Hemmung in %
(1949).
60,l
49,3
43,l
27,5
302
Demuth und Lendle
Tabelle 4
Hemmung d e r Muskeldehydrasen d u r c h y-HCC
Konzentratibn
I Bildung von Triformazari in y/ccm I
Hemmung in %
Die Tabellen 2-5 bringen das Zahlenmaterial, aus welchem die folgenden Grenzwerte
der Wirksamkeit vergleichend zusammengestellt werden konnen, wobei mehr als 40%
Hemmung fur die Festlegung des Grenzwertes gefordert wurde.
DDT
1 : 5000
techn. HCC
1 : 10000
y-HCC
1 : 5000
E605 mehr als 1 :500.
Bei diesen Versuchsergebnissen fallt die geringe Wirksamkeit von E 605 auf, welches
bei Insekten sonst vie1 toxischer ist als die anderen Mittel. Seine fermenthemmende Konzentration liegt auch praktisch ganz auBerhalb des Bereiches der sonst wirksamen Konzentrationen dieses Stoffes. Auffallend ist ferner die Tatsache, da13 bei diesen Versuchen
das techn. HCC wirksamer war als das 7-HCC, dem in1 allgemeinen fur die Insektizidenwirkung ein groBerer Wert zugeschrieben wird als dem technischen Gemisch.
Bei Betrachtung der Konzentrationsabhiingigkeit der Hemmung lafit sich mit der
Dosensteigerung eine zunehmende Wirkung feststellen, die wohl nicht linear ist, aber auch
nicht so tgpisch einer Adsorptionsisotherme entspricht, wie dies Pleckenstein und Mitarbeiter bei ihren Bienengiftversuchen gefunden hatten. Sie hatten beobachtet, daB
kleine Mengen relativ stark wirken und daR mit zunehmender Konzentration kein wesentlicher Zusatz an Hemmung mehr erzielt wird.
Tabelle 5
Dehydrasehemmung d u r c h E 6 0 5 a m Muskelbrei
Konzentration
1 Bildung von Triformazan in y/eem 1
Hemmung in %
111. Versuche a n Hefesuspensionen
Um beurteilen zu konnen, ob eine partielle Hemmung der Dehydrasen fur die Lebensfkhigkeit der Zellen schon eine Bedeutung besitzt, schlossen wir hier Versuche mit Hefezellen (Backerhefe) an, bei denen auBer der Dehydrasewirkung auch das Garvermogen
und die Entwicklungsfahigkeit der Zellen unter steigenden Konzentrationen der Insektizide
gepriift werden konnte.
A. Methodik
Fur die Hefeversuche mogen zunachst einige methodische Bedingungen besonders erwahnt werden: Als Nahrboden wurde sowohl fur die Garungs- als auch fur die Vermehrungsversuche der Hennebergsche Nahrboden 3 benutzt:
Priifung insektizider Stoffe auf Dehydrase-Systtme
303
Pepton
5g
KH,PO,
5g
MgSO, 7Hp0 2 g
Soda
5g
Saccharose
150 g
auffullen mit Aqua dest. auf 1000 cm3.
Mit diesem Niihrboden wurde eine Hefesuspension 1 : 5000 hergestellt.
Zu rein orientierenden Versuchen diente die Prufung der Garung in den Einhornschen
Gilrrohrchen. Hiermit wurde die Giftkonzentration ermittelt, die noch gerade ein Zustandekommen der Gilrung zulieB. Von diesem Schwellenwert ah wurden die Hemmungsergebnisse durch Ausziihlung genau festgestellt.
Einhrn-Rohrchen und Reagensglaser, aus denen die Hefezellenausziihlung vorgenommen wurde, erhielten einen Wattestopfen als AbschluB gegen die AuDenwelt und blieben
24 Std. im Thermostaten bei 28"C.
+
Ausziihlung : Aus den Reagensrohrchen, in denen die Hefe anfangs in der oben angegebenen Konzentration (1 : 5000) vorhanden war, wurden 2 ccm entnommen, nachdem vorher gut durchgeschuttelt war, und mit 0,66 ccm Schwefelsiiure (10%) versetzt
(1/3 der entnommenen Hefesuspension). Der Vorteil des Siiurezusatzes liegt darin, da13
die Hefezellen nicht mehr so stark zusammenbacken und die Genauigkeit der Ziihlung
dadurch erhoht wird. Ausgeziihlt wurde in der T h a s s c h e n Zihlkammer, und zwar
alle Felder. Das Ergebnis muDte dann mit 40/3 multipliziert werden (mit 10, um den
Gehalt an Hefezellen in 1cm zu erhalten, und rnit 4/3, um die Verdunnung durch die
Schwefelsiiure wieder auszugleichen).
Als Wachstumshemmung wurde das Verhaltnis der Hefezellen im vergifteten Ansatz
zu der Zahl der Hefezellen im Kontrollversuch in yoHemmung angegeben.
Dehydrasehemmung bei Blickerhefe: Wie bei den Giirungs- und Vermehrungsversuchen wurde auch zum Zweck der Reduktionsprufung der Hennebergsche Niihrboden 3
verwandt. Im Gegensatz zu den GBrungs- und Vermehrungsversuchen muBte hier aber
eine stiirkere Hefezellensuspension angesetzt werden, weil die Hefezellensuspension
1 : 5000 eine zu geringe Reduktionskraft besab, um geniigend TTC zu Triformazan fur
eine quantitative Auswertung zu reduzieren.
Jedes Reagensglas einer Versuchsreihe erhielt darum 3,5 ccm einer Hefesuspension
1 : 350. Ein weiteres ccm Nilhrlosung enthielt die entsprechende Giftkonzentration. Nach
einer Einwirkungszeit von 2% Std. im Thermostaten bei 28" m j d e jedem Rahrchen
1/2 ccm TTC 1 : 300 zugegeben. Demnach betrug die Endkonzentration von Hefe 1 : 500,
die von TTC 1 : 3000 (die Endkonzentration von 1 : 1000fur TTC, wie sie bei den Muskelversuchen Anwendung fand, erwies sich als toxisch, die Garung unterblieb). Nach einer
Zeit von 20 Std. im Thermostaten bei 28" wurde die Reaktion mit der Sfachen Menge
= 45 ccm Methylalkohol unterbrochen, das Triphenylformazan ansgeschiittelt und im
Stufenphotometer nach vorheriger Filtration quantitativ bestimmt.
B. D eh y d r a s e hem m ung
Von den Insektiziden wurden hier nur HCC in Priifung genommen, und zwar die
y-Fraktion und das technische Praparat. Die verwendete Hefesuspension war 1 : 500.
Die Ergebnisse in Tabelle 6 und 7 zeigen, daI3 das technische HCC rnit 1 : 10000 und
y-HCC mit 1 : 750, das letztgenannte also erst mit mehr als lOfach hoherer Konzentration, hemmend wirken. Diese geringere Wirksamkeit der reinen y-Fraktion konnte auf
ihrer geringeren Loslichkeit beruhen. Es gelang schon nur, so hohe Konzentrationen als
milchjge Suspensionen unter Mitwirkung von Alkohol 10% herzustellen. Kontrollversuche mit. Alkohol ergaben in Doppelversuchen mit 5% erst eine Hemmung um 8,5%
17)
Riemenschneider, 2. Beiheft 1. Erg.-Bd. d. Pharmazie 194'7.
304
D e m u t h und Lendle
und mit
Alkohol um 73%. Ein Alkoholfehler liegt bei iinseren Versuchen also vermutlich nur fur die hoheren Konzentrationen (1 : 500 bis 1 : 750) vor, denn die Losung
1 : 500 war nur mit 10% Alkoholzusatz moglich. Solche Alkoholkonzentrationen hemmen
aber die Dehydrasen schon zu 80%. Es kann also angenommen werden, daB y-HCC selbst
mit 1 : 500 noch nicht wesentlich schadigte. Die hohere Toxizitat des technischen Produktes beruht vielleicht auf seinem Anteil an einer y-Fraktion, von der Riemenschneider
auch schon an Hefezellen eine starkere schidigende Wirksamkeit beschrieben hatte.
Verglichen mit den Versuchen am Muskelbrei ist hier auffallend, daR an der Hefe nur
die y-Fraktion
so wirksam ist, wahrend das technische Prlparat unverandert wirkSam blieb.
Konzentration
Kontrolle
1 : 500
1 : 2000
1 : 5000
1 : 10000
1 : 15000
1 : 20000
1 : 25000
1 : 30000
Konzentration
Kontrolle
1 : 500
1 : 750
1 : 1000
1 : 2000
Hemmung in %
Bildung von Triformaaan in y/ocm
1
10
1
2
9,53
1,25
2
86.9
79,7
1,92
6,25
6,06
6,45
6,66
8,34
10,o
1
37,5
39,4
35,5
33,4
16,6
0
742
Hemmung in %
Bildung von Triformazan in y/ccm
1
9,53
1,67
2;s'
10,5
i
1
2
938
1,74
64;:
10.0
0
II
1
2
80,25
56,O
30,O
81,4
52,5
33,2
-
-
C. G a r - und Wachstumshemmung
Die Beeinflussung des Garvermogens und Wachstums von Hefezellen wurde fur die
3 Insektizide bei Benutzung von Zellsuspensionen 1 : 5000 gepriift. Einzelangaben uber
Versuchsergebnissefinden sich bei Demuth18).Hier seien nur kurz die hemmenden Grenzkonzentrationen zum Vergleich zusammengestellt (Tab. 8). In der Tabelle sind nicht mit
aufgenommen die Ergebnisse einiger Versuche rnit y-HCC, das in Suspensionen 1 : 5000,
also weit iiber die Liislichkeitsgrenze, noch nicht sicher hemmte. Auch hier erwies sich
also, wie bei der Dehydrasehemmung, das technische HCC als wirksamer.
Die Vergleichung der gewonnenen Zahlenwerte lLRt folgende Schliisse ableiten: Die
Hemmwirkung ist auf Gar- und SproBvermogen bei allen Stoffen gleich groB, auf die
Zellvermehrung aber 2-3mal starker; nur DDT, das selbst keine starke Wirkung besitzt,
zeigte keinen Unterschied. Auch E 605 war auffallend schwach wirksam. Gegenuber der
dehydrasehemmenden Wirkung ist die Beeinflussung der Lebensfahigkeit der Hefe
(Giirung und Vermehrung) bei HCC schon mit 3-5fach geringeren Konzentrationen zu
erreichen, d. h. die Dehydrasehemmung ist wohl nicht der entscheidende AngrZfspunkt
fur die Zellschadigung durch die Insektizide. Immerhin kann sie beteiligt sein. Es ist ja
auch auffallend, daI3 das Verhaltnis der Dehydrasehemmung zur Zellschadigung, gemessen
an den Konzentrationen, bei y- und techn. HCC (1 : 10)das gleiche ist.
1s)
Demuth, Inaug. Diss. Gottingen 1952.
Pr6fung insektizider Stof f e auf Dehydrase-Systeme
305
Tabelle 8
Hemmende K o n z e n t r a t i o n e n a n Hefezellen
Staff
DDT
E 605
techn. HCC
Stoffe
Garung
1 : 5000
1 : 5000
1 : 25-30000
Sprossung
> 1 : 5000
> 1 : 5000
1 : 25-35000
1
-
Zellvermehrung
1 : 5000
1 : 15000
1: 55-60000
GBrungund ZellverSprossnng mehrung
und Lendk5), Schneider20)ermittelt und zuletzt am isolierten Ganglien-Muskelpraparat
~ ) .diese aquieffektiven Grenzkonzentrationen seien
des Gelbbrandkafers ( K r ~ p p ) ~Alle
in Tabelle 9 zusammengefaat und mit unseren neu gewonnenen Werten fur die Dehydrasehemmung verglichen, um die Frage der spezifischen Bedeutung der Fermentschadigung
noch einmal zu diskutieren.
Die Tabellenwerte lassen fur verschiedene Tierarten eine unterschiedliche Empfindlichkeit erkennen, uber die an anderer Stelle schon diskutiert wurde. Die von uns gefundenen
hemmenden Konzentrationen fur Muskel- und Hefedehydrasen liegen meist weit oberhalb
der Konzentrationen, die an Muckenlarven oder Ganglienpraparaten des Gelbbrandkafers
fur eine todliche Vergiftung oder Erregungsauslosung genugten. Sie fallen aber in den
Bereich der an Daphnien und Wurmmuskulatur wirksamen Konzentrationen, so dal3 man
vielleicht annehmen kann, daB diese in weniger spezifischer Weise geschadigt werden als
die Insekten. Bei den hoher differenzierten Wirbeltierlarven (Baulquappen) scheint die
Giftempfindlichkeit auch hoher zu sein als die ToxiziKat fur Dehydrasen.
Wir konnen also nach diesem Gesamtuberblick nicht in der Schiidigung der Dehydrasesysteme einen spezifischen Angriffspunkt der Insektizide erblicken, wie es Fleckenstein
und Mitarbeiter fur die Wirkung von Schlangen-und Bienengiften wahrscheinlich machten.
Unsere Versuche bediirfen aber noch. einer Nachpriifung an Dehydrasen des Insektenmuskels selbst.
19)
20)
21)
Lendle und Schneider, Pharmazie 5, 382 (1950).
L. Lendle und H . H . h'chneider, Arch. f. exp. Path. u. Pharm. 210, 119, 1950.
Krupp, Iuaug. Dim. Gottingen 1951.
Arch. 284.156. Heft 516
99
l Y
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