Ротенон: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Строка 165: Строка 165:
Раньше было известно, что н[[Нейротоксин|ейротоксин]] [[МФТП]] вызватл симптомы, подобные болезни Паркинсона (у человека и других приматов, но не у крыса), прерывая электрон-транспортную цепь комплексе I  и убивая дофаминергические нейроны чёрной субстанции. Однако, в дальнейших исследованиях с участием МФТП не удалось показать развитие [[Тельца Леви|тельцами Леви]], ключевого компонента болезни Паркинсона. Таким образом, механизм действия МФТП и как он относится к болезни Паркинсона до конца не изучен. Из-за этих событий, ротенон исследовался как вещество, способное вызывать болезнь Паркинсона. Как МФТП так и ротенон являются [[Липофильность|липофильными]] молекулами и могут пересечь [[Гемато-энцефалический барьер|гематоэнцефалический барьер]].
Раньше было известно, что н[[Нейротоксин|ейротоксин]] [[МФТП]] вызватл симптомы, подобные болезни Паркинсона (у человека и других приматов, но не у крыса), прерывая электрон-транспортную цепь комплексе I  и убивая дофаминергические нейроны чёрной субстанции. Однако, в дальнейших исследованиях с участием МФТП не удалось показать развитие [[Тельца Леви|тельцами Леви]], ключевого компонента болезни Паркинсона. Таким образом, механизм действия МФТП и как он относится к болезни Паркинсона до конца не изучен. Из-за этих событий, ротенон исследовался как вещество, способное вызывать болезнь Паркинсона. Как МФТП так и ротенон являются [[Липофильность|липофильными]] молекулами и могут пересечь [[Гемато-энцефалический барьер|гематоэнцефалический барьер]].


В 2010 году было опубликовано исследование, детально изучившее развитие симптомов болезни Паркинсона у мышей после длительного внутрижелудочного приема низких доз ротенона. Концентрации в центральной нервной системе были ниже предела обнаружения приборов, но все равно индуцировали развитие патологии болезни Паркинсона.
В 2010 году было опубликовано исследование, детально изучившее развитие симптомов болезни Паркинсона у мышей после длительного внутрижелудочного приема низких доз ротенона. Концентрации в центральной нервной системе были ниже предела обнаружения приборов, но все равно индуцировали развитие патологии болезни Паркинсона<ref>{{cite journal | doi = 10.1371/journal.pone.0008762 | pmc = 2808242 | url = http://precedings.nature.com/documents/3352/version/3 | pmid = 20098733 | title = Progression of Parkinson's Disease Pathology Is Reproduced by Intragastric Administration of Rotenone in Mice | year = 2010 |author=Pan-Montojo, Francisco; Anichtchik, Oleg; Dening, Yanina; Knels, Lilla; Pursche, Stefan; Jung, Roland; Jackson, Sandra; Gille, Gabriele; Spillantini, Maria Grazia | journal = PLoS ONE | volume = 5 | issue = 1 | pages = e8762 | editor1-last = Kleinschnitz | editor1-first = Christoph }}</ref>
.


В 2011 году национальный институт исследования здравоохранения США показал связь между использованием ротенона и болезнью Паркинсона у сельскохозяйственных рабочих.
В 2011 году национальный институт исследования здравоохранения США показал связь между использованием ротенона и болезнью Паркинсона у сельскохозяйственных рабочих<ref name="Tanner 2011">{{cite journal
| doi = 10.1289/ehp.1002839
| issn = 0091-6765
| author =Tanner Caroline M. Freya Kamel, G. Webster Ross, Jane A. Hoppin, Samuel M. Goldman, Monica Korell, Connie Marras, Grace S. Bhudhikanok, Meike Kasten, Anabel R. Chade, Kathleen Comyns, Marie Barber Richards, Cheryl Meng, Benjamin Priestley, Hubert H. Fernandez, Franca Cambi, David M. Umbach, Aaron Blair, Dale P. Sandler, J. William Langston
| title = Rotenone, Paraquat and Parkinson’s Disease
| journal = Environmental Health Perspectives
| accessdate = 2011-02-14
| year = 2011
| url = http://ehp03.niehs.nih.gov/article/fetchArticle.action?articleURI=info%3Adoi%2F10.1289%2Fehp.1002839
| pmid = 21269927
| pmc = 3114824
| volume = 119
| issue = 6
| pages = 866–72
}}</ref>.
==Случаи использования==
== См. также ==
*[[НАДН-дегидрогеназный комплекс]]


== Примечания ==
== Примечания ==

Версия от 14:21, 27 декабря 2015

Ротенон
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 ​(2R,6aS,12aS)​-​1,2,6,6a,12,12a-​гексагидро-​2-​изопропенил-​8,9-​диметоксихромено[3,4-​b]фуро​(2,3-​h)​хромен-​6-​он
Хим. формула C23H22O6
Физические свойства
Состояние Твёрдый кристалл, от бесцветного до красного, без запаха[1]
Молярная масса 394,42 г/моль
Плотность 1,27 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 165 - 166 °C
 • кипения 210 - 220 (при 0,5 мм. рт. ст.) °C
Давление пара <0.00004 мм. рт. ст.[1]
Химические свойства
Растворимость
 • в воде Растворим в простых эфирах и ацетоне, слабо растворим в этаноле
Классификация
Рег. номер CAS 83-79-4
PubChem 6758
Рег. номер EINECS 201-501-9
SMILES
 
InChI
 
RTECS DJ2800000
ChEBI 28201
ChemSpider 6500
Безопасность
ЛД50 60 мг/кг (орально, крыса)
132 мг/кг (орально, крыса)
25 мг/кг (орально, крыса)
2.8 мг/кг (орально, мышь)[1]
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Ротенон — сложный изофлавоноид без цвета и запаха, который используется как инсектицид, рыбий яд и пестицид широкого спектра. Он встречается в природе в семенах и стеблях некоторых растений, например в Pachyrhizus erosus и в корнях нескольких представителей семейства Бобовые. Это первый описанный член семейства химических веществ, называемых ротеноиды.

Открытие

Самое раннее упоминание о ротенон-содержащих растениях, которые использовались для борьбы с гусеницами, относится к 1848 году, а до этого эти же растения использовались индейцами Южной Америки для убийства рыбы[2]. Действующее вещество было выделено в 1895 году французским ботаником, Эммануэлем Жоффруа, который назвал его никоулин, в честь экземпляра Robinia nicou, ныне назывемой Lonchocarpus nicou, которую он описал, путешествуя по французской Гвиануе[3]. Он написал об этом исследовании в своей диссертации, опубликованной посмертно в 1895 после его гибели от неизвестного паразитарного заболевания[4]. В 1902 году японский химик Нагаи Нагаёши выделил чистое, кристаллическое вещество из Derris elliptica, которое он назвал ротенон, по японскому имени растения — ротен. В 1930 было установлено, что никоулин и ротенон химически идентичны[5].

Использование

Ротенон используется как пестицид, инсектицид и рыбий яд[6]. Он доступпен коммерчески под именами кубе, туба или деррис, в чистом виде или в комбинации с другими инсектицидами[7]. В Соединённых штатах и Канаде было прекращено любое использование ротенона, кроме тех случаев, когда он применяется как рыбий яд[8][9]. Так, правительственные агентства используют его для убийства рыбы в реках и озёрах США с 1952 года[10].

Исторически ротенон использовался коренными народами Южной Америки для ловли рыбы. Как правило корень ротенон-содержащего растения из семейства Бобовые перетирается и бросается в воду. После того, как ротенон ингибирует клеточное дыхание, мёртвая или оглушённая рыба поднимается на поверхность, где её легко собирать.

Небольшие дозы ротенона используются ихтиологами для изучения биоразнообразия морских рыб и сбора скрытых или хорошо прячущихся рыб, которые составляют важную часть берегового сообщества. Ротенон наиболее эффективен и доступен, к тому же он требуется в совсем небольших количествах. Его влияние на окружающую среду минимально и быстро проходит[11].

Также ротенон в виде порошка используется для лечения чесотки и вшей у людей и паразитических клещей у кур, сельскохозяйственных и домашних животных.

Порошкообразный ротенон как пестицид длительное время использовался для органического садоводства[12] и ухода за садом. Обладая не селективным действием он убивает колорадского жука, козявок, земляных блошек, гусениц белянок, малинного жука, трещалок и большинство других членистоногих. Он быстро биоразлагается при температуре около 25 °С, так что отрицательное влияние на экологию минимально. Лёгкая обсыпка листьев позволяет держать вредителей под контролем несколько дней.

Механизм действия

Ротенон подавляет электрон-транспортную цепь митохондрий. Онблокирует перенос электрона с железосерного кластера в комплексе I на убихинон[7]. Из-за того, что комплекс I передать электроны убихинону, возникает избыток электронов в форме НАДН в матриксе митохондрий. В результате кислород восстанавливается до радикалов (активные формы кислорода), которые повреждают ДНК и другие компоненты митохондрии[13].

Ротенон-содержащие растения

Ротенон получают экстракцией из корней и стеблей нескольких тропических и субтропических видов растений, но преимущественной из растений рода Lonchocarpus или Derris.

Некоторые ротенон-содержащие растения:

Токсичность

Согласно Всемирной организации здравоохранения ротенон относится к умеренно опасным веществам[18]. Он слабо токсичен для людей и других млекопитающих, но черезвычайно токсичен для насекомых и водных обитателей, включая рыб. Повышенная токсичность для рыб и насекомых объясняется тем, что липофильный ротенон легче попадает в организм через жабры или трахеи чем через кожу или пищеварительный тракт. Показано in vitro, что ротенон токсичен для эритроцитов[19].

Наименьшая летальная доза для ребёнка составляет 143 мг/кг. Случаи смертельного отравления людей ротеноном крайне редки, поскольку его раздражающее действие вызывает рвоту[20]. Умышленное поглощение ротенона может быть смертельным[21].

Ротенон разлагается на солнечном свету и на открытом воздухе активен всего шесть дней[22]. Он окисляется до ротенолона, который на порядок менее токсичен чем ротенон. В воде скорость разложения зависит от нескольких факторов, включая температуру, pH, жёсткость воды и солнечный свет. Время полураспада в естественных водоёмах варьирует от 12 часов при 24 °C до 3,5 дней при 0 °C[23].

Болезнь Паркинсона

В 2000 году поступило сообщение, что ротенон является причиной развития симптомов, аналогичным болезни Паркинсона. Ротенон непрерывно применяется в течение пяти недель ввиде смесей с ДМСО и ПЭГ, чтобы усилить проникновение в ткани и вводился в яремную Вену. Исследователи не заявляли, что взаимодействие с ротеноном ведёт к развитию Паркинсона у людей, но согласуется данными, что хроническое воздействие токсинов окружающей среды повышает вероятность заболевания.

Кроме того, исследования на культуре крысиных нейронах и микроглии показали, что низкие дозы ротенона (меньше 10 нМ) индуцируют окислительные повреждения и гибель дофаминергических нейронов, а именно эти нейроны в черной субстанции погибают при болезни Паркинсона. В другом исследовании, также описано токсическое действие ротенона при низких концентрациях (5 нМ) в дофаминергических нейронах мозга крыс  Токсичность усугубляется дополнительным стрессовым фактором – повышенной внутриклеточной концентрации кальция, что послужило дополнительным подтверждением гипотезы о смерти дофаминэргических нейронов.

Раньше было известно, что нейротоксин МФТП вызватл симптомы, подобные болезни Паркинсона (у человека и других приматов, но не у крыса), прерывая электрон-транспортную цепь комплексе I  и убивая дофаминергические нейроны чёрной субстанции. Однако, в дальнейших исследованиях с участием МФТП не удалось показать развитие тельцами Леви, ключевого компонента болезни Паркинсона. Таким образом, механизм действия МФТП и как он относится к болезни Паркинсона до конца не изучен. Из-за этих событий, ротенон исследовался как вещество, способное вызывать болезнь Паркинсона. Как МФТП так и ротенон являются липофильными молекулами и могут пересечь гематоэнцефалический барьер.

В 2010 году было опубликовано исследование, детально изучившее развитие симптомов болезни Паркинсона у мышей после длительного внутрижелудочного приема низких доз ротенона. Концентрации в центральной нервной системе были ниже предела обнаружения приборов, но все равно индуцировали развитие патологии болезни Паркинсона[24] .

В 2011 году национальный институт исследования здравоохранения США показал связь между использованием ротенона и болезнью Паркинсона у сельскохозяйственных рабочих[25].

Случаи использования

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0548 (англ.). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  2. ↑ Metcalf RL. The Mode of Action of Organic Insecticides. — National Research Council, Washington DC, 1948.
  3. ↑ Ambrose Anthony M. Harvey B. Haag (1936). "Toxicological study of Derris". Industrial & Engineering Chemistry. 28 (7): 815—821. doi:10.1021/ie50319a017.
  4. ↑ Useful tropical plants. ASNOM (2 января 2008). Дата обращения: 16 марта 2008.
  5. ↑ La Forge F. B. Haller H. L. Smith L. E. (1933). "The Determination of the structure of rotenone". Chemical Reviews. 18 (2): 181—213. doi:10.1021/cr60042a001.
  6. ↑ Peter Fimrite. Lake poisoning seems to have worked to kill invasive pike. San Francisco Chronicle (2 октября 2007).
  7. ↑ 1 2 Hayes WJ. Handbook on Pesticides, Volume 1. — Academic Press, 1991. — ISBN 0-12-334161-2.
  8. ↑ Reregistration Eligibility Decision for Rotenone, EPA 738-R-07-005, March 2007, United States Environmental Protection Agency
  9. ↑ Re-evaluation Note: Rotenone (REV2008-01, 29 January 2008), Consumer Product Safety, Health Canada
  10. ↑ Schmidt, Peter One Strange Fish Tale. The Chronicle of Higher Education (28 февраля 2010). Дата обращения: 24 сентября 2015.
  11. ↑ Robertson, D. Ross; Smith-Vaniz, William F. (2008). "Rotenone: An Essential but Demonized Tool for Assessing Marine Fish Diversity". BioScience. 58 (2): 165. doi:10.1641/B580211.
  12. ↑ Effects of Rotenone, a commonly-used organic pesticide on mitochondrial complex 1 function and altered immune responses. University of Massachusetts Center for Agriculture. Дата обращения: 10 февраля 2014.
  13. ↑ Mehta, Suresh Neuroprotective role of mitochondrial uncoupling protein 2 in cerebral stroke. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. Дата обращения: 14 апреля 2014.
  14. ↑ 1 2 Fang N, Casida J (1999). "Cubé resin insecticide: identification and biological activity of 29 rotenoid constituents". J Agric Food Chem. 47 (5): 2130—6. doi:10.1021/jf981188x. PMID 10552508.
  15. ↑ Coates Palgrave, Keith. Trees of Southern Africa. — Struik, 2002. — ISBN 0-86977-081-0.
  16. ↑ Nellis, David N. (1994). Seashore plants of South Florida and the Caribbean. Pineapple Press. 160 p.
  17. ↑ Barton D, Meth-Cohn O. Comprehensive Natural Products Chemistry. — Pergamon, 1999. — ISBN 0-08-091283-4.
  18. ↑ IPCS, International Programme on Chemical Safety; United Nations Environment Programme; International Labour Organization; World Health Organization. The WHO Recommended Classification of Pesticides by Hazard. — World Health Organization, 2007. — ISBN 92-4-154663-8.
  19. ↑ Lupescu, Adrian; Jilani, Kashif; Zbidah, Mohanad; Lang, Florian (October 2012). "Induction of apoptotic erythrocyte death by rotenone". Toxicology. 300 (3): 132—7. doi:10.1016/j.tox.2012.06.007. PMID 22727881.
  20. ↑ "Rotenone". Pesticides News. 54: 20—21. 2001.
  21. ↑ Wood DM, Alsahaf H, Streete P, Dargan PI, Jones AL (June 2005). "Fatality after deliberate ingestion of the pesticide rotenone: a case report". Critical Care. 9 (3): R280—4. doi:10.1186/cc3528. PMC 1175899. PMID 15987402.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  22. ↑ Vitax Safety Data Sheet for Derris dust, revised October 1998
  23. ↑ "Rotenone. A Brief Review of its Chemistry, Environmental Fate, and the Toxicity of Rotenone Formulations" (PDF). {{cite journal}}: Cite journal требует |journal= (справка); line feed character в |title= на позиции 71 (справка)
  24. ↑ Pan-Montojo, Francisco; Anichtchik, Oleg; Dening, Yanina; Knels, Lilla; Pursche, Stefan; Jung, Roland; Jackson, Sandra; Gille, Gabriele; Spillantini, Maria Grazia (2010). Kleinschnitz, Christoph (ed.). "Progression of Parkinson's Disease Pathology Is Reproduced by Intragastric Administration of Rotenone in Mice". PLoS ONE. 5 (1): e8762. doi:10.1371/journal.pone.0008762. PMC 2808242. PMID 20098733.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  25. ↑ Tanner Caroline M. Freya Kamel, G. Webster Ross, Jane A. Hoppin, Samuel M. Goldman, Monica Korell, Connie Marras, Grace S. Bhudhikanok, Meike Kasten, Anabel R. Chade, Kathleen Comyns, Marie Barber Richards, Cheryl Meng, Benjamin Priestley, Hubert H. Fernandez, Franca Cambi, David M. Umbach, Aaron Blair, Dale P. Sandler, J. William Langston (2011). "Rotenone, Paraquat and Parkinson's Disease". Environmental Health Perspectives. 119 (6): 866—72. doi:10.1289/ehp.1002839. ISSN 0091-6765. PMC 3114824. PMID 21269927. Дата обращения: 14 февраля 2011.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)

Внешние ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Ротенон&oldid=75355100