Pyréthroïde - Pyrethroid

Un pyréthrinoïde est un composé organique similaire aux pyréthrines naturelles , qui sont produites par les fleurs de pyrèthre ( Chrysanthemum cinerariaefolium et C. coccineum ). Les pyréthroïdes sont utilisés comme insecticides commerciaux et domestiques .

Dans les concentrations domestiques, les pyréthroïdes sont généralement inoffensifs pour l'homme. Cependant, les pyréthroïdes sont toxiques pour les insectes tels que les abeilles , les libellules , les éphémères , les taons et certains autres invertébrés , y compris ceux qui constituent la base des réseaux trophiques aquatiques et terrestres . Les pyréthroïdes sont toxiques pour les organismes aquatiques, y compris les poissons. Il s'est avéré efficace pour lutter contre le paludisme grâce à des applications intérieures.

Mode d'action

Les pyréthroïdes sont des excitotoxines axoniques , dont les effets toxiques interviennent en empêchant la fermeture des canaux sodiques voltage-dépendants dans les membranes axonales . Le canal sodium est une protéine membranaire avec un intérieur hydrophile . Cet intérieur est façonné précisément pour permettre aux ions sodium de traverser la membrane, d'entrer dans l'axone et de propager un potentiel d'action . Lorsque la toxine maintient les canaux dans leur état ouvert, les nerfs ne peuvent pas se repolariser , laissant la membrane axonale dépolarisée en permanence , paralysant ainsi l'organisme. Les pyréthroïdes peuvent être combinés avec le synergiste butoxyde de pipéronyle , un connu inhibiteur de clés microsomal cytochrome P450 enzymes de métabolisation du pyréthroïde, ce qui augmente son efficacité (létalité). Il est probable qu'il existe également d'autres mécanismes d'intoxication. On pense que la perturbation de l' activité neuroendocrinienne contribue à leurs effets irréversibles sur les insectes, ce qui indique une action des pyréthroïdes sur les canaux calciques voltage-dépendants (et peut-être d'autres canaux voltage-dépendants plus largement).

Chimie et classification

Les pyréthroïdes sont principalement définis comme des pyréthroïdes en fonction de leur action biologique, car ils n'ont pas de structures chimiques communes. Ils contiennent souvent des dérivés d'acide 2,2-diméthylcyclopropanecarboxylique, comme l' acide chrysanthémique , qui est estérifié avec un grand alcool . Le cyclopropyle n'est pas présent dans tous les pyréthroïdes. Le fenvalérate , qui a été développé en 1972, en est un exemple et a été le premier pyréthroïde sans groupe cyclopropyle. Le fenvalérate possède également un groupe -cyano . Les pyréthroïdes dépourvus de ce groupe α-cyano sont souvent classés comme pyréthroïdes de type I et ceux qui en contiennent sont appelés pyréthroïdes de type II . Certains pyréthroïdes, comme l' étofenprox , n'ont pas la liaison ester trouvée dans la plupart des pyréthroïdes et ont une liaison éther à sa place. Le silafluofène est également classé comme pyréthroïde et contient un atome de silicium à la place d'un ester. Les pyréthroïdes ont souvent des centres chiraux et seuls certains stéréoisomères fonctionnent efficacement comme insecticides .

Exemples

Effets environnementaux

Les pyréthroïdes sont toxiques pour les insectes tels que les abeilles , les libellules , les éphémères , les taons et certains autres invertébrés , y compris ceux qui constituent la base des réseaux trophiques aquatiques et terrestres . Ils sont toxiques pour les organismes aquatiques, y compris les poissons.

Biodégradation

Les pyréthroïdes sont généralement brisés par la lumière du soleil et l'atmosphère en un ou deux jours, mais lorsqu'ils sont associés aux sédiments, ils peuvent persister pendant un certain temps.

Les pyréthroïdes ne sont pas affectés par les systèmes de traitement secondaire conventionnels dans les installations municipales de traitement des eaux usées . Ils apparaissent dans les effluents, généralement à des niveaux mortels pour les invertébrés.

Sécurité

Humains

L'absorption des pyréthrinoïdes peut se produire par voie cutanée, par inhalation ou par ingestion. Les pyréthroïdes ne se lient souvent pas efficacement aux canaux sodiques des mammifères . Ils sont également peu absorbés par la peau et le foie humain est souvent capable de les métaboliser de manière relativement efficace. Les pyréthroïdes sont donc beaucoup moins toxiques pour l'homme que pour les insectes.

Il n'est pas bien établi si l'exposition chronique à de petites quantités de pyréthroïdes est dangereuse ou non. Cependant, de fortes doses peuvent provoquer une intoxication aiguë, qui met rarement la vie en danger. Les symptômes typiques comprennent des paresthésies faciales , des démangeaisons, des brûlures, des étourdissements, des nausées, des vomissements et des cas plus graves de contractions musculaires. Une intoxication grave est souvent causée par l'ingestion de pyréthroïdes et peut entraîner divers symptômes comme des convulsions, un coma , des saignements ou un œdème pulmonaire . Il existe une association entre les pyréthroïdes et un développement socio-émotionnel et langagier précoce plus faible.

Autres organismes

Les pyréthroïdes sont très toxiques pour les chats , mais pas pour les chiens . L'empoisonnement chez les chats peut entraîner des convulsions, de la fièvre, une ataxie et même la mort. L' intoxication peut se produire si pyréthroïdes contenant le traitement aux puces produits, qui sont destinés pour les chiens, sont utilisés sur les chats. Les foies des chats détoxifient moins bien les pyréthroïdes par glucuronidation que les chiens, ce qui est à l'origine de cette différence. Mis à part les chats, les pyréthroïdes ne sont généralement pas toxiques pour les mammifères ou les oiseaux . Ils sont souvent toxiques pour les poissons , les reptiles et les amphibiens .

La résistance

L'utilisation des pyréthroïdes comme insecticides a conduit au développement d'une résistance à ces derniers chez certaines populations d'insectes. Bien que les punaises de lit aient été presque éradiquées en Amérique du Nord grâce à l'utilisation du DDT et des organophosphorés , des populations de punaises de lit résistantes aux deux se sont développées. L'utilisation du DDT à cette fin a été interdite, et sa réintroduction n'offrirait pas de solution au problème des punaises de lit, en raison de la résistance. Les pyréthroïdes sont devenus plus couramment utilisés contre les punaises de lit, mais des populations résistantes se sont maintenant développées contre eux. La teigne des crucifères est également résistante aux pyréthroïdes.

Histoire

Les pyréthrinoïdes ont été introduits par une équipe de scientifiques de Rothamsted Research dans les années 1960 et 1970 à la suite de l'élucidation des structures de la pyréthrine I et II par Hermann Staudinger et Leopold Ružička dans les années 1920. Les pyréthroïdes représentaient une avancée majeure dans la chimie qui synthétiserait l'analogue de la version naturelle trouvée dans le pyrèthre . Son activité insecticide a une toxicité relativement faible pour les mammifères et une biodégradation inhabituellement rapide. Leur développement a coïncidé avec l'identification des problèmes liés à l' utilisation du DDT . Leur travail a consisté dans un premier temps à identifier les composants les plus actifs du pyrèthre , extrait de fleurs de chrysanthème d'Afrique de l'Est et connu depuis longtemps pour avoir des propriétés insecticides. Le pyrèthre renverse rapidement les insectes volants mais a une persistance négligeable - ce qui est bon pour l'environnement mais donne une efficacité médiocre lorsqu'il est appliqué sur le terrain. Les pyréthroïdes sont essentiellement des formes chimiquement stabilisées du pyrèthre naturel et appartiennent au groupe IRAC MoA 3 (ils interfèrent avec le transport du sodium dans les cellules nerveuses des insectes).

Les pyréthroïdes de première génération , développés dans les années 1960, comprennent la bioalléthrine , la tétraméthrine , la resméthrine et la bioresméthrine. Ils sont plus actifs que le pyrèthre naturel mais sont instables au soleil. Avec l'examen 91/414/CEE, de nombreux composés de 1ère génération n'ont pas été inclus dans l'annexe 1, probablement parce que le marché n'est pas assez grand pour justifier les coûts de réenregistrement (plutôt que des préoccupations particulières concernant la sécurité).

En 1974, l'équipe de Rothamsted avait découvert une deuxième génération de composés plus persistants notamment : la perméthrine , la cyperméthrine et la deltaméthrine . Ils sont nettement plus résistants à la dégradation par la lumière et l'air, ce qui les rend adaptés à une utilisation en agriculture , mais ils ont des toxicités significativement plus élevées pour les mammifères. Au cours des décennies suivantes, ces dérivés ont été suivis d'autres composés exclusifs tels que le fenvalérate , la lambda-cyhalothrine et la bêta- cyfluthrine . La plupart des brevets ont maintenant expiré, ce qui rend ces composés bon marché et donc populaires (bien que la perméthrine et le fenvalérate n'aient pas été réenregistrés dans le cadre du processus 91/414/CEE).

Les références