DÙNG ĐỂ DIỆT VE
Sự phát triển của các loại côn trùng và ngoại kí sinh trùng gây hại như ve, chấy, rận, mạt, muỗi,… đã ảnh hưởng không nhỏ tới cuộc sống và sức khoẻ của con người và vật nuôi. Từ đó, các nhóm chất diệt côn trùng cũng không ngừng được cải tiến và nghiên cứu để tìm ra những loại thuốc cho hiệu quả điều trị cao và an toàn với động vật. Những năm gần đây, các loại thuốc diệt côn trùng có nguồn gốc từ các nhóm như organochlorine, carbamate và organophosphorus đang dần bị cấm ở nhiều nước do có khả năng gây độc cho người (Feo, 2010). Điều này đã dẫn tới sự ra đời và phát triển của các nhóm hoạt chất diệt côn trùng thế hệ mới có tính an toàn cao hơn cho con người, ít gây ô nhiễm môi trường như Pyrethroid (Gao, 2013). Nhóm Pyrethroid cho hiệu quả điều trị tốt với phổ diệt cồn trùng rộng nên rất được ưa chuộng trong ứng dụng sản xuất nông nghiệp, sử dụng cho hộ gia đình và ứng dụng sản xuất các loại thuốc diệt ngoại kí sinh trùng cho vật nuôi (Corcellas, 2012). Trải qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển, Pyrethroids đã trở thành một trong những hoạt chất diệt côn trùng có cấu trúc đa dạng nhất. Pyrethroid được chia thành hai nhóm chính dựa trên các đặc tính đáp ứng sinh học là Pyrethroid Type I và Pyrethroid Type II.
Ve với vai trò là ngoại ký sinh trùng hút máu và truyền bệnh ký sinh trùng đường máu ở động vật. Vì vậy, việc diệt trừ ve là rất quan trọng nhằm hạn chế tác hại của ve và phòng chống bệnh do ve truyền.
Hoạt chất Pyrethrin trong cây họ cúc trong thiên nhiên đã dùng làm thuốc diệt côn trùng trong nhiều năm, an toàn cho gia súc và rất có tác dụng. Pyrethroid tổng hợp bền trước ánh sáng, ít độc với loài có vú, không tồn tại lâu trong môi trường. Có tác dụng kéo dài để diệt các loài chân đốt ngoài da.
Pyrethroid là dẫn xuất của este cacboxylat (còn gọi là Este Pyrethrum hoặc este của Pyrethrin, có nguồn gốc tự nhiên từ hoa cây cúc Chrysanthemum cinerariaefolium và C.troseum) chứa nhiều hoạt chất pyrethrin độc đối với côn
30
trùng. Các hoạt chất Pyrethrin có thể được chiết xuất từ hoa, lá khô và rễ cây bằng một dung môi, chúng có tác dụng gây chết tức thời đối với côn trùng. Trong dịch chiết của Pyrethrin có sáu este của hai axit cacboxylic với ba xyclopentenolon với tỷ lệ khác nhau.
Hoa cúc có chứa hoạt chất chính là hỗn hợp este có tính chất diệt trùng là Pyrethrin I và Pyrethrin II, có hàm lượng từ 0,2-1,2%; tỷ lệ giữa pyrethrin I và II là 2/3. Ngoài ra còn có Chrysanthin và Chrysanthen. Tuy nhiên việc sử dụng các thực vật tươi để diệt ve gặp khó khăn vì liều lượng khó xác định. Ngoài ra, Pyrethroid dễ phân giải dưới tác động của yếu tố môi trường như men, ánh sáng mặt trời, các hợp chất chuyển hóa ít độc hoặc không độc. Trong thực tế điều trị, lượng Pyrethroid sử dụng không cao và không duy trì trong thời gian dài, do vậy khi sử dụng trên cơ thể động vật đúng cách thuốc chỉ có tác dụng diệt ngoại ký sinh trùng trên bề mặt da mà không gây tồn dư và ô nhiễm môi trường (Trần Quang Hùng, 1995).
Pyrethrin có phổ trừ sâu rộng, hiệu lực diệt cao, độc tính thấp với động vật máu nóng, nhưng dễ bị phân hủy quang hóa nên chỉ dùng để diệt và loại côn trùng trong nhà. Chính nhờ tính chất đó của Pyrethrin, đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu tổng hợp các đồng đẳng của nó với hiệu lực diệt cao hơn và độ bền quang hóa tốt hơn nhằm đưa vào sử dụng rộng rãi thay thế cho những hợp chất diệt côn trùng nhóm clo hữu cơ, phốt pho hữu cơ và cacbamat.
2.3.1. Cơ chế gây độc lên chân đốt của các hoá chất diệt côn trùng nhóm pyrethroid và những nghiên cứu về ứng dụng của Pyrethroid trong điều trị các bệnh ngoại kí sinh trùng trên gia súc
Các Pyrethroid tổng hợp được tạo thành do sự thay đổi và phát triển cấu trúc của Pyrethrin nhằm tăng độ bền với ánh sáng và cải thiện hiệu quả diệt côn trùng mà vẫn đảm bảo giữ được ưu điểm của Pyrethrum là khả năng gây độc cấp tính thấp với động vật có vú (Elliott, 1995). Sự thay thế và biến đổi cấu trúc của hai nhóm alcohol và nhóm axit đã khiến Pyrethroid bền hơn với ánh sáng mà vẫn đảm bảo hiệu quả diệt côn trùng. Đối với các thế hệ Pyrethroid tổng hợp sau này như permethrin và deltamethrin, sự xuất hiện và biến đổi của các nhóm –cyano và alcohol đã giúp tăng đáng kể khả năng diệt côn trùng của hợp chất, giảm liều sử dụng mà vẫn giữ được các ưu điểm về tính bền và độ an toàn với động vật vốn có. Ngày nay, các hoạt chất Pyrethroid được chia thành hai nhóm chính là Pyrethroid type I (Permethrin, Resmethrin, Tetramethrin,..) và Pyrethroid type II (Deltamethrin, Cypermethrin, Flumethrin,..).
31
Cơ chế diệt côn trùng của Pyrethroid dựa trên cơ chế gây độc thần kinh và làm tê liệt nhanh côn trùng của các Pyrethrum. Khi đi vào cơ thể, Pyrethroid tấn công lên hệ thống thần kinh của chân đốt, làm thay đổi chức năng hoạt động của kênh vận chuyển Natri, tăng tính thấm của màng thần kinh dẫn tới sự gia tăng các xung động thần kinh kéo dài, ngăn cản và kìm hãm các sự dẫn truyền thần kinh, làm côn trùng tê liệt và chết (Narahashi, 1996). Khi ở nồng độ thấp, dù không đủ để tiêu diệt côn trùng, Pyrethroid vẫn có tác dụng xua đuổi chúng một cách hiệu quả.
Trong nhiều thập kỉ, các nhà khoa học đã nghiên cứu rất nhiều về sự ảnh hưởng của các hoạt chất Pyrethroid lên kênh vận chuyển Natri màng tế bào thần kinh trên động vật có xương sống và không xương sống (Bloomquist, 1993a, 1996; Clark, 1995; Narahashi, 1992, 1996; Soderlund, 1995). Các nghiên cứu về tác động nội bào của Pyrethroid cho thấy chúng sẽ tác động lên hệ thần kinh theo hai cách khác nhau dựa trên cấu trúc của hoạt chất (Lund & Narahashi, 1983). Theo nghiên cứu của Khambay (2005), đặc điểm cơ chế tác động của hai nhóm Pyrethroid được tổng hợp trong bảng sau:
Tác động/Phản ứng Type I Type II
Triệu chứng trúng độc
Xuất hiện các triệu chứng khởi phát nhanh ngay khi tiếp xúc với liều nhỏ
Xuất hiện các triệu chứng khởi phát chậm
Thần kinh bị kích thích, tăng
động Co giật và tê liệt Khả năng hồi phục cao, độc
tính thấp
Độc tính cao hơn, khả năng hồi phục thấp
Phản ứng của các mô thần kinh
Tăng cường xung động thần kinh kéo dài và lặp lại trong sợi trục thần kinh
Ngăn chặn sự tiếp xúc của GABA và thụ thể dẫn tới sự thay đổi hoạt động của kênh vận chuyển Cl. Ngăn cản dẫn truyền thần kinh tại các synapse.
Hoạt động của kênh vận chuyển Natri
Một pha và phân rã nhanh Hai pha và phân rã chậm Ưu tiên gắn với các kênh
32
Các hoá chất nhóm Pyrethroid tương đối an toàn với con người và vật nuôi so với các loại hoá chất diệt chân đốt tổng hợp khác. Tuy nhiên chúng lại rất độc với mèo và các động vật thuỷ sinh. Ngoài ra, Pyrethroid dễ bị phân huỷ dưới ánh sáng mặt trời và trong không khí trong vòng 1 vài ngày và không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước ngầm và ít tồn dư trong môi trường. Do vậy, các loại thuốc diệt côn trùng nhóm Pyrethroid được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi.
Theo Casida (1989), các sản phẩm có nguồn gốc từ Pyrethroid luôn là một trong những dòng sản phẩm diệt côn trùng bán chạy nhất trên thị trường trong suốt 45 năm liên tiếp, chiếm 1/4 tổng sản lượng các sản phẩm diệt côn trùng bán ra trên toàn thế giới. Một số hoạt chất thuộc nhóm Pyrethroid được sử dụng phổ biến nhất hiện nay gồm: allethrin, cyfluthrin, cyhalothrin, cypermethrin, deltamethrin, fenvalerate, flumethrin, fluvalinate, tau-fluvalinate, và permethrin.
Các sản phẩm phòng và diệt côn trùng trên vật nuôi thường được điều chế dưới dạng thuốc bôi ngoài da với gốc hoạt chất đa dạng (amitraz, phốt pho hữu cơ, pyrethroid,..) với tác dụng chính là tiêu diệt các loại ngoại ký sinh trùng gây hại như ve, rận, bọ chét, ruồi,.. Từ năm 1985, các sản phẩm diệt côn trùng cho gia súc dưới dạng ngâm tắm có nguồn gốc từ nhóm Pyrethroid như Flumethrin và Cypermethrin đã được sử dụng rộng rãi hơn do ưu điểm về độ an toàn với động vật cũng như tính thân thiện với môi trường (Arturo, 2013). Theo kết quả khảo sát của Mandla (2020), các biện pháp như ngâm tắm cho gia súc bằng dung dịch diệt côn trùng định kì hàng tháng thường được ưu tiên sử dụng để phòng ve và các bệnh do ve truyền, đặc biệt là trong mùa sinh sản của ve. Các loại thuốc chứa Pyrethroid được ưu tiên lựa chọn bởi tính hiệu quả và an toàn khi sử dụng trong thời gian dài thay vì các loại hoạt chất diệt côn trùng thế hệ cũ có nguồn gốc từ Phốt pho hữu cơ gây ô nhiễm môi trường và tồn dư độc tố trong sữa và thịt (De Meneghi, 2016). Thử nghiệm đánh giá khả năng diệt côn trùng của Deltamethrin với ve trưởng thành (Ixodes ricinus) và ấu trùng cho thấy hiệu quả chỉ sau 4 tuần sử dụng khi nhỏ trực tiếp lên lông cừu (Arturo, 2013). Khả năng diệt ve
Rhipicephalus ký sinh trên trâu bò thường thấp hơn trên cừu. Theo kết quả nghiên cứu của Mehlhorn (2011) sử dụng Deltamethrin với liệu trình lặp lại mỗi 3 tuần cho hiệu quả tốt trong phòng trừ Culicoides (vector truyền bệnh Lưỡi xanh trên trâu bò). Các thử nghiệm sản phẩm thuốc diệt côn trùng thương mại chứa
33
Alpha-cypermethrin trên cừu và trâu bò đạt hiệu quả cao giúp đáng kể giảm tỉ lệ truyền lây của virus gây bệnh Lưỡi xanh trên gia súc (Papadopoulos, 2009). Theo Arturo (2013) Pyrethrin và Pyrethroid có tác dụng diệt trừ côn trùng phổ rộng và đặc biệt là các loại ruồi, ve, rận, bọ chét trên vật nuôi. Nồng độ Pyrethrins trong các sản phẩm diệt côn trùng dạng tắm, xịt trực tiếp thường nằm trong khoảng 0.05 đến 0.2 . Đối với các sản phẩm đậm đặc kèm chỉ định pha loãng trước khi sử dụng thì nồng độ hoạt chất cũng không được vượt quá 2%. Các sản phẩm diệt côn trùng gốc Pyrethrin thường được kết hợp với hoạt chất nhóm Pyrethroid tổng hợp nhằm tăng hiệu quả và kéo dài thời gian hiệu lực (Permethrin, Resmethrin, Sumithrin, D-trans-allethrin , trong đó Permethrin là Pyrethroid được sử dụng rộng rãi nhất (MacDonald, 1995).