Parakvaat

Parakvaadi (1,1'-dimetüül-4,4'-bipüridiinium) keemiline struktuur

1,1'-dimetüül-4,4'-bipüridiinium ehk parakvaat (PQ) on kahte heterotsüklilist tuuma sisaldav herbitsiid.

Parakvaati kasutatakse tema suhtelise odavuse ja kiire toime tõttu umbrohutõrjeks ülemaailmselt alates 20. sajandi keskpaigast ^[1]. Parakvaadi laialdast kasutust umbrohutõrjes on võimaldanud tema inaktiveerumine mullaga kokkupuutel. Nimelt positiivse laengu tõttu moodustab PQ²⁺ mulla saviosakestega stabiilse kompleksi, mis elusorganismidele ohtu ei kujuta^[1].

Mõju elusorganismidele

Parakvaadi toksiline toime elusorganismidele seisneb oksüdatiivse stressi esilekutsumises. Taimedel põhjustab parakvaat reaktiivsete hapniku osakeste ülemäärase produktsiooni peamiselt fotosüsteem I elektronide transpordi ahela normaalse talituse häirimise tõttu. Parakvaadi peamine toksiline mõju loomorganismidele tuleneb selle lagundamisest ensüümide NADPH-tsütokroom P-450 reduktaasi, NADH ubikinoon oksireduktaasi, ksantiin oksüdaasi ja lämmastikoksiidi süntaasi poolt^[1]. Reaktsiooni tulemusena moodustuvad PQ˙⁺, NADP⁺ või NAD⁺, misjärel O₂ juuresolekul PQ˙⁺ väga kiiresti tagasi vormi PQ²⁺ oksüdeerub, andes tulemuseks paljude teiste reaktiivsete osakeste eellasmolekuliks oleva superoksiidi radikaali ^[2]^[3]^[1].

Üldiselt tuuakse parakvaadimürgistuse puhul kõige olulisemana välja vabade radikaalide poolt põhjustatud rakumembraanide lipiidide peroksüdatiooni ^[1]. Kõik rakumembraanid on oksüdatiivsetele kahjustustele vastuvõtlikud, kuna sisaldavad suures koguses küllastumata rasvhappeid. Kahjustumisel katkevad kõigepealt reaktiivsete osakeste mõjul rasvhapete vahelised sidemed ja moodustuvad rasvhappe radikaalid, mis aga omakorda initsieerivad uute rasvhappe radikaalide moodustumist ^[4]. Samuti on näidatud, et parakvaadimürgistuse käigus tekkinud vabad radikaalid põhjustavad nii DNA oksüdatiivsete kahjustuste suurenemist kui ka indutseerivad katkeid DNA ahelas^[1]. Peamine DNA kahjustusi põhjustav reaktiivne osake on OH^· radikaal, mis reageerib DNA ahelas kõige kergemini just guaniiniga, moodustudes oksüdeeritud guaniini molekuli (8-OHdG) ^[5]^[4].

Viited

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 Dinis-Oliveira, R. J.; Duarte, J. A.; Sánchez-Navarro, A.; Remião, F.; Bastos, M. L.; Carvalho, F. (2008). "Paraquat Poisonings: Mechanisms of Lung Toxicity, Clinical Features, and Treatment". Critical Reviews in Toxicology. 38 (1): 13–71. DOI:10.1080/10408440701669959. ISSN 1040-8444.
↑ Halliwell, Barry; Gutteridge, John M. C. (2015). Free Radicals in Biology and Medicine. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-180213-3.
↑ Isaksson, Caroline; Andersson, Staffan (2008). "Oxidative stress does not influence carotenoid mobilization and plumage pigmentation". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 275 (1632): 309–314. DOI:10.1098/rspb.2007.1474. ISSN 0962-8452. PMC 2593728. PMID 18029305.{{cite journal}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)
↑ ^4,0 ^4,1 Knasmüller, Siegfried; Nersesyan, Armen; Mišík, Miroslav; Gerner, Christopher; Mikulits, Wolfgang; Ehrlich, Veronika; Hoelzl, Christine; Szakmary, Akos; Wagner, Karl-Heinz (2008). "Use of conventional and -omics based methods for health claims of dietary antioxidants: a critical overview". British Journal of Nutrition. 99 (E-S1): –3-ES52. DOI:10.1017/S0007114508965752. ISSN 0007-1145 1475-2662, 0007-1145. {{cite journal}}: kontrolli parameetri |issn= väärtust (juhend)
↑ Mateos, Raquel; Bravo, Laura (2007). "Chromatographic and electrophoretic methods for the analysis of biomarkers of oxidative damage to macromolecules (DNA, lipids, and proteins)". Journal of Separation Science. 30 (2): 175–191. DOI:https://doi.org/10.1002/jssc.200600314. ISSN 1615-9314. {{cite journal}}: kontrolli parameetri |doi= väärtust (juhend); välislink kohas |doi= (juhend)

[:0-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 Dinis-Oliveira, R. J.; Duarte, J. A.; Sánchez-Navarro, A.; Remião, F.; Bastos, M. L.; Carvalho, F. (2008). "Paraquat Poisonings: Mechanisms of Lung Toxicity, Clinical Features, and Treatment". Critical Reviews in Toxicology. 38 (1): 13–71. DOI:10.1080/10408440701669959. ISSN 1040-8444.

[2] Halliwell, Barry; Gutteridge, John M. C. (2015). Free Radicals in Biology and Medicine. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-180213-3.

[3] Isaksson, Caroline; Andersson, Staffan (2008). "Oxidative stress does not influence carotenoid mobilization and plumage pigmentation". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 275 (1632): 309–314. DOI:10.1098/rspb.2007.1474. ISSN 0962-8452. PMC 2593728. PMID 18029305.{{cite journal}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)

[:1-4] 4,0 ^4,1 Knasmüller, Siegfried; Nersesyan, Armen; Mišík, Miroslav; Gerner, Christopher; Mikulits, Wolfgang; Ehrlich, Veronika; Hoelzl, Christine; Szakmary, Akos; Wagner, Karl-Heinz (2008). "Use of conventional and -omics based methods for health claims of dietary antioxidants: a critical overview". British Journal of Nutrition. 99 (E-S1): –3-ES52. DOI:10.1017/S0007114508965752. ISSN 0007-1145 1475-2662, 0007-1145. {{cite journal}}: kontrolli parameetri |issn= väärtust (juhend)

[5] Mateos, Raquel; Bravo, Laura (2007). "Chromatographic and electrophoretic methods for the analysis of biomarkers of oxidative damage to macromolecules (DNA, lipids, and proteins)". Journal of Separation Science. 30 (2): 175–191. DOI:https://doi.org/10.1002/jssc.200600314. ISSN 1615-9314. {{cite journal}}: kontrolli parameetri |doi= väärtust (juhend); välislink kohas |doi= (juhend)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]