الفصل الثاني والثالث من كتاب ( المبيدات الكيماوية في وقاية

بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم
الفصل الثاني :
 علم السموم والسمية
 العوامل المحددة لدرجة التسمم
 ميتابولزم المبيدات الكيماوية
 ميكانزم التأثير السام للمادة السامة
 امتصاص وانتقال المبيدات
علم السموم والسمية :
علم السموم : Toxicology
يمكن تعريف علم السموم بأنه العلم الذي يعني بدراسة طبيعة المواد السامة (Toxicant) وخواصها وتأثيرها والكشف عنها .
ونظرا للعلاقة المتشابكة بين هذا العلم والعلوم الأخرى فلا يمكن الإلمام بجميع الجوانب المطلوبة عند دراسة المادة السامة من قبل مختص واحد ونما تتطلب العملية تضافر جهود مختلف الاختصاصات سوية فدراسة طبيعة وخواص المادة السامة مثلا تقع على عاتق المختصين في الكيمياء العضوية واللاعضوية .
أما تأثيرها على الأحياء المختلفة فيتطلب اختصاصات مختلفة في العلوم الحياة كالحشرات والنبات وفسلجتها .
وتتطلب عملية الكشف عن المادة السامة وتقدير كمياتها في مختلف الأنسجة لاختصاصات الكيمياء الحيوية والتحليلية ولعل الفريق البحثي المتكامل خير تدبير لتحديد مثل هذه الدراسات وانجازها

ويمكن تقسيم علم السموم إلى ثلاثة أقسام :
1. علم السموم في مجال الزراعة Agricultural Toxicology :
ويشمل دراسة فعالية وتأثير المواد الكيماوية المستخدمة في مجال الزراعة كالمبيدات الكيماوية ومنظمات النمو والأسمدة وغيرها .
2. علم السموم في المجال الطبي : Medical Toxicology
ويهتم بدراسة فعالية وتأثير الأدوية والعقاقير الطبية من النواحي الضارة والنافعة .
3. علم السموم في المجال الصناعي : Industrial Toxicology
ويهتم بدراسة تأثير المواد الكيماوية المستخدمة في الصناعة على صحة العاملين في هذا القطاع .
وفي السنين الأخيرة قامت كثير من الجامعات في الدول مختلفة بفتح أقسام علمية متخصصة في علم السموم في حين قامت جامعات أخرى بضم جميع هذه الاختصاصات تحت اسم علم السموم البيئي Environmental Toxicology
ليكون شاملا لدراسة جميع المجالات المختلفة للمواد الكيماوية السامة في الطبيعة
.
السمية : Toxicity
ويقصد بها مقدار الضرر أو التلف الذي تسببه مادة كيماوية لكائن حي معين .

ويمكن تقسيم السمية إلى قسمين :
1- السمية الحادة : acute toxicity
ويقصد بها مقدار تأثر الكائن الحي عند تعرضه إلى جرعة كبيرة واحدة من المادة السامة عن طريق الفم أو الجلد أو عن طريق الجهاز التنفسي والتي تؤدي إلى المرض الشديد أو الموت.
بالنسبة للمبيدات الكيماوية يتعرض الأطفال لمثل هذه الحالات من التسمم نتيجة الإهمال في حفظ المبيدات في المنازل وذلك بتأثر العمال المشتغلون في مصانع إنتاج المبيدات والعمال الزراعيون الذين يقومون بعملية المكافحة .
2- السمية المزمنة : chronic toxicity
ويقصد بها مقدار تأثر الكائن الحي بالسموم الكيماوية ونتيجة تعرضه المستمر إلى كميات ضئيلة منها ولفترة طويلة .
بالنسبة للمبيدات لا يقتصر التعرض لهذا النوع من التسمم على مجموعة معينة من الناس(كما في حالة التسمم الحاد ) بل يتعرض له معظم المستهلكين عن طريق تناولهم للخضراوات والفواكه والمنتجات الحيوانية التي تحتوي علي بقايا المبيدات pesticides residues
ولهذا النوع من السمية أهمية خاصة في حالة استخدام المبيدات التي تتجمع في أنسجة الكائن الحي نتيجة لتخوينها في لأنسجة الدهنية وبعض الأنسجة الأخرى كما في حالة المبيدات الحشرية التابعة لمجموعة الهيدروكابونات المكلورة والمبيدات الفطرية لزئبقية .
تقاس السمية الحادة على أساس الجرعة القاتلة lethal dose وبخاصة الجرعة المتوسطة القاتلة (للموت) والتي يرمز لها LD50
الجرعة النصفية القاتلة : Lethal dose (LD50)
ويمكن تعريفها تلك الكمية من المادة السامة التي تقتل 50% من الكائنات المستخدمة في التجربة المختبرة وتكون محسوبة على أساس عدد الملغرامات من المادة السامة لكل كيلوغرام من وزن الكائن الحي .
أما كيفية حسابها فكما يلي :
بمعاملة حيوانات التجربة بتراكيز مختلفة من المادة السامة لفترة معينة وبعدها تحسب نسبة الموت التي تسببها المادة السامة في كل تركيز ثم تمثل النتائج على ورق بياني حيث توضع الجرعة على المحور السيني والنسبة المئوية على المحور الصادي .
وتستخدم ج.ق50%لمقارنة سمية المبيدات المختلفة مع بعضها وذلك لان معظم الأفراد التي تتماثل أو تتقارب في حساسيتها للمبيد تتمحور حول التركيز الذي يقتل 50% من الأفراد.
كما أن المنحنى يكون شديد الحساسية للتغيير في التركيز القريب من هذه القيمة .
بينما نكون الاستجابة للتغير في التركيز في الجرعات التي تقتل (صفر%-100%) من حيوانات التجربة ضئيلة .
ولهذا السبب لا يمكن الاعتماد على مقارنة سمية المبيدات عند الحصول على نتائج (صفر%-100%) ولما كان التعبير عن النتائج بمنحنيات لا يعطي الفرصة لوجود مقاييس وصفية لمقارنة إحصائية دقيقة لسمية المبيدات بالإضافة لصعوبة تقدير التركيز كميا بصورة دقيقة .اتجهت الجهود لتحويل منحنى السمية إلى الخط مستقيم تقع القيم المستحصلة علية أو قريبة من حوله وذلك باستخدام القيم الاحتمالية للموت probity بدلا من النسبة المئوية للقتل ويمكن تحويل النسب المئوية للموت إلى قيم احتمالية للموت المقابلة لها باستخدام وحدات الانحراف المكافئ الطبيعي Standard deviation والتي يمكن الحصول عليها باستخدام لوغاريتم التراكيز بدلا من التركيز للحصول على خطوط مستقيمة
وفي حالة الخطوط المستقيمة يمكن الحصول على الجرعة المتوسطة للموت بشكل دقيق ويتم على ضوء ذلك تحديد كفاءة المبيدات المختلفة ضد الآفة المراد مكافحتها حقليا
كذلك يمكن استنتاج بعض الحقائق المهمة من الخطوط المستقيمة للسمية ومنها :
• كلما ازداد ميل الخط المستقيم للسمية دل ذلك على تجانس الحيوانات المختبرة وعلى ضد حساسيتها للمركب .
• إذا كانت خطوط السمية للمبيدين متوازية فيدل ذلك على التشابه في ميكانزم التأثير السام mechanism of toxic action لكليهما .
• إن تحرك خط السمية باتجاه اليسار لنفس المركب بعد فترة من الزمن يدل على زيادة تحمل الأفراد المختبرة للمبيد وهكذا ويمكن استخدام هذه الطريقة للتنبؤ بظهور سلالات المقاومة.
تتوقف دقة تقديرات الجرعة المتوسطة للموت على عوامل مختلفة ولهذا لا يمكن مقارنة نتائج الباحثين في هذا المجال إلا إذا كانت ظروف تجاربهم متشابهة تماما .

العوامل التي توثر على قيمة ج.ق50%
1- نوع الكائن الحي المستخدم في التجربة
تختلف الأنواع الحشرية في تحملها للمادة السامة نتيجة لاختلافات تركيبة وفسلجية وراثية تسبب اختلافا في امتصاص المبيد ونفاذيتة أو اختلاف القدرة عل تحويله إلى مركبات غير سامة داخل الأنسجة و نتيجة لاختلاف في طريقة تخزينه داخل الأنسجة المختلفة .
مثال :
فوجد أن ج.ق 50% من مبيد DDT كانت 2 ميكروغرام/غرام بالنسبة للذباب في حين كانت 114 ميكروغرام/غرام بالنسبة لنحل العسل .وتحت نفس الظروف

2- الجنس المستخدم في التجربة
بصورة عامة تكون الذكور أكثر حساسية من الإناث للمواد السامة بسبب الاختلافات الفسيولوجية في الهرمونات واحتواء الأنثى على المبايض ونسبة عالية من المواد الدهنية التي قد تلعب دورا مهما في خزن كميات من المادة السامة وبذلك تقلل من كمية المادة السامة اللازمة لإحداث التأثير السام ولقد وجد أن التجارب العديدة اختلافات في حساسية ذكور وإناث الذباب المنزلي للمبيدات DDT ولندين و براثيون كما أن LD50% للمبيد DDTللفئران كان 113 ملغرام للذكور 118 ملغرام للإناث عند إعطائه لها عن طريق الغذاء
3- السلالة والعمر والطور للكائن المختبر
تختلف سلالات النوع الواحد في تحملها للمادة السامة .
فالسلالات المقاومة من الذباب المنزلي للمبيد DDT و ملاثيون تتحمل جرعات عالية مقارنة بسلالات الحساسة أو غير المقاومة وير جع ذلك إلى اختلاف قابلية السلالة على تحويل المبيد السام إلى مركبات غير سامة وتعتبر السلالة من الذباب المنزلي مقاومة للمبيد DDT إذا كان لها القابلية على تحويل نسبة عالية من المبيد الممتص إلى مركب DDE غير السام بفعل أنزيم خاص وتوجد طريقة مختبريه لتعين درجة المقاومة في سلالات الذباب المنزلي للمبيد DDT عن طريق معاملة جدار جسم الحشرة ب 68ميكروجرام/ذبابة ثم تقاس نسبة التحول للمبيد الممتص وتحدد درجة المقاومة النسبية في السلالة .
كذلك يزداد درجة تحمل الحشرة للمبيد بتقدم العمر في الطور الواحد لكن عند حساب الجرعة على أساس وحدة الوزن قد لا توجد فروقات في تحمل الأطوار المختلفة من الناحية الأخرى قد يكون تأثير المبيد بالملامسة عالي في الطور اليرقي بعد الانسلاخ مباشرة وقبل أن يتصلب الكيوتكل
4- نوع المذيب المستخدم في إذابة المبيد
قد يؤثر نوع المذيب العضوي المستخدم في إذابة المبيد عند المعاملة على قيمة LD50% نتيجة لتأثيره على نفاذ المبيد إلى جسم الكائن المختبر فمذيب الأسيتون يزيد من سمية الجرعات المنخفضة ويقلل من سمية التركيزات العالية نتيجة لتطايره السريع مما يسبب في ترسيب المبيد بسرعة فلا تأخذ منه إلا نسبة صغيرة في حين نجد أن استخدام الزيوت المعدنية والمذيبات يؤدي إلى خفض LD50% لان هذه الزيوت قليلة التطاير وتساعد على انتشار وتوزيع المبيد
5- الظروف المحيطية للكائنات المختبرة أثناء التربية وبعد المعاملة
قد تؤثر الكثافة العددية والظروف التغذية ودرجات الحرارة والرطوبة والضوء تأثير مباشر أو غير مباشر على تقديرات الجرعة للمتوسطة للموت للمادة السامة فتزاحم أثناء عملية التربية والمعاملة يؤدي إلى كمية الغذاء الذي يتناوله الفرد وقلة الأوكسجين في المحيط فيزيد التنفس ويؤدي هذا إلى زيادة معدل الميتابولزم وان الغذاء المقدم أثناء التربية دور أساسي في زيادة التحمل أو الحساسية في المادة السامة حيث وجد إن الفئران المعطاة غذاء غني بالبروتينات والفيتامينات تتحمل أكثر من الفئران التي تعاني في تغذيتها من نقص هذه المواد نتيجة لقابلية الأولى على صناعة مستوى عالي من الأنزيمات المحللة للمبيد أولا ولاكتسابها مواد دهنية تساعدها على تحمل الجرعة وخاصة في حالة المبيدات التي تخزن في مواد دهنيه كالهيدروكاربونات المكلورة ومن الناحية الأخرى وجد إن حساسية الصرصور الأمريكي تزداد للمبيد DDT عند تغذيته على غذاء غني بالبروتين ولدرجة الحرارة أهمية كبيرة في تجارب تقدير سمية المبيدات للأسباب التالية
• إن هناك علاقة وثيقة بين زيادة تحمل الحشرة لجرعة معينة من المبيد ودرجة الحرارة المثلى وقد يعتمد ذلك على نوع المبيد الكيماوي المستعمل في تجربة حيث وجد انه عند معاملة الصرصور الأمريكي بجرعة معينة من مبيد DDT أدت إلى ظهور علامات التسمم بشكل واضح على درجة 15مئوي في حين كانت الحشرة الطبيعية عند معاملتها بنفس الجرعة من المبيد على درجة 35 مئوية وتتصف بعض المبيدات الشبيه من المبيد DDT بمعامل حراري سالب أي إن السمية تزداد عندما تنخفض درجة الحرارة وتقل بزيادتها في حين لا تلاحظ هذه الظاهر في المبيدات الحشرية الفسفورية كملاثيون .
• إن للحرارة تأثير كبير على نشاط الأنزيمات المسئولة عن تحطيم المبيدdetoxification أو تنشيطه activation
• تؤثر الحرارة ذلك على الخواص الفيزيائية والكيماوية للمواد السامة
تؤثر درجة الحرارة أثناء التربية على النمو الحجمي والسلوك الفسيولوجي للكائن في المختبر حيث وجد أن حساسية الصرصور الأمريكي وذبابة الدروسيفيلا تزداد للمبيد الكيماوي بزيادة درجة الحرارة أثناء تربية وذلك لصغر حجم الحشرات النسبي وقلت المواد الدهنية التي تحتويها أجسامها أما درجة الحرارة أثناء المعاملة وبعدها تؤثر على سرعة نفاذ المبيد وإثارة المتبقية وميكانزم وتأثيره السام ويلعب عامل الضوء والرطوبة دور اقل أهمية من عامل الحرارة في تجارب السمية ولقد أكدت بعض الأبحاث العلمية أن حساسية الذباب المنزلي لمبيد DDT تزداد في الضوء عن الظلام بسبب تأثيره على العمليات الحيوية كذلك وجد إن لرطوبة دور في تقليل سمية بعض المبيدات وزيادة سمية البعض الأخر نتيجة لتأثيرها على بقايا المبيد الموجودة على سطح الحشرة إضافة لدورها في نفاذيه المبيد خلال جدار الجسم

• ويمكن تقسيم المبيدات الكيماوية على أساس قيمة LD50% للفئران إلى
1- شديد السمية مثل بجلا نيس (BOTULINUS TOXIN)
2- عالي السمية مثل براثيون
3- متوسط السمية مثل DDT
4- منخفض السمية مثل البيرثرينات
5- عمليات غير سامه مثل ميثوكسي كلور
وضمن هذا التقسيم تقع سمية معظم المبيدات الحشرية ومبيدات القوارض في المجموعتين (2و3) بينما المبيدات الفطرية ومبيدات الأدغال في المجموعتين (4و5) ولا توجد مبيدات كيماوية مسجلة أو سمح باستخدامها تقع ضمن المجموعة (1).

العوامل المحددة لدرجة التسمم :
من المبادئ الأساسية لعلم السموم والتي تتوقف عليها درجة سمية المبيدات الكيماوية والمواد السامة الأخرى هي ما يلي :
1- الجرعة DOSAGE :
مما لا شك فيه إن الجرعة عالية من أي مادة وان كان ذات سمية قليلة تؤثر كثيرا على الكائن الحي وقد تؤدي إلى قتلة في حين قد يكون لجسم الكائن القابلية على تحمل الجرعات الواطئة من المادة السامة اقرب مثال هو مادة الأسبرين إن حبة واحدة أو اثنتين منها تكون ذات مفعول لعلاج الصداع بينما قد تسبب جرعه عالية منها الموت وتزداد احتمالية وصول المادة السامة إلى المناطق الحساسة SIT OF ACTION في أنسجة الكائن الحي القابلية على التخلص من المادة السامة عندما تكون بكميات قليلة عن طريق تحويلها إلى مركبات غير سامة وطرحها خارج الجسم وقبل أن تصل إلى المنطقة أو المادة الحيوية الحساسة تشمل أعراض التسمم المتعاقبة التي تظهر على الإنسان عند تعرضه لجرعات عالية من المبيدات الكيماوية فقدان الشهية والصداع وارتعاش جفن العين والتقيؤ وزيادة معدل التنفس وارتخاء في الأعصاب يتبعه ارتجا فات عامة وانعدام الرؤيا وثم صعوبة في التنفس ويتبعها شلل ثم الموت وأحيانا إذا كانت الجرعة قاتلة والإسعافات غير متوفرة .

2- معدل تحطم المادة السامة: DETOXICATION
إن جسم الكائن الحي على اتصال دائم بما يحيط به من عناصر البيئة المختلفة كالماء والهواء والغذاء والتي غالبا ما تحتوي على مواد غريبة كالمبيدات الكيماوية للسموم الطبيعية الموجودة أصلا في بعض المنتجات الزراعية أو تأتي كإفراز من قبل بكتيريا وفطريات قد تنمو على الكائن الحي وهذه المواد وان كانت سامة موجودة بكميات قليلا فيتخلص منها الجسم باستمرار بواسطة الأنظمة الأنزيمية الخاصة وعن طريق الجهاز الابرازي ففي جسم الإنسان مثلا تقوم أنزيمات معينة بتحطيم المبيد الكيماوي الذي يصل إلى الجسم بكميات قليلة أما الكميات الكبيرة فان الجسم قد يعجز عن تحطيمها ويعزى ذلك إلى توقف نشاط الأنزيمات مما يؤدي إلى تسمم أجهزة واختلالها الوظيفي

3- تخصص المادة السامة SELECTIVITY :
لما كانت المبيدات الكيماوية مركبات مختلفة تحتوي على بعض المجاميع الكيماوية أو تخلو منها المجاميع الكيماوية المعينة لذا كان تأثيرها على الكائنات الحية مختلفا أيضا .
وهكذا فان قابلية تحطيم مبيد معين من قبل كائنين قد يكون مختلف لان الأول قد يملك نظاما أنزيميا فعالا ضد هذا المبيد يفتقر آلية الثاني .
ويرجع الاختلاف في الحساسية الكائنات الحية لمادة سامة معينة لعوامل متعددة ومتداخلة لا يمكن تحديدها أو فرزها ما لم يتم تطوير طرق دقيقة لقياسها وبشكل عام يمكن اعتبار مبيدات الآفات الزراعية مواد سامه مخصصة إلى حد ما ضد هذه الآفات .
فالمبيدات الحشرية شديدة السمية للحشرات مقارنة بالكائنات الأخرى كالإنسان ومبيدات الفطريات سامه للفطر وقليلة السمية للكائنات الأخرى وهكذا بالنسبة لأنواع المبيدات الأخرى من ناحية أخرى نجد أن تخصص بعض المبيدات ضعيف كالمستخدمة في مكافحة القوارض حيث إن الفرق قي سميتها لقوارض والإنسان قليلة نتيجة للتشابه الفسلجي وفي الفعاليات الحيوية .

ويمكن تشخيص نوعين من التخصص للمبيدات الكيماوية هما :
• التخصص البيئي ECOLOGICAL SELECTIVITY
تلعب طبيعة معيشة الكائن الحي دورا أساسيا في عدم تعرض الكائن الحي لفعل المبيدات كما في حالة المبيدات الحشرية الجهازية التي نمتص وتنتقل إلى أجزاء النبات المختلفة وتسبب قتل الحشرات التي تتغذى على النبات وخاصة عند امتصاصها عصارته في حين لا تؤثر على الحشرات الطفيلية والمفترسة .
• التخصص الفسلجي PHYSIOLOGICAL SELECTIVITY :
عندما يتم تعريض نوعين من الكائنات الحية لمادة سامة معينة ويظهر فرق جوهري في سميتها للكائنين فهذا يعني إن هناك تخصصا فسلجيا في المادة السامة ويعود ذلك لواحد أو أكثر من العوامل لآتية :
- نفاية المادة السامة خلال جدار الجسم
قد يكون سبب الاختلاف في السمية ناتجا عن اختلاف في تركيب جدار الجسم الكائن الذي يجب إن تخترقه المادة السامة .
- اختلاف في ميتابولزم المادة السامة
- اختلاف في نفاية المادة السامة للموقع الحساس
4-طريقة ومدة التعرض
تؤثر طريقة التعرض(Route of exposure) الكائن الحي للمادة السامة ومدة التعرض (duration of exposure ) تأثيرا كبيرا على درجة تسممه .
ولقد وجد في الحشرات و اللبائن إن حقن الحيوان (injection) بالمادة السامة يفوق تأثير نفس الجرعة المعطاة عن طريق الفم (oral application) ثم تليها المعاملة عن طريق سطح الجسم (dermal or topical application) ويرجع سبب ذلك إلى سرعة الوصول المادة السامة للأنسجة والمواد الحساسة بكميات كافية لإحداث التسمم .
ويزداد تأثر الكائن الحي بالمادة السامة كلما زادت مدة التعرض في كثير من الأحيان قد لا يلاحظ فرق في قيمة LD50% بين كائنين أو سلالتين عندما يكون التعرض للمادة السامة لمدة قصيرة في حين يلاحظ الفرق بوضوح إذا كانت فترة التعرض طويلة حيث لا تتحمل الأفراد الحساسة للتعرض نفس التركيز المستخدم لمدة طويلة في حين تبقى الأفراد المقاومة محتملة له .

ميتابولزم المبيدات الكيماوية METABOLISM OF PESTICIDES
ويقصد بميتابولزم المبيدات الكيماوية :
جميع التحولات البايوكيميائية التي تحصل للمبيد داخل النبات والحيوان بفعل الأنزيمات أو نتيجة لاحتواء الأنسجة على بعض المركبات الكيماوية .
في الحالات النادرة يختص المبيد الكيماوي بعد دخوله إلى جسم الكائن الحي إلى نوعين من الميتابزلزم :
1- ميتابولزم تحطيمي Metabolism. DEGRADATION
وفي هذا النوع يتم تحويل المبيد السام إلى مادة أو مواد قليل السمية أو غير سامة
مثال : كتحويل مبيد DDT إلى DDE و ذلك بإزالة ذرةHوذرةCL2بواسطة أنزيم DDT dehydre chlornase

2- ميتابولزم تنشيطي activation Metabolism.
وفي هذا النوع يتم تحويل المركب إلى مادة أكثر سمية كتحويل مبيد الباراثيون في بعض اللبائن والحشرات إلى مبيد برا كسون الشديد السمية بالأكسدة بفعل مجموعة أنزيمات المايكروسومات Microsomal mixed function oxidases
ويتم التخلص من المادة السامة في الحيوان والنبات بمرحلتين :
• الأولى : الأكسدة والاختزال أو التحلل المائي للمادة لتحويلها إلى مركب قطبي ذائب في الماء
• وفي حالة عدم ذوبانه تتم المرحلة الثانية بربطه ببعض المركبات الكيماوية الحيوية كالسكريات والأحماض الامينية لتساعد على ذوبانه في الماء لكي يمكن التخلص منه وتسمى المرحلة الثانية بميتابولزم الارتباط conjugation metabolism
أما من الواجهة الأنزيمية فهناك ثلاثة أنواع من مجاميع الأنزيمات المسؤولة عن عملية ميتابولزم المبيدات الحشرية في الحشرات واللبائن وهي :
- Hydrolases
ولا تحتاج هذه المجموعة من الأنزيمات إلى عامل مساعد لنشاطها ويقع تحت هذه المجموعة الأنزيمات estrases – aliesterases – carboxyestrases – amidases – phosphatases وتعمل معظم هذه الأنزيمات علة المبيدات العضوية الفسفورية ويربط فعلها بظهور المقاومة في الحشرات ضد المبيد .
- Glutathion S-transferase
تحتاج هذه الأنزيمات إلى الحامض الاميني Glutathione لنشاطها والذي تحصل علية من الحشرة عند دخول المبيدات إلى جسمها أما في حالة التجارب المختبرية فيجب إضافة هذا الحامض كي يستقيم عمل الأنزيمات وتعد هذه المجموعة أنزيمات تحطيم أساسية لا تكون مركبات وسطية ومن الأنزيمات التابعة لها DDT- dehydrochlorinase الذي يحول مبيد DDT إلي مبيد DDE .
وأنزيم Dechlorinase الذي يزيل ذرات الكلور من مبيد HCH (hexachloro cyclohexane) وكذلك الأنزيمات demethylases التي تزيل مجموعة المثيل من المبيدات التي تحولها كالمثيل براثيون .
- Microsomal oxidases
المايكروسومات عبارة عن جسيمات صغيرة متكونة من بروتين وحامض نووي RNA وتحتوي على مجموعة من الأنزيمات غير المشخصة والتي تلعب دورا أساسيا في ميتابولزم المبيدات الكيماوية وتسمى (Mixed function oxidases ) وتحتاج هذه الأنزيمات لنشاطها عند عزلها من النسيج إلى مادة NADPH واوكسجسين .
وتلعب هذه الأنزيمات دورا مهما في ميتابولزم DDT والمركبات القريبة منه ومبيدات السايكلودايين كالاندرين والكلوردين والالدرن .
طرق الميتابولزم الشائعة:
1- الأكسدة Oxidation
وتتم بعدده طرق وهي كما يلي :
- إضافة مجموعة هيدروكسيل hydroxylation
وهي من العمليات المهمة التي نساعد الحيوان أو النبات على التخلص من المواد السامة إذ تعمل على تكوين مركبات قطبية ذائبة في الماء ( مبدءا عام كلما كان المبيد أكثر ذائبة بالماء تقل سميته) ومن الأمثلة على ذلك ميتابولزم مبيد السفن في اللبائن .
- أكسدة السلسلة الجانبية side chain oxidation
كتحويل مبيد DDT في الحشرات إلى مركب الكلثين
- أكسدة الكبريت Sulfur oxidation
وينتج عن هذه العملية مبيدات أكثر سمية من المركب الأصلي كمركبات السلفوكسايد.
2- الاختزال Reduction
وهو استبدال الأوكسجين بالهيدروجين في مجموعة النيترو للمبيد
وتعد من الطرق النادرة في ميتابولزم المبيدات الكيماوية حيث تقتصر على قابلية بعض الأحياء الدقيقة والنباتات في اختزال المبيد ولقد وجد أن الأحياء الدقيقة الموجودة في الجهاز الهضمي للأبقار يمكنها اختزال مجموعة النيترو لمبيد البراثيون وتحويله إلى مبيد اقل سمية كما يمكن لبعض نباتات الأدغال اختزال نفس المجموعة .
3- التحلل المائي hydrolysis
وتعتبر من طرق الميتابولزم المهمة للمبيدات الكيماوية داخل الأنسجة الحيوانية والنباتية وتكون بعدة أشكال :
- كسر مجموعة اميدية amide cleavage
كما في حالة ميتابولزم مبيد الأدغال بروبانيل في نبات الرز بواسطة أنزيم aryl acylamidase
- كسر الاستر ester cleavage
كما في حالة تحويل المبيد الحشري ملاثيون إلى ملاثيون أحادي وثنائي الحامض بواسطة أنزيم carboxyestrase
- تحلل مركبات ترايزين triazines hydrolysis
تتحول مبيدات الأدغال كالسمزان والاترازين في نبات الذرة إلى مركبات تحوي على مجموعة هيدروكسيل نتيجة لوجود بعض المركبات الكيماوية في أنسجة النبات كمركب (2,4-dihydroxy 7-methoxy -1,4-benzoxazin-3-one) وليس بفعل الأنزيمات ويمكن اعتبار هذه الطريقة من الميتابولزم تحللا مائيا.


ميكانزم التأثير السام للمبيد الكيماوي
Mechanism of toxic action
يتكون جسم الكائن الحي من مركبات عضوية ولا عضوية مركبة بشكل تمكنه من القيام بالعمليات الحيوية المختلفة كالاستفادة من الطاقة وصناعة المركبات الحيوية من خلال الميتابولزم والتكاثر وغيرها .
ومن طرق القتل التي تؤدي إلى الإخلال بهذا النظام في الكائن الحي ما يلي :

أولا: القتل الميكانيكي :

وتعني حوادث التحطم الكلي أو الجزئي للكائن الحي كسحقه أو حرقة ولا يدخل تأثير المواد السامة في هذا النوع من القتل .
ثانيا : القتل الفيزياوي :
قد يكون لبعض المواد الكيماوية تأثير فيزياوي عن طريق إحداث خلل بمكونات جسم الكائن الحي كتأثير المذيبات العضوية على الصفات الفيزياوية للمواد الدهنية وكذلك فعالية بعض المواد في خدش الطبقة الشمعية لجدار جسم الحشرة مما يؤدي إلى فقدان الماء وموت الحشرة نتيجة للجفاف كمسحوق السيلكا silica aero gels كذلك تدخل تأثيرات الحرارة والرطوبة والموجات فوق الصوتية ultrasonic waves والموجات الكهرومغناطيسية electromagnetic waves ضمن التأثير الفيزياوي على الكائن الحي .

ثالثا : القتل الكيماوي :

في هذا النوع من القتل تتخصص المادة الكيماوية كالمبيدات في تأثيرها على نسيج معين مركب حيوي أو تفاعل مضر في جسم الكائن الحي مما يؤدي إلى الإخلال في إحدى الفعاليات الحيوية الضرورية لبقاء الكائن كتفاعل المبيدات العضوية الفسفورية في الأنسجة العصبية مع أنزيم (acetyl cholinesterase) المهم في نقل الأوامر العصبية (impulses) وينتج عن إيقاف عمل هذا الأنزيم قتل الكائن الحي
يعبر عن مجموع التأثيرات التي تحصل للكائن الحي عند استعمال مبيد كيميائي عليه بمصطلحين هما :
• طريقة التأثير mode of action
وهو جميع العمليات ابتداء من دخول المبيد الكيماوي إلى البيئة وانتهاء بموت الكائن الحي والتي تتضمن امتصاصه وانتقاله في النبات ونفاذة إلى جسم الكائن وعملية الميتابولزم التي تجري داخل أنسجة الكائن وأعراض التسمم وغيرها .
• ميكانزم التأثير السام mechanism of toxic action
هو التلف البيوكيميائي أو البيوفيزيائي (primary biochemical or biophysical lesion ) للمبيد الكيماوي والذي يسبب قتل الكائن الحي .
وتعد الدارسات المتعلقة بميكانزم التأثير السام للمبيد الكيميائي وتعين المادة الحساسة الأولية لفعل المبيد (primary sit of action) مهمة صعبة بنفس الوقت وترجع صعوبة هذه الدارسات للتداخل التفاعلات والفعاليات الحيوية في أنسجة الكائن لحي مما يتطلب تتبعا دقيقا للمادة السامة داخل النسيج الحي وتقيم تأثيرها على التفاعلات الحيوية المختلفة مما يؤكد هذه الحقيقة هو أن معظم ميكانزم التأثير السام لمعظم المبيدات الكيماوية ومن ضمنها مبيد DDT الذي استخدم لمكافحة الآفات منذ أربعين عام مازال مجهول .
ومن الخطوات المتبعة لدراسة ميكانوم التأثير السام للمادة السامة ما يلي :
1- تتميز أعراض التسمم و قد يستدل من أعراض لتسمم التي تظهر على الكائن الحي بعد تعرضه للمادة السامة على الأجهزة والأنسجة المتأثرة بفعل المادة فمثلا تدل الإرتجافات أو الشلل التي تحدثها المادة السامة على تأثيرها على الجهاز العصبي كذلك يدل اصفرا النبات بعد معاملة بمبيد الأدغال على تأثيره على البلاستيدات الخضراء (Chloroplast) وان هناك خلل في صناعة مادة الكلوروفيل في حين يدل اللون الأحمر في أوراق النبات على وجود مادة الانثوسيانين مما يدل على أن المبيد قد سبب خلل في عملية أو نقل السكريات في النبات وهكذا .
2- تحديد المكان الذي تتجمع فيه المادة السامة في أنسجة الكائن الحي المختلفة باستخدام طرق تحليل دقيقة كاستخدام المبيدات المعلمة بالكربون 14 أو فسفور 32 ونتيجة لاختلاف الأنسجة المختلفة لتركيز معين من المادة السامة فان وجودها بتركيز عالي في نسيج أو جهاز لا يعني أن ميكاتزم المبيد ينحصر هناك لان المادة السامة قد تؤثر في التركيز الواطئة على نسيج أخر لحساسيته العالية .فمثلا يمكن عزل مبيد DDT عند إعطائه للحيوان من أجهزة مختلفة كالكبد والكلية والجهاز العصبي و بتراكيز عالية ولكن وجد إن هناك علاقة وثيقة بين تراكيز هذا المبيد في أنسجة العصبية وظهور أعراض التسمم .
3- أجراء بعض الدراسات لتوضيح العلاقة بين تركيز المادة السامة والوقت اللازم لظهور الأعراض وتعين التركيز الذي يسبب ظهور الأعراض وبنفس الوقت يمكن للكائن الحي إلى الرجوع إلى الحالة الطبيعية إن هذه الدراسات توضح فيما إذا كان هناك علاقة بين ميتابولزم المادة السامة وتراكيز التي يمكن للكائن الحي أن يتخلص منه نتيجة التحطيم الذي يجري في الأنسجة الحية بفعل الأنزيمات .
4- عمل مستخلص خام من الأنسجة المتأثرة للكائنات الحية المعاملة بالمادة السامة ودراسة تأثير التركيزات المختلفة على كمية بعض المركبات الكيميائية الحيوية ونشاط الأنزيمات التي يحتويها المستخلص كذلك يجب تحديد الخطوات المتأثرة في سلسلة التفاعلات الحيوية فمثلا إذا كان هناك تأثير على عملية التركيب الضوئي فيجب تحديد فيما إذا كان التأثير على تفاعلات الضوء أو تفاعلات الظلام وإذا كان التأثير على عملية التنفس فيجب تحديد المادة على دورة مركب (kreb cycle) أو على عملية التخمر (glycolysis) وغيرها

5- تنقية الأنزيم أو المادة الكيماوية المتأثرة ودراسة تأثير التركيز المختلفة من المادة السامة عليها ومقارنة ذلك بالنتائج التي تم الحصول عليها بالخطوات السابقة وإذا تطابقت النتائج التي تم أخذها من الكائن الحي المعامل بالمادة السامة (in vivo) وتلك المجرات على الأنسجة والمستخلصات المعزولة منة (in vitro) فعندئذ يمكن التوصل لتحديد ميكانزم التأثير السام للمادة المدروسة وفي كثير من الأحيان تستخدم مادة سامه قياسية ذات ميكانزم معروف لمقارنة تأثيرها مع المادة المراد دراستها .
ويمكن حصر ميكانزم التأثير السام للمبيدات الكيماوية بالطرق العامة التالية :
1- منع إنتاج الطاقة (ATP production )
والتي تقع تفاعلاتها في السايتوبلازم والمايتوكندريا كما في حالة مبيد خماسي كلور الفينول (pentachlorophenol) الفعال ضد فطريات ونباتات الأدغال .
2- التأثير على الأنزيمات الحيوية .
كتأثير المبيدات الفسفورية الحشرية على أنزيم (cholinesterase acetyl) الذي يلعب دورا مهما في نقل الأوامر العصبية .
3- التأثير على الصناعة الحيوية لبعض المركبات الأساسية في أنسجة الكائن الحي .
كالقواعد النيتروجينية (purine and pyrimidine) والبروتينات والحوامض النووية (DNA &DNA) إن التأثير على ميتابولزم هذه المركبات من قبل عدد كبير من المبيدات الفطرية ومبيدات الأدغال يؤدي إلى قتل الكائن الحي .
4- الإخلال بتركيب الخلية
عن طريق التأثير على نفاذية الأغشية مما يؤدي إلى انسياب محتوياتها وموت الكائن الحي كما في حالة كثير من المبيدات الفطرية والأدغال.
5- إن عددا كبيرا من المبيدات الادغال تقتل النبات نتيجة لمنع عملية التركيب الضوئي أو منع عملية تثبيت غاز ثاني اوكسيد الكربون لصناعة السكريات .

امتصاص وانتقال المبيدات الكيماوية

تسلك المبيدات الكيماوية عند استعمالها على النباتات سواء بالرش أو التعفير إحدى طرق ثلاث :

• إما أن تبقى معظم الكمية فوق سطح الأوراق (ولا ينفذ منها إلا كمية ضئيلة إلى داخل النبات ) ويعمل المبيد في هذه الحالة على وقاية النبات من الإصابة بالحشرات أو الوقاية من الإصابة بالطفيليات الفطرية الخارجية (ECTOPHYTE) ويسمى المبيد في هذه الحالة مبيدا وقائيا ( protectant pesticides)
• وان تكون مبيدات الإبادة (pesticides eradicate) حيث يكون لها في هذه الحالة القابلية على نفاذ إلى داخل الأجزاء المعاملة ويمكنها أن تقتل الحشرة التي تتغذى على هذه الأجزاء بالتأثير المعدي أو عن طريق الملامسة وكذلك يمكنها أن تستأصل الإصابة الفطرية للطفيليات الداخلية (endophyte) .
• أما الحالة الثالثة فهي المبيدات التي يمكنها النفاذ داخل أنسجة النبات ثم الانتقال إلى مختلف الأجزاء الأخرى بكميات كافية لقتل الآفة ووقاية النبات وخاصة النموات الحديثة من الإصابات الجديدة فتسمى بالمبيدات الجهازية (systemic pesticides )

وتتوقف حركة المبيد ونفاذه خلال غشاء الكيوتكل أساسا على قابلية للذوبان في الماء وذلك لان هذا الغشاء يتكون من مادة الكيوتين (cutin) لنفاذة للماء والتي تنتشر فيها صفائح شمعية تعمل على اختزال الماء المفقود ويحتوي الكيوتكل في الجذور على مادة السوبرين (suberin) بدلا من الكيوتين الموجودة في الأوراق ولكنها أيضا نفاذة للماء ويمكن للمبيد أيضا أن ينفذ عن طريق الثغور ويكون سريعا مقارنتا بالنفاذ خلال طبقة الكيوتكل كذلك تتوقف حركة المبيد الكيماوي في الأوعية الناقلة للخشب والتي تسمى (apoplastic movement) على قابليته للذوبان في الماء وتزداد حركة المبيد بزيادة عملية النتح .
• وتكون حركة المبيد في الأوعية الناقلة إلى الأعلى فقط ولا تحتاج إلى طاقة ولا يتأثر انسياب المبيدات المتعادلة أو الحامضية في هذه الأوعية أما المبيدات القاعدية فقد تمتص من خلال جدران الخشب السالبة الشحنة .
• ويتراكم المبيد المنتقل أو نواتج نحلله في أطراف الأوراق في النباتات الشبكية التعرق وفي قمة الأوراق بالنسبة للنباتات المتوازية التعرق ولا يمكن للمركب أو للمركبات التي تنتقل بهذا الطريق من الرجوع إلى أسفل النبات وذلك لتحركها إلى الأعلى فقط .
• أما الحركة في أنسجة اللحاء والتي تسمى (symplastic movement) فتعتمد على حركة المواد الغذائية المصنعة في النبات والتي يتم انتقال المبيد الكيماوي معها وغالبا ما يحتاج نقل المبيد إلى طاقة تصرف من قبل النبات .
• ويمكن للمبيد الكيماوي الذي ينقل عن طريق اللحاء بالحركة إلى الأسفل أو الأعلى كما يمكنه الدوران في النبات وقد يتسرب قسم ضئيل منه عن طريق الجذور وان كفاءة المبيد المنتقل بطرق اللحاء تفوق كفاءة المبيد المنتقل عن طريق الخشب وذلك لقدرته على الانتقال إلى جميع الأجزاء النبات بكميات كافية لقتل الآفة أينما وجدت .

العوامل التي تؤثر على امتصاص وانتقال المبيدات الكيماوية في النبات

1- العوامل المتعلقة بالنبات :
تختلف عملية امتصاص وانتقال المبيد الكيماوي باختلاف النبات وذلك لاختلافات تركيب الأوراق والجذور والسيقان وان طبقة الكيوتكل السطحية التي تغطي غشاء الكيوتكل قد تعرقل نفاذ المركبات القطبية
( المركبات القطبية : هي المركبات الذائبة في الماء وتتأين فيه إلى ايونات وكايتونات ويعتبر الجزء القطبي في جزيء المبيد ضروري لإحداث القتل ما الجزء غير القطبي فضروري لنفاذ المبيد وانتقاله خلال الحواجز الدهنيه ) ويكون اخترقها لهذه الطبقة بطيء جدا مقارنة بالمبيدات غير القطبية من ناحية الأخرى قد يتجمع المبيد غير القطبي كما في حالة المبيدات التابعة للهيدروكاربونات المكلوره في الطبقة الشمعية السطحية ولا يتحرك منها إلى الطبقات الداخلية إلا ببطء شديد .
ويكون المركب الحاوي على مجاميع قطبية وأخرى غير قطبية سريع الحركة في أنسجة النبات وذلك لقدرته على اختراق الحواجز المائية والزيتية .
ومن ناحية أخرى تعتبر قابلية المبيد على الذوبان في الماء ومن متطلبات عملية انتقاله في النبات لذلك نجد إن معظم المبيدات الجهازية ذات ذوبان عال نسبيا مقارنة بالمبيدات الأخرى ويختلف انتقال المبيدات الكيماوية باختلاف عمر النبات لاختلافات الفسلجية وتركيبية .
2- العوامل المتعلقة بالمبيد الكيماوي
تعتمد عملية امتصاص وانتقال المبيد في النبات على الخواص الكيماوية والفيزيائية للمبيد وتلعب قطبية المركب دورا أساسي في التحرك في النبات ففي حالة المبيدات غير القطبية القابلة للذوبان في الدهون فان تحركها يكون قاصرا على أوعية اللحاء أثناء انتقالها في الأوراق إلى بقية أجزاء النبات وتتركز في مواقع التصنيع الغذائي وبهذا تكون أفضل وسيلة باستخدامها رشا فوق النموات الخضرية .
أما المبيدات القطبية الذائبة في الماء فإنها غير قادرة على دخول أوعية اللحاء وتبقى في مناطق بين الخلايا ويكون أفضل استخدام لها هو معاملة التربة حيث يدخل المبيد عن طريق المجموع الجذري وينتقل بسرعة إلى الأجزاء الخضرية الحديثة مما يدل على عدم انتقاله عبر اللحاء مع المواد الغذائية المصنعة وتمتاز المبيدات الجهازية ذات القطبية المتوسطة بقدرتها على الحركة الحرة عبر خلايا النسيج الوسطي للورقة وتنقل إلى أوعية اللحاء ثم أوعية الخشب وبذلك يمكنها الانتقال في جميع أنسجة النبات بسبب احتوائها على مجاميع قطبية وأخرى غير قطبية وبذلك يكون معامل التوزيع مناسب بين الماء والمواد الدهنية ويمكنها اختراق هذه الحواجز بكفاءة عالية وتعمد على امتصاص المبيد على طريقة المعاملة حيث تزداد عند وضع المبيد بشكل طبقة خفيفة على السطح المعامل وتقل كلما تجمعت المادة بشكل بلورات عليه
3- العوامل المتعلقة بالبيئة
تؤثر عوامل المناخ المختلفة من حرارة و أوكسجين وضوء على الأعمال الحيوية للنبات ونتيجة لذلك تتأثر عملية وامتصاص وانتقال المبيد الكيميائي ولقد وجد أن امتصاص المبيد من الجذور ونقله إلى الأجزاء الخضرية يزداد بزيادة بمعدل عملية النتح وخاصة في حالة المبيدات القطبية التي تنتقل بالأوعية الخشبية وتؤثر درجة الحموضة(PH) على نفاذ وانتقال المبيدات الكيميائي خلال النموات الخضرية وخاصة الحامضية والقاعدية حيث يزداد امتصاص المبيدات الحامضية كلما انخفضت قيمة PH لان ذلك يساعد على جعل الجزيئات في اقل نشاط قطبي ويهيئ لها فرصة النفاذ وعلى العكس بالنسبة للمبيدات القاعدية وتساعد المواد الناشرة ذات النشاط السطحي سواء كانت أيونية أو كايتونية على نفاذ الجزيئات المبيد من خلال الأوراق عن طريق تأثيرها على PH في البيئة كذلك يؤثر وجود بعض الكاتيونات مثل البوتاسيوم في عملية امتصاص وانتقال المبيدات ولقد وجد عدد من الباحثين أن هناك علاقة وثيقة بين امتصاص وانتقال المبيدات الكيماوية في النباتات وتوفر العناصر الغذائية الكبرى والدقيقة في الوسط الذي ينمو فيه النبات

أنواع المبيدات الجهازية

بشكل عام يمكن تقسيم المبيدات الجهازية حسب نسيج النبات التي تنتقل فيه إلى :
• مبيدات لحائية(Symplastic )
• مبيدات خشبية (apoplastic)

ويمكن تقسيمها على أساس تحللها إلى الأقسام التالية :
1- لمبيدات الجهازية الثابتة stable
وهي المركبات التي لا يحصل عليها أي تغير وتبقى ثابتة داخل الأنسجة النبات دون تحلل.
ولا يوجد مبيد كيماوي عضوي يستخدم في الوقت الحاضر بهذه المواصفات ويمكن القول أن عنصر السلينيوم selenium الشبيه بالكبريت من العناصر الجهازية الثابتة
2- المبيدات الجهازية القابلة للتحلل endolytic
وهي المبيدات الجهازية لتي تدخل لنبات وتكون فعالة بشكلها الأول ضد الآفة إلى تتحلل إلى مواد غير سامة من قبل النبات .
مثل مبيد فوسدرن phosdrin ومبيد شرادان schradan
3- المبيدات الجهازية القابلة للتنشيط endomatetoxic
وهي المبيدات الجهازية التي تدخل النبات في شكلها الأول ثم تتحول الى مركبات أكثر سمية للآفة داخل أنسجة النبات بتأثير الأنزيمات داخل النبات .
مثل مبيد سستوكس systox
طرق دراسة النشاط الجهازي للمبيد الكيميائي

هنالك طرق عديدة يمكن إتباعها لقدير النشاط الجهازي للمبيد الكيماوي كما ونوعا وذلك حسب الهدف المحدد في الدراسة وتعتمد على إمكانية المتوفرة للبحث من هذه الطرق .
أولا: طريقة الاختبار الحيوي bioassay
يمكن قياس النشاط الجهازي للمبيد عن طريق معاملة جزء من النبات خاصة الأوراق بعد مضي فترة لا تتعدى 24 ساعة يمكن للمبيد إن ينفذ وينتقل إلى أجزاء النبات بعدها يتم ازلة الورق أو الجزء المعامل ويوضع على النبات آفة حساسة لفعل المبيد وتقدر نسبة القتل في مناطق فوق وتحت المعاملة كذلك يمكن اخذ أوراق من مناطق بعيدة عن أوراق المنطقة المعاملة وتوضع عليها الآفة للتغذية وتسجل نسبة الوفيات وبهذه الطريقة يمكن معرفة فيما إذا كان للمبيد نشاط جهازي عن طريق انتقاله إلى الأوراق غير المعاملة وتاثيرة على الآفة
ثانيا : دراسة اعرض التسمم التي تظهر على النبات phytotoxicity
يمكن دراسة النشاط الجهازي للمبيد خاصة مبيدات نباتات الأدغال عن طريق متابعة أعراض التسمم التي تظهر على النباتات حيث تدل أعراض التسمم كاصفرار أو احتراق الأوراق البعيدة عن مناطق المعاملة على تحرك المبيد جهازيا
ثالثا : طريقة تحليل مستخلص النبات
يمكن تقدير الكميات التي امتصت وانتقلت من المبيد الكيماوي في أجزاء النبات المختلفة حيث يعامل جزء من النبات بالمبيد الكيماوي وبعد فترة تتراوح بين 12 -24 ساعة يأخذ النبات المعامل وتغسل الكمية الموجودة على سطح الورقة أو الجزء المعامل بمذيب عضوي ثم أجزاء النبات إلى أوراق وسيقان وجذور حسب الهدف من الدراسة ثم تستخلص المادة السامة ونواتج تمثيلها بمبيد عضوي ملائم من الأجزاء المختلفة وتقدر الكمية لمستخلصة باستخدام التقييم الحيوي وذلك بمعاملة الآفة الحساسة بالمستخلص في حالة عدم توفر الأجهزة وبمكن استخدام طرق الفصل الكروماتوغرافي في حالة توافر الأجهزة حيث يمكن تقدير الكمية من المادة السامة في لمستخلص بدقة إضافة إلى انه يمكن التعرف على نواتج تمثيل المادة السامة فيه ومن الأجهزة الشائعة الاستخدام في هذا المجال جهازي الكروماتوغرافي الغازي gas chromatography وجهازي الكروماتوغرافي بالصفائح الرقيقة thin layer chromatography
رابعا : طريقة استخدام المبيدات المعلمة بالعناصر لمشعة radio active tracers
يمكن متابعة تحرك المبيد الكيماوي في النباتات عند استخدام المبيد المعلم بالكربون 14 أو الفسفور 32 أو غيرها من العناصر المشعة بعد فترة من معاملة النبات في بعض اجزائة بالمبيد المعلم يأخذ النبات ويثبت على صفيحة ورقية سميكة ويوضع فوقه صفيحة أشعة سينية film x ray في مكبس ويترك في غرفة مظلمة لمدة تتراوح 12 ساعة وسبع أيام معتمد على تركيز المادة المشعة وبعد انتهاء الفترة المحددة تحمض وتغسل صفيحة الأشعة السينية فيظهر انتقال المبيد الكيماوي من منطقة المعاملة إلى المناطق الأخرى في النبات بوضوح وتسمى هذه الطريقة الاتوريدوغرافي autoradiography وكذلك يمكن تقدير الكميات الممتصة أو المنتقلة من المبيد الكيماوي بشكل دقيق عن طريق استخلاص المادة السامة المعلمة بمذيب عضوي ث حرق العينة في دوارق حرق زجاجية خاصة combustion flasks وتقاس كمية الكربون 14 الكلية في جهاز قياس الإشعاع liquid scintillation

فوائد ونواقص استخدام المبيدات الجهازية

يمكن تلخيص أهم فوائد استخدام المبيدات الجهازية بالنقاط التالية :
1- يمكن استخدام كمية قليلة من المبيد الجهازي مقارنة بالمبيدات غير الجهازية .
وذلك لان تغطية النبات بصورة كاملة غير ضرورية وذلك لانتقال المبيد إلى الأجزاء التي لم تغطى بالمبيد .
2- المكافحة باستخدام المبيد الجهازي اقتصادية و خاصة في حالة استخدام المبيد مع ماء الري أو معاملة البذور وفي حالة استخدام المبيد رشا على الأجزاء الخضرية يكون عدد المعاملات قليلا وذلك لانتقال المبيد إلى النموات الحديثة وحمايتها من الإصابة والآفة.
3- إن تأثير المبيدات الجهازية على الأعداء الطبيعية قليل نسبيا وخاصة إذا استخدمت المبيدات مع ماء الري أو في معاملة البذور حيث توجد المادة السامة في عصارة النبات فتعرض له الحشرة الماصة ولا تتعرض لها الأعداء الطبيعية

أما أهم مضار ونواقص استخدام المبيدات الجهازية فيمكن تلخيصها في النقاط التالية :
1- إن المبيدات الجهازية وخاصة التي يتم تحويلها داخل النبات إلى مركبات أكثر سمية يمكن إن تساعد في تلوث الغذاء عن طريق انتقال كميات منها إلى الثمار أو الأجزاء التي تؤكل من المحاصيل ولذلك لا يمكن استخدامها قرب نضج المحصول
2- إن أسعار غالبية المبيدات الجهازية عالية أكثر من المبيدات الثانية
3- إن معظم المبيدات الجهازية المتداولة لها القابلية للانتقال إلى الأعلى في حين لا تنتقل من المناطق المعاملة في الأوراق إلى السيقان أو الجذور وبذلك لا يمكن استخدامها لتخلص من أفات السيقان والجذور .
إن تأثير المبيدات الجهازية يكاد يكون مقتصر على الحشرات الماصة لعصارة النبات وان تأثيرها محدود على الحشرات القارضة إضافة إلى إن تأثيرها بشكل عام بطيء
نفاذ المبيد الكيماوي خلال جدار الجسم في الحشرات
بشكل عام هناك تشابه كبير بين نفاذ المبيدات الكيماوية خلال جسم الحشرة ونفاذها في النبات وذلك لوجود طبقة الكيوتكل السطحية epicuticle التي تعيق نفاذ المركبات القطبية تنفذ معظم المبيدات العضوية خلال الكيوتكل وذلك لارتباطها بمادة الكايتين chitin والتي يتكون منها مادة الكويتكل بشكل رئيسي ولكي ينفذ المبيد خلال طبقة لكيوتكل السطحية يجب أن يمتلك القابلية على الذوبان في المواد الدهنية ومن الناحية الأخرى يجب أن لا تكون درجة ذوبانه في المواد الشمعية وإلا فانه سوف يتراكم في الطبقة الشمعية ولا يمكنه النفاذ لإحداث الأثر السام وقد تختلف الحشرات بحساسيتها للمبيد تبعا إلى اختلاف سمك الطبقة الشمعية في جدار جسمها ويمكن عن طريق استخدام المذيبات العضوية زيادة نفاذ المبيد الكيماوي خلال المناطق كيوتكل الحشرة ويشترط في المذيب المستخدم له القدرة على الاحتفاظ بالمبيد والذوبان ولو جزئيا بالماء وذلك لاحتواء طبقة الكيوتكل الداخلية endocuticle على كمية كبيرة نسبيا من الماء حتى يتمكن للمبيد أو المذيب الجيد اختراق طبقات الكيوتكل التي تتفاوت في درجة قطبيتها يجب أن تحتوي عل مجاميع قطبية وأخرى غير قطبية أما بالنسبة للمبيدات غير العضوية القابلة للذوبان في الماء فيمكنها أن تنفذ من خلال الكيوتكل رغم وجود الطبقة الشمعية غير المحبة للماء

ذلك للأسباب الآتية :
1- إن الطبقة الشمعية لا تغطي كل جسم الحشرة من الخارج وهناك مواقع مكشوفة تقع فيها الأجهزة الحسية لاستقبالها المؤثرات الكيماوية ومواقع استقبال الرطوبة ولكن هذه المواقع المحدودة قد لا تكفي كمنافذ لدخول هذه المبيدات
2- وجد أن هناك مسافات بينية بين بلورات الطبقة الشمعية السطحية تسمح لدقائق الماء بالنفاذ مما يؤيد ذلك زيادة سمية المبيدات الذائبة في الماء عند زيادة الطوبة الجوية في المحيط التي تعرض فيه الحشرة وتلعب الزيوت والمواد الحاملة والمستخدمة في مستحضرات المبيدات دورا هاما في زيادة نفاذية ا

شكرا لكم على المرور

شكرا لكم على المرو وبارك الله فيكم