THE INFLUENCE OF PENETRATION, DISTRIBUTION, SORPTION AND DECOMPOSITION ON THE POISONING OF THE COCKROACH PERIPLANETA AMERICANA TREATED TOPICALLY WITH DIAZOXON
Authors: BURT P. E. , LORD K. A. 
Published: April 2011

Microchemical techniques were used to assess the rate of penetration of diazoxon into the American cockroach Periplaneta americana L. by measuring loss from the surface of the cuticle after topical application. By similar methods the proportions of the amount entering which were decomposed, absorbed by the tissues, or circulating in the haemolymph were also estimated. About three‐quarters of an LD90 of diazoxon (2.6 μg) applied to the metathoracic sternum of adult male cockroaches had penetrated the cuticle 2 hr after treatment. The maximum concentration within the cockroach, reached about 1 hour after treatment, was 2.4 μM, but two‐fifths of this is sorbed on solids, leaving 1.4 μM in the total body fluids. The maximum concentration in the haemolymph occurred 1 1/2 hr. after treatment and ranged from 0.9 to 3.4 μM, with a “median” value of 1.8 μM. The close relationship between concentration in haemolymph and in total body fluids suggests that they are in approximate equilibrium.

An independent estimate of the concentration of diazoxon in the haemolymph of cockroaches treated with an LD90 of the insecticide, made by means of an electrophysiological technique, agreed well with the values obtained from the chemical assay. The maximum concentrations (0.6–1.0 μM) was found 1–2 hr. after treatment, when irreversible damage to the nervous system first occurred.

The close agreement between the chemical and biological estimates suggests that diazoxon invades the nerve cord from the haemolymph, and that it acts directly, rather than as a metabolite or by the release of a neuroactive material.

DER EINFLUß DES EINDRINGENS, DER VERTEILUNG, DER ABSORPTION UND DES ABBAUS AUF DIE VERGIFTUNG DER KÜCHENSCHABE PERIPLANETA AMERICANA BEI ÖRTLICHER BEHANDLUNG MIT DIAZOXON

Um die Eindringgeschwindigkeit von Diazoxon in die Amerikanische Küchenschabe Periplaneta americana festzustellen, wurden mikrochemische Verfahren benutzt, indem nach örtlicher Aufbringung das Verschwinden von der Oberfläche der Kutikula gemessen wurde. Mit ähnlichen Methoden wurden auch die Anteile der eingedrungenen Menge abgeschätzt, die abgebaut oder von den Geweben absorbiert wurden oder in der Haemolymphe zirkulieren. Das Eindringen von Diazoxon, das auf dem Sternum des Metathorax erwachsener Küchenschaben‐Männchen aufgetragen wurde, ist der vergangenen Zeit proportional, und über 3/4 einer LD90 (2, 6 μg) ist nach 2 Stunden eingedrungen. Die Menge im Insekt wächst eine Stunde nach der Applikation auf etwa 1/5 der angewendeten Dosis und nimmt nach 2 Stunden auf etwa 1/12 ab. Etwa 2/5 der eingedrungenen Menge wird an ungelöste Stoffe gebunden, und in Anbetracht dessen wurde für die maximal erreichte Konzentration in der gesamten Körperflüssigkeit 1, 4 μM berechnet, was etwa 1/8 der angewandten Dosis entspricht. Die Zeit‐Konzentrations‐Kurve des Diazoxons in der Haemolymphe einzelner Küchenschaben, die mit einer LD90 behandelt worden waren, hatte einen ähnlichen Verlauf wie die für das gesamte Diazoxon; die Konzentration erreichte ein Maximum 1 1/2 Stunden nach der Behandlung, wobei es von 0,9 bis 3, 4 μM mit einem “Median” wert von 1, 8 μM schwankte. Die enge Beziehung zwischen der Konzentration in der Haemolymphe und in der gesamten Körperflüssigkeit machte es wahrscheinlich, daß sie annähernd im Gleichgewicht miteinander stehen.

Bei der Bespülung von Küchenschaben‐Ganglien in vitro mit einer Reihe von Diazoxon‐Konzentrationen in Kochsalzlösung unter Beobachtung der Vergiftungssymptome in den Metathorax‐Ganglien mit elektrophysiologischen Methoden wurde eine Kurve aufgestellt über die Beziehungen der Diazoxon‐Konzentration zu der Zeit, die erforderlich ist, um irreversible Schäden der Nervenfunktion hervorzurufen. Unter Anwendung der gleichen Methoden bei der Beobachtung des Verhaltens der Ganglien in Küchenschaben, die zu bekannter Zeit vorher mit LD90s von Diazoxon örtlich behandelt worden waren, konnte von der Kurve die Diazoxon‐Konzentration in der Haemolymphe abgeschätzt werden, wann die Ganglien irreversibel geschädigt wurden. Irreversible Schädigung trat erst 1–2 Stunden nach der Anwendung mit einer LD90 auf, und die Konzentration, die zur Erzeugung des gleichen Vergiftungsstadiums in freigelegten Ganglien in vitro in der gleichen Zeit erforderlich war (0,6–1,0 μM), ähnelt eher der mittleren Konzentration (1,8 μM), die durch chemische Prüfung in der Haemolymphe ähnlich behandelter Schaben gefunden wurde. Daraus folgt, daß Diazoxon von der Haemolymphe aus in die Ganglien eindringt, und daß es eher direkt wirkt statt als Umwandlungs‐produkt oder durch die Entbindung eines neuroaktiven Stoffes.