פירתרין

**פירתרינים** הם קבוצה של תרכובות אורגניות המופקות בדרך כלל *מחרצית סינראריפוליום*, והן בעלות פעילות קטילת חרקים חזקה על ידי פגיעה במערכת העצבים של החרקים. הפירתרין מופיע באופן טבעי בפרחי חרצית ולעיתים נחשב לחומר הדברה אורגני כאשר אינו משולב עם פיפרוניל בוטוקסיד או חומרים מסייעים סינתטיים אחרים. תכונותיהם ההדברתיות והדוחות חרקים ידועות והם נמצאים בשימוש מזה אלפי שנים.
המבנה הכימי של **פירתרין** מהווה את הבסיס עבור מגוון רחב של חומרי הדברה סינתטיים המשמשים בחקלאות וכן לטיפול בכינים ובטפילים שונים של חיות מחמד. החומר מתפרק על ידי חומצות הקיבה של יונקים ולכן נחשב לבטוח במיוחד. החומר מופק מעטיפת הזרעים של מספר מינים של חרצית.  שמאל|ממוזער|230px|פירטרין

## כימיה

התרכובות **פירתרין 1** ו**פירתרין 2** הם מסוג אסטר והמבנה הכימי שלהן נראה בנוסחה:
* **פירתרין 1**: R=CH23
* **פירתרין 2**: R=CO22CH23

## היסטוריה
הפירתרינים מצויים במעטפות הזרעים של הצמח הרב-שנתי *חרצית סינראריפוליום* (*Tanacetum cinerariifolium*), הידוע בשם פירתרום ואשר מגודל זה זמן רב באופן מסחרי לשם הפקת קוטל חרקים. בשנות ה-80 של המאה ה-19, החל ביפן גידול הפירתרום כאשר אואיאמה (Ueyama**)** גידל את הפרחים במחוז וואקאיאמה (Wakayama) וקידם את השימוש בהם ברחבי המדינה, בעיקר לצורך הדברת כינים. בהשראת פעילות זאת, אשתו יוקי (Yuki Ueyama) הגתה את רעיון הסליל דוחה היתושים, שהפך לכלי יעיל ונפוץ ברחבי העולם נגד יתושים. בהמשך התעורר עניין מדעי בנושא, בשנת 1909 פרסם הביולוג פוג'יטאני (Fujitani) את המחקר הראשון על תכונותיו של הפירתרום לקטילת חרקים שהצית מחקר כימי בינלאומי בנושא. בשנת 1923, זיהה יאמאמוטו (Yamamoto**)** כי התרכובות הפעילות בפירתרום מכילות טבעת ציקלופרופן, בהמשך לעניין שעורר אומטרו סוזוקי (Umetaro Suzuki**)** בתחום. מאוחר יותר, סטודינגר ורוזיקה (Hermann Staudinger ו־Leopold Ruzicka**)** חקרו את התרכובות לעומק, ובשנת 1944, לה פורג' (Frank B. LaForg**e)** ובארטל (Henry Barthel**)** אישרו לבסוף את המבנים המלאים של פירתרינים I ו-II, יחד עם סינרינים I ו-II.

## ביוסינתזה
ממוזער|320x320 פיקסלים|תגובת ציקלופרופונציה המייצרת כריזנטמיל דיפוספט, תוצר ביניים בביוסינתזה של חומצה כריזנטמית. התגובה מתחילה מדימתיל אליל פירופוספט ( DMAPP ).
בשנת 1924,זמן רב לאחר שהחל השימוש בהם כקוטלי חרקים, המבנים הכימיים שלהם נקבעו על ידי הרמן שטאודינגר ולבוסלב רוז'יצ'קה . פירתרין I  ופירתרין II  הם אסטרים בעלי מבנה דומה, הכולל ליבה של ציקלופרופן. פירתרין I הוא נגזרת של חומצה (+)- *טרנס* - כריזנטמית. פירתרין II קרוב מאוד במבנהו, אך אחת מקבוצות המתיל מחומצנת לקבוצת קרבוקסימתיל, והשלד המתקבל נקרא חומצה פיריתרית. הכרת המבנים שלהם סללה את הדרך לייצור אנלוגים סינתטיים, הנקראים פירתרואידים. הפירתרינים מסווגים כטרפנואידים. השלב המרכזי בביוסינתזה של הפירתרינים הטבעיים כולל שתי מולקולות של דימתילאליל פירופוספט, אשר מתחברות ליצירת טבעת ציקלופרופן על ידי פעולת האנזים כריזנטמיל דיפוספט סינתאז.

## הפקה
ממוזער|''Tanacetum cinerariifolium'' נקראת גם חרצית דלמטית

הייצור המסחרי של פירתרינים מתבצע בעיקר באזורים הרריים בקו המשווה. הגידול המסחרי של החרצית הדלמטית (*C. cinerariifolium*) מתתקיים בגובה של 1600 עד 3000 מטרים מעל פני הים. זאת משום שנמצא כי ריכוז הפירתרין עולה ככל שהגובה גדל, עד לטווח זה. גידול צמחים אלה אינו דורש כמויות מים גדולות, מכיוון שתנאים צחיחים למחצה וחורף קריר מאפשרים ייצור מיטבי של פירתרינים. גם החרצית הפרסית (*C. coccineum)* מייצרת פירתרינים, אך ברמה נמוכה בהרבה. שני הצמחים יכולים לגדול גם באזורים נמוכים יותר ובקרקעות יבשות, אולם ריכוז הפירתרינים בהם נמוך יותר.

פירתרום המופק מהחרצית הפרסית (הידועה גם בשם *חיננית צבועה*) יובא למרכז אירופה מגאורגיה כבר באמצע המאה ה-19. כיום, מרבית האספקה העולמית של פירתרינים ושל ה-*C. cinerariaefolium* מגיעה מקניה, המייצרת את הפרחים בעלי הריכוז הגבוה ביותר. מדינות נוספות המייצרות פרחים כוללות את קרואטיה (בדלמטיה) ואת יפן. הפרח הוכנס לראשונה לקניה ואזורי ההר של מזרח אפריקה בסוף שנות ה-20. של המאה ה-20. מאז שנות ה-2000, מייצרת קניה כ-70% מאספקת הפירתרום העולמית. חלק ניכר מהפרחים מגודל על ידי חקלאים קטנים התלויים בגידול זה כמקור הכנסה. מדובר גם במקור חשוב להכנסות מייצוא עבור קניה, וכן מקור ליותר מ־3,500 מקומות עבודה נוספים. בשנת 1975 נקטפו כ־23,000 טונות של פרחים. החומרים הפעילים מופקים מהפרחים באמצעות ממסים אורגניים לקבלת תרכיז המכיל שישה סוגים של פירתרינים: פירתרין I, פירתרין II, סינרין I, סינרין II, ג׳סמולין I וג׳סמולין II.

עיבוד הפרחים לצורך הפקת פירתרין הוא לעיתים תהליך ממושך, המשתנה מאזור לאזור. לדוגמה, ביפן, תולים את הפרחים הפוכים לצורך ייבוש, תהליך שמעלה במעט את ריכוז הפירתרינים. כדי להפיק פירתרין, יש לרסק את הפרחים. מידת הריסוק משפיעה הן משך היעילות של הפירתרין והן על איכותו. אבקה דקה יותר מתאימה יותר לשימוש כקוטל חרקים מאשר פרחים המרוסקים בגסות. עם זאת, לפרחים המרוסקים בגסות יש חיי מדף ארוכים יותר והם מתפרקים פחות.

## שימוש כקוטל חרקים
פירתרין משמש בעיקר כקוטל חרקים והוא משמש למטרה זו מאז המאה ה-19. במאה ה-19, הוא היה ידוע בשמות כ"אבקה פרסית״ , "פרתניום פרסי" ו"זאכרלין". פירתרינים מעכבים את סגירתם של תעלות נתרן תלויות-מתח בתאי העצב של חרקים, וכתוצאה מכך מתרחש שיגור חוזר וממושך של אותות עצביים. גירוי יתר זה מוביל למות החרק עקב אובדן קואורדינציה מוטורית ושיתוק. עמידות לפירתרין נעקפת באמצעות שילוב קוטל החרקים עם סינרגיסטים סינתטיים כגון פיפרוניל בוטוקסיד. שילוב זה מונע את פירוק הרעל (דטוקסיפיקציה) בגוף החרק, וכך מבטיח את מותו. שילוב זה גם מגביר את יעילות הפירתרינים, כך שניתן להשתמש במינונים נמוכים יותר. פירתרינים הם קוטלי חרקים יעילים משום שהם פועלים באופן סלקטיבי על חרקים ופחות על יונקים. זאת בשל רגישות גבוהה יותר של מערכת העצבים בחרקים, גודל גוף קטן יותר, ספיגה נמוכה יותר דרך עור היונקים, וכן מטבוליזם כבדי יעיל יותר ביונקים. כמו כן, יונקים מסוגלים לפרק פירתרינים במהירות וטמפרטורת הגוף הגבוהה שלהם מפחיתה את יעילות החומר.

אף שפירתרין הוא קוטל חרקים יעיל, בריכוזים נמוכים הוא פועל גם כחומר דוחה חרקים. תצפיות בבתי עסק למזון מראות כי זבובים אינם נהרגים מיד, אלא נמצאים לעיתים קרובות יותר על אדני חלונות או בקרבת פתחים. הדבר מעיד כי, בשל המינון הנמוך, החרקים נדחפים לעזוב את האזור לפני מותם. בשל השפעתם כקוטלי חרקים ודוחי חרקים, פירתרינים הצליחו מאוד בהפחתת אוכלוסיות מזיקים המשפיעות על בני אדם, בגידולים חקלאיים, בבעלי חיים ובחיות מחמד, כגון נמלים, עכבישים וכינים, וכן חרקים העלולים לשאת מחלות כגון יתושים, פרעושים וקרציות.  

ככל שהשימוש בפירתרינים ובפירתרואידים כקוטלי חרקים הולך וגובר, כך עולה גם מספר מקרי התחלואה והפציעות הקשורים לחשיפה לחומרים אלה. עם זאת, רק מקרים מעטים הובילו להשפעות בריאותיות חמורות או לתמותה בבני אדם, ולכן פירתרואידים מסווגים כחומרים בעלי רעילות נמוכה (low-toxicity) ונפוצים במוצרים לשימוש ביתי. פירתרינים נחשבים בדרך כלל לידידותיים יותר לסביבה, ויכולים להיות בלתי מזיקים כאשר משתמשים בהם בשטח באמצעות ריסוס מקומי, שכן חשיפה לקרינת UV מפרקת אותם לתרכובות בלתי מזיקות. בנוסף, השפעתם על צמחים מוגבלת, והם מתפרקים באופן טבעי או במהלך תהליכי בישול.

מיני מזיקים ספציפיים שהודברו בהצלחה באמצעות פירתרום כוללים: ציקדות עלי תפוחי אדמה, סלק, וגפנים; עש הלולאה של הכרוב; גלגלן עלי הסלרי; פשפש הסרחון של סיי; חיפושית המלפפון בעלת שנים עשר הכתמים; פשפשי ליגוס על אפרסקים; תריפסים של גפנים ופרחים וכן זחל פרי החמוציות.

## רעילות
פירתרינים נחשבים בין קוטלי החרקים הבטוחים ביותר בשל פירוקם המהיר בסביבה.

השימוש בפירתרין במוצרים כגון קוטלי חרקים טבעיים ושמפו לחיות מחמד, בשל יכולתו להשמיד פרעושים, מגדיל את הסבירות לרעילות ביונקים שנחשפים אליו. תועדו מקרים רפואיים של תמותה בעקבות שימוש בפירתרין, דבר שגרם לחקלאים אורגניים רבים להפסיק את השימוש בו. מקרה קטלני אחד תועד בילדה בת 11 עם רקע של אסתמה, אשר השתמשה בשמפו המכיל כמות קטנה בלבד (0.2% פירתרין) לרחיצת כלבה.

### הרעלה כרונית של פירתרין בבני אדם
הרעלה כרונית בבני אדם מתרחשת במהירות הגבוהה ביותר דרך שאיפה לריאות, או באיטיות רבה יותר באמצעות ספיגה דרך העור. תגובות אלרגיות עשויות להופיע לאחר חשיפה, ולגרום לגרד, גירוי בעור ותחושת צריבה. תגובות מסוג זה הן נדירות מכיוון שהמרכיב האלרגני של פירתרין הוסר בפירטרואידים חצי-סינתטיים. המטבוליטים של פירתרין רעילים פחות ליונקים מאשר התרכובות המקוריות, והם מתפרקים בכבד או במערכת העיכול, או מופרשים דרך צואה; לא נמצאו עדויות להצטברותם ברקמות.

### הרעלת פירתרום
חשיפה לפירתרום, הצורה הגולמית של פירתרין, גורמת להשפעות בריאותיות מזיקות ליונקים. לפירתרום יש גם השפעה אלרגנית שאין לפירתרואידים מסחריים. אצל יונקים, חשיפה רעילה לפירתרום עלולה לגרום לחוסר תחושה בלשון ובשפתיים, ריור, עייפות, רעד בשרירים, אי ספיקה נשימתית, הקאות, שלשולים, פרכוסים, שיתוק ואף מוות. חשיפה לרמות גבוהות של פירתרום אצל בני אדם עלולה לגרום לתסמינים כגון נשימה אסתמטית, עיטוש, גודש באף, כאב ראש, בחילות, אובדן קואורדינציה, רעד, עוויתות, סומק בפנים ונפיחות. &#x5B; *[[ויקיפדיה:Reliable sources|<span title="The material near this tag may rely on an unreliable source. (April 2015)">מקור לא אמין?</span>]]* &#x5D; קיימת אפשרות לפגיעה במערכת החיסון העלולה להוביל להחמרת תגובות אלרגיות בעקבות ההרעלה. תינוקות אינם מסוגלים לפרק פירתרום ביעילות בשל חדירותו הגבוהה דרך העור, ולכן הם עלולים לפתח תסמינים דומים לאלו של מבוגרים, אך עם סיכון מוגבר למוות.

## השפעות סביבתיות

### בתי גידול מימיים
בסביבות מימיות, רעילות הפירתרין משתנה, ועולה עם עליית הטמפרטורות, נוכחות מים וחומציות. נגר לאחר מתן החומר הפך לגורם מדאיג עבור אורגניזמים מימיים החיים בסדימנטים מכיוון שפירתרואידים עלולים להצטבר באזורים אלה. החי המימי רגיש במיוחד לרעילות פירתרין, ותופעה זו תועדה במינים כמו טרוטת האגם . למרות שפירתרינים מתפרקים במהירות בציפורים וברוב היונקים, דגים וחסרי חוליות מימיים חסרים את היכולת לפרק תרכובות אלה, ולכן מתפתחת אצלם הצטברות רעילה של תוצרי פירוק. כדי להתמודד בהצטברות פירתרואידים בגופי מים, הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) הנהיגה שני מהלכי תיוג. מסמך הסיכונים הסביבתיים והתיוג הכללי למוצרי חוץ שאינם חקלאיים של פירתרואידים ופירתרינים סינרגטיים עודכן בשנת 2013 כדי להפחית נגר למקורות מים לאחר שימוש באזורי מגורים, מסחר, מוסדות ותעשייה. בנוסף יוזמת ״סחף ריסוס פירתרואיד״ עדכנה את הנחיות הסימון לכל מוצרי הפירתרואידים המשמשים בגידולים חקלאיים. בשל רעילותם הגבוהה לדגים ולחסרי חוליות מימיים גם במינונים נמוכים, ה-EPA ממליץ על חלופות כגון שיטות הדברה ללא חומרי הדברה או שימווש בכימיקלים חלופיים ההפוגעים פחות בסביבה המימית.

### בתי גידול יבשתיים
פירתרין משמש בעיקר בקרקע ויכול להשפיע גם על האזורים בהם הוא נמצא בשימוש. לדוגמה, לפירתרין יש יכולת להישאר בשדות שבהם רוסס. שארית זו בגידולים חקלאיים עלולה להוביל להשפעות שליליות על ייצור הבשר הניזון מהגידולים האלה.

### דבורים
פירתרינים משמשים באופן נרחב כקוטלי חרקים בלתי-ספציפיים. נמצא כי דבורים רגישות במיוחד לפירתרין, כאשר מנות קטנות עד 0.02 מיקרוגרם בלבד יכולות להיות קטלניות. עקב רגישות זו והירידה באוכלוסיית המאביקים, מומלץ ליישם פירתרינים בלילה כדי להימנע משעות האבקה הרגילות, וכן להשתמש בהם בצורה נוזלית ולא כאבקה.

## קישורים חיצוניים

## הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:אסטרים
קטגוריה:תרכובות אורגניות
קטגוריה:הדברה