Pyrethroide / Pyrethrine - Kleintier
CliniTox
Klinische
Toxikologie
 

I. Allgemeine Toxikologie

1. Chemisch-physikalische Eigenschaften

Schon in der alten chinesischen Kultur waren die Blütenextrakte verschiedener Chrysanthemenarten als Mittel gegen Ungeziefer bekannt. Die Lichtempfindlicheit des natürlichen Pflanzenwirkstoffes Pyrethrum hat zur Synthese abgeleiteter Verbindungen, den Pyrethroiden Typ I und II, geführt. Diese synthetischen Pyrethroide sind mit Stickstoff, Schwefel oder Halogenen substituiert und weisen im Vergleich zu Pyrethrum eine höhere Photostabilität sowie eine höhere Lipophilität (log P >4) auf.
 

2. Quellen

Pyrethroide werden als Insektizide und Akarizide zur Bekämpfung von Schädlingen verwendet. Viele Spritzmittel und Köder zur Fliegenbekämpfung in Rinderställen enthalten Pyrethroide. Ausserdem kommen diese Verbindungen als Ektoparasitika in Shampoos, Ohrclips, Tauchbädern, Halsbändern, Pour-on (Aufgusslösungen) und Spot-on Präparaten am Tier zur Anwendung.
 

3. Kinetik

Pyrethroide werden, ausser bei Reptilien, dermal kaum resorbiert. Nach der oralen Aufnahme liegt die Bioverfügbarkeit bei 60%, bei inhalativer Aufnahme erfolgt die Resorption nahezu vollständug. Im Magen-Darm-Trakt und in der Leber findet eine rasche Biotransformation statt, so dass innerhalb von 6 Stunden die ursprünglich aufgenommene Menge weitgehend ausgeschieden ist. Ein Grossteil der Metaboliten liegt in Form von Konjugaten vor.
Katzen sind wegen der verminderten Aktivität ihrer Glucuronyltransferase besonders empfindlich gegenüber Pyrethroiden und dürfen deshalb nicht mit pyrethroidhaltigen Spot-on Präparaten behandelt werden.
Pyrethroide werden häufig mit einem gering toxischen Synergisten (Piperonylbutoxid; orale LD50 für die Ratte 7.5 g/kg) kombiniert, der die Biotransformationsfähigkeit der Arthropoden vermindert und somit die Pyrethroidwirkung verstärkt. Weitere Synergisten der Pyrethroide sind Tropital (LD50 für die Ratte 4 g/kg), S 421(= Octachlordipropylether; LD50 für die Ratte 8 g/kg), Sulfoxid (LD50 für die Ratte 2 g/kg) sowie N-Octylbicycloheptendicarboxymid (= MGK-264).
 

4. Toxisches Prinzip

Allen Vertretern dieser Stoffgruppe ist eine hohe toxische Selektivität für Arthropoden und eine dementsprechend niedrige Toxizität für Säugetiere, Vögel und Reptilien gemeinsam. Bei Reptilien wird empfohlen, Pyrethroide nach vorsichtiger Anwendung sofort wieder mit lauwarmem Wasser abzuwaschen.
Vergiftungen mit Formulieren sind oft nicht auf die enthaltenen Pyrethroide, sondern auf die zusätzlichen Bestandteile des Insektizid-Präparates zurückzuführen. In Frage kommen hier Lösungsmittel (Isopropanol, aliphatische Kohlenwasserstoffe) sowie Mischungen mit Organophosphaten oder Carbamaten.
Als Nervengifte blockieren die Pyrethroide das Schliessen spannungsabhängiger Na+-Kanäle in der Membran von Neuronen und prolongieren damit die Depolarisation. Diskutiert wird auch der Einfluss auf andere Kanäle (zum Beispiel Chlorid-Kanäle bei Typ II Pyrethroiden). Durch die verlängerte Depolarisation kommt es zur ZNS-Erregung.
Des weiteren reizen sie die Haut, Schleimhäute und Augen. Nach der Inhalation von Pyrethroiden treten eine Reizung der oberen, in Form von Rhinitis und Larynxödem, sowie der unteren Atemwege auf. In seltenen Fällen können durch Pyrethroide allergische Reaktionen ausgelöst werden.
 

5. Toxizität bei Labortieren

Die orale Toxizität der Pyrethroide ist stark abhängig vom verwendeten Träger und es sind beträchtliche Unterschiede zwischen einzelnen Studien festzustellen. Im allgemeinen sind wässrige Suspensionen der Pyrethroide weniger toxisch als ölige Darreichungsformen.
 

Akute orale LD50 (in mg/kg Körpergewicht):

 MausRatteKaninchenHuhn
Allethrin480585-1'1004'290 
Alphamethrin 70-400  
Barthrin 54.5  
Bifenthrin 54  
Bioresmethrin 8'600-8'800  
Cyfluthrin300-600250-1'200  
Cyhalothrin 144-166  
Cypermethrin35-13840-800960> 2'000
Cyphenothrin 318-419  
Deltamethrin (= Decamethrin)3'45030 bis > 5'000 1'000-5'000
Depallethrin 920  
Emphenthrin 1'680-2'280  
Fenpropathrin 18-71  
Fenvalerat 450-3'200 > 1'600
Fluvalinat156-222261 bis > 3'000  
Lambdacyhalothrin 56-79  
Permethrin> 5'000910-4'0004'000> 3'000
Phenothrin > 10'000  
Phthalthrin (= Tetramethrin)1'000> 5'000  
Prallethrin 460-640  
Pyrethrum (= Pyrethrine)273-900200-1'200  
Resmethrin1'3901'400-1'600  
Tefluthrin 22  
 

6. Umwelttoxikologie

Pyrethroide besitzen bessere Umwelteigenschaften als die früheren Generationen von Insektiziden wie Organophosphate oder chlorierte cyklische Kohlenwasserstoffe, da sie für Säuger, Vögel und Reptilien weniger toxisch sowie chemisch und enzymatisch relativ gut abbaubar sind. Problematisch hingegen ist ihre hohe Toxizität gegenüber Fischen und aquatischen Kleinlebewesen, da es immer wieder zu akzidentellen Gewässerverschmutzungen mit Pyrethroiden kommt. Der LC50-Wert von Permethrin für die Larven der Regenbogenforellen beträgt zum Beispiel nur 0.6 µg/Liter. So kam es 1993 zu einem ausgedehnten Fischsterben im Bach Goldach in der Ostschweiz: auf 20 km Länge wurde der gesamte Fischbestand bis zum Bodensee hin vernichtet. Die Ursache war Permethrin, das als Mottenschutzmittel in einer Textilreinigungsfirma angewendet wurde und in hohen Konzentrationen über die Kläranlage in den Bach gelangte. Beunruhigend ist auch die hohe Beständigkeit dieser Stoffe in Innenräumen. So können synthetische Pyrethroide zum Beispiel in Teppichen über Jahre persistieren und für Allergiker gefährlich werden.
 

II. Spezielle Toxikologie - Kleintier

1. Toxizität

1.1Akute orale LD50
Sie liegt für die meisten Vertreter dieser Substanzgruppe bei 0.5-5 g/kg Körpergewicht.
Katzen reagieren wegen ihrer verminderten Glucuronyltransferaseaktivität und ihrem Fellpflegeverhalten empfindlicher gegenüber Pyrethroiden als Hunde. Gefährlich für Katzen sind vor allem die hochkonzentrierten Spot-on Präparate, die für Hunde vorgesehen sind. Vergiftungsfälle sind auch möglich, wenn Katzen am selben Ort wie behandelte Hunde schlafen oder diese ablecken.
LD dermal Katze: 100 mg/kg Körpergewicht Permethrin, sofern nicht therapiert wird.
Bei der Katze gibt es keine Korrelation zwischen der aufgetragenen Menge und dem Schweregrad der klinischen Symptome.
 

2. Latenz

Die Latenz bis zum Symptomenbeginn beträgt 3-24 Stunden (Mittel 12 Stunden), in Einzelfällen bis zu 72 Stunden. Bei der aggressiven und frühen Behandlung erfolgt die Erholung nach 24-72 Stunden. Beim komplikationslosen Verlauf treten keine Spätfolgen auf.
 

3. Symptome

3.1Allgemeinzustand, Verhalten
Depression, Ataxie, Hyperthermie
  
3.2Nervensystem
Hyperästhesie, Tremor, Ohrzucken, Krämpfe
  
3.3Oberer Gastrointestinaltrakt
Hypersalivation, Erbrechen
  
3.4Unterer Gastrointestinaltrakt
Durchfall
  
3.5Respirationstrakt
Dyspnoe, Tod wegen Atemlähmung
  
3.6Herz, Kreislauf
Tachykardie, ventrikuläre Extrasystolen
  
3.7Bewegungsapparat
Keine Symptome
  
3.8Augen, Augenlider
Mydriasis, vorübergehende Blindheit
  
3.9Harntrakt
Keine Symptome
  
3.10Fell, Haut, Schleimhäute
Zyanotische Schleimhäute, allergische Hautreaktionen wie Urtikaria, Pruritus, Hyperämie der Haut
  
3.11Blut, Blutbildung
Keine Symptome
  
3.12Fruchtbarkeit, Jungtiere, Laktation
Keine Symptome
 

4. Sektionsbefunde

Die postmortale Untersuchung ergibt keine für die Vergiftung spezifischen Veränderungen.
 

5. Weiterführende Diagnostik

Es gibt keine praktikablen Nachweisverfahren. Die Analyse von Fett, Leber oder Gehirn könnte zwar eine Pyrethroid-Exposition bestätigen, dies ist aber kein Beweis für die Todesursache.
 

6. Differentialdiagnosen

-Vergiftung mit Carbamaten, Organophosphaten, Strychnin, Metaldehyd, 4-Aminopyridin, Amphetaminen, Theobromin
-Gastroenteritis
-Kardiomyopathie
-Nebennieren- oder
-Schilddrüsenneoplasie
 

7. Therapie

7.1Notfallmassnahmen
-Kreislauf stabilisieren
-Atmung stabilisieren
-Krämpfe behandeln
 
7.2Dekontamination
-Reinigung von Fell und Haut mit mildem Detergens und lauwarmem Wasser (heisses Wasser fördert die Resorption, kaltes Wasser verstärkt die Symptome). Achtung: Hypothermie nach dem Waschen möglich.
-Emesis muss ausgelöst werden, wenn die Tiere nicht schon aufgrund der Vergiftung erbrechen.
-Wiederholt Aktivkohle und Laxantien.
 
7.3Forcierte Ausscheidung
-20 %ige Lipidinfusion: Bolus von 1.5 ml/kg Körpergewicht i.v., dann 0.25 ml/kg Körpergewicht/Minute während 30 Minuten. Die Therapie kann bei ungenügendem Effekt nach ca. 15 Stunden wiederholt werden.
 
7.4Weitere symptomatische Massnahmen
-Antiemetika, wenn das Erbrechen anhält: Metoclopramid oder Domperidon.
-Bei Arrhythmien Elektrolytkontrolle
-Temperaturkontrolle
-Atropin ist kein Antidot und kann in hohen Dosen eine ZNS-Stimulation oder Tachykardie bewirken. Geringe Dosen sollen nur bei starker Hypersalivation, Bradykardie oder Miosis verabreicht werden.
 

8. Fallbeispiele

8.1Zwei Katzen (4 kg, weiblich kastriert) sind vom Besitzer mit einem pyrethroidhaltigen Aufgusspräparat (je 744 mg Permethrin/Katze) behandelt worden.
Symptome wenige Stunden später: jüngere Katze: Zyanose, Krämpfe, Tod; ältere Katze (5 Jahre, 4 kg): Übererregbarkeit und 1 Stunde später, trotz Waschen des Fells, zentrale Krämpfe, salvenartig, in 30 minütigen Abständen.
Therapie: da nach 12 stündiger Behandlung mit Diazepam und Propfol keine Verbesserung, Verabreichung einer 20 %igen Lipidinfusion (Bolus von 1.5 ml/kg Körpergewicht i.v., dann 0.25 ml/kg Körpergewicht/Minute während 30 Minuten).
Verlauf: merkliche Verbesserung des Allgemeinzustandes 1.5 Stunden nach der Lipidinfusion, 4 Stunden danach frass die Katze wieder (Institut für Veterinärpharmakologie und -toxikologie).
  
8.2Eine Katze (1 kg, männlich) ist vom Besitzer mit permethrinhaltigem Hundespray gegen Insekten behandelt worden.
Symptome 2 Stunden später: Hypersalivation, Zittern, Muskelkrämpfe.
Therapie: Baden mit lauwarmem Wasser und mildem Shampoo, Aktivkohle repetitiv, Diazepam.
Verlauf: Besserung, Entlassung
(Tox Info Suisse).
  
8.3Eine Katze (7 Monate, männlich) wurde vom Besitzer mit einem pyrethroidhaltigen Aufgusspräparat behandelt.
Symptome: Exzitation, Zittern, Mydriasis, Kaubewegung mit Verletzung der Lippen, Emesis, Hyperthermie (41.2°C).
Therapie: Waschen mit Wasser und mildem Shampoo, Valium, Medetomidin, Prednisolon, Abkühlen mit kaltem Wasser.
Verlauf: Besserung nach 24 Stunden, Entlassung
(Tox Info Suisse).
 

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