Изучение механизма действия фосфорорганических инсектицидов и акарицидов по отношению к млекопитающим и членистоногим показало, что в организме животных они фосфорилируют жизненно важные ферменты - эстеразы, подавляя их нормальные функции.

В частности, фосфорорганические соединения действуют на холинэстеразу - фермент, который катализирует гидролиз в нервных тканях ацетилхолина, являющегося передатчиком нервного импульса (1).

Полагают, что действие этих соединений заключается главным образом в ингибировании холинэстеразы. Фосфорорганические соединения связывают холинэстеразу (2), в результате она теряет свою активность и не может вызывать гидролиз ацетилхолина.

По-видимому, эстераза сначала образует с соединением фосфора комплекс, который далее распадается на продукт фосфорилирования эстеразы и соответствующее гидроксисоединение. Фосфорилированная эстераза может постепенно гидролизоваться (3), при этом ферментативная активность восстанавливается. Однако для некоторых соединений скорость дефосфорилирования настолько мала, что практически полного восстановления активности фермента не достигается. Например, дефосфорилирование холинэстеразы, ингибированной тетраэтилпирофосфатом, в воде протекает настолько медленно, что за 28 дней восстанавливается только 50 % исходной активности.

Активность фосфорорганических соединений сильно зависит от строения эфирных групп, входящих в состав фосфорной части молекулы, причем не безразлично строение каждого из радикалов. Так, О, О-диизопропил-О-4- (нитрофенил) тиофосфат почти в 100 раз менее активен по отношению к холинэстеразе, чем О- (4-нитрофенил) - О, О-диэтилтиофосфат. Для получения максимального действия молекула фосфорорганического соединения должна подходить к активным центрам эстеразы как "ключ к замку".

Совершенно очевидно, что активность одного и того же соединения по отношению к разным видам насекомых и животных неодинакова, так как различно строение холинэстеразы разных видов организмов, а также отличны пути метаболизма фосфорорганических соединений. Например, карбофос в организме комнатной мухи претерпевает превращения обычного типа, тогда как в организме крыс образуется малотоксичная малатионовая кислота - S- (1,2-дикарбоксиэтил) - 0,0-диэтилдитиофоcфат

.

В отличие от карбофоса октаметилтетрамид пирофосфорной кислоты в организме теплокровных образует более токсичный продукт, чем исходный.

Для правильного понимания причин токсикологического действия того или иного органического соединения фосфора на отдельные виды животных необходимо знание не только общего механизма действия, но и знание метаболизма в организме данного вида.

Часто активность фосфорорганического соединения по отношению к холинэстеразе связывают со скоростью его гидролиза, но это не всегда справедливо: активность зависит также от стерических особенностей молекулы. Наряду со скоростью гидролиза и стерическими особенностями молекулы большое влияние на токсичность фосфорорганического соединения оказывает скорость дезалкилирования эфиров кислот фосфора. Этот процесс является, по-видимому, основной реакцией, конкурирующей с реакцией фосфорилирования холинэстеразы в организме животного. Дезалкилированием эфиров кислот фосфора может быть объяснена меньшая токсичность для млекопитающих метиловых эфиров этих кислот по сравнению с их гомологами. По мнению автора данной книги, происходит быстрое разложение метиловых эфиров за счет дезалкилирования, прежде чем они достигнут активных центров холинэстеразы; эта точка зрения имеет существенные подтверждения.

Еще статьи по теме

Разработка мероприятий по защите и охране атмосферного воздуха при работе резинотехнического предприятия
Дипломный проект выполняется на основе знаний, полученных по дисциплинам «Общая экология и неоэкология», «Общая химия», «Высшая математика» «Биология», «Физика», и др. Цель дипломного проекта - развитие навыков самостоятельно осуществле ...

Экологическая сукцессия
Экологическая сукцессия - процесс постепенного изменения состава, структуры и функции экосистем под влиянием внешнего или внутреннего фактора. Восстановление экосистемой нарушенного равновесия проходит через четко определенные стадии. ...