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复旦大学陕西科技大学环境毒理学陕西科技大学资源与环境学院农药的毒理学——常见农药及其毒理效应陕西科技大学资源与环境学院一、有机氯农药毒杀芬氯丹六六六异狄试剂艾试剂狄试剂有机氯农药CHCCl3ClCl滴滴涕（DDT）有机氯农药性质：稳定，在土壤、水体、和动、植物体内降解缓慢并易富集和转移，在人体内也有一定的积累。目前许多品种已被禁用，我国20世纪80年代就开始停止生产和使用DDT和六六六等ClClClClClCl六六六陕西科技大学资源与环境学院毒理效应（一）体内代谢1.1侵入途径有机氯农药皮肤呼吸道消化道机体主要途径该类有机氯农药能在动、值物体内蓄积和富积，并通过食物链进入人体。进入体内的有机氯农药，主要贮存于脂肪组织，尤以肾周围和大网膜脂肪中含量最多。陕西科技大学资源与环境学院1.2DDT的代谢方式脱氯代氢、脱氯、氧化反应CCl3ClClCHCl2ClClCH2OHClClClClCCl2CH2ClClClCOOHClClP,P＇—DDTP,P＇—DDEP,P＇—DDDP,P＇—DDMSP,P＇—DDOHP,P＇—DDA不能进一步进行转化，但能长期蓄积在脂肪里，DDT以60%DDE形式贮存在人体内DDD及DDA的生成极缓慢，主要以DDT和DDE的形式蓄积于脂肪组织。DDT进入人体内后，在哺乳动物体内可经肝脏转化成毒性比DDT低的DDD和DDE以及无毒的DDA。人体内的DDA是DDT经DDD转化形成的。陕西科技大学资源与环境学院1.3六六六的代谢方式脱氯ClClClClClClClClClClClClClClClClClOClClClHOClClClHO六六六三氯苯三氯环氧苯三氯酚六六六主要蓄积在脂肪组织中，其次为肾脏、血液、肝、脑。其共有甲、乙、丙、丁、戊、已、庚等7种异构体。六六六的主要分解代谢过程是脱氯后形成多氯苯或多氯酚，六六六在酶的作用下经代谢产生三氯苯，与谷胱甘肽结合排出；或形成三氯环氧苯，最后产生三氯酚，结合后排出。总之各种代谢途径最终均以氯酚类化合物为主要形式从尿中排泄。丙体在体内的代谢速率最快，乙体最慢，因此乙体具有高度蓄积性，而且排泄亦最慢。陕西科技大学资源与环境学院（二）毒性作用有机氯农药的急性毒性主要表现为中枢神经系统的作用。轻者有头痛、头晕、视力模糊、恶心、呕吐、流涎、腹泻、全身乏力等症状；严重中毒时发生阵发性、强直性抽搐，甚至失去知觉而死亡。长期接触有机氯农药可引起慢性中毒。陕西科技大学资源与环境学院（三）毒作用机理1.1对神经系统的影响有机氯农药作用于神经类脂膜降低了神经膜对K+的通透性，改变神经元膜电位，抑制神经末梢ATP酶活性。陕西科技大学资源与环境学院目前认为，DDT分子与神经膜上受体结构互补，是毒作用的基础。DDT与神经模上的受体部位作用分子结构中带有对位氯的苯环以范德华力从一定的方向插入到受体脂蛋白中，造成膜结构扭曲DDT结构中的三氯乙烷侧链则置于膜孔道中孔道处于开放状态，使Na+易透过膜孔道而漏出，导致不正常的神经冲动，从而引发产生各种症状六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等化合物可刺激突触前膜，导致乙酰胆碱的释放量增加并大量积集在突触间隙。狄氏剂和六六六还可与γ-氨基丁酸受体结合，产生竞争拮抗作用，使正常的神经传递受阻，因而产生神经毒作用。CHCCl3ClCl滴滴涕（DDT）陕西科技大学资源与环境学院1.2对酶活性的影响1、有机氯农药对肝脏微粒体细胞色素P-450等酶具有诱导作用。DDT诱导产生较多的脱氯化氢酶加速其转化为DDE的过程，致使肝细胞肿大，影响其他药物的代谢。2、六六六还能诱导肝脏中氨基酮戊酸合成酶，促卟啉的增加，易诱发光过敏或发生痤疮。1.3对类固醇激素代谢影响有机氯农药通过诱导作用，可改变雌、雄激素以及肾上腺皮质激素的代谢，影响体内各种类固醇激素的水平。此外DDD还能抑制肾上腺皮质分泌激素，降低肾上腺皮质对血浆肾上腺皮质激素的反应。陕西科技大学资源与环境学院二、有机磷农药PR1R2R3O(S)马拉硫磷毒死蜱对硫磷乐果敌百虫敌敌畏有机磷农药R1为无机酸基、有机酸基或其他酸性基团。R2和R3为烷氧基。烷硫基或胺基在人、畜体内一般不积累，在农药中是极为重要的一类化合物。但有不少品种对人、畜的急性毒性很强。陕西科技大学资源与环境学院毒理效应（一）体内代谢1.1入侵途径有机磷农药皮肤呼吸道消化道机体全身组织多数有机磷农药具有高度的脂溶性，可经呼吸道、消化道及皮肤接触而进入人体内陕西科技大学资源与环境学院1.2有机磷农药的代谢方式氧化、水解、脱胺基、脱烷基、还原、侧链氧化肝细胞微粒体混合功能氧化酶P=S氧化脱硫反应P=O抗胆碱酯酶活性增高，毒性增强（2）O-脱烷基反应有机磷农药多功能氧化酶O-脱烷基反应产物无毒性如甲基对硫磷脱去一个甲基后可迅速排出体外（3）S-氧化反应—C—S—C—多功能氧化酶S-氧化反应亚砜型砜型衍生物R-S=O-R'R-S(=O)2-R’毒性增高5-10倍1.2.1氧化作用（1）氧化脱硫反应陕西科技大学资源与环境学院1.2.2水解作用——是重要的生物转化方式水解酶磷酸酯酶羧酸酯酶酰胺水解酶毒性降低POH3COH3COOCHCCl2Cl2HCH2COGA(CH3O)2PO2H尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶UDPGA+敌敌畏二氯乙基葡糖苷酸二甲基磷酸+UDP在哺乳动物体内最重要的是结合反应是与葡萄糖醛酸和谷胱甘肽的结合反应，结合产物的生物活性降低，易于从体内排出。陕西科技大学资源与环境学院POH3COH3COSNO2OPOHH3COH3COONO2HOPOH3COH3COONO2NH2HO磷酸酯酶对硫磷对氧磷二乙基磷酸酯对硝基酚对氨基酚无毒对硝基酚可呈游离状态，亦可与葡萄糖醛酸或硫酸等结合成解毒，其中一部分则是被还原为对氨基酚随尿排出。陕西科技大学资源与环境学院1.3毒性作用M样症状（或称毒蕈碱样症状）N样症状（类碱样症状）中枢神经症状是外周M受体（M胆碱受体）过度兴奋而使有关效应群功能失常所致是外周N受体（或称N胆碱受体）过度兴奋而引起值物神经节兴奋是中枢神经系统内乙酰胆碱蓄积而引起的中枢胆碱受体过度兴奋，使中枢功能失调所致恶心、呕吐、瞳孔缩小，呼吸困难血压升高、心率增快、抽搐躁动不发。惊厥、血压下降、呼吸停止、见上帝中毒程度增强陕西科技大学资源与环境学院1.4毒作用机理有机磷农药磷酸根迅速与乙酰胆碱脂酶活性中心结合体内形成磷酰化胆碱酯酶，因成失去分解乙酰胆碱的作用乙酰胆碱蓄积过度刺激胆碱神经系统，引起组织器官功能性改变中毒正常人体中胆碱酯酶含量超过了生理需要量，故少量的有机磷化合物进入人体内不会引中毒。如果进入人体的有机磷化合物较多时，则胆碱酯酶活性显著降低，乙酰胆碱不能及时被分解蓄积，致使出现一系列的临床症状。陕西科技大学资源与环境学院三、氨基甲酸酯农药NCOOR氨基甲酸酯农药R'ROCONHCH3西维因毒作用机理与有机磷相似，但胆碱酯活性能很快恢复流涎，流泪，肌肉颤动，瞳孔缩小等。蓄积作用弱，呈现慢性毒性急性症状较严得但在短时间内即能恢复常态经消化道，呼吸道和皮肤进入人体，可经过水解，氧化，结合转化，降解速率较快，很少形成毒性增强的产物陕西科技大学资源与环境学院四、拟除虫菊酯类农药OCHCNOCOH3CCH3CHCBrBr溴氰菊酯（deltamelthrin）是一类人工合成、与天然除虫菊素的化学结构相的杀虫剂，经消化道和呼吸道吸收，经皮肤吸收甚微。在体内代谢快一般认为其与DDT一样属于神经轴突部位传导抑制剂五、除草剂除草剂2,4,5-T地乐酚除草醚大剂量口服会引起呼吸速率增加，血压下降，血液浓缩，直至昏迷，休克，死亡。使男性患不育症，影响免疫系统，引起白内障对哺动物有三致作用，2000年我国已经停止生产和销售陕西科技大学资源与环境学院环保型农药的研究进展——微生物农药微生物农药活体微生物农药农用抗生素Bt制剂病毒杀虫剂真菌杀虫剂真菌除草剂微生物所产生的一些有活性的次级代谢产物及其他修饰物陕西科技大学资源与环境学院Bt试剂苏云芽孢杆菌(Bt)是一种杆状细菌其作用机理是依靠其所含有的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起昆虫肠道等病症而使昆虫致死。采用基因工程技术构建药效稳定、防治面较广的Bt工程菌剂,是当前生物农药发展的新趋势。杀灭害虫效果良好且对人畜安全，对天敌无伤害，较难产生抗药性病毒杀虫剂由病毒感染种群并引发病毒流行病传播,使害虫持续感病死亡我国采用利尿激素基因、昆虫保幼激素酯酶基因、Bt杀虫蛋白基因、蝎神经毒素基因等构建的重组病毒杀虫剂世界上含量最高的昆虫病毒杀虫剂每克原药中病毒含量高达5000亿个病毒粒子—在中国诞生针对性强，连续使用该类产品不会使害虫产生抗药性，不存在残留和环境污染陕西科技大学资源与环境学院国际生防组织(IIBC)使用黄绿绿僵菌防治沙漠蝗虫,美国引进舞毒蛾噬虫霉防治舞毒蛾,巴西使用金龟子绿僵菌防治甘薯沫蝉等,均取得了显著效果。真菌杀虫剂真菌除草剂用高效低毒的微生物除草剂引起了许多发达国家的重视,并相继开展了大量的研究工作,涉及的微生物有80多种。真菌除草剂主要属丝孢纲和腔孢纲,其中17%有良好或极好的实际使用前景。陕西科技大学资源与环境学院农用抗生素杀菌剂杀虫剂除草剂绝大多数为放线菌所产生,一般为化学结构复杂的非单一化合物,具有良好的内吸性和选择性公主岭霉素、春雷霉素、农抗120、灭瘟素和多抗霉素等品种目前国内外较受重视的杀虫抗生素有:杀粉蝶、杀蚜素、韶关霉素、杀螨素浏阳霉素、南昌霉素等浏阳霉素是大四环内酯类杀螨抗生素，南昌霉素是一种脂溶性多组分杀虫素双丙氨磷是能产生既抗细菌、又抗真菌的抗生素,并且有强烈的杀草活性是利用杂草的病原微生物制剂大面积喷洒来防除杂草中国也在用此类除草剂但我国自主知识产权的除草剂至今还未见相关报道陕西科技大学资源与环境学院