Патогенез

Токсичне дія фосфорорганічних з'єднань на організм комах і теплокровних тварин пов'язують із здатністю препаратів цій ірупи вибірково блокувати холинэетеразу - один з найважливіших ферментів, що беруть участь в елементарному акті нервової діяльності, - в передачі нервового імпульсу. Біологічна роль холинэетеразы в організмі полягає в здатності її гидролизировать ацетілхолін -важнейший медіатор нервової системи. Блокада холинэетеразы приводить до надмірного накопичення ацетілхоліну в синапсах. Ацетілхолін, у свою чергу, взаємодіючи з активними центрами (холинорецеторами), обумовлює підвищену проникність сиаптических мембран. Це супроводжується порушенням транспорту електролітів (зокрема іонів натрію і калія), що приводить до деполяризації мембран.

Хоча ефект пригноблення активності холинэетеразы і є провідною ланкою в розвитку інтоксикації тварин фосфорорга-иическими з'єднаннями, значення його не завжди однаково при інтоксикації різними препаратами.

Ю. С. Каган (1963) на підставі аналізу цих ознак виділяє три групи фосфорорганічних з'єднань.

Високотоксичні з'єднання, у яких наголошується пряма залежність між токсичністю і антихолинэстеразным дією in vitro. При отруєнні препаратами цієї групи різко виражені симптоми збудження М- і Н-холінореактівіих систем і виявляється висока лечебная эффективноеіь холинолитических з'єднань.

Речовини, що володіють слабкою антихолинэстеразной активністю in viiro. але що перетворюються на активні антихолинэстеразные агенти в організмі. Роль холинэр! ических механізмів в патогенезі отруєння з'єднаннями цієї групи виражена декілька менше. Холінолітічеськие препарати в цьому випадку проявляють меншу лікувальну ефективність.

З'єднання володіють слабкою антихолинэстеразной активністю як in vino, так і in vitro. Отруєння цими з'єднаннями не супроводжується холинэргическими симптомами інтоксикації. Застосування холинолитических препаратів в даних випадках не ефективно.

У останні юды було встановлено, що механізм дії ФОС на організм складніший, ніж це представлялося раніше і пояснювалося простою антихолинэстеразной гіпотезою. Було встановлено, зокрема, що фосфорорганічні препарати інгібірують не тільки холинэетеразу, але і деякі інші ферменти цієї групи. Серед эстераз найбільше значення в механізмі токсичної дії фосфорорганічних з'єднань приділяється чотирьом ферментам:

- карбоксилэстераза (гидролазаефірів карбонових кислот). КЭ.

- арилэсгераза (іидролазаарилэфиров), АРЭ.

- ацетилхолин.эстераза(ацетилгидролаза ацетілхоліну, специфічна або дійсна холинэстераза), АХЭ.

- холинэетераза (ацетилгидролаза ацетілхолінів, бутирилхолинэстераза, неспецифічна або помилкова холинэетераза), БХЭ.

Вказані естерази володіють досить великою субстратною специфічністю.

Холінеетерази відрізняються від інших естераз щодо високою активністю відносно ефірів холіна і чутливістю до дії прозерина, що інгібірує. Істинна і помилкові холінестерази мають різну субстратну специфічність. Отримальним субстратом дійсної холинэетеразы є ацетілхолін. Проте, слід зазначити, що ацетілхолін руйнується і під впливом помилкової холінестерази, Бутірілхолін під впливом дійсної холинэетеразы практично не руйнується

У тканинах людини і тварин є два типи холинэетерази.

Ацетілхолінестераза яка міститься в еритроцитах і нервовій тканині.

Псевдохолінестераза яка міститься в сироватці крові і в багатьох тканинах організму.

Карбоксилестераза найбільш близька до холинэетерази, але на відмінність від неї не інактивируется прозерином. Карбоксилестераза є головної естеразою плазми крові нижчих хребетних. У плазмі крові людини, мавпи, собаки і свині вона не виявлена. Проте, виявляється в тканинах внутрішніх органів тварин. Найбільш специфічним субстратом карбоксилэстеразы вважається метил-н-бутират і деякі інші субстрати.

Термін арилестераза був введений Аугустінсоном для позначення групи стійких до эзерину эстераз плазми крові людини і таких, що відрізняються високою электрофоретической рухливістю. Арілестераза легко гідролізує різні ароматичні ефіри. Проте, вона володіє незначною активністю відносно аліфатичних ефірів. Найбільш специфічним субстратом арилэстеразы є фенилацегат.

Деякі дубстрати наприклад нафтилацетат, розпадаються під впливом всіх вказаних вище ферментів. Дослідження, проведені методом электрофореза, показали, що в різних тканинах тварин і людини виділяється до 10-14 смуг эстеразной активності (з нафтилацетатом). Ці, так звані, "изоферменты" були віднесені до всіх трьом типам эстераз. Якісний і кількісний розподіл изоферментов визначається видовими особливостями тканин тварин і людини, а також комах.

Різні естеразы відрізняються по своїй чутливості. Так наприклад, бутирилхолінестераза чутливіша до фосфорорганічних з'єднань, чим ацетилхолінестераза (С. Н. Голиков і В. І.Розенгарт, 1964). У тканинах печінки і нирок буловиявлено два типи карбоксилэстеразной активності; один чутливий До фосфорорганічним препаратам, інший стійкий.

Відмінності в чутливості эстераз до фосфорорганічних інгібіторів пояснюється їх гетеротропностью.

Особливе значення надається участі естераз в процесі метаболізму і детоксикации фосфорорганічних з'єднань в організмі комах і тварин. Пригноблення естераз приводить до потенціювання токсичної дії фосфорорганічних з'єднанні на організм. В роботах ряду авторів наголошується

існування прямого зв'язку між эстеразной активністю і стійкістю комах до фосфорорганічних препаратів.

На думку В. С. Одинцова і деяких інших авторів вищий ступінь ингибирования КЭ і АРЭ у комах, чим ХЭ під впливом фосфорорганічних з'єднань, свідчить про те, що ці ферменти є одним з елементів фізіологічного захисного бар'єру, який необхідно подолати інгібіторам для того, щоб впливати на холинэстеразу нервовою сисгемы.

Інактивация холінестерази наступає унаслідок фосфорилювання залишку серина в активному центрі ферменту. Взаємодія фосфорорганічних з'єднань з холінестеразою відбувається за типом біомолекулярної реакції.

Розрізняють дві стадії реакції фосфорорганічних з'єднань з холинэстеразой. На першій стадії інгібітор сорбував на активній поверхні ферменту з утворенням фермент інгібуючого комплексу. Вже на цій стадії фермент инактивируется, хоча реакція є оборотною. На другій стадії відбувається хімічна взаємодія фосфорорганічного інгібітору із залишком серина в эстеразном пункті активної поверхні холинэстеразы з утворенням стабільного фосфорилированного ферменту. Подальша доля фосфорилированной холинэстеразы в організмі зводиться лише до дуже повільного спонтанного де фосфор мул ированию або до деалкилированию.

Крім пригноблення холінеетерази фосфорорганічні з'єднання можуть надавати і безпосередню дію на функцію синапсу (В. Б. Прозоровский і І. У. Саватєєв, 1976). Фосфорорганічні препарати пригноблюють активність транспортної Na+, K+ - АТФ-ази, що веде до гальмування активного транспорту електролітів і перешкоджає відновленню потенціалу спокою на мембранах кліток центральної нервової системи (Д. Д. Полоз, 1975).

Отруєння фосфорорганічними препаратами супроводжується зазвичай зниженням кількості еозинофілів (на 40-70%) і лімфоцитів (на 20-30%) в крові. Загальна кількість лейкоцитів, проте, має тенденцію до підвищення за рахунок кліток нейтрофільної групи.

Слід зазначити, що дуже часто не наголошується взаємозв'язку в пригнобленні активності ензима еритроцитів і нервової системи. У разі попадання в організм неполярного (жиророзчинного) з'єднання фосфору, легко проникаючого в мозок, активність холинэстерази еритроцитів відображатиме активність холинэстеразы мозку. При попаданні полярних (водорозчинних) речовин поволі проникаючих в мозок, можна виявити сильне придушення активності холинэстерази еритроцитів при незмінній активності холинэстеразы мозку.

При введенні твариною більшості фосфорорганічних з'єднань пригноблення активності холинэстеразы крові відбувається дуже швидко і досягає глибокого ступеня. При введенні твариною похідних тиофосфорной і дитифосфорной кислот максимальний ефект пригноблення активності холинэстеразы спостерігається зазвичай декілька пізніше.

Під впливом інтоксикації фосфорорга-ническими з'єднаннями змінюється характер умовнорефлекторної діяльності. У тварин сильного урівноваженого типу зміни умовно рефлекторної діяльності відбувалися йод впливом великих доз отрути, чим із слабкою нервовою системою. Більшість авторів відзначали посилення гальмівних процесів в нервовій системі на першому етапі інтоксикації, іноді посилення процесів збудження, а потім - ослаблення умовне рефлекторній діяльності, аж до випадання умовних рефлексів.