有机磷农药中毒机理研究进展
作者：方金福 王玉英
单位：方金福(天津市劳动卫生职业病研究所 (300024));王玉英(天津市劳动卫生职业病研究所 (300024))
关键词：
卫生毒理学杂志000413 有机磷化合物做为农用杀虫剂开发应用已半个多世纪，由于其品种繁多，杀虫效果好，在有机合成农药中占有极重要地位。但随之带来的人畜中毒，促进了对其中毒防治的不断深入研究，从而较清楚地揭示了有机磷进入体内，通过神经末稍的胆碱酯酶磷酰化使其失活，造成乙酰胆碱大量蓄积在胆硷能神经与效应器接点，发生毒蕈硷样与烟硷样效应及中枢神经系统症状。又根据此中毒机理，结合实践订出有机磷中毒诊断标准，并研制了解毒剂，提出一整套中毒抢救措施，挽救了无数的生命。但随着科技手段的不断更新，研究仍在继续深入。文献较集中于以下三个方向的研究。
1 关于有机磷毒作用机理的研究
, 百拇医药
有机磷的胆碱酯酶抑制学说是早已公认的，但是我国徐海滨等[1，2]为了解决胆碱酯酶抑制剂能否直接作用于胆硷能神经受体，作了大量实验研究。
已知在正常情况下神经——肌肉接点神经末稍的去极化改变神经膜的通透性，使Ca2+进入末稍内，导致突触小泡破裂，放出乙酰胆碱；乙酰胆碱经过突触间隙扩散至终膜，与受体结合形成复合体，此复合体改变终膜对离子的通透性而造成去极化，产生终板电位；终板电位达到一定阈值时作用于肌膜，使其产生动作电位引起肌纤维的收缩。此过程由胆碱酯酶分解乙酰胆碱而解除。通常认为有机磷与胆碱酯酶结合，破坏这一兴奋传递过程造成一系列中毒症状。徐海滨等在非洲爪蟾胚胎神经、肌细胞上用膜片钳技术实验研究了乐果与氧乐果中毒时可兴奋细胞的生物电活动，观察到较高浓度时均降低自发微终板电流的幅度和频率，并以高幅度电流下降为主。对烟碱样乙酰胆碱受体离子通道作用为开放概率下降，开放时间缩短，提高乐果与氧乐果直接作用于突触后膜烟碱样乙酰胆碱受体离子通道，系典型的通道开放阻断剂。这一发现为解决一些胆碱酯酶抑制学说无法解释的现象提供理论依据。
, 百拇医药
吴强等[3]认为Ca2+作为细胞内第二信使对神经细胞损伤、死亡中起重要作用，因此用PC12细胞探讨了梭曼中毒对钙的影响，结果显示当乙酰胆碱或谷胺酸存在下梭曼中毒时细胞内Ca2+水平升高，如在缺氧条件下，升高更明显，从而认为Ca+2升高是由于乙酰胆碱和谷胺酸介导，间接打开受体操纵性Ca+2通道与电压依赖性钙通道使外钙内流所致，缺氧情况下由于能量代谢障碍，开放细胞内钙释放通道，使内钙释放所致，最终造成Ca+2升高，甚至超载造成神经元损伤。
关于代谢方面的研究，Dwivedi-PD等[4]以喹恶磷染毒60天的大鼠中观察到，肝P450、芳烃羟化酶降低1.8～2.5倍；同时肝解毒系统中过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶都显著增多，如果预先以巴比妥或3-甲胆蒽处理，由于启动解毒酶系统，大鼠死亡率明显减少，反之用氯化钴(解毒酶抑制剂)处理的鼠死亡率升高，从而作者认为由有机磷诱导的P450系统是一种防护机制。
, 百拇医药
当有机磷严重中毒时患者体温升高，Gordon-CJ等[5]通过动物试验证实，染毒初体温下降，1～2天后升高，雄鼠如阉割后染毒，体温变化更敏感，但如果将雌鼠摘除卵巢，则与对照组相同。因此认为雄鼠对有机磷的防御功能中睾丸功能很重要，又分析有机磷中毒时体温升高的原因为[6]可能是毒物激活了COX-PGE2通路(在引起发热的过程中，中枢神经系统体温调节中心环—氧化酶(COX)的活化及前列腺素(PG)E2的产生是必要的)，其激活机制可能是通过诱导细胞免疫应答所致，或与诱导中枢神经系统内的脂质过氧化有关，或是直接的神经化学反应。
免疫学方面的研究，国内林星、郑斌生等[7]对急性有机磷中毒患者检测免疫学指标中看到，中毒初(24～72小时)体液免疫指标升高，甲状腺激素下降；恢复期(7～14天)体液免疫指标、细胞免疫指标均下降，因此认为急性有机磷农药中毒时免疫功能受抑制，重度中毒尤甚，并甲状腺激素降低，两者呈正相关关系。
, 百拇医药
日本山中等[8]以动物实验研究肥胖与有机磷毒作用的关系，用除线磷染毒三组动物，即成年鼠、老年鼠、老年肥胖鼠，观察胆碱酯酶活性动态变化，组织中除线磷残留含量动态测定。结果看到胆碱酯酶活力下降速度成年鼠最快，老年鼠次之，肥胖老年鼠最慢。并与症状相一致，即正常成年鼠症状最重，但组织中除线磷残留含量下降速度最快，症状消失的也最快。肥胖鼠症状最轻，但症状消失的最慢，肾垫脂肪中除线磷浓度达最高的时间较成年鼠晚24小时。在肝脏中浓度也是肥胖鼠最高，滞留时间最长。赵秀丽等[16]以代谢动力学的方法研究DDVP对chE抑制的代谢动力学与毒效动力学的关系，证明两者动力学线型一致，并看到PAM可使胆碱酯酶抑制效应的半恢复期缩短60%，也看到DDVP抑制chE，部分可以自行恢复，部分老化。而石年等[17]以体外试验观察胺甲硫磷对人红细胞膜chE抑制作用是不可逆的。
2 关于有机磷化合物迟发性神经毒
某些有机磷制剂中毒后8～14天出现腓肠肌痉挛性疼痛，肢端手套、袜套样感觉障碍，并向肢体近端发展，步态障碍，共济失调，以至下肢瘫痪；中、轻度患者1～3年才能恢复，重度患者难以恢复，完全丧失自理能力。
, 百拇医药
关于迟发性神经毒的研究，国内报导的较多，郭斌等对18例迟发性神经病患者测定传导速度，看到35.1%被检肌肉出现失神经电位，运动传导速度减慢，认为神经髓鞘与轴索共同受累。牛好敏等[19]作了神经活检，即取腓浅神经的光镜，电镜检查看到髓鞘脱失，轴索肿胀，吴祖舜等[11]用鸡的甲胺磷中毒实验中观察到，染毒一周出现肌原纤维变性，三周末梢神经变性，到四周时这些病变达高峰，如投与地塞米松，此病理改变推迟，恢复期提前。白金傲[12]观察2例有机磷中毒后格林一巴利综合症合并周围神经病及中毒性肌病。加藤清司等[13]用迟发性神经病鸡测定大脑脊髓、坐骨神经的山梨糖醇脱氢酶、肌酸激酶、3′-环核酸3-磷酸水解酶活性、结果显示均无明显改变。木根FDA1从迟发性神经病鸡产卵软壳现象得到启示，验证了坐骨神经Ca浓度。但即是有严重神经障碍症状的日本鹌鹑中也未见到血浆与神经中、钙、镁的有意义的改变[14]，山内B3B9等用PMSF进行实验性治疗，结果显示，如果染毒前先给足量PMSF有保护作用。而先染毒，后投药，反加强神经毒作用。绀野信弘[15]以鸡脊髓匀浆经5 000g离心10min获得膜部分，用3H丙氟磷结合试验证明神经毒物丙氟磷与膜组织特异性结合，其结合部位非单一，但抗毒扁豆碱的结合部位可能是迟发生性神经毒作用的靶。
, 百拇医药
3 关于有机磷农药中毒中间期肌无力综合症
彭树楠著有机磷中毒抢救治疗一书中提到，严重中毒患者胆碱能危象解除后突然出现呼吸困难而死亡的现象，称之为猝死或反跳，Senanayake报导有机磷中毒中间综合症(IMS)，主要表现为颅神经支配的面部肌肉、颈部肌肉、肢体近端肌肉和呼吸肌麻痹为特征的睁眼困难，眼球活动受限，吞咽困难，声音嘶哑，复视，抬不起头，胸闷、气短，呼吸困难，肢体近端肌肉无力，肩外展和屈髋困难，严重者呼吸衰竭死亡。He-F等总结了272名中毒患者中21例诊断为中间综合症[20]，发生率的7.7%，一般轻度有较好的预后，2～7天可恢复。重度患者有呼吸肌麻痹，应立刻作气管插管手术。发生呼吸肌麻痹，死亡率达19%。徐海滨认为中间期肌无力综合症的发生涉及有机磷中毒病程的自身变化，患者的遗传特性及环境条件、有机磷本身的毒物动物学等多种因素有关系。何风生提示有机磷中毒中间期肌无力综合症患者，高频重复刺激周围神经引起肌肉诱发电位波幅递减，类似重症肌无力的表现是由于神经接头突触后传导阻滞的现象，这是否与乙酰胆碱蓄积引起的神经肌肉接头突触后膜的乙酰胆碱受体失敏有关[21]。但建议有机磷中毒后1～4天患者出现肌无力症状时，应详细进行神经系统检查，密切观察肌力与键反射的改变。
, 百拇医药
参考文献
1，徐海滨，贺锡雯，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)：142.
2，徐海滨，贺锡雯，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(4)：286.
3，吴 强，董兆君，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)：143.
4，Dwivedl PD:Das-M:Food-Chem-Toxicol,1998,36(5):437-44.
5，Gordon-CJ Grantham-TA:Toxicology 1997,28:118(2-3)：149-58.
6，Gordon-CJ:Rowsey-PJ:Clin-Exp-Pharmacol-Physiol.1998,Feb:25:(2)145-9.
, 百拇医药
7，林 星，郑斌生，等.中国药理学与毒理学，1997，11(2)：142.
8，山中.富田友美子，等.日卫志，1992，47(1)：219.
9，郭 斌，郭丽华，等.脑与神经疾病杂志，1997，5(4)：243-244.
10，牛好敏，肖波.新医学，1997，28(6)：289-290.
11，吴祖舜，王小冬.中华劳动卫生职业病杂志：1992.10(6)：373.
12，白金傲.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13(5)：300.
13，加滕清司 日卫志.1992，47(1)：221.
14，木根英雄，日卫志.1992，48(1)：222.
, 百拇医药
15，山内撤，日卫志。1993，48(1)：532.
16，赵秀丽，栾丽君.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(1)：59-62.
17，石 年，赖志传.同济医科大学学报1997，26(1)：33-36.
18，彭树楠，李潭溪编著.有机磷中毒抢救治疗与管理，群众出版社，1990.
19，Senanayake N,N Engl J Med 1987,316(13):761-763.
20，He-F:Xu-H:Hum-Exp-Toxicol,1998,17(1):40.
21，何风生.中华劳动卫生职业病，1996，(14)：5，257.
(收稿：1999-07-13), http://www.100md.com
单位：方金福(天津市劳动卫生职业病研究所 (300024));王玉英(天津市劳动卫生职业病研究所 (300024))
关键词：
卫生毒理学杂志000413 有机磷化合物做为农用杀虫剂开发应用已半个多世纪，由于其品种繁多，杀虫效果好，在有机合成农药中占有极重要地位。但随之带来的人畜中毒，促进了对其中毒防治的不断深入研究，从而较清楚地揭示了有机磷进入体内，通过神经末稍的胆碱酯酶磷酰化使其失活，造成乙酰胆碱大量蓄积在胆硷能神经与效应器接点，发生毒蕈硷样与烟硷样效应及中枢神经系统症状。又根据此中毒机理，结合实践订出有机磷中毒诊断标准，并研制了解毒剂，提出一整套中毒抢救措施，挽救了无数的生命。但随着科技手段的不断更新，研究仍在继续深入。文献较集中于以下三个方向的研究。
1 关于有机磷毒作用机理的研究
, 百拇医药
有机磷的胆碱酯酶抑制学说是早已公认的，但是我国徐海滨等[1，2]为了解决胆碱酯酶抑制剂能否直接作用于胆硷能神经受体，作了大量实验研究。
已知在正常情况下神经——肌肉接点神经末稍的去极化改变神经膜的通透性，使Ca2+进入末稍内，导致突触小泡破裂，放出乙酰胆碱；乙酰胆碱经过突触间隙扩散至终膜，与受体结合形成复合体，此复合体改变终膜对离子的通透性而造成去极化，产生终板电位；终板电位达到一定阈值时作用于肌膜，使其产生动作电位引起肌纤维的收缩。此过程由胆碱酯酶分解乙酰胆碱而解除。通常认为有机磷与胆碱酯酶结合，破坏这一兴奋传递过程造成一系列中毒症状。徐海滨等在非洲爪蟾胚胎神经、肌细胞上用膜片钳技术实验研究了乐果与氧乐果中毒时可兴奋细胞的生物电活动，观察到较高浓度时均降低自发微终板电流的幅度和频率，并以高幅度电流下降为主。对烟碱样乙酰胆碱受体离子通道作用为开放概率下降，开放时间缩短，提高乐果与氧乐果直接作用于突触后膜烟碱样乙酰胆碱受体离子通道，系典型的通道开放阻断剂。这一发现为解决一些胆碱酯酶抑制学说无法解释的现象提供理论依据。
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吴强等[3]认为Ca2+作为细胞内第二信使对神经细胞损伤、死亡中起重要作用，因此用PC12细胞探讨了梭曼中毒对钙的影响，结果显示当乙酰胆碱或谷胺酸存在下梭曼中毒时细胞内Ca2+水平升高，如在缺氧条件下，升高更明显，从而认为Ca+2升高是由于乙酰胆碱和谷胺酸介导，间接打开受体操纵性Ca+2通道与电压依赖性钙通道使外钙内流所致，缺氧情况下由于能量代谢障碍，开放细胞内钙释放通道，使内钙释放所致，最终造成Ca+2升高，甚至超载造成神经元损伤。
关于代谢方面的研究，Dwivedi-PD等[4]以喹恶磷染毒60天的大鼠中观察到，肝P450、芳烃羟化酶降低1.8～2.5倍；同时肝解毒系统中过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶都显著增多，如果预先以巴比妥或3-甲胆蒽处理，由于启动解毒酶系统，大鼠死亡率明显减少，反之用氯化钴(解毒酶抑制剂)处理的鼠死亡率升高，从而作者认为由有机磷诱导的P450系统是一种防护机制。
, 百拇医药
当有机磷严重中毒时患者体温升高，Gordon-CJ等[5]通过动物试验证实，染毒初体温下降，1～2天后升高，雄鼠如阉割后染毒，体温变化更敏感，但如果将雌鼠摘除卵巢，则与对照组相同。因此认为雄鼠对有机磷的防御功能中睾丸功能很重要，又分析有机磷中毒时体温升高的原因为[6]可能是毒物激活了COX-PGE2通路(在引起发热的过程中，中枢神经系统体温调节中心环—氧化酶(COX)的活化及前列腺素(PG)E2的产生是必要的)，其激活机制可能是通过诱导细胞免疫应答所致，或与诱导中枢神经系统内的脂质过氧化有关，或是直接的神经化学反应。
免疫学方面的研究，国内林星、郑斌生等[7]对急性有机磷中毒患者检测免疫学指标中看到，中毒初(24～72小时)体液免疫指标升高，甲状腺激素下降；恢复期(7～14天)体液免疫指标、细胞免疫指标均下降，因此认为急性有机磷农药中毒时免疫功能受抑制，重度中毒尤甚，并甲状腺激素降低，两者呈正相关关系。
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日本山中等[8]以动物实验研究肥胖与有机磷毒作用的关系，用除线磷染毒三组动物，即成年鼠、老年鼠、老年肥胖鼠，观察胆碱酯酶活性动态变化，组织中除线磷残留含量动态测定。结果看到胆碱酯酶活力下降速度成年鼠最快，老年鼠次之，肥胖老年鼠最慢。并与症状相一致，即正常成年鼠症状最重，但组织中除线磷残留含量下降速度最快，症状消失的也最快。肥胖鼠症状最轻，但症状消失的最慢，肾垫脂肪中除线磷浓度达最高的时间较成年鼠晚24小时。在肝脏中浓度也是肥胖鼠最高，滞留时间最长。赵秀丽等[16]以代谢动力学的方法研究DDVP对chE抑制的代谢动力学与毒效动力学的关系，证明两者动力学线型一致，并看到PAM可使胆碱酯酶抑制效应的半恢复期缩短60%，也看到DDVP抑制chE，部分可以自行恢复，部分老化。而石年等[17]以体外试验观察胺甲硫磷对人红细胞膜chE抑制作用是不可逆的。
2 关于有机磷化合物迟发性神经毒
某些有机磷制剂中毒后8～14天出现腓肠肌痉挛性疼痛，肢端手套、袜套样感觉障碍，并向肢体近端发展，步态障碍，共济失调，以至下肢瘫痪；中、轻度患者1～3年才能恢复，重度患者难以恢复，完全丧失自理能力。
, 百拇医药
关于迟发性神经毒的研究，国内报导的较多，郭斌等对18例迟发性神经病患者测定传导速度，看到35.1%被检肌肉出现失神经电位，运动传导速度减慢，认为神经髓鞘与轴索共同受累。牛好敏等[19]作了神经活检，即取腓浅神经的光镜，电镜检查看到髓鞘脱失，轴索肿胀，吴祖舜等[11]用鸡的甲胺磷中毒实验中观察到，染毒一周出现肌原纤维变性，三周末梢神经变性，到四周时这些病变达高峰，如投与地塞米松，此病理改变推迟，恢复期提前。白金傲[12]观察2例有机磷中毒后格林一巴利综合症合并周围神经病及中毒性肌病。加藤清司等[13]用迟发性神经病鸡测定大脑脊髓、坐骨神经的山梨糖醇脱氢酶、肌酸激酶、3′-环核酸3-磷酸水解酶活性、结果显示均无明显改变。木根FDA1从迟发性神经病鸡产卵软壳现象得到启示，验证了坐骨神经Ca浓度。但即是有严重神经障碍症状的日本鹌鹑中也未见到血浆与神经中、钙、镁的有意义的改变[14]，山内B3B9等用PMSF进行实验性治疗，结果显示，如果染毒前先给足量PMSF有保护作用。而先染毒，后投药，反加强神经毒作用。绀野信弘[15]以鸡脊髓匀浆经5 000g离心10min获得膜部分，用3H丙氟磷结合试验证明神经毒物丙氟磷与膜组织特异性结合，其结合部位非单一，但抗毒扁豆碱的结合部位可能是迟发生性神经毒作用的靶。
, 百拇医药
3 关于有机磷农药中毒中间期肌无力综合症
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参考文献
1，徐海滨，贺锡雯，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)：142.
2，徐海滨，贺锡雯，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(4)：286.
3，吴 强，董兆君，等.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(2)：143.
4，Dwivedl PD:Das-M:Food-Chem-Toxicol,1998,36(5):437-44.
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10，牛好敏，肖波.新医学，1997，28(6)：289-290.
11，吴祖舜，王小冬.中华劳动卫生职业病杂志：1992.10(6)：373.
12，白金傲.中华劳动卫生职业病杂志，1995，13(5)：300.
13，加滕清司 日卫志.1992，47(1)：221.
14，木根英雄，日卫志.1992，48(1)：222.
, 百拇医药
15，山内撤，日卫志。1993，48(1)：532.
16，赵秀丽，栾丽君.中国药理学与毒理学杂志，1997，11(1)：59-62.
17，石 年，赖志传.同济医科大学学报1997，26(1)：33-36.
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20，He-F:Xu-H:Hum-Exp-Toxicol,1998,17(1):40.
21，何风生.中华劳动卫生职业病，1996，(14)：5，257.
(收稿：1999-07-13), http://www.100md.com