杀虫剂与呼吸代谢的关系

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杀虫剂的作用机理，你有哪些了解呢？

杀虫剂的作用机理，你有哪些了解呢？

在农村住过的朋友都知道，农村的蚊虫多，经常会用的杀虫剂灭虫子。那杀虫剂的作用机理，你有哪些了解呢？

第一点杀虫剂是一种神经毒剂。它对昆虫的神经系统有毒性作用。 它引起昆虫兴奋，然后是神经传导阻滞，然后是昆虫痉挛、瘫痪和死亡。由于昆虫中毒的迹象可分为两个阶段，即兴阶段和抑制阶段，击倒率和死亡率通常用来代表每个品种的特征。有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯杀虫剂。

第二点呼吸毒性，农药接触害虫后，由于物理或化学作用，会抑制呼吸链的一个环节，导致害虫呼吸受阻和窒息。在杀虫剂中，呼吸抑制剂是有限的，鱼藤酮和吡啶是更成功的电子传导抑制剂。这类杀虫剂主要包括甲壳素合成抑制剂、保幼激素类似物和蜕皮激素类似物，如除虫脲、吡咯基醚、虫酰肼等。

第三点微生物杀虫剂的作用机理，以宿主的靶组织为营养，大量繁殖和，如病毒、微孢子虫等；或释放毒素毒害宿主，如真菌、细菌等。在微生物杀虫剂中，苏云金芽孢杆菌是目前应用最广泛的一种。通过对其毒性基因的基因工程研究，转基因杀虫工程菌和转基因抗虫作物已经商业化，如转Bt基因抗虫棉。

第四点杀虫剂用于控制农业和森林害虫和病媒害虫。包括杀螨剂和杀软体动物剂。杀虫剂按其化学成分可分为无机杀虫剂和有机杀虫剂。无机杀虫剂，如砷酸钙、砷酸铝、亚砷酸盐和氟化钠，由于其高残留毒性和低防治效果，很少使用。2有机杀虫剂按其来源可分为天然有机杀虫剂和合成有机杀虫剂。

杀虫剂在动物体内的代谢机制是怎样的？

杀虫剂在自然界的变化和消失是杀虫剂在整个环境中的代谢残留问题。本节只介绍杀虫剂在动物而且主要是在昆虫体内的变化；重点介绍动物体内以微粒体氧化酶系为中心的氧化代谢作用。

杀虫剂在动物体内代谢过程，氧化作用很普遍。早期，只从化学结构及杀虫剂的分子反应来考虑，因此很难理解。例如，带有酯键的有机合成杀虫剂很容易产生碱性水解，而这种水解应该是水解酶参与的催化反应。 甲奈威的酯键水解最初参与生物转化作用的不是水解酶，而是微粒体氧化酶——一种位于细胞匀浆微粒体部分的酶。再如，除虫菊素，最初认为它的酯键部位水解而被降解失效。 最近研究指出，除虫菊素的降解首先是氧化作用，也是微粒体氧化酶参与的催化反应。

1960年孙云沛与Johnson首先指出，在杀虫剂的代谢中，氧化作用很普遍，而且很重要。他们认为次甲基双氧苯环类增效剂的作用是使很多杀虫剂在昆虫体内的氧化代谢受到抑制。现在已经证实了这一点，很多杀虫剂在生物体内的降解都是由于微粒体氧化酶参与的生物转化反应的结果。这种氧化反应与药剂的降解代谢、药剂的增效作用、酶的诱导作用以及昆虫对杀虫剂的抗药性等都是密切相关的。

杀虫剂对昆虫呼吸作用有什么影响？

昆虫的呼吸作用与其他动物一样，可分为外部和内部两个过程。前者属于气体的运送过程，即通过气门、气管吸进空气中的氧，排出二氧化碳；后者是细胞内糖、脂肪、蛋白质的代谢过程，通过食物的代谢分解获得生存需要的热能。杀虫剂中的油乳剂主要作用是阻塞气门、气管呼吸系统中的气体运送，使昆虫得不到空气中的氧，窒息而死。本节介绍的是作用部位在细胞质或线粒体的几种杀虫剂对昆虫细胞内的呼吸代谢作用机制。

昆虫细胞内的呼吸代谢过程可以分为四个阶段：第一阶段是食物中的糖、脂肪、蛋白质代谢大部分转变为乙酰辅酶A；第二阶段是从乙酰辅酶A开始的三羧酸循环；第三阶段是三羧酸循环产生的氢原子通过NAD-NADH系统转移给黄素蛋白及细胞色素系统，称为电子转移阶段；在电子转移的同时耦联进行氧化磷酸化作用是第四阶段。呼吸代谢进行到这一步时，食物中的能量通过细胞内的代谢，在氧的参与下转变为磷酸高能键形式结合在三磷酸腺苷（ATP）上，储存或是供给体内各种生化反应的需求。食物呼吸代谢的过程如。

呼吸代谢过程

1．含砷的杀虫剂

含砷的杀虫剂有亚砷酸（As2O3，即白砒）、亚砷酸钠（NaAsO2）及砷酸铅（PbHAsO4）、砷酸钙[Ca3（AsO4）2稢a（OH2）]等。现已禁用。

2．氟乙酸、氟乙酸钠和氟乙酰胺

曾被用作杀虫和杀鼠剂，后因剧毒被禁用。氟乙酸是三羧酸循环的抑制剂。氟乙酸钠和氟乙酰胺在动物体内代谢产生氟乙酸。氟乙酸与乙酰辅酶A结合形成氟乙酰乙酰辅酶A（FCH2CO稢OA），进一步与草酰乙酸形成氟柠檬酸。氟柠檬酸是乌头酸酶的抑制剂。3．鱼藤酮

鱼藤酮是豆科植物鱼藤（Derriselliptica）根中含有的杀虫有效成分。

鱼藤酮是线粒体呼吸作用的抑制剂，使线粒体中的呼吸链被切断。由于氧化磷酸化作用与呼吸链耦联， 鱼藤酮的作用间接影响到ATP不能产生。被切断的部位在NADH与辅酶Q之间。

呼吸作用电子传递链

一种真菌（Streptomycesmobaraensis）杀虫剂抗霉素（piericidinA或antimycinA），它的化学结构很像辅酶Q。它对蜚蠊肌肉线粒体NADH氧化作用的抑制浓度与鱼藤酮相似。 抗霉素A对琥珀酸的氧化作用也产生抑制，也是呼吸链的抑制剂。

4．氢氰酸

HCN

氰化钠、氰化钾及氰化钙与水及无机酸反应产生氢氰酸（HCN），在密闭的条件下是一种气体熏蒸杀虫剂。HCN是细胞色素C氧化酶的抑制剂，作用部位见。

氢氰酸不是专一的抑制剂，有40种酶可以被HCN抑制， 细胞色素氧化酶最敏感。氢氰酸的浓度10-8mol/L时抑制率达到50%，并且被抑制的酶不能复原。 表现了氰化物的剧毒性。HCN对狗的口服LD50值为1.6mg/kg体重。

5．其他杀虫剂

基酚类化合物能破坏呼吸链与氧化磷酸化之间的紧密结合，使呼吸作用失去控制，沿呼吸链的电子传递高速率进行， 不产生ATP。破坏了呼吸链与氧化磷酸化作用间的耦联关系，这类杀虫剂称为解耦联剂。解耦联的作用机制，一般认为是由于在呼吸链释放的氧化还原能量传递过程中形成一些中间体，解耦联剂促使这些中间体的水解作用加快进行。也就是不等到形成ATP时中间体就被这类药剂水解了。因此ATP不能生成。