Пищевая добавка брайн фос что это

Строение ФОС. Свойства фосфорорганических соединений

Полученные в последние годы основные закономерности биологического действия ФОС в зависимости от их структуры будут рассмотрены ниже.

Химическая структура и номенклатура ФОС подробно освещены О’Брайном, для ФОП — в Материалах ВОЗ.

Химическое строение большинства ФОС может быть выражено общей схематической формулой:

где R1 и R2 — одинаковые или различные алкильные, алкоксильные, алкиламинные, арильные или арилокси группы.

Группы R1 и R2 могут быть непосредственно присоединены к фосфору (в фосфинатах) или связаны через кислород или серу (в фосфатах). В фосфонатах R1 может иметь непосредственную связь с фосфором, a R2 связан с фосфором через кислород или серу. В фосфороамидатах углеродный атом группы R2 соединен с фосфором через NH-группу.

В качестве группы X может быть остаток неорганической или органической кислоты, соединенных непосредственно с фосфором, либо различные замещенные и разветвленные алифатические, ароматические или гетероциклические группы, сочиненные с фосфором обычно через кислород или серу. Группа X рассматривается как отходящая или отщепляемая группа, так как при взаимодействии с холинэстеразой она отщепляется, а остаток соединяется с молекулой фермента, фосфорилируя его. Атомом с двойной связью может быть кислород или сера, и соответствующие соединения именуются фосфатами или фосфоротиоатами (названия “тиофосфаты” или “тионофосфаты” в настоящее время используются реже).

По химическому строению ФОП можно разделить на 5 групп: производные фосфорной, тиофосфорной, дитиофосфорной, пирофосфорной и фосфоновых кислот.

В зависимости от различия в фосфорной группе ФОП выделяют 3 основные группы соединений: фосфаты (без атома серы), фосфоротиоаты (с одним атомом серы) и фосфородитиоаты (с двумя атомами серы).

Форма Р=0 сложного эфира тиоата может рассматриваться как оксон и часто включается в тривиальное наименование. Например, паратион является исходящим P=S соединением параоксона. ФОС формы P=S обладают большей внутренней стабильностью, чем Р=0, поэтому многие пестициды производятся в форме P=S, которая в тканях организма превращается в биологически активный оксон. Механизм этого превращения обсуждается ниже.

В настоящее время известны десятки тысяч отдельных ФОС, их число возрастает с каждым днем и дать их полный перечень не представляется возможным. Химическое строение, физико-химические и токсические свойства многих ФОС отражены в работах. Подробную информацию и легальный файл для большинства ФОС можно получить в Международном регистре потенциально токсичных химических веществ.

Фосфорорганические соединения могут находиться в различном агрегатном состоянии. Большинство из них представляют собой маслянистую жидкость либо кристаллический порошок, нерастворимы либо плохо растворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях. Многие из них имеют неприятный специфический запах. Плотность ФОС находится в пределах 1,1—1,7.

Среди фосфорорганических соединений имеются вещества с различной степенью летучести. К веществам, обладающим очень высокой летучестью (насыщающая концентрация больше 10 мг/м3), относятся димефокс, ДДВФ, фосдрин, тионовый изомер метилмеркаптофоса, тимет, зарин, ронелл и др. Летучесть в данном ряду ФОС составляет 925; 145; 27; 23,3; 12,4; 12; 11 мг/м3 соответственно. К веществам с относительно высокой летучестью (1—10 мг/м3) относятся зоман, октаметил, табун, тиоловый изомер меркаптофоса, препарат М-81, меркаптофос, ТЭПФ, карбофос, диазинон и др. Летучесть их составляет 10; 9,5; 6; 4,5; 4; 3,67; 2,5; 2,26; 1,39 мг/м3 соответственно.

Фосфорорганические соединения со средней летучестью (0,1—1 мг/м3) являются метилнитрофос, байтекс, параоксон, фосфамидон, метафос, хлорофос, фосфамид и др., их летучесть составляет 0,82; 0,46; 0,41; 0,18; 0,14; 0,11; 0,11 мг/м3 соответственно. Низкой степенью летучести (менее 0,1 мг/м3) обладают паратион, хлортион, дикаптон, тритион, гузатион, фенкаптон и др., их летучесть — 0,09; 0,07; 0,05; 0,0057; 0,0042; 0,00085 мг/м3 соответственно. Следует отметить, что с возрастанием температуры летучесть ФОС значительно увеличивается.

Фосфорорганические соединения достаточно стабильны при нейтральной рН, легко гидролизуются в щелочных растворах (рН 8,0 и выше), в меньшей степени в кислых растворах (при рН 2,0 и ниже). Фосфороамидаты гидролизуются в ходе катализируемой кислотой реакции даже при рН 4,0—5,0 и после образования кислоты разложение ускоряется из-за автокатализа. На скорость гидролиза оказывают влияние такие факторы, как характер заместителей в молекуле ФОС, катализаторы (азотсодержащие соединения, гидроксамовые кислоты, хлор, медь и др.), растворители, изменение температуры и рН. Механизм и скорость гидролиза ФОС описаны у О’Брайна.

При хранении, нагревании и перегонке некоторые фосфорорганические соединения способны к изомеризации. Наиболее обычной является изомеризация фосфоротиоатов (тионфосфатов) типа (RO)2P(S)OX, где R — алкильная группа, X — может иметь различное строение. В результате изомеризации образуются продукты типа (RO)(RX)P(0)OX или (RO)2P(0)SX, которые более токсичны, чем исходное вещество.

В лабораторных условиях процесс изомеризации катализируется диметилформамидом. Для обеспечения полной изомеризации необходимо нагревание до 160 °С в течение нескольких часов. При хранении алкилфосфоротиоатов в теплых и влажных климатических условиях также наблюдается изомеризация, но протекает этот процесс медленней. Изомеризация ФОС ускоряется под влиянием тепла и света, а также под воздействием растворителей.

Процесс, типы изомеризации и другие неферментативные превращения фосфорорганических соединений описаны О’Брайном, У.Дотерманом, Фукуто и др.

Одним из первых препаратов, для которого показано в условиях in vitro повышение антихолинэстеразного действия под влиянием ультрафиолетового излучения (УФИ) и солнечного света, был паратион. Наряду с неизвестными продуктами превращения паратиона идентифицированы параоксон, S-этиловый и S-фениловый изомеры паратиона.

Под воздействием УФИ окисление EPN приводило к образованию его кислородного аналога и нитрофенола, что свидетельствует о разрыве связи р=О-арил. При изучении фората, дисульфотона и тиометона в качестве продуктов воздействия УФИ обнаружены соответствующие сульфоксиды и сульфоны. Влияние УФИ или солнечного света на хлорпирифос приводит к гидролизу с выделением 3,5,6-трихлор-2-пиридинола, который затем подвергается полному фотодехлорированию с образованием диолов, триолов и тетраолов.

Гидролиз и окисление некоторых ФОП в объектах окружающей среды под влиянием физических и химических факторов подробно освещены Н.Н.Мельниковым и соавт.

– Вернуться в оглавление раздела “Скорая помощь. Неотложные состояния.”

Оглавление темы “Поражение органов тяжелыми металлами. Фосфорорганические соединения”:

1. Воздействие тяжелых металлов на почки. Острая тиоловая почечная недостаточность

2. Период олигурии тиоловой интоксикации. Симптомы острого ртутного отравления

3. Гепатотоксичность тиоловых ядов. Поражение печени тяжелыми металлами

4. Лечение тиоловых отравлений. Терапия отравлений тяжелыми металлами

5. Холинэстераза. Значение холинэстеразы в организме

6. Передача нервного возбуждения. Участие холинэстеразы в нервном возбуждении

7. Свойства холинэстераз. Механизм взаимодействия холинэстераз с ацетилхолином

8. Антихолинэстеразные вещества. Классификация антихолинэстеразных веществ

9. Фосфорорганические соединения – ФОС. История создания ФОС

10. Строение ФОС. Свойства фосфорорганических соединений

Токсикокинетика ФОС. Концентрация ФОС в различных органах

Большинство ФОС не ионизируются и обладают значительными липофильными свойствами. В связи с этим при поступлении в организм через желудок, легкие, кожу они легко всасываются.

Всасывание через ЖКТ большинства ФОС протекает относительно быстро и эффективно. Максимальная концентрация в крови для различных ФОС наблюдается от нескольких часов до суток после введения яда и зависит от особенностей строения ФОС, дозы, вида животного и других факторов. Распределение ФОС между различными органами происходит неравномерно. При пероральном введении радиоактивно меченных ФОС вначале отмечается максимальный уровень в печени и легких, затем в крови и несколько позже в других органах.

Всасывание ФОС через легкие происходит быстро и для многих веществ может считаться полным. Рассчитаны коэффициенты поглощенной дозы для некоторых ФОС в зависимости от воздействующей концентрации. Показано, что при воздействии бутифоса, метилмеркаптофоса, хлорофоса, фосфамида в концентрациях от 0,01 до 0,09 мг/м наблюдается полное поглощение их паровой фазы в дыхательных путях животных. Коэффициент поглощения (Kv) равен 1,0. При повышении концентраций от 0,1 до 0,69 мг/м поглощается не все количество вещества, содержащееся в воздухе. В этом случае Kv для различных веществ составлял 0,53—0,83.

При дермальном пути поступления степень поглощения вещества зависит от дозы, концентрации, площади, целостности и состояния кожи, гидрофобности вещества, присутствия растворителей и эмульгаторов, которые могут способствовать всасыванию. Концентрация вещества в крови нарастает плавно, максимальный подъем определяется спустя несколько дней. Для высоколипофильных веществ, не проходящих стадию первичных метаболических превращений в печени (DEF, ЕРМ), всасывание через кожу очень значительное, и их токсичность может быть такой же, как и при пероральном поступлении.

Однако высокий уровень вещества сохраняется недолго. По данным J.E.Casida и др., дихлофос в дозе 1 мг/кг при внутривенном введении коровам снижал вность холинэстераз на одну треть. Та же доза дихлофоса, введенная под кожу или перорально, была неэффективной. Показано, что при внутривенном введении легкие являются своеобразным депо для ФОС, которые сорбируются на поверхности легочных капилляров. При этом концентрация ФОС в легких в 20—30 раз превышает уровень равномерного распределения.

В зависимости от введенной дозы, пути поступления, липофильности ФОС изменяются их распределение и накопление в различных органах и тканях. При дробном введении некоторых веществ может проявляться больший токсический эффект, чем от той же дозы, введенной одномоментно. Распределение ФОС в различных органах и тканях организма также зависит от способности проникать через мембраны и гистогематические барьеры и неспецифической сорбции на мембранах, с белками и липопротеидами.

Большие концентрации ФОС обнаруживаются в печени и легких как первых органах на пути поступления веществ в организм и могут значительно превышать их содержание в крови в ранние сроки после введения. Высокие концентрации ФОС также отмечаются в почках. Более низкие концентрации обнаруживаются в жировой клетчатке, коже, мышцах, сердце, мозге, костях, в стенке желудка и составляют величины, в 2—3 раза меньшие, чем в крови.

Однако вещества с выраженными липофильными свойствами, содержащие циклическую структуру (абат, корал, дурсбан, циклофос и др.), способны накапливаться в жировой ткани в неизменном виде и их содержание может составлять до 43 % введенной дозы.

Независимо от способа введения концентрации многих ФОС в мозге значительно меньше, чем в других тканях. Это связано с тем, что гематоэнцефалический барьер наиболее трудно проницаем для ФОС.

Значительное влияние на проницаемость ФОС через гематоэнцефалический барьер оказывают липофильность молекулы ингибитора и наличие в ней заряда. Чем выше липофильность вещества, тем больше оно проникает в мозг. ФОС, имеющие положительный заряд, практически не способны проникать в мозг. С увеличением дозы снижается роль гистогематических барьеров в распределении ФОС в организме и их распределение между органами приближается к равномерному.

Исследованиями на экспериментальных животных показано, что большая часть меченной радиоактивными изотопами дозы ФОС выводится с мочой и меньшая с воздухом и экскрементами. Некоторые соединения выделяются также с молоком.

Большинство ФОС быстро метаболизируются и выводятся из организма; скорость выведения обычно достигает пика за 2 дня, затем быстро снижается, однако не достигает нуля из-за накопления в жировой ткани и связывания с различными белковыми структурами.

Увеличением гидрофобности ФОС неспецифическая сорбция на мембранах эритроцитов, белках сыворотки крови (альбуминах), липопротеидах возрастает и носит обратимый характер. Постепенное высвобождение ФОС из связанного состояния может поддерживать свободную концентрацию их в крови, в связи с чем отмечается пролонгирование токсического эффекта. Описан случай отравления человека фенитротионом, когда после отмены антидотной терапии (атропина и оксимного реактиватора) возобновлялись повторное ингибирование АХЭ и клинические симптомы интоксикации (тошнота, диарея), что связывают с периодами мобилизации жировой ткани.

– Также рекомендуем “Метаболизм ФОС. Гидролиз и трансферазные реакции”

Оглавление темы “Токсикокинетика фосфороганических соединений – ФОС”:

1. Токсикокинетика ФОС. Концентрация ФОС в различных органах

2. Метаболизм ФОС. Гидролиз и трансферазные реакции

3. Биологическое окисление ФОС. Ферментативные реакции ФОС

4. Избирательное действие ФОС. Факторы избирательной токсичности

5. Распределение ФОС в организме. Избирательность ингибирования антихолинэстеразы

6. Гидролиз ФОС в организме. Индивидуальная чувствительность к ФОС

7. Методы синтеза избирательных ФОС. Патогенез отравлений ФОС

8. Влияние фосфорорганических соединений на ЦНС. Воздействие ФОС на синапс

9. Условные рефлексы при воздействии ФОС. Этапы блокирования синапса ФОС

10. Нейротоксическое действие ФОС замедленного типа. Нейропатии при хроническом отравлении ФОС