Этопрофос (или этопроп ) — это органофосфатный эфир с формулой C 8 H 19 O 2 PS 2 . [1] Это прозрачная желтая или бесцветная жидкость с характерным запахом меркаптана . Используется как инсектицид и нематоцид [2] и является ингибитором ацетилхолинэстеразы . [3]
Этопроп может быть синтезирован путем реакции фосфорилхлорида с двумя эквивалентами н -пропилмеркаптана и одним эквивалентом этоксида натрия . Второй путь - это реакция н -пропилмеркаптана и этоксида натрия с трихлоридом фосфора с получением этокси-бис(пропилсульфанил)фосфана, который затем может быть окислен перекисью водорода с получением продукта. [4]
Этопроп используется как инсектицид против почвенных насекомых, таких как проволочники , и как нематоцид . Он используется на различных культурах, от картофеля, бананов и сахарного тростника до декоративных растений и табака. [1] Большая часть этопропа, используемого в Соединенных Штатах, применяется к картофелю. В период с 1987 по 1996 год, по оценкам, в общей сложности 691 000 фунтов (313 400 кг) пестицида было использовано на полевых культурах и овощах. [5]
Когда организм подвергается воздействию этопрофоса через рот, кожу или ингаляцию, он в первую очередь ингибирует гидролазы карбоксильных эфиров, в частности ацетилхолинэстеразу (АХЭ). Этот фермент важен для деградации нейромедиатора ацетилхолина (АХ). Инактивация АХЭ происходит путем фосфорилирования гидроксильной группы серина в активном центре АХЭ. Позднее фосфорилирование следует за одним из следующих сценариев: [6]
Когда АХЭ инактивируется, АХ накапливается в нервной системе, что затем приводит к чрезмерной стимуляции мускариновых и никотиновых рецепторов. [6]
Другой целью этопрофоса является ацетилхолинэстераза эритроцитов . Единственное известное местонахождение этого фермента — внешняя сторона мембран эритроцитов. Однако физиологические функции этого типа АХЭ до конца не изучены. [7]
В случаях отравления этопрофосом симптомы могут включать рвоту, тошноту, диарею, миоз , спазмы в животе, одышку , мышечную слабость, бронхиальную гиперсекрецию, беспокойство, спутанность сознания и судороги. В случае отравления этопрофосом наиболее эффективным антидотом является комбинация атропина и пралидоксима (2-ПАМ). [1]
Кроме того, этопрофос считается вероятным канцерогеном из-за возникновения различных типов опухолей у крыс после воздействия этого соединения. Однако воздействие через пищу (наиболее распространенный путь воздействия этопрофоса) настолько низкое, что риск для населения США в целом невелик. [5]
У млекопитающих метаболизм обычно происходит путем удаления одной или обеих пропильных групп и последующей конъюгации . У крыс метаболизм не зависит от пола, дозы, пути введения или повторного введения, и ни одно исходное соединение не обнаруживается в фекалиях или моче. Основным метаболитом у людей является EPPA, показанный ниже, который может использоваться в качестве биомаркера этопрофоса. Деалкилированные метаболиты оказывают схожее токсическое действие с исходным соединением. [1]
У подопытных животных этопрофос широко распространен по всему телу, с самыми высокими концентрациями в легких, почках и печени. В крови он в основном связан с клетками, а не находится в плазме. Выведение в основном происходит через мочу (~60%), но выделение с фекалиями (~10%) и выдыхаемым воздухом (~15%) также являются важными путями. У животных, которым вводили препарат внутривенно, наблюдалось ограниченное выделение с желчью (~8%). [1]
Эксперименты, проведенные с этопрофосом, показали, что токсин влияет на животных по-разному. Краткосрочные токсические эффекты у кроликов и мышей, подвергшихся воздействию различными путями, включают ингибирование эритроцитов и мозговой холинэстеразы . В то время как эксперименты на собаках также привели к клеточной вакуолизации . [1] Исследования острой токсичности на крысах, в свою очередь, привели к наблюдению большего количества эффектов, а именно наркотического, холинергического и респираторного. Было показано, что последний проявляется после задержки в 4 дня и связан с увеличением веса легких. [8] Исследования, проведенные с длительным воздействием этопрофоса на мышах, дали те же результаты, что и исследования с краткосрочным воздействием, но у крыс также наблюдалось падение концентрации гемоглобина . [1] С другой стороны, эксперимент с длительным воздействием, проведенный на собаках, показал, что токсин привел к легкой токсичности для печени. [5]
Кроме того, было обнаружено, что воздействие этопрофоса также влияет на репродуктивную функцию. Родительская токсичность у крыс привела к снижению их веса и потребления пищи. Более того, увеличилось количество абортов, что привело к уменьшению размеров помета. С другой стороны, токсичность потомства привела к снижению набора веса и повышению постнатальной смертности. [1]
Считается, что этопрофос представляет низкий риск для млекопитающих, подвергающихся воздействию загрязненной воды, а также для млекопитающих, питающихся загрязненной рыбой. Однако он чрезвычайно токсичен для пчел при прямом воздействии, а также для птиц, которые подвергаются воздействию токсина через пищу. Сюда входит употребление в пищу семян или червей, включая остатки загрязненной почвы. [1] Наконец, исследование показало, что этопрофос, наряду с 4 другими активными веществами, был ответственен за 40% используемых пестицидов в Коста-Рике, однако они способствовали более чем трем четвертям водной токсичности. [9] Таким образом, был сделан вывод, что он также является высокотоксичным для водных видов. [1]
При пероральном воздействии этопрофоса абсорбция происходит быстро и обширно: время, необходимое для достижения пиковых уровней в крови, составляет менее 1 часа, и более 90% вещества абсорбируется. [6] Кратковременное дермальное воздействие жидкого этопрофоса было протестировано на кроликах в 21-дневном исследовании. Дермальный NOAE L составил 0,1 мг/кг/день, и исследователи обнаружили, что наблюдалось ингибирование ацетилхолинэстеразы в плазме, эритроцитах и в мозге при дозе 1,0 мг/кг/день. Также изучалось кратковременное дермальное воздействие гранулированного этопрофоса. Это исследование проводилось на крысах и длилось 28 дней. В этом случае был обнаружен дермальный NOAEL 20 мг/кг/день. Ингибирование ацетилхолинэстеразы в плазме происходило при дозе 100 мг/кг/день. Для краткосрочного вдыхания было проведено исследование на собаках, которое длилось 90 дней. Результаты показали NOAEL 0,025 мг/кг/день, а ингибирование ацетилхолинэстеразы в плазме произошло при дозе 0,075 мг/кг/день. На данный момент нет информации о промежуточном и долгосрочном воздействии через кожу и ингаляцию. Когда крысы хронически подвергались воздействию этопрофоса в дозе 2,81 x 10^-2 мг/кг/день, у ряда крыс развилась злокачественная феохромоцитома надпочечников . Для гранулированных продуктов основным риском считается ингаляционное воздействие. В случае жидких продуктов основным риском считается дермальное воздействие. [5]