第三章 杀虫杀螨剂

KeyLabofN.Pestic.SCAU第三章杀虫杀螨剂KeyLabofN.Pestic.SCAU(一）、杀虫剂进入虫体途径1、口腔2、体壁3、气门第一节杀虫剂毒理学基础一、杀虫剂的穿透与在昆虫体内的分布KeyLabofN.Pestic.SCAU1.从口腔进入胃毒剂需通过害虫取食才能起作用，内吸药剂进入植物体内，刺吸式害虫取食也属于胃毒作用。胃毒剂要求：1）、害虫不会拒食；2）、取食后不会引起呕吐。KeyLabofN.Pestic.SCAU空气进入体内的通道输送气体到器官、组织、细胞间。呼吸系统气管系统气门气门气管侧纵干背气管内脏气管腹气管微气管2.气门进入KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAUSpiraclesoftwoinsects.(A)Scanningelectronmicrographofafullyopenantspiracle.Thepointedprojectionsaresensoryhairsthatmonitorexternalconditionsandcantriggerspiracleclosingwhennecessary.(B)Anearlyclosedgrasshopperspiracle;theblackareasarethevalves.KeyLabofN.Pestic.SCAU3.从体壁进入KeyLabofN.Pestic.SCAU（二）杀虫剂的穿透KeyLabofN.Pestic.SCAU1、杀虫剂对昆虫体壁的穿透(1)、杀虫剂的理化性质与穿透脂溶性解离程度或离子化程度表面张力对昆虫表皮的亲和力与穿透性有很大关系KeyLabofN.Pestic.SCAU(2)、昆虫生理及行为特性对穿透的影响水与强酸不能透过表皮外长物表皮结构在不同部位有一定的变异：触角、头部及胸部的表皮比腹部容易透入口器、节间膜、足基部、翅基部；足跗节的表皮极薄，且有许多化学感受器官。触角（触角基部由膜构成，并未骨质化，农药易于由此进入）。KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU生理活动：酶系活动、排泄代谢表皮下的结构：有无神经体壁上着药点与毒力关系:在表皮上，农药沉积部位离作用靶标越近，作用越快。触角前胸背板腹部其他：表皮特殊构造（孔道、上表皮丝）KeyLabofN.Pestic.SCAU（3）、辅助剂对穿透的影响溶剂：提高穿透力和毒性;增加脂溶性及穿透蜡层的能力;溶解及破坏上表皮蜡质层，使不具有脂溶性的物质也穿透昆虫表皮。油剂可改变表皮的性质，矿物油/煤油；使杀虫剂增加附着在虫体上的机会；溶解破坏上表皮蜡质层或携带杀虫剂穿透表皮；分解体壁内部脂质-Pr复合体。去污剂/湿润剂：亲水亲油（水溶性-脂溶性）KeyLabofN.Pestic.SCAU表皮穿透特点极性弱的药剂，虽然穿透上表皮容易，但向内移动越来越难。极性药剂难于穿透上表皮，但一旦穿透，移动速率逐渐加快；KeyLabofN.Pestic.SCAU2、杀虫剂对昆虫卵壳的穿透1、透过小孔、卵孔进入；2、使卵壳变硬，成熟幼虫不能钻出卵壳而死；3、包裹卵，阻碍胚胎呼吸，或使卵内代谢物积累；4、穿透卵壳对胚胎起作用；5、在卵壳形成前已透入。KeyLabofN.Pestic.SCAU3.杀虫剂对昆虫消化道的穿透前肠：磨碎食品，暂存食物。中肠：分泌消化酶，水解食物，吸收营养物质后肠：排泄废物，吸收水分和无机物。肠道各部分的主要功能KeyLabofN.Pestic.SCAU中肠肠壁膜是一种典型的脂溶性膜：农药分子必须具有一定的脂溶性，还要具有一定的水溶性；消化道的pH值：碱性砷酸钙、氟化钠、氟硅酸钠；消化道的酶系的影响；大分子杀虫剂的穿透比小分子的困难。影响中肠吸收的因子KeyLabofN.Pestic.SCAU（1）昆虫血液循环系统；（2）“血—脑屏障”；（3）“血—脑屏障”功能。KeyLabofN.Pestic.SCAU（1）血液循环系统（2）“血—脑”屏障位于胶质细胞和胶质细胞附近，对外源物的进入具有选择性的、控制物质进入昆虫血液的屏障。类似于脊椎动物中脑和脊椎外围存在的“血——脑屏障”。头部血腔心脏心脏4、从血液到神经系统KeyLabofN.Pestic.SCAU（3）“血—脑屏障”功能杀虫剂在此处的电离度和溶液中的PH值直接影响对屏障的穿透。类似生物膜，非离子态易于穿透，离子难于进入。KeyLabofN.Pestic.SCAU杀虫剂（保留）表皮脂肪体（保留、代谢）（转运）血淋巴其他器官（保留、排泄）（中毒、代谢）神经系统消化道（保留、代谢）其它系统杀虫剂的穿透及运转示意图（三）杀虫剂在昆虫体内的分布KeyLabofN.Pestic.SCAU二、杀虫剂在动物体内的代谢机制•氧化代谢•水解代谢KeyLabofN.Pestic.SCAU三、杀虫剂对昆虫的作用机制大多数杀虫剂是作用于动物的神经系统，常常称为神经毒剂，它们干扰神经冲动的正常传导。杀虫剂作用于神经系统的部位并不相同：◆有机磷杀虫剂及氨基甲酸酯类杀虫剂主要抑制突触部位的乙酰胆碱酯酶活性；◆有机氯杀虫剂滴滴涕和拟除虫菊酯类杀虫剂是作用于轴突离子通道的开闭；◆而杀螟丹及烟碱等杀虫剂是作用于突触后膜胆碱受体上的神经冲动传导。KeyLabofN.Pestic.SCAU昆虫神经系统结构与功能神经冲动传递机制各类神经毒剂作用机制KeyLabofN.Pestic.SCAU1昆虫神经系统结构与功能1.1昆虫神经系统结构KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU1.2神经系统功能（1）接受外来刺激（2）传递刺激（冲动）（3）外来刺激作出反应（4）协调体内生理生化活动KeyLabofN.Pestic.SCAU一个刺激引起的动作电位2神经冲动传递机制2.1轴突部位动作电位的传导KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU动作电位的传播与局部电流KeyLabofN.Pestic.SCAU2.2冲动在突触部位的传导KeyLabofN.Pestic.SCAUKeyLabofN.Pestic.SCAU3各类神经毒剂作用机制抑制AChE：有机磷、氨基甲酸酯；抑制AChR：沙蚕毒素（巴丹）和烟碱类；影响轴突神经传递：有机氯和拟除虫菊酯；其它神经毒剂：干扰GABA（阿维菌素、锐特等）、鱼尼丁受体等。KeyLabofN.Pestic.SCAU4、有机磷和氨基甲酸酯的作用机制1）AChE生物学特性AChECH3COOH+HOCH2CH2N+(CH3)3CH3COOCH2CH2N+(CH3)3在一定浓度范围内，随底物浓度增加水解速率加快。当底物浓度超过10-2.5M时，水解速率反而下降。KeyLabofN.Pestic.SCAU图：AChE与ACh结合部位昆虫乙酰胆碱酯酶0.5-0.55nm哺乳动物乙酰胆碱酯酶0.43-0.47nmKeyLabofN.Pestic.SCAUK1K2K3E+AXE.AXEAE+AK-1X（1）形成复合体；（2）乙酰化反应；（3）水解（脱酰基）反应。2）AChE水解Ach的过程KeyLabofN.Pestic.SCAUKdK2K3PX+EPX.EPE…..P+EXKdK2K3CX+ECX.EC.E….C+EX3）有机磷和氨基甲酸酯作用AchE的过程KeyLabofN.Pestic.SCAU步骤：复合体—酰化—水解2011-10-13酰化反应：磷酰化，氨基甲酰化酶的复活：水解复活；K3乙K3氨K3磷酶的老化：磷酰化酶出现，转变另一种结构。解毒及治疗：解磷定、氯磷定；阿托品。KeyLabofN.Pestic.SCAU5昆虫的呼吸系统及相关药剂的作用机制脂肪脂肪酸甘油碳水化合物糖蛋白质氨基酸丙酮酸乙酰辅酶A电传导氧化磷酸化NADHCO2O2H2OATP糖解三羧酸循环ATP鱼藤酮：干扰偶联反应二硝基苯酚类：氧化磷酸化解偶链剂氰酸及其盐：抑制细胞色素C氧化酶，干扰电子传递链砷酸盐—含SH酶：丙酮酸去氢酶、酮戊二酸去氢酶氟乙酸及其盐类：氟乙酸与乙酰辅酶A结合，进一步与草酰乙酸形成氟柠檬酸并抑制乌头酸酶活性砷酸盐取代磷酸根，使氧化磷酸化被解联，不能形成ATP。二羟基丙酮磷酸酯KeyLabofN.Pestic.SCAU柠檬酸乌头酸乌头酸酶琥珀酰辅酶Aa-酮戊二酸a-酮戊二酸去氢酶NADH辅酶Qcytbcytc1cytccytacyta3a2KeyLabofN.Pestic.SCAU6、呼吸毒剂无机砷——SH基酶鱼藤酮、HCN、S——线粒体氟乙酰胺、果乃胺——三羧酸循环二硝基酚——解耦联KeyLabofN.Pestic.SCAU7、沙蚕毒素和烟碱类药剂的作用机制1）AChR生理功能在突触后膜，被ACh激活，引起后膜产生生物电流和动作电位，将冲动继续沿着神经原向下传导。KeyLabofN.Pestic.SCAU2）沙蚕毒素作用机制沙蚕毒素类杀虫剂须转化为沙蚕毒素方具有杀虫活性，二硫酥糖醇是AChR抑制剂，而沙蚕毒素结构与其相似，故认为是AChR抑制剂（如图）。二硫酥糖醇NCHCH2CH2CH3CH3SSCHCHCH2CH2SHSHOHOH沙蚕毒素KeyLabofN.Pestic.SCAU该类杀虫剂可能与AChR结合后，被钝化，降低后膜对ACh的敏感性；还有认为沙蚕毒素减少突触前膜释放传导介质。机理KeyLabofN.Pestic.SCAU属于AChR的激活剂，与AChR结合后，引起后膜不断去极化，导致突触后膜处于不断的兴奋状态，最终死亡。其机制是烟碱吡啶环上N+与二氢吡咯啶环上的N+距离与ACh的碳酰与N+距离相似，烟碱与AChR结合将其钝化。3）烟碱和氯化烟碱类作用机制KeyLabofN.Pestic.SCAU激动剂拮抗剂AChR抑制剂吡虫啉、吡虫清杀虫双、巴丹KeyLabofN.Pestic.SCAU8、DDT和拟除虫菊酯的作用机制DDT和菊酯都是作用于神经系统中轴状突部位，而不是突触。引起轴状突上Na+、K+开与关失控，产生负后电位，处于不断去极化。在轴突外围包有一层神经膜，在冲动的物理传递过程中，Na+和K+门是进行有规律的开和关让这些离子通过，使刺激不断向后传递，而菊酯和DDT等，扰乱离子门开闭，导致负后电位产生，即去极化长期存在，阻断神经系统对刺激传递。此外，藜芦碱（增加通透性）、河豚毒素（TTX）（抑制Na+通透性，对K+通透不影响）和海葵毒素等干扰离子门开关。KeyLabofN.Pestic.SCAU相同：作用症状相似；均是负温度效应药剂。差异：击倒作用：菊酯DDT；DDT不对中央神经起作用，菊酯同时起作用（中央、外周）；菊酯除触杀外，还具有击倒和驱避作用。DDT与菊酯的异同KeyLabofN.Pestic.SCAU9、其他杀虫剂的作用机制阿维菌素类、氟虫腈（锐劲特）等新一类杀虫剂，其作用靶标是GABA（r—氨基丁酸），增加氯离子的释放，抑制其神经肌肉接头的信息传递，从而导致寄生虫等出现神经麻痹症状，不能活动，不能取食而死亡。甲脒类主要是抑制或刺激章鱼胺活性。KeyLabofN.Pestic.SCAU阿维菌素甲维盐：菜喜、除尽：米满（虫酰肼）：吡蚜酮：灭幼脲：印楝素：苦皮藤：KeyLabofN.Pestic.SCAU根据结构式讨论下面3个化合物对人毒性的高低。讨论：KeyLabofN.Pestic.SCAU第二节无机及重金属类杀虫剂•一、概述•无机杀虫剂可分为：1、无机砷杀虫剂。如亚砷酸酐、砷酸铅、砷酸钙等；2、无机氟杀虫剂。3、其他无机杀虫剂。•早期的砷制剂、氟制剂因为毒性高、药效差、药害重而停产。现代使用的无机农药，主要有铜制剂与硫制剂。矿物油乳剂多用在果树休眠期杀虫杀螨。KeyLabofN.Pest