神經(jīng)毒劑的作用機(jī)理課件

第五節(jié)神經(jīng)毒劑神經(jīng)毒劑，均是阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)，而不是直接殺死神經(jīng)細(xì)胞。1.軸突毒劑（1）滴滴涕的作用機(jī)理（2）菊酯類殺蟲藥劑的作用機(jī)理2.前突觸毒劑3.膽堿酯酶抑制劑4.乙酰膽堿受體毒劑（1）煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理（2）沙蠶毒素類殺蟲藥劑的作用機(jī)理5.GABA受體毒劑（1）多氯環(huán)烷烴類（2）Avermectin類（3）苯并咪唑類及其類似物6.章魚胺受體毒劑第五節(jié)神經(jīng)毒劑一、軸突毒劑藥劑對軸突傳導(dǎo)的抑制主要是通過改變膜的離子通透性，從而影響正常膜的電位差，使電沖動的發(fā)生與傳導(dǎo)失常。而離子通透性的改變主要與離子通道有關(guān)。

離子通道：細(xì)胞膜上有通道蛋白形成的跨膜充水小孔，稱為離子通道（ionchannel），離子通道使鈉、鉀、鈣等離子順電化學(xué)梯度擴(kuò)散，通過雙分子層。

一、軸突毒劑1.鈉離子通道的結(jié)構(gòu)與功能5種：1種,電鰻；3種，大鼠腦神經(jīng)，分別是I、Ⅱ、Ⅲ型；1種，大鼠骨骼肌中。這5種在化學(xué)上各有其特點，但都包含一個由1800-2O00個氨基酸組成分子量約為240-280千道爾頓的糖蛋白α亞單位。大鼠腦神經(jīng)中的I、Ⅱ、Ⅲ型鈉離子通道都是由a亞單位(260千道爾頓)、β1亞單位(36千道爾頓)和β2亞單位(33千道爾頓)組成的復(fù)合體。電鰻中鈉通道僅有一個a亞單位構(gòu)成。

1.鈉離子通道的機(jī)構(gòu)與功能α亞基是鈉通道的功能性亞單元，它由4個高度相似的同源結(jié)構(gòu)域(D1-D4)圍成一個中心孔道，每一結(jié)構(gòu)域有6個α螺旋跨膜片段(S1-S6)。每個結(jié)構(gòu)域中S4片段的氨基酸序列高度保守，是通道的電壓感受器。該片段含有重復(fù)的結(jié)構(gòu)特征：每隔2個疏水殘基即有一個帶正電的Arg或Lys殘基。該段氨基酸殘基的點突變或化學(xué)修飾會影響通道的激活功能。結(jié)構(gòu)域（Domain）：蛋白質(zhì)中一個有著特定功能的獨立單元。多個結(jié)構(gòu)域共同構(gòu)成蛋白質(zhì)的功能。β1和β2亞單元則對α亞單元在膜上的定位以及穩(wěn)定性起著重要的輔助作用，并參與調(diào)節(jié)α亞單元的電壓敏感性和失活過程。

1.鈉離子通道的機(jī)構(gòu)與功能Na+通道是一個結(jié)合在神經(jīng)軸突膜上的大型糖基化蛋白質(zhì)，存在關(guān)閉、開啟和失活三種空間構(gòu)型，其構(gòu)型之間的轉(zhuǎn)變受神經(jīng)膜電位變化的控制，也受到藥物的影響。鈉通道功能包括選擇性濾孔（selectivityfilter）（位于細(xì)胞外膜，允許適當(dāng)大小和適當(dāng)電荷的離子通過，鈉離子最容易通過）、閘門（gate）（位于內(nèi)膜，是通道的內(nèi)側(cè)口）、和電壓感受器（sensor）（位于內(nèi)外膜之間，對膜電位的變化很敏感，控制閘門的開閉），通道內(nèi)側(cè)有控制激活的m閘門和控制失活的h閘門。去極化時，m閘門打開，使鈉離子通過，持續(xù)去極化則h閘門關(guān)閉，極化時m閘門重新關(guān)閉，h閘門重新打開，鈉通道才會對去極化再次做反應(yīng)。hm*別夠偶聯(lián)是指一個受體位點被相應(yīng)的神經(jīng)毒素占據(jù)后誘導(dǎo)其他神經(jīng)毒素在指定受體位點上的結(jié)合。正調(diào)節(jié)（+）指促進(jìn)毒素在其他指定受體位點的結(jié)合/或刺激Na+內(nèi)流；（-）指削弱毒素在指定受體位點的結(jié)合。

2.滴滴涕的作用機(jī)理

一、軸突毒劑該藥劑中毒的魚尸花蠅出現(xiàn)的癥狀為：興奮性提高，身體及運動平衡被破壞，當(dāng)運動量達(dá)到最大后，體軀強(qiáng)烈痙攣、顫栗，最后試蟲麻痹，緩慢地死亡。解剖蟲尸發(fā)現(xiàn)，昆蟲組織非常干燥，幾乎完全喪失了血淋巴。DDT中毒后，一些昆蟲還具有足自斷現(xiàn)象，且斷裂下的足仍長時間收縮。幾丁蟲還能咬掉中毒的跗足，而保護(hù)自己免于失死亡。

DDT受體學(xué)說酪胺鈉離子通道學(xué)說

DDT主要是作用于昆蟲神經(jīng)膜上的鈉離子通道。2.滴滴涕的作用機(jī)理

2.滴滴涕的作用機(jī)理

Ca2+-ATP酶：滴滴涕主要抑制外Ca2+-ATP酶。外Ca2+-ATP酶的作用是調(diào)節(jié)膜外Ca2+的濃度，在濃度高時，酶不起作用，在濃度低時，它的作用是使膜外的鈣的濃度增加。因此抑制此酶，膜外鈣的濃度就降低而不能恢復(fù)。膜外部Ca2+的濃度與軸突膜的興奮性有關(guān)。外部Ca2+減少時，膜的限閾降低，因而易受刺激（即不穩(wěn)定化）。實際上，這是由于Ca2+的減少造成了膜外面正電荷的降低，這樣膜內(nèi)對膜外的相對電位差也減小了，因此外部缺少Ca2+的軸突膜更容易去極化，也即更容易發(fā)生一系列的動作電位。滴滴涕的作用是抑制了“外Ca2+-ATP酶”導(dǎo)致軸突膜外表的Ca2+減少，從而使得刺激更容易引起超負(fù)后電位的加強(qiáng)，引起重復(fù)后放。另外，在神經(jīng)膜受到刺激時，膜外的鈣離子濃度略有減少。加強(qiáng)膜外的Ca2+濃度，有抑制鈉閘門被打開的作用。因此鈉閘門的延遲關(guān)閉也與鈣降低有關(guān)。Ⅰ型擬除蟲菊酯：不帶CN基的，處理的昆蟲很快就出現(xiàn)高度興奮及不協(xié)調(diào)運動、麻痹即所謂擊倒，但擊倒時體內(nèi)的藥量若未達(dá)到致死量時，將會蘇醒，最后癱軟死亡，如丙烯菊酯和胺菊酯等?！皳舻埂?，即引起昆蟲的快速的、可恢復(fù)的麻痹。Ⅱ型擬除蟲菊酯：帶有CN基的，處理昆蟲不出現(xiàn)興奮癥狀，而出現(xiàn)運動失調(diào)以后的中毒癥狀，即很快痙攣，立即進(jìn)入麻痹狀態(tài)，最后癱軟死亡，如氯氰菊酯、溴氰菊酯和速滅殺丁等。3.菊酯類殺蟲藥劑的作用機(jī)理

電流和鈉尾電流（表示有更多的鈉通道處于開放狀態(tài)）明顯延長。其中帶CN基的擬除蟲菊酯類甚至能使鈉通道長期不關(guān)閉，如溴氰菊酯等。延長的鈉電流引起負(fù)后電位去極化，振幅和時程增加，在負(fù)后電位去極化達(dá)到興奮閾值時，發(fā)生重復(fù)后放。引起這樣的重復(fù)后放可在神經(jīng)系統(tǒng)的各個部位發(fā)生，特別在突觸的神經(jīng)末端和感覺神經(jīng)元，引起神經(jīng)肌肉痙攣產(chǎn)生超興奮，使運動失調(diào)，最后麻痹死亡。當(dāng)擬除蟲菊酯與神經(jīng)膜上的鈉離子通道結(jié)合后，個別的鈉離子通道被擬除蟲菊酯變構(gòu)，在去極化期間使鈉離子通道開啟延長，導(dǎo)致鈉另外，擬除蟲菊酯也對多種不同受體產(chǎn)生不同的作用，例如煙堿受體、乙酰膽堿受體、GABA受體-氯離子載體系統(tǒng)、Ca2+ATP酶、谷氨酸受體等。3.菊酯類殺蟲藥劑的作用機(jī)理

二、前突觸毒劑前突觸膜毒劑是一類主要作用于前突觸膜，即突觸前膜的殺蟲劑。六六六及環(huán)戊二烯類，中毒癥狀大致分為興奮、痙攣、麻痹、死亡等幾個階段。

六六六和環(huán)戊二烯類殺蟲劑：刺激前突觸膜大量釋放乙酰膽堿，造成乙酰膽堿在前后兩個神經(jīng)元的間隙中大量積累，因而阻礙了神經(jīng)元之間的神經(jīng)傳導(dǎo)。六六六和環(huán)戊二烯類能引起乙酰膽堿大量積累的原因，并非是由于它們對膽堿酯酶抑制作用所造成的，也不是由于它們占領(lǐng)了膽堿受體后使乙酰膽堿未能與受體結(jié)合而造成的乙酰膽堿積累的結(jié)果，而是六六六與環(huán)戊二烯類殺蟲劑刺激前突觸膜，加強(qiáng)了乙酰膽堿的釋放。但具體的作用位點尚無定論。此類殺蟲劑還為GABA受體抑制劑。三、膽堿酯酶抑制劑（一）乙酰膽堿酯酶的結(jié)構(gòu)與功能1.AChE的基因結(jié)構(gòu)及分子多態(tài)性所有的脊椎動物及無脊椎動物中的昆蟲，其AChE均由單個Ace編碼。在不同生物間Ace結(jié)構(gòu)存在差異。人、鼠等哺乳動物Ace結(jié)構(gòu)相對緊湊，6個外顯子（基因上含有蛋白質(zhì)編碼信息的部分，每個外顯子均編碼一個完整蛋白質(zhì)的特定部分）、5個內(nèi)含子（基因中除了外顯子，剩余的DNA序列就構(gòu)成了內(nèi)含子，內(nèi)含子被轉(zhuǎn)錄成RNA，但是接著就被剪切掉，因此內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì)。）分布在4.5-4.7kb的堿基序列內(nèi)；按蚊和黑尾果蠅Ace由9個內(nèi)含子和l0個外顯子組成，其總長度分別為23kb和34kb。

1.AChE的基因結(jié)構(gòu)及分子多態(tài)性同一生物的不同AChE分子，其分子大小、形狀、溶解性等理化性質(zhì)存在差異，但這些不同的酶分子卻具有相同的底物催化特性，其原因在于AChE氨基端的氨基酸序列在不同酶分子之間完全相同。該相同的氨基酸序列包含了AChE完成其催化功能所必須的所有氨基酸殘基。因此，該段相同的氨基酸序列也叫做AChE的催化亞基。與催化亞基羧基端連接的不同結(jié)構(gòu)域決定著酶分子的類型和酶分子的理化特性。

2.AChE的分布主要分布在神經(jīng)肌肉組織。昆蟲：中樞神經(jīng)；肌肉、血淋巴脊椎動物：中樞、周圍神經(jīng)組織中的AChE主要是球型。電鰩肌肉中的AChE幾乎全部為A12型。哺乳動物肌肉AChE呈多型性，主要為A12AChE，也含有其他分子型AchE。3.AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成

AChE的催化中心的3個氨基酸殘基：第200位的絲氨酸(S200)、第327位的谷氨酸(G327)、第440位的組氨酸(H440)均位于峽谷內(nèi)，因此該峽谷也叫做活性中心峽谷。峽谷內(nèi)壁四周主要是由34個疏水的芳基氨基酸組成,這些芳基氨基酸殘基在AChE與底物的結(jié)合過程中起重要作用，其中第84位的色氨酸(W84)、330位的酪氨酸(Y330)或苯丙氨酸(F330)、442位的酪氨酸(Y442)，與G199一起構(gòu)成了AChE活性中心底物與酶的結(jié)合部位，其親和力主要來源于底物與芳環(huán)上電子的相互作用。酶晶體衍射研究的結(jié)果進(jìn)一步表明，底物與酶分子的結(jié)合部位和催化部位實際上同處于活性峽谷之中；底物與酶的結(jié)合部位主要是由疏水的芳基氨基酸組成。在峽谷入口處附近，橢球形分子的外表面主要是由一些帶負(fù)電的氨基酸組成。這些帶負(fù)電的氨基酸組成了AChE的外周陰離子部位(peripheralanionicsite,PAS)。十二烷雙胺、普羅吩胺等化合物與PAS部位均有很高的親和力。這些配體結(jié)合于PAS后，可以改變酶活性中心的立體構(gòu)型，影響酶與底物或與其它配體的親和力。它的存在可能有助于提高AChE催化效率：乙酰膽堿進(jìn)入活性中心之前，先通過靜電吸引結(jié)合于PAS，然后順勢滑入到峽谷內(nèi)并進(jìn)一步擴(kuò)散到活性中心，從而加快底物與活性中心的結(jié)合進(jìn)程；另外，PAS可能還與高濃度底物對酶活性的抑制作用有關(guān)。3.AChE酶蛋白結(jié)構(gòu)和氨基酸組成

4.AChE的功能Ach是昆蟲膽堿能突觸的神經(jīng)遞質(zhì)，在完成信息傳遞（動作電位）后被AChE分解CH3COOC2H4N+(CH3)3

CH3COOH＋HOC2H4N(CH3)3反應(yīng)式：E＋AXEAXAEA＋E第一步可逆反應(yīng)形成復(fù)合體E·AXKd=——解離常數(shù)、親和力常數(shù)；K+1結(jié)合速率常數(shù)；K-1解離速率常數(shù)；Kd愈小，E·AX愈大（親合力愈大）H2OAChEK+1K-1K2XK3K+1K-1第二步酶乙?；磻?yīng)，放出X（膽堿）取決于K2，K2速率常數(shù)（K2大，易放出X）第三步水解反應(yīng)，脫乙?；磻?yīng)，放出乙酸，酶恢復(fù)，水解速率常數(shù)K3，快，（1/幾－1/100msec）。H2OAChEK+1K-1K2XK3CH3COOC2H4N+(CH3)3

CH3COOH＋HOC2H4N(CH3)3反應(yīng)式：E＋AXEAXAEA＋E

陰離子部位

疏水基部位（結(jié)合部位）電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合體吲哚苯基結(jié)合部位

酯動部位（催化部位）—絲氨酸羥基相鄰組氨酸的咪唑基活化絲氨酸－OH誘導(dǎo)反應(yīng)，整個反應(yīng)很快，僅2－3msecAChE酶與乙酰膽堿的季銨基團(tuán)N+(CH3)3結(jié)合（二）OP殺蟲劑對AChE抑制作用1.酶活性的抑制：E＋PXPX·EPEP＋E第一步形成可逆性復(fù)合體（PX·E存地時間短）第二步酶磷酰化反應(yīng)，P原子（親電性）與酶絲氨酸－OH反應(yīng)，親電性愈強(qiáng)，對酶抑制能力愈強(qiáng)，X基團(tuán)分離能力愈大。K2磷?；磻?yīng)速率常數(shù)很快第三步酶去磷?；?，K3速率常數(shù)，幾乎不發(fā)生K+1K-1K2XK32.酶活性的恢復(fù)酶經(jīng)磷?；螅m然水解作用極為緩慢，但仍然能自發(fā)地放出磷酸并使酶復(fù)活，這一反應(yīng)稱為自發(fā)復(fù)活作用或脫磷?；饔谩P+H2OEH+P一OH自發(fā)復(fù)活速度與抑制劑的離去基團(tuán)無關(guān)，而取決于磷原子上殘留的取代基以及酶的來源。AChE復(fù)活劑：羥胺(NH2OH)（弱）、肟、羥肟酸（強(qiáng)）引入陽離子活性更強(qiáng)。攻擊磷?；钢械腜原子而取代它們。（解磷定）3.磷?；傅睦匣?/p>

老化：指磷酰化酶在恢復(fù)過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)，以至于羥胺類的藥物不能使酶恢復(fù)活性。老化現(xiàn)象是由于二烷基磷酰酶的脫烷基反應(yīng)造成的。磷酰化酶的老化速率與磷?；系耐榛嘘P(guān)。二乙基磷?；咐匣徛?，但甲基、仲烷基及芐基（苯甲基）酯的老化速度要快得多。老化反應(yīng)速度取決于非酶的化學(xué)力，發(fā)生烷基磷酸酯基C一O鍵的斷裂。因此，酶如果受烷基化能力高的磷酸酯的抑制，老化現(xiàn)象易于發(fā)生。1.抑制神經(jīng)細(xì)胞的生長發(fā)育：AChE的催化作用能增強(qiáng)神經(jīng)軸突的生長，因而，在AChE活性被有機(jī)磷殺蟲劑抑制后，即使未致死亡，機(jī)體神經(jīng)細(xì)胞的生長發(fā)育也受到阻礙。毒死蜱可以抑制PC12細(xì)胞的有絲分裂和軸突的長出，抑制神經(jīng)細(xì)胞DNA的合成，在遠(yuǎn)低于使AChE活性抑制所需要的濃度時即可引起與腦發(fā)育有關(guān)的分子----磷酸化的Ca2+／cAMP介導(dǎo)的反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的活性增加?？梢?，有機(jī)磷殺蟲劑不僅具有膽堿能毒性，還具有非膽堿能毒性作用。

有機(jī)磷殺蟲劑的其他作用機(jī)理：有機(jī)磷殺蟲劑的其他作用機(jī)理：2.抑制乙酰膽堿受體：樂果可以增強(qiáng)肌細(xì)胞膜上的nAChR的表達(dá)。它可通過結(jié)合到非競爭性位點改變該受體的構(gòu)型或是直接阻斷nAChR通道而抑制其功能。

3.影響神經(jīng)突觸的ACh的釋放：毒死蜱可以作用于突觸膜上的自主型nAChR，抑制這些自主受體的功能，從而影響ACh的釋放。此外，有機(jī)磷殺蟲劑還對大腦突觸體的鈣離子通道功能有抑制作用，例如：甲胺磷(methamidophos)可以使腦突觸體鈣攝取減少，說明甲胺磷影響了膜上的電壓敏感型鈣離子通道。

與OP差異：①K3比乙酰化酶水解慢，但是比磷?；杆饪斓枚?。乙?；傅膹?fù)活半衰期只有0.1ms左右，氨基甲?；笧閹追昼姷綌?shù)小時，而磷酰化酶為幾小時到幾十天，甚至永不復(fù)活。②無老化③治療，阿托品效好，酶復(fù)活劑（2-PAM、4-PAM、雙復(fù)磷）無效（三）氨基甲酸酯類對乙酰膽堿酯酶的抑制作用總之：二者均是AChE的不正常底物，為酯動部位抑制劑（有時也稱為酸轉(zhuǎn)移抑制劑）。有機(jī)磷或氨基甲酸酯與AChE絲氨酸的羥基結(jié)合，使AChE磷?；虬被柞；?，即被抑制，去磷酰化需要幾個月的時間，而去氨基甲?；残枰獛讉€小時左右，但是去乙?；灰獛追种缓撩?。這樣導(dǎo)致突觸部位積累大量的乙酰膽堿，突觸后膜的乙酰膽堿受體不斷地被激活，突觸后神經(jīng)纖維長期處于興奮狀態(tài)，中毒試蟲就表現(xiàn)出興奮狀態(tài)。但是過量的乙酰膽堿又可造成去極化阻斷，從而抑制了神經(jīng)傳導(dǎo)，使昆蟲在中毒后期逐漸地失去活動能力，昏迷死亡。另外，神經(jīng)傳導(dǎo)的阻斷必然會影響到整個生理生化過程的失調(diào)與破壞。各種有機(jī)磷和氨基甲酸酯的抑制能力有很大的不同，這決定于有機(jī)磷及氨基甲酸酯的化學(xué)特性，如磷原子的親電子性等；還決定于酶的特性，AChE具有多種不同的結(jié)合部位，各種有機(jī)磷和氨基甲酸酯對他們的結(jié)合能力不同，也就影響其催化作用；與AChE的異構(gòu)部位的變化也有關(guān)，某些化合物的作用可整個改變酶的反應(yīng)性。所以，各種有機(jī)磷酸酯及氨基甲酸的抑制能力不同，在很大程度上決定于它們與哪些部位起作用。四、乙酰膽堿受體毒劑

受體：細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)能與某些化學(xué)物質(zhì)（遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)、激素等）特異性結(jié)合并誘發(fā)生物效應(yīng)的特殊生物分子，其本質(zhì)為蛋白質(zhì)。每一種受體均有其相應(yīng)的激動劑（agonist）和拮抗劑（antagonist）。神經(jīng)遞質(zhì)的受體：在神經(jīng)生化領(lǐng)域內(nèi)把對神經(jīng)遞質(zhì)起應(yīng)答作用的生物活性物質(zhì)稱為神經(jīng)遞質(zhì)的受體，它們是存在于突觸膜上的蛋白質(zhì)分子，其分子鏈鑲嵌在膜內(nèi)，而與配體（遞質(zhì)）結(jié)合的位點露在膜外。神經(jīng)遞質(zhì)必須通過與受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用。神經(jīng)遞質(zhì)的受體，兩類：

配體門控離子通道：

N-型乙酰膽堿受體（nAChR）、γ-氨基丁酸受體（GABAR）甘氨酸受體（GlyR）；

與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白相偶聯(lián)的受體：當(dāng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后，經(jīng)G蛋白將信號傳給腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生CAMP，調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，最后引起各種生理效應(yīng)，

腎上腺素受體、M-型乙酰膽堿受體（mAChR）、單胺類受體和視紫紅質(zhì)（Rh）等。將化學(xué)信號重新轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査?、乙酰膽堿受體毒劑以昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的受體為作用靶標(biāo)的一類藥劑稱為受體毒劑。昆蟲體內(nèi)作為殺蟲靶標(biāo)的有乙酰膽堿受體、GABA受體、章魚胺受體這三類主要的神經(jīng)受體，另外還有多巴胺受體、5-羥色胺受體、谷氨酸受體等。

1.乙酰膽堿受體（AChR）

生理功能：在膽堿能突觸的重要作用在于識別和轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)信號ACh。類別：煙堿樣受體（nAChR）

蕈毒堿樣受體(mAChR)蕈毒酮樣受體(muscaronicreceptor)。煙堿樣受體：一種能被煙堿激活的寡聚糖蛋白，位于細(xì)胞膜上，由4種不同的亞單位（α、β、γ、δ）構(gòu)成的五聚體糖蛋白，α2βγδ。該受體是突觸后膜的配體門控離子通道，當(dāng)受體與ACh結(jié)合后，其構(gòu)相改變，直接影響膜電位改變，在突觸后產(chǎn)生一個快興奮性突觸后電位（fastexcitatorypost-synapticpotential,fepsp）。蕈毒堿樣受體(mAChR)膜受體家族的成員，通過與異三聚體鳥苷酸結(jié)合蛋白(G蛋白)偶聯(lián)介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，因此又稱G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)。mAChR蛋白分子量約51-66kD，由460～590個氨基酸殘基組成，N端在胞膜外，C端在胞質(zhì)內(nèi)，七次跨過細(xì)胞膜，七個跨膜區(qū)(TMI-Ⅶ)由三個胞外環(huán)(01-3)和三個胞內(nèi)環(huán)(i1-3)連接而成。mAChR可以被蕈毒堿（muscarine）激活，被阿托品阻斷，主要分布在哺乳動物的平滑肌和各種腺體內(nèi)。

mAChR與遞質(zhì)結(jié)合后激活腺苷酸環(huán)化酶（或鳥苷酸環(huán)化酶），使腺苷三磷酸（ATP）（或鳥苷三磷酸GTP）分解出一個焦磷酸鹽，并同時形成一個環(huán)腺苷酸（CAMP或環(huán)鳥苷酸CGMP），從而使CAMP（或CGMP）的濃度升高，CAMP（或CGMP）又激活蛋白激酶，蛋白激酶使離子通道蛋白磷酸化，實際上是激活了后突觸膜上的離子通道，在突觸后膜上產(chǎn)生一個慢興奮性突觸后電位（slowexcitatorypost-synapticpotential,sepsp）。

蕈毒堿樣受體(mAChR)蕈毒酮樣受體(muscaronicreceptor)第三類AChR。蕈毒酮是一種特殊的激活劑，它對M–型、N-型受體同樣有效，但對第三類受體有更大的親和力。研究證明，對于蕈毒酮樣受體，三類藥物的作用部位相同，他們之間有競爭性抑制作用。昆蟲體內(nèi)這三種AChR都存在，在中樞神經(jīng)中主要是nAChR。

四、乙酰膽堿受體毒劑乙酰膽堿受體作用靶標(biāo)煙堿巴丹等沙蠶毒素類氯化煙酰類殺蟲藥劑。2.煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理煙堿：煙堿被公認(rèn)是一種乙酰膽堿受體毒劑。作為乙酰膽堿受體的激活劑，煙堿在低濃度時刺激煙堿樣乙酰膽堿受體，引起興奮，而在高濃度時，它占領(lǐng)受體，使神經(jīng)突觸傳遞受阻，因而中毒的試蟲表現(xiàn)持續(xù)興奮、呼吸衰竭，直至死亡的癥狀。煙堿類殺蟲劑以游離堿形式達(dá)到作用點,其離子化型十分有利于和煙堿型受體的結(jié)合，故煙堿及其類似物的毒性并不決定于它們對乙酰膽堿受體的結(jié)合能力，而主要決定于它們能否進(jìn)入到中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)。

煙堿只對煙堿樣受體和蕈毒酮樣受體有作用，而對蕈毒堿樣受體沒有作用。2.煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理煙堿類：氯化煙酰類殺蟲劑也叫新煙堿類殺蟲劑，主要指硝基甲撐雜環(huán)化合物及其它們的硝基亞胺類似物。代表性產(chǎn)品：咪蚜胺（Imidacloprid），即吡蟲啉。噻蟲嗪(thiamethoxam)、噻蟲胺(clothianidin)、噻蟲啉(thiacloprid)

機(jī)理：1984年，首次報道，昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)，nAChR。

該類藥劑可作用于多種AChR，不但對m型受體和蕈毒酮樣受體有作用，還可作用于藥理學(xué)性質(zhì)不同的昆蟲煙堿型乙酰膽堿受體（nAChR）亞型。靶標(biāo)：nAChR是a亞基。因此該類殺蟲劑與其它殺蟲劑一般無交互抗性。

2.煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理煙堿類：癥狀：

致死劑量下：典型神經(jīng)中毒癥狀，即行動失控、發(fā)抖、麻痹直至死亡；

亞致死劑量下：拒食作用，引起蚜蟲驚厥、蜜露排放減少，最終饑餓死亡。對害蟲生殖有顯著影響。

2.煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理煙堿類：2.煙堿及煙堿類殺蟲藥劑的作用機(jī)理煙堿類：選擇性：對昆蟲比對哺乳動物有更強(qiáng)的毒性作用。由于吡蟲啉對昆蟲nAChR的結(jié)合能力要比脊椎動物的高1000倍以上。這類殺蟲劑所作用的nAChR的位點不同，其N位未被取代的亞胺基作用于哺乳動物nAChR的α2β4亞單位，而殺蟲劑分子中帶負(fù)電荷的部分則作用于昆蟲的nAChR的陽離子亞單位。田間試驗已驗證了這類殺蟲劑的毒性具有選擇性。

四、乙酰膽堿受體毒劑3.沙蠶毒素類殺蟲藥劑的作用機(jī)理20世紀(jì)60年代開發(fā)興起的一種新型仿生殺蟲劑。1941年，首次分離得到了沙蠶毒素（nereistoxin簡稱NTX）

1965年日本武田藥品工業(yè)株式會社，第一個NTX類殺蟲劑----巴丹，這也是人類歷史上第一次成功利用動物毒素進(jìn)行仿生合成的殺蟲劑。殺蟲雙、殺蟲環(huán)等同類藥物。

3.沙蠶毒素類殺蟲藥劑的作用機(jī)理巴丹及沙蠶毒素是乙酰膽堿受體的拮抗劑。在昆蟲體內(nèi)NTX降解為1，4-二硫酥糖醇(DTT)的類似物，從二硫鍵轉(zhuǎn)化而來的巰基進(jìn)攻乙酰膽堿受體(AChR)并與之結(jié)合，主要作用于神經(jīng)節(jié)的后膜部分。

對nAChR的作用：顯著地抑制了神經(jīng)節(jié)的突觸后膜電位(EPSP)，使其閾值增加，同時使突觸前膜放出的神經(jīng)遞質(zhì)減少，另外電降低了突觸后膜對乙酰膽堿Ach的敏感性，從而阻斷了正常的突觸傳遞。

殺蟲環(huán)：占領(lǐng)了AChR以后，中斷了突觸后膜的去極化，神經(jīng)遞質(zhì)被阻。3.沙蠶毒素類殺蟲藥劑的作用機(jī)理該類藥劑還可對mAChR起作用，這與對nAChR的作用相反，這兩種相反的作用可能在不同劑量水平時分別表現(xiàn)出來。

沙蠶毒素可與ACh競爭性作用于nAChR，當(dāng)它占領(lǐng)nAChR后使其失活，影響了離子通道，從而降低突觸后膜對ACh的敏感性，不能引起動作電位，去極化現(xiàn)象不再產(chǎn)生，突觸傳遞被阻斷（高）。對mAChR起作用，引起興奮，產(chǎn)生去極化而阻斷（低）。最近，Keiichi等采用單通道記錄膜片鉗法進(jìn)一步證明了巴丹是作用于nAChR的通道開放抑制劑。

中毒癥狀：癱瘓、麻痹，蟲體軟化、癱瘓死亡。因ACh不能正常傳遞，使反射弧對刺激不產(chǎn)生反應(yīng)，試蟲會陷入癱瘓、麻痹狀態(tài)，失去危害作物的能力，昆蟲停止發(fā)育、蟲體軟化、癱瘓死亡。

3.沙蠶毒素類殺蟲藥劑的作用機(jī)理五、GABA受體毒劑1.GABA受體γ-氨基丁酸（GABA）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它引致后突觸膜的超極化作用，因而抑制動作電位的產(chǎn)生。GABAR是一個配體門控的離子通道。類型：GABAAR：分布于突觸后膜及樹突上的的對荷包牡丹堿敏感,抑制性受體，與突觸傳遞有關(guān)

GABABR：分布于突觸前膜的，對氯苯胺丁酸敏感的GABABR，與腺苷酸環(huán)化酶活化有關(guān)，它刺激前突觸膜上鈣的大量進(jìn)入，由此使更多的小泡釋放出GABA。

GABAC受體：在哺乳動物視網(wǎng)膜的平行雙極神經(jīng)元上，它對荷包牡丹堿和氯苯胺丁酸不敏感，能被GABA類似物和4-氨基巴豆酸激活。在昆蟲的神經(jīng)-肌肉接頭處，GABAR也有兩個亞型，在突觸前膜，既有GABAAR也有GABABBR，而在突觸后膜則只有GABAAR。占領(lǐng)GABA受體或破壞GABA受體，均會影響正常的突觸傳遞，造成神經(jīng)功能的失常。1.GABA受體GABAAR是一種多肽類寡聚體（heterooligomer）。脊椎動物的GABAAR是由兩條α鏈和β鏈構(gòu)成（α2β2）。而昆蟲的GABAR具有多樣性，GABAAR有α、β、γ、δ、ρ5個亞基組成，每個亞基又包括4個疏水區(qū)（M1～M4），都是跨膜的α螺旋，他們相互作用共同形成氯離子進(jìn)入細(xì)胞膜的孔道—氯離子通道，因此，GABAAR也被叫做γ-氨基丁酸門控的氯通道（GABA-gatedchloridechannel）。1.GABA受體ThisdiagramshowstheGABA-AreceptorandtheputativebindingsiteforanumberofagentsthataffectGABAfunction.1.GABA受體

生理意義：突觸前膜釋放的GABA和后膜GABAAR位點結(jié)合，誘導(dǎo)受體的構(gòu)象改變，使通道開放，Cl-迅速涌入膜內(nèi)，使膜超級化，產(chǎn)生抑制性突觸后電位。

GABAAR的結(jié)構(gòu):具有作用部位和吸收部位。其中，吸收部位主要是吸收GABA分子；而作用部位包括：GABA及其抑制劑荷包牡丹堿位點；苯并二氮雜卓位點；巴比妥鹽位點和抑制劑苦毒寧、TBPS（二環(huán)磷酸酯化合物）位點。荷包牡丹堿結(jié)合于GABA識別位點，競爭性地抑制GABA誘導(dǎo)的氯離子流；苯并二氮雜卓、巴比妥鹽結(jié)合于變構(gòu)部位，增加受體與GABA及其協(xié)同劑的親和力，延長氯通道開放時間或開放頻率；苦毒寧部位與氯離子通道相連，對這個部位起作用的化合物可使氯離子通道關(guān)閉（如拮抗劑苦毒寧、六六六、環(huán)戊二烯類等），也可使氯離子通道開放（如激活劑avermectin）,拮抗劑和激活劑的作用是對立的，可以彼此抵消。

ThisdiagramshowstheGABA-AreceptorandtheputativebindingsiteforanumberofagentsthataffectGABAfunction.GABA受體與氯離子通道的關(guān)系

當(dāng)GABA受體被激活劑激活后，不論在哪個部位，總是使氯離子通道開放，氯離子大量進(jìn)入突觸后膜，造成超極化，使另一個興奮性的沖動到達(dá)該突觸時達(dá)不到閾值電位，亦不會引起興奮，而拮抗劑的作用則相反。

脊椎動物的GABA受體和昆蟲的GABA受體在遺傳上的差別決定了其藥理性質(zhì)的差異。

盡管兩類受體均對GABA產(chǎn)生反應(yīng)，但來自家蠅、果蠅的GABA受體相對哺乳動物受體對GABA的敏感性至少降低至1／30，而且大多數(shù)昆蟲受體對荷包牡丹堿的抑制作用不敏感，苯并二氯雜卓也不能增加其對GABA的敏感性。TBPS、EBOB與哺乳動物受體具有很高的親和力，是非常有效的非競爭性抑制劑，但家蠅GABA受體對其抑制作用的敏感性顯著降低。相反，昆蟲GABA受體對許多殺蟲劑卻表現(xiàn)極強(qiáng)的敏感性。家蠅GABA受體對多氯環(huán)烷烴類殺蟲劑中的林丹、毒殺酚、硫丹的敏感性程度，與哺乳動物相比分別增加了130倍、62倍和3.6倍；對阿維菌素類殺蟲劑增加了615-714倍。哺乳動物和昆蟲GABA受體對上述殺蟲劑的敏感性差異，使殺蟲劑具有了高度的選擇性。

Deng等（1993）將作用于GABA受體的殺蟲劑分為4類：A類殺蟲劑包括多氯環(huán)烷烴類化合物、苦毒寧、芳基取代的雜環(huán)化合物及某些小取代基的雜環(huán)化合物，這些殺蟲劑誘發(fā)典型的極度興奮癥狀，表現(xiàn)為正溫度系數(shù)，并與狄氏劑有交互抗性；

B類殺蟲劑為其他小取代基的雜環(huán)化合物，表現(xiàn)為負(fù)溫度系數(shù)，中毒癥狀不固定；

C類殺蟲劑為芳基吡唑類；如銳勁特

D類殺蟲劑為阿維菌素類，該類殺蟲劑引起鎮(zhèn)靜、多尿中毒癥狀，與狄氏劑無交互抗性。五、GABA受體毒劑2.GABA受體毒劑五、GABA受體毒劑2.GABA受體毒劑（1）多氯環(huán)烷烴類六六六及環(huán)戊二烯類等多氯環(huán)烷烴類藥劑是GABA受體的拮抗劑，可抑制GABA誘導(dǎo)的氯離子內(nèi)流，并能抑制二氫苦毒寧（DXPTX）與受體的結(jié)合，認(rèn)為該類藥劑為GABA受體抑制劑。膜片鉗技術(shù)也證明GABA受體氯通道復(fù)合體是環(huán)戊二烯和林丹類殺蟲劑的靶標(biāo)部位。

中毒試蟲表現(xiàn)出興奮、痙攣、麻痹、死亡四個階段的癥狀。該類藥劑還可對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的突觸部位起作用。五、GABA受體毒劑2.GABA受體毒劑（2）Avermectin類Avermectins是由土壤放線菌Sereptomycesavermeitilis產(chǎn)生一類16元環(huán)內(nèi)酯化合物的混合物，包括A1a、A2a、B1a、B2a4個主成分和同系的4個次成分A1b、A2b、B1b、B2b，其中AvermectinsB1是主成分。目前市售的Avermectin以Abamectin（AvermectinsB1）為主。另外，此類藥劑還包括伊維菌素（Ivermectin）、埃瑪菌素（emamectin）等。Avermectin作用于氯離子通道的，或者是谷氨酸門控的氯離子通道，或者是GABA門控的氯離子通道。哺乳動物對Avermectin類化合物中毒后顯示高度的興奮性、不協(xié)調(diào)以及顫抖等癥狀，而昆蟲和螨類中毒后，主要是麻痹，極少表現(xiàn)出極度興奮的癥狀。五、GABA受體毒劑（2）Avermectin類Fritz等首次證明Avermectins是氯通道激動劑，可使氯通道開放。進(jìn)一步研究表明，AvermectinsB1與家蠅GABA受體具有很高的親和力，采用放射性標(biāo)記的配體結(jié)合實驗和電生理實驗均表明對GABA受體正常氯離子流的抑制作用是Avermectins類殺蟲劑的主要作用機(jī)理。而Scott等研究認(rèn)為在蝗蟲足肌中，Ivermectin主要是激活谷氨酸門控的氯離子通道。在線蟲中，avermectin也是增強(qiáng)或直接打開谷氨酸門控的氯離子通道。

總之，Avermectin使氯離子通道開放，氯離子大量涌入膜內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞功能喪失，使神經(jīng)系統(tǒng)的正常動作電位傳導(dǎo)受到破壞，其表現(xiàn)是導(dǎo)致中毒節(jié)肢動物無興奮表現(xiàn)，行動遲緩，麻痹，停止取食，繼而死亡。

Avermectin類化合物在脊椎底物和無脊椎底物之間具有很好的選擇性。主要原因:(1)在脊椎動物中，GABA受體位于CNS，但是調(diào)節(jié)運動神經(jīng)的化學(xué)介質(zhì)是膽堿，而在昆蟲和其他非脊椎動物體內(nèi)，運動神經(jīng)活性是由GABA和/或谷氨酸鹽來調(diào)節(jié)。(2)非脊椎動物具有一族谷氨酸門控的氯離子通道，而在哺乳動物中沒有。因而，阿維菌素類殺蟲劑不能穿透脊椎動物的CNS使其中毒或致死，但可以通過Glu門控氯通道作用于昆蟲的GABA或GluR。此外，阿維菌素類殺蟲劑與哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)其他門控氯通道受體的結(jié)合率也比較低，加之這類殺蟲劑又難以通過哺乳動物的血腦屏障，所以，這類殺蟲劑對哺乳動物相對安全。

五、GABA受體毒劑（3）苯并咪唑類及其類似物銳勁特（Fipronil），又叫氟蟲腈,其通用名為fipronil，商品名為Regent，化學(xué)名稱為5-氨基-3-氰基-1-（2，6-二氯-4-三氟甲基苯基）-4-三氟甲基亞磺?；吝颉Ｖ饕糜谘料x、葉蟬、飛虱、鱗翅目幼蟲、蠅類和鞘翅目等多種害蟲，而且那些對環(huán)戊二烯類、菊酯類或氨基甲酸酯類殺蟲劑已產(chǎn)生抗性的昆蟲對其多敏感。銳勁特作用方式多樣，對害蟲兼具胃毒、觸殺和一定的內(nèi)吸作用，另外它也有一定的趨避作用（對白蟻）。五、GABA受體毒劑（3）苯并咪唑類及其類似物作用特點：

（1）殺蟲譜廣：銳勁特對半翅目、鱗翅目、纓翅目、鞘翅目害蟲都有很高的活性；

（2）生物活性高：銳勁特對家蠶的胃毒LD50為0.427μg/頭,毒力比殺蟲雙高370.30倍，比甲胺磷高8.06倍；

（3）毒性較低：5％的銳勁特懸浮劑100毫升對人和家禽的毒性僅相當(dāng)于1毫升的甲胺磷；

（4）持效期長：在推薦劑量下，其持效期明顯長于其他常規(guī)殺蟲劑，對水稻二化螟在20天以上，對褐飛虱約5～7周；（5）安全間隔期短：銳勁特對家蠶的安全間隔期為33天，比殺蟲雙短67天，比甲胺磷短11天；

（6）作用溫和：銳勁特對蚊蠅、蟑螂和茄科蔬菜如茄子、番茄、馬鈴薯上的茄二十八星瓢蟲的幼蟲的快速擊倒力較差，但對害蟲均有較好的防治效果；

（7）與當(dāng)前常用的農(nóng)藥無交互抗性；

（8）能促進(jìn)作物生長：能使作物葉色發(fā)綠、葉檗增加，根系發(fā)達(dá)；

（9）對人畜安全：對嚙齒類動物的研究表明它無三致（致癌、致突、致畸變）效應(yīng)；銳勁特的作用特點：（10）對作物、環(huán)境和害蟲天敵影響較小：茄子、食用菌、捕食性天敵——蜘蛛、隱翅蟲、瓢蟲和步甲；它在稻田水和植株中的半衰期為3～4天，在土壤中的半衰期為15天；（11）對許多水生生物和稻田蜘蛛毒性較大：蝦蟹