农药毒理学：第二章第1-3节 神经毒剂的作用机理
农药毒理学
Bt试剂
杀灭害虫效 采用基因工程技术 果良好且对 构建药效稳定、 防 人畜安全， 治面较广的 Bt工程 对天敌无伤 菌剂,是当前生物农 害，较难产 药发展的新趋势。 生抗药性 针对性强， 我国采用利尿激素 世界上含量最高的 连续使用该 基因、 昆虫保幼激 昆虫病毒杀虫剂每 类产品不会 素酯酶基因、 Bt杀 克原药中病毒含量 使害虫产生 虫蛋白基因、 蝎神 高达5000亿个病毒抗药性 ，不 经毒素基因等构建 粒子—在中国诞生 存在残留和 的重组病毒杀虫剂 环境污染 其作用机理是依靠 其所含有的伴孢晶 体、外毒素及卵磷 脂等致病物质引起 昆虫肠道等病症而 使昆虫致死。
二、有机磷农药
O (S)
敌敌畏
马拉硫磷
有机磷农药
R2 P R1
敌百虫
R3
R1为无机 酸基、有机 酸基或其他 酸性基团。 R2和R3为烷 氧基。烷硫 基 或 胺 基
毒死蜱 对硫磷
乐果
在人、畜体内一 般不积累，在农药 中是极为重要的一 类化合物。但有不 少品种对人、畜的 急性毒性很强 。
（一）体内代谢
环境毒理学
农药的毒理学
——常见农药及其毒理效应
一、有机氯农药
狄试剂
毒杀芬
有机氯农药
有机氯农药性质：稳定， 在土壤、水体、和动、植物体 内降解缓慢并易富集和转移， 在人体内也有一定的积累。 目前许多品种已被禁用， 我国20世纪80年代就开始停 止生产和使用DDT和六六六 等
艾试剂
氯丹 六六六
异狄试剂
1.2对酶活性的影响
1、有机氯农药对肝脏微粒体细胞色素 P-450等酶具有诱导作用。DDT诱导产生 较多的脱氯化氢酶加速其转化为DDE的过 程，致使肝细胞肿大，影响其他药物的代 谢。 2、六六六还能诱导肝脏中氨基酮戊酸 合成酶，促卟啉的增加，易诱发光过敏或 发生痤疮。
毒理学神经性与失能性毒剂
第十章神经性与失能性毒剂神经性毒剂是以神经系统中毒为主的全身性毒剂，其主要特征是抑制神经系统功能，产生相应的中毒体征和症状，严重时可危机生命。
而失能剂是一类使人暂时丧失战斗能力的全身性毒剂，主要通过损伤中枢和周围神经系统功能，引起精神活动异常和躯体功能障碍，一般不会造成永久性伤害或死亡。
二者在中毒机理和诊治上有一定的联系, 但在中毒症状上有一定差别。
第一节神经性毒剂概述神经性毒剂是从民用有机磷农药杀虫剂发展而来，1935年德国学者成功地研制出速效有机磷农药杀虫剂--塔崩。
由于意外事故，研究者中毒而出现一系列胆碱能危象，这才意识到塔崩对人体有巨大的毒性，此时化学战正处于盛行时期，塔崩很快被用于军事战争并发挥了巨大的作用。
原本为农药杀虫剂在战争中使用后的便成为军用毒剂。
由于塔崩在军事上特殊用途，研究人员开始深入地研究塔崩的结构, 在塔崩基本结构的基础上, 相继合成了一系列神经性毒剂，最具代表性的四个神经性毒剂是塔崩(tabun)、沙林(sarin)、梭曼(soman)和维埃克斯(VX)。
这类毒剂对乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AchE)活性有强烈的抑制作用，使乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)在体内蓄积，从而引起中枢和外周胆碱能神经功能严重紊乱。
因其毒性强、作用快，能通过皮肤、呼吸道、粘膜、胃肠道及眼等吸收引起全身中毒，加之性质稳定、生产容易、使用性能良好，因此成为外军装备的主要化学战剂。
神经性毒剂与常见的有机磷农药属同一类化合物，其中毒原理、临床表现、防治原则和急救方法基本相似。
一、结构与分类神经性毒剂属有机磷化合物(organophosphorus compounds)或有机膦酸酯类化合物(organophosphates), 通式和分子结构见表10-1。
美军将含有P-CN健和P-F健，即毒剂X取代基为卤素或拟卤素的前三者称为G类毒剂，代号分别为GA、GB和GD；将含有P-SCH2CH2N(R)2键的化合物称为V类毒剂，如VX、VE、VG、VS及VR等，美军装备的V类毒剂是VX。
03 杀虫药剂的作用方式与作用机理概述 农药毒理学 教学课件
类及抗保幼激素类等。
关于引诱、拒食、驱避、调节生长发育过程等为 作用方式还是作用机理仍未定论。有人认为是特殊的 作用方式，有人认为是作用机理，还有人认为是作用 方式与作用机理的统一，也有人认为既不是作用方式 也不是作用机理。
在一个刺激加在神经膜上时，钠通导性首先有一个暂时的、 突然的改变，钠极度活化，大量的Na进入膜内，引起膜的去极化。 膜电位向钠的平衡电位靠近，电位有一个上升阶段。但是，必须 指出，要使这一去极化达到最高值，必须首先达到钠限阈又称阈 值膜电位 (约12一15mV)，一旦达到后，即形成一个不分级性的 钠活化。这个上升阶段又称为暂时流或暂时锋 (transient peak)。 因为钠的活化只是暂时的，立即发生钠的失活，同时，在膜电位 发生去极化的时候，立即接着发生了钾的活化，钾的通导性增加， 这使钾离子流出，钠的失活及钾的活化这二者合起来，导致接着 发生一个下降阶段。
各种昆虫性信息素。
8 不育作用 被害虫取食或接触后，可影响昆虫生育、繁殖。不
育剂（insect sterilant）。 如烷基化剂、六磷胺、不育特、喜树碱等
一、作用方式
9 生长发育调节作用 通过造成昆虫生长发育中生理过程的破坏而调节
昆虫的生长、发育，打乱其正常节律，使昆虫不能正 常生长发育、完成世代繁殖。
3 熏蒸作用 药剂以气体状态，通过害虫的呼吸作用从气门进入
虫体而致害虫死亡。
要求：药剂有一定的蒸气压，且易达到有效剂量。
（气化后成分子状）
这里应与烟剂区别，其主要靠高温而使药剂升华， 成为烟剂小颗粒，附着于虫体后而靠（主要靠）触杀作 用杀虫的。
农药概论第二章农药的生物活性和作用机理
1 有机氯类杀虫剂的作用机理
• 农药毒性与品种
– 属剧毒和高毒，主要品种有滴滴涕(DDT)、林丹和六六 六(已于1983年4月1日停止生产，禁止在果蔬及农作物 使用)等，目前准予使用并在生产上流行的是硫丹(赛 丹、硕丹、安杀丹)。对果品相对安全，年可间隔使用 1～2次。
• 结构与作用机理
1 信息的传递机制
信息的传递分为轴突传导和突触传导。
1、轴突传导
（即一个神经元内的传导）
树突
细胞 体
轴突
端丛
2、突触传导
（即神经元之间或神经元-肌肉之间的传导）
一个 神经 元的 端丛
另一 神经 元的 树突
2 离子通道
离子和离子通道是细胞兴奋的基础。特定类型的 神经元离子通道已被证实是杀虫剂的主要靶作用 位点。除了有机磷酸酯和氨基甲酸酯类杀虫剂阻 断乙酰胆碱酯酶外，大部分杀虫剂作用于钠通道 和 一氨基丁酸(GABA)受体。
农药的生物活性和作用机理
农药的生物活性和作用机理
• 杀虫剂的作用机理 • 杀菌剂的作用机理 • 除草剂的作用机理 • 新型农药的作用机理
第一节 杀虫剂作用机理
• 信息的传递机制
– 轴突传导 – 突触传导
• 离子通道
– 电压门控性钠离子通道（电压依赖性通道） – 膜受体通道（配体门控通道• GABA受体与昆虫毒理学关系最密切。所有亲离子 GABA受体都属于一个含半胱氨酸环的神经传送体受 体超家族。这些受体包括nAChR，马钱子碱敏感的 甘氨酸受体和5-羟色胺3型受体(5-HT3受体)。这些受 体都由5个亚单位低聚而成，环绕一个中央传送门控 性离子通道。占领或破坏GABA受体之后神经冲动的 正常传导受阻 。
细胞膜离子通道可以分为3大类：
神经毒剂的作用机理(制药本科) 农药毒理学 教学ppt课件
一、轴突毒剂
药剂对轴突传导的抑制主要是通过改变膜的离子 通透性，从而影响正常膜的电位差，使电冲动的发生 与传导失常。而离子通透性的改变主要与离子通道有 关。
离子通道：细胞膜上有通道蛋白形成的跨膜充水 小孔，称为离子通道（ion channel），离子通道使钠、钾、 钙等离子顺电化学梯度扩散，通过双分子层。
1. 轴突毒剂 （1）滴滴涕的作用机理 （2）菊酯类杀虫药剂的作用机理 2. 前突触毒剂 六六六及环戊二烯类 3. 胆碱酯酶抑制剂 （1）有机磷类杀虫剂的作用机理 （2）氨基甲酸酯类杀虫药剂的作用机理 4. 乙酰胆碱受体毒剂 （1）烟碱及烟碱类杀虫药剂的作用机理 （2）沙蚕毒素类杀虫药剂的作用机理 5. GABA受体毒剂 （1）多氯环烷烃类 （2）Avermectin类 （3）苯并咪唑类及其类似物 6. 章鱼胺受体毒剂 杀虫脒类
m
h
（位于内外膜之间，对膜电位的变化很敏感，控制闸门的开闭）， 通道内侧有控制激活的m闸门和控制失活的h闸门。去极化时，m闸 门打开，使钠离子通过，持续去极化则 h闸门关闭，极化时 m 闸门 重新关闭，h闸门重新打开，钠通道才会对去极化再次做反应。
1. 钠离子通道的结构与功能
在电压门控钠通道上至少存在9个不同的神经毒素 靶结合受体位点。按其在钠通道的作用方式和受体位 点的结构，它们可被分为三大类：
离子通道（ion channel）
根据通道开关的调控机制（门控机制）的不同，可 分为：
(3) 环核苷酸门控(CNG)通道 这类通道在视觉和嗅觉方面的信号传导中相当重要 (4) 机械力敏感的离子通道 当细胞受各种各样的机械力刺激时开启的离子通道
一、轴突毒剂
1. 钠离子通道的结构与功能
5种：1种,电鳗；3种，大鼠脑神经，分别是I、Ⅱ、 Ⅲ型；1种，大鼠骨骼肌中。
神经性毒剂毒理作用(1)
神经性毒剂的生物学作用主要是抑制神经系统内的AchE，造成Ach大量蓄积，间接用于受体，此外还有对受体的直接作用等。
M受体主要分布在外周副交感节后纤维所支配的平滑肌和腺体包括汗腺上，在中枢则主要分布于大脑皮层锥体细胞，其典型特点是可被阿托品及其同类化合物东莨菪碱、樟柳碱及二苯羟乙酸-3-喹咛环酯所阻断；N受体主要分布在骨骼肌的神经肌肉接头、植物神经节和肾上腺髓质等突触后膜上，在中枢主要分布于脊髓闰绍氏细胞。
N 受体可分为神经节型(N1-AchR)和神经肌肉接头型(N2-AchR)两种亚型，故阻断剂或拮抗剂被分为神经节和神经肌肉接头两类：前者有美加明、五烃季铵、六烃季铵；后者有十烃季铵、d-筒箭毒、a-银环蛇毒、眼镜蛇毒等。
中枢神经系统均存在M和N两种受体，由于中枢神经的M受体和N受体的分布、功能及两者的相互关系尚不完全清楚，故Ach作用于中枢神经系统症状称为中枢症状。
因此，就其对受体的作用可分为毒蕈碱样作用(M样作用)、烟碱样作用（N样作用）和中枢作用（表10-3）。
神经性毒剂急性中毒的死亡主要有以下三种原因：即呼吸中枢抑制、呼吸肌麻痹等引起的呼吸衰竭；心收缩力减弱，心率减慢引起的循环衰竭；以及中枢性惊厥。
其关键是呼吸衰竭造成窒息死亡。
表10-3 神经性毒剂毒理作用及中毒症状和体征毒理作用作用部位症状和体征中枢作用中枢神经系统（先兴奋后抑制）紧张不安、情绪激动、头痛头晕、疲倦思睡、记忆障碍、精神抑郁、运动失调、全身无力、惊厥昏迷、反射消失、呼吸抑制毒蕈碱样作用(M样作用)副交感神经腺体（分泌增加）：唾液腺、泪腺、鼻、支气管、胃肠道腺体平滑肌（收缩）：瞳孔括约肌睫状肌支气管胃肠道膀胱逼尿肌膀胱括约肌（松弛）心血管（迷走兴奋）交感神经汗腺流涎、流泪、流涕、支气管分泌物增多、肺内干、湿啰音、咯痰瞳孔缩小眼痛、视力模糊胸紧、胸痛、咳嗽、气急、呼吸困难恶心呕吐、腹痛腹泻、大便失禁尿频小便失禁心动徐缓、血压下降出汗烟碱样作用(N样作用)交感神经节肾上腺髓质（兴奋）神经肌肉接头（先兴奋、后抑制）皮肤苍白、心动过速、血压升高肌颤、肌无力、肌麻痹、肌束收缩、呼吸肌肉麻痹、呼吸困难。
神经性毒剂（有机磷）中毒
神经性毒剂（有机磷）中毒
神经性毒剂（有机磷）中毒
神经性毒剂都含有磷，由于其对人畜毒性剧烈，又无特殊色、味，而且便于制造和使用，因此，多被用于战争或恐怖活动中。
如前不久日本东京地铁毒气事件中所用的即是此类毒剂之———沙林。
此外，还有梭曼、塔崩、维爱克斯等。
（一）毒理作用
本类毒剂系胆碱能神经毒剂，主要是抑制体内胆酯酶的活性，致使胆碱酯酶不能水解乙酰胆碱，造成乙酰胆碱大量蓄积，使得被胆碱能神经支配的器官活动过度增高，尤其是副交感神经机能亢进最为突出。
（二）中毒表现
中毒症状出现的早晚与中毒方式及中毒量有密切关系。
本类毒剂可通过蒸气态和液滴态两种形式引起中毒。
中毒症状可按毒理作用分成以下几种：
1．毒蕈碱样症状；主要表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻；瞳孔缩小，大量出汗及流涎，肺水肿；呼吸困难，血压上升等。
2．烟碱性症状：主要表现为肌肉的震颤、抽搐，肌张力减退，尤其是呼吸肌，严重时可致麻痹。
肌肉震颤开始往往以面部小肌肉群为主，肋间肌肉的震颤也多能见到，大肌群的震颤较少发生。
3．中枢神经系统症状：头痛头晕，烦躁不安，昏睡，严重者陷入昏迷。
（三）急救
呼吸道吸入者，应立即离开现场，至空气新鲜流通的地方；有条件者。
农药的作用原理
农药的作用原理农药在农业生产中扮演着至关重要的角色，它们的使用能有效地控制病虫害、杂草等对作物的威胁，从而提高农作物的产量和质量。
农药实际上是一种专门用来防治农作物病虫草害的化学药剂，其作用原理主要包括以下几个方面：杀虫剂杀虫剂是用来防治昆虫害的农药，其作用原理主要有以下几种：•神经毒剂：作用于昆虫的神经系统，破坏神经细胞和传递神经冲动的细胞间传导，导致神经紊乱、麻痹甚至死亡。
•胃毒剂：昆虫在接触到含有毒性物质的饵料后，将这些物质吞食到胃肠道中，破坏昆虫的消化系统，导致死亡。
•接触毒剂：昆虫通过触角、体表等部位接触到含有毒性物质的表面，物质通过昆虫体表渗入体内，作用于细胞内，引起中毒死亡。
•生长调节剂：干扰昆虫生长发育的激素之类物质，导致其不能正常完成生命周期，影响雄蜂的交配能力或发育。
杀菌剂杀菌剂是用来防治真菌病害的农药，其作用原理包括以下几种：•细胞膜破坏：杀菌剂可以破坏真菌细胞的细胞膜结构，使真菌细胞内部的物质外流，导致真菌死亡。
•核酸和蛋白质合成抑制：一些杀菌剂可以抑制真菌的核酸和蛋白质合成，从而阻止真菌的正常生长和繁殖。
•抗生素作用：杀菌剂中的一部分可以发挥类似抗生素的作用，干扰真菌内部的生长过程，导致真菌死亡。
除草剂除草剂是用来防治土壤中的杂草的农药，其作用原理主要包括以下几种：•生长调节剂：除草剂中的一些成分可以模拟植物生长激素的作用，干扰杂草的生长调控系统，导致其生长受限，最终死亡。
•光合作用抑制剂：除草剂中的一部分可以干扰杂草的光合作用过程，降低杂草的能量合成能力，导致杂草枯萎死亡。
•呼吸抑制剂：除草剂中的部分成分可以干扰杂草细胞内的呼吸作用，导致杂草无法获得足够的能量维持生长，最终死亡。
农药的作用原理多种多样，其研究和应用不仅可以提高农作物的产量和质量，还能有效减少农作物受到病虫草害带来的损失，从而为农业生产和粮食安全提供有力支持。
神经性毒剂的中毒机理
神经性毒剂的中毒机理神经性毒剂主要为有机膦（磷）酸酯类化合物，可以通过所有的暴露途径染毒，并且表现出较好的剂量-效应关系。
它们进入机体后主要作用是抑制位于胆碱能神经的突触和末梢处的乙酰胆碱酯酶，使其不能催化水解神经传递介质——乙酰胆碱，造成乙酰胆碱蓄积，从而导致中枢及外周神经系统的胆碱能受体过度兴奋，引起一系列的中毒症状。
由于神经性毒剂脂溶性大，易透过血脑屏障，对中枢神经系统的毒性作用较大，急性中毒时常因惊厥和呼吸中枢抑制而致死。
神经性毒剂的外周作用可依据外周效应器官乙酰胆碱受体的不同，分为毒蕈碱样作用和烟碱样作用。
图1乙酰胆碱的分子结构式乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）是胆碱的乙酰酯（图1）。
以ACh 为递质的神经元称为胆碱能神经元（cholinergic neuron）。
胆碱能神经元在中枢分布极为广泛，如脊髓前角运动神经元、丘脑后腹核的特异感觉透射神经元等，都是胆碱能神经元。
脑干网状结构上行激动系统的各个环节、纹状体、边缘系统的梨状区、杏仁核、海马体等部位也都有胆碱能神经元。
以ACh为递质的神经纤维称为胆碱能纤维（cholingergic fiber）。
在外周，支配骨骼肌的运动神经纤维、所有自主神经节前纤维、大多数副交感节后纤维（除少数释放肽类或嘌呤类递质的纤维外）、少数交感节后纤维（支配温热性汗腺的纤维和支配骨骼肌血管的交感舒血管纤维）都属于胆碱能纤维。
能与乙酰胆碱（ACh）特异结合的受体称为胆碱能受体（cholinergic receptor）。
根据药理学特性，胆碱能受体可分成两类，一类能与天然植物中的毒蕈碱结合，称为毒蕈碱受体（muscarinic receptor），简称M受体；另一类能与天然植物中的烟碱结合，称为烟碱受体（nicotinic receptor），简称N受体。
两类受体与ACh结合后产生不同的生物学效应。
M受体已分离出M1～M5五种亚型，它们均为G蛋白偶联受体。
农药作用机理
体壁是以触杀作用为主•从的体杀壁虫进剂入进入昆虫
体内的重要屏障。昆虫的体壁是由表皮、真 皮细胞及底膜构成的。任何药剂由体壁进入 虫体时，必须首先在昆虫体壁湿润展布。
药剂溶化害虫上表皮或穿透渗入起到毒杀 作用
就整个昆虫体躯而言，药剂从体壁侵入的 部位俞靠近脑和体神经节俞容易使昆虫中毒。
除草剂的作用机理
吸收与输导 茎叶吸收------------- 表皮与气孔 根系吸收------------- 利用根系从土壤中吸收 芽部吸收-------------种子萌发，经芽鞘或幼芽
共质体系输导-------细胞壁—胞间连丝—韧皮部 质外体系输导------细胞壁—木质部 质外---共质体系输导
除草剂的作用机理
分类 按使用方法分类
土壤处理剂 土壤处理法--------玉地
茎叶处理剂 茎叶处理法--------闲锄
除草剂的作用机理
分类 按化学结构系统分类 苯氧羧酸类--------------------------精奎禾灵 芳氧苯氧基丙酸酯类 二硝基苯胺类-------------------氟乐灵 三氮苯类-----------莠去津 酰胺类--------------甲草胺 取代脲类 二苯脒类 环状亚胺类 磺酰脲类-----------苯磺隆 氨基甲酸酯类-----------------野麦畏 有机磷类 其他类
农药作用机理
内容提要
一、杀虫剂（杀螨剂） 二、杀菌剂 三、除草剂
杀虫剂进入昆虫体内的途径
从口腔进入 从体壁进入 从气门进入
•从口腔进入
杀虫剂从口腔进入虫体的关键是必须通过害 虫的取食活动。
害虫必须对含有杀虫剂的食物不产生忌避和 拒食作用
药剂途径：口腔—-消化道---（穿透）肠壁--（到达）血液---随血液循环到达作用部位---神 经系统---毒杀害虫
神经毒剂的作用机理
（3） AChE酶蛋白结构及功能位点
7个功能位点：
⑥芳香族基氨基酸形成谷内表面及芳香引导（aromatic guidance）机制。峡谷内壁四周主要是由14个疏水的芳香族基 氨基酸(Tyr70、Trp80、Trp114、Tyr121、Tyr130、Trp233、 Trp279、Phe288、Phe290、Phe330、Phe331、Tyr334、 Trp432和Tyr442)组成。高度保守。峡谷中上部芳香补丁 （aromatic patch），它们在AChE与底物的结合过程中起重要 作用。谷壁表面疏水，可将Ach吸收到低亲和性部位，这就是芳 香族氨基酸残疾所形成的芳香引导机制。反应产物胆碱从谷中有 效地、快速地清除也可能采取同样的机制。谷内芳香族氨基酸残 疾的作用有可能加速底物向活性中心的扩散。
G
图5 久效磷对家蝇和粘虫的致毒症状
A 痉挛，示足、翅异常；B 死亡，示足异常、口器伸出；C 兴奋； D 痉挛，示呕吐；E 昏迷；F 对照；G 死亡
A
B
C
D
E
F
G
图6 辛硫磷对家蝇和粘虫的致毒症状
A 昏迷，示足、翅异常，且口器伸出；B 兴奋；C痉挛；D 昏迷，示体皱 缩，且拉出部分直肠；E 对照；F 死亡；G 呕吐致滤纸变色
（2） 酶活性的恢复 酶经磷酰化后，虽然水解作用极 为缓慢，但仍然能自发地放出磷酸并使酶复活，这一反 应称为自发复活作用或脱磷酰化作用。
EP+H2O EH+P一OH 自发复活速度与抑制剂的离去基团无关，而取决 于磷原子上残留的取代基以及酶的来源。亲核试剂攻击 磷酰化酶中的P原子而取代它们。AChE复活剂：羟胺 (NH2OH)（弱）、肟、羟肟酸（强）引入阳离子活性更 强。。
（1） AChE的基因结构及分子多态性
农药的生物活性和作用机理-1
b．胆碱酯酶(ChE): 或称非专化性胆碱酯酶； 与乙酰胆碱酯酶不同的是它不会被过高的底物 浓度所抑制。此外，胆碱酯酶对丁酰胆碱的亲 和力和水解能力大于乙酰胆碱酯酶。
无脊椎动物(包括昆虫、螨类等)和脊椎动物的神 经组织内，都含有高浓度的乙酰胆碱酯酶，人 和哺乳动物的血红细胞中也含有AChE，但大多 数动物的血浆中含有胆碱酯酶 (ChE)。有些动 物和人的血浆中还含有不同量的脂肪酯酶(可 以水解直链酯的酶)。此外，还有一些其它酶， 例如存在于胰腺中的胰蛋白酶和糜蛋白酶，也 可以被一些有机磷化合物抑制。也有一些有机 磷化合物可被一些酶水解，使其失去毒性，因 此，一种药剂进入昆虫或高等动物体内，可以 产生不同的毒性效果. 各种作用交织在一起， 情况比较复杂。
• 杀虫用的氨基甲酸酯必须容易透过昆虫的表 皮层，不能具有如医药上所用药剂那样的离 子结构。作为杀虫剂用的氨基甲酸酯一般可 用以下通式表示:
• 氨基甲酸酯的作用也是抑制胆碱酯酶，与 有机磷杀虫剂的作用十分类似，但也有所 不同。抑制反应一般可用下列通用反应式 来表示:
• 下式反应中第一步是可逆的, 最后一步的水解反应比有机磷化合 物更容易进行, 因此与有机磷剂不同, 全部反应是可逆的, 称为 可逆性抑制反应。由于这个反应与胆碱酯酶分解乙酰胆碱十分类 似, 所以又叫竞争性抑制剂。也就是说氨基甲酸酯可作为胆碱酯 酶的底物与乙酰胆碱竞争, 如果在反应中, 加入乙酰胆碱使浓度 提高则反应向左进行；所以作为整个反应过程, 始终是进行着竞 争性的可逆反应。由于各种不同的氨基甲酸酯化学结构的不同, 即连接的x基不同, 最后的水解速率也不同。如果水解太快, 或 整个分子与胆碱酯酶的亲和力不强, 都不能表现较高的毒效。试 验证明, 氨基上连接甲基的氨基甲酸酯水解的速度最慢(但比有 机磷快), 所以许多实用化的品种多是这类结构。
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RT
E Cl = NF
In [Cl]0 [Cl]1
Ecl是Cl的平衡电位，R是国际气体常数 (8.314焦耳/度/克分子)，T
是绝对温度(。K)，N是每一离子的单位电荷数，F是法拉第常数
(9650O库仑)，[CI]o是膜外的CI浓度，[Cl]l;是膜内的Cl浓度，因 此[Cl]o/[Cl]l是通过膜的Cl浓浓度级差。
这就是说，在兴奋时，离子泵是没有作用的， 它只在离子分布在动作电位产生中发生了改变 后才起作用，恢复原来的离子分布及维持原来 的浓度级差。
•膜的去极化 (depolarization)：由于离子通导性的 改变使得膜外部的正电减少，内部的负电也减少。 如Na内流 、K失活、Cl失活。
•钠限阈(t) ：在轴突膜上，有一个钠限阈(t)，当 活化达到这一限阈时，不论刺激的强度有多大， 它都发展到最大值。
刺激（物理、化学）
静息电位
动作电位
上升阶段 膜外Na+进入膜内（去极化）
膜电位 (membrane potential，Em)：神经细胞膜内 与膜外的电位差叫膜电位。膜内为负，膜外为正。
静息电位(resting potential, RP) ：细胞未受刺激时， 存在于细胞内外两侧的电位差叫做静息电位。
细胞静息膜电位测量方法
膜电位的成因： 轴突( axon ) ：神经细胞纤维，外覆神经膜,半通透性
动 下降阶段 Na+门关闭，K+流出去(复极化）
作 电 正相
过多K+流出
位 负后电位 K+内流
• 在兴奋之后，也即动作电位完成之后，离子泵就开 始工作，利用能量将进入的Na及流出的K分别送出 及吸入，使膜内外的离子分布恢复到原来状态。
• 在神经兴奋后的恢复期，需要能量开动钠钾离子泵，
• 在动作电位发生时，以及在冲动传导时，完全用不 着离子泵。
•膜的电位差的改变称为电生成过 程,(electrogenesis)。
•活化 ：刺激引起的离子通导性的增加。反之 为失活。
•膜的超极化 (hyperpolarization)：因为膜本 身是外正内负，离子的流动使得外部更正，内 部更负。即原来的极化状态加强了。 如K外流， Cl内流。
3. 动作电位（action potential）的产生
膜内： Na+少 K+多 Cl-少 A-多 存在离子 电 膜外： Na+多 K+少 Cl-多 A-少 浓度级差 势
静息时
几乎 不通
自由 通透
完全 不通
静息电位（resting potential）
静息状态下的膜电位（内负外正）
差
膜 电 位
电位不处于零电位上，称极化状态
3. 动作电位（action potential）的产生
兴奋：指机能活动由相对静止变为相对运动。兴奋则是 可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的过程。
抑制：指机能活动由相对运动变为相对静止。
兴奋性：可兴奋细胞接受刺激产生兴奋（动作电位）的 能力。
可兴奋细胞或兴奋细胞:神经、肌肉细胞及某些腺细胞都 具有可以产生兴奋与传导的特征，故称
2. 膜电位 静息电位 平衡电位
3、周缘神经系统Peripheral nervous system：
二、昆虫神经系统传导神经冲动的机制 1. 兴奋性细胞的电现象
电信号
动作电位
感受器 传入神经元 中间神经元 运动神经元 肌肉/腺体
刺激 （物、化）
突触：介质（化）
1. 兴奋性细胞的电现象
刺激：引起机体或组织、细胞发生一定反应的内外环境 变化，即使可兴奋细胞从静息状态转为活动状态而发生 兴奋的各种适宜因素 。电、化学、物理等
第二章 杀虫剂的作用方式与机理 第二节 神经毒剂
§1 昆虫的神经生理
§2 神经毒剂的作用机理 §3 乙酰胆碱激性突触及其毒剂
§1 昆虫的神经生理
一、昆虫的神经构造
端丛
轴突或侧支的端丛不是直接相连的，而是以突触 (synapse)的形式 相联系 ；端丛与肌肉相连系，称为神经-肌肉联接部（突触 ）
昆虫的神经系统从解剖学上可分为三类： 1、中枢神经系统 Central nervous system 2、 交感神经系统 Visceral nervous system 3、周缘神经系统Peripheral nervous system：
膜内： Na+少 K+多 Cl-少 A-多 存在离子 电
膜外： Na+多 K+少 Cl-多 A-少 浓度级差 势
Hale Waihona Puke 静息时几乎 不通自由 通透
完全 不通
静息电位（resting potential） 静息状态下的膜电位（内负外正）
差
膜 电 位
电位不处于零电位上，称极化状态
2. 膜电位 静息电位 平衡电位
2. 膜电位 静息电位 平衡电位
在形成膜电位后，离子泵不断工作，利用ATP分解供 应的能力不断将钠送出将钾运入。故膜电位不是静 止的电位而是处于动态的平衡中。
K的平衡电位 (EK)； Na的平衡电位(ENa)
实际上膜电位是钾电位、钠电位及氯电位的综合。 Goldman的定场公式：
RT
PK[K+]i+ PNa[Na+]i+PCl[Cl-]o
Cl的平衡电位 (equilibrium potential，Ecl)： 化学浓度级差的力量引起Cl向内扩散，而电的阻力阻止 Cl进一步向内扩散，势必最后达到一个平衡。这时候电 位 的 阻 力 与 扩 散 压 力 正 好 相 等 ， 这 就 是 Cl 的 平 衡 电 位 (Ecl)。这个平衡电位显然决定于浓度级差的大小，以及 温度等常数，它可以表示为，(Nernst方程式)，
Em =
ln
nF
PK[K+]o+ PNa [Na+]o+PCl[Cl-]i
Where: PK是K的相对通透性，PNa，Pcl。
膜电位是由钾的浓度级差及相对通透性，加上钠的浓 度级差及相对通透性，加上氯的浓度级差及相对通透性 所共同决定。
3. 动作电位（action potential）的产生
轴突：神经细胞纤维，外覆神经膜—半通透性
Visceral nervous system
昆虫的神经系统从解剖学上可分为三类：
1、中枢神经系统 Central nervous system
脑
食道下神经节
腹神经索
2、 交感神经系统 Visceral nervous system
（1）口道交感神经系统
（2）腹交感神经系统
（3）尾交感神经系统
Visceral nervous system