磷化氢毒性机制

文摘

与磷化氢熏蒸气体是迄今为止最广泛使用的治疗保护存储粮食对害虫。高层的发展阻力在昆虫现在威胁其继续使用。由于没有合适的化学取代磷化氢,有必要了解磷化氢毒性的机制来增加阻力管理的有效性。因为磷化氢是这样一个简单的分子(PH₃),磷是其核心的化学毒性。上方和下方的元素周期表中磷氮(N)和砷(),也产生有毒的氢化物,即北半球₃和火山灰₃。三个氢化物引起相关症状和类似的细胞和有机体的生理变化,包括交感神经系统的干扰,抑制能量代谢和毒性细胞的氧化还原状态的变化。我们建议这三个影响是相互依存的贡献者磷化氢毒性。

1。发现和应用

磷化氢(PH值₃)被发现在1700年代末和1930年代以来被用作粮食熏蒸消毒剂(1]。这是到目前为止的主要手段控制害虫昆虫存储粮食和其他存储商品。尽管磷化氢对全球粮食安全的重要性,它的机制并不清楚。本文着重于磷化氢的毒理学,试图整合磷化氢的化学与生物化学和生理反应磷化氢曝光。这里讨论的毒性机制是由急性照射引起的,可能会导致死亡。其他方面的磷化氢吸收调节等作用,破坏生殖或不包括基因毒性。磷化氢抗性不详细讨论,但是可能称为需要解释磷化氢毒性的机制。

磷化氢被广泛用作熏蒸消毒剂(2),因为它是气态−88°C以上的密度是空气的1.17倍,它可以分散容易在熏蒸。集中磷化氢是潜在的爆炸性空气和环境温度附近可以自燃。因此,它通常是应用与二氧化碳,这些都限制了其易燃性。磷化氢是耗氧呼吸生物剧毒,但不是厌氧或生物体新陈代谢处于休眠状态。因此,它可以用来杀死害虫的粮食,而不影响粮食可行性。稳定的磷化氢是无害的磷氧化物的分解产物,磷酸成为纳入正常的细胞代谢。易于应用,加上其有效性,缺乏残留物,化学的和低成本,导致其使用在几乎所有的国际贸易粮食运往人类消费。

磷化氢也用于无机和有机合成复杂的化学物质,这一领域的研究已经急剧扩大在过去四十年3]。磷的反应性和化学灵活性导致了广泛的磷化氢的发展衍生品的氢原子磷化氢与有机或无机替代品取代。这些替换改变亲核或磷的亲电性质,修改反应速率或sterically限制所发生的反应。药物和杀虫剂以这种方式已经由化学物质产生。

2。磷化氢的化学性质

磷化氢分子由一个磷原子和三个氢原子。因此,化学的分子是由化学元素磷、毒性的关键分子。因为元素在元素周期表的周期性排列它们的化学性质,比较是有益的元素的毒性机制位于上方磷(氮)或低于磷(砷)的“集团15”表。事实上,这三个元素的氢化物,NH₃PH值,₃和火山灰₃都是有毒气体支持这种方法的有效性。

核苷酸和氨基酸的氮是一个主要组成部分以及一系列的代数余子式、次生代谢产物和信号分子。尽管存在许多重要生物学作用,氮也会有毒,要求其水平密切监管(4]。排泄形式的氮从氨脲及其衍生物。与氮相比,砷是大多数生物剧毒,虽然有些生物已经进化出特殊的机制来避免它,也就是说,封存作为无毒衍生品或特殊的隔间的细胞;一代的不溶性复合物或不稳定的形式;通过射流泵排除在细胞。尽管其毒性在大多数情况下,也是一种重要的微量元素,砷作为辅助因子在甲硫氨酸生物合成5]。也作为最终电子受体能量代谢细菌的厌氧呼吸(6),类似于其他厌氧细菌使用磷化氢的方式(7]。

氮,磷和砷,有5个价电子,有两个电子配对在s轨道和p轨道的三个未配对电子。三个p轨道电子可以直接导致三个分子键。磷和砷的s轨道电子也可以参与债券形成。这经常被认为是促进双s轨道电子的d轨道外层价电子层,促进形成一个双键,与氧气一样,但这是有争议的8]。另一种选择是一个单键的相当大的电荷不平衡之间的P和O,这可能导致反应的第一牛的磷化氢的导数,H₃阿宝。

第一行元素,氮的价电子是隐藏的带正电的原子核的只有两个,1,s,电子。因此,氮是15元素的电负性比另一组。在氢化物(NH₃),氨,这导致部分负电荷的氮,从而增加其亲和力质子在水溶液()。相比之下,更大的元素,磷和砷,不是那么的电负性和不形成阳离子氢化物在生理条件下一个非常可观的程度。

在生物组织中,磷存在于完全氧化形式,磷酸,热力学强烈支持对其更多的同行(减少3),即使在生理pH值(9]。氮存在于各种组织的氧化形式,从氨氮,硝态氮,其中大多数并不是特别强烈氧化或减少在生理条件下。胂(灰₃)氧化亚砷酸()的细胞,这与减少含巯基的反应。砷酸()本身是有毒的,它可以作为一个磷酸模拟,取代磷酸盐在细胞中。砷酸酯不稳定,然而,随着砷酸很容易沦为亚砷酸盐。因此,这三个元素中,只有在生理条件下磷一直完全氧化。

磷化氢,充分降低形式的磷,在弱酸性氧化缓慢。在组织中,这个过程是加速,相对稳定的中间含氧酸,次磷酸盐()和亚磷酸盐(除了磷酸(产生),)。没有一个稳定的氧化产品磷化氢明显毒性。单一的含氧衍生物(H₃PO)极其不稳定,也不是观察到在体外或在活的有机体内(10- - - - - -12]。在H₃阿宝,磷氧带有部分负电荷和部分正电荷(8]。分子的反应可能是由于分子的极性,这将磷转化为一个亲电试剂。有趣的是,磷化氢不是有毒生物,不积极的耗氧呼吸13]。在这些生物,磷化氢并不明显氧化。因为磷化氢本身不是有毒的时候不是氧化和稳定的氧化产品本身无毒,理解的形成和活动提出了不稳定的中间,H₃阿宝,似乎是理解磷化氢的毒性的关键。

3所示。磷化氢毒性的生理变化和临床症状

磷化氢毒理学一直在探索各种生物。因为它的使用作为一个粮食熏蒸消毒剂控制害虫,首次研究了这些目标的动物。最近,这些研究已经扩展到模型无脊椎生物,秀丽隐杆线虫。无脊椎动物研究通常涉及熏蒸浓度相当低的一段20至48小时。这接近的情况当粮食熏蒸,包括暴露在低浓度的磷化氢气体在一段时间(即。几天到几周)。

相比之下,脊椎动物通常经历急性暴露在磷化氢浓度极高。这可能是由于工作场所事故或在人类试图自杀,而在啮齿动物中,它是通过摄入锌磷化处理粮食,这是用作灭鼠剂。因此,与无脊椎动物的研究、实验室研究老鼠或哺乳动物细胞系通常涉及接触磷化铝或锌固体配方或在溶液中以极高的浓度。虽然这反映了自杀未遂的临床情况,以及摄入灭鼠剂,它使磷化氢毒理学脊椎动物和无脊椎动物之间的直接比较。此外,在脊椎动物毒理学报告通常包括接触共轭金属和碳酸铵和可能包括在商业磷化配方。

尽管不同的曝光条件和生理学无脊椎动物和脊椎动物之间,有一些明显的相似之处对磷化氢的响应(14,15]。常见的症状包括初始状态的搅拌/多动之后,嗜睡,减少代谢产出和氧化压力的增加。昆虫和线虫也成为犀牛,而脊椎动物展览肺部水肿,抑制氧运输、代谢性酸中毒、低血压和心脏衰竭。人一般不死于心脏衰竭死于肝衰竭。类似的症状是由于暴露于严重有毒剂量的砷及其氧化衍生物,导致代谢抑制和氧化应激的产生16,17]。氧化氮衍生品有很多影响,包括低血压的一氧化氮和其他肺部水肿的氮氧化物(18]。

4所示。三个潜在的磷化氢毒性的相关方面

前面的症状,以及生化和生理变化,发生在应对磷化氢曝光,可以分成三种可能的类别的磷化氢行动神经代谢和氧化还原相关。每个组件的磷化氢毒性有关的研究将独立讨论,尽管他们可能有因果联系。磷化氢的审查将与图像总结得出网站的行动,也包含了已知的生物活性分子靶点衍生品的砷和氮。

5。磷化氢的神经和行为方面的毒性

磷化氢最初导致人类风潮之后,抽搐和多动症跟着抽搐在非人类的动物,这可能是由相同的因素。这是紧随其后的是昏睡在人类和被称为麻醉或麻醉的动物。有证据表明,磷化氢增加乙酰胆碱神经传递通过抑制乙酰胆碱酯酶(19,20.]。由于乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质和酯酶的作用是减弱乙酰胆碱的信号,暴露在磷化氢会抑制衰减。最终结果将是过于活跃的乙酰胆碱的信号,将最有可能被表示为多动症,在极端的情况下,会引起。有直接证据表明急性磷化氢暴露会导致昆虫乙酰胆碱酯酶活性的降低,两者兼而有之在体外和在活的有机体内,尽管在体外磷化氢浓度使用是相当高的21]。

最有力的证据,过多的乙酰胆碱通过抑制信号的酯酶对磷化氢的毒性是一个药理研究进行大鼠(22]。在这项研究中,磷定,竞争对手的化学乙酰胆碱酯酶抑制剂,阿托品,毒蕈碱的受体拮抗剂,测试的能力保护暴露于磷化氢老鼠。磷化氢剂量死亡控制老鼠、解磷定的综合治疗和阿托品延长老鼠的寿命九2.5倍和完全阻止,phosphine-induced死亡率剩余的六大鼠。在这种背景下,有趣的是,亚砷酸还能抑制乙酰胆碱酯酶(23]。

粮食熏蒸通常依赖于接触适量的磷化氢长时间,这表明磷化氢的acetylcholine-mediated毒性并不是因为急性神经会引起。这并不奇怪,阿托品影响(即g蛋白耦合。,muscarinic) acetylcholine signalling, rather than the ligand gated ion channel receptors that are responsible for acetylcholine-mediated excitotoxicity. Muscarinic signalling in vertebrates participates in regulation of the sympathetic nervous system, which, among other things, sets the metabolic rate of the organism. An intriguing study in秀丽隐杆线虫表明毒蕈碱的信号在无脊椎动物中扮演类似的角色(24]。在报告中,激活毒蕈碱的信号诱导的滞育状态的特点是出现较低的代谢率。阿托品抑制毒蕈碱的信号,能够防止代谢活化滞育。这表明phosphine-mediated活化乙酰胆碱的信号导致代谢的增加输出和代谢需求预计将出现滞育。机制,防止阿托品phosphine-mediated死亡率可能的逆转效果。这个猜想是强烈支持的明确示范一种慢性代谢率下降导致磷化氢抗性(25),而代谢需求的增加导致超敏反应对磷化氢[26]。

6。线粒体生理

有强有力的证据表明磷化氢干扰能量代谢,尤其是线粒体功能。因此,线粒体功能将在这里描述的相关方面,之前的讨论特定的线粒体能量代谢和磷化氢之间的相互作用。

线粒体膜结构是细胞的能量代谢的关键。线粒体是一种双膜结合细胞器外膜的渗透性,但一个高度不透水线粒体内膜(MIM)。这样可以确保控制通道的分子跨膜间隙之间的MIM和中央线粒体基质,但更放松的交换膜间隙和细胞质之间。转移的分子在MIM以及关键代谢反应,包括ADP磷酸化的ATP,都依赖于势能存储在一个质子梯度穿过内膜。

线粒体膜电位是由电子传递链维护(等等),这是嵌入在MIM(图1)。等收到高能电子,主要从三羧酸循环矩阵(柠檬酸),糖酵解在细胞质中,脂肪的氧化。这些电子的能量提取顺序由三个蛋白质复合物,我,III, IV,运输质子从矩阵膜间隙,从而创建一个不同的电化学势线粒体基质和线粒体膜间隙。复杂的我从NADH接收电子,而复杂的二世,另一个电子受体不质子泵,接收电子从琥珀酸。这些电子旅行通过小分子电子载体,辅酶Q,复杂的三世。电子然后从复杂的第三第四复杂通过细胞色素c在复杂的第四,潜在危险的细胞保护残余能量的电子转移到最终电子受体,分子氧,生成H₂O。

NADH也是胞液糖酵解和其他代谢过程中产生。细胞质的NADH无法进入矩阵,因此不能直接使用复杂的我。相反,电子从胞质内NADH传递辅酶Q酶的MIM甘油磷酸盐脱氢酶。甘油磷酸盐脱氢酶可能有非常重要的作用在磷化氢毒性将在稍后讨论。

7所示。磷化氢毒性代谢率的贡献

磷化氢抑制呼吸在鼠肝线粒体27),昆虫线粒体(28- - - - - -31日),和完整的线虫(25]。抑制线粒体呼吸时最重要的程度被激活的化学解偶联剂或ATP的合成前体。相比之下,很少或根本没有抑制静止状态观察呼吸,除非线粒体被打开,声波降解法(28]。这表明内膜磷化氢吸收提供了一个障碍,可以规避通过膜的物理破坏或激活整个MIM的交通工具。

仔细分析使用特定底物显示复杂的第四,细胞色素c氧化酶的主站点在体外磷化氢和电子传递链之间的相互作用27,28]。这项工作是延长喀什和Chefurka32]谁看着两个细胞色素的氧化态在复杂的IV。他们发现磷化氢治疗引起细胞色素,但不是细胞色素₃成为高度降低(32]。虽然这演示了一个微分磷化氢和两个细胞色素之间的交互,它没有揭示交互的本质还是减少的细胞色素的磷化氢毒性的直接原因。

的直接破坏线粒体呼吸磷化氢最初似乎表明,能源不足的原因是死亡率由于磷化氢曝光,但看似矛盾的结果取决于线粒体分离之前磷化氢暴露或被孤立的从此前接触过磷化氢的昆虫。抑制由磷化氢发生在孤立的线粒体氧化呼吸治疗,但效果减弱或消失时住昆虫线粒体前隔离治疗(31日,33]。重要的是要注意,活的昆虫磷化氢是足以引起明显的麻醉前线粒体隔离,所以磷化氢有时间穿透组织和引起的生理反应(29日,33]。这也是需要注意的在体外抑制线粒体功能的稳定。因此,无法观察当动物受到类似的影响在活的有机体内不是由于线粒体分离所需的时间后磷化氢曝光(33]。看来,在体外抑制发生的直接修改等不发生在动物暴露在磷化氢生活。

此外,在线粒体呼吸孤立的基因耐药菌株的昆虫一样强烈抑制在体外暴露在磷化氢在线粒体呼吸孤立从敏感菌株(33]。因此,在体外修改等功能似乎并不与特定耐药菌株的昆虫的抗性机制(33]。另一项研究发现,活昆虫减少耗氧量经过一段时间的4个小时接触磷化氢,但只有在抗昆虫(34]。因此,呼吸率活昆虫抗性表型相关,但是需要四小时内的生理适应。相比之下,破坏线粒体功能的磷化氢无关时电阻进行了测试在体外。就好像住动物的生理状态抗性机制是一个重要的组成部分。

而在体外实验证明第四磷化氢与复杂,没有迹象表明在体外结果可用于解释磷化氢毒性或阻力。然而,一个令人信服的理由在活体动物能量代谢和磷化氢毒性之间的关系(35),但一个必须考虑两个能源需求和能源发电能力在解释研究结果时还是劝告。例如,害虫的存储粮食不受磷化氢影响当他们暴露在缺氧条件下(36,37),可能是由于抑制代谢需求耦合抑制有氧呼吸。同样,宽容的昆虫磷化氢似乎与耗氧量的程度(38]。在线虫基因破坏线粒体等氧化呼吸的主要网站,与电阻对磷化氢[25]。抗性的突变株秀丽隐杆线虫,pre-33与一个呼吸率相关联,是抑制约25%的正常25]。相同的应变不表现出增强灵敏度对磷化氢的条件下氧过多(39]。缓慢的增长和繁殖力等造成的中断或减少pre-33突变表明代谢需求抑制补偿代谢缓慢。条件,激活新陈代谢,可能增加代谢需求,增加对磷化氢的敏感性。因此,线虫在氧条件下(39)和昆虫在增加温度(40对磷化氢更敏感。线粒体解偶联剂,这直接增加代谢需求,大大提高磷化氢毒性(26]。

因为大多数前面的例子并不区分代谢率和能源需求的影响,两种解释是可能的。要么增加代谢率本身是直接负责磷化氢毒性或能量不足会引起代谢危机导致死亡。线粒体解偶联剂治疗的例子(26)表明,人为地提高能源需求可以增加对磷化氢的敏感性。即使这不是毒性的机制在正常情况下,它提供一个可能的阻力管理策略。

两个例子phosphine-induced代谢危机已经报告了一个老鼠(41和其他秀丽隐杆线虫(25]。老鼠接受磷化氢在肝脏合成葡萄糖糖酵解的脑组织,但增加利率。虽然作者没有测量耗氧量,他们建议减少有氧呼吸迫使能源需求得到满足的更高效的无氧呼吸。血浆葡萄糖水平急剧下降的解释支持随后的代谢危机41]。这种反应可能类似于观察敏感菌株的线虫暴露在磷化氢引起的耗氧量急剧下降(25]。

很难直接比较结果,没有知识的抗性基因本身,而是一种独特的结果是获得秀丽隐杆线虫。在这个有机体,磷化氢抗性突变体pre-33有一个既定的抑制氧化呼吸率(25),不表现出增强灵敏度对磷化氢的条件下氧过多(39]。最初Nonmutant动物呼吸率很高,但这崩溃在一小时内耐药突变的既定的抑制率(25]。昆虫和线虫之间的不同反应的比较表明,在昆虫、代谢的抑制控制与阻力有关,而在线虫,预适应低耐药菌株的代谢率防止phosphine-induced代谢崩溃。澄清等待抗性基因和分子鉴定物种之间的对比很明显,至少两个不同的耐药机制存在的昆虫(42,43)和线虫(39]。

8。氧化应激对磷化氢的贡献的毒性

代细胞氧化应激引起的活性氧(ROS),主要是过氧化物()、过氧化氢(H₂O₂),活性氮物种(RNS),主要是一氧化氮(^·没有和过氧亚硝基(OONO⁻),副产物的酶,参与电子传递的一个子集。这些活性氧/ RNS可能极具破坏力的生物大分子,最终导致细胞死亡。在正常情况下,活性氧的主要来源/ RNS线粒体等(44]。即使电子自由流动等,少量的过氧化物生成通过不恰当的电子转移给分子氧复合物我和III。如果阻碍电子的流动,然而,无意的生产超氧化物可以成为非常重要的(45]。磷化氢是抑制细胞色素c氧化酶,phosphine-induced ROS的生成提供了强有力的替代模型能量不足造成的死亡率。减少ROS生成与能量代谢下降可能解释代谢抑制可以增强对磷化氢宽容。

事实上,甘油磷酸盐脱氢酶(46)抑制了磷化氢,导致刺激氢代(46]。这些作者没有抑制酶超氧化物歧化酶,防止过氧化氢过氧化物的转化,所以至少一些他们测量的活性氧,过氧化氢可能最初是作为过氧化物。这是实际上观察到的黑腹果蝇,抑制等导致重要的过氧化物生产甘油磷酸盐脱氢酶(47]。不管具体的ROS产生或其生产的网站,这个示例中提供了一个清楚和直接的联系代谢抑制磷化氢和氧化应激的产生。

已经指出,熏蒸适度导致超氧化物歧化酶,但抑制过氧化物酶和过氧化氢酶的活性(29日,46,48]。净效应是增强超氧化物转化的过氧化氢酶超氧化物歧化酶,但缺乏解毒转换产生的过氧化氢的水通过过氧化氢酶和过氧化物酶。磷化氢也被证明与过氧化氢发生化学反应来产生更多的活性氧,氢氧自由基(49]。

Phosphine-induced氧化损伤已经证明了大分子昆虫(50),线虫(26),哺乳动物细胞系(51),在大鼠(52]。详细分析磷化氢的活性氧诱导的类型和角色的特定保护剂认为过氧化氢是最重要的ROS,谷胱甘肽是最强大的抗氧化保护51]。谷胱甘肽不仅免受氧化损伤,但增强细胞生存。作者指出,内源性谷胱甘肽水平并没有改变在治疗期间,谷胱甘肽可能是作为一种抗氧化剂,它不直接灭活磷化氢[51]。虽然极高浓度的磷化铝在这项研究中,使用观察,治疗大鼠(支持的结果53)或线虫(26与谷胱甘肽)消耗化学物质导致对磷化氢的敏感性增加。

尽管有大量的证据支持一个角色在磷化氢毒性、氧化应激有一些相互矛盾的证据和一些关键实验,仍有待开展。最重要的差距在文献中是一个清晰的示范,氧化应激是导致phosphine-induced动物死亡率。很明显,抗氧化剂,特别是褪黑素,可以防止大部分的氧化损伤诱导的组织在老鼠52,54]褪黑激素可以保护地维持谷胱甘肽的水平(55]。没有什么报道之间的关系是大分子氧化损伤和phosphine-induced死亡率水平。这样的实验是简单的,应该优先进行。

磷化氢是一种还原剂,可以与金属离子代数余子式复杂的酶的活性部位,这是phosphine-mediated抑制酶的基础,如细胞色素c氧化酶和过氧化氢酶(56]。作为还原剂,磷化氢也可减少二硫化。磷化氢的能力减少二硫在1970年被报道,但反应被发现是非常缓慢的在一个中立的解决方案(11]。当时,二硫键被认为仅仅是结构性的,所以没有试图测试催化二硫化。最近,直接氧化还原磷化氢之间的交互和半胱氨酸二硫化反应的谷胱甘肽还原酶的机制提出了磷化氢抑制酶(57]。磷化氢行为的可能性在催化半胱氨酸残基的蛋白质还有待探索。

有趣的是,这两个氮和砷进行氧化还原反应与半胱氨酸的氨基酸在蛋白质。例如,当一氧化氮是激活过氧化物形成过氧亚硝基,它能够nitrosylating降低半胱氨酸残基(58]。对于砷元素的活性形式的细胞亚砷酸盐,也可以共价链接到目标巯基(17]。相比其他两个元素,磷化氢热力学强烈支持作为还原剂(9,59]。在这方面,磷化氢本身(或提出但高度不稳定的羟基膦衍生物)(10)是有毒的元素,而更多的氧化含氧酸,次磷酸盐、亚磷酸盐,磷酸是无毒的。因此,虽然磷化氢可能作用于半胱氨酸残基在活的有机体内相互作用的机制可能与氮显著差异和砷。与一氧化氮,然而,激活的磷化氢在本地生成的活性氧是可能的。

9。比较元素的生物活性的N, P,以及

图1显示了磷化氢的已知的生化指标。有趣的是,三个元素都有毒,气态氢化物(60,61年),但他们的含氧衍生物在生理条件下的氧化还原性质明显不同。氮衍生品自由基、氧化剂或还原剂,而磷化氢及其含氧酸衍生品除了强烈减少磷酸盐化合物。砷是细胞中最丰富的亚砷酸盐,但可以模仿磷酸完全氧化砷酸(62年]。氮的氧化物的网站的行动和砷已经包含在图的具体地点和生化过程被破坏。从图,很明显,尽管许多相同的过程由三个元素的影响,不同的细节。磷化氢的影响以及氮的氧化物和砷对乙酰胆碱的信号也显示在图1。

10。总结

毒蕈碱的乙酰胆碱拮抗剂保护老鼠阿托品对磷化氢接触(22),这表明乙酰胆碱毒性磷化氢的信号是一个重要的组成部分。作为管理者的副交感神经系统在哺乳动物和代谢途径的激活所需的滞育的出现秀丽隐杆线虫(24),毒蕈碱的信号条件是重要的神经内分泌调节新陈代谢。这三个元素,N, P,以及影响乙酰胆碱的信号,但以独特的方式。氮、一氧化氮、直接中介毒蕈碱的信号(63年]。亚砷酸盐和磷化氢抑制乙酰胆碱酯酶(20.- - - - - -23]。砷的代谢衍生物、二甲基砷酸形成共价加合物与丝氨酸侧链(64年),而机制磷化氢乙酰胆碱酯酶的失活是未知的。

改变新陈代谢是磷化氢毒性的关键,但这可能是一个直接影响通过诱导代谢危机或间接效应通过增加活性氧生成或其他代谢过程。一氧化氮和磷化氢第四法在复杂的电子传递链的抑制电子流过等,虽然磷化氢效果更重要在体外比在活的有机体内。亚砷酸盐和一氧化氮在复杂的我也65年- - - - - -67年]。其他代谢酶也有针对性的三个相关的元素,在大多数情况下,ROS生成。

在某些情况下,抑制氧化代谢与阻力对磷化氢在缺氧条件下发生。这可能与抑制能源需求相关联,从而防止代谢危机,但同样有效的可能性是更少的ROS生成。在其他情况下,呼吸暴露在磷化氢后急剧下降,在敏感的老鼠和线虫归因于代谢危机。能源需求的刺激通过ATP合成的化学解偶联电子的流动通过等提高磷化氢的毒性26]。这可能源于一个诱导代谢危机,虽然增加了活性氧生成的可能性不能被排除在外。

三种非常不同,但潜在的相关机制的行动一直在本文中讨论。第一个是信号通过乙酰胆碱,这不仅是一种兴奋性神经递质,但也通过副交感神经系统代谢的主要监管机构。乙酰胆碱的毒性可能是介导通过其作为代谢调节剂。最终,毒性可能是代谢危机的结果,活性氧的生成或其他磷化氢的氧化还原活性。

确认

a·g·塔克和d . i Schlipalius支持的合作研究中心为国家植物生物安全。p·r·艾伯特得到澳大利亚研究委员会的支持格兰特DP0558507发现项目。n s Nath和i Bhattacharya同样这项工作。

引用

1. e . Fluck“磷化氢的化学”,Fortschritte der Chemischen大幅减退,35卷,页1 - 64,1973。视图:谷歌学术搜索
2. 李奉儒乔杜里,“回顾磷化氢作为杀虫剂的作用机制和磷化氢抗性储藏物昆虫,”农药科学卷,49号3、213 - 228年,1997页。视图:谷歌学术搜索
3. 美国Berners-Price和p·萨德勒膦类化合物和金属膦配合物:化学抗癌等生物活性的关系,“生物无机化学卷。70年,27 - 102年,1988页。视图:谷歌学术搜索
4. p·a·赖特,“氮排泄:三个终端产品,许多生理角色,”实验生物学杂志》上,卷198,不。2、273 - 281年,1995页。视图:谷歌学术搜索
5. e . Uthus“砷重要性:影响蛋氨酸代谢的作用,“微量元素在实验医学杂志上,16卷,不。4、345 - 355年,2003页。视图:谷歌学术搜索
6. j·r·劳埃德·r·s . Oremland声称,“环境中砷的微生物转换:从碱湖蓄水层,”元素,卷2,不。2、85 - 90年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. g . Gassmann和d . Glindemann Phosphane (PH值₃在生物圈),”《应用化学国际版英文,32卷,不。5,761 - 763年,1993页。视图:谷歌学术搜索
8. w·Kutzelnigg“高等主族元素,化学成键”《应用化学国际版英文,23卷,不。4、272 - 295年,1984页。视图:谷歌学术搜索
9. b . Schink“磷的生物循环”,金属离子在生物系统,43卷,第151 - 131页,2005年。视图:谷歌学术搜索
10. j。j无法无天和h·t·塞尔”之间的反应动力学磷化氢和次氯酸钠在碱性溶液中,“化学学会杂志》上,没有。10日,4200 - 4205年,1962页。视图:谷歌学术搜索
11. j·r·罗宾逊和e . j .债券”磷化氢的毒性作用。研究³²PH值₃;终端残留在生物材料”,存储产品研究杂志》上》第六卷,没有。2、133 - 146年,1970页。视图:谷歌学术搜索
12. n . r .价格”的吸收和代谢的比较³²P-radiolabelled磷化氢在敏感和耐药菌株的小粒钻(Rhyzopertha多米尼加),“比较生物化学和生理学部分C,卷69,不。1,第131 - 129页,1981。视图:谷歌学术搜索
13. e . j .债券h·a·孟氏,和c·t·巴克兰”,氧气在熏蒸剂的毒性的影响Sitophilus granarius(左),”存储产品研究杂志》上,3卷,不。4、289 - 294年,1967页。视图:谷歌学术搜索
14. e . j .债券,j·r·罗宾逊和c·t·巴克兰”的毒性作用磷化氢吸收和昆虫,中毒的症状”存储产品研究杂志》上,5卷,不。4、289 - 292年,1969页。视图:谷歌学术搜索
15. a . t . Proudfoot“磷化铝和锌中毒。”临床毒理学卷,47号2、89 - 100年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. h·施施x, k . j .刘“氧化砷毒性和致癌作用的机制,”分子和细胞生物化学,卷255,不。1 - 2、67 - 78年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. e . r . Bergquist r·j·菲舍尔k·d·瑟顿,和b·d·马丁,“抑制呼吸的甲基化organoarsenicals 2-oxo-acid脱氢酶,”有机金属化学杂志,卷694,不。6,973 - 980年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. j . o . Lundberg大肠Weitzberg, m . t . Gladwin“氧化nitrate-nitrite-nitric通路在生理和治疗。”自然评论药物发现,7卷,不。2、156 - 167年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. m . Al-Azzawi z Al-Hakkak, b . Al-Adhami”体外抑制磷化氢对人类和小鼠血清胆碱酯酶的影响,“毒理学和环境化学卷,29号1,53-56,1990页。视图:谷歌学术搜索
20. w·t·波特v f·加里,j·t·凯利,r . Tarone j·格里菲斯和r·l·纳尔逊”放射测定的红细胞和血浆胆碱酯酶在农药类型来自明尼苏达州,”毒理学和药理学应用,卷119,不。1,第155 - 150页,1993。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. z s Al-Hakkak m . j . Al-Azzawi b·w·Al-Adhamy和s . a·哈利勒”磷化氢对乙酰胆碱酯酶的抑制作用Ephestia cautella(鳞翅目:Pyralidae)。”存储产品研究杂志》上,25卷,不。3、171 - 174年,1989页。视图:谷歌学术搜索
22. s . Mittra s . s . Peshin s b·拉尔,“胆碱酯酶抑制的磷化铝中毒大鼠和阿托品及氯解磷定的影响,“Pharmacologica学报,22卷,不。1,37-39,2001页。视图:谷歌学术搜索
23. a . k . Patlolla和p . b . Tchounwou血清乙酰胆碱酯酶作为一种生物标志物Sprague-Dawley砷诱导神经毒性的老鼠,”国际环境研究和公共卫生杂志》上,卷2,不。1,第83 - 80页,2005。视图:谷歌学术搜索
24. h·A·Tissenbaum j . Hawdon m . Perregaux p . Hotez l . Guarente和g . Ruvkun”的常见毒蕈碱的通路滞育复苏远亲线虫种类秀丽隐杆线虫和钩虫属caninum”,美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国,卷97,不。1,第465 - 460页,2000。视图:谷歌学术搜索
25. s . Zuryn旷j . p·艾伯特,磷化氢毒性和耐药性的“线粒体调制秀丽隐杆线虫”,毒物学的科学,卷102,不。1,第186 - 179页,2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. 美国Zuryn n沃玛,p·r·艾伯特”线粒体解偶联剂协同作用与熏蒸消毒剂磷化氢破坏线粒体膜电位,引起细胞死亡,”毒理学,卷252,不。1 - 3,33-39,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. h . Nakakita y清水正孝,t .小泽,”鼠肝线粒体的磷化氢对呼吸的影响,“生物化学杂志,卷69,不。3、589 - 593年,1971页。视图:谷歌学术搜索
28. w . Chefurka、k . p .喀什和e . j .债券”的影响磷化氢在线粒体电子传递,“农药生物化学和生理学》第六卷,没有。1,第84 - 65页,1976。视图:谷歌学术搜索
29. n . r .价格和s . j .跳舞,“一些生化方面的磷化氢行动和阻力在三种存储产品甲虫,”比较生物化学和生理学部分C,卷76,不。2、277 - 281年,1983页。视图:谷歌学术搜索
30. r . Dua a Sunkaria、诉Kumar和k·d·吉尔”受损的线粒体能量代谢和细胞色素氧化酶的动力学特性在鼠肝急性磷化铝曝光之后,“食品和化学毒物学,48卷,不。1,53-60,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. f .剑、d s jaya和n . d . g .白色“有毒的磷化氢的成年人干椰子肉螨Tyrophagus putrescentiae[成了:Acaridae]。”Phytoprotection,卷81,不。1,23-28,2000页。视图:谷歌学术搜索
32. k . p .喀什和w . Chefurka磷化氢的影响的吸收和圆二向色光谱细胞色素c和细胞色素氧化酶,”农药生物化学和生理学》第六卷,没有。4、350 - 362年,1976页。视图:谷歌学术搜索
33. n . r .价格”的某些方面抑制细胞色素c氧化酶的磷化氢的敏感和耐药菌株Rhyzopertha多米尼加”,昆虫生物化学,10卷,不。2、147 - 150年,1980页。视图:谷歌学术搜索
34. n . r .价格”,磷化氢对呼吸的影响和线粒体氧化敏感和耐药菌株Rhyzopertha多米尼加”,昆虫生物化学,10卷,不。1,第71 - 65页,1980。视图:谷歌学术搜索
35. d . Schlipalius p . j .柯林斯y猫,和p·r·艾伯特”磷化氢抗性的新工具来管理,害虫管理前景,17卷,不。2,52-56,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. k .喀什”回应的五种储藏物昆虫磷化氢在缺氧的环境,”农药科学,12卷,不。2、111 - 115年,1981页。视图:谷歌学术搜索
37. k .喀什”毒性的磷化氢五种储藏物昆虫在大气层的空气和氮气,”农药科学,12卷,不。2、116 - 122年,1981页。视图:谷歌学术搜索
38. h . Nakakita t齐藤,k . Iyatomi”成年的磷化氢对呼吸的影响Sitophilus zeamaisMotsch。(鞘翅目,象甲科),“存储产品研究杂志》上,10卷,不。2、87 - 92年,1974页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. 程,n .沃玛p·e·b·赖利p . j .柯林斯r . Kopittke和p·r·艾伯特”秀丽隐杆线虫突变体对磷化氢毒性增加长寿和抗力移转展示给氧的协同行动,”毒物学的科学,卷73,不。1、60 - 65、2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. m . k . Nayak和p . j . Collins”的影响,浓度、温度和湿度对磷化氢的毒性强烈phosphine-resistant psocidLiposcelis bostrychophilaBadonnel(啮虫目:Liposcelididae),“害虫管理科学,卷64,不。9日,第976 - 971页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. r . Dua诉库马尔,a . Sunkaria和k·d·吉尔”改变葡萄糖稳态响应磷化铝诱导细胞氧赤字老鼠,”印度实验生物学杂志》上,48卷,不。7,722 - 730年,2010页。视图:谷歌学术搜索
42. d . i Schlipalius程,p·e·b·赖利p . j . Collins和p·r·艾伯特”遗传连锁分析的小粒钻Rhyzopertha多米尼加确定两个位点授予高级耐烟熏磷化氢,”遗传学,卷161,不。2、773 - 782年,2002页。视图:谷歌学术搜索
43. p . j . d . i Schlipalius w . Chen柯林斯,t·阮p·e·b·赖利·r·艾伯特”基因相互作用限制磷化氢抗性的进化过程中,较小的颗粒钻,Rhyzopertha多米尼加”,遗传,卷100,不。5,506 - 516年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. p . Ježek l . Plecita-Hlavata k Smolkova, r . Rossignol”的区别和相似的细胞生物能疗法和线粒体的作用在缺氧,癌症,和胚胎发育,”国际生物化学和细胞生物学杂志》上,42卷,不。5,604 - 622年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. t . Mraček a . Pecinova m . Vrbacky z Drahota,和j . Houštěk”效率高的ROS生产甘油磷酸盐脱氢酶在哺乳动物的线粒体,”生物化学和生物物理学的档案,卷481,不。1,30-36,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. c·j·伯尔特和w . Chefurka Extramitochondrial释放过氧化氢从昆虫和老鼠肝脏线粒体呼吸抑制剂磷化氢,myxothiazol,抑制细胞色素和抗霉素和光谱分析,“生物化学和生物物理学的档案,卷278,不。1,第72 - 65页,1990。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. 古板的,j .圣皮埃尔·帕特里奇,m . d .品牌,“超氧化物和过氧化氢生产果蝇线粒体”,自由基生物学和医学,35卷,不。8,938 - 948年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. n . r .价格、k·a·米尔斯和l·a·汉弗莱斯”磷化氢毒性和过氧化氢酶活性在敏感和耐药菌株的小粒钻(Rhyzopertha多米尼加),“比较生物化学和生理学部分C,卷73,不。2、411 - 413年,1982页。视图:谷歌学术搜索
49. g . b . Quistad s e .火花,j . e . Casida“化学phosphine-induced模型脂质过氧化反应,”害虫管理科学卷,56号9日,第783 - 779页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
50. 李奉儒乔杜里和n .价格比较的氧化剂诱导的损害磷化氢吸收和气管的交换$\text{32}$P-radiolabelled磷化氢的敏感和耐药菌株Rhyzopertha多米尼加(f)(鞘翅目:Bostrychidae)。”农药生物化学和生理学,42卷,不。2、167 - 179年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
51. c·h·许、g . b . Quistad和j . e . Casida”Phosphine-induced氧化应激在Hepa 1 c1c7细胞,”毒物学的科学,46卷,不。1,第210 - 204页,1998。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
52. c·h·许韩公元前m . y . Liu c . y .叶和j·e . Casida”Phosphine-induced在大鼠氧化损伤:衰减的褪黑素,”自由基生物学和医学,28卷,不。4、636 - 642年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
53. c·h·许公元前Chi, m . y . Liu j·h·李,c . j . Chen和r . y . Chen”Phosphine-induced在大鼠氧化损伤:谷胱甘肽的作用,“毒理学,卷179,不。1 - 2、1 - 8,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
54. c·h·许,公元前Chi和j . e . Casida“褪黑素减少phosphine-induced脂质氧化和DNA体外和体内在老鼠大脑,”松果体研究期刊》的研究,32卷,不。1,53-58,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
55. m·马丁·m·Macias g . Escames j .莱昂和d . Acuna-Castroviejo“褪黑激素而不是维生素C和E维持谷胱甘肽内稳态的叔丁基hydroperoxide-induced线粒体氧化应激,”美国实验生物学学会联合会杂志,14卷,不。12日,第1679 - 1677页,2000年。视图:谷歌学术搜索
56. 李奉儒乔杜里和n . r .价格”的光谱研究磷化氢各种血蛋白的生化反应,”农药生物化学和生理学,36卷,不。1、14号至21号1990页。视图:谷歌学术搜索
57. r . Dua和k·d·吉尔”磷化铝暴露:影响老鼠大脑脂质过氧化和抗氧化防御系统,”药理学和毒理学,卷89,不。6,315 - 319年,2001页。视图:谷歌学术搜索
58. b·g·希尔,b . p . Dranka s·m·贝利·j·r·兰开斯特和v . m . Darley-Usmar”的一部分,没有你不理解什么?一些一氧化氮生物学的基本问题的答案,“生物化学杂志,卷285,不。26日,第19704 - 19699页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
59. s . a .盾牌l .娃娃,f·k·林德,和m .爱泼斯坦,“磷化氢作为还原剂,有机化学杂志,27卷,不。3、794 - 798年,1962页。视图:谷歌学术搜索
60. 李奉儒乔杜里和n . r .价格比较毒性胂和锑phosphine-resistant菌株和敏感Rhyzopertha多米尼加(f)(鞘翅目:Bostrychidae)。”比较生物化学和生理学部分C,卷99,不。1 - 2日,41 - 45页,1991年。视图:谷歌学术搜索
61. r . l . Rajak p·s·休利特,“一些增效剂对磷化氢的杀虫效力的影响,“存储产品研究杂志》上,7卷,不。1、15 - 19,1971页。视图:谷歌学术搜索
62. e·t·雪,“金属致癌作用:机械的影响,”药理学和治疗,53卷,不。1、31 - 65年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
63. c .数学和s . h·汤普森“一氧化氮/环鸟苷酸途径夫妇毒蕈碱的受体的激活钙离子涌入,“神经科学杂志》上,16卷,不。5,1702 - 1709年,1996页。视图:谷歌学术搜索
64. x朱:a . Larsen a . Basran n·c·布鲁斯,中情局威尔逊,“观察砷的加合物乙酰酯酶晶体结构,”生物化学杂志,卷278,不。3、2008 - 2014年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
65. h . Pelicano d·s·马丁,r·h·徐和p .黄,“抑制糖酵解的抗癌治疗,”致癌基因,25卷,不。34岁,4633 - 4646年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
66. b .——a .《e . Clementi, s . Moncada集团“蛋白质在细胞氧化应激和S-nitrosylation”,英国药理学杂志》上的报告,卷129,不。5,953 - 960年,2000页。视图:谷歌学术搜索
67. m·k·保罗·r·库马尔,a . k . Mukhopadhyay,“二硫苏糖醇废除三氧化二砷在正常大鼠肝脏线粒体的影响和人类肝癌细胞,”毒理学和药理学应用,卷226,不。2、140 - 152年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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