الرئيسية دروس امراض النباتات - دروس المبيدات الفسفوعضوية (Organophosphorus (OPIS

امراض النباتات - دروس

المبيدات الفسفوعضوية (Organophosphorus (OPIS

تمثل المبيدات الفسفوعضوية  OPIS) Organophosphorus) نسبة ٪90 مـن كميـة المبيدات الحشرية المستخدمة في أنحاء العالم وترجع الزيادة في استخدام هذه المبيدات للتقليـل مـن اسـتخدام الهيدروكاربونات المكلورة ، التي اعتبرت ملوثات بيئية خطيرة ،بسبب مدة مكثها الطويل فـي البيئـة وتجمعها في الأنسجة الدهنية للحيوانات وانتقالها من كائن لآخر عبر السلسلة الغذائية ( خالد.م ومولود،ع . 1979).

ورغم خواصها المشجعة على استعمالها والمتمثلة في سرعة تحللها في البيئة وعدم بقائهـا مـدة طويلة في المحيط إلا أن هذه المركبات قادرة على التسبب في الوفاة في حالة السمية الحـادة ، حيـث ارتفع معدل الوفيات والتسمم الإرادي بواسطة المبيدات خاصة في البلدان النامية ، ويسجل ما يقارب ملايين حالة تسمم حول العالم بينما تتراوح حالات الوفيات ما يقارب 200000 شخص كل عـام (Thabet et al ., 2007).

تعتبر المبيدات الفسفوعضوية (OPIS) من المركبات المثبطة للأنـزيم اسـتيل كـولين اسـتراز Anticholinesterasique” ويعتبر (Acétylcholinestérases (AchE الجزئية الأولى المـستهدفة لهذه المركبات ، حيث ترتبط به وتتسبب في تثبيطه .

إن تثبيط (Acétylcholinestérases (AchE يؤدي إلى تـراكم Ach) ” Acétylcholine) في المشابك العصبية مسببا تنبيها فائقا لمستقبلات الأستيل كولين بنوعيهـا (Muscarinique(m و (Nicotinique(n وهي الآلية التي تمارس بها هذه المبيدات سميتها على الحشرات وتتسبب في قتلها ، وترجع خطورة هذه المركبات إلى أنها تؤثر بنفس الطريقة على الثـديات مما يعرض الإنسان لخطر كبير.

الفهرس

1 – تركيبها الكيميائي :

تمتلك المركبات الفسفوعضوية تركيبا كيميائيا مشتركا حيث تم تحديد صيغتها العامة من طـرف العالم Schrader.

شكل 1 : الصيغة العامة للمركبات الفسفوعضوية (Thabet et al.,2009). 
شكل 1 : الصيغة العامة للمركبات الفسفوعضوية (Thabet et al.,2009). 

وهي عبارة عن أسترات لحامض الفسفوريك ومشتقاته (خالد.م ومولود،ع 1979).

RR2تكون غالبا مجاميع ,Diamino,Dialkoxy, Trithroalkyl, Dimethoxy, Diéthoxy Triphényl

القسم أو Х:

يحتوى على آمنيوم رباعي (Ammonium quaternaire) وتعتبـر المركبـات التابعـة لهذه المجموعة سامة ولكنها غير مستعملة في المجال الزراعي .

القسم 2 : Х= F :

مركباتها أكثر سمية من المجموعة الأولى ، لها قدرة عالية على التبخر ووجود هـاتين الـصفتين يفسر استعمالها كغاز في الحروب (Tabun) ، غير ان البعض منها يستعمل فـي الزراعـة مثـل Diméthoate Fenthion المسؤولان عن أغلبية حالات الوفيـات ، Dichlorvos مـسؤول عـن التسمم الحاد.

القسم X=CN,OCN,SCN : 3 :

تملك مركبات هده المجموعة سمية وسطية بين سمية القسم و ويستعمل العديد منهـا ، مثـل (Sarin) كغاز في الحروب .

القسم 4 :  X  = مركبات أخرى:

تضم هذه المجموعة أغلبية المركبات المستعملة في الزراعة بصفة عامة إن المبيدات الفسفوعضوية التي تملك الوظيفة P= O هي مثبطات مباشرة و سـريعة للإنزيمات ،أما التي تملك الوظيفة sهي مثبطات غير مباشرة و التي تتحـول بيولوجيـا (بعـد هدمها في الجسم) إلى صيغتها الفعالة P= O مثل parathion الذي يتحول إلى paraoxon .

2 – آلية عملها و الخاصية السمية:

تتميز هذه المركبات بخاصية الذوبان في الدهون و الجاذبية العالية نحو الأنسجة خاصـة علـى مستوى الجهاز العصبي المركزي،الأمر الذي يساهم في تدعيم الآلية السمية لهذه المركبات و المتمثلـةفي تثبيط AchE.

تختلف القدرة السمية المبيدات الفسفوعضوية من جزيئه لأخرى ، حيث يعتقـد أن تثبـيط AchE بواسطة مركب عضوي فسفوري مرتبط بعاملين:

  •  جاذبيته نحو الإنزيم : كلما كان المركب يملك جاذبية عالية ، كلما كان التثبيط قوي .
  • قدرته على فسفرة AchE : يفترض أن سرعة حدوث الفسفرة مرتبطة بالـشحنة الموجبـة لـذرة الفسفور، وتزداد هذه السرعة مع نقصان حجم الجزيئة (Gaètan et al ., 2005).

إن الدور الحيوي للـ Acétylcholinestérases هو تحليل Acétylcholine بعد الانتهاء مـن وظيفته إلى acide acétique وcholine حيث يملك AchE موقعين asterasique وinionique فبينما يعمل الأول ( inioniqueعلى جذب Achبفضل الشحنة الموجبة للـ AchEالمحمولة على الآزوت الرباعي يعمل الثاني على تحليله.

أما في حالة المركبات العضوية الفـسفورية (OPS) فإنهـا تـرتبط مـع AchE فـي الموقـع esterasique أين تتحلل(OPS ويتم عندها فسفرة الإنزيم ، فتحول الإنزيم في هذه الحالة تجعل منه إنزيما أكثر استقرارا ( غير قابل للتفكك) و تكون إزالة هذه الفسفرة جد بطيئة ،إلى أن تحدث عملية نزع مجاميع الألكيل  dealkylation (بعد 48 24سا) فتجعل الرابطة بين المركب السام (OPS) و الـ AchE غير معكوسة وهو ما يعرف بظاهرة شيخوخة الإنزيم  “aging” وهي ناتجة عن أخد مجموعة ألكيل alkyl من المركز المنشط للإنزيم الشيئ الذي يسبب ظهور شحنة سالبة(تمنـع تفاعل إزالة الفسفرة (Gaètan et al ., 2005 و في هذه الحالة وحده تركيب إنـزيم AchE جديـد قادر على إعادة حالة النشاط الوظيفي العادي ( Thabet et al.,2009 ).

3 – الميتابولزم العام للمبيدات:

يقصد بميتابولزم المبيد الكيمائي جميع التحولات، البيوكيميائية التي تحصل له داخل أنسجة الحيوان و النبات أو في الأحياء الدقيقة بفعل الإنزيمات غالبا، أو نتيجة لاحتواء الأنسجة على بعـض المركبات الكيمائية النادرة، وتتم عملية ميتابولزم المركبات الكيميائية الغريبة في الكبد وفي الأجـسام الدهنية و القناة الهضمية وجدار الجسم بالنسبة للحشرات وبمختلف أنسجة النباتات.

ويختلف التحول البيوكميائي للمبيدات من كائن حي لآخر، مما يسبب اختلافا في تـأثير المبيـدات على مختلف الكائنات فبينما يستطيع أحدهما تحويل المبيد إلى مادة أقل سمية أو غير سـامة ، يعجـز الآخر عن ذلك بسبب عدم توفر الإنزيم اللازم أو حتى يسبب أيضه التنشيطي الذي يتسبب في تحويل المبيدات إلى مركبات أكثر سمية، كما هو الحال مع malathion فبينما تستطيع الثديات تحويله إلـى مركب أقل سمية تعجز الحشرات عن هذا وهو ما يسبب سمية عالية اتجاهها.

نظرا للتشابه الكبير في التركيب الكيمائي للمبيدات العضوية الفوسفورية ،فإنها تخضع في أنـسجة الكائنات الحية لطرق ميتابولزم رئيسية أهمها:

3 -1 –  ميتابولزم تنشيطي :

وتتحول فيه المركبات داخل أنسجة الكائن الحي إلى مركبات أكثر سمية من المبيد الأصلي.

إن معظم عملية التنشيط تتم بأكسدة المركب وتحدث هذه التحولات فـي النباتـات و الحـشرات و الثديات بواسطة إنزيمات مؤكسدة توجد في جسيمات المايكروسومات و من أهم هذه الطرق:

Desulfuration (تعويض الكبريـت بالأكـسجين) ، مثـل تحويـل parathion إلـى مركـب hydroxylation paraoxon ( إضافة مجموعة هيدروكسيل).

Sulfoxidation (أكسدة مجموعة الكبريت) : يحدث هذا التحول في المركبـات الفـسفورية التي تحتوي على ذرة كبريت مرتبطة بذرتي كاربون (C-S-C).

3 – 2  – ميتابولزم تهديمي:

يتحول المركب الفسفوري بواسطته إلى مادة أقل سمية أو إلى مادة عديمـة السمية ويـتم ذلك بواسطة إنزيمات محللة عديدة منها

phosphatases:

وتهاجم هذه الإنزيمات الأواصر P-S-C أو P-O-C و تعتبـر إنزيمـات محللـة رئيسية لهذه المركبات في الثديات و الحشرات ومن الإنزيمات التي تعود إلى هذه المجموعـة ،إنـزيم Demethylase  .

Carboxyesterases

تهاجم هذه الإنزيمات المبيدات الفسفورية التي تحتـوي علـى مجموعـة كربوكسيلية كا  malathion، ويكون نشاطها في الثديات عادة أعلى منه في الحشرات ، تحول هذه الإنزيمات مبيد الملاثيون إلى مركبات ذائبة في الماء هي الملاثيون الأحادي و الثنائي الحامضي يسهل التخلص منها في الثديات بطريقة أكفأ منها في الحشرات وهذا ما يفسر سبب الإختلاف فـي تسمية المبيد الحشري .

Amidases

تهاجم هذه الإنزيمات المبيدات الفسفورية الحاوية على مجـاميع آميديـة (C-NHR) كمبيد Dimethoate حيث تحوله إلى Dimethoate acide غير سام. 

4 – الحركية العامة للمبيدات الفسفورية:

بعد امتصاص المبيدات الفسفوعضوية فإن الجزء الموجود في الدم يهدم بسرعة ويتحـول إلـى نواتج أيضية métabolites، وفي نفس الوقت فإن جزء آخر منها يتوزع على الأنسجة ،هذه الأخيرة التي تملك مركبات (OPSجاذبية عالية لها وخاصة الأنسجة الدهنية منها ، هذا الجزء المخزن مؤقتـا يرجع تدريجيا وببطء إلى الدم ، كل الكمية التي ترجع إلى الدم تكرر الدورة ، هدم – تخزين ثـم يـتم فيما بعد التخلص من الشحنة الجسدية للنواتج ، حيث أن جزءا منها يتخلص منه في البول ، والجـزء الباقي يتخلص منه بطرق (عبر مسارات) أخرى.

رغم أن الحركية العامة للـ (OPS) تبدو متشابهة ألا أن كل مركب يخضع لثوابت تحويـل فـي الجزء من الجسم الذي يتوافق وخواصه (Gaètan et al ., 2005).

5 – ميكانيزم التأثير السام للمبيدات العضوية الفسفورية:

5 – 1  –  فعلها على المشابك العصبية الخاصة بالأستيل كولين :

إن (OPIS) جد محبة للذوبان في الدهون ،مما يسمح لها بالعبور بـسهولة عبـر كـل الحـواجز البيولوجية حيث تتثبت بصورة تكافئية بـ AchE المـشابك العـصبية وأليـاف الجهـاز العـصبي المركزي (كما سبق الإيضاح) ،كما يتثبت كذلك مـع AchE لكريـات الـدم الحمـراءAchE -Er)  butyrylcholinesterases) و acetylcholinesterases érythrocytaires أو pseudocholinestérases الكبدي و البلازمي ، هذان الأخيران يعدان إنزيمان جد حساسان لكن أقل تخصصا ، وهما يشيران عموما للتعرض لمادة مثبطة للـ AchE فحتى لو اخترقت كمية قليلة الحاجز الدموي – الدماغي hématoencéphalique فهي عمليا كافية لتثبيط وفي بعض ثـوان كل نشاط AchE.

5 – 2  – فعلها أو تأثيرها على أجهزة إنزيمية أخرى:

تمتلك العديد من المركبات العضوية الفسفورية القدرة على فسفرة بروتين عضبي يعرف ب NTE) Neuropathy target estetaseبروتين غشائي عصبي أساسي يوجد فـي كـل الخلايـا العصبية ،كما يوجد في بعض الخلايا غير العصبية عند الفقريات ن ولكن يبقـى دوره الفـسيولوجي غير معروف (Paul et al ., 1999) .

6 – المظاهر السريرية للسمية الحادة للمبيدات الفسفوعضوية :

تختلف المظاهر السريرية للسمية الحادة لهذه المركبات باختلاف طريقة و شدة و مدة التعرض مـن مظاهر هضمية ، تشنج معدي، غثيان ، قيء إلى عضلية : تشنج وشلل عضلي ،اضـطرابات تنفـسية ،فرط في إفراز السوائل الجسدية إلى انخفاض ضغط الدم الشرياني وبطئ دقات القلب ……….إلخ

ويمكن اختصار وتبسيط هذه المظاهر، حسب نوع مستقبلات Ach المستهدفة n/mو التابعة لها كـل فئة من هذه المظاهر، وهو ما يوضحه الجدول التالي:

جدول 1 : المظاهر السريرية للسمية الحادة المبيدات الفسفوعضوية ( Rafia et al.,2007 )

جدول 1 : المظاهر السريرية للسمية الحادة المبيدات الفسفوعضوية ( Rafia et al.,2007 )

تتطور هذه المظاهر المختلفة (سابقة الذكر والموضحة في الجدول) وفق ثلاث  (3مراحل محددة:

récepteurs nicotinique/ Muscaunique ) :La Crise cholinergique)

تتطلب تكفلا خاص في مصلحة الإنعاش، و التي تظهر بعد مدة تختلـف بـاختلاف المبيـدات الفسفوعضوية و طبيعة السمية( استنشاق ،جلدية، هضمية ) تتمثل هذه المدة في بعـض دقـائق بعـد الاستنشاق و 24ساعة بعد التعرض للسمية عن طريق جلدي أو هضمي .

Le syndrome intermediare:

يتمثل في إصابة الألياف الجمجمية ،تعب عضلي، وشلل وصعوبة في التنفس وتكـون بعـد 24 إلى 96ساعة بعد التسمم (Milan ,2010). 

La neuropathie retardé

(Organophosphate induced delayed neuropathy (OPIND

تظهر بعد ثلاثة أسابيع من التعرض للسمية وتمس غالبا المحور الحركي ، وفي بعض الحـالات الحركي الحسي وناذرا الحسي فقط وتمس غالبا الجزء السفلي من الجسم (Raja et al ., 2010).

إن مظاهر عصبية أخرى كـ (extrapyramidales, cérebelleuses) ممكنة الحدوث ولكنها نادرة (Rafia et al ., 2010) .

7 – العلاج:

تتطلب المراقبة الصحية في حالة السمية تدخلا سريعا ، وإمكانيات عالية وهو ما يفتقد إليـه العـالم الثالث مما يسبب زيادة حالة الوفيات بسبب عدم توفر العلاج الصحي المباشر و يتمثل العلاج في :

7 – 1 معالجة الأعراض:

معالجة الأعراض ضرورية و يجب توفيرها في أقرب وقت ممكن للحفاظ على سلامة الوظـائف الحيوية ،ترتكز هذه المعالجة أساسا على التهوية وتحرير المجاري التنفسية وحتـى اسـتعمال تهويـة جهازية مراقبة للمريض .

7 –2 – معالجة خاصة:

و تتمثل في العلاج المعتمد على الترياق و المتمثلة في :

المعالجة ب sulfate d’atropine) Anticholinergique) ومادة مجـددة للــ les oximes) AchEولقد أدخل هذان العلاجان حيز التطبيـق سـنة 1950دون أي تجريـب سـريري مـسبق (Thabet et al.,2009 ).

حمل التطبيق الرائع الهندسة الزراعية للأندرويد 

       من هنا

السابق
تقسيم المبيدات
التالي
تأثير المبيدات الفسفو عضوية (OPIs) على الإنزيمات المضادة للأكسدة

اترك تعليقاً

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.