有机磷农药急性中毒对大鼠GABA受体影响的研究
作者：彭俊华 张峰 齐心亮 曹波 高宁 卓鉴波 曹波 高宁 卓鉴波
单位：彭俊华 张峰 齐心亮 曹波 高宁 卓鉴波 曹波 卓鉴波(兰州军区总医院检验科 730050)；曹波 高宁 卓鉴波(第三军医大学环境卫生教研室 重庆 400038)
关键词：有机磷农药；受体；GABA受体；中毒
中国现代医学杂志000506
目的：探索有机磷农药急性中毒的γ-氨基丁酸系统机理，为有机磷农药急性中毒的治疗提供理论依据。实验：用大鼠脑神经末梢微囊GABA受体做模型，从大鼠体外实验、体内染毒实验(动物抽搐发作和不发作)，观察GABA受体的变化。结果：在体外实验中，1×10-2mol/L的二嗪农或丙氟磷能显著降低大鼠GABA受体的结合(P<0.01)，1×10-3mol/L的二嗪农仍能显著降低GABA受体的结合(P<0.05)。二嗪农1.095g/kg灌胃大鼠，结果发现3H-GABA的结合值在抽搐发作时显著降低，大鼠腹腔注射丙氟磷6mg/kg，观察大鼠抽搐发作与不发作，3H-GABA的结合值均显著降低。结论：有机磷农药在一定浓度下能显著降低大鼠脑GABA受体的结合，GABA受体参与了有机磷农药的急性中毒过程。
, http://www.100md.com
分类号 R139.+3
STUDIES ON EFFECTS OF ACUTE POISONING OF ORGANOPHOSPHATE
PESTICIDE ON GABA RECEPTORS OF THE RAT BRAIN
Peng Junhua, Zhang Feng, Qi Xinliang, Cao Bo, Gao Ning, Zhou Jianbo
Lanzhou General Hospital, Lanzhou, P.L.A. 730050
[Abstract] Objective: Study the mechanism of GABA receptor of organphosphate pesticide's acute poisoning in order to give the evidences of treating diazinon's or DFP's acute poisoning. Methods: Use the model of rat's microsac to observe the change of 3 H-GABA bining to GABA receptor with diazinon's or DFP's acute poisoning in vitro and in vivo. Result: The 3 H-GABA total binding of rat's microsac was significant decreased when diazinon or DFP was acted on the rat's microsac at 1.10-2mol/L in vitro (p<0.01). Diazinon at 1.10-3mol/L, the 3 H-GABA total binding was still significant decreased (p<0.05). Diazinon (1.095g/kg body weight) was injected by intragastrication, the 3 H-GABA total binding was significant decreased (p<0.05) when rat's symptoms happening. DFP (6mg/kg body weight) was injected by intraperiton, the 3 H-GABA total binding was significant decreased (p<0.05). Conclusion: The total binding of GABA receptor was decreased when organophosphate pesticide was acted on the rat's microsac.
, 百拇医药
Key words: Organophosphate pesticide; Receptor; GABA receptor; Poisoning
本实验用大鼠及神经末梢微囊GABA受体模型，观察有机磷农药中毒时GABA受体的变化，探讨有机磷农药中毒的非胆碱能机制，为有机磷农药的急性中毒的预防和治疗提供重要的理论依据。
1 材料与方法
动物体内实验分组：分对照组、染毒未发作组和染毒发作组。对照组：不加任何处理。二嗪农1.095g/kg灌胃染毒，丙氟磷6mg/kg腹腔注射染毒，染毒途径和剂量参考文献和预试验来确定。未发作组于染毒后1h取大鼠脑，在同一批操作中提取三组大鼠脑神经末梢微囊。每组随机分配大鼠6只。大鼠脑神经末梢微囊制备和蛋白测定[2，4]，有机磷农药对大鼠脑神经末梢微囊GABA受体结合的影响，统计处理：用t检验分析。
, 百拇医药
2 实验结果
2.1 有机磷农药体外反应对GABA受体结合的影响
表1 有机磷农药体外反应对GABA受体
结合的影响 (CPM，
±s，n=10) 毒物
对照组
处理浓度(10mmol/L)
10
1
二嗪农
967±18
, 百拇医药
395±20
545±34
丙氟磷
843±101
343±54
740±56
注：处理与对照组比较P<0.01
反应条件：1.0g/L脑膜蛋白、30mmol/L3H-GABA在37℃作用30min。
2.2 有机磷农药对离体脑GABA受体结合曲线的影响
3 H-GABA浓度在6×10-8mol/L,8×10-8mol/L,1×10-7mol/L时，二嗪农作用于离体大鼠脑GABA受体，结果发现实验组3H-CPM值比总结合显著降低(P<0.05)，(见图1)，丙氟磷却不能引起GABA受体结合的降低。
, 百拇医药
图1 二嗪农对体外GABA的受体的结合曲线
◆二嗪农；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白，30nmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；二嗪农的浓度：10mmol/L；
P<0.01，毒物组和总结合组比较
2.3 有机磷农药对GABA受体的体内影响
表2 有机磷农药中毒对GABA受体结合的影响 (CPM，±s，n=10) 中毒症状
对照组
, 百拇医药
处理组
10
1
末惊厥
882±45
947±61
495±302)
惊厥
909±67
560±421)
382±162)
注：1)处理与对照组比较：P<0.01
, http://www.100md.com
2)处理与对照组比较：P<0.05
反应条件：1.0g/L脑膜蛋白,30nmol/L3H-GABA在37℃作用30min。
二嗪农(1.095g/kg)皮下注射染毒，丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染素
2.4 有机磷农药体内染毒对GABA受体结合曲线的影响
用1.095g/kg的二嗪农染毒大鼠，大鼠抽搐发作时，结果发现实验组中GABA受体的3H-CPM值在3H-GABA浓度4×10-8mol/L,8×10-8mol/L,1×10-7mol/L时比总结全组显著降低(P<0.05)，(见图2)，6mg/kg的丙氟磷腹腔注射大鼠，不论大鼠抽搐发作与否，大鼠脑中GABA受体的结合值均显著降低(见图3，4)。
, 百拇医药
图2 二嗪农染毒发作大鼠GABA的受体的结合曲线
◆Dia；■gaba；△3H-gaba
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白，30mmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；二嗪农(1.095g/kg体重)灌骨染毒；
*P<0.05，染毒组和总结合组比较
图3 DEP染毒大鼠GABA的受体的结合曲线
◆丙氟磷；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白30nmol/L3H-GABA
, http://www.100md.com
在37℃反应30min；丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染毒；
*P<0.05，**P<0.01，毒物组和总结合组比较
图4 DEB染毒发作大鼠GABA的受体的结合曲线
◆丙氟磷；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白30nmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染毒；
*P<0.05，**P<0.01，染毒组和总结合组比较
, http://www.100md.com 3 讨论
有机磷农药可经消化道、呼吸道、皮肤等多种途径吸收进入体内，引起中毒反应。以往的研究认为有机磷中毒引起胆碱能系统变化。用乙酰胆碱受体能够解释有机磷农药急性中毒的大部分症状，但对于中毒时出现脑神经系统变化，抽搐、惊厥、癫痫样发作则不能很好解释。在治疗中采用阿托品及胆碱酯酶重活化剂治疗效果并不十分理想。近来有研究认为GABA系统也可能参与了某些OPP的中毒过程。GABAA受体是一种氯离子通道受体，该受体上有GABA、巴比妥、印防已毒素、农药、酒精、以及TBPS的结合位点[5]。
动物实验发现惊厥、癫痫发作均与GABA受体有关，抗癫痫药物通常采用GABA受体激动剂。治疗有机磷中毒发现采用少量的苯二氮卓类药物，可以提高机体中GABA含量，从而消除有机磷引起的抽搐、癫痫样发作[6]。
实验中观察到有机磷农药对GABA受体的影响。在大鼠体外实验中，1×10-2mol/L的二嗪农或丙氟磷均能显著降低脑神经末梢微囊中GABA受体与3H-GABA配体结合(P<0.01)，1×10-3mol/L仍能显著降低受体与配体的结合。大鼠灌胃染毒二嗪农，染毒后抽搐发作时大鼠脑中GABA受体结合显著降低(P<0.05)，大鼠腹腔注射染毒丙氟磷，大鼠脑中的GABA受体结合显著降低(P<0.05)，这些结果揭示GABA受体可能参与了有机磷农药的中毒过程。Gangt等报导非胆碱酯酶抑制剂OPP砷氧磷、TOCP均能抑制GABA受体介导的Cl-通道功能，从而提示GABA受体参与了OPP中毒过程[2]。有研究发现氨氧乙酸(amino-oxyacetic AOAA)通过抑制γ-氨基丁酸转氨酶的作用提高机体中GABA的含量，从而抑制有机磷中毒抽搐样的发作[8]。Kar和Martin发现氧磷引起的抽搐与中枢神经系统的GABA含量有关，并认为有些OPP中毒引起动物抽搐死亡并非因为抑制乙酰胆碱酯酶，而是由于改变中枢GABA功能，引起一系列变化从而导致以上结果出现[2]。
, http://www.100md.com
总之，有机磷农药中毒引起GABA受体结合的降低，这些反应是由有机磷农药直接作用受体引起的，还是由于影响了GABA受体的Cl-通道引起的，这有待于进一步研究。
卓鉴波(第三军医大学环境卫生教研室 重庆 400038)
参 考 文 献
1 Szinicz L.Nerve agent poisoning.Human and experimental toxicology,1996;15(1):74
2 Gant DB,Eldefrswi ME,Eldefrdwi AT.Action of organophosphate on GABAA receptors and voltsge-dependent chloride channels.Fundanmental and applied toxicology,1987;9:698～704
, 百拇医药
3 Townsend Alfres T,Adams Danny K,Lopez Jose B,et al.Effect of diisoorpropylfluoto-phosphate on muscarinic and gamman-aminobutyric acid recptors in visual cortex of cat.Life sci,1991;49:1053～1060
4 Adron Harris R,Allan Andrea.Function coupling of γ-aminobutyric acid receptors to chloride channels in branin membranes,Sci,1985;28:1108～1110
5 Sighart W.Structure and pharmacology of γ-aminobutyic acidA subtypes,Pharmacol Rew,1995;47:182～234
, 百拇医药
6 Cohen Ephraim,Casida John E,Effects of insecticides and Gabaerigc agents on a house fly 35S-butylbicyclphosphaothionate binding site,Pesticide Biochem and physi,1986;25:63～72
7 Marrs TC,Jacobsent D.Jant IPCS/EC project of evalution of antidotes used in treatment of Oppoisoning:Monograph on diazepam in Oppoisoning.Human and experimental toxicology,1996;15(1):75, 百拇医药
单位：彭俊华 张峰 齐心亮 曹波 高宁 卓鉴波 曹波 卓鉴波(兰州军区总医院检验科 730050)；曹波 高宁 卓鉴波(第三军医大学环境卫生教研室 重庆 400038)
关键词：有机磷农药；受体；GABA受体；中毒
中国现代医学杂志000506
目的：探索有机磷农药急性中毒的γ-氨基丁酸系统机理，为有机磷农药急性中毒的治疗提供理论依据。实验：用大鼠脑神经末梢微囊GABA受体做模型，从大鼠体外实验、体内染毒实验(动物抽搐发作和不发作)，观察GABA受体的变化。结果：在体外实验中，1×10-2mol/L的二嗪农或丙氟磷能显著降低大鼠GABA受体的结合(P<0.01)，1×10-3mol/L的二嗪农仍能显著降低GABA受体的结合(P<0.05)。二嗪农1.095g/kg灌胃大鼠，结果发现3H-GABA的结合值在抽搐发作时显著降低，大鼠腹腔注射丙氟磷6mg/kg，观察大鼠抽搐发作与不发作，3H-GABA的结合值均显著降低。结论：有机磷农药在一定浓度下能显著降低大鼠脑GABA受体的结合，GABA受体参与了有机磷农药的急性中毒过程。
, http://www.100md.com
分类号 R139.+3
STUDIES ON EFFECTS OF ACUTE POISONING OF ORGANOPHOSPHATE
PESTICIDE ON GABA RECEPTORS OF THE RAT BRAIN
Peng Junhua, Zhang Feng, Qi Xinliang, Cao Bo, Gao Ning, Zhou Jianbo
Lanzhou General Hospital, Lanzhou, P.L.A. 730050
[Abstract] Objective: Study the mechanism of GABA receptor of organphosphate pesticide's acute poisoning in order to give the evidences of treating diazinon's or DFP's acute poisoning. Methods: Use the model of rat's microsac to observe the change of 3 H-GABA bining to GABA receptor with diazinon's or DFP's acute poisoning in vitro and in vivo. Result: The 3 H-GABA total binding of rat's microsac was significant decreased when diazinon or DFP was acted on the rat's microsac at 1.10-2mol/L in vitro (p<0.01). Diazinon at 1.10-3mol/L, the 3 H-GABA total binding was still significant decreased (p<0.05). Diazinon (1.095g/kg body weight) was injected by intragastrication, the 3 H-GABA total binding was significant decreased (p<0.05) when rat's symptoms happening. DFP (6mg/kg body weight) was injected by intraperiton, the 3 H-GABA total binding was significant decreased (p<0.05). Conclusion: The total binding of GABA receptor was decreased when organophosphate pesticide was acted on the rat's microsac.
, 百拇医药
Key words: Organophosphate pesticide; Receptor; GABA receptor; Poisoning
本实验用大鼠及神经末梢微囊GABA受体模型，观察有机磷农药中毒时GABA受体的变化，探讨有机磷农药中毒的非胆碱能机制，为有机磷农药的急性中毒的预防和治疗提供重要的理论依据。
1 材料与方法
动物体内实验分组：分对照组、染毒未发作组和染毒发作组。对照组：不加任何处理。二嗪农1.095g/kg灌胃染毒，丙氟磷6mg/kg腹腔注射染毒，染毒途径和剂量参考文献和预试验来确定。未发作组于染毒后1h取大鼠脑，在同一批操作中提取三组大鼠脑神经末梢微囊。每组随机分配大鼠6只。大鼠脑神经末梢微囊制备和蛋白测定[2，4]，有机磷农药对大鼠脑神经末梢微囊GABA受体结合的影响，统计处理：用t检验分析。
, 百拇医药
2 实验结果
2.1 有机磷农药体外反应对GABA受体结合的影响
表1 有机磷农药体外反应对GABA受体
结合的影响 (CPM，
±s，n=10) 毒物对照组
处理浓度(10mmol/L)
10
1
二嗪农
967±18
, 百拇医药
395±20
545±34
丙氟磷
843±101
343±54
740±56
注：处理与对照组比较P<0.01
反应条件：1.0g/L脑膜蛋白、30mmol/L3H-GABA在37℃作用30min。
2.2 有机磷农药对离体脑GABA受体结合曲线的影响
3 H-GABA浓度在6×10-8mol/L,8×10-8mol/L,1×10-7mol/L时，二嗪农作用于离体大鼠脑GABA受体，结果发现实验组3H-CPM值比总结合显著降低(P<0.05)，(见图1)，丙氟磷却不能引起GABA受体结合的降低。
, 百拇医药
图1 二嗪农对体外GABA的受体的结合曲线
◆二嗪农；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白，30nmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；二嗪农的浓度：10mmol/L；
P<0.01，毒物组和总结合组比较
2.3 有机磷农药对GABA受体的体内影响
表2 有机磷农药中毒对GABA受体结合的影响 (CPM，
±s，n=10) 中毒症状对照组
, 百拇医药
处理组
10
1
末惊厥
882±45
947±61
495±302)
惊厥
909±67
560±421)
382±162)
注：1)处理与对照组比较：P<0.01
, http://www.100md.com
2)处理与对照组比较：P<0.05
反应条件：1.0g/L脑膜蛋白,30nmol/L3H-GABA在37℃作用30min。
二嗪农(1.095g/kg)皮下注射染毒，丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染素
2.4 有机磷农药体内染毒对GABA受体结合曲线的影响
用1.095g/kg的二嗪农染毒大鼠，大鼠抽搐发作时，结果发现实验组中GABA受体的3H-CPM值在3H-GABA浓度4×10-8mol/L,8×10-8mol/L,1×10-7mol/L时比总结全组显著降低(P<0.05)，(见图2)，6mg/kg的丙氟磷腹腔注射大鼠，不论大鼠抽搐发作与否，大鼠脑中GABA受体的结合值均显著降低(见图3，4)。
, 百拇医药
图2 二嗪农染毒发作大鼠GABA的受体的结合曲线
◆Dia；■gaba；△3H-gaba
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白，30mmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；二嗪农(1.095g/kg体重)灌骨染毒；
*P<0.05，染毒组和总结合组比较
图3 DEP染毒大鼠GABA的受体的结合曲线
◆丙氟磷；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白30nmol/L3H-GABA
, http://www.100md.com
在37℃反应30min；丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染毒；
*P<0.05，**P<0.01，毒物组和总结合组比较
图4 DEB染毒发作大鼠GABA的受体的结合曲线
◆丙氟磷；■总结合；△非特异性结合
反应条件：1.0g/L；脑膜蛋白30nmol/L3H-GABA
在37℃反应30min；丙氟磷(6mg/kg体重)腹腔注射染毒；
*P<0.05，**P<0.01，染毒组和总结合组比较
, http://www.100md.com 3 讨论
有机磷农药可经消化道、呼吸道、皮肤等多种途径吸收进入体内，引起中毒反应。以往的研究认为有机磷中毒引起胆碱能系统变化。用乙酰胆碱受体能够解释有机磷农药急性中毒的大部分症状，但对于中毒时出现脑神经系统变化，抽搐、惊厥、癫痫样发作则不能很好解释。在治疗中采用阿托品及胆碱酯酶重活化剂治疗效果并不十分理想。近来有研究认为GABA系统也可能参与了某些OPP的中毒过程。GABAA受体是一种氯离子通道受体，该受体上有GABA、巴比妥、印防已毒素、农药、酒精、以及TBPS的结合位点[5]。
动物实验发现惊厥、癫痫发作均与GABA受体有关，抗癫痫药物通常采用GABA受体激动剂。治疗有机磷中毒发现采用少量的苯二氮卓类药物，可以提高机体中GABA含量，从而消除有机磷引起的抽搐、癫痫样发作[6]。
实验中观察到有机磷农药对GABA受体的影响。在大鼠体外实验中，1×10-2mol/L的二嗪农或丙氟磷均能显著降低脑神经末梢微囊中GABA受体与3H-GABA配体结合(P<0.01)，1×10-3mol/L仍能显著降低受体与配体的结合。大鼠灌胃染毒二嗪农，染毒后抽搐发作时大鼠脑中GABA受体结合显著降低(P<0.05)，大鼠腹腔注射染毒丙氟磷，大鼠脑中的GABA受体结合显著降低(P<0.05)，这些结果揭示GABA受体可能参与了有机磷农药的中毒过程。Gangt等报导非胆碱酯酶抑制剂OPP砷氧磷、TOCP均能抑制GABA受体介导的Cl-通道功能，从而提示GABA受体参与了OPP中毒过程[2]。有研究发现氨氧乙酸(amino-oxyacetic AOAA)通过抑制γ-氨基丁酸转氨酶的作用提高机体中GABA的含量，从而抑制有机磷中毒抽搐样的发作[8]。Kar和Martin发现氧磷引起的抽搐与中枢神经系统的GABA含量有关，并认为有些OPP中毒引起动物抽搐死亡并非因为抑制乙酰胆碱酯酶，而是由于改变中枢GABA功能，引起一系列变化从而导致以上结果出现[2]。
, http://www.100md.com
总之，有机磷农药中毒引起GABA受体结合的降低，这些反应是由有机磷农药直接作用受体引起的，还是由于影响了GABA受体的Cl-通道引起的，这有待于进一步研究。
卓鉴波(第三军医大学环境卫生教研室 重庆 400038)
参 考 文 献
1 Szinicz L.Nerve agent poisoning.Human and experimental toxicology,1996;15(1):74
2 Gant DB,Eldefrswi ME,Eldefrdwi AT.Action of organophosphate on GABAA receptors and voltsge-dependent chloride channels.Fundanmental and applied toxicology,1987;9:698～704
, 百拇医药
3 Townsend Alfres T,Adams Danny K,Lopez Jose B,et al.Effect of diisoorpropylfluoto-phosphate on muscarinic and gamman-aminobutyric acid recptors in visual cortex of cat.Life sci,1991;49:1053～1060
4 Adron Harris R,Allan Andrea.Function coupling of γ-aminobutyric acid receptors to chloride channels in branin membranes,Sci,1985;28:1108～1110
5 Sighart W.Structure and pharmacology of γ-aminobutyic acidA subtypes,Pharmacol Rew,1995;47:182～234
, 百拇医药
6 Cohen Ephraim,Casida John E,Effects of insecticides and Gabaerigc agents on a house fly 35S-butylbicyclphosphaothionate binding site,Pesticide Biochem and physi,1986;25:63～72
7 Marrs TC,Jacobsent D.Jant IPCS/EC project of evalution of antidotes used in treatment of Oppoisoning:Monograph on diazepam in Oppoisoning.Human and experimental toxicology,1996;15(1):75, 百拇医药