Výskum civilnej obrany - PDF na stiahnutie zadarmo

Séria publikácií Komisie pre ochranu pri federálnom ministrovi vnútra, Výskum v oblasti civilnej ochrany, Vydal Federálny úrad ústredia pre civilnú ochranu v mene Federálneho ministerstva vnútra. Nový zväzok 50 Ronald Zech Detoxikácia organofosfátov pomocou fosforylfosfatáz a etanolamínu Krátky názov: Detoxikácia organofosfátmi ISSN 0343-5164

zadarmo

VÝSKUM ŠTÁTNEJ OCHRANY Nový zväzok 50

Séria publikácií Komisie pre ochranu pri Federálnom ministrovi vnútra, Výskum v oblasti civilnej ochrany, Vydal Federálny úrad ústredia pre civilnú ochranu v mene Federálneho ministerstva vnútra Nový zväzok 50 Ronald Zech Detoxikácia organofosfátov fosforylfosfatázami a etanolamínom Krátky názov: Detoxikácia organofosfátmi ISSN 0343-5164

Vydavateľ: Federálny úrad pre správu Ústredný úrad pre civilnú ochranu Deutschherrenstraße 93-95, 53177 Bonn Telefón: (0 18 88) 358-0 Fax: (0 18 88) 358 Internet: www.bundesverwaltungsamt.de Články odrážajú názory autorov. Nepredstavujú vyhlásenie vydavateľa a nemajú sa interpretovať ako také. 2001 Federálny úrad pre správu, ústredný úrad pre civilnú obranu, Bonn, sadzba a tlač: Druckhaus Dresden GmbH

3. Kinetika neenzymatickej hydrolýzy organofosfátov urýchlená aminoalkoholmi. 134 3.1. Paraoxon. 138 3.2. DFP. 142 4. Koncepcie civilnej ochrany. 145 Bibliografia. 146 6

Obrázok 2: Insekticídne organofosfáty Podľa informácií Federálneho štatistického úradu a spoločnosti BAYER AG mala výroba insekticídnych organofosfátových prípravkov pre poľnohospodárstvo v Spolkovej republike 1979 iba 239 miliónov mariek; v roku 1980 sa ich na celom svete vyrobilo 100 000 t. Výhody organofosfátov ako pesticídov sú 1. vysoká insekticídna účinnosť 2. rýchla degradácia (v porovnaní s chlórovanými uhľovodíkovými zlúčeninami typu DDT) na netoxické produkty pre ľudí a zvieratá (nedostatok akumulácie) 3. nízka dávka na zastavaná plocha (ziskovosť). Adekvátna výživa pre stále rýchlo rastúcu svetovú populáciu je nemysliteľná bez použitia organofosfátových insekticídov. Jedným z problémov pri používaní organofosfátov je jeho vysoká toxicita pre stavovce (teplokrvné zvieratá), čo si pri jeho používaní vyžaduje osobitnú opatrnosť. Zlúčeniny zo skupiny esterov organických kyselín fosforečných sa vo veľkom rozsahu priemyselne používajú aj ako východiskové materiály pre syntézu nehorľavých plastov. Prísada mazacieho oleja Plastifikátory plastov Superplastifikátory Antioxidanty Prísada rozpúšťadiel pre extrakčné procesy 9

Obrázok 4: Organofosfátové bojové látky (nervové plyny) Bojové látky zobrazené na obr. 4 boli vyrobené a vo veľkej miere uskladnené dvoma veľmocami po druhej svetovej vojne. Výroba, skladovanie a používanie sú teraz zmluvne zakázané; mocnosti sa zaviazali zničiť existujúce zásoby. Samotné USA majú problém odstrániť 25 000 ton uskladnených vojnových agentov, pričom o najvhodnejších metódach sa stále vedú spory. Zásoby v bývalom Sovietskom zväze budú pravdepodobne ešte väčšie ako zásoby v USA. Relatívne jednoduchá výroba vysoko toxických organofosfátov umožňuje, aby aj malé, agresívne štáty tajne obchádzali zákaz nervových plynov a bez povšimnutia ich produkovali a skladovali. Príkladom bola vojna v Perzskom zálive. Je tiež možné, že zločinecké a teroristické organizácie produkujú nervové plyny a používajú ich pri vraždách, ako ukázal útok sarínom v tokijskom metre v roku 1995. 11

Tabuľka 2: Príznaky chronickej neurotoxickej, oneskorenej intoxikácie organofosfátmi Chronické neurotoxické príznaky vyvoláva inhibícia karboxylesterázy (EC 3.1.1.1) s neznámou fyziologickou funkciou; nazýva sa to neurotoxikant-senzitívna esteráza (NTSE alebo NTE); ich inhibícia prebieha podľa ireverzibilného (kovalentného) mechanizmu podobného mechanizmu použitému na inhibíciu acetylcholínesterázou. Obrázok 8: Cieľové enzýmy organofosforečnanov pri akútnych cholinergných a chronických neurotoxických účinkoch Termín zostarnutý na obrázku 8 popisuje jav, že u mnohých organofosfátov vo fosforylovanej esteráze sa alkylový zvyšok odštiepi od fosfátového zvyšku na seríne; inhibovaná esteráza potom už nie je prítomná ako P-triester, ale ako P-diester, ktorý sa už prakticky nemôže znovu aktivovať. 14

1.1.1 Optimalizácia a štandardizácia fenotypizácie geneticky polymorfných foriem paraoxonázy V literatúre sú opísané veľmi odlišné testovacie metódy na meranie aktivity paraoxonázy, najmä pokiaľ ide o použité tlmivé roztoky a hodnoty ph. Ich prehľad je uvedený v tabuľke 4. Tabuľka 4: Testovacie systémy používané rôznymi autormi na stanovenie aktivity paraoxonázy. Najčastejšie sa používa tlmivý roztok Tris a tiež sa používajú tlmivé roztoky glycínu, fosfátu, hydrogenuhličitanu a trietanolu, aj keď príslušné použité koncentrácie tlmivého roztoku sa líšia. Existujú tiež veľké rozdiely v hodnotách pH použitých pufrov. Rozsah sa pohybuje od pH 6,5 do pH 11,2. 19

Výpočet aktivity Výpočet aktivity arylesterázy s testovacím objemom 1 ml bol založený na nasledujúcom vzorci: Arylesteráza [U/ml séra] = U/min. Korigovaná slepá hodnota x predbežné zriedenie séra ε x objem vzorky v teste [ml] Milimolárny extinkčný koeficient (ε) Metóda pri pH 7 je 1,411. Aktivita PON sa stanovila v sére 165 zdravých dobrovoľníkov oboch pohlaví (vo veku 15-81 rokov) so substrátmi fenylacetát a paraoxón. Konverzie fenylacetátu boli distribuované unimodálne s vrcholom pri 110 - 150 U/ml séra (obr. 10). Priemerná hodnota bola 134 U/ml séra, s rozsahom nameraných hodnôt 49-243 U/ml séra. Obrázok 10: Frekvenčné rozdelenie aktivity PON v sére s fenylacetátom. Rovnaké séra testované pomocou Paraoxonovej hydrolýzy vykázali indikovanú trimodálnu distribúciu aktivít s frekvenčnými maximami pri 0,2-0,4 U/ml séra a 2,0-2,4 U/ml séra (obr. 11). 23

Obrázok 11: Frekvenčné rozdelenie aktivity paraoxonázy [U/ml séra] v sérach od zdravých dobrovoľníkov (n = 165) Tri skupiny nebolo možné zreteľne od seba oddeliť, takže sa nevypočítavali stredné hodnoty, štandardné odchýlky a rozsahy skupín. Fenotypová príslušnosť séra na základe paraoxonázovej aktivity nemohla byť jasne stanovená. Vzťahy medzi týmito dvoma enzýmovými aktivitami sa skúmali vynesením konverzie fenylacetátu proti konverzii paraoxónu pre každé sérum (obr. 12). Obrázok 12: Konverzia (μmol/min/ml séra) fenylacetátu a paraxonu pomocou PON v sére 165 zdravých ľudí. 24

Existovali tri jasne rozlíšiteľné skupiny v tvare vejára, pre ktoré sa osobitne počítali regresné čiary a korelačné koeficienty. Korelačné koeficienty boli 0,923 pre regresnú priamku s najnižším sklonom, 0,790 pre priamku so stredným sklonom a 0,962 pre najstrmšiu regresnú čiaru. Arylesterázové aktivity veľmi dobre korelovali s paraoxonázovými aktivitami vo všetkých skupinách (str