Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительный анализ некоторых биохимических систем детоксикации ксенобиотиков у комнатных мух и тараканов

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ некоторых биохимических систем детоксикации ксенобиотиков у комнатных мух и тараканов"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕПППА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ш'спп Г5. II. ЛЕНИНА

Специализирован!™« сонет К 053.01.01

На пранах рукописи Для служебного пользования

Экз. №

Рсг. Л": ДСП от 93 г.

БАКЛТГОЛЛ Елетга Наапоптта

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЕТОКСИКАДИИ КСЕ110ЕТЮТИК0В У КОМНАТНЫХ МУХ И ТАРАКАНОВ

03.00.04 — биологическая хп,»шя

АВТОРЕФЕРАТ

диссертлцпи на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1993

»

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте профилактической токсикологии и дезинфекции Госсанэпиднадзора РФ.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор РОСЛЛВЦЕВА С. А.,

кандидат биологических наук,. доцент КУТУЗОВА Н. М.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

член-корреспондент РАН, профессор КОРОЧКИН Л. И.

кандидат биологических наук, ПЕРЕГУДА Т. А.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт химических средств защиты растений.

Защита состоится «...Г?^...» 1993 г. в ча-

сов на заседании специализированного совета К 053.01.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени педагогическом государственном университете имени В. И. Ленина по адресу: Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, ауд. 506.

С диссертацией можно ознакомиться у ученого секретаря по адресу: Москва, Кибальчича 6, корпус 4, ком. 206.

Ученый секретарь специализированного совета

Автореферат разослан «

1993

г.

А. П. ОЖИГОВА

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что наибольший вклад в метаболизм инсектицидов и механизм формирования резистентных к ним популяций членистоногих вносят астера-зы, монооксигеназы (ЫО) и глутатион-S-трансфераза (Г-S-T) (Hodson, 1983; Касида, 1083; Филиппович и др. , 1988, Clark, 1Q89).

При деградации ксенобиотиков в организме насекомых, котор&т осуществляется, в основном, тремя путями - гидролитическим, окислительным, а также в результате реакций конъюгации с глутатиоиоц -каждая из указанных ферментных систем играет важную роль на определенной стадии и в некоторых случаях'промежуточные или конечные продукты метаболизма являются более токсичными, чем неходкие соединения (Розенгарт, Шерстобитов, 1978; Casida, 1084; ffiinon. 1900), Такая ситуация очень тесно связана со структурными особенностями токсичного соединения, а тага® с видо- и фазоспецифичностыо насекомых, и, в конечном итоге, затрудняет создание теоретической и практической системы борьбы с вредными членистоногими.

В связи с этим, изучение активности зстераз, h'O, r-S-T насеко-шх, а такие использование их специфических ингибиторов весы/л перспективно Kaie для детальной характеристики этих систем, так и для изучения вновь найденных ингибиторов в 1сачестве синергистов к инсектицидам (Technical report WHO, 1992). В настоящее время отсутствуют эффективные ингибиторы эстераз, нашедшие практическое применение п качестве 'синергистов к инсектицидам.

В последнее десятилетие среди инсектицидов первое место задали пиретроидц (№льников, 1991). Они весьма дороги из-за ыногостадий-ности процесса и сложности получения полупродуктов их синтеза Использование синергистов из группы фосфорорганических соединений сделало бы применение пиретроидов более экономичны« и в глкой-то мэра решило проблему преодоления резистентности.

Исходя из изложенного, исследование Ферментных систем, детокси-щгрущих в оргашзш насекомых инсектициды и поиск их ингибиторов, весьт перспективное направление.

ЦбДИ н задачи исследования. Основной целью натего исследования явилось сравнительное изучение активности эстераэ, Г-S-T у некоторых ендов синаитропных тараканов и комнатных мух чувствительной к ре-вистентных к инсеютщидан рас и популяций; оценю, вновь синтезированных органических производных кислот фосфора э качестве их воамоя-

ных ингибиторов, а, следовательно, потенциальных синергистов.пермет-рина, а такле изучение вклада МО в механизм детоксикации ксенобиотиков у комнатных мух и тараканов.

В связи с этим в задачу исследования входило:

1. Исследование активности эсгераз и Г-S-T у чувствительных и резистентных к инсектицидам рас и популяций комнатных мух и тараканов, а также изучение вклада МО в механизм детоксикации перметрнна,

2. Изучение в сравнительном аспекте эстеразного комплекса ферментов четырех видов синантропных тараканов и комнатных мух на тканевом, органнном и видовом уровнях, а тага® в онтогенезе.

3. Изучение новых фосфорорганических соединений, в основном производных тио- и дитнокислот ряда 1,3,2-оксазафосфоринана, в качестве ингибиторов эстераэ и Г-S-T биохимическими и токсикологическими методами.

Научная новизна работы. Впервые проведено сравнительное исследование эстеразного спектра ферментов нервной ткани и стенок кишеч-* ника четирех видов тараканов и комнатных мух.

Впервые оценены в качестве ингибиторов эстераз, Г-S-T и МО производные ряда 1,3.2-оксазафосфоринана.

Исследованы уровни активности эстераэ и Г-S-T у рас и природных популяций комнатных мух и тараканов, устойчивых к инсектицидам.

Впервые проведено сравнение ингибиторов системы зстераз и показано, что наиболее активным и избирательно действующим на . кароокси-лэстеразы (КЭ) является О-октил-З-(карбметоксиметилмеркаптометил) метилтиофосфонат, который 'пригоден для идентификации КЭ. Он апробирован и рекомендован в качестве избирательного ингибитора КЭ насекомых и полущи торговый знак "Карэсан".

В группе оксазафосфоринанов выявлены активные ингибиторы осте-раэ 2-бутилмеркапто-Е-тио-1,3,2-оксазафосфоринап (АО-6), который является активным синергистом к перметрину для синантропных тараг-аиов. а также 2-феншмэркш1то-2-тш-1,3,2-оксаэафосфорккаи (£>0-2) - для комнатных мух.

Практическое значение работы. Предложен для практичеасого при' иэнения специфический избирательный ингибитор I® "Карэсан". ■ Найден активный ингибитор систем детоксикации у тараканов АО-6, который яр-. ляется потенциальным синергистом к перметрину. Он отобран для дальнейшего изучения. Материалы поданы для патентования.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на X ">« Всесоюзного Энтомологического общества (Ленинград, 1989); на

конференции "Лабораторные животные для медико-биологических и биотехнологических иссдедованиа"(№сква, 1990); на Международной конференции по химии фосфора (Тулуза, 1991), на VIII Всесоюзной конференции по проблемам резистентности (Уфа, 1992)-, на Ученых сонетах НИИ профилактической токсикология и дезинфекции.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и обгем работы. Диссертация состоит ив введения; обзора литературы (глава 1) по основным системам детоксикации ксеноОн-отиков в организме членистоногих; описания объектов и. методов исследования (глава 2); изложения и обсуждения полученных экспериментальных результатов (главы 3-4); заключения; выводов; списка цитируемой литературы (192 ссылок) и прилогения (17 стр). Работа изложена на 164 стр. машинописного текста и включает 20 рис. я 13 таблиц.

ЭКСПШСШГГАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Материалы и методы исследования.

Исследования вели на комнатных мухах Musca domestica L. рас SRS, R-хл, R-перм, VP, культивируемых в инсектарии КШГГиД, а такие на природных популяциях из различных регионов страны; лабораторных культурах синантроппых тараканов семейств Blattidao (Periplaneta anortcana L. - американский таракан, Blatta orientalis L. - черный таракан). Blaberidao (Nauphoeta cineroa 01 ívíer - пепельный таракан), Bláttelltdae (Blattella germanica L. - рыжий таракан).

В экспериментах использовали в качестве эталонного инсектицида перметрин, а в качестве ингибиторов ферментов детоксикации пиперо-нидбутоксид (ППБ), S, S,S-тркбутклтритио^юс'йт (ТБТФ), карэсан, а такие 16 новых соединений - производных тио- и дитиокислот ряда 1,3,2-оксазафосфоринана, впервые изучавшихся в качестве ингибиторов детоксикащгонннх систем у насекомых.

ОСшую зсгеразную активность определяли в гомогенатах из яиц, лцчишж, куколок, головного, брюшного отделов ¡¡шго, а тшог.э кишечника и' ганглий спектрофотоыетрическн по методу Еан-Асперена (Asporen, van, 1362);' активность Г-S-T - по кодифицированному методу забига (Hable at al., 1974) в цитоэольной Фракции из рыжих таракачов и бркшюго отдела комнатных. пух. Содержите бежа з пробах определяли по методу Лзури.

Эстеразтй спектр ферментов исследовали в экстрактах из насекомых в -онтогенезе' (яйца', личинки разных возрастов, куколки, имаго), в различных частях тела (головы, брвшюй отдел) и отдельных тканях

(нервная цепочка, стенки кишечника, гемолимфа, жировое тело, репродуктивные органы) методом электрофореза в ПААГе (Uaypep, 1971). Для приготовления экстрактов Орали определенные навески тканей, найденные экспериментальным путем и являющиеся оптимальными для наиболее полного выявления ферментов зстеразного спектра. В качестве субстрата для выявления эстеразных фракций применяли 2-нафгилацетат (2-НА), а холинэстеразные фракции дополнительно выявляли по методу Кар-новского в модификации Филипповича, субстрат ацетилтиохолишюдвд (ATXI) (Филиппович и др. , 1982). Идентификацию эстеразных фракций проводили по схеме Аугустинсона (<1млиппович, Коничеа, 1987) с привлечением специфических фосфорорганических ингибиторов ГД-42 и ка-рэсана. Сканирование электрофореграш и последующий расчет полученных денситограмм осуществляли на ультраскане фирмы LKB.

Для определения токсичности ксенобиотиков использовали метод топикалыюй обработки ацетоновши растворами с помощью шкротрща типа Гамильтон. Степень токсичности соединений характеризовали показателем СД-50, мкг/г, определенным по методу Попова (13656). Вклад неспецифических эстераз (КЭ) и Ш в механизм детоксикации перметрина определяли токсикологическим методом, используя специфические ингибиторы ИО - ППБ и КЭ - ТБТФ и характеризуя тип и интенсивность действия компонентов в см^си коэффициентом совместного действия (КСД) (Попов, 1965а).

Результаты и их обсуждение Исследование активности эстераз, Г-S-T, £ чувствительных и резистентных к инсектицидам рас и популяций комнатных мух и тараканов.

По подученным данным уровень зстеразной активности у комнатных мух фааоспецифичен и связан с критическими точками развития насекомых, когда в организме осуществляйся такие процессы, как линька, шгашрфоз, питание и репродукция (рис.1). Самая низкая активность эстераз наблюдалась на стадии яйца, затем она постепенно повышалась и достигала максимальной величины у имаго. В головном отделе имаго активность эстераз значительно выше, чей в бршном, что согласуется с литературными данными (О'Брайн, 1964).

При исследовании дитамжн эстеразиой аганвности у кошатных иух в течение иыагинального развития нами продемонстрированы различил шэд чувствительной и резистентными расами, а таюг установлено, что тксикум активности эстераз связан с формированием репродукткс-uoft системы и приходится на 4-5 сутки, тогда как fâiîc$:;.iyu активпостк Г-S-T - на 2 суткн (рис, 2. 3).

-о -

с,

к

ц

Ы I7J о I.Z -

iu

я

S

Н

0.8 -

О-в

Я 0.4 о

а.г

о J¿¡

Щ

тиЩШ '6 V ь

_ стадии онтогенеза

Рис.1, Изменение активности эстераэ в гомогенотах из

комнатных пух расы 5К5 в онтогенезе Условные обозначения: 1-яйца; 2-лнчмт<и 1-П возрастов; 3-личмн-ки 1У возраста; 4-нуколки селие: 5-куколкн кори'шепио; 6-цолое имаго; 7-голошой отдел киаго; 6-брганрЛ отдел ниаго

av ю-н . м возраст имаго (сутки) Рис.2, Изменение активности эстераэ d цитозольлой фракции брюшного отдела имаго кошатных пух разных рас о зависимости от возраста Условные обозначения: I-paca Sl?5; 2-paca VP; 3-paca

У комнатных мух лабораторных рас и природных популяций, устойчивых к инсектицидам, найдено увеличение уровня активности зстераз и Г-S-T в цитозолъной фракции брюшного отдела, по сравнению с чувствительной расой SRS. Уровень активности Г-S-T у изученных резистентных популяций повышается в большей степени, чем уровень активности зсте-pas, в сравнении с чувствительной расой, что коррелирует с показателем резистентности к хлорофосу (рис. 4). Наибольший уровень активности обеих систем наблюдался у природной популяции Дмитров (ПР к хлорофосу >150). Уровень активности Г-S-T значительно выше у тараканов, чем у мух, (более, чем на три порядка), что подтверждается данными Стенерсона (1987). Среди тараканов самый высокий уровень активности Г-S-T у рьшк, а самый низкйй - у американских. У рыжих тараканов, резистентных к перметрииу (ПР-Ю), обнаружен более низкий уровень активности Г-S-T, чей у чувствительной расы (табл.1).

Таблица'1

Суммарная активность Г-S-T цитозольной фракции из тараканов и брюшного отдела комнатных мух

Коетатиые мухи ¡ Тараканы

Расы, нмоль/мин/мг I Виды нмоль/шн

популяция белка Î на иг белка

SRS 0,160±0,006 Periplaneta americana 152,25±1,12

R-хл. 0,250i0,007 Blatta on entait s 259,30*1,25

VP 0,160±0,С04 Nauphoeta cinerea 258.42i2,3?

ДМИТРОВ 0,2С0±0,004 ' Blattella trern-anica. 483,97±2,39

Фярюза 0,130±0,012 Blatte lia gertranica Ra 361,3SiO,G8

R* - раса, резистентная к перм&трину, П?=Ю.

Изучение вклада ыонооксигеназ в механизм детоксикащт пермзтри-на £ комнатных мух и рытах тараканов. Шкагач существенный вклад НО в ыехакизи детоксикацин перметрина, а также в механизм устойчивости для мулътнрезистентной расы V? в сравнении, с чувствительной, а такжз большая значимость этой систеш у комнатных мух, чеы у рыгай тараканов. Опыты, проведенные вшроко применяемым токснкологичесюш методом, с использованием в качестве ингибитора систеки Ш - ППБ, продемонстрировали, что система Ю у ыультирезистеитной расы более шшш-на, чем таковая у расы БЮ (КОД составил 60 и 12, соответственно),

0.2

01

I

4-5

6-7

в-9 10-И ,

возраст и)/лго (сутки/ Рис.3. Изменение суммарной активности Г-5-Т в цитозолыюй фракции брюшного отдела комнатных муя расц ЗКЗэ течение имагинального развития

2001"

'/•я

¡: 1

и; •.•ЛШ'1

Рис.4. Уро

а'-д/.у

Янзтров

актииюрти эстераз и Г-5-а а цитозольной фракции Сршного оэдсла коннатгагх ыр: рагыдааягя рас и популяций (а процентам по огнокеккя к рксоЗЯБ) ¿словнце обозначения: 1—уровень эстерэсноЯ гятиеностя} - . , 2-уролсн!> «{тцриост Г-&- 'Г

что коррелирует с данными, подученными на расе R-перм Т. А. Оэрегудой (1Ö91). Низкий уровень 1'Щ у рыжих тараканов, очевидно, связал с более низкой активностью МО в их организме, а также с меньшей проницаемостью кутикулы по сравнению с комнатными мухами (рис.5).

Каучение в сравнительном аспекте эстеразного комплекса ферментов четырех видов синактропных тараканов и комнатных мух на тканевом, органном и видовом уровнях, а также в онтогенезе. Впервые проведенный анализ распределения эстераз у комнатной мухи в головных, грудных ганглиях, кишечнике и отдельных частях тела показал качественные и количественные различия вон эстеразной активности, обусловленные органо- и тканеспецифичностыо. Так, зстеразный состав головного и грудного ганглиев у комнатных мух однотипен и представшей пятью зонами (ХЭ, АХЭ. АцЭ), а в стенках кишечника найдено 7 воя, из которых 1 идентифицируется как ХЭ, а остальные - как КЭ (рис.6), йсследовгша ткане- и ввдоспецифичность эстеразных фракций у четыре^ видов синантропиых тараканов с помощью метода электрофореза (рис.7). Сравнение эстеразного комплекса ферментов по тканям у представителей отрядов Díptera и Blattoptera, продемонстрировало различия мевду отрядами. Так, у puraго таракана в нервной ткани обнаружено 10 зол эстеразной активности, а у мух - Б; помимо общих для них индивидуальных зстераз в нервной ткани -. АУЗ, ХЭ, АцЭ, у'тараканов имеются такие SO. ЭстеразныЛ спектр стенок кишечника у комнатных ис/% представлен, в основном, КЭ (7 зон), ■ а у рыжего таракана - 10 бон, среди которых ХЭ, АцЭ, КЭ. В онтогенезе у комнатных и. тараканов наблюдаются одинаковые тенденции - количество встеразкых фракций л их активность возрастает от стадия яйца до имаго. -

У имаго рылах тараканоп наиболее интенеаисэ ецрагэиа i© «¡acs¿ спектра (малярные зоны с ОЭП 0,50, 0,55, O.S5), что позволгет полошть больсую, чем у isyx, значимость 13 в га. организм, Twa-J стразом, представителя отряда Blattoptera ко срависяг:з с е;.";;,::^:;;--.*cíj отряда Díptera отличает Солее разеитгл с-лмг;^ t-vc.; „_.

Изучение новых ftoctooprammacKiftc ccsrjs тгр?"~-

ra^u" Tt;o- и дитпокпелот ряда 1ь. дсэдг&т. ипгкбто&зв зсторьз « T-S-l "C:fc~"--i-^сг::. it yo.rruat послуазгли осюгоЗ Длз

азгегоадг© ircapaassjsa - кзучзшш вшхзь- сшпсспргггшу:^ tuwsctau. сойдшшшеи ь tcü 41:020- v. цраиайодшх tua- с ряда, i, з, 2-оксаз»1ос$оршша, скяхеэирсзашок а KU3X КД, с icaiocr-m Eosmjaíiix шшкОшгареЕ тр5х коегодуоик jucsxeis

'.- ] * ■' ! р ' ! 1 ' 0.3 т 0Л 12 1.5 1.6 2,4 п 3

Концентрация ППБД монооксигеназ в механизм детсксика-1\::'Л песз^гтр;'Л'Л у комнатных мух различиях рас и ри-~:гл таржяп'гэз ("токсикологический метод) а сбсгр.тяя:?.ж А - комнатные мухи; В - рыяие тараканы

К -парл"' - по дшшия Т.А .Перегуды (1991)

Л

031 О

0,5

г 'Н »с*

гге/л

ил а-г

□ м

л

г-а

г и

г И. и. и

б

.12 3 4 5 6

эстеразного комплекса фзрмен-стг-Субстрат - 2-нефтилсцетат) . ■г? А - С;Г~г~геэ <1-яйца, 2-личтт 1-П

5, В -

шм::?,. С-г^-д .

-юлки'белке, 5-вухол-«"'•гттд г-? я а н ткани (1-голова, Г.-НГЛШТ, 5—брВТЕЮЙ

3

ош о

О,!

1,а

ш

ш

зс

лг до ДП

Б

(к

ах. Ш —

да ас

т яа ЕЕ 13

№ т

Х9В £

аи гггг ЯЛ

ш „ т

ж.

I 2 3 4

Рис.7. Схемы олектрофорегрм-ш эстераэного комплекса

Ферментов торьканов из разных семейств(суоотрат-2-ИА) Условные обозначения: А - нервная цепочка, Ь - стенйа кишечника: I - рнжиП таракан, 2 - чёрный таракан, Л -пепельный таракан, 4 - американский таракан

I

11 Я

И

Г:!

1.44-

1

•1 II

№

АО-4 АО-Ь АО-6 А0-2В Щ-21 карэсен ТБТФ ШБ

соединения (иифр)

Рис.8. Сравнительная-активность некоторых производных

рвда 1,3,2-оксозш{юсфориыана в смеси с перметриноа как ингибиторов.детоксикационных систем рших тараканов (токсикологический метод) Условные обозначения: £^3 соотношение 11:500 - 1:1

: ЕЭ - соотношение II:*СС - 1»Ю-

- и -

ксенобиотиков. Установлено, что 16 впервые изученных сЪединений этого ряда нетоксичны для используемых тест-объектов, однако они являются сннергиотами к пермегрину в больней или меньшей степени (рис. 8). Наиболее активными для комнатных мух обеих рас оказались соединения под шифрами Mí-27 (2-(4'-метилфенокси)-2-тио-1,3,2-окса-. зафосфоринан) н ГКГ-94 (2-метил-27Тка-1.3,2-оксазафосфоринаи), которые согласно данным А. 3. Шипова ( 1990) наиболее устойчивы к' арилзсте-разному гидролизу, а такта соединение АО-2. В отношении всех изученных видов тараканов высокую активность, зависящую от длины углеводородного радикала, проявили соединения ряда АО, а таю® соединение ffiü-21 (2-(3'-иитрофенокси)-2- тко-1,3,2-оксазафосфор[шан).

¡la основании данных, полученных в токсикологических эксперт,©!!; тах, молю предподжить, что соединения, показаввие высокую cmiep-гистическуо активность в смеси с пермэтрином в соотношении 1:1, яв-* ля .от ся инпйитораки !1Э. Однако изучение ингибируксрй активности этих соединений, показало, что не все соединения, проявившие высокую си-нергнстическуп активность в снеси с перкетрином, способны шсгкбиро-вать зстерзэы и Г-S-T in vitro. Taie, самую высокую кнгкОкрушуо'активность в -отношении эстераз комнатных мух проявило соединение • ГКГ-9-1, ( I-50-5*lQ~ M), а в отношении рыжих тараканов - И-21 (1-00-1*10 м). Соединения группы АО обладали низким тпшбирукязш действием ir» vitro ( 1-50-1*10 M) (табл.2). Однают при использовании нзтода электрофореза соединения группы АО оказались способными инги-Сирсвать ферменты эстеразного комплекса нервной тганн и стенок ки-гэчжяса у всех видов тараканов, что коррелировало с сгашргкстичеисой оютпшостьга ¡n vivo. Так, соединение АО-в прасгически полностью по-Лпз;шэ весь спектр эстераз нервной цепочки, устопчгпягй! окавались лпзь дцэ îï ДрЭ. -

"зучопнз пюзеана кот гаСпфзтелыюго ингибитора зстераз uaceito-иих. Впервые нзучзко s ¡гзчсствэ ашергнета к пернетрпну фосфорорга-гтпчзстее соодшгенпэ каргсан» »»торос показало uucoity» активность в мкспотдогкчзаск опытах га котатйьсс мухах it craiairrponnux тараканах • (р::с.8). Га;, ГЛД для" скзси: карзсаиа с' перизтргагои в соотнесении 1:1 пглггл п I-i раз «яяго, чем КСЯ в смери ТБТФ с перкзтргагом. Это пвление toi сбгюнно!! дойстияш карэсаяа на КЗ,' <да> подтвердилось в биозшш-Ёкстаршзктак. Та:, в отитах m vitro была показана• иеккючи-Tes::o ;пгсокая чугогвптелыюйть зстерао цлтоволя pfrore тараканов и брг.тдогв отдела ¡;о;.шг.тннх мух чувствительной рас и к карзсану ( 1-50-5*1СГУ'! ¡i C'-IO-1!!, соответственно). То га было подучено на ¡ташатных

аухах чувствительной и резистентной к перштриыу рас. $нкшшеи>иш содтБ$рэдением действия карзеана именно на КЭ шидотся то, то он в сравнения с яараоксоноы в низких концентрациях слабее ипгзйпр-овал эстераэы голчвного отдела мух. которые, как известно,, в освозшу ввгяюгся ЯЗ. В больтй степени, чей параоксон, карзсал нягизировал эсторази Срхшого отдела мух, представленные в основном ГО, то подтверждает ого селективное действие на них {рис.8). Дащдо свидетельствуот такяа о значительной вкладе еистеш зстераз в иехашии резистентности »; перкетрину у комната мух, В опытах с исподшяа-rnjsu штода электрофореза показано, что карэсая является изоиратехь-ВШ иигиОдаороы, практически подааазвдш все КЭ у исследованных теет-oCwnroD в ноицеитршит i*iO"7- i*io~% в связи с этмы ои предсожзн лея прасгкчгского прш&неиия в »сачэстве специфического избирательного ингибитора 1© касекошх.

Таблица 2

КнгиСирущая активность производных оксавафосфоринана ь отно-вении эстераз цитозодьной фракции из рыжих тараканов, и Оршного отдела коынатных ыух расы SRS "m vitro"

Коинаткш цухм I Рыжие тараканы

Соединение I-60.U 1 Соединенна 1-50. U

UM- 21 1*г<Г3 А<Ь4е >1*10"3

' Ш-24 1*1(Г3 АО-5 >1*10~3

Ш-2 7 >1Л1 СГ3 АО-6 3.5М0-4

ГКГ-94' б*1СГ7 АО-28 >1*1СГ3

Ш-16 >1*1СГ3 ГКГ-94 >1*1СГ3

Ао-г >1*1СГ3 Ш-16 >1*10~3

Ш-21 1*10 "3

ТБТФ >1*1СГ3 ТЕГ« 8*10"*^

карэсан 3*1Сг9 карэсан 5*10

ВЫВОДЫ

.1. Уровень активности встераз у коынатных цух и рьяаос тараканов в онтогенезе фазоспецифичен и связен с критическими тощаыи развития насекоыых, такими как линька, ыатаиорфоз и репродукция.

2. Уровень активности эстераа и Г-S-T у комнатных мух в течэшю шлагивального развития стадиоспецифичен, а так» связан с уровизы и спек-рои резистентности.

ïcr9 I0-a IO'7 IQ'6 КГ5 IO"4 IO"3 IO"2 10"1 . концентрация, ii

too

2D"9 Г0*° I0~7 IO"5 10"® IO"4 IO-3 IO"2 Î0~X Б ' г:онце:1тр"Щ'!л,Ц Ркз. 4.13. Binzr:о gcpscaia, ТБГЗ я napaoïtcctta na scto-j22a гс».*еггз:а?а голов и Срозюго о'щсда кои-

i.'fttjeis 1V/S двух pee . '"*■ vitre "

¿Ълог'р?э оЗояодчсичя: Д ~ голого, Б - брггиоЯ отдал; a 1SÏJ, a-nran, «3 - ШСЭ, Sfô» a'- Неровен,

ít-псгм., г - к8рссеш, Siis, д -лпоооксон, к-

пгр:Г. f о ~ йг;ог-с~со!1, sRs

3. Сравнительный анализ зетеразного комплекса ферментов у комнатных мух в различных частях тела имаго (головной, грудной, Орвшной отделы) и тканях (головные'и грудные ганглии, кишечник) выявил качественные и .количественные различия зон эстеразной активности, обусловленные органо- и тканеслецифичностыо.

4. В результате исследования ткане- (нервная цепочка, стенка кишечника) и видоспецифичности зстеразных фракций у четырёх видов синантропных тараканов установлены качественные и количественные различия зон эстеразной активности. Не обнаружены - ЛцЭ в нервной ткани рыле го и чёрного таракшюв, АрЭ в стенках кишечниках рыдаго и пепельного тараканов.

5. Установлены различия в чувствительности зон эстеразной активности в нервной ткани и стенках кишечника четырёх видов тараканов для 20С различного строения. Так, в порядке увеличения чувствительности для всех исследованных видов следует орла-, ацетил-, карбоксил-, холинэстеразц. КЗ нервной ткани более чувствительны к фосфорорганическим ингибиторам, чем КЭ стенок кишечника.

6. Показан существенный вклад системы Ш в ыгханизы резкстент-кости комнатных мух мультиреаистеной расы VP в сравнении с чувствительной. а также большая значимость этой детотеикационной ферментной система у комнатных мух, чем у рьдах тараканов.

7. Впервые показано, что производные ряда 1,3.2-оксазафосфори-нана действуют "in vivo" Бидоспеци4>ччно и обладают способностью повышать токсичность периетрина для синантропных тараканов и комнатных мух чувствительной и резистентной рас. Установлена зависимость давду возрастанием КСД и заместителями в меркаптоалкшшюй группе; максимальной синергистической активностью обладает соединение 2-бутшшэр-капто-2-тио-1,3,2-оксазафосфоринин (АО-б), которое является, вероятно, в метаболизировашом виде более активным ингибитором КЗ таршсанов, чем эталон - ТБТФ.

8. При использовании в качестве ингибиторов зстеразных и üoho-• оксигеназных систем детоксикацки пермзтрина некоторых производных

ряда 1,3,2-оксазафосфоринана у мультирезистеной расы (юмнатных мух показано участие этих сто тем в мзханизыз резистентности.

9. Отобранные производные ряда 1,3.2-оксаэафосфорикана "fn vitro" не оказывают существенного воздействия на активность Г-S-T цнтозольной фракции брюшного отдела комнатных мух и ршаа таракшюв что, очевидно, свяаано с возрастанием роли системы Г-S-T не на начальных, а на заключительных Бтапах метаболизма ксенобиотиков.

10. Впервые изученный на разных видах тараканов и" расах комнатных мухах новый избирательный ингиоитор эстераз - карэсан, обладает высокой синергистической активностью в смеси с перметрином "in vivo" ít ангнзстеразкоп активность» "m vtLro". Он селективно ннгибирует КЭ п концентрации Ю-7- ICT^U, что позволяет рекошкдовать его. как ре-аотиз для идентификации КЭ насекомых.

Список опубликованных работ по материалам диссертации

1. Баканов а Е. 11 Комнатная муха Musca doirastica как биологический объект для проведения биохимических исследований //Тезисы докладов конференции "Лабораторные животные для медико-биологических- и Сиотехнологнчесгах исследований". Москва. 20-22 ноября 1990. С. ЙЗ.

2. Рославц&ва С. А., Еремина О. Ю-, Кастырко И. 11, Баканова Е. И. S-421 и китацин - синергисты к инсектицидам // Тезисы докладов ¡зсесоюз-" ного совещания "Химия, применение и механизм действия инсестицидов И акарицидов". Иэсква. ЩЩ СССР. 3-5 декабря. 1390. С. 49-60.

3. Еремина О. Ю., Баканова Е. IL . Косгырко Я. II Изучение зсторазньк нэханизков резистентности нескольких рас ¡сомнатных t.syx // "Научные основы дезинфекции и стерилизации". Ш СССР. ВНШГГиД. Сбор1- • ник научных трудов. Ы 1991. С. 90-93.

А: Сороковая F. К., Брбмкна О. а , Рыбакова К. R , EypoOima Т. Б., Баканова E.ÍL , Лрояова Е.Н., Росдавцева С. А. Динамика активности tra-¡íOTOpia Ферментов биодеграданда у имаго Musca dorrastica разного возраста //Известия АН, Серия биологическая. 1992. N1. С.103-111. •

5. Гос-гавцева С. Л.. Еремша О. Ю., Баканова Е. И., Лопатша Ю. В., 1йстрвяова Т. А.. Еэтоз А. Э.. Нданова Г. В., Кабачншс М. И. Взаимодействие О-октил-S-C карбмето1юю.!этилшр!саптометил)метюггиофосфо-ната с эстеразами насшгашх разных видов // Еурнал эволюционной . бгахшяш и физиологии. РАЕ 109Í. Т. 27. Кб. С. 712-717.

6. Ерзг.эдга О. а , Баканова Е. II , Рославцеса С. А. , Шипов- 1Í Э., ."данова Г.& , 1!астрякова Т.Д., Кабачншс li IÍ. Изучение чувствительности эстераз представителей отряда тараканов к фосфороргшшчесгаал сое- • даяеаиям разного строения // гзурнал'- эволюционной бяояшии и физи-1 ОЛОПП!. РАН 1992. Т. 23. N3. С. 311-317.

7. Есглиова . S.IL , Epsmia О. & , Кутузова ILIÍ, Рославцева С. А. "сслег,о22?п:9 биохиничэских шхакизюв резистентности различных популяций комнатных tyx // Тезисы 'докладов восьмого - .совещания "CoEpot'snnoo полог»нпе с ревистекгпостью врздитолой, возбудителей Солсской растений л сорняков к пестищдалГ. г. Уфа. 2-6 гарта 1992. 0. -'О.

a Еакаш&а Е. Е., Epeiama a U . Кутузова II11, Роолгадэва с. L CuoZona и (¡функций • глутагион-б-^рачсйеразы чеоккотоцопо: // Y¿>-сзстня АП. Cepita Ошзлогпческаа. 1Ш2. N4. С. 637-Б45. О. РославцзБа.С. А,, Блинова Е.Е., Ерошат Ó. Е Зстеразы чдзшютоно-гиа и шг poja в иэхашзыак детоксикащш шюектоащжцздсга // Известия AIL Серия биологическая. 1003. Н 3, С. 386-376.

10. Ереышш О. Е , Баташова Е. Я , Роолавцева С. А. Сравнительная агемш-иость осте раз природных вапуиодй коинатиих иуу, кз районов soxno-reuuoro загрязнения // Вэстнш: Днепропетровского уш1сорс:гг«ль Бйохогия и эко-юпш. 193& вып. 1. С. 55.