Elanie O'Connor, Nicholas Fryer �s Terence P. Kee

A foszfor. Bar�t vagy ellens�g?
 

A szerves foszforvegy�letek a mezõgazdas�g �s a gy�gy�szat kipr�b�lt hat�anyagai. A BSE-k�r k�r�l t�madt vita �s a toki�i metr� utasai ellen elk�vetett g�zt�mad�s azonban a k�sz�tm�nyek vesz�lyeire is hangs�lyozottan figyelmeztet. A k�vetkezõ �r�s a szerves foszforvegy�letek kapcs�n felvetõdõ k�rd�sekre ad n�h�ny v�laszt.

A foszfort elõsz�r egy osztr�k alkimista, Henning Brand �ll�totta elõ 1669-ben vizeletbõl.* K�sõbb, az 1700-as �vek k�zep�n �llati csontokb�l, a XIX. sz�zadban pedig foszf�ttartalm� �sv�nyokb�l nyert�k ki az elemet. A biolol�gusok, biok�mikusok eszk�zt�r�ba az�ta bevonult a "foszfork�mia" – a P–X k�t�sek elõ�ll�t�sa �s has�t�sa ( X=O, N, S vagy halog�n). Az al�bbiakban k�t olyan vegy�letcsoportr�l lesz sz�, amelyben fontos szerepet j�tszik a P–X k�t�sek has�t�sa: a foszfortartalm� szerves rovarirt�kr�l �s idegm�rgekrõl.

Az I. vil�gh�bor� ut�n a fellend�lõ n�v�nytermeszt�s miatt a rovarirt�kra is egyre nagyobb sz�ks�g lett, �s mind fontosabb� v�ltak az emberre �rtalmatlan rovarpuszt�t� szerek. Az 1930-as �vekben jelentek meg a foszfortartalm� szerves rovarirt�k �s idegm�rgek. A k�tf�le anyag �sszet�tele �s biol�giai hat�sa igen hasonl�.  "�ltal�nos k�plet�kben" (jobbra) A �s B rendszerint alkoxicsoport, RO (R=metil, etil stb.), X oxig�n vagy k�n, Y k�nnyen t�voz� csoport, p�ld�ul halog�n, vagy k�n-, nitrog�n- vagy oxig�ntartalm� csoport.
 

Mi�rt m�rgezõk a szerves foszforvegy�letek?

Az �sszes foszfortartalm� szerves rovarirt� �s idegm�reg a k�zponti idegrendszert t�madja meg. Az idegsejteket a szinapszisok kapcsolj�k �ssze. A szinapszisokban az idegsejtek nem �rintkeznek egym�ssal. Ha idegi impulzus �ri a szinapszist, megindul a neurotranszmitterk�nt mûk�dõ acetil-kolin kiv�laszt�sa. Az acetil-kolin a szinapszis m�sik v�g�hez v�ndorol, �s az idegsejt receptor�n "dokkol". Ez �j idegi impulzust ind�t el a sejtben, amely az impulzust egy �jabb szinapszishoz juttatja el – �s a folyamat megism�tlõdik (1. �bra).
 

1. �bra. Impulzusv�ndorl�s

Az acetil-kolin akkor mûk�dik norm�lisan, ha az �j impulzus elind�t�sa ut�n lev�lik a receptorr�l �s elbomlik, hogy "helyet adjon" a k�vetkezõ impulzusnak. Ha az acetil-kolin felgy�lemlene a szinaptikus tartom�nyban (kb. 500·10⁶ m�l/dm^–3 f�l� nõne a koncentr�ci�ja), az �j impulzusok k�pzõd�se folyamatoss� v�lna, �s a k�zponti idegrendszer "t�lhev�lne", majd �sszeomlana. Ez j�tsz�dik le, amikor a foszfortartalm� szerves l�gyirt�t a l�gyre permetezz�k: a rovar "hal�lra izgulja mag�t". Norm�lis esetben a f�l�slegess� v�l� acetil-kolint az acetil-kolin-�szter�z nevû enzim hat�stalan�tja deacetilez�ssel (2. �bra). A foszfortartalm� szerves rovarirt�k �s idegm�rgek ennek az enzimnek a mûk�d�s�t g�tolj�k.
 

2. �bra. Az acetil-kolin acetilez�se (f�nt) �s foszforilez�se (lent)

Hogyan hatnak a szerves foszforvegy�letek?

A foszfortartalm� szerves �szterek az acetil-kolinhoz hasonl�an szint�n reag�lnak az acetil-kolin-�szter�zzal, de nem acil-, hanem foszforilcsoportot adnak �t az enzimnek (2. �bra). Az acetilezett acetil-kolin-�szetr�z v�zzel reag�lva akt�v enzimm� alakul vissza, m�g a foszforilezett forma nehezebben hidroliz�l. Foszforilez�s hat�s�ra teh�t az enzim elveszti aktivit�s�t, �s az acetil-kolin koncentr�ci�ja megnõhet a szinapszisban. A szerves foszforvegy�letek tulajdonk�ppen az acetil-kolinnal m�rgeznek.

A rovarban �s az emberben k�pzõdõ acetil-kolin-�szter�z igen hasonl�, ez�rt a vegy�szek olyan rovarirt�kat k�s�rleteztek ki, amelyek csak a rovarokat k�ros�tj�k. Ilyenek p�ld�ul a [P=S] csoportokat tartalmaz� vegy�letek. Ezeket a nem t�l hat�sos rovarirt�kat az �llati szervezet enzimei [P=O] csoportokat tartalmaz�, m�rgezõ anyagokk� alak�tj�k �t.

A vegy�letek t�bbs�ge egy bizonyos koncentr�ci� f�l�tt m�regk�nt hat az emberi szervezetre. A szerves foszforvegy�letek az �tlagosn�l nagyobb hat�s�ak. T�bb �vtizedes kutat�munka eredm�nyek�nt sz�lettek meg azok a szerek, amelyek a rovarokra sokkal k�rosabbak, mint az emberre. Nem ismerj�k azonban a kis koncentr�ci�ban jelenlevõ szerves foszfervegy�letek hossz� t�v� hat�s�t. Nagy vita folyik p�ld�ul arr�l, hogy milyen szerepet j�tszhatnak ezek a vegy�letek a BSE-k�r kialakul�s�ban. A londoni Pszichi�triai Int�zetben kimutatt�k, hogy az egyik foszfortartalm� szerves rovarirt�, a Phosmet, amellyel az 1980-as �vekben v�dt�k a szarvasmarh�kat a b�g�lyinv�zi� ellen, olyan feh�rj�ket v�ltoztathat meg, amelyek szerepet j�tszanak az agymûk�d�sben, �s m�dosult form�jukban fertõzhetik a szarvasmarh�kat. A megb�zhat� k�vetkeztet�sek levon�s�hoz azonban m�g sok k�s�rletet kell elv�gezni.

A foszfor azonban nemcsak ellens�g – a csontok fontos komponense �s sz�mos biok�miai folyamat szereplõje. A DNS, az RNS, a sejtfal �s sok enzim szerves foszforvegy�leteket tartalmaz. A vegy�letek meg�t�l�se azon m�lik, hogy a k�miai szerkezet mik�nt befoly�solja a szervezetben zajl� k�miai reakci�kat.