НИКОТИН ТАБАКА КАК ИНСЕКТИЦИДНЫЙ ПРЕПАРАТ - Студенческий научный форум

V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

НИКОТИН ТАБАКА КАК ИНСЕКТИЦИДНЫЙ ПРЕПАРАТ

Иванова А.В. 1
1Владимирский государственный университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Содержание

Введение

1.Пестициды. Общая характеристика

1.1Классификация пестицидов по способу поступления в организм

2.Инсектициды. Общая характеристика

2.1.Фосфорорганические инсектициды

2.2.Синтетические пиретроиды

3.Никотин. Общая характеристика

3.1.Полезные свойства никотина

3.2.Влияние никотина на нервную систему

4.Экспериментальная часть

Заключение

Введение

Содержащийся в листьях табака никотин относится к алкалоидам. Никотин - алкалоид листьев табака Nicitiana tabacum, Nicitiana rustica.

В 1828 г. Жан Нико впервые выделил сильнодействующее вещество, названное в честь открывателя его именем - никотин. В чистом виде он был выделен в 1828 году Поссельтом и Реймоном. Никотин - сильный яд, действующий на центральную и периферическую нервную систему, вызывает сокращение кровеносных сосудов, в результате чего повышается кровяное давление, наблюдается ряд болезненных явлений. Никотин оказывает одновременно стимулирующее и седативное действие, повышает активность центральной нервной системы. По силе привыкания никотин сопоставим разве что с героином. Нейрохимические механизмы получения удовольствия находятся в мозге курящего. Хотя никотин вызывает в организме только физиологические изменения и не обладает психотропным эффектом он, воздействуя на рецепторы, чувствительные к никотину, создает благоприятный фон для формирования физической зависимости от наркотиков и других веществ, воздействующих на центральную нервную систему. Кроме того, курение табака также способствует выработке "гормонов удовольствия" - эндорфинов и энкефалинов, оказывая в известной степени легкий наркотический эффект. Никотин устраняет чувство тревоги и придает курящему уверенность в себе. Периодическая стимуляция мозговой деятельности приводит к тому, что без регулярной "затяжки" курящий испытывает чувство угнетенности и усталости ему требуется регулярная подпитка.

1.Пестициды. Общая характеристика

Пестициды (от лат. pest - вред и caedo - уничтожать) - общепринятая в мировой практике сборное название химических препаратов для уничтожения живых организмов: насекомых, клещей, грызунов, бактерий, вирусов, грибов, нежелательной травянистой и кустарниковой растительности и т.п., которые наносят ущерб растениеводству и животноводству. По своей природе пестицидные вещества е биологически активными, они способны вызывать нарушения жизнедеятельности живых организмов растительного и животного происхождения. Однако степень нарушения жизнедеятельности различных организмов той же веществом различен, что связано с избирательностью его действия, или выборочной токсичности, то есть способностью поражать один вид живых организмов без нежелательного воздействия на другие виды. Этот фактор учитывается при применении тех или иных препаратов в конкретных условиях и в зависимости от фитосанитарного состояния.

Основу выборочной токсичности пестицидов составляют видовые отличия биохимических механизмов жизнедеятельности организмов. Определение различий в биохимических процессах - путь к созданию новых пестицидных веществ. В основном пестицидные вещества влияют на нормальное течение биохимических процессов в живых организмах, вызывает патологический процесс.Сейчас в окружающей среде циркулируют десятки тысяч химических соединений. Поэтому проблема охраны окружающей среды от химического загрязнения существует во всех государствах мира, в том числе и в Украине. Современный уровень развития науки и техники позволяет предотвратить многие загрязнением. Среди них выделяют такие, которые можно предотвратить, и такие, которых нельзя избежать полностью или частично.Первая особенность пестицидов по сравнению с химическими соединениями другого назначения - это невозможность предотвращения их циркуляции в биосфере. Значительное их количество выносится воздушными потоками в верхние слои атмосферы. Они способны циркулировать вокруг земного шара и попадать с осадками на землю. Пестициды - химические соединения, предназначенные для уничтожения живого организма, в чем заключается к вторая особенность. Имея биологическую активность, они потенциально опасны для живой природы и здоровья человека.

1.1Классификация пестицидов по способу поступления в организм

Пестициды, применяемые против вредителей животного происхождения, разделяют на:

  • кишечные - попадающие в организм через ротовое отверстие и органы пищеварения;

  • контактные - попадают в организм сквозь покровные ткани;

  • системные - проникают в растения и делают ядовитыми их соки;

  • фумиганты - попадают в организм через органы дыхания.

Большинство современных препаратов способны действовать на вредителей одновременно через желудок, кожные покровы, дыхательные органы и проникать в ткани растений, поэтому их принято называть препаратами комплексного воздействия.

Кишечные препараты вызывают отравление вредителей при поступлении в организм вместе с кормом. Механизм их токсического действия достаточно сложен. Сначала они разрушают стенки кишок, нарушая тем самым нормальные пищеварительные функции, а затем проникают в полости тела, разрушают там элементы крови, вызывая летальный эффект.

Кишечные препараты действуют только тогда, когда попадают вместе с пищей в мае органы вредителя. Съедая обработанные ими части растений, вредители отравляются и погибают.

Следовательно, кишечные препараты пригодны лишь для борьбы с открыто живущими вредителями, которые имеют ротовые органы грызущего типа и, питаясь механически, повреждают растения, глотая отгрызенного частицы листьев, стеблей и т.п.. К таким вредителям относятся различные жуки и их личинки, гусеницы бабочек, ложные гусеницы пилильщиков, саранчовые, грызуны и др.. Из практики известно, что вредители погибают только в том случае, когда в их организм вместе с кормом поступает смертельная доза. Поэтому растениям, имеющие малую надземную вегетативную массу, особенно лестницы, препараты кишечного действия не обеспечивают надежной защиты. Это является самым существенным недостатком последних, что очень обесценивает их с практической точки зрения.

Некоторые кишечные препараты сначала даже увеличивают прожорливость вредителей, которые гибнут, только нанеся посевам значительный ущерб. Отравляющее действие кишечных препаратов оказывается сравнительно медленно, иногда через несколько часов, в основном же - через одну-три дня после того, как препарат с едой попал в органы пищеварения вредителя. На интенсивность питания вредителей значительной степени влияют погодные факторы: чем выше температура воздуха, тем выше активность вредителей, тем больше они съедают растительного корма, тем выше эффективность препарата и - наоборот.

Опрыснутые кишечными препаратами растения остаются ядовитыми для вредителей, в зависимости от препарата, 10-15 суток. После этого опрыскивания приходится повторять, если угроза от вредителей еще не миновала. Повторные обработки проводят и после дождей, почти полностью смывают кишечные препараты с поверхности растений на почву.

В сельском хозяйстве в последние годы масштабы применения кишечных препаратов значительно сократились благодаря замене их препаратами комплексного воздействия, имеющие не только высокую эффективность против вредителей, но и многие другие преимущества.

Контактные препараты действуют на вредителей ядовито только при непосредственном контакте с их телом. Механизм действия препаратов этой группы может быть различным. В одних случаях, высыхая на теле вредителей, они создают газонепроницаемые пленки, что нарушает нормальный газообмен. В других - они разъедают и разрушают кожу, или, проникая сквозь покровы тела внутрь его, поражают нервную систему и тому подобное.

Некоторым контактным препаратам присуща также кишечная или газоотруйна действие, что, однако, имеет лишь второстепенное, вспомогательное значение и заметно не влияет на их эффективность.

Контактные препараты пригодны для уничтожения всех вредителей, ведущих открытый образ жизни, и поэтому могут быть непосредственно обработаны препаратом. Однако ими пользуются преимущественно против вредителей с тонкой, слабкохитинизованою кожей, сквозь которую препарат может легко проникать внутрь тела. Это - разные тли, цикадки, клопы, мелкие Гусеничка бабочек, молодежи ложные гусеницы некоторых пилильщиков и различные мелкие жуки, а из других членистоногих - растительноядные клещи. Против вредителей, тело которых защищает плотный панцирь (большие жуки, клопы-черепашки, колорадский жук и др.)., Контактные препараты малоэффективны. Большинство препаратов этой группы не имеют овоцидное свойств.

Токсическое действие контактных препаратов проявляется достаточно быстро, в основном уже через несколько часов после попадания на тело вредителя. Токсическое действие их на растениях, как и кишечных препаратов, проявляется в течение 10-15 суток и погодные факторы также влияют на их эффективность. Поэтому, чтобы получить ожидаемый эффект, относится хорошо знать биологические особенности вредителя и физико-химические свойства препарата. При необходимости опрыскивание растений приходится повторять несколько раз. Контактные препараты для опрыскивания применяются преимущественно в виде растворов, эмульсий или суспензий. Площадь их контакта с телом вредителей должно быть наибольшим. Только при этом условии эффективность их может быть высокой.

Системные, внутрирастительные препараты способные проникать в растения через вегетирующие органы, корни, семена. Они делают растительный сок на долгое время ядовитым для вредителей, не причиняя вреда самим растениям. Применены способом опрыскивания, они легко проникают внутрь растений через поверхность листьев, а при внесении в почву всасываются корнями и тоже равномерно распределяются не только во всех вегетативных, но и в генеративных органах растений. Системные препараты эффективны против подавляющего большинства мелких, сосущих насекомых и растительноядных клещей, живущих скрыто. Питаясь отравленным системными препаратами соком растений, сосущие вредители быстро погибают. Итак, по способу воздействия на вредителей системные препараты являются в основном кишечными. В современном ассортименте системных препаратов большинство обнаруживает и контактное действие. Поэтому кроме сосущих насекомых и клещей от них гибнут также различные грызущие насекомые-минеры (гусеницы минуя молей, личинки минуя мух и др.), которые живут внутри растительных тканей.

Большинства жуков и их личинок, гусениц белянок, шелкопрядов и совок, ненастоящих гусениц пилильщиков и других крупных листогрызущих вредителей не свойственна повышенная устойчивость против системных препаратов, поэтому их эффективность недостаточна.

Существенным недостатком системных препаратов (это касается также фунгицидов и гербицидов) является появление устойчивости к ним у вредных организмов (резистентности).

Фумиганты - химические соединения, в виде ядовитого газа или пара проникают в организм насекомых и животных через органы дыхания и вызывают их отравление. Препараты этой группы действуют на кровеносную, ферментную или нервную системы живых организмов. Некоторые из газоотруйних препаратов способны также непосредственно разрушать кожные покровы тела вредителей (сернистый газ).

В большинстве препаратов-фумигантов достаточно широкий спектр действия, что делает их пригодными для борьбы с многочисленными вредителями из разных групп животного мира. В частности, препараты этой группы могут уничтожать вредных млекопитающих, вредных членистоногих (насекомых, клещей), некоторых вредных круглых червей или нематод. Однако практически препараты фумигационной действия применяют в основном против вредителей, живущих скрыто и которых трудно или вовсе невозможно уничтожить препаратами иного действия. Практическое значение имеет также использование некоторых фумигантов для обеззараживания культивационных сооружений закрытого грунта, складских помещений, сельскохозяйственной продукции от комплекса вредных организмов.

На эффективность препаратов фумигационной действия значительно влияет температура. С повышением температуры воздуха Фумигационная токсичность препаратов возрастает, со снижением - ослабляется. Оптимальной является температура около 18-25 ° С. При температуре ниже 10-12 ° С эффективность большинства фумигантов настолько снижается, что применение зачастую становится нецелесообразным.

Почти всем препаратам фумигационной действия присуща высокая фитоток-токсичность. Даже в самых малых концентрациях, часто недостаточных для уничтожения вредителей, препараты этой группы сильно повреждают зеленые растения, вызывая ожоги и опадение листьев.

Обработку фумиганты лучше выдерживает посевной материал зерновых, зернобобовых и других сельскохозяйственных культур, если влажность его не превышает кондиционной. Чрезмерно влажную семян под влиянием препаратов фумигационной действия основном частично или даже полностью теряют всхожесть.

На потребительские, пищевые и вкусовые качества зерна, продуктов его переработки, плодов или других пищевых и кормовых продуктов разные фумигационные препараты влияют разному. Поэтому при их применении следует детально знать физико-химические особенности каждого из них.

Некоторые фумиганты могут вредно влиять на металлы, краски, ткани и т.д.. Особенно это характерно для сернистого газа (образуется при сжигании препаратов группы серы). Во влажной среде коррозию металлов может привести также хлорпикрин.

Препараты комплексного действия - химические соединения, действующие на вредные организмы одновременно контактно, кишечно, системно и фумигационные. Однако основными е контактные свойства комплексных препаратов. Что касается других способов их действия, то они, имея подчиненное значение, лишь повышают эффективность применения этих препаратов, но не предопределяют ее. Большинства комплексных инсектицидов присущ широкий диапазон действия. Они токсичны для подвижных стадий развития почти всех грызущих и сосущих насекомых, в частности, для разных жуков и их личинок, для гусениц бабочек и ненастоящих гусениц пилильщиков, для саранчовых, многих тлей, трипсов, цикадок, клопов и т.д.. Разделение препаратов на вышеуказанные группы в известной степени условен, ведь большинству современных препаратов присуща и побочное действие.

2.Инсектициды. Общая характеристика

Инсектицидами (от лат. Insectum - насекомое; caedo - уничтожать, убивать) принято называть вещества, предназначенные для уничтожения насекомых. Некоторые из них способны подавлять развитие растительноядных клещей и называются акарицидами (от лат. acarus - клещ).

Классификация инсектицидов и акарицидов осуществляется за проникновения их в организм, по химической природе и гигиеническим показателям.

Выбор инсектицида. При обосновании оптимального выбора препарата учитывают такие особенности вредителей: вид насекомого (клеща), его стадия, которая вредит, особенности ротового аппарата имаго или личинки, уязвимая стадия, особенно - когда особи живут внутри растений, зимующая стадия и место зимовки, продолжительность выхода членистоногого с мест зимовки, продолжительность полета, откладывание яиц, продолжительность развития и количество генераций.

Для уничтожения листогризучих насекомых эффективные инсектициды кишечной или кишечно-контактного действия, а сосущих - системно-контактного действия. Например, против гусениц - неоникотиноиды, а против гусениц - пиретроиды.

По скрытых вредителей которых не видно практикуют обработки против имаго в период откладывания яиц или возрождения личинок. Против грунтовых вредителей эффективные препараты с фумигационными свойствами, способными создавать вокруг семян или проростка смертельную для насекомые концентрацию. Кроме того, они должны быть контактными, системными инсектицидами с наличием в их составе прилипателя, а также не реагирфовать негативно на влажность почвы (не проявлять фитотоксичности на начальной рост растений). По продолжительности защитного действия подбирают препараты в зависимости от скорости роста генерации, сроков обработки, скорости созревания культуры (сроки ожидания до сбора урожая).

Среди эффективных подбирают инсектициды, менее опасны для человека и окружающей среды с меньшей нормой расхода на единицу площади и широкого спектра действия против комплекса вредителей.

К современному ассортименту входят инсектициды с различной реакцией на температуру среды, что приводит зону и время применения препаратов: например, пиретроиды эффективны в осенние и весенние периоды, в утреннюю и вечернюю пору, когда температура воздуха не превышает 25 С. Немалое значение при выборе препарата имеют экономические факторы. При этом следует учитывать не стоимость одного его килограмма, а стоимость гектарной нормы. Следует учитывать и сложность приготовления рабочих растворов

2.1.Фосфорорганические инсектициды

Со времени открытия пестицидных свойств среди органических соединений фосфора найдено несколько производных, для которых характерны инсектоакарицидные, гербицидные, нематоцидни и фунгицидные свойства (производные фосфористой, фосфорной, тиофосфорной, дитиофосфорнои кислот).

При изучении пестицидного активности производных фосфористой кислоты выявлено много соединений, имеющих слабую инсектицидное и акарицидным активность. Большинству из них свойственна гербицидное действие. При переходе от фосфиты к фосфатов инсектицидное свойство соединений возрастает. Особенно активные смешанные эфиры фосфорной кислоты, где один из эфирных радикалов имеет кислую реакцию. Однако, несмотря на высокую инсектицидное активность, соединения производных фосфорной кислоты практического применения в сельском хозяйстве не нашли в связи с их высокой токсичностью для животных и человека.

Замена одного атома кислорода на серу в производных фосфорной кислоты обусловливает значительное снижение токсичности соединений для млекопитающих без существенного изменения инсектицидной и акарицидным активности. В этой связи производные тиофосфорной кислоты широко применяются в практике как химические средства защиты растений от вредных членистоногих.

Наряду с производными тиофосфорной кислоты как пестициды широко применяются производные дитиофосфорнои кислоты. При переходе от производных тиофосфорной кислоты в соответствующие производных дитиофосфорнои кислоты в большинстве случаев снижается токсичность соединений и повышается их химическая стойкость. В результате продлевается период защитного действия в полевых условиях.

ФОС (фосфорорганические соединение) характеризуются широким разнообразием пестицидного действия. Среди них есть вещества с непродолжительным контактным действием, эффективны против сосущих насекомых и клещей. Вторая группа соединений имеет системное действие, они способны быстро проникать в растение и распространяться в ней сосудистой системой в разных направлениях. Третья группа одновременно имеет контактную и кишечную действие и эффективно против насекомых с грызущий ротовой аппарат. Такое разделение ФОС является условным, поскольку ряд соединений одновременно характеризуется контактным и системным действием, другие - контактной и контактно-кишечным.

Фосфорорганические пестициды длительное время широко использовались для защиты от вредных организмов. В историческом ракурсе это был значительный шаг в развитии химического метода защиты растений. Со временем препараты с отрицательными показателями были запрещены для использования в сельском хозяйстве. Основным преимуществом ФОС является относительно низкая их устойчивость в окружающей среде.

Контактные ФОС способны сохраняться на поверхности обработанных объектов и уничтожать вредителей только при непосредственном контакте с препаратом. Значительное количество пестицидов этой группы способны проникать в листья обработанных растений, но это проникновение ограничивается только кутикулой, или верхними слоями паренхимных клеток, а распространение действующих веществ сосудистой системой не происходит (квазисистемний способ действия).

Системные ФОС при нанесении их на вегетирующие органы растений способны проникать в листья, а при внесении в почву - поглощаются корневой и сосудистой системами и распространяются по всему растению. С помощью системных препаратов можно эффективно уничтожать сосущих и вредителей, живущих скрыто.

Системные препараты имеют длительную защитное действие по сравнению с контактными. При наличии в растении они придают ей токсических свойств и защищают от личинок вредителей, живущих скрыто, и тех насекомых, которые мигрируют из соседних участков. Особенностью токсического действия системных ФОС является их способность под влиянием ферментов превращаться в новые соединения с высшим пестицидного активностью, что и определяет их высокую биологическую эфективность.

2.2.Синтетические пиретроиды

Инсектициды из группы синтетических пиретроидов по объему производства и применения занимают одно из ведущих мест среди химических средств защиты растений. Выпускаются практически все ведущие фирмы, специализирующиеся на производстве продуктов тонкого органического синтеза.

Синтетические пиретроиды относятся к «третьего поколения инсектицидов» после хлорорганических, карбаматних и фосфорорганических соединений. История открытия пестицидиих свойств в пиретроидних веществ начинается с изучения действующих веществ природного пиретрума - порошка, который изготовлялся из цветов персидской, далматской и других видов ромашки рода Pyrethrum. Еще в древности пиретрум использовали для уничтожения насекомых в жилых помещениях. Природные пиретроидних препараты обладают высокой инсектицидное активность, но очень быстро разрушаются под воздействием солнечного света, а потому непригодны для использования в полевых условиях.

Это связано с тем, что одноизомерни соединения уничтожают тех насекомых, рецепторные сайты которых чувствительны только к данному изомера и оставляют живыми тех насекомых, сайты которых невосприимчивы к этому изомера. Это одна из причин возникновения резистентности.

Пиретроидные препараты проявляют в основном контактное действие. Они не уничтожают вредителей, живущих скрыто, и используются для защиты от листогрызущих насекомых. За использование в рекомендуемых нормах они не оказывают отрицательного воздействия на растения и не проявляют фитотоксичности.

Поскольку пиретроидные инсектициды используются в незначительных нормах, значит вероятность накопления их в растительной продукции значительно меньше сравнительно с инсектицидами других класов соединений.

Как несистемные вещества, синтетические пиретроиды основном локализуются в поверхностных растительных тканях. При проникновении в организм человека они быстро разлагаются и удаляются в течение 40-50 час.

Попав в почву, пиретроидные препараты не мигрируют в нем, а разрушаются в течение 10-20 суток. Поэтому они не могут быть использованы как грунтовые инсектициды. Они малотоксичны для дождевых червей, но при попадании в водоемы отрицательно влияют на рыб.

Механизм действия синтетических пиретроидов мало чем отличается от действия природных пиретринов. Они действуют на нервную систему насекомых, быстро нарушая их способность двигаться, и вызывают паралич всего организма. Природные пиретроиды не проявляют пестицидного действия на растительноядных клещей, слизней и нематод.

Пиретроиды действуют на насекомых, нарушая передачу импульсов нервной системой, которую парализуют. Каждая насекомое имеет уникальную форму рецепторов, расположенных внутри нервной мембраны. Самые активные изомеры пиретроидов оказывают существенное влияние на отдельные места рецепторов (сайты), нарушая нормальное функционирование нервной системы.

Синтетические пиретроиды составляют 25-30% общего ассортимента инсектицидов. В отличие от ФОС они эффективны с меньшими нормами расхода (в пределах 100-200 г / га), но их биологическая эффективность выше.

Пиретроиды не накапливаются при многократном поступлении в организм. Литературные данные о накоплении и распределении пиретроидов в организме млекопитающих свидетельствуют о высокой скорости их метаболизма и выделения.

Синтетические пиретроиды метаболизируются в окружающей среде в результате фотохимического, гидролитического и микробиологического разложения с образованием нетоксичных продуктов. В фунте происходит процесс метаболизма пиретроидов под влиянием микробиологического гидроксилування ароматического кольца. В зависимости от структуры действующего вещества обнаруживаются некоторые количественные и качественные различия их метаболизма.

Достаточно отметить, что в синтетических пиретроидов выявлена ​​высокая токсичность для пчел и других полезных насекомых, а при попадании в водоемы - высокую токсичность для рыб, в основном в них отсутствует акарицидные действие подобное. Все это следует учитывать при использовании препаратов данной химической фупы. Проведенные исследования свидетельствуют также о потенциальной опасности синтетических пиретроидних препаратов и для людей, особенно при попадании их в организм. По токсичности они существенно отличаются и между собой. Более токсичные вещества, содержащие цианогрупу (Децис, Сумицидин с ЛД50 3О-220 мг / кг). Вместе с тем в этом классе веществ есть и малотоксичные инсектициды (ЛД50 900-1700 мг / кг).

Таким образом, инсектициды из группы синтетических пиретроидов, как и значительное количество препаратов других химических классов инсектицидов, имеют свои преимущества и недостатки, которые необходимо прогнозировать и учитывать при их массовом использовании в сельском хозяйстве.

3.Никотин. Общая характеристика

Никотин — алкалоид, содержащийся преимущественно в табаке. Составляет от 0,3 до 5% от массы табачного листа в сухом виде.

  • Химическая структура:

  • Систематическое название - пиридин-3-N-метилпирролидин.

  • Брутто-формула: C10H14N2

  • Молекулярная масса - 162,63.

Сильнодействующий нейротоксин. Вызывает паралич нервной системы (остановка дыхания, прекращение сердечной деятельности, смерть). Средняя летальная доза для человека: 0,5—1 мг/кг.

На короткий период действует возбуждающе, что является одним из факторов, формирующих зависимость.

Никотин — гигроскопическая маслянистая жидкость. Легко смешивающаяся с водой. Легко проникает через кожу. Пары никотина воспламеняются при 95°C — ниже температуры кипения. То есть в процессе курения большая часть никотина сгорает. Но дым уже 20—25 сигарет содержит смертельную для взрослого человека дозу.

Фармакокинетика. Попадая через легкие, никотин быстро разносится по телу, и через 7—10 секунд достигает тканей головного мозга. Это достаточно высокая скорость, что является еще одним фактором в формировании зависимости. Период полувыведения никотина из тела, по разным источникам, составляет от получаса до двух часов.

Фармакодинамика. Никотин действует на никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, что ведёт к росту содержания адреналина. И уже адреналин ускоряет сердцебиение, (росту кровяного давления), учащению дыхания, а также повышает уровень глюкозы в крови. Кроме того, никотин увеличивает содержание дофамина – гормона счастья, основного виновника в формировании зависимости.

Никотин и никотиновая кислота. Никотин легко окисляется до никотиновой кислоты, которая уже не яд, а витамин B3 (Niacin). Однако в организме человека практически отсутствуют необходимые для этого ферменты. Поэтому даже хронические курильщики могут страдать от недостатка никотиновой кислоты. Можно встретить утверждение, что «никотин нужен организму», которое является глубоким заблуждением.

В относительно большом количестве никотиновая кислота содержится в ржаном хлебе, гречке, фасоли.

3.1.Полезные свойства никотина

- никотин и его производные котинин и норникотин и даже водный экстракт сигаретной смолы предотвращают развитие рака, вызываемого канцерогенами табачного дыма (см. на с. 51 источника 2002 г.);

- никотиновой зависимости (по типу наркотической) не существует

- никотин подавляет состояние острой болезненной тяги к наркотикам и может в перспективе применяться для лечения наркотической зависимости;

- никотин является противоядием против химического оружия - боевого отравляющего вещества рицина. Такое действие никотина ученые связывают с его противовоспалительными свойствами.

- никотин повышает умственную работоспособность и ускоряет обработку информации у некурящих

- никотин благотворно влияет на течение болезни Паркинсона, что установлено совершенно четко, в связи с чем планируется создать лекарство от паркинсонизма на основе никотина

- основной продукт преобразования никотина в организме - котинин - улучшает память и лечит болезнь Альцгеймера.

- никотин стимулирует кровообращение, восстановление кровеносных сосудов, в связи с чем может использоваться для заживления ран и лечения болезней, связанных с нарушением кровообращения и диабета

- никотин снижает аппетит

- никотин является эффективным средством нормализации массы тела. У людей, регулярно занимающихся курением, вес тела близок к идеальному, а содержание жира в 1,5 раза меньше, чем у некурящих

- никотин ослабляет действие алкоголя (источник1)

- никотин помогает в лечении очень сложно излечиваемого язвенного колита (источник 15.09.1998 г. )

- никотин является провитамином и при окислении в организме превращается в витамин В3, он же витамин РР, никотинамид, никотиновая кислота или "никотинка"

3.2.Влияние никотина на нервную систему

В ходе изучения свойств никотина учеными было выяснено, что он является довольно сильным нейротоксином, особенно чувствительными к нему являются насекомые. На основании никотина были даже созданы инсектициды, некоторые из них используют и по сей день. Давайте рассмотрим, какое влияние может оказывать никотин на синаптическую передачу.

В середине 20 века велись активные исследования биохимии нервной системы, направленные на выяснение принципов функционирования нервных клеток. Оказалось, что мнение о том, что нервы аналогичны проводам и передают друг другу электрические импульсы, является неверным. Точнее, для простейших круглых и плоских червей это действительно так, но вот более развитые животные имеют несколько другой механизм передачи нервного импульса.

Выглядит он следующим образом — нервная клетка, связанная с рецептором, генерирует небольшой электрический потенциал, но, в отличие от простейших многоклеточных, она не передает его напрямую другой нервной клетке, а провоцирует этим потенциалом выделение нейромедиаторов в синапсе. Синапс представляет собой, грубо говоря, переходник между двумя нервными клетками. Если провести аналогию, это вилка и розетка, где со стороны одной нервной клетки вилка, а с другой — розетка. Эти стороны называют пресинапитческой и постсинаптическими мембранами, а пространство между ними — синаптической щелью. В эту щель из пресинаптической мембраны выделяются нейромедиаторы — специальные химические вещества, которые, взаимодействуя с рецепторами постсинаптической мембраны, сообщают следующему нейрону, что ему делать. Так осуществляется передача нервного импульса, или синаптическая передача.

В синаптическую щель нейромедиатор может попасть не только из пресинаптической мембраны, но и из кровотока. Это и позволяет обеспечить более широкие возможности управления нашей нервной системой. Например, выделение адреналина отключает ряд синапсов, которые ведут к органам, не нужным для борьбы или бегства. Конечно, это лишь один, самый простой, из примеров такой регуляции.

Никотин, попадая из крови в синапс с такими рецепторами, активирует их, что косвенно приводит к росту выделения адреналина и оказывает стимулирующий эффект. Именно этим обусловлено положительное подкрепление, которое вызывает сильную психологическую зависимость у курильщиков. Однако не все так безобидно: у людей с длительным стажем курения концентрация никотина в крови сохраняется довольно высокой в течение длительного времени, что приводит к уменьшению количества рецепторов, чувствительных к никотину и ацетилхолину, и, как следствие, нарушается нормальная работа данной группы синапсов. Нормальное количество ацетилхолина уже не способно вызвать адекватную реакцию последующей клетки, и пресинаптической мембране приходится выделять больше нейромедиатора, чтобы быть «услышанной».

Если провести аналогию, ситуацию можно представить как попытку докричаться до человека в наушниках через комнату нормально разговаривающих людей. Конечно, вас услышат, но далеко не сразу, а ваши крики помешают нормальным разговорам. Нечто похожее творится в нервной системе курильщика со стажем, и такое состояние является причинной многих проблем со здоровьем, начиная от артериальной гипертензии и заканчивая перемежающейся хромотой.

4.Экспериментальная часть

Табачную пыль используют как средство борьбы с вредителями, опыляя и опрыскивая настоями или отварами пыли.

Была взята табачная пыль производителя «Технопарк 2030,ТОО»

Приготовление отвара: одну весовую часть пыли заливаем 10 частями воды и варим 30 минут, отвар отстаиваем 24 часа, после чего сливаем и отфильтровываем с помощью фильтровальной бумаги. Далее раствор применяем для последующих опытов.

Приборы и реактивы:

1. Весы лабораторные

2. Пипетки стеклянные, вместимостью 10 мл , 5 мл, 1 мл

3. Колбы конические, вместимостью 250 мл

4. Индикаторная бумага

5. Фильтры бумажные диаметром 9 мм.

6. Вода дистиллированная.

7. 5%-ный раствор KMnO4

8. Реактив Драгендорфа К[ВiI4]

9.Сульфат меди CuSO4

10. Гидроксид натрия NaOH

11. Биологический материал (мошки дрозофила)

Опыт 1. Определение реакции среды полученного раствора.

Исследовали реакцию среды полученных растворов, для чего вносили в них универсальную индикаторную бумагу. Она показывала кислую реакцию среды. Кислоты образуются при взаимодействии воды с СО2 , SО2 и NО2, которые выделяются при тлении табака:

CO2 + H2О = H2CO3; SO2 + H2O = H2SO3; 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3.

Опыт 2. Реакция с KMnO4.

В табачном дыме содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим действием, например бензальдегид, формальдегид, акролеин. Их я обнаруживала следующим образом: в пробирку наливала 1 мл исследуемого раствора, добавила несколько капель 5%-ого раствора KMnO4. Раствор при этом обесцвечивается и выпадает бурый осадок MnO2 из-за восстановления KMnO4 веществами, содержащимися в табачной пыли:

MnO4‾ + 2H2O → MnO2↓ + 4OH

Опыт 3. Обнаружение алкалоидов.

Основной алкалоид табака — никотин. В нем он присутствует в виде солей с органическими кислотами. Содержание никотина в листьях табака составляет 1-9%. Присутствуют в нем и другие алкалоиды, например, норникотин и анабазин.

Алкалоиды можно обнаружить с помощью реактива Драгендорфа К[ВiI4]. С алкалоидами он дает оранжевый осадок.

К 1 мл раствора добавила несколько капель К[ВiI4] ,при этом выпали ярко-оранжевые осадки.

При наличии никотина в исследуемом растворе после прибавления реактива Драгендорфа в поле зрения микроскопа наблюдаются сростки кристаллов в виде летящих птиц, буквы К или буквы X. Предел обнаружения: 1 мкг никотина в пробе.

Эту реакцию кроме никотина дают анабазин, кониин и др. Однако форма кристаллов указанных веществ с реактивом Драгендорфа отличается от формы кристаллов никотина с этим реактивом.

Опыт 4. Взаимодействие со свежеосажденным гидроксидом меди при нагревании.

В составе табачной пыли имеется еще один опасный яд – формальдегид. Приготовила свежеосажденный гидроксид меди действием на сульфат меди щелочью. Затем прилила несколько мл раствора табачного дыма, пробирку нагревала над пламенем спиртовки. Выпадает буро-коричневый осадок.

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

HCHO + 2Cu(OH)2 = HCOOH + Cu2O↓ + H2O

Опыт 5.Реакция с формальдегидом.

На часовое стекло нанесла 2 капли исследуемого раствора и 2 капли 4 %-го водного раствора формальдегида. Смесь нагревала, затем прибавила каплю концентрированной азотной кислоты. В присутствии никотина раствор приобрел розовую окраску. Анабазин не дает этой реакции.

Опыт 6. Действие сигаретного дыма на личинок мух.

Распространенное утверждение, что несколько капель никотина убивают лошадь, не способствует отказу от курения. Кто видел курящую лошадь или лошадь, умершую от никотина? Поставим пример на наиболее устойчивых к внешним воздействиям живых организмах – мошек, которых развели специально для опыта.

Для эксперимента приготовила «курительный аппарат». В 2 склянки одинаковой вместимости поместила одинаковую массу еды (хлеба), одинаковую массу воды (вату, смоченную водой). В каждый стакан поместила по 10 мошек. Первый стакан закрыла полиэтиленовой пленкой, он — контрольный. Второй опрыснула раствором, предварительно разбавленным водой в 10 раз. Таким образом, создала мошкам одинаковое пространство обитания, одну и ту же питательную среду, но разные условия. Мошки находились в замкнутом пространстве с объемом воздуха 500 мл около 3 дней. Если опрыскать мошек неразбавленным раствором, продолжительность жизни мошек снижается до нескольких часов.

Сравнивая степень подвижности мошек в чистом воздухе и в воздухе с никотином, можно отметить, что в воздухе с никотином первые 20 мин мошки ведут себя гораздо активнее. Затем их движения замедляются, а через некоторое время перестают двигаться совсем. Содержание никотина в среде обитания мошек значительно снижает продолжительность их жизни.

В склянке в которой был введен слабый раствор табачной пыли, в первые 10 часов умерло 4 мошки(что составляет 40% от начального количества мошек).Через 20 часов- 6 мошек(60%) ,а через 30 часов-9 мошек(90%).

На основе этих данных построен график зависимости количества умерших мошек от времени. (График№1)

График №1

Заключение

Никотин — алкалоид, наркотик, нейротоксин, вырабатываемый корневой системой паслёновых, и накапливаемый в их листьях. Находится в форме маслянистой жидкости с ярковыраженными тошнотворным запахом и горьким вкусом. Больше всего никотина в табаке (0,3 - 5 % от массы табака в сухом виде) и листьях коки, но также в небольших дозировках он содержится в помидорах, картофеле, баклажанах. Особенно сильно никотин воздействует на насекомых.

Малые дозировки (1 мг абсорбированного никотина находится в одной сигарете) никотин оказывает возбуждающее действие на млекопитающих, что и вызывает зависимость.

В результате эксперимента было выяснено, что за определенный промежуток времени(40часов) под воздействием анализируемого раствора все мошки умерли (за 10 часов- 40% от начального количества мошек, за 20 часов-60%,за 40 часов-100%).

Просмотров работы: 9472