ФОС в организме теплокровных животных и человека могут подвергать ся различным химическим превращениям. В результате метаболизма образуются продукты распада, имеющие большую полярность и гидрофильность по сравнению с исходным веществом, что обеспечивает их быстрое выведение почками.
Метаболизм ФОС может протекать по двум направлениям: детоксикации когда образуются метаболиты, менее токсичные, чем исходное соединение и активации, когда в ходе метаболических превращений возникают высокотоксичные метаболиты. На самом деле метаболизм ФОС — это сложный биологический процесс, включающий многообразие путей превращения с участием различных ферментных систем организма и направленный на поддержание химического гомеостаза. Детально информация о биологическом превращении ФОС изложена в работах разных авторов.
Ниже представлены основные типы превращений ФОС в организме животных и человека.
Гидролиз. Гидролитическое расщепление представляет собой наиболее часто встречающийся путь ферментативного превращения ФОС и в большинстве случаев приводит к детоксикации.
Гидролиз ФОС осуществляется ферментами-гидролазами, широко представленными в тканях млекопитающих (печень, плазма, кишечник и др.). В зависимости от места гидролиза в молекуле ФОС выделяют фосфатазы — ферменты, расщепляющие связи при атоме фосфора; карбоксилэстеразы, действующие на сложноэфирные связи; карбоксиламидазы, осуществляющие гидролиз карбоксиламидной связи.
В результате ферментативного гидролиза образуются ионизированные продукты, обладающие большей гидрофильностью и лишенные антихолинэстеразных свойств. Более подробно изучен гидролиз ангидридно-кислотной эфирной связи триэфиров и гидролиз эфирных связей карбоновых кислот и карбоксиламидных связей ФОС.
Метаболизм ФОС, содержащих галоидангидридную связь (ДФФ, табун, зарин, зоман и др.), осуществляется путем гидролиза ангидридной связи при помощи ферментов, известных как А-эстеразы или фосфорилфосфатазы. Образующиеся диалкилфосф(он)аты чаще всего не подвергаются дальнейшим превращениям и выводятся в основном с мочой.
Гидролиз эфирных связей карбоновых кислот и карбоксиламидных связей в ФОС может катализироваться карбоксилэстеразами (В-эстеразами). Наиболее изучен гидролиз подобным путем у малатиона. Важность этого пути метаболизма подтверждается тем фактом, что при ингибировании карбоксилэстераз тканей токсичность малатиона повышается в 100 раз.
Трансферазные реакции. Трансферазы локализованы в печени и некоторых других тканях, участвуют в отщеплении в молекуле ФОС алкильных и арильных радикалов с последующей конъюгацией их с глутатионом или серной кислотой. Реакции конъюгации способствуют выведению первичных продуктов метаболизма, которые обычно не обладают антихолинэстеразной активностью и менее токсичны. Однако при накоплении в организме они могут вызывать различные токсические эффекты. Глутатионзависимое деалкилирование характерно для ряда диметиловых эфиров фосфорной и тионфосфорной кислот (метафос, метилнитрофос, бромофос, базудин, сумитион, фосдрин и др.). В результате трансферазных реакций образуются S-алкил или S-арилглутатион и О-деалкилпроизводное ФОС.
