SỰ XÂM NHẬP CỦA CHẤT ĐỘC VÀO CƠ THỂ SINH VẬT

Chất độc xâm nhập vào cơ thể theo những con đường khác nhau: qua đường tiêu hóa (thuốc vị độc), qua đường hô hấp (thuốc xông hơi), qua da hay biểu bì (thuốc tiếp xúc). Cho dù xâm nhập vào cơ thể bằng con đường nào đi nữa, các chất độc muốn gây ra một tác động nào đó lên cơ thể sinh vật đều phải xâm nhập được vào bên trong tế bào của sinh vật đó.

1. Sự xâm nhập của chất độc vào tế bào

a. Sơ lược về cấu tạo tế bào
Tế bào trưởng thành điển hình cấu tạo cơ bản gồm có: màng nguyên sinh, nguyên sinh chất, nhân, bộ máy golghi, ty thể và các vi thể khác. Riêng đối với tế bào thực vật và một số vi sinh vật, bên ngoài màng nguyên sinh còn có màng tế bào – đó là một màng cellulose cứng bảo đảm cho tế bào được bền vửng.
b. Sự xâm nhập của các chất vào bên trong của tế bào
Màng tế bào có khả năng thẩm thấu rất lớn đối với các chất khoáng và các chất hữu cơ. Thường quá trình hấp thu các chất đi qua màng này xảy ra nhờ vào sự hấp thu phân tử, sự trao đổi ion hoặc liên kết hóa học.
Màng nguyên sinh chất có cấu tạo chuyên hóa rất phức tạp và là vật cảng thứ hai trên con đường các chất thâm nhập vào cơ thể do các yếu tố sau:

• Tính thấm chọn lọc: các chất đi qua màng tế bào với tốc độ khác nhau, điều này làm cản trở khả năng khuyếch tán của nhiều chất vào tế bào. Tuy nhiên tính thấm này có thể thay đổi khi có tế bào bị một tác động nào đó. Như khi chịu sự tác động của tác nhân gây hại, tế bào có thể bị kích thích hoặc bị tổn thương và khi đó tính thấm của màng tế bào tăng lên rõ rệt, lúc đó các chất – kể cả chất độc sẽ khuyếch tán nhanh chóng và bên trong tế bào cho đến khi cân bằng về áp suất được xác lập Khả năng hấp thu của toàn khối nguyên sinh chất: khả năng này được đặc trưng bởi một hệ số nào đó. Khi bị chất độc tác động thì hệ số này tăng lên do tính hấp thu của khối nguyên sinh chất tăng lên, kết quả là chất độc xâm nhập vào tế bào với một tốc độ nhanh hơn.
• Khả năng hấp phụ của màng nguyên sinh chất: Đặc biệt là đối với các kim loại nặ ng như Hg, Cu, As… Các chất độc này thường phản ứng với các nhóm thio và amin của màng tế bào, trong nhiều trường chúng đã phá hủy màng tế bào để đi vào bên trong. Nhìn chung các chất hữu cơ thường xâm nhập vào tế bào bằng con đường khuyế ch tán dưới dạng phân tử qua các khe lipoprotein của màng tế bào. Các chất độc vô cơ như các hợp chất của Cu, Fe, Zn… thường xâm nhập vào tế bào dưới dạng ion hoặc phân tử.

2. Sự xâm nhập của chất độc vào cơ thể côn trùng
Các thước trừ sâu xâm nhập vào cơ thể côn trùng theo 3 con đường: qua bộ máy tiêu hóa (thuốc vị độc); qua biểu bì (thuốc tiếp xúc) và qua con đường hô hấp (thuốc xông hơi). Với từng cách xâm nhập, chất độc sẽ bị chuyển hóa theo những hướng khác nhau và gây ra những tác động khác nhau.
a. Tác động vị độc

• Sự hấp thu chất độc: Các thuốc vị độc cùng với thức ăn đi vào cơ thể côn trùng. Từ lúc bắt đầu vào miệng, đi qua ống thực quản, cho đến khi vào túi thức ăn, chất độc được chuyển hóa từ dạng không hòa tan sang dạng hòa tan. Khi đến ruột giữa, quá trình đồng hóa chất độc xảy ra mạnh mẽ. Bằng cách thẩm thấu hoặc phá hủy vách ruột giữa, chất độc từ ruột chuyển vào huyết dịch. Cùng với huyế t dịch, chất độc vận chuyển đi khắp cơ thể, xâm nhập và tác động vào các trung tâm sống quan trọng (như hệ thần kinh, hệ men), hoặc giữ trong các mô (như mô mỡ).
• Sự bài tiết chất độc: trong quá trình tiêu hóa thường không phải toàn bộ số lượng chất độc đều được cơ thể hấp thu và đồng hóa. Một phần chất độc không kịp hoặc không được chuyển hóa thành trạng thái hòa tan sẽ bị thải ra ngoài bằng con đường bài tiết qua ruột sau và lổ hậu môn. Như vậy đi qua ruột với tốc độ càng nhanh, chất độc bị bài tiết đi ra ngoài càng nhiều, và do đó càng ít tác động đến cơ thể dịch hại. Một số chất như Asen đã gây ra sự co bóp ruột giữa khiến cho chất độc một phần bị tống ra khỏi cơ thể côn trùng.

b. Tác động tiếp xúc

• Biểu bì côn trùng được cấu tạo chủ yếu bởi 3 lớp: biểu bì trên, biểu bì ngoài và biểu bì trong. Lớp biểu bì trên ở ngoài cùng có độ dày khoảng 0,2 – 0,8 µ cấu tạo từ một hỗn hợp acid béo, cholesterin và protein. Biểu bì, chủ yếu là lớp biểu bì trên lá vật chướng ngại quan trọng nhất trên con đường xâm nhập của những chất không tan trong sáp và lipit. Thường biểu bì ở chân và đệm chân của côn trùng tương đối mỏng nên chất độc xâm nhập qua những nơi này tương đối dễ dàng. Ở một số côn trùng, biểu bì còn được bao bọc bởi một lớp sáp ở bên ngoài (như rệp sáp).
• Thông thường chỉ có những chất hữu cơ hòa tan được trong lipoit và lipoprotein mới xâm nhập được qua biểu bì. Sau khi qua được bểu bì, chất độc sẽ lan vào huyết dịch và truyền đi khắp cơ và tác động như trong trường hợp các chất vị độc. Một số thuốc trừ sâu nhất là các loại dầu, tinh dầu có thể tạo thành một lớp mỏng bền vững bao phủ cơ thể côn trùng làm cản trở quá trình hô hấp của chúng, và do đó các chất này có thể giết côn trùng ngay cả khi chưa xâm nhập được vào cơ thể. Ví dụ như dầu khoáng DC Trons Plus do hãng Caltex sản xuất, dầu khoáng SK do Hàn quốc sản xuất.

c. Tác động xông hơi

• Bằng dạng hơi, chất độc xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua hệ thống khí quản. Chúng khuyếch tán qua vách khí qu ản và vi khí quản vào huyết dịch, lan truyền trong thân và gây ngộ độc cho côn trùng.

• Khi tiếp xúc với các chất độc xông hơi, côn trùng thường phản ứng tự vệ bằng cách đóng các lổ thở lại. Nhờ có lượng oxy chứa trong khí quản, chúng có thể chịu đựng được một thời gian nhất định. Cho đến khi hết lượng oxy dự trữ, chúng mới buộc phải mở các lổ thở ra; do đó để tiêu diệt được dịch hại, ta phải giử cho không khí chung quanh dịch hại luôn chứa khí độc ở nồng gây chế t trong một thời gian tương đối dài thì mới có hiệu quả. Chính vì vậy mà chất độc xông hơi chỉ phát huy tác dụng khi được áp dụng ở những nơi có khoảng không gian cố định như kho, khoang tàu, nhà kính…

3. Sự xâm nhập của chất độc và cơ thể loài gặm nhấm

Thường là chỉ ứng dụng những chất vị độc hoặc xông hơi để tiêu diệt những loài gặm nhấm.

• Chất vị độc sau khi đi vào bộ máy tiêu hóa các loài gặm nhấm được đồng hóa ổ dạ dày. Sau đó chất độc nguyên chất hoặc các sản phẩm chuyển hóa của nó thấm qua vách ruột vào máu và được máu truyền đi khắp nơi trong cơ thể. Các loài gặm nhấm có khướu giác và vị giác rất phát triển lại rấ t đa nghi nên chúng có thể phản ứng tự vệ bằng cách lẩn tránh, không ăn bả độc hoặc bằng cách nôn mửa bả độc ra ngoài.
• Chất độc xông hơi xâm nhập dễ dàng vào phổi của loài gặm nhấm và từ đó được máu vận chuyển đi khắp cơ thể. Ngoài khả năng theo huyết dịch đến các cơ quan khác và gây tác động, chất độc xông hơi còn có khả năng tác động lên chính huyết dịch, làm mất khả năng vận chuyển khí oxy, khí carbonic và các chất khác làm ảnh hưởng đến toàn bộ cơ thể.