Neonicotinoïde insecticiden gaan een binding aan met nicotinerge acetylcholine receptoren (nAChRs) die vrijwel onomkeerbaar is omdat deze stoffen door het enzym acetylcholinesterase niet kunnen worden afgebroken. In het centrale zenuwstelsel van insecten zijn neonicotinoiden sterke agonisten (= signaalstof die de receptor activeert en daarmee een reactie of activiteit in gang zet) met een hoge affiniteit voor nAChRs. Uit een recente studie blijkt dat de neonicotinoide insecticiden imidacloprid en clothianidin zwakke agonisten van neuronale nAChRs bij de mens zijn (zie bijlage). Imidacloprid bleek echter wel een hoge affiniteit voor humane nAChRs te hebben, net zoals dat voor insecten het geval is. Nicotinerge acetylcholine receptoren zijn betrokken bij cognitieve functies zoals concentratie en geheugen en spelen ook een rol in specifieke aandoeningen, zoals epilepsie, schizofrenie, en de ziekte van Alzheimer.
Recentelijk toonde de Nederlandse toxicoloog Henk Tennekes aan dat de blootstellingstijd een versterkende werking op de toxiciteit van imidacloprid en thiacloprid voor ongewervelde dieren heeft (zie bijlage). Ook zeer lage concentraties van neonicotinoiden hebben bij lange blootstellingsduur een werking en de voor een werking benodigde hoeveelheid van de stof wordt lager naarmate de blootstellingstijd toeneemt. Lange termijn effecten van imidacloprid kunnen dus ook bij de mens niet meer worden uitgesloten. Prenatale blootstelling aan organofosfaat insecticiden, die indirect met nAChRs interfereren door remming van acetylcholinesterase, werd onlangs door verschillende Amerikaanse wetenschappers in verband gebracht met verminderde intelligentie bij 7-jarige schoolkinderen.
Acetylcholine vervult als chemische boodschapper een belangrijke rol in de signaaloverdracht in het zenuwstelsel. Een signaal verplaatst zich over een zenuwcel als een elektrische stroom. Wanneer dit signaal overgedragen moet
worden op een andere zenuwcel, wordt het elektrisch signaal omgezet in een chemisch signaal. Aan het uiteinde van de zenuwcel wordt de chemische boodschapper, ofwel neurotransmitter, acetylcholine afgegeven. Acetylcholine
diffundeert over de spleet tussen de zenuwcellen naar de andere zenuwcel. Daar bindt acetylcholine aan specifieke eiwitten, receptoren genoemd. Een neurotransmitter past precies op de bindingsplaats van de receptor, zoals een sleutel in een slot. Acetylcholine bindt specifiek aan nicotinerge acetylcholine receptoren, met als resultaat dat er over die zenuwcel weer een elektrische stroom gaat lopen. Het signaal stopt als acetylcholine in de ruimte tussen de zenuwcellen wordt afgebroken na binding aan een ander eiwit, het enzym acetylcholinesterase.
Nicotinerge acetylcholine receptoren zijn betrokken bij cognitieve functies zoals concentratie en geheugen en spelen ook een rol in specifieke aandoeningen, zoals epilepsie, schizofrenie, en de ziekte van Alzheimer. Alzheimer patiënten hebben minder nicotinerge acetylcholine receptoren, waardoor de signaaloverdracht verstoord is. Acetylcholinesterase remmers veroorzaken een ophoping van acetylcholine in de ruimtes tussen de zenuwcellen, wat leidt tot extra stimulatie van de receptoren. Acetylcholinesterase remmers worden gebruikt als bestrijdingsmiddelen en zenuwgassen om de signaaloverdracht te ontregelen. Onderzoek van de universiteit Utrecht toonde aan dat een aantal bestrijdingsmiddelen al bij lage concentraties de receptor activiteit vermindert. Voor enkele zelfs bij een lagere concentratie dan nodig is om acetylcholinesterase te remmen. Sommige bestrijdingsmiddelen hebben voor mensen nadelige bijwerkingen die niet gerelateerd zijn aan remming van acetylcholinesterase. De effecten op nicotinerge acetylcholine receptoren spelen mogelijk een rol bij deze bijwerkingen. Gedurende de ontwikkeling van het zenuwstelsel verandert de receptorsamenstelling van diverse receptoren, waaronder nicotinerge acetylcholine receptoren. Een verschillende gevoeligheid van andere receptorsamenstellingen voor bestrijdingsmiddelen suggereert dat de gevoeligheid voor bestrijdingsmiddelen gedurende de ontwikkeling van het zenuwstelsel kan veranderen. Dit biedt een nieuw perspectief voor onderzoek naar de hogere gevoeligheid van kinderen voor sommige bestrijdingsmiddelen in vergelijking tot volwassenen.
Bronnen:
Ping Li, Jason Ann, Gustav Akk, Journal of Neuroscience Research, artikel online gepubliceerd op: 28 APR 2011
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jnr.22644/abstract
Bouchard et al.
http://ehp03.niehs.nih.gov/article/info:doi/10.1289/ehp.1003185
Persbericht University of California - Berkeley
http://newscenter.berkeley.edu/2011/04/20/p
Rauh et al.
http://ehp03.niehs.nih.gov/article/info:doi/10.1289/ehp.1003160
Persbericht Columbia University
http://www.mailman.columbia.edu/print/3587
Engel et al
http://ehp03.niehs.nih.gov/article/info:doi/10.1289/ehp.1003183
Persbericht Mount Sinai School of Medicine
http://mssm.edu/about-us/news-and-events/new-mount-sinai-stu
Samenvatting Proefschrift Smulders, C.J.G.M. (2004, May)
Nicotinic acetylcholine receptors as targets for acetylcholinesterase inhibiting drugs and pesticides. IRAS, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands. Promotor: Prof.dr. W. Seinen, Co-promotor: Dr. H.P.M. Vijverberg
http://applicaties.csc.uu.nl/uupona/aanmelden/bestandenpromotie/samenva…
- Login om te reageren