Вместе с тем ФОВ способны непосредственно взаимодействовать с некоторыми ферментами, не относящимися к ХЭ, с биологическими структурами, не являющимися холинорецепторами. В высоких концентрациях ФОВ могут тормозить активность кислой и в меньшей степени щелочной фосфатазы. Известно, что повышение активности щелочной фосфатазы сыворотки крови играет важную роль в процессе детоксикации яда.
Предполагается, что ФОВ обладают способностью фосфорилировать некоторые белки. В последние годы с фосфорилированием некоторых белков ЦНС связывают нейротоксическое действие ФОВ, Взаимодействие ФОВ с белками может обусловить также их аллергенное действие. Установлено влияние ФОВ на активность протеолитических ферментов (трипсин и химотрипсин).
Исключительный по силе выраженности болевой синдром при интоксикации ФОВ сопровождается резким увеличением содержания в мозговой ткани серотонина, являющегося медиатором болевого чувства. Повышение активности серотонинэргической системы, по-видимому, является патологической, а не защитной реакцией.
Нехолинэргические механизмы играют обычно большую роль в действии менее токсичных ФОВ, к которым относятся многие пестициды. Часто этот компонент проявляется при повторном поступлении в организм небольших доз препарата, неспособных вызвать выраженные холинэргические реакции.