Понятие о ксенобиотиках и их роли в экологически обусловленных заболеваниях жителей Центрального Черноземья - Ксенобиотиками называют вещества чуждые организму (от греч. χenos – чужой, чужеродный). К их числу относят:
- - отходы производства (алифатические углеводороды,
- высокомолекулярные соединения и др.;
- - боевые отравляющие вещества;
- - пестициды;
- - нитраты;
- - нитриты;
- - нитрозоамины;
- - алкоголи;
- - дубильные вещества;
- - косметические средства; и др.
Путь поступления
|
Состояние вещества
|
Какие вещества поступают
|
Механизмы проникновения
|
Примечание
|
Ингаляционный:
при дыхании, включая через верхние дыхательные пути
|
Вещества, находящиеся в атмосфере в жидком, газообразном, парообразном и твёрдом (пылевые частицы) состоянии
|
Пыль, туманы, дымы;
ацетон, эфиры, бензол, яды
|
Простая диффузия по градиенту концентрации
|
Вследствие определён-ных трудностей защиты органов дыхания последние являются практически наиболее часто путём проникнове-ния чужеродных веществ
|
Таблица 1.
Пути поступления ксенобиотиков в организм
Транскутанный:
через неповреждённую кожу, так и через отверстия сальных и потовых желез
|
Вещества, растворимые в жирах и липидах;
находящиеся в газо- и парообразном состоянии
|
Анилин, галогенозамещён-ные углеводороды
|
Диффузия через эпидермис (липорастворимые),
волосяные фолликулы (водорастворимые)
|
Накопление в эпидермисе и собственно коже, после продолжительной экспозиции в волосяных сумках, сальных железах
| | | |
Синильная кислота, иприт, трихлорэтиламин
| | |
Желудочно-кишечный тракт
(с пищей, водой, в том числе через слизистые оболочки полости рта. желудка, тонкой и толстой кишки)
|
Вещества водорастворимые; близкие по структуре к природным соединениям
|
Через слизистую оболочку полости рта и желудка могут всасываться, в основном, вещества, хорошо растворимые в липоидах; яды (при несоблюдении правил личной гигиены)
|
Диффузия через слизистую в кровь
Активный транспорт, пиноцитоз
|
Всасывание водных растворов происходит главным образом в толстой кишке
|
Продолжение таблицы
Таблица 2. Таблица 2. Площадь всасывающей поверхности тела человека
Поверхность
|
Площадь, м2
|
Кожа
|
1,2 - 2
|
Полость рта
|
0,02
|
Желудок
|
0.1 - 0,2
|
Тонкий кишечник
|
100
|
Толстый кишечник
|
0,5 -1.0
|
Прямая кишка
|
0,04 - 0.07
|
Полость носа
|
0,01
|
Лёгкие
|
70
| Схема 1. Схема 1.
К С Е Н ОБ И О Т И К И
|
1.Органические соединения в виде соединений с альбумином (ионные, водородные, вандерваальсовские связи)
|
2. Неэлектролиты:
а) → растворение в плазме крови → в эритроциты → сорбция на молекуле гемоглобина
б) в неионизированном состоянии: легко проникают через мембраны (диффузия в кровь, через гематоэнцефалический и плацентарный барьеры)
| Продолжение Продолжение
3. Электролиты (соединения металлов):
- щелочные в виде ионов (активный транспорт)
- нещелочные:
а) в виде комплекса с аминокислотами через ЅН-группу: Hg, Pb, Co, Cd;
через СООН- группу: Cu, Ni, Zn;
б) в виде комплекса с белками через: NH2, COO, имизадольные и гуанидиновые группы, в том числе:
Fe – с бета-глобулином ферритином;
Cu – в крови с альбумином; в печени – с церуллоплазмином;
Co – с альбумином и глобулинами;
Ni - с глобулинами (никельплазмин – 80%)
As - с эритроцитами;
Pb – с эритроцитами (диффузия через ГЭБ* и плацентарный барьер)
Mn - с бета-глобулином трансмангатином
*ГЭБ – гематоэнцефалический барьер
|
Схема 2.Распределение и депонирование ксенобиотиков в организме
КСЕНОБИОТИК
↓
Кровь и лимфа
↓
Межклеточная и внутриклеточная жидкость (обратимая связь между альбуминами и глобулинами – динамичный резерв токсиканта в организме)
↓
_______________в_органы и ткани____________
↓ ↓
| | | |
Липидорастворимые вещества
↓
избирательное накопление в жировых депо;
нервной ткани, печени, костном мозге, семенниках, яичниках и других органах с большой сорбционной ёмкостью вследствие наличия жировой ткани
Примеры избирательного накопления:
↓
| |
Водорастворимые вещества (электролиты)
↓ ↓
| | | | |
Легкорастворимые:
в костях – соединения металлов, способные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором (Pb, Be,
Ra, Th и др.)
|
Труднорастворимые:
в печени, селезёнке. костном мозге – грубодисперсные коллоиды;
в почках - Hg, Cd;
во всех органах – Co,
Ni, As, Se, V, Cr
|
Сердце
|
адреналин
| | |
Щитовидная железа
|
иод
| | |
Мозг
|
трихлоэтилен
| | |
Надпочечники
|
хлороформ
| | |
Слюнные железы, печень, почки
|
тиофос
| | |
|
1-я фаза
|
|
2-я фаза
|
|
Ксенобиотик
|
→
|
Промежуточный продукт
|
→
|
Конъюгат
|
|
окисление
|
|
глюкуронидация
|
| | |
восстановление
| |
сульфатация
| | | |
гидролиз
| |
метилирование
| | | |
| |
связывание с глутатионом
| |
Схема 3. Фазы метаболизма чужеродных соединений
- В ходе 1-й фазы – окислительно-восстановительного или гидролитического превращения – молекула вещества обогащается полярными функциональными группами, что делает её реакционноспособной и более растворимой в воде.
- Во 2-й фазе проходят синтетические процессы конъюгации промежуточных продуктов метаболизма с эндогенными молекулами, в результате чего образуются соединения, которые выводятся из организма с помощью специальных механизмов секреции.
Следствием химической модификации молекулы ксенобиотика могут стать: - ослабление токсичности;
- усиление токсичности;
- изменение характера токсического действия;
- инициация токсического процесса.
Механизм метаболизма ксенобиотиков развился как способ защиты от токсического действия встречающихся в природе чужеродных соединений, животных и растительных ядов, бактериальных токсинов и других веществ, которые могут тем или иным путём проникать в организм. Широкий спектр химических агентов оказывает прямое токсическое и раздражающее действие на организм, провоцируя развитие заболеваний. Идентифицированы также соединения, приобретающие повреждающие свойства уже in vivo послеактивации ферментами биотрансформации ксенобиотиков. - Биотрансформация ксенобиотиков.
- Биотрансформация ксенобиотиков – любых чужеродных веществ, поступающих в организм – играет ключевую роль в механизме адаптации организма к факторам внешней среды и включает три последовательные и функционально сопряжённые фазы.
- 1. Фаза І - активация соединения, т.е. придание ему свойств более активно участвовать в химических реакциях. Процессы превращения химических веществ многообразны и включают их окисление, восстановление, метилирование и др.
- 2. Фаза ІІ - детоксикация, во время которой резко снижается или теряется свойство веществ оказывать токсическое действие: это происходит за счёт полного или частичного разрушения более сложных молекул либо присоединения некоторых других, а именно ферментов конъюгации, например глюкуроновой кислоты, остатков серной кислоты и др.
- 3. Фаза ІІІ - эвакуация, т.е. удаление вещества из тех или иных органов и тканей и в последующем из организма.
- В биотрансформацию вовлечено более 200 различных ферментов, активно участвующих в метаболизме не только экзогенных, но и эндогенных субстратов – интермедиантов процессов воспаления, сенсибилизации, бронхоконстрикции, стероидных гормонов и других биологически активных веществ.
- Многие реакции биотрансформации являются НАДФ+ / НАДФН- или НАД+ / НАДН-зависимыми.
1). Лёгкие. Путём диффузии – газы, пары: -бензин, бензол, хлороформ – плохо растворимые в воде, выделяются быстро; -ацетон, спирт – хорошо растворимые в воде, выделяются медленно. 2). Почки. Путём активного и пассивного транспорта: - в дистальных канальцах – пассивный транспорт (липидорастворимые соединения в неионизированном состоянии реабсорбируются в кровяное русло; соединения с низкой растворимостью в липидах не реабсорбируются); - в проксимальных канальцах – активный транспорт полярных (не растворимых в липидах) веществ: сильные кислоты и основания; слабые органические электролиты. 3). Кишечник. - Через слизистую (метиловый спирт, анилин, никотин, ртуть, мышьяк, свинец). 4). Кожа. - В незначительном количестве. |
Скачать 100.68 Kb.