.RU

Лекция 5. Понятие о ксенобиотиках и их роли в экологии человека - Лекция Человек и биосфера 1


^ Лекция 5. Понятие о ксенобиотиках и их роли в экологии человека

Целесообразность организма – появление ксенобиотиков – экологическая токсикология – свободные радикалы


Человеческий организм имеет сложные системы обмена веществ и детоксикации опасных для него соединений. Эти системы прошли длительную эволюцию под воздействием природных токсических компонентов пищи, воды, воздуха и различных биологических ядов. В XX в. (особенно в последние десятилетия) человеческий ор­ганизм стал подвергаться воздействию разнообразных синтезиро­ванных, т.е. ранее не встречавшихся веществ. Поскольку эти веще­ства чужды организму, их стали называть "ксенобиотиками" (от греч. xenos – чужой, чужеродный). Поступление их в окружаю­щую человека среду с каждым годом возрастает. К их числу отно­сятся отходы производства (алифатические углеводороды, высоко­молекулярные соединения и др.), боевые отравляющие вещества, пестициды, нитриты, нитраты, нитрозоамины, алкоголи, дубиль­ные вещества, многие лекарственные препараты, косметические средства и др.

Современные экологические условия характеризуются также на­коплением в воде, воздухе, почве и живых организмах (средах жизни) присущих организму веществ, но в концентрациях, намного превышающих привычные для организма (например, тяжелых металов). К группе ксенобиотиков их не относят, однако значитель­ные концентрации их в организме также оказывают токсический эффект. При этом если раньше контакт с такими веществами был характерен для ограниченного контингента людей, связанных с оп­ределенным видом производственной деятельности, то теперь все большие массы населения контактируют с ними (даже дети) за счет их переноса. Кроме того, токсическое действие веществ не только проявляется в острых отравлениях ими, но и может снижать имму­нологическую реактивность организма, становиться причиной по­вышенной заболеваемости людей, разнообразных аллергических состояний, иметь неблагоприят­ные отдаленные последствия в виде генетических, тератогенных, канцерогенных эффектов. Это привело к выделению специальной отрасли знания, именуемой экологической токсикологией, которая в отличие от традиционной медицинской токсикологии подходит к проблеме с более широких общебиологических позиций:

Одним из важных адаптационных механизмов является также активация антирадикальной и антиперекисной защиты организма.

В процессе биотрансформации ксенобиотиков образуются супероксидные анионы, перекись водорода, органические перекиси и т.д., которые обусловливают побочное действие ксенобиотиков (от нарушения проницаемости мембран до гибели клеток). Устранение этих эффектов производится системой антиоксидантов. Ведущую роль в ней играет фермент супероксиддисмутаза, превращающая супероксидные анионы в перекись водорода и триплетный кислород и, та­ким образом, в 10 раз снижающая их токсичность. Токсические эф­фекты образовавшейся перекиси водорода предупреждаются фер­ментными системами каталазы и глютатионпероксидазы, разлага­ющими ее или использующими для окисления глютатиона и других эндогенных субстратов. Имеются и неферментативные антиоксидантные системы. Это липидорастворимые соединения: витамины А, Е, С, Р, аминокислоты (цистеин, метионин, аргинин, гистидин), мочевина, холин, восстановленный глютатион.

Таким образом, детоксикация ксенобиотиков как адаптацион­ный механизм обеспечивается 4 основными взаимосвязанными звеньями:

– микросомальными монооксигеназами;

– конъюгирующими соединениями и ферментами реакций конъ­югации;

– макроэргическими соединениями (донаторами энергии для синтеза ферментов и конъюгатов);

– ферментными и неферментными механизмами антирадикальной и антиперекисной защиты.

Реакции детоксикации ксенобиотиков являются типичными компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечивающими поддержание гомеостаза на молекулярном уровне.
^ Лекция 6. Поступление ксенобиотиков в организм, их распределение и выведение

Причины поступления и накопления ксенобиотиков в организме – физиологическая основа метаболизма ксенобиотиков – пути поступления ксенобиотиков – распределение ксенобиотиков в организме


Целесообразность строения и функций человеческого организма (как и других живых организмов) проявляется, в частности, в изби­рательном характере поглощения веществ и выведения продуктов метаболизма. Поэтому существенное значение имеют ответы на вопросы, почему в современных экологических условиях стало воз­можным поступление в организм такого большого количества веществ, чуждых для него, причиняющих ему вред, как осуществля­ется адаптация организма по отношению к ним. Ответы эти не од­нозначны:

Поступление ксенобиотиков в организм, следовательно, обуслов­лено, с одной стороны, их собственными свойствами (способностью образовывать прочные связи с мембраной, характером этих связей, обусловливающих длительность удерживания на белково-липидном комплексе, способностью конкурировать с обычными метаболита­ми), с другой – свойствами самого организма. При этом определя­ющими свойствами организма являются:

Пути поступления ксенобиотиков в организм могут быть различ­ными: через легкие, пищеварительный тракт, кожу. Самый простой путь проникновения – через дыхательные пути, так как поверх­ность мембран очень велика. Всасывание многих веществ происхо­дит через слизистую оболочку полости рта путем простой диффу­зии и оттуда (минуя печеночный барьер) – в кровеносную систему.

Многие чужеродные соединения (неионизированные) легко всасываются таким образом из желудка.

Тот же механизм (степень ионизации вещества и его растворимость в липидах) обусловливает всасывание через кишечный эпителий. После всасывания из желудочно-кишечного тракта, через кожу или легкие чужеродные соединения и их метаболиты могут проходить через барьерные ткани, например, гематоэнцефалический барьер и плаценту. Гематоэнцефалический барьер на уровнях "кровь – мозг" и "кровь – спиномозговая жидкость" – это типичные липопротеиновые мембраны, и чужеродные молекулы преодолевают их также путем простой диффузии, со скоростью, пропор­циональной растворимости в липидах. Плацента состоит из активно метаболизирующей ткани, образует сложный барьер между кровообращением матери и плода. Проходя через него, сложные соединения могут еще и превращаться в различные мета­болиты или накапливаться.

Распределение ксенобиотиков в организме определяется их свойствами и особенностями тканей. Многие ксенобиотики жирора­створимы (особенно пестициды), поэтому могут накапливаться в жировых депо. Другие (соли тяжелых металлов, тетрациклиновые антибиотики) – остеотропны, поэтому накапливаются в костях. Чужеродные соединения могут также связываться с белками (и в таком состоянии не могут выводиться через мембраны) и нуклеино­выми кислотами (некоторые антибиотики, афлатоксины), приводя к мутациям. Многие ксенобиотики под действием обычных детоксицирующих ферментов превращаются, напротив, в метаболиты, бо­лее токсичные и даже обладающие канцерогенным действием (Д. В. Парк, 1973).

Многие ксенобиотики могут вызывать иммунологическую сенси­билизацию организма и делать его более чувствительным к другим веществам.

При поступлении небольших количеств ксенобиотиков в орга­низм их детоксикация осуществляется обычными путями – с по­мощью ферментативных и неферментативных превращений. Веду­щую роль в ферментативных превращениях играют две фазы детоксикации (см. "Метаболизм ксенобиотипов в организме человека я животных" / Под ред. Г.А. Степанского. М., 1981):

– гидроксилирование, окисление или восстановление (фермен­ ты локализуются в гладкой эндоплазматической сети (микросомах) печени);

– конъюгирование (ферменты локализуются в шероховатой эндоплазматической сети).

Детоксикация имеет место и в нормальных условиях, но играет подчиненную роль. В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов ока­зывается недостаточно. Системы детоксикации в таком случае должны в короткие сроки перестроиться и должны включиться ком­пенсационные механизмы. Особое значение приобретает при этом не только активация энергетических систем, но и усиленная экс­прессия генов в сторону избирательного синтеза тех изоформ фер­ментов, которые соответствуют структуре ксенобиотиков. Большое значение имеет и осуществление принципа дублирования функций. Он проявляется разными способами:

1) в способности эндогенных конъюгирующих веществ взаимно заменять друг друга. В частности, такие вещества, как фенол и аце­тон, метаболиты нафталина, могут вступать в реакции конъюгации с глюкуронидами, сульфитами, глютатионом, а толуол и ксилол, помимо перечисленных агентов, еще и с глицином. Реакции конъюгации обычно локализуются на эндоплазматической сети, а также в гиалоплазме, митохондриях и лизосомах, т.е. внутриклеточное рас­пределение этой функции при необходимости может меняться и расширяться. Практически реакции конъюгации "перекрывают" все внутриклеточные структуры и защищают их от проникновения ксенобиотиков. Так, конъюгация с лютатионом возможна и на эндоплазматической сети, и в гиалоплазме, а метилирование еще и в лизосомах (Д.С. Саркисов, Л.А. Тиунов, 1987);

2) при детоксикации водорастворимых ксенобиотиков, не вступа­ющих в реакции конъюгации. Это достигается наличием несколь­ких путей биотрансформации. В нормальных условиях может использоваться основной путь, а в экстремальных – включаться дополнительные пути.

kontrolya-24-stranica-13.html
kontrperenos-i-tyazhest-patologii-pacienta-otto-f-kernberg-tyazhelie-lichnostnie-rasstrojstva-strategii-psihoterapii.html
kontrreformaciya-privoditsya-po-izdaniyu-v-v-kareva-istoriya-srednih-vekov-m-pstbi-1999.html
kontrvopros-dzhim-kemp.html
konturnaya-i-geometricheskaya-rezba.html
konvejernaya-sistema-organizacii-truda.html
  • literatura.bystrickaya.ru/silovikov-nauchat-zashishat-transport-ot-terroristov-gazeta-komsomolskaya-pravda-11022011.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-federalnoe-agentstvo-po-zdravoohraneniyu-i-socialnomu-razvitiyu-gosudarstvennoe-obrazovatelnoe-uchrezhdenie-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-stranica-3.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-xi-ekzamen-matematiki-sobranie-sochinenij-v-dvadcati-dvuh-tomah-1.html
  • tests.bystrickaya.ru/mektepke-dejng-zhne-bastauish-oitu-teoriyasi-men-dstemes-kafedrasi.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/a-abstrakcionizm-uchebnoe-posobie-ivanovo-1998-vnastoyashem-izdanii-dani-osnovnie-ponyatiya-i-termini-naibolee.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-29-fevralya-2012-g.html
  • studies.bystrickaya.ru/2-normativnoe-regulirovanie-ocenki-zalogov-v-ukraine-staroj-zhizni-bolshe-net-est-novie-ceni.html
  • writing.bystrickaya.ru/caricino-priroda-i-istoriya.html
  • nauka.bystrickaya.ru/vedushij-redaktor-korrektor-hudozhnik-oblozhki-original-maket-podgotovila-v-usmanov-a-zajcev-l-panin-m-roshal-v-shimkevich-l-panin-bbk-88-37-stranica-4.html
  • textbook.bystrickaya.ru/itogovaya-ocenka-programma-uchebnoj-disciplini-municipalnoe-pravo-rossijskoj-federacii-dlya-specialnosti-030501.html
  • shkola.bystrickaya.ru/odisseya-chast-11.html
  • turn.bystrickaya.ru/plan-provedeniya-obektovih-i-shtabnih-trenirovok-plan-raboti-komiteta-po-obrazovaniyu-administracii.html
  • znanie.bystrickaya.ru/bektemn-sharuashili-zhrgzu-iindai-1-pavlodar-alali-auruhanasi-kmk.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/u-kogo-est-svobodnaya-volya-nyu-jork-1-marta-1924-g-samonablyudenie-nyu-jork-13-marta-1924-g.html
  • institut.bystrickaya.ru/torgovogo-doma-biblio-globus-stranica-10.html
  • bukva.bystrickaya.ru/obshinnij-centr-evrejskoj-kulturi-udmurtii-i-bf-hesed-ariel.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-i-metodicheskie-rekomendacii-po-prohozhdeniyu-proizvodstvennoj-praktiki-studentov-2-go-kursa.html
  • bukva.bystrickaya.ru/processualnie-garantii-prav-lichnosti-i-pravosudiya.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/metaprogrammi-v-podbore-i-ocenke-personala-ispolzovanie-vozmozhnostej-lizinga-personala.html
  • bukva.bystrickaya.ru/stroitelnie-materiali-portlandcement-lako-krasochnie-materiali-stroitelnie-rastvori-izvest.html
  • education.bystrickaya.ru/101-osmotr-rukovodstvo-po-ekspluatacii-3226-00-000re.html
  • studies.bystrickaya.ru/algoritm-idea-kriptograficheskie-osnovi-bezopasnosti-informaciya-o-kurse-kurs-predpolagaet-izuchenie-metodologicheskih.html
  • knigi.bystrickaya.ru/reshenie-nazovem-kletki-pro-perimetri-kotorih-izvestno-chto-oni-celochisleni-izvestnimi.html
  • urok.bystrickaya.ru/pravitelstvo-rossijskoj-federacii-postanovlenie-ot-21-marta-2007-g-n-172-o-federalnoj-celevoj-programme-deti-rossii-na-2007-2010-godi.html
  • studies.bystrickaya.ru/aktualnie-voprosi-gosudarstvennogo-kontrolya-soblyudeniya-zakonodatelstva-o-zashite-prav-potrebitelej-chast-6.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/lekciya-13-po-specialnosti-globalizaciya-ekonomiki.html
  • thescience.bystrickaya.ru/iv-struktura-podgotovki-specialistov-otchet-o-rezultatah-samoobsledovaniya-federalnogo-gosudarstvennogo.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vilyujskoe-ulusnoe-rajonnoe-upravlenie-obrazovaniem.html
  • studies.bystrickaya.ru/221-imya-peremennoj-zadanie-parametrov-v-okne-polzovatelskih-propushennih-znachenij-9-2-format-kolonok-9-2.html
  • reading.bystrickaya.ru/lessentiel-des-relations-internationales-oficialnij-sajt-prezidenta-rossijskoj-federacii.html
  • esse.bystrickaya.ru/referat-po-discipline-periferijnie-ustrojstva-na-temu-shina-agp.html
  • literature.bystrickaya.ru/dokument-nahoditsya-v-obrabotke-byulleten-novih-postuplenij-v-fundamentalnuyu-biblioteku-mart-2008-g.html
  • universitet.bystrickaya.ru/stenogrammavishnyakov-ve-ii-vserossijskaya-nauchno-prakticheskaya-konferenciya-monitoring.html
  • education.bystrickaya.ru/2-formirovanie-obshestvennogo-mneniya-planirovanie-prodvizheniya-7-byudzhet-prodvizheniya-8-pravovie-ogranicheniya-prodvizheniya.html
  • control.bystrickaya.ru/bileti-na-parom-afini-o-santorini-vremya-v-puti-5-chasov-ot-35-evrochel.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.