Ксенобиотики: это что?

  • Вступление
  • Чужеродные соединения-ксенобиотики
  • Как организм защищается от ксенобиотиков
  • Антиоксиданты

4. Заключение

Преподаватель ОБЖ

Ковалев Александр Прокофьевич

СОШ № 2

г. Моздок

Человек живёт в окружении разнообразных химических веществ, многие из которых относят к группе ксенобиотиков-чужеродных соединений.

Чужеродное соединение — это вещества, которое организм не может использовать ни для производства энергии, ни для построения каких-либо своих частей.

Чужеродные химические вещества являются ядовитыми или отравляющими, имеют различное происхождение.

Многие из них природные, но более 7 млн. веществ созданы человеком искусственным путём; пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные средства, промышленные отходы.

Отравляют планету многие вещества — и органические и неорганические, 12 металлов: бериллий, алюминий, хром, селен, серебро, кадмий, олово, сурьма, барий, ртуть, таллий, свинец- токсичны во всех своих соединениях.

Особую угрозу жизни и здоровью человека представляют три металла-свинец, кадмий, ртуть.

Каждое из новых химических веществ может стать причиной отравления или химической болезни.

Токсины, попадающие в организм человека с водой, воздухом, пищей, могут вызвать химическую травму, которая всегда сопровождается поражением психики : так реагируют на вредные вещества нервные клетки-наиболее уязвимые в организме.

Токсины могут вызвать и более серьёзные последствия-смертельные отравления , а в ряде случаев их действие проявится через годы в виде тех или иных заболеваний.

Причиной химического отравления могут стать многие вещества, с которыми мы сталкиваемся в быту, к примеру: лекарства, если превышать назначенную врачом дозировку, использовать препараты с истёкшим сроком годности.

Другой источник-товары бытовой химии: краски, лаки, клей, стиральные порошки, отбеливатели, пятновыводи-тели, средства для борьбы с насекомыми.

В нашей стране они являются виновниками более миллиона случаев отравления в год.

Сегодня в табачном дыме найдено более 400 вредных для здоровья.

Прежде всего это радиоактивный полоний-210 и канцерогенные смолы, вызывающие раковые заболевания большинства внутренних органов.

Кроме того, табак-растение, в наибольшей степени аккумулирует соли кадмия из почвы.

Аэрозоль оксида кадмия поступает в альвеолы лёгких с табачным дымом и вместе с упомянутыми выше веществами способствует возникновению рака лёгких.

Усвоение (всасывание в кровь) кадмия из воздуха составляет 80%.

По этой причине содержание кадмия в организме пассивных курильщиков лишь немногим меньше, чем у активных.

Помимо названных веществ в табачном дыме содержатся такие обще известные яды, как синильная кислота, мышьяк, угарный газ, необратимо связывающийся с гемоглобином крови.

По оценкам ВОЗ курильщики теряют в среднем 22 года нормальной жизни.

ВОЗ называет табакокурение одним из основных факторов риска здоровью из-за множества чужеродных веществ, содержащихся в табачном дыме. Курильщики теряют в среднем 22 года нормальной продуктивной жизни.

В организме человека и животных есть различные механизмы защиты от ксенонобиотиков. Главные из них:

1. Это системы барьеров, препятствующих проникновению ксенобиотиков во внутреннюю среду организма, а также защищающих особо важные органы (мозг и др. ) от тех, » чужаков», которые все же прорвались в организм.

2. Это особые транспортные механизмы для выведения ксенобиотиков из организма. Наиболее мощная из них находится в почках

3. Это ферментные системы, главные из которые находятся в печени и превращают ксенобиотики в соединения менее токсичные и легче удаляемые из организма.

4. Это тканевые депо, где как бы под арестом могут накапливаться некоторые ксенобиотики.

Барьеры — это кожа, эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Образованы эти барьеры одно- или многослойными пластами клеток.

Однако некоторые вещества могут преодолеть эти барьеры.

Если же ксенобиотики прорвались в кровь, то там их встретят гистогематические барьеры, расположен-ные между тканью и кровью.

Но и гистогематические барьеры не всегда непреодолимы для ксенобиотиков — ведь снотворное и некоторые лекарства действуют на нервные клетки, а значит, они барьер проходят.

Некоторые ксенобиотики могут повреждать клетки, образующие гистогематические барьеры, делая их легко проникаемыми.

Транспортные системы обнаружены во многих органах. Наиболее мощные находятся в клетках печени и почечных канальцах.

В органах, защищенных гистогематическим барьером, имеются особые образования, откачивающие ксенобиотики в кровь из тканевой жидкости

Ферментные системы превращают ксенобиотики в менее ядовитые соединения, которые легче поддаются выводу из организма.

Для этого используют ферменты, катализирующие или разрыв какой-либо химической связи в молекуле ксенобиотика, или наоборот, соединение его с молекулами других веществ.

Чаще всего в итоге получается органическая кислота, которая легко удаляется из организма.

Наиболее мощные ферментные системы находятся в клетках печени.

Депо ксенобиотиков — место избирательного накапливания некоторых вредных веществ.

На всем протяжении эволюции животных и человека главными воротами проникновения в организм чужеродных веществ оставался желудочно-кишечный тракт. Сформировались и соответствующие механизмы обезвреживания проникающих из кишечника в кровь ксенобиотиков: Защитную функцию «взяла» на себя печень

Этот мощный «химический завод» обеспечивал сохранение постоянства внутренней среды организма.

Теперь положение коренным образом изменилось из-за значительного и разнообразного загрязнения окружающей среды.

По этой причине организм человека значительно более чувствителен при проникновении в него токсических веществ как через легкие, так и через желудочно-кишечный тракт.

Проникновение различных вредных веществ повышенной концентрации через органы дыхания, менее защищенные, чем желудочно-кишечный тракт, в наши дни привело к существенному изменению состояния организма.

Развилась патологическая повышенная чувствительность организма.

Ощутимыми темпами происходит накопление наследственных пороков .

Широкое распространение получили: хронический бронхит, и редкие прежде формы легочной патологии, такие как аллергическое воспаление альвеол (болезни птицевода, табаковода, «легкое фермера» и др.) .

Увеличилось число больных бронхиальной астмой, наиболее тяжелое проявление аллергии.

Особую тревогу вызывает увеличение количества больных раком легкого.

Спиртные напитки известны издавна. Предполагается, что приём спиртного был приурочен нашими предками к таким событиям, как праздник полнолуния, удачная охота, и символизировал психическое родство, «единство крови».

Человек долгое время не переступал опасной черты употребления алкоголя, однако сегодня алкоголизм стал одной из самых серьёзных проблем.

Антиоксидантами называют вещества, которые препятствуют окислению или реакциям, которые активизируются, кислородом, перекисями, радикалами , то есть защищают мембраны клеток.

Большинство витаминов являются антиоксидантами . Так как нагрузка на организм ксенобиотиками за последние десятилетия резко возросла– расход витаминов и других антиоксидантов резко увеличился, и поэтому того количества, которое поступает с обычным рационом все больше не хватает.

Для выведения из организма множества химических веществ и тяжелых металлов целесообразно принимать сорбенты: хитозан, клетчатку, пектины.

Прежде чем вводить в себя ксенобиотики, в том числе называемые лекарствами, думайте.

Взвешивайте инь : ян, польза : риск осложнений.

Помните! Чтобы продлить жизнь – достаточно не укорачивать её!

Какой бы совершенной ни была медицина, она не может избавить каждого от всех болезней. Человек — сам творец своего здоровья, за которое надо бороться.

С раннего возраста необходимо вести активный образ жизни, закаливаться, заниматься физкультурой и спортом, соблюдать правила личной гигиены, — словом, добиваться разумными путями подлинной гармонии здоровья

Здоровый образ жизни — это образ жизни, основанный на принципах нравственности, рационально организованный, активный, трудовой, закаливающий и, в то же время, защищающий от неблагоприятных воздействий окружающей среды, позволяющий до глубокой старости сохранять нравственное, психическое и физическое здоровье

Домашнее задание § 3.1 стр.18-24

Ксенобиотики – это термин, используемый для условного обозначения химических соединений, чужеродных для живого организма. Слово имеет греческие корни. В буквальном переводе оно означает «чуждая жизнь». Рассмотрим подробнее, что такое ксенобиотики. Классификация этих веществ также будет приведена в статье.

Общие сведения

Как показывает практика, повышение концентрации и биотрансформация ксенобиотиков в природе косвенно или прямо связаны с хозяйственной деятельностью людей. Попадая во внешнюю среду, они способны вызвать гибель организмов, изменение наследственных признаков. Под действием этих соединений повышается частота аллергических реакций, нарушаются обменные и другие процессы, протекающие в естественных экосистемах.

Характеристика ксенобиотиков

Ключевой особенностью этих веществ является их способность оказывать продолжительное влияние. При этом их концентрации могут быть незначительными. К примеру, серьезные изменения в детском организме могут обуславливаться минимальным содержанием гормоноподобных соединений во внутриутробный период. Большинство ксенобиотиков обладают липофильностью (гидрофобностью). Они способны проникать сквозь мембраны посредством диффузии, перемещаться в крови при помощи липопротеинов, скапливаться в жировой ткани. Ксенобиотики могут попасть в организм через ЖКТ, легкие, кожу.

Механизмы действия

Ксенобиотики – это соединения, способные:

  1. Изменять метаболизм в клетках или тканях. В результате нарушаются естественные процессы в организме, проявляется определенная симптоматика.
  2. Воздействовать на клеточную ДНК, изменять генетическую информацию. В результате происходит злокачественная трансформация.
  3. Подражать действию естественных соединений, к примеру, гормонов. Это обуславливает нарушение нормального роста, развития тканей, органов, иммунной, нервной систем.
  4. Изменять активность защиты организма. В этом случае негативное воздействие проявляется в иммунной модуляции, выражающейся в развитии гиперчувствительности, увеличении количества В- или Т-лимфоцитов, стимулировании аутоиммунных процессов.

Если говорить простыми словами, ксенобиотики – это токсины. Наиболее изученным их свойством считается воздействие эффекторов эндокринной системы. Большинство из них провоцирует определенные экологически зависимые патологии. Однако есть среди этих соединений лекарственные (полезные) ксенобиотики. В целом же последствиями влияния веществ на организм являются:

  1. Нарушения репродуктивной функции.
  2. Злокачественные образования в половой системе мужчин.
  3. Эндометриоз.
  4. Раковые опухоли молочной железы.
  5. Угнетение иммунитета.
  6. Гипертрофия щитовидки.
  7. Расстройство психомоторного развития в детском возрасте.

Виды ксенобиотиков

Рассматриваемые вещества разделяют на следующие категории:

  1. Естественного происхождения.
  2. Образующиеся в организме под влиянием определенных факторов.
  3. Поступающие извне при получении, обработке, хранении продуктов питания.

К последним относят:

  1. Пищевое сырье, полученное в результате микробиологического или химического синтеза.
  2. Соединения, поступающие при создании исходных материалов.
  3. Пищевые добавки.
  4. Соединения, поступающие в процессе контакта с полимерными и прочими материалами.
  5. Вещества, образующиеся в ходе кулинарной обработки.

Бактериальные токсины

Такие ксенобиотики – это высокомолекулярные соединения липополисахаридной, полипептидной или белковой природы. Они обладают антигенными свойствами. Сегодня изучено больше 150 таких токсинов. Многие из них считаются самыми ядовитыми. Основные ксенобиотики этой группы: стафилококковые, холерные, дифтерийные токсины, тетанотоксин, ботулотоксин. Бактериальные вещества оказывают влияние на различные системы и органы млекопитающих, в частности, человека. Как правило, основные нарушения отмечаются в работе ЦНС, сердца и сосудов. Бактерии способны вырабатывать токсины сравнительно простой структуры. К ним, например, относят бутанол, ацетальдегид, формальдегид.

Микотоксины

Особый интерес в практическом смысле представляют соединения, вырабатываемые микроскопическими грибами. Они могут заражать продукты питания. К числу этих веществ относят некоторые эрготоксины. Они вырабатываются грибами из группы Claviceps. Кроме этого, в состав микотоксинов входят и афлатоксины, а также близкие к ним соединения. Они выделяются грибами Aspergillus. Вещества, являющиеся аналогами эрготамина, оказывают влияние на ЦНС, вызывают спазмы в сосудах, сокращения мышц матки. В прежние времена отравления зерном, инфицированным спорыньей, зачастую носили эпидемический характер. Сегодня массовая заболеваемость почти не выявляется, однако вероятно поражение КРС. Токсические вещества вырабатываются многими высшими грибами. Эти соединения отличаются широким спектром активности. К самым опасным относят аманины, аманитины, фаллоидины, присутствующие в бледной поганке. При случайном употреблении этого гриба поражаются почки и печень. Среди других известных отравляющих соединений можно отметить мускарин, ибонетовую кислоту, гиромитрин. Некоторые грибы синтезируют вещества, обладающие высокой галлюциногенной активностью.

Фитотоксины

Большое количество соединений, опасных для человека и животных, вырабатывается растениями. Выступая в качестве продуктов метаболизма, фитотоксины зачастую выполняют функции защиты. Но в основном их задачи остаются неизвестными. Фитотоксины – вещества, обладающие разной биологической активностью и строением. К ним относят органические кислоты, сапонины, гликозиды, терпеноиды, кумарины, флавоноиды, алкалоиды и пр. многие соединения растительного происхождения применяют в медицине. К таким веществам, в частности, относят галантамин, атропин, дигитоксин, строфантин, физостигмин и пр. Некоторые фитотоксины вызывают зависимость. Среди них никотин, кокаин, морфин, гармин и пр. Ряд фитотоксинов отличается канцерогенной активностью. Отдельные соединения присутствуют в культурах в незначительном количестве и способны оказывать эффект в составе приготовленных специально препаратах.

Зоотоксины

В любом живом организме синтезируется большое число активных соединений. После выделения, обработки и введения в другие организмы они могут провоцировать тяжелые интоксикации. В тканях некоторых животных присутствуют опасные вещества. Это позволяет отнести их к особой группе ядовитых существ. Отдельные животные считаются вторично-опасными. Они не вырабатывают, а аккумулируют яды, которые поступают извне. К таким существам относят, например, моллюсков, накапливающих сакситоксин, вырабатываемый одноклеточными. Отдельные группы соединений, продуцируемых животными, считаются пассивными зоотоксинами. Они активируются при поедании носителя.

Неорганические соединения

Особое значение среди многочисленных веществ имеют металлы, их соединения, поллютанты внешней среды и воздуха производственных площадей. В естественных условиях первые встречаются в виде минералов и руд. Они обнаруживаются в воде, почве, воздухе. Содержание токсичных соединений значительно повысилось вследствие человеческой деятельности (выплавки металла из руд). Наивысшей токсичностью обладают ртуть, мышьяк, цинк, свинец, таллий, медь, бериллий, хром, кадмий и пр. Последний сегодня рассматривается как один из самых опасных ксенобиотиков. Ртуть, несмотря на ее токсичность, широко применяется в производстве фунгицидов и электронной промышленности. В прежние времена эпидемии отравления этим соединением были привычным делом на целлюлозно-бумажных предприятиях. Бериллий используется в металлургии. Свинец также широко применяется в хозяйственной деятельности. В последнее время его концентрации в окружающей среде стали очень высокими.

БЛОК ИНФОРМАЦИИ ПО ЭКОЛ МЕД тема 13

ТЕМА: ЭКОЛОГО-МЕДИЦИНСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПИТАНИЯ

Ксенобиотики (от греч. ξένος — чуждый и βίος — жизнь) — условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот. Как правило, повышение концентрации ксенобиотиков в окружающей среде прямо или косвенно связано с хозяйственной деятельностью человека. К ним в ряде случаев относят: пестициды, некоторые моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, полиароматические углеводороды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать повышение частоты аллергических реакций, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом.

Ксенобиотики могут быть органической, неорганической природы, микробного происхождения. К ним не относятся добавляемые в продукты витамины, провитамины, микроэлементы, поваренная соль, приправы, ароматические и вкусовые вещества естественного происхождения, а также инертные механические примеси.

Основная отличительная характеристика ксенобиотиков состоит в том, что их действие на человека осуществляется на протяжении продолжительных промежутков времени (годы, десятки лет), при этом действующие концентрации ксенобиотиков могут быть очень малы. Например, глубокие изменения в организме ребенка могут быть вызваны минимальными (порядка нескольких частей на триллион) концентрациями гормоноподобных соединений во время внутриутробного развития.

Основные свойства большинства ксенобиотиков – липофильность (гидрофобность), способность проникать через мембраны посредством простой диффузии, транспортироваться в крови с помощью липопротеинов, накапливаться в жировой ткани.

Ксенобиотики способны попадать в организм человека с продуктами питания через желудочно-кишечный тракт, с вдыхаемым воздухом через легкие, а также через кожу. Наибольшее значение имеют первые два пути.

Основные способы реализации ксенобиотиками своего токсического воздействия на организм человека:

— изменение метаболизма клеток или тканей, связанное с нарушениями в организме и появлением определенной симптоматики;

— воздействие на клеточную ДНК, изменение генетической информации и ее реализация в виде злокачественной трансформации клетки;

-подражание действию естественных химических соединений, например гормонов, функционирующих в организме (при таком механизме действия ксенобиотики нарушают нормальный рост и развитие органов, тканей, включая нервную и иммунную систему);

— изменение активности иммунной системы у человека (это воздействие включает иммунную модуляцию, выражающуюся в изменении активности иммунных компонентов, например, числа Т- или В-лимфоцитов в крови, развитии гиперчувствительности и стимуляции аутоиммунных процессов в организме).

Важная характерная черта ксенобиотиков — синергизм в их действии.

Одним из наиболее изученных механизмов воздействия ксенобиотиков на организм человека является действие эффекторов эндокринной системы (ЭЭС), которые вызывают ряд экологически зависимых заболеваний у человека. К этой группе ксенобиотиков относятся химические соединения, нарушающие нормальный гормональный баланс в организме человека и обладающие способностью накапливаться во внутренних органах и жировой ткани.

ЭЭС делятся на 3 группы:

— естественные ЭЭС (содержатся в растительных продуктах, поэтому получили название фитоэстрогенов),; — лекарственные ЭЭС,; — антропогенные ЭЭС (ксеноэстрогены).

Последствиями воздействия ЭЭС на человека являются нарушение репродуктивной функции у мужчин и женщин, нарушение полового развития, злокачественные новообразования мочеполовой системы у мужчин, рак молочной железы, эндометриоз, угнетение иммунной системы, гипертрофия щитовидной железы, нарушение психомоторного развития детей.

Ксенобиотики классифицируют на три группы:

1. Естественного происхождения.

2. Соединения, образующиеся в организме человека при определенных условиях.

3. Соединения, поступающие в организм в результате получения, обработки и хранения пищевых продуктов:

— новое пищевое сырье или продукты, полученные путем химического и микробиологического синтеза;

— вещества, поступающие при получении исходного сырья (металлы, пестициды, биостимуляторы, антибиотики и др.);

— пищевые добавки (красители, консерванты, антиокислители);

— вещества, поступающие при контакте с полимерными и другими материалами (посуда, инвентарь, тара, упаковочные материалы);

— вещества биологического происхождения (плесень, грибы, бактериальные токсины);

— соединения, образующиеся при воздействии кулинарной обработки и химического взаимодействия (при копчении – бенз(а)пирен, нитрозамины, при варке мяса в щелочной воде — лизилаланин).

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены (продавать текст нельзя).
Курсив не зубрить.
Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru

ПАРАГРАФ 119:
«Ксенобиотики и токсины: поступление в организм, метаболизм, выведение».
Содержание параграфа:
1. Понятие об активации и инактивации веществ.
2. Метаболизм и инактивация ксенобиотиков:
три фазы обмена ксенобиотиков, основные ферменты обмена ксенобиотиков.
3. Тканевая специфика обмена ксенобиотиков,
достоинства и недостатки 1-й и 2-й фаз.
4. Основные виды коньюгации.
1. Понятие об активации и инактивации веществ.
В организме вещества могут вступать в химические реакции, в результате которых превращаются в более или менее реакционноспособные вещества.
Увеличение реакционной способности веществ называется активацией веществ,
а снижение реакционной способности веществ называется инактивацией веществ.
Частные случае активации и инактивации:
ТОКСИФИКАЦИЯ – это увеличение токсичности токсичного вещества (токсификанта, яда), а детоксификация – это снижение токсичности вещества, его обезвреживание.
Примеры активированных веществ (активных форм веществ):
1) ацилКоА (активная форма жирной кислоты – п.44),
2) аминоацил-тРНК (активная форма аминокислоты – п.82),
3) фосфаты моносахаридов (глюкозо-6-фосфат, фруктозо-1-фосфат – п.32, 31)
4) и УДФ-моносахарид (активные формы моносахаридов),
5) ФАФС (активная форма сульфата – п.69.1),
6) SAM (активная форма метионина – п.68.2),
7) ацетилКоА (активная форма ацетата – п.20),
8) кальциТРИол (активная форма витамина Д3 – п.114, 19) и т.д.
Ферменты, образующие эти формы, названы в отмеченных параграфах.
От активности ферментов детоксификации зависит, выживет или не выживет человек после попадания яда в организм.
Токсификация обычно является редким результатом работы ферментов так называемой первой фазы метаболизма ксенобиотиков (цитохрома Р 450),
а вступление токсичного продукта 1-й фазы в реакции второй фазы приводит к его детоксификации.
Примеры токсификации – превращение в организме
1) хлороформа в фосген,
2) проканцерогенов в канцерогены.
Лекарства.
Лекарства могут превращаться в организме в менее активные вещества – это называется ИНАКТИВАЦИЕЙ ЛЕКАРСТВА.
Некоторые лекарства становятся лекарствами (то есть активными веществами) только в организме, образуясь из неактивных веществ под действием ферментов. – В этом случае исходное неактивное вещество называют пролекарством.
Пример активации пролекарства:
превращение витамина Д3 в свою активную форму – гормон кальцитриол,
который и является настоящим лекарством при рахите и остеопорозе – п.114.
2. Метаболизм и инактивация ксенобиотиков:
три фазы, основные ферменты.
Определение.
КСЕНОБИОТИКИ – это вещества, которые:
1) не образуются в организме (то есть экзогенные) и
2) не нужны организму для его жизнедеятельности.
Экзогенные вещества, которые нужны организму (витамины и незаменимые жирные кислоты и аминокислоты), ксенобиотиками не считаются.
Эндогенные вещества не являются ксенобиотиками по определению.
Но при этом среди эндогенных веществ есть токсичные – билирубин (п.118), аммиак (п.66).
Ксенобиотики не являются синонимом токсинов. Могут быть нетоксичными, но выводить их из организма нужно всё равно.
Примеры ксенобиотиков –
1) многие ЛЕКАРСТВА (кроме витаминов и других экзогенных незаменимых веществ – п.9),
2) многие пищевые добавки (ароматизаторы, вкусовые добавки, красители, консерванты, разрыхлители и т.д.),
3) многие вещества косметики (консерванты и т.д.),
4) средства бытовой химии,
5) примеси в воде (например, фенолы и другая органика),
6) удобрения, инсектициды и т.д.,
7) отходы промышленных предприятий и предприятий сельского хозяйства, лабораторий.
Часть ксенобиотиков образуется в природе (алкалоиды растений и др.), но
многие ксенобиотики являются продуктами хозяйственной деятельности людей (пестициды и др.).
Ксенобиотики и токсины – это не одно и то же. –
Есть нетоксичные ксенобиотики
и есть токсичные не-ксенобиотики (например, аммиак, билирубин).
Но есть и токсичные ксенобиотики, их попадание в организм может приводить:
1) к отравлениям,
2) к развитию заболеваний,
3) к наследственным заболеваниям.
Некоторые ксенобиотики являются МУТАГЕНАМИ (п.79),
то есть способны приводить к мутациям,
которые могут привести:
1) к онкологическим заболеваниям (при повреждении ими ДНК соматических клеток)
2) и к наследственным заболеваниям (при повреждении ДНК половых клеток).
Выражены мутагенные свойства у ГИДРОФОБНЫХ ксенобиотиков
(в том числе у ароматических – у фенолов и других),
т.к. гидрофобные вещества способны проходить через мембраны в ядро и повреждать ДНК,
особенно если в молекулах ксенобиотиков есть атомы сильных окислителей).
В любом случае попавшие в организм ксенобиотики нужно обезвреживать и выводить из организма.
Обезвреживание многих ксенобиотиков связано с их превращением в ГИДРОФИЛЬНЫЕ вещества, потому что гидрофильные вещества:
1) обычно не способны проходить через мембраны в клетки и повреждать их
(если в мембранах нет специальных белков для транспорта этих веществ),
2) не способны проходить через гематоэнцефалический барьер в головной мозг,
3) могут выводиться почками с мочой.
В метаболизме ксенобиотиков различают три фазы:
ТРЕТЬЯ ФАЗА метаболизма ксенобиотиков – это само выведение ксенобиотика.
Не очень крупные гидрофильные ксенобиотики могут выводиться почками с мочой (могут фильтроваться клубочками).
Остальные ксенобиотики (крупные и гидрофобные) могут выводиться с током желчи в кишечник (после поступления из крови в печень).
Поэтому почки и печень повреждаются ксенобиотиками в первую очередь.
Но пока ксенобиотики не оказались в печени, они могут повреждать другие органы.
ВТОРАЯ ФАЗА метаболизма ксенобиотиков –
это превращение ксенобиотиков в ГИДРОФИЛЬНЫЕ вещества
за счет ПРИСОЕДИНЕНИЯ крупных гидрофильных веществ,
которое называется КОНЬЮГАЦИЕЙ.
Коньюгация происходит при условии, что
в молекуле исходного вещества есть функциональные группы,
которые могут вступать в реакции коньюгации –
ОН, -SH, -NH2, -СООН.
Это условие – недостаток 2-й фазы, так как:
если таких групп в молекуле исходного вещества нет, то
вещество должно вступить в реакции,
которые приведут к образованию функциональных групп
и которые называются ПЕРВОЙ ФАЗОЙ метаболизма ксенобиотиков
или МОДИФИКАЦИЕЙ.
Некоторые (обычно некрупные) вещества становятся достаточно гидрофильными
уже после образования функциональных групп при модификации (1-й фазе),
и поэтому могут выводиться почками с мочой, не вступая во 2-ю фазу.
Реакции коньюгации (2-й фазы) катализируются ферментами класса ТРАНСФЕРАЗ,
а реакции модификации (1-й фазы) катализируются ферментами системы ЦИТОХРОМА Р 450.
3. Тканевая специфика метаболизма ксенобиотиков,
достоинства и недостатки 1-й и 2-й фаз.
Цитохром Р 450 и реакции первой фазы активны только на «входных воротах организма»
(то есть в кишечнике, печени и легких),
поэтому при попадании веществ в организм обычными способами
(с водой, пищей, вдыхаемым воздухом)
и прохождении через легкие, кишечник и печень
обезвреживаться может любое вещество –
как имеющее функциональные группы, так и не имеющее их.
Но при попадании веществ другими путями, минуя «входные ворота»
(инъекции, через слизистые, через раны, повреждения на коже)
обезвреживаться могут только те вещества, у которых есть функциональные группы.
Ксенобиотики, у которых:
1) нет функциональных групп
2) и которые не прошли через «входные ворота»,
не могут быстро обезвреживаться и выводиться, поэтому способны успеть повредить органы.
Поэтому отсутствие цитохрома Р 450 в большинстве органов – это недостаток 1-й фазы.
Достоинством 1-й фазы является то, что цитохром 450 может:
1) катализировать превращения более 7000 веществ (то есть очень широкая субстратная специфичность – п.3),
2) катализировать большое количество разных реакций
(то есть очень широкая реакционная специфичность – п.3),
в результате которых образуются функциональные группы
для реакций 2-й фазы и обезвреживается большинство веществ.
Иногда в порядке исключения вещество, вступившие в реакции 1-й фазы, становится еще более токсичным, чем до реакции (см. выше) –
и это является вторым недостатком 1-й фазы (токсификация).
Но если ставшее токсичным вещество вступит в реакции второй фазы,
то может превратиться в нетоксичное вещество.
Достоинства второй фазы –
1) работает в большинстве клеток,
2) обезвреживает вещества, в том числе токсичные продукты 1-й фазы.
Недостаток 2-й фазы –
не может обезвреживать вещества, у которых нет функциональных групп,
что становится проблемой, если вещество не прошло через печень и легкие:
при поступлении веществ в организм, минуя лёгкие или печень, они не могут обезвреживаться.
4. Основные виды коньюгации.
Основные примеры групп, которые присоединяются при коньюгации:
1) глутатион,
2) глюкуронил (остаток глюкуроновой кислоты),
3) сульфат,
4) ацетил,
5) метил,
6) глицин.
Источниками глюкуронила, сульфата, ацетила и метила являются вещества, которые называются их активными формами:
1) УДФ-глюкуронил (соединение глюкуронила с УДФ),
2) ФАФС,
3) ацетилКоА,
4) SAM.
Глюкуронат образуется из глюкозы (при её окислении),
ФАФС и SAM образуются из серосодержащих аминокислот цистеина и метионина
(это одна из причин, по которым в пище должны быть белки в качестве источника этих аминокислот),
образование ацетилКоА и SAM требует присутствия ряда витаминов –
В1, В2, РР, пантотената, В12 и фолата.
Чтобы организм мог обезвреживать ксенобиотики и не повреждаться ими,
в организме должны идти названные процессы
и в него должны поступать названные витамины и аминокислоты.
Чтобы синтезировались ферменты, обезвреживающие ксенобиотики,
в пище должно быть достаточное количество полноценных белков
(то есть такие продукты, как творог, рыба, мясо и т.д.).
Остальное зависит от генов человека –
у некоторых людей гены позволяют получить активные ферменты,
которые быстро обезвреживают ксенобиотики
и минимизируют риск повреждений ксенобиотиками.
А у некоторых людей гены не позволяют получить активные ферменты,
поэтому организмы таких людей больше повреждаются ксенобиотиками.
Коньюгации подвергаются не только ксенобиотики, но и эндогенные вещества, например свободный билирубин, стероидные гормоны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *