Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Біотрансформація ксенобіотиків в організмі.



Міністерство освіти та науки України

Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки

 

Хімічний факультет

Кафедра екології та охорони навколишнього

Природного середовища та збалансоване

Природокористування

 

ІНДЗ

З курсу «Основи екологічної токсикології»

На тему: «Коергізм ксенобіотиків»

 

 

Підготував:

студент групи Еко-32

Ліщук Сергій

 

Луцьк 2015

Зміст

Вступ

1. Поняття про ксенобіотики.

2. Біотрансформація ксенобіотиків в організмі.

3. Види коергізму і характер спільного ефекту токсичної дії.

3.1. Токсикокінетичні механізми коергізму.

3.2. Токсикодинамічні механізми коергізму.

4. Групи токсичності ксенобіотиків для хребетних тварин.

5. Шляхи виведення ксенобіотиків та їх метаболітів з організму.

Висновок

Використана література

 


Вступ

Актуальність проблеми ксенобіотиків зростає з кожним днем. Розширення масштабів синтезу і виробництва різних хімічних сполук призводить до зміни біологічних процесів у ґрунті, водоймах, унаслідок чого виявляється негативний побічний вплив на живі системи. Потрапляючи в навколишнє середовище в значній кількості, ксенобіотики можуть впливати на генетичний апарат організмів, викликати їх загибель, порушувати рівновагу природних процесів у біосфері. Останні часто викликають ураження шкіри, органів дихання, кровоносної, імунної, нервової систем. Однак серед різноманіття ксенобіотиків поряд з шкідливими сполуками (високотоксичними, мутагенними, канцерогенними і т.д.) існує низка корисних речовин, необхідних медицині, рослинництву, тваринництву тощо. Тому одним із завдань токсикології є розробка заходів і підходів для створення системи визначення біологічної активності ксенобіотиків, які вже використовуються і вводяться в практику діяльності людини.

 

Поняття про ксенобіотики.

Ксенобіотики (грец. xenos — чужий + bios — життя) — чужорідні для організму хімічні сполуки, які не використовуються для вироблення енергії, побудови клітин і тканин ( харчові добавки, відходи виробництва, промислові отрути, пестициди, побутова хімія тощо), а також не притаманні для біосфери хімічні речовини, що природно не синтезуються, не можуть асимілюватись організмами внаслідок чого не беруть участі у кругообігу речовин у природі, а тому накопичуються у зовнішньому середовищі (наприклад пластмаси). У вужчому значенні так називають речовини, що зазвичай присутні у природі у набагато менших кількостях, і, як правило, прямо або побічно породжені господарською діяльністю людини. Чужорідними сполуками можуть бути як органічні, так і неорганічні речовини. Останні відносять до ксенобіотиків лише в тих випадках, коли вони не є необхідними для метаболічних процесів, що забезпечують

життєдіяльність клітин, тканин, організму в цілому (напр. кадмій, рідкоземельні метали). Термін «ксенобіотик» є досить умовним, оскільки для одних організмів та чи інша речовина може бути природною (алкалоїди для рослин), а для інших — чужорідною (ті ж алкалоїди для тварин). Крім того, деякі сполуки, напр., етиловий спирт, можуть бути водночас чужорідними і природними для одного і того ж організму[1].

 

Біотрансформація ксенобіотиків в організмі.

Чужорідні сполуки, потрапляючи в організм різними шляхами, підлягають ряду хімічних і біохімічних перетворень і виділяються у вигляді метаболітів.

Біотрансформація являє собою біохімічний процес, в ході якого речовини зазнають змін під дією різних ферментів організму. Це явище називають також метаболізмом або детоксикацією. Його біологічний сенс - перетворення хімічної речовини в форму, зручну для виведення з організму.

Метаболізм, або обмін речовин, в загальному випадку являє собою сукупність процесів перетворення певних речовин всередині клітин з моменту їх надходження до утворення кінцевих продуктів. У процесі метаболізму утворюються метаболіти - продукти проміжного і кінцевого обміну речовин[2].

Метаболізм ксенобіотиків проходить у дві фази за такою схемою:

 

ксенобіотик → проміжний продукт → кон'югат.

 

В ході першої фази - окислювально-відновного або гідролітичного перетворення - молекула речовини збагачується полярними функціональними групами (гідроксильними, аміно-, нітрогрупами і т.д.), що робить її реакційно здатною і краще розчинною у воді. У другій фазі проходять синтетичні процеси кон'югації проміжних продуктів метаболізму з ендогенними молекулами, в результаті чого утворюються полярні сполуки, які і виводяться з організму.

Наслідком метаболізму ксенобіотика можуть стати:

- Ослаблення токсичності;

- Посилення токсичності;

- Зміна характеру токсичної дії;

- Ініціація токсичного процесу.

Протягом багатьох років перетворення ксенобіотиків в організмі розглядається тільки як позитивне явище, спрямоване на зменшення токсичності, а випадки збільшення токсичності вважалися винятком і отримали назву летальний синтез, тому термін детоксикація був цілком виправданий. Однак з плином часу накопичилася інформація про те, що підвищення токсичності в результаті біохімічного перетворення - швидше правило, ніж виняток. Тому термін біотрансформація більш універсальний і точний.

В останні роки проведені численні експериментальні і теоретичні дослідження процесів біотрансформації, які включають біологічні експерименти in vitro («в пробірці») і in vivo («наживо») за допомогою методів сучасної аналітичної хімії (хроматографія, мас-спектрометрія та ін.). У результаті з'явилася можливість ідентифікувати продукти біохімічних перетворень, оцінювати відносну токсичність вихідних речовин і продуктів біотрансформації.

Оскільки хемобіокінетика являє собою складний багатостадійний процес взаємодії речовин з організмом, немає і не може бути універсального параметра або моделі, за допомогою яких можна було б описати всі випадки інтоксикації.

На першій стадії відбуваються абсорбція речовини і його транспорт через ліпідні біомембрани і гідрофільні фрагменти клітин до активного центру, в якому здійснюється біотрансформація речовини або його взаємодія з рецептором. На цьому етапі важливі такі показники, як гідрофобність, розчинність, обсяг і площа поверхні молекули. При цьому з'єднання піддаються метаболічним перетворенням, які протікають за типом окислення, відновлення, гідролізу, в результаті чого зявляються функціональні групи, що підвищують полярність молекули і діють як активні центри для наступної фази процесу.

На другій стадії біотрансформація речовин здійснюється під дією ферментів за допомогою реакцій кон'югації, що є реакціями синтезу, в результаті якого речовина та її метаболіти з’єднуються з ендогенними молекулами або групами. Призначення цих реакцій - утворення нетоксичних, добре розчинних у водному середовищі сполук, які набагато легше, ніж вихідні речовини, можуть залучатися до інших метаболічних перетворень і виводитися з організму.

Метаболізм багатьох ксенобіотиків супроводжується утворенням продуктів, які істотно поступаються за токсичністю вихідним речовинам. Так, роданіди, що утворюються при біоперетворенні ціанідів, в декілька сотень разів менш токсичні, ніж вихідні агенти. Процес втрати токсикантом токсичності в результаті біотрансформації називають метаболічною детоксикацією.

При метаболізмі багатьох речовин утворюються більш токсичні з'єднання. Прикладом може служити поява в організмі фторуксусной кислоти при інтоксикації фторетанолом.

В ряді випадків в ході біотрансформації ксенобіотиків утворюються речовини, здатні цілком інакше діяти на організм, ніж вихідні агенти. Так, деякі спирти (наприклад, етиленгліколь), діючи цілою молекулою, викликають седативно-гіпнотичний ефект (сп'яніння, наркоз). В ході їх біоперетворення виникають альдегіди й органічні кислоти, здатні пошкоджувати, зокрема, нирки.

Більшість низькомолекулярних речовин піддаються в організмі метаболічним перетворенням з утворенням реакційноздатних проміжних продуктів. Так, сполуки, що містять в молекулі аміно або нітрогрупу, в ході метаболізму перетворюються в гідроксиламін, активно взаємодіють з протеїнами крові та тканин. При повторному надходженні таких речовин в організм крім специфічної дії розвиваються алергічні реакції.

Процес утворення токсичних продуктів метаболізму називається токсифікацією, а продукти біотрансформації, що володіють високою токсичністю - токсичними метаболітами. У багатьох випадках токсичні метаболіти є нестабільними продуктами, які піддаються подальшим перетворенням і викликають пошкодження біосистем на молекулярному рівні.

Біоактивація далеко не завжди супроводжується пошкодженням біосубстрата, так як одночасно в організмі протікають процеси детоксикації. Інтенсивність цих процесів може бути достатньою для компенсації збитку, пов'язаного з утворенням токсичних метаболітів. Однак при введенні високих доз токсиканту захисні механізми можуть виявитися неефективними, що приведе до розвитку токсичного процесу[5].

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.