К. Ю. Силкин Лекция История и предмет экологии человека
Вид материала | Лекция |
СодержаниеЛекция 7. Понятие о ксенобиотиках |
- Экология человека как научная, 87.99kb.
- Вопросы к зачету по дисциплине «Экология», 38.39kb.
- Шилов И. А. Экология. М.: Высшая школа, 1998. Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е.,, 25.15kb.
- Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине 03. 02., 89.09kb.
- Концепция взаимодействия человека с природой в традиционном и современном обществах., 35.66kb.
- Психология лекция Введение: предмет, история, подходы, 375.54kb.
- Конспект лекций по Экологии Лекция, 3388.53kb.
- Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 03. 02. 08 экология, 290.05kb.
- Лекция по предмету «История искусства», 427.71kb.
- Расписание занятий ii-го семестра группы А2-02 Понедельник Время Предмет Ауд. 8: 45-9:, 55.33kb.
Лекция 7. Понятие о ксенобиотиках
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. 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 синтетические красители, боевые отравляющие вещества, пестициды, нитриты, нитраты, 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, ТМ). К группе ксенобиотиков их не относят, однако значительные концентрации их в организме также производят 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
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:
- загрязнение биосферы приобрело глобальный характер, изменился геохимический фон, нарушилось равновесие в биосфере;
- рост числа ксенобиотиков происходит лавинообразно, что привело к превышению адаптационных возможностей человека, срыву адаптации, снижению иммунологической защиты, т.е. сам механизм избирательности оказался нарушен;
- многие ксенобиотики обладают высокой реакционной способностью, могут изменять свойства клеточных мембран, образовывать связи с их рецепторами;
- ксенобиотики могут выступать в качестве антиметаболитов, т.е. конкурировать с естественными рецепторами;
- для ксенобиотиков характерна высокая растворимость в жирах и липидах;
- многие ксенобиотики легко вступают в прочные связи с макромолекулами клетки, нарушая ключевые метаболические реакции (биосинтез белка, энергетические процессы и т.д.).
Поступление ксенобиотиков в организм обусловлено с другой стороны свойствами самого организма. При этом определяющими свойствами организма являются: состояние иммунной системы; половые различия; возраст; генетически обусловленная активность ферментов; наличие соматических заболеваний и др.
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 барьер1 и плаценту.
Распределение ксенобиотиков в организме определяется их свойствами и особенностями тканей. Многие ксенобиотики жирорастворимы (особенно пестициды), поэтому могут накапливаться в жировых тканях. Другие (соли ТМ, 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. Многие ксенобиотики могут вызывать иммунологическую сенсибилизацию2 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. В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно.
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 супероксиддисмутаза3. Имеются и неферментативные антиоксидантные системы. Это жирорастворимые соединения: витамины А, Е, С, Р, аминокислоты (цистеин1, метионин2, аргинин3), холин4.
Реакции детоксикации ксенобиотиков являются типичными компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечивающими поддержание гомеостаза на молекулярном уровне.