К. Ю. Силкин Лекция История и предмет экологии человека

Вид материала

Лекция

Содержание Лекция 7. Понятие о ксенобиотиках

Подобный материал:

• 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.