Geum.ru

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар

Вид материалаУчебно-методическое пособие

Содержание


1.4 Природные и промышленные канцерогены
Наименование фактора
2 Химические вещества и организм
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26

1.4 Природные и промышленные канцерогены


Канцерогенные вещества (от лат. cancer,- рак и греч. genes,- рождающий, рожденный), бластомогенные вещества, канцерогены, карциногены – представляют собой химические соединения, способные при воздействии на биохимические структуры организма вызывать рак и другие злокачественные опухоли, а также доброкачественные новообразования.

Среди канцерогенов можно найти как вещества встречающиеся в естественной среде, так и вещества, появившиеся в результате деятельности человека. Иногда это новые, ранее не встречавшиеся вещества, а иногда речь идет о природных веществах, но поступающих в окружающую среду в больших концентрациях, благодаря техногенезу.

Известно несколько сот таких веществ принадлежащих к разным классам химических соединений. В таблице 11 приведены химические элементы, которые могут служить причиной появления опухолей у человека, а также структуры организма (органы-мишени), которые в наибольшей степени подвержены канцерогенному действию того или иного вещества. Как видно из таблицы, наиболее уязвимым органом являются легкие, в которых бластомогены могут задерживаться достаточно долго.


Таблица 11 - Канцерогенные соединения, в отношении которых имеются убедительные доказательства их причинной роли в происхождении опухолей у человека (группа 1 по классификации МАИР) и органы-мишени

Наименование фактора
Органы-мишени

Бериллий и его соединения
Легкие (центральная нервная система)

Кадмий и его соединения
Легкие, предстательная железа

Мышьяк и его соединения
Легкие, кожа

Никель и его соединения
Полость носа, легкие

Радон и продукты его распада
Легкие

Сажа
Кожа, легкие

Хром шестивалентный и его соединения
Легкие (полость носа)

2 Химические вещества и организм



Ниже рассмотрено содержание химических элементов в живом организме и их значение для здоровья. Химические элементы рассмотрены в порядке их расположения в таблице Д.Менделеева.

2.1 Водород


Значение водорода в организме трудно переоценить. С одной стороны – это элемент, входящий в состав воды, содержание которой в живом организме достигает 90 и более процентов. С другой стороны – его ион, обуславливает рН среды. Это имеет важнейшее значение в регуляции процессов, протекающих в организме, т.к. активность ферментов специфична к кислотности среды. Благодаря этому в клетках и тканях организма возможно сохранение строгой последовательности химических превращений различных веществ. Кроме того, именно ион водорода играет важнейшую роль в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании и многих других биологически значимых процессах.

Биологическое окисление как процесс, протекающий в организме животных и человека очень сложен. В нем принимает участие сотни различных ферментов, в результате чего потенциальная энергия, запасенная растениями в молекулах органических молекул или преобразованная в организме – высвобождается. За счет этой энергии осуществляются все жизненно важные процессы – синтез веществ, деление клеток, мышечное сокращение, секреция, мышление и др.

В процессах биологического окисления еще много белых пятен, так как до сих пор еще не изучены все детали биохимических реакций в клетках. Однако точно установлено, что в цепи биологического окисления принимают участие четыре группы коферментов:

1) коферменты пиридиновой природы – никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ+);

2) коферменты флавиновой природы (флавинаденинмононуклеотид – ФМН , флавинадениндинуклеотид – ФАД);

3) убихинон КоQ и цитохромные системы (b, c, a), представленные комплесом геминовых ферментов;

4) цитохромоксидазы.

Все четыре группы коферментов способствуют переносу протонов (ионов водорода) и электронов от окисляемых органических веществ на кислород, как это показано на схеме – рисунок 4.




- восстановленный субстрат, - окисленный субстрат, 1-8 – ступени переноса протона и электрона (объяснение в тексте)


Рисунок 4 – Схема переноса протонов и электронов в процессе окисления


Как видно из представленной схемы, процесс тканевого дыхания протекает ступенчато, при этом перенос ионов водорода и электронов от органических веществ, подвергающихся окислению, осуществляется коферментами. Как показано на схеме цифрами:

1) пиридинзависимыми дегидрогеназами, коферментом которых является НАД;

2) флавинзависимыми дегидрогеназами, простетической группой которых является ФАД;

3) ФМН и кофермент Q;

4) - 6) цитохромами, содержащих железопорфириновые системы (цитохромы b, c, a) и цитохромоксидазой (а3).

Связующим звеном в цепи переноса протонов и электронов является кофермент Q, который передает на систему цитохромов только электроны, а ионы водорода – протоны поступают в среду и воздействуют с восстановленным кислородом, образуя воду. Эта вода называется эндогенной.

Цитохромы являются переносчиками электронов от молекул окисляемого органического вещества к молекулярному кислороду. В процессе биологического окисления – переноса протонов и электронов на кислород освобождается энергия, которая аккумулируется в пирофосфатных связях АТФ. При переброске двух протонов и двух электронов от субстрата (органического вещества) на конечный акцептор – кислород, образуется три молекулы АТФ.