50. Mehanizam neutralizacije stranih supstanci u jetri.
Mehanizam detoksikacije
Neutralizacija tvari u jetri sastoji se od njihove kemijske modifikacije, koja obično uključuje dvije faze.
U prvoj fazi, supstanca prolazi kroz oksidaciju (uklanjanje elektrona), redukciju (dobivanje elektrona) ili hidrolizu.
U drugoj fazi, novonastalim aktivnim hemijskim grupama dodaje se supstanca. Takve reakcije se nazivaju reakcije konjugacije, a proces dodavanja se naziva konjugacija (vidi pitanje 48).
51. Metalotionein, neutralizacija jona teških metala u jetri. Proteini toplotnog šoka.
Metalotionein- porodica proteina niske molekularne težine sa visokim sadržajem cisteina. Molekularna težina varira od 500 Da do 14 kDa. Proteini su lokalizirani na membrani Golgijevog aparata. Metalotioneini su sposobni da vežu i fiziološke (cink, bakar, selen) i ksenobiotske (kadmijum, živa, srebro, arsen, itd.) teške metale. Vezanje teških metala je osigurano prisustvom tiolnih grupa ostataka cisteina, koji čine oko 30% ukupnog sastava aminokiselina.
Kada ioni teških metala Cd2+, Hg2+, Pb2+ uđu u organizam, dolazi do povećanja sinteze metalotioneina u jetri i bubrezima – proteina koji čvrsto vezuju ove ione, čime se onemogućava njihovo dalje nadmetanje sa ionima Fe2+, Co2+, Mg2+ neophodnim za život. za vezna mjesta u enzimima.
Procesi mikrosomalne oksidacije u jetri su hidroksilacija štetnih spojeva, koja se javlja uz sudjelovanje enzima citokroma P450 i završava promjenom primarne strukture molekula ovih tvari. Vrlo često se ova metoda autodetoksikacije pokaže kao najvažnija, posebno kada je u pitanju neutralizacija organskih toksičnih tvari i lijekova. Općenito, u jetri se neutralizira maksimalna količina stranih tvari (ksenobiotika), a odatle se šalju u organe kroz koje će se izlučiti.
Proteini toplotnog šoka je klasa funkcionalno sličnih proteina, čija se ekspresija povećava s povećanjem temperature ili drugim uvjetima koji opterećuju ćeliju. Povećana ekspresija gena koji kodiraju proteine toplotnog šoka reguliše se u fazi transkripcije. Ekstremno povećanje ekspresije gena koji kodiraju proteine toplotnog šoka je deo ćelijskog odgovora na toplotni šok i prvenstveno je uzrokovan faktorom toplotnog šoka. Proteini toplotnog šoka nalaze se u ćelijama gotovo svih živih organizama, od bakterija do ljudi.
52. Toksičnost kiseonika. Formiranje reaktivnih vrsta kiseonika.
Tokom rasta i metabolizma, proizvodi redukcije kiseonika se proizvode unutar mikroorganizama i izlučuju u okolni hranljivi medij. Superoksidni anjon, jedan proizvod kontrakcije kiseonika, proizvodi se univalentno kontrakcijom kiseonika: o2-→ o2- Nastaje tokom interakcije molekularnog kiseonika sa različitim ćelijskim elementima, uključujući redukovane riboflavine, flavoproteine, kinone, tiole i proteine gvožđa sumpora. Tačan proces kojim ovo uzrokuje unutarćelijsko oštećenje nije poznat; međutim, sposoban je da učestvuje u brojnim destruktivnim reakcijama, potencijalno fatalnim za ćeliju. Osim toga, proizvodi sekundarnih reakcija mogu povećati toksičnost.
Na primjer, jedna hipoteza drži da superoksidni anion reagira s vodikovim peroksidom u ćeliji:
O2-+ H2O2 → O – + O. + O2
Ova reakcija, poznata kao Haber-Weissova reakcija, proizvodi slobodni hidroksilni radikal (O·), koji je najmoćniji poznati biološki oksidans. Može napasti gotovo svaku organsku materiju u ćeliji.
Naknadna reakcija između superoksidnog aniona i hidroksilnog radikala
proizvodi kiseonika (O2*), koji su takođe destruktivni za ćelije:
O2-+ O → O + O2*
Uzburkana singletna molekula kisika je visoko reaktivna. Stoga se superoksid mora ukloniti kako bi stanice ostale žive u prisustvu kisika.
Većina fakultativnih i aerobnih organizama sadrži visoke koncentracije enzima koji se zove superoksid dismutaza. Ovaj enzim pretvara superoksidni anion u standardno stanje kisika i vodikovog peroksida, čime se stanica oslobađa destruktivnih superoksidnih aniona:
2o2-+ 2H+superoksid dismutaza O2 + H2 O2
Vodikov peroksid koji nastaje u ovoj reakciji je oksidacijsko sredstvo, ali ne oštećuje ćeliju toliko kao superoksidni anion i ima tendenciju da difundira iz stanice. Mnogi organizmi posjeduju katalazu ili peroksidazu ili oboje za eliminaciju H2O2. Katalaza koristi H2O2 kao oksidans (akceptor elektrona) i reduktor (donator elektrona) za pretvaranje peroksida u standardno stanje kisika i vode:
H2O2 + H2O2Katalaza 2H2O + O2
Peroksidaza koristi redaktant koji nije H2O2: H2O2 + Peroksidaza H2R 2H2O + R
U svom osnovnom stanju, molekularni kiseonik je relativno stabilan molekul koji ne reaguje spontano sa različitim makromolekulama. Ovo objašnjava njegovo
elektronska konfiguracija: glavni oblik kisika u atmosferi (3O2) je u tripletnom stanju.
Trenutno, ROS uključuje derivate kisika radikalne prirode (superoksidni radikal (anjonski radikal) O2 -, hidroperoksidni radikal HO2, hidroksilni radikal HO), kao i njegove reaktivne derivate (vodikov peroksid H2O2, singletni kisik 1O2 i peroksinitrit).
Budući da su biljke nepokretne i stalno su izložene promjenjivim uvjetima okoline, a također provode oksigensku fotosintezu, koncentracija molekularnog kisika u njihovim tkivima je mnogo veća nego kod drugih eukariota. Pokazalo se da koncentracija kiseonika u mitohondrijima sisara dostiže 0,1 µM, dok je u mitohondrijama biljnih ćelija veća od 250 µM. U isto vrijeme, prema istraživačima, otprilike 1% kisika koji apsorbiraju biljke pretvara se u svoje aktivne oblike, što je neizbježno povezano s nepotpunom postupnom redukcijom molekularnog kisika.
Dakle, pojava reaktivnih vrsta kisika u živom organizmu povezana je s pojavom metaboličkih reakcija u različitim ćelijskim dijelovima.
Otrovi koji prodiru u tijelo, poput drugih stranih jedinjenja, mogu se podvrgnuti raznim biohemijskim transformacijama ( biotransformacija), što najčešće rezultira stvaranjem manje toksičnih tvari ( neutralizacija, ili detoksikaciju). Ali postoje mnogi poznati slučajevi povećane toksičnosti otrova kada se njihova struktura u tijelu promijeni. Postoje i spojevi čija se karakteristična svojstva pojavljuju tek kao rezultat biotransformacije. Istovremeno, određeni dio molekula otrova se oslobađa iz organizma bez ikakvih promjena ili čak ostaje u njemu manje ili više dugo, fiksiran proteinima u krvnoj plazmi i tkivima. Ovisno o jačini formiranog kompleksa "otrov-protein", djelovanje otrova se usporava ili potpuno gubi. Osim toga, struktura proteina može biti samo nosilac toksične tvari, dostavljajući je odgovarajućim receptorima. *
* (Terminom “receptor” (ili “struktura receptora”) označićemo “tačku primjene” otrova: enzim, objekt njegovog katalitičkog djelovanja (supstrat), kao i proteine, lipide, mukopolisaharide i druga tijela koja čine strukturu ćelija ili učestvuju u metabolizmu. Molekularne farmakološke ideje o suštini ovih koncepata će biti razmatrane u poglavlju. 2)
Proučavanje procesa biotransformacije omogućava nam da riješimo niz praktičnih pitanja u toksikologiji. Prvo, poznavanje molekularne suštine detoksikacije otrova omogućava da se ograde obrambeni mehanizmi organizma i da se na osnovu toga ocrtaju načini usmjerenog utjecaja na toksični proces. Drugo, o veličini doze otrova (lijeka) koja ulazi u organizam može se suditi po količini njihovih produkata transformacije koji se oslobađaju kroz bubrege, crijeva i pluća – metabolita, * što omogućava praćenje zdravstvenog stanja osoba uključenih u proizvodnja i upotreba otrovnih supstanci; Osim toga, kod raznih bolesti značajno je narušeno stvaranje i oslobađanje iz tijela mnogih produkata biotransformacije stranih tvari. Treće, pojava otrova u organizmu često je praćena indukcijom enzima koji kataliziraju (ubrzavaju) njihove transformacije. Stoga je, utječući na aktivnost induciranih enzima uz pomoć određenih supstanci, moguće ubrzati ili inhibirati biohemijske procese transformacije stranih spojeva.
* (Metaboliti se također obično shvataju kao različiti biohemijski proizvodi normalnog metabolizma (metabolizam))
Sada je utvrđeno da se procesi biotransformacije stranih supstanci odvijaju u jetri, gastrointestinalnom traktu, plućima i bubrezima (slika 1). Osim toga, prema rezultatima istraživanja profesora I. D. Gadaskine, * značajan broj toksičnih spojeva prolazi kroz nepovratne transformacije u masnom tkivu. Međutim, ovdje je glavni značaj jetra, tačnije mikrosomalni dio njenih stanica. U stanicama jetre, u njihovom endoplazmatskom retikulumu, lokalizirana je većina enzima koji kataliziraju transformaciju stranih tvari. Sam retikulum je pleksus linoproteinskih tubula koji prodiru u citoplazmu (slika 2). Najveća enzimska aktivnost povezana je sa takozvanim glatkim retikulumom, koji za razliku od grubog retikuluma nema ribozome na svojoj površini. ** Stoga ne čudi da se kod bolesti jetre naglo povećava osjetljivost tijela na mnoge strane tvari. Treba napomenuti da, iako je broj mikrosomalnih enzima mali, oni imaju veoma važno svojstvo - visok afinitet za različite strane supstance sa relativnom hemijskom nespecifičnošću. To im stvara priliku da uđu u reakcije neutralizacije s gotovo bilo kojim kemijskim spojem koji uđe u unutarnju sredinu tijela. Nedavno je dokazano prisustvo niza takvih enzima u drugim ćelijskim organelama (na primjer, u mitohondrijima), kao iu krvnoj plazmi i crijevnim mikroorganizmima.
* (Gadaskina I. D. Masno tkivo i otrovi. - U knjizi: Aktuelna pitanja industrijske toksikologije / Ed. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, str. 21-43)
** (Ribosomi su sferne ćelijske formacije promjera 15-30 nm, koje su centri za sintezu proteina, uključujući enzime; sadrže ribonukleinsku kiselinu (RNA))
Smatra se da je glavni princip transformacije stranih spojeva u tijelu osigurati najveću brzinu njihove eliminacije prenošenjem iz hemijskih struktura topljivih u mastima u više topive u vodi. U posljednjih 10-15 godina, kada se proučava suština biohemijskih transformacija stranih jedinjenja iz rastvorljivih u mastima u vodotopiva, sve veći značaj pridaje se tzv. citokrom P-450. Po strukturi je blizak hemoglobinu (posebno sadrži atome željeza s promjenjivom valentnošću) i konačna je karika u skupini oksidirajućih mikrosomalnih enzima - biotransformatora, koncentriranih uglavnom u stanicama jetre. * U tijelu, citokrom P-450 se može naći u 2 oblika: oksidiran i reduciran. U oksidiranom stanju prvo stvara kompleksno jedinjenje sa stranom tvari, koje se zatim reducira posebnim enzimom - citokrom reduktazom. Ovaj redukovani spoj tada reagira s aktiviranim kisikom, što rezultira stvaranjem oksidirane i, po pravilu, netoksične tvari.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Protok stranih supstanci: uticaj na čovečanstvo, - Priroda, 1980, br. 9, str. 90-101)
Biotransformacija toksičnih supstanci zasniva se na nekoliko vrsta hemijskih reakcija, koje rezultiraju dodavanjem ili eliminacijom metil (-CH 3), acetil (CH 3 COO-), karboksil (-COOH), hidroksil (-OH) radikala ( grupe), kao i atomi sumpora i grupe koje sadrže sumpor. Od velike važnosti su procesi razgradnje molekula otrova do ireverzibilne transformacije njihovih cikličkih radikala. Ali posebnu ulogu među mehanizmima za neutralizaciju otrova imaju reakcije sinteze, ili konjugacija, kao rezultat čega nastaju netoksični kompleksi - konjugati. Istovremeno, biohemijske komponente unutrašnje sredine tela koje ulaze u nepovratnu interakciju sa otrovima su: glukuronska kiselina (C 5 H 9 O 5 COOH), cistein ( 
), glicin (NH 2 -CH 2 -COOH), sumporna kiselina itd. Molekuli otrova koji sadrže nekoliko funkcionalnih grupa mogu se transformisati kroz 2 ili više metaboličkih reakcija. Usput napominjemo jednu značajnu okolnost: budući da je transformacija i detoksikacija toksičnih tvari uslijed reakcija konjugacije povezana s potrošnjom supstanci važnih za život, ovi procesi mogu uzrokovati nedostatak potonjih u tijelu. Tako se javlja druga vrsta opasnosti - mogućnost razvoja sekundarnih bolnih stanja zbog nedostatka potrebnih metabolita. Dakle, detoksikacija mnogih stranih supstanci ovisi o rezervama glikogena u jetri, budući da se iz nje stvara glukuronska kiselina. Stoga, kada velike doze tvari uđu u tijelo, čija se neutralizacija provodi stvaranjem estera glukuronske kiseline (na primjer, derivata benzena), smanjuje se sadržaj glikogena, glavne lako mobilizirane rezerve ugljikohidrata. S druge strane, postoje tvari koje pod utjecajem enzima mogu odcijepiti molekule glukuronske kiseline i time pomoći u neutralizaciji otrova. Ispostavilo se da je jedna od tih tvari glicirizin, koji je dio korijena sladića. Glicirizin sadrži 2 molekule glukuronske kiseline u vezanom stanju, koje se oslobađaju u tijelu, a to, po svemu sudeći, određuje zaštitna svojstva korijena sladića od mnogih trovanja, odavno poznata medicini Kine, Tibeta i Japana. . *
* (Salo V. M. Biljke i medicina. M.: Nauka, 1968)
Što se tiče uklanjanja toksičnih supstanci i produkata njihove transformacije iz tijela, u tom procesu određenu ulogu imaju pluća, probavni organi, koža i razne žlijezde. Ali noći su ovde najvažnije. Zato se kod brojnih trovanja uz pomoć posebnih sredstava koja pospješuju odvajanje mokraće postižu najbrže uklanjanje toksičnih spojeva iz organizma. Pritom se mora uzeti u obzir i štetno djelovanje nekih otrova koji se izlučuju urinom (na primjer, žive) na bubrege. Osim toga, proizvodi transformacije toksičnih tvari mogu se zadržati u bubrezima, kao što je slučaj kod teškog trovanja etilen glikolom. * Kada se oksidira, u organizmu se stvara oksalna kiselina i kristali kalcijum oksalata ispadaju u bubrežnim tubulima, sprečavajući mokrenje. Općenito, takvi se fenomeni uočavaju kada je koncentracija tvari koje se izlučuju kroz bubrege visoka.
* (Etilen glikol se koristi kao antifriz - supstanca koja snižava tačku smrzavanja zapaljivih tečnosti u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.)
Da bismo razumjeli biohemijsku suštinu procesa transformacije toksičnih tvari u tijelu, razmotrimo nekoliko primjera koji se tiču uobičajenih komponenti hemijskog okruženja savremenog čovjeka.
dakle, benzen, koji se, kao i drugi aromatični ugljovodonici, naširoko koristi kao otapalo za razne supstance i kao međuproizvod u sintezi boja, plastike, lekova i drugih jedinjenja, transformiše se u organizmu u 3 smera sa stvaranjem toksičnih metabolita ( Slika 3). Potonji se izlučuju preko bubrega. Benzen može ostati u organizmu veoma dugo (prema nekim izveštajima i do 10 godina), posebno u masnom tkivu.
Od posebnog interesa je proučavanje procesa transformacije u tijelu toksični metali, koji imaju sve širi uticaj na ljude u vezi sa razvojem nauke i tehnologije i razvojem prirodnih resursa. Prije svega, treba napomenuti da se kao rezultat interakcije sa redoks puferskim sistemima ćelije, tokom koje dolazi do prijenosa elektrona, mijenja valencija metala. U ovom slučaju, prijelaz u stanje niže valentnosti obično je povezan sa smanjenjem toksičnosti metala. Na primjer, ioni heksavalentnog hroma transformišu se u organizmu u niskotoksični trovalentni oblik, a trovalentni hrom se može brzo ukloniti iz organizma uz pomoć određenih supstanci (natrijum pirosulfat, vinska kiselina itd.). Brojni metali (živa, kadmijum, bakar, nikl) se aktivno vezuju za biokomplekse, prvenstveno za funkcionalne grupe enzima (-SH, -NH2, -COOH, itd.), što ponekad određuje selektivnost njihovog biološkog delovanja.
Među pesticida- tvari namijenjene uništavanju štetnih živih bića i biljaka, postoje predstavnici raznih klasa hemijskih spojeva koji su u ovoj ili drugoj mjeri toksični za čovjeka: organoklor, organofosfor, organometalni, nitrofenol, cijanid itd. Prema dostupnim podacima, * oko 10% svih smrtonosnih trovanja trenutno je uzrokovano pesticidima. Najznačajniji od njih, kao što je poznato, su FOS. Hidrolizom obično gube svoju toksičnost. Za razliku od hidrolize, oksidacija FOS je gotovo uvijek praćena povećanjem njihove toksičnosti. To se može vidjeti ako uporedimo biotransformaciju 2 insekticida - diizopropil fluorofosfata, koji gubi toksična svojstva uklanjanjem atoma fluora tokom hidrolize, i tiofosa (derivat tiofosforne kiseline), koji se oksidira u mnogo toksičniji fosfakol ( derivat ortofosforne kiseline).
* (Buslovich S. Yu., Zakharov G. G. Klinika i liječenje akutnog trovanja pesticidima (pesticidima). Minsk: Belorusija, 1972)
Među široko korištenim lekovite supstance tablete za spavanje su najčešći izvori trovanja. Procesi njihovih transformacija u tijelu su prilično dobro proučeni. Konkretno, pokazalo se da se biotransformacija jednog od uobičajenih derivata barbiturne kiseline - luminala (Sl. 4) - odvija sporo, a to je u osnovi njegovog prilično dugotrajnog hipnotičkog efekta, jer ovisi o broju nepromijenjenih lumina. molekule u kontaktu sa nervnim ćelijama. Raspad barbituratnog prstena dovodi do prestanka djelovanja luminala (kao i drugih barbiturata), koji u terapijskim dozama uzrokuje san u trajanju do 6 sati.S tim u vezi sudbina u tijelu još jednog predstavnika barbiturata - heksobarbital - nije bez interesa. Njegov hipnotički učinak je mnogo kraći, čak i kada se koriste znatno veće doze od Luminala. Smatra se da to zavisi od veće brzine i većeg broja načina inaktivacije heksobarbitala u organizmu (formiranje alkohola, ketona, demetila i drugih derivata). S druge strane, oni barbiturati koji ostaju u tijelu gotovo nepromijenjeni, kao što je barbital, imaju dugotrajnije hipnotičko djelovanje od luminala. Iz ovoga proizlazi da tvari koje se nepromijenjene izlučuju urinom mogu uzrokovati intoksikaciju ako bubrezi ne mogu da se nose s njihovim uklanjanjem iz tijela.
Također je važno napomenuti da se za razumijevanje neočekivanog toksičnog efekta istovremene primjene više lijekova mora posvetiti odgovarajuća važnost enzimima koji utiču na djelovanje kombinovanih supstanci. Na primjer, lijek fizostigmin, kada se koristi zajedno s novokainom, čini potonju vrlo toksičnom tvari, jer blokira enzim (esterazu) koji hidrolizira novokain u tijelu. Efedrin se manifestira na sličan način, vezujući se za oksidazu, koja inaktivira adrenalin i time produžava i pojačava djelovanje potonjeg.
Veliku ulogu u biotransformaciji lijekova imaju procesi indukcije (aktivacije) i inhibicije aktivnosti mikrosomalnih enzima raznim stranim tvarima. Dakle, etilni alkohol, neki insekticidi i nikotin ubrzavaju inaktivaciju mnogih lijekova. Stoga farmakolozi obraćaju pažnju na neželjene posljedice kontakta s ovim supstancama tokom terapije lijekovima, pri čemu se smanjuje terapijski učinak niza lijekova. Istodobno, mora se uzeti u obzir da ako kontakt s induktorom mikrosomalnih enzima iznenada prestane, to može dovesti do toksičnog učinka lijekova i zahtijevati smanjenje njihove doze.
Također treba imati na umu da, prema podacima Svjetske zdravstvene organizacije (WHO), 2,5% populacije ima značajno povećan rizik od toksičnosti lijekova, budući da je njihov genetski uvjetovan poluživot u krvnoj plazmi u ovoj grupi ljudi 3 puta duže od prosjeka. Štaviše, oko trećine svih enzima opisanih kod ljudi u mnogim etničkim grupama predstavljeno je varijantama različite aktivnosti. Otuda - individualne razlike u reakcijama na jedan ili drugi farmakološki agens, u zavisnosti od interakcije mnogih genetskih faktora. Tako je utvrđeno da otprilike jedna od 1-2 hiljade ljudi ima naglo smanjenu aktivnost serumske holinesteraze, koja hidrolizira ditilin, lijek koji se koristi za opuštanje skeletnih mišića na nekoliko minuta tokom nekih hirurških intervencija. Kod takvih ljudi, učinak ditilina je naglo produžen (do 2 sata ili više) i može postati izvor ozbiljne bolesti.
Među ljudima koji žive u mediteranskim zemljama, Africi i jugoistočnoj Aziji, postoji genetski determinisan nedostatak aktivnosti enzima glukoza-6-fosfat dehidrogenaze eritrocita (smanjenje do 20% od normalnog). Ova karakteristika čini crvena krvna zrnca manje otpornima na niz lijekova: sulfonamide, neke antibiotike, fenacetin. Zbog razgradnje crvenih krvnih zrnaca kod takvih osoba, tokom liječenja lijekovima dolazi do hemolitičke anemije i žutice. Sasvim je očigledno da prevencija ovih komplikacija treba da se sastoji od preliminarnog određivanja aktivnosti odgovarajućih enzima kod pacijenata.
Iako gornji materijal daje samo opštu predstavu o problemu biotransformacije toksičnih supstanci, on pokazuje da ljudsko tijelo ima mnoge zaštitne biohemijske mehanizme koji ga, u određenoj mjeri, štite od neželjenog djelovanja ovih supstanci, barem od malih doza. Funkcioniranje tako složenog sistema barijera osiguravaju brojne enzimske strukture, čiji aktivni utjecaj omogućava promjenu tijeka procesa transformacije i neutralizacije otrova. Ali ovo je već jedna od naših sljedećih tema. U daljem izlaganju vratit ćemo se na razmatranje pojedinačnih aspekata transformacije pojedinih toksičnih supstanci u organizmu u mjeri potrebnoj za razumijevanje molekularnih mehanizama njihovog biološkog djelovanja.
Imunitet: šta je to.
Krajnji cilj imunološkog sistema je da uništi strani agens, koji može biti patogen, strano tijelo, toksična supstanca ili degenerirana ćelija samog tijela. U imunološkom sistemu razvijenih organizama postoji mnogo načina za otkrivanje i uklanjanje stranih agenasa, a njihova ukupnost se naziva imuni odgovor.
Svi oblici imunološkog odgovora mogu se podijeliti na stečene i urođene reakcije.
Stečeni imunitet formira se nakon “prvog susreta” sa specifičnim antigenom – memorijske ćelije (T-limfociti) su odgovorne za pohranjivanje informacija o ovom “sastanku”. Stečeni imunitet je vrlo specifičan za određenu vrstu antigena i omogućava vam da ih brzo i efikasno uništite nakon ponovnog susreta.Antigeni su molekule koje izazivaju specifične reakcije u tijelu i percipiraju se kao strani agensi. Na primjer, ljudi koji su preboljeli vodene kozice (ospice, difterija) često razviju doživotni imunitet na ove bolesti.
Urođeni imunitet karakterizira sposobnost organizma da neutralizira strani i potencijalno opasan biomaterijal (mikroorganizmi, transplantacija, toksini, tumorske stanice, ćelije inficirane virusom), koji postoji u početku, prije prvog ulaska ovog biomaterijala u tijelo.
Morfologija imunog sistema
Imuni sistem ljudi i drugih kralježnjaka je kompleks organa i ćelija sposobnih za obavljanje imunoloških funkcija. Prije svega, imuni odgovor provode leukociti. Većina ćelija imunog sistema dolazi iz hematopoetskih tkiva. Kod odraslih, razvoj ovih ćelija počinje u koštanoj srži. Samo T limfociti se razlikuju unutar timusa (timusne žlijezde). Zrele ćelije se naseljavaju u limfnim organima i na granicama sa okolinom, u blizini kože ili na sluznicama.Tijelo životinja s mehanizmima stečenog imuniteta proizvodi mnoge varijante specifičnih imunoloških stanica, od kojih je svaka odgovorna za određeni antigen. Prisustvo velikog broja varijeteta imunih ćelija neophodno je kako bi se odbili napadi mikroorganizama koji mogu mutirati i promijeniti svoj antigenski sastav. Značajan dio ovih ćelija završava svoj životni ciklus bez učešća u odbrani tijela, na primjer, bez susreta s odgovarajućim antigenima.
Imuni sistem štiti tijelo od infekcije u nekoliko faza, pri čemu svaki stupanj povećava specifičnost zaštite. Najjednostavnija linija odbrane su fizičke barijere (koža, sluzokože) koje sprječavaju infekciju – bakterije i viruse – da uđu u tijelo. Ako patogen prodre kroz ove barijere, urođeni imuni sistem provodi posrednu nespecifičnu reakciju na njega. Urođeni imuni sistem se nalazi u svim biljkama i životinjama. U slučaju da patogeni uspešno savladaju uticaj urođenih imunoloških mehanizama, kičmenjaci imaju treći nivo odbrane - stečenu imunološku odbranu. Ovaj dio imunološkog sistema prilagođava svoj odgovor tokom infektivnog procesa kako bi poboljšao prepoznavanje stranog biološkog materijala. Ovaj poboljšani odgovor opstaje nakon što se patogen iskorijeni u obliku imunološkog pamćenja. Omogućava mehanizmima stečenog imuniteta da razviju brži i snažniji odgovor kad god se pojavi isti patogen.
I urođeni i stečeni imunitet zavise od sposobnosti imunog sistema da razlikuje svoje molekule od stranih. U imunologiji se pod samomolekule podrazumijevaju one komponente tijela koje imunološki sistem može razlikovati od stranih. Nasuprot tome, molekuli koji su prepoznati kao strani nazivaju se ne-ja. Prepoznati molekuli nazivaju se antigeni, koji se trenutno definišu kao supstance koje su vezane specifičnim imunološkim receptorima stečenog imunog sistema.
Površinske barijere
Organizmi su od infekcija zaštićeni brojnim mehaničkim, hemijskim i biološkim barijerama.Primjeri mehaničke barijere Voštani premaz mnogih listova biljaka, egzoskelet artropoda, ljuske jajeta i koža mogu poslužiti kao prva faza zaštite od infekcije. Međutim, tijelo se ne može potpuno odvojiti od vanjskog okruženja, pa postoje i drugi sistemi koji štite vanjske poruke tijela – respiratorni, probavni i genitourinarni sistem. Ovi sistemi se mogu podijeliti na trajno aktivne i aktivirane kao odgovor na upad.
Primjer sistema koji stalno radi su sitne dlačice na zidovima dušnika, zvane cilije, koje čine brze pokrete prema gore kako bi uklonile prašinu, polen ili druge sitne strane predmete tako da ne mogu ući u pluća. Isto tako, izbacivanje mikroorganizama se postiže djelovanjem ispiranja suza i urina. Sluz koja se izlučuje u respiratorni i probavni sistem služi za vezivanje i imobilizaciju mikroorganizama.
Ako mehanizmi koji stalno rade nisu dovoljni, tada se aktiviraju „hitni“ mehanizmi za čišćenje organizma, kao što su kašalj, kijanje, povraćanje i dijareja.Pored ovoga, postoje hemijske zaštitne barijere. Koža i respiratorni trakt oslobađaju antimikrobne peptide (proteine)
Enzimi kao što su lizozim i fosfolipaza A nalaze se u pljuvački, suzama i majčinom mlijeku i također imaju antimikrobno djelovanje. Vaginalni iscjedak djeluje kao hemijska barijera nakon početka menstruacije, kada postaje blago kiseli. Sperma sadrži defenzine i cink za uništavanje patogena. U želucu, hlorovodonična kiselina i proteolitički enzimi služe kao moćni hemijski zaštitni faktori protiv mikroorganizama koji se unose hranom.
U genitourinarnom i gastrointestinalnom traktu postoje biološke barijere, predstavljen prijateljskim mikroorganizmima - komenzalima. Nepatogena mikroflora, koja se prilagodila životu u ovim uslovima, nadmeće se sa patogenim bakterijama za hranu i prostor, istiskujući ih iz područja barijere. Ovo smanjuje vjerovatnoću da patogeni dostignu dovoljne količine da izazovu infekciju.Urođeni imunitet
Ako mikroorganizam uspije probiti primarne barijere, nailazi na ćelije i mehanizme urođenog imunološkog sistema. Urođena imunološka odbrana je nespecifična, odnosno njene komponente prepoznaju i reaguju na strana tijela, bez obzira na njihove karakteristike, prema opšteprihvaćenim mehanizmima. Ovaj sistem ne stvara dugotrajan imunitet na određenu infekciju.Nespecifične imunološke reakcije uključuju inflamatorne reakcije, sistem komplementa, kao i nespecifične mehanizme ubijanja i fagocitozu.
Ovi mehanizmi se razmatraju u odeljku „Mehanizmi“, a sistem komplementa u odeljku „Molekuli“.Stečeni imunitet
Stečeni imuni sistem pojavio se tokom evolucije nižih kičmenjaka. Pruža intenzivniji imunološki odgovor, kao i imunološku memoriju, zahvaljujući kojoj se svaki strani mikroorganizam „pamti“ po svojim jedinstvenim antigenima. Stečeni imuni sistem je specifičan za antigen i zahtijeva prepoznavanje specifičnih stranih („ne-sam”) antigena u procesu koji se naziva prezentacija antigena. Specifičnost antigena omogućava reakcije koje su namijenjene specifičnim mikroorganizmima ili stanicama koje su njima inficirane. Sposobnost izvođenja takvih usko ciljanih reakcija u tijelu održavaju „ćelije pamćenja“. Ako je domaćin inficiran mikroorganizmom više puta, ove specifične memorijske ćelije se koriste za brzo ubijanje tog mikroorganizma.Ćelije-efektori specifičnog imunološkog odgovora razmatraju se u odjeljku "Ćelije", a mehanizmi implementacije imunološkog odgovora uz njihovo učešće razmatrani su u odjeljku "Mehanizmi".
Za jačanje imunološkog sistema, kao i preventivnu mjeru, pomoći će vam ljekovite kineske Goji bobice, pročitajte više http://yagodygodzhi.ru/. Kako ove bobice djeluju na tijelo možete pročitati u članku
strane hemijske supstance (FCS)) se također nazivaju ksenobiotici(od grčkog xenos - stranac). Uključuju spojeve koji po svojoj prirodi i količini nisu svojstveni prirodnom proizvodu, ali se mogu dodati radi poboljšanja tehnologije, održavanja ili poboljšanja kvalitete proizvoda ili mogu nastati u proizvodu kao rezultat tehnološke obrade i skladištenja, kao i od kontaminacije iz okoline. Iz okoline 30-80% ukupne količine stranih hemikalija ulazi u ljudski organizam hranom.
Strane tvari se mogu klasificirati prema prirodi djelovanja, toksičnosti i stepenu opasnosti.
Priroda radnje CHC koji ulaze u organizam sa hranom mogu:
· obezbediti opće toksično akcija;
· obezbediti alergičan djelovanje (senzibiliziranje tijela);
· obezbediti kancerogeni djelovanje (uzrokuju maligne tumore);
· obezbediti embriotoksično djelovanje (utjecaj na razvoj trudnoće i fetusa);
· obezbediti teratogena djelovanje (fetalne malformacije i rađanje potomaka s deformitetima);
· obezbediti gonadotoksični djelovanje (poremeti reproduktivnu funkciju, tj. poremetiti reproduktivnu funkciju);
· niže zaštitnih snaga tijelo;
· ubrzati procesi starenja;
· negativno utiču varenje I asimilacija hranljive materije.
Potoksičnost, karakterizirajući sposobnost tvari da nanese štetu organizmu, uzeti u obzir dozu, učestalost, način ulaska štetne tvari i obrazac trovanja.
Po stepenu opasnosti Strane tvari dijele se na izuzetno toksične, visoko toksične, umjereno toksične, nisko toksične, praktično netoksične i praktično bezopasne.
Najviše proučavana su akutna dejstva štetnih supstanci koje imaju direktan efekat. Posebno je teško procijeniti kronične efekte CCI na ljudski organizam i njihove dugoročne posljedice.
Sledeće može imati štetan uticaj na organizam:
· proizvodi koji sadrže aditive u hrani (boje, konzervanse, antioksidante, itd.) - netestirani, neovlašteni ili korišteni u velikim dozama;
· proizvodi ili pojedinačne prehrambene supstance dobijene novom tehnologijom, hemijskom ili mikrobiološkom sintezom, nisu testirane ili proizvedene u suprotnosti sa tehnologijom ili od nekvalitetnih sirovina;
· rezidualne količine pesticida sadržanih u usjevima ili stočarskim proizvodima dobivenim korištenjem hrane za životinje ili vode kontaminirane visokim koncentracijama pesticida ili u vezi sa tretmanom životinja pesticidima;
· biljne proizvode dobijene upotrebom neprovjerenih, neovlašteno ili neracionalno korišćenih đubriva i voda za navodnjavanje (mineralna đubriva i druge agrohemikalije, čvrsti i tečni industrijski i stočarski otpad, otpadne vode iz domaćinstava, mulj iz postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda itd.);
· proizvodi od stoke i peradi dobijeni korišćenjem neproverenih, nedozvoljenih ili pogrešno korišćenih aditiva i konzervansa za stočnu hranu (mineralni i azotni aditivi, stimulansi rasta - antibiotici, hormonski lekovi itd.). Ova grupa uključuje kontaminaciju proizvoda vezanih za veterinarske, preventivne i terapijske mjere (antibiotici, antihelmintici i drugi lijekovi);
· otrovi koji su migrirali u proizvode iz opreme, pribora, posuđa, kontejnera, ambalaže pri korištenju neprovjerene ili neovlaštene plastike, polimera, gume ili drugih materijala;
· toksične materije koje nastaju u prehrambenim proizvodima tokom termičke obrade, dimljenja, prženja, enzimske obrade, zračenja jonizujućim zračenjem itd.;
· prehrambeni proizvodi koji sadrže toksične supstance migrirali iz okoline: atmosferski vazduh, zemljište, vodena tela (teški metali, dioksini, policiklični aromatični ugljovodonici, radionuklidi, itd.). Ova grupa uključuje najveći broj KHK.
Jedan od mogućih načina na koji CCP ulaze u prehrambene proizvode iz okoliša je njihovo uključivanje u “lanac ishrane”.
"lanci ishrane" predstavljaju jedan od glavnih oblika interakcije između pojedinačnih organizama, od kojih svaki služi kao hrana za druge vrste. U ovom slučaju, kontinuirani niz transformacija supstanci se događa u uzastopnim vezama "plijen-predator". Glavne varijante takvih kola prikazane su na Sl. 2. Najjednostavnijim se mogu smatrati lanci u kojima zagađivači dolaze iz tla u biljne proizvode (gljive, začinsko bilje, povrće, voće, žitarice) kao rezultat zalijevanja biljaka, tretiranja pesticidima i sl., akumuliraju se u njima, a zatim ulaze u snabdijevanje hranom hranom, ljudski organizam.
Složeniji su „lanci“, u kojima postoji nekoliko karika. Na primjer, trava - biljojedi - ljudi ili žito - ptice i životinje - čovek. Najsloženiji „lanci ishrane“ obično su povezani sa vodenim okruženjem.
Rice. 2. Opcije za ulazak CCP u ljudski organizam putem lanaca ishrane
Tvari otopljene u vodi ekstrahiraju se fitoplaktonom, potonji zatim apsorbira zooplankton (protozoe, rakovi), zatim apsorbiraju "mirne", a zatim grabežljive ribe, ulazeći s njima u ljudsko tijelo. Ali lanac se može nastaviti jedući ribu pticama i svaštojedima, a tek tada štetne tvari ulaze u ljudski organizam.
Karakteristika „lanaca ishrane“ je da u svakoj sledećoj karici dolazi do kumulacije (akumulacije) zagađivača u znatno većim količinama nego u prethodnoj karici. Dakle, u gljivama koncentracija radioaktivnih tvari može biti 1.000-10.000 puta veća nego u tlu. Dakle, prehrambeni proizvodi koji ulaze u ljudsko tijelo mogu sadržavati vrlo visoke koncentracije CCP.
U cilju zaštite zdravlja ljudi od štetnog dejstva stranih materija koje ulaze u organizam sa hranom, utvrđuju se određene granice koje garantuju bezbednost upotrebe proizvoda koji sadrže strane supstance.
Osnovni principi zaštite životne sredine i prehrambenih proizvoda od stranih hemikalija su:
· higijensko regulisanje sadržaja hemikalija u objektima životne sredine (vazduh, voda, zemljište, prehrambeni proizvodi) i razvoj sanitarne regulative na osnovu njih (sanitarna pravila i sl.);
· razvoj novih tehnologija u raznim industrijama i poljoprivredi koje minimalno zagađuju životnu sredinu (zamena visoko opasnih hemikalija manje toksičnim i nestabilnim u životnoj sredini; zatvaranje i automatizacija proizvodnih procesa; prelazak na proizvodnju bez otpada, zatvoreni ciklusi itd. );
· uvođenje efikasnih sanitarnih i tehničkih uređaja u preduzećima za smanjenje emisije štetnih materija u atmosferu, neutralizaciju otpadnih voda, čvrstog otpada i dr.;
· izrada i realizacija planiranih mjera u toku izgradnje za sprječavanje zagađivanja životne sredine (izbor lokacije za izgradnju objekta, stvaranje sanitarne zaštitne zone i dr.);
· sprovođenje državnog sanitarnog i epidemiološkog nadzora nad objektima koji zagađuju atmosferski vazduh, vodna tijela, tlo, prehrambene sirovine;
· sprovođenje državnog sanitarnog i epidemiološkog nadzora nad objektima u kojima mogu biti kontaminirane hemijskim supstancama prehrambene sirovine i prehrambeni proizvodi (prehrambena preduzeća, poljoprivredna preduzeća, skladišta hrane, ugostiteljska preduzeća i dr.).
Raznovrsnost uticaja hrane na ljudski organizam nije posledica samo prisustva energetskih i plastičnih materijala, već i ogromne količine hrane, uključujući manje komponente, kao i nenutritivnih jedinjenja. Potonji mogu imati farmakološku aktivnost ili imati štetne učinke.
Pojam biotransformacije stranih supstanci uključuje, s jedne strane, procese njihovog transporta, metabolizma i toksičnosti, s druge strane mogućnost uticaja pojedinih nutrijenata i njihovih kompleksa na ove sisteme, što u konačnici osigurava neutralizaciju i eliminacija ksenobiotika. Međutim, neki od njih su vrlo otporni na biotransformaciju i nanose štetu zdravlju. U ovom aspektu treba napomenuti i pojam detoksikacija - proces neutralizacije štetnih materija koje su ušle u biološki sistem. Trenutno je akumulirana prilično velika količina naučnog materijala o postojanju općih mehanizama toksičnosti i biotransformacije stranih tvari, uzimajući u obzir njihovu kemijsku prirodu i stanje tijela. Najviše proučavano mehanizam dvofazne detoksikacije ksenobiotika.
U prvoj fazi, kao odgovor organizma, dolazi do njihove metaboličke transformacije u različite intermedijarne spojeve. Ova faza je povezana sa sprovođenjem enzimskih reakcija oksidacije, redukcije i hidrolize, koje se obično dešavaju u vitalnim organima i tkivima: jetri, bubrezima, plućima, krvi itd.
Oksidacija ksenobiotike kataliziraju mikrozomalni enzimi jetre uz sudjelovanje citokroma P-450. Enzim ima veliki broj specifičnih izoforma, što objašnjava raznolikost toksičnih supstanci koje podliježu oksidaciji.
Oporavak sprovedeno uz učešće NADON-ovisnog flavoproteina i citokroma P-450. Kao primjer možemo navesti reakcije redukcije nitro- i azo spojeva u amine, a ketona u sekundarne alkohole.
Hidrolitička razgradnja Po pravilu, estri i amidi se podvrgavaju naknadnoj deesterifikaciji i deaminaciji.
Navedeni putevi biotransformacije dovode do promjena u molekuli ksenobiotika – povećanja polariteta, rastvorljivosti itd. To doprinosi njihovom uklanjanju iz organizma, smanjenju ili eliminaciji toksičnog efekta.
Međutim, primarni metaboliti mogu biti visoko reaktivni i toksičniji od matičnih toksičnih supstanci. Ovaj fenomen se naziva metabolička aktivacija. Reaktivni metaboliti dopiru do ciljnih ćelija, pokreću lanac sekundarnih katobiohemijskih procesa koji su u osnovi mehanizma hepatotoksičnih, nefrotoksičnih, kancerogenih, mutagenih, imunogenih efekata i odgovarajućih bolesti.
Od posebnog značaja kada se uzme u obzir toksičnost ksenobiotika je stvaranje međuoksidacionih produkata slobodnih radikala, što uz proizvodnju reaktivnih metabolita kiseonika dovodi do indukcije lipidne peroksidacije (LPO) bioloških membrana i oštećenja živih ćelija. U ovom slučaju važnu ulogu igra stanje antioksidativnog sistema organizma.
Druga faza detoksikacije povezana je sa tzv reakcije konjugacije. Primjer su reakcije vezivanja aktivnog -OH; -NH2; -COOH; SH-grupe metabolita ksenobiotika. Najaktivniji učesnici u reakcijama neutralizacije su enzimi iz porodice glutation transferaza, glukoroniltransferaza, sulfotransferaza, aciltransferaza itd.
Na sl. Na slici 6 prikazan je opšti dijagram metabolizma i mehanizma toksičnosti stranih supstanci.
Rice. 6.
Na metabolizam ksenobiotika mogu uticati mnogi faktori: genetski, fiziološki, faktori okoline, itd.
Od teorijskog i praktičnog interesa je da se zadržimo na ulozi pojedinih komponenti hrane u regulaciji metaboličkih procesa i implementaciji toksičnosti stranih supstanci. Takvo učešće se može javiti u fazama apsorpcije u gastrointestinalnom traktu, hepatičko-intestinalnoj cirkulaciji, transportu krvi, lokalizaciji u tkivima i ćelijama.
Među glavnim mehanizmima biotransformacije ksenobiotika važni su procesi konjugacije sa redukovanim glutationom - T-y-glutamil-D-cisteinil glicinom (TSH) - glavnom tiolnom komponentom većine živih ćelija. TSH ima sposobnost redukcije hidroperoksida u reakciji glutation peroksidaze i kofaktor je u formaldehid dehidrogenazi i glioksilazi. Njegova koncentracija u ćeliji (ćelijski bazen) značajno zavisi od proteina i aminokiselina koje sadrže sumpor (cistein i metionin) u prehrani, pa nedostatak ovih nutrijenata povećava toksičnost širokog spektra opasnih hemikalija.
Kao što je gore navedeno, važnu ulogu u očuvanju strukture i funkcija žive ćelije kada je izložena aktivnim metabolitima kiseonika i produktima oksidacije stranih supstanci slobodnih radikala igra antioksidativni sistem organizma. Sastoji se od sledećih glavnih komponenti: superoksid dismutaze (SOD), redukovanog glutationa, nekih oblika glutation-B-transferaze, vitamina E, C, p-karotena, elementa u tragovima selena - kao kofaktora glutation peroksidaze, kao i nenutritivne komponente hrane - širok spektar fitokomponenti (bioflavonoida).
Svako od ovih jedinjenja ima specifično dejstvo u opštem metaboličkom transporteru, formirajući antioksidativni odbrambeni sistem organizma:
- SOD, u svoja dva oblika - citoplazmatski Cu-Zn-SOD i mitohondrijski-Mn zavisan, katalizuje reakciju dismutacije 0 2 _ u vodikov peroksid i kiseonik;
- ESH (uzimajući u obzir gore navedene funkcije) ostvaruje svoje djelovanje u nekoliko smjerova: održava sulfhidrilne grupe proteina u reduciranom stanju, služi kao donor protona za glutation peroksidazu i glutation-D-transferazu, djeluje kao nespecifični neenzimski gasitelj slobodnih radikala kiseonika, koji se konačno pretvaraju u oksidativni glutation (TSSr). Njegovu redukciju katalizira rastvorljiva NADPH zavisna glutation reduktaza, čiji je koenzim vitamin B2, koji određuje ulogu potonjeg u jednom od puteva biotransformacije ksenobiotika.
Vitamin E (os-tokoferol). Najznačajniju ulogu u sistemu regulacije peroksidacije lipida ima vitamin E, koji neutrališe slobodne radikale masnih kiselina i redukovane metabolite kiseonika. Zaštitna uloga tokoferola dokazana je pod utjecajem niza zagađivača okoliša koji izazivaju peroksidaciju lipida: ozona, NO 2 , CC1 4 , Cd, Pb itd.
Uz antioksidativno djelovanje, vitamin E ima i antikancerogena svojstva - inhibira N-nitrozaciju sekundarnih i tercijalnih amina u gastrointestinalnom traktu uz stvaranje kancerogenih N-nitrozamina, ima sposobnost blokiranja mutagenosti ksenobiotika i utječe na aktivnost monooksigenazni sistem.
Vitamin C. Antioksidativni efekat askorbinske kiseline u uslovima izlaganja toksičnim supstancama koje izazivaju peroksidaciju lipida manifestuje se povećanjem nivoa citokroma P-450, aktivnosti njegove reduktaze i brzine hidroksilacije supstrata u mikrozomima jetre.
Najvažnija svojstva vitamina C povezana sa metabolizmom stranih jedinjenja su takođe:
- sposobnost inhibiranja kovalentnog vezivanja na makromolekule aktivnih intermedijarnih spojeva različitih ksenobiotika - acetomionofena, benzena, fenola itd.;
- blokira (slično vitaminu E) nitrozaciju amina i stvaranje kancerogenih jedinjenja pod izlaganjem nitritu.
Mnoge strane tvari, kao što su komponente duhanskog dima, oksidiraju askorbinsku kiselinu u dehidroaskorbat, smanjujući na taj način njen sadržaj u tijelu. Ovaj mehanizam je osnova za određivanje snabdijevanja vitaminom C pušača, organiziranih grupa, uključujući radnike industrijskih preduzeća koji su u kontaktu sa štetnim stranim tvarima.
Da bi se spriječila hemijska karcinogeneza, nobelovac L. Pauling preporučio je upotrebu megadoza koje premašuju dnevne potrebe 10 ili više puta. Izvodljivost i djelotvornost ovakvih količina ostaje kontroverzna, jer se zasićenost tkiva ljudskog tijela u ovim uvjetima osigurava dnevnom konzumacijom 200 mg askorbinske kiseline.
Nenutritivne komponente hrane koje formiraju antioksidativni sistem organizma uključuju dijetalna vlakna i biološki aktivne fitokomponente.
Alimentarna vlakna. To uključuje celulozu, hemicelulozu, pektine i lignin, koji su biljnog porijekla i na njih ne djeluju probavni enzimi.
Dijetalna vlakna mogu utjecati na biotransformaciju stranih tvari u sljedećim područjima:
- utječući na peristaltiku crijeva, ubrzavaju prolaz sadržaja i time smanjuju vrijeme kontakta toksičnih tvari sa sluznicom;
- promjena sastava mikroflore i aktivnosti mikrobnih enzima uključenih u metabolizam ksenobiotika ili njihovih konjugata;
- imaju svojstva adsorpcije i kationske izmjene, što omogućava vezanje hemijskih agenasa, odgađanje njihove apsorpcije i ubrzavanje izlučivanja iz tijela. Ova svojstva utječu i na hepatičko-crijevnu cirkulaciju i osiguravaju metabolizam ksenobiotika koji ulaze u tijelo različitim putevima.
Eksperimentalnim i kliničkim studijama utvrđeno je da uključivanje celuloze, karagenina, guar gume, pektina i pšeničnih mekinja u ishranu dovodi do inhibicije (3-glukuronidaze i mucinaze crijevnih mikroorganizama. Ovaj efekat treba smatrati još jednom sposobnošću dijetalnih vlakana da transformiše strane supstance sprečavanjem hidrolize konjugata ovih supstanci, uklanjajući ih iz hepatičko-intestinalne cirkulacije i povećavajući izlučivanje iz organizma metaboličkim produktima.
Postoje dokazi o sposobnosti niskometoksiliranog pektina da veže živu, kobalt, olovo, nikl, kadmijum, mangan i stroncijum. Međutim, ova sposobnost pojedinih pektina zavisi od njihovog porekla i zahteva proučavanje i selektivnu upotrebu. Na primjer, citrusni pektin ne ispoljava vidljiv efekat adsorpcije, slabo aktivira 3-glukuronidazu crijevne mikroflore, a karakterizira ga nedostatak preventivnih svojstava u slučaju inducirane kemijske kancerogeneze.
Biološki aktivni fitokomponenti. Neutralizacija toksičnih supstanci uz učešće fito spojeva povezana je s njihovim osnovnim svojstvima:
- utječu na metaboličke procese i neutraliziraju strane tvari;
- imaju sposobnost vezanja slobodnih radikala i reaktivnih metabolita ksenobiotika;
- inhibiraju enzime koji aktiviraju strane tvari i aktiviraju enzime za detoksikaciju.
Mnogi prirodni fito-spojevi imaju specifična svojstva kao induktori ili inhibitori toksičnih agenasa. Organska jedinjenja sadržana u tikvicama, karfiolu i prokulici, te brokuli sposobna su da induciraju metabolizam stranih supstanci, što potvrđuje ubrzanje metabolizma fenacetina i ubrzanje poluživota antipirina u krvnoj plazmi ispitanika koji su primili povrće krstaša u njihovoj ishrani.
Posebna pažnja posvećena je svojstvima ovih jedinjenja, kao i fitojedinjenja čaja i kafe - katehina i diterpena (kafeol i kafestol) - koji stimulišu aktivnost monooksigenaznog sistema i glutation-S-transferaze jetre i crevne sluzokože. Ovo posljednje leži u osnovi njihovog antioksidativnog učinka kada su izloženi kancerogenima i antikancerogenom djelovanju.
Preporučljivo je osvrnuti se na biološku ulogu drugih vitamina u procesima biotransformacije stranih supstanci koje nisu povezane sa antioksidativnim sistemom.
Mnogi vitamini obavljaju funkciju koenzima direktno u enzimskim sistemima povezanim sa metabolizmom ksenobiotika, kao i u enzimima za biosintezu komponenti sistema biotransformacije.
Tiamin (vitamin B t). Poznato je da nedostatak tiamina izaziva povećanje aktivnosti i sadržaja komponenti sistema monooksigenaze, što se smatra nepovoljnim faktorom koji doprinosi metaboličkoj aktivaciji stranih supstanci. Stoga, unos vitamina u ishrani može igrati određenu ulogu u mehanizmu detoksikacije ksenobiotika, uključujući industrijske otrove.
Riboflavin (vitamin B 2). Funkcije riboflavina u procesima biotransformacije stranih supstanci ostvaruju se uglavnom kroz sljedeće metaboličke procese:
- učešće u metabolizmu mikrosomalnih flavoproteina NADPH-citokrom P-450 reduktaze, NADPH-citokrom b 5 reduktaze;
- osiguravanje rada aldehid oksidaza, kao i glutation reduktaze kroz ulogu koenzima FAD-a uz stvaranje TSH iz oksidiranog glutationa.
Eksperiment na životinjama pokazao je da nedostatak vitamina dovodi do smanjenja aktivnosti UDP-glukuroniltransferaze u mikrosomima jetre na osnovu smanjenja brzine glukuronidne konjugacije /7-nitrofenola i o-aminofenola. Postoje dokazi o povećanju sadržaja citokroma P-450 i brzine hidroksilacije aminopirina i anilina u mikrosomima s nutritivnim nedostatkom riboflavina kod miševa.
Kobalamini (vitamin B 12) i folna kiselina. Sinergistički efekat razmatranih vitamina na procese biotransformacije ksenobiotika objašnjava se lipotropnim dejstvom kompleksa ovih nutrijenata, čiji je najvažniji element aktivacija glutation-D-transferaze i organska indukcija monooksigenaznog sistema. .
Klinička ispitivanja su pokazala razvoj nedostatka vitamina B12 kada je tijelo izloženo dušikovom oksidu, što se objašnjava oksidacijom CO 2+ u CO e+ prstenu kobalamina i njegovom inaktivacijom. Potonje uzrokuje nedostatak folne kiseline, koji se temelji na nedostatku regeneracije njenih metabolički aktivnih oblika u ovim uvjetima.
Koenzimski oblici tetrahidrofolne kiseline, zajedno sa vitaminom B12 i Z-metioninom, učestvuju u oksidaciji formaldehida, pa nedostatak ovih vitamina može dovesti do povećane toksičnosti formaldehida i drugih jednougljičnih jedinjenja, uključujući metanol.
Generalno, možemo zaključiti da nutritivni faktor može igrati važnu ulogu u procesima biotransformacije stranih supstanci i prevenciji njihovog štetnog djelovanja na organizam. U tom pravcu je prikupljeno mnogo teoretskog materijala i činjeničnih podataka, ali mnoga pitanja ostaju otvorena i zahtijevaju daljnja eksperimentalna istraživanja i kliničku potvrdu.
Potrebno je naglasiti potrebu praktičnih načina implementacije preventivne uloge nutritivnog faktora u procesima metabolizma stranih supstanci. To uključuje razvoj naučno utemeljene dijete za određene grupe stanovništva gdje postoji rizik od izloženosti različitim prehrambenim ksenobioticima i njihovim kompleksima u obliku dodataka prehrani, specijalizirane hrane i dijete.