Το αίμα αποτελείται από σχηματισμένα στοιχεία - ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκοκύτταρα, αιμοπετάλια αίματος και υγρό πλάσματος.
ερυθρά αιμοσφαίριαΤα περισσότερα θηλαστικά έχουν πυρηνικά κύτταρα που ζουν 30-120 ημέρες.
Σε συνδυασμό με το οξυγόνο, η αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια σχηματίζει οξυαιμοσφαιρίνη, η οποία μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς και διοξείδιο του άνθρακα από τους ιστούς στους πνεύμονες. Υπάρχουν 5-7 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια σε 1 mm3 στα βοοειδή, 7-9 στα πρόβατα, 5-8 στους χοίρους και 8-10 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια στα άλογα.
Λευκοκύτταραικανό για ανεξάρτητη κίνηση, διέρχεται από τα τοιχώματα των τριχοειδών αγγείων. Χωρίζονται σε δύο ομάδες: κοκκιώδη - κοκκιοκύτταρα και μη κοκκώδη - ακοκκιοκύτταρα. Τα κοκκώδη λευκοκύτταρα χωρίζονται σε: ηωσινόφιλα, βασεόφιλα και ουδετερόφιλα. Τα ηωσινόφιλα εξουδετερώνουν τις ξένες πρωτεΐνες. Τα βασεόφιλα μεταφέρουν βιολογικά δραστικές ουσίες και συμμετέχουν στην πήξη του αίματος. Τα ουδετερόφιλα πραγματοποιούν φαγοκυττάρωση - την απορρόφηση μικροβίων και νεκρών κυττάρων.
Ακοκκιοκύτταρααποτελείται από λεμφοκύτταρα και μονοκύτταρα. Ανάλογα με το μέγεθος, τα λεμφοκύτταρα διακρίνονται σε μεγάλα, μεσαία και μικρά και ανάλογα με τη λειτουργία σε Β-λεμφοκύτταρα και Τ-λεμφοκύτταρα. Τα Β-λεμφοκύτταρα ή τα ανοσοκύτταρα σχηματίζουν προστατευτικές πρωτεΐνες - αντισώματα που εξουδετερώνουν τα δηλητήρια των μικροβίων και των ιών. Τα Τ-λεμφοκύτταρα ή τα εξαρτώμενα από τον θύμο λεμφοκύτταρα ανιχνεύουν ξένες ουσίες στο σώμα και ρυθμίζουν τις προστατευτικές λειτουργίες με τη βοήθεια των Β-λεμφοκυττάρων. Τα μονοκύτταρα είναι ικανά για φαγοκυττάρωση, απορροφώντας νεκρά κύτταρα, μικρόβια και ξένα σωματίδια.
Πλάκες αίματοςσυμμετέχουν στην πήξη του αίματος και εκκρίνουν σεροτονίνη, η οποία συστέλλει τα αιμοφόρα αγγεία.
Το αίμα, μαζί με τη λέμφο και το υγρό των ιστών, σχηματίζουν το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Για κανονικές συνθήκες διαβίωσης είναι απαραίτητο να διατηρηθεί ένα σταθερό εσωτερικό περιβάλλον. Το σώμα διατηρεί σε σχετικά σταθερό επίπεδο την ποσότητα του αίματος και του υγρού των ιστών, την οσμωτική πίεση, την αντίδραση του αίματος και του υγρού των ιστών, τη θερμοκρασία του σώματος κ.λπ. Η σταθερότητα της σύνθεσης και των φυσικών ιδιοτήτων του εσωτερικού περιβάλλοντος ονομάζεται ομοιοσταση. Διατηρείται λόγω της συνεχούς λειτουργίας των οργάνων και των ιστών του σώματος.
Το πλάσμα περιέχει πρωτεΐνες, γλυκόζη, λιπίδια, γαλακτικό και πυροσταφυλικό οξύ, μη πρωτεϊνικές αζωτούχες ουσίες, μεταλλικά άλατα, ένζυμα, ορμόνες, βιταμίνες, χρωστικές ουσίες, οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο. Οι περισσότερες πρωτεΐνες στο πλάσμα (6-8%) είναι οι λευκωματίνες και οι γλοβουλίνες. Η ινωδογόνος σφαιρίνη εμπλέκεται στην πήξη του αίματος. Οι πρωτεΐνες, δημιουργώντας ογκοτική πίεση, διατηρούν φυσιολογικό όγκο αίματος και σταθερή ποσότητα νερού στους ιστούς. Τα αντισώματα σχηματίζονται από γ-σφαιρίνες, οι οποίες δημιουργούν ανοσία στον οργανισμό και τον προστατεύουν από βακτήρια και ιούς.
Το αίμα εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
- θρεπτικός- μεταφέρει θρεπτικά συστατικά (προϊόντα της διάσπασης πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπιδίων, καθώς και βιταμινών, ορμονών, μεταλλικών αλάτων και νερού) από το πεπτικό σύστημα στα κύτταρα του σώματος.
- απεκκριτικό- απομάκρυνση μεταβολικών προϊόντων από τα κύτταρα του σώματος. Εισέρχονται στο υγρό των ιστών από τα κύτταρα και από αυτό στη λέμφο και το αίμα. Μεταφέρονται με το αίμα στα απεκκριτικά όργανα - νεφρά και δέρμα - και απομακρύνονται από το σώμα.
- αναπνευστικός- μεταφέρει οξυγόνο από τους πνεύμονες στους ιστούς και το διοξείδιο του άνθρακα που σχηματίζεται σε αυτούς στους πνεύμονες. Περνώντας μέσα από τα τριχοειδή αγγεία των πνευμόνων, το αίμα εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα και απορροφά οξυγόνο.
- ρυθμιστικές- πραγματοποιεί χυμική επικοινωνία μεταξύ των οργάνων. Οι ενδοκρινείς αδένες εκκρίνουν ορμόνες στο αίμα. Αυτές οι ουσίες μεταφέρονται από το αίμα στο σώμα, δρώντας στα όργανα, αλλάζοντας τη δραστηριότητά τους.
- προστατευτικός. Τα λευκοκύτταρα του αίματος έχουν την ικανότητα να απορροφούν μικρόβια και άλλες ξένες ουσίες που εισέρχονται στο σώμα· παράγουν αντισώματα που σχηματίζονται όταν τα μικρόβια, τα δηλητήριά τους, οι ξένες πρωτεΐνες και άλλες ουσίες διεισδύουν στο αίμα ή τη λέμφο. Η παρουσία αντισωμάτων στο σώμα παρέχει την ανοσία του.
- θερμορρυθμιστικό. Το αίμα εκτελεί θερμορύθμιση λόγω της συνεχούς κυκλοφορίας και της υψηλής θερμικής ικανότητας. Σε ένα όργανο εργασίας, ως αποτέλεσμα του μεταβολισμού, απελευθερώνεται θερμική ενέργεια. Η θερμότητα απορροφάται από το αίμα και διανέμεται σε όλο το σώμα, με αποτέλεσμα το αίμα να βοηθά στη διάδοση της θερμότητας σε όλο το σώμα και στη διατήρηση μιας συγκεκριμένης θερμοκρασίας του σώματος.
Στα ζώα σε κατάσταση ηρεμίας, περίπου το μισό από το σύνολο του αίματος κυκλοφορεί στα αιμοφόρα αγγεία και το άλλο μισό διατηρείται στη σπλήνα, το ήπαρ, το δέρμα - στην αποθήκη αίματος. Εάν είναι απαραίτητο, το σώμα παρέχει αίμα στην κυκλοφορία του αίματος. Η ποσότητα της καλλιέργειας στα ζώα είναι κατά μέσο όρο 8% του σωματικού βάρους. Η απώλεια 1/3-1/2 αίματος μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο του ζώου.
Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.
Σε επαφή με
Συμμαθητές
Πρόσθετο υλικό για το θέμα
2.4.7. Τρόποι απομάκρυνσης ξένων ουσιών από το σώμα
Οι τρόποι και τα μέσα φυσικής απομάκρυνσης ξένων ενώσεων από το σώμα είναι διαφορετικοί. Σύμφωνα με την πρακτική τους σημασία, εντοπίζονται ως εξής: νεφρά - έντερα - πνεύμονες - δέρμα.
Η απελευθέρωση τοξικών ουσιών μέσω των νεφρών συμβαίνει μέσω δύο κύριων μηχανισμών - της παθητικής διάχυσης και της ενεργητικής μεταφοράς.
Ως αποτέλεσμα της παθητικής διήθησης, σχηματίζεται ένα υπερδιήθημα στα νεφρικά σπειράματα, το οποίο περιέχει πολλές τοξικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων μη ηλεκτρολυτών, στην ίδια συγκέντρωση όπως στο πλάσμα. Ολόκληρος ο νεφρώνας μπορεί να θεωρηθεί ως ένας μακρύς ημιπερατός σωλήνας, μέσω των τοιχωμάτων του οποίου πραγματοποιείται διάχυτη ανταλλαγή μεταξύ του ρέοντος αίματος και των ούρων που σχηματίζονται. Ταυτόχρονα με τη συναγωγική ροή κατά μήκος του νεφρώνα, τοξικές ουσίες διαχέονται, υπακούοντας στο νόμο του Fick, μέσω του τοιχώματος του νεφρώνα πίσω στο αίμα (καθώς η συγκέντρωσή τους εντός του νεφρώνα είναι 3-4 φορές υψηλότερη από ό,τι στο πλάσμα) κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Η ποσότητα της ουσίας που αφήνει το σώμα στα ούρα εξαρτάται από την ένταση της αντίστροφης απορρόφησης. Εάν η διαπερατότητα του τοιχώματος του νεφρώνα για μια δεδομένη ουσία είναι υψηλή, τότε στην έξοδο οι συγκεντρώσεις στα ούρα και στο αίμα εξισώνονται. Αυτό σημαίνει ότι ο ρυθμός απέκκρισης θα είναι ευθέως ανάλογος με τον ρυθμό σχηματισμού ούρων και η ποσότητα της ουσίας που απεκκρίνεται θα είναι ίση με το προϊόν της συγκέντρωσης της ελεύθερης μορφής του δηλητηρίου στο πλάσμα και του ρυθμού διούρησης
μεγάλο=kV m.
Αυτή είναι η ελάχιστη τιμή της ουσίας που αφαιρέθηκε.
Εάν το τοίχωμα του νεφρικού σωληναρίου είναι εντελώς αδιαπέραστο από μια τοξική ουσία, τότε η ποσότητα της ουσίας που απελευθερώνεται είναι μέγιστη, δεν εξαρτάται από τον ρυθμό διούρησης και είναι ίση με το γινόμενο του όγκου διήθησης και της συγκέντρωσης της ελεύθερης μορφής της τοξικής ουσίας στο πλάσμα:
μεγάλο=kV f.
Η πραγματική έξοδος είναι πιο κοντά στις ελάχιστες τιμές παρά στη μέγιστη. Η διαπερατότητα του τοιχώματος του νεφρικού σωληναρίου για υδατοδιαλυτούς ηλεκτρολύτες προσδιορίζεται από τους μηχανισμούς της «μη ιονικής διάχυσης», δηλαδή είναι ανάλογη, πρώτον, με τη συγκέντρωση της αδιάσπαστης μορφής. δεύτερον, ο βαθμός διαλυτότητας της ουσίας στα λιπίδια. Αυτές οι δύο συνθήκες καθιστούν δυνατή όχι μόνο την πρόβλεψη της αποτελεσματικότητας της νεφρικής απέκκρισης, αλλά και τον έλεγχο, αν και σε περιορισμένο βαθμό, της διαδικασίας επαναρρόφησης. Στα νεφρικά σωληνάρια, οι μη ηλεκτρολύτες, ιδιαίτερα διαλυτοί στα λίπη, μπορούν να διεισδύσουν μέσω παθητικής διάχυσης προς δύο κατευθύνσεις: από τα σωληνάρια στο αίμα και από το αίμα στα σωληνάρια. Ο καθοριστικός παράγοντας για τη νεφρική απέκκριση είναι ο δείκτης συγκέντρωσης (Κ):
K = C στα ούρα / C στο πλάσμα,
όπου C είναι η συγκέντρωση της τοξικής ουσίας. Τιμή Κ<1 свидетельствует о преимущественной диффузии веществ из плазмы в мочу, при значении К>1 – αντίστροφα.
Η κατεύθυνση της παθητικής σωληναριακής διάχυσης των ιονισμένων οργανικών ηλεκτρολυτών εξαρτάται από το pH των ούρων: εάν τα σωληνοειδή ούρα είναι πιο αλκαλικά από το πλάσμα, τα ασθενή οργανικά οξέα διεισδύουν εύκολα στα ούρα. εάν η αντίδραση των ούρων είναι πιο όξινη, αδύναμες οργανικές βάσεις περνούν σε αυτό.
Επιπλέον, τα νεφρικά σωληνάρια πραγματοποιούν ενεργή μεταφορά ισχυρών οργανικών οξέων και βάσεων ενδογενούς προέλευσης (για παράδειγμα, ουρικό οξύ, χολίνη, ισταμίνη κ.λπ.), καθώς και ξένες ενώσεις παρόμοιας δομής με τη συμμετοχή των ίδιων φορέων (για παράδειγμα, ξένες ενώσεις που περιέχουν αμινομάδα). Συζεύγματα με γλυκουρονικό, θειικό και άλλα οξέα που σχηματίζονται κατά τον μεταβολισμό πολλών τοξικών ουσιών συγκεντρώνονται επίσης στα ούρα λόγω της ενεργού σωληναριακής μεταφοράς.
Τα μέταλλα απεκκρίνονται κυρίως από τους νεφρούς όχι μόνο σε ελεύθερη κατάσταση, εάν κυκλοφορούν με τη μορφή ιόντων, αλλά και σε δεσμευμένη κατάσταση, με τη μορφή οργανικών συμπλεγμάτων που υφίστανται σπειραματική υπερδιήθηση και στη συνέχεια περνούν μέσα από τα σωληνάρια με ενεργή μεταφορά .
Η απελευθέρωση τοξικών ουσιών που λαμβάνονται από το στόμα ξεκινά από τη στοματική κοιλότητα, όπου υπάρχουν πολλοί ηλεκτρολύτες, βαρέα μέταλλα κ.λπ.
Πολλά οργανικά δηλητήρια και οι μεταβολίτες τους που σχηματίζονται στο ήπαρ εισέρχονται στα έντερα με τη χολή, μερικά από αυτά απεκκρίνονται από το σώμα με τα κόπρανα και μερικά επαναρροφούνται στο αίμα και απεκκρίνονται στα ούρα. Μια ακόμη πιο περίπλοκη διαδρομή είναι δυνατή, που βρίσκεται, για παράδειγμα, στη μορφίνη, όταν μια ξένη ουσία εισέρχεται στο αίμα από τα έντερα και επιστρέφει ξανά στο ήπαρ (ενδοηπατική κυκλοφορία του δηλητηρίου).
Τα περισσότερα μέταλλα που κατακρατούνται στο ήπαρ μπορούν να συνδεθούν με χολικά οξέα (μαγγάνιο) και να απεκκριθούν μέσω των εντέρων με τη χολή. Σε αυτή την περίπτωση, η μορφή με την οποία αυτό το μέταλλο εναποτίθεται στους ιστούς παίζει σημαντικό ρόλο. Για παράδειγμα, τα μέταλλα σε κολλοειδή κατάσταση παραμένουν στο ήπαρ για μεγάλο χρονικό διάστημα και αποβάλλονται κυρίως με τα κόπρανα.
Έτσι, τα ακόλουθα αφαιρούνται μέσω των εντέρων με κόπρανα: 1) ουσίες που δεν απορροφώνται στο αίμα όταν λαμβάνονται από το στόμα. 2) απομονώθηκε με χολή από το ήπαρ. 3) εισήλθε στο έντερο μέσω των μεμβρανών του τοιχώματος του. Στην τελευταία περίπτωση, η κύρια μέθοδος μεταφοράς των δηλητηρίων είναι η παθητική διάχυσή τους κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.
Οι περισσότεροι πτητικές μη ηλεκτρολύτες απεκκρίνονται από το σώμα κυρίως αμετάβλητοι στον εκπνεόμενο αέρα. Ο αρχικός ρυθμός απελευθέρωσης αερίων και ατμών μέσω των πνευμόνων καθορίζεται από τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες: όσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής διαλυτότητας στο νερό, τόσο πιο γρήγορα συμβαίνει η απελευθέρωσή τους, ειδικά το τμήμα που βρίσκεται στο κυκλοφορούν αίμα. Η απελευθέρωση του κλάσματός τους που εναποτίθεται στον λιπώδη ιστό καθυστερεί και συμβαίνει πολύ πιο αργά, ειδικά επειδή αυτή η ποσότητα μπορεί να είναι πολύ σημαντική, καθώς ο λιπώδης ιστός μπορεί να αποτελεί περισσότερο από το 20% της συνολικής μάζας ενός ατόμου. Για παράδειγμα, περίπου το 50% του χλωροφορμίου που προσλαμβάνεται με την εισπνοή απελευθερώνεται κατά τις πρώτες 8-12 ώρες και το υπόλοιπο απελευθερώνεται στη δεύτερη φάση απελευθέρωσης, η οποία διαρκεί αρκετές ημέρες.
Πολλοί μη ηλεκτρολύτες, που υφίστανται αργή βιομετατροπή στο σώμα, απελευθερώνονται με τη μορφή των κύριων προϊόντων διάσπασης: νερό και διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο απελευθερώνεται με τον εκπνεόμενο αέρα. Το τελευταίο σχηματίζεται κατά το μεταβολισμό πολλών οργανικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων του βενζολίου, του στυρενίου, του τετραχλωράνθρακα, της μεθυλικής αλκοόλης, της αιθυλενογλυκόλης, της ακετόνης κ.λπ.
Μέσω του δέρματος, ιδίως με τον ιδρώτα, φεύγουν από το σώμα πολλές ουσίες - μη ηλεκτρολύτες, και συγκεκριμένα: αιθυλική αλκοόλη, ακετόνη, φαινόλες, χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες κ.λπ. Ωστόσο, με σπάνιες εξαιρέσεις (για παράδειγμα, η συγκέντρωση δισουλφιδίου του άνθρακα στον ιδρώτα είναι αρκετές φορές υψηλότερη από ό,τι στα ούρα), η συνολική ποσότητα τοξικής ουσίας που αφαιρείται με αυτόν τον τρόπο είναι μικρή και δεν παίζει σημαντικό ρόλο.
Κατά τον θηλασμό, υπάρχει κίνδυνος να εισέλθουν ορισμένες λιποδιαλυτές τοξικές ουσίες στο σώμα του μωρού με το γάλα, ιδίως φυτοφάρμακα, οργανικούς διαλύτες και τους μεταβολίτες τους.
| " |
Η ευελιξία της επίδρασης των τροφίμων στο ανθρώπινο σώμα οφείλεται όχι μόνο στην παρουσία ενέργειας και πλαστικών υλικών, αλλά και σε μια τεράστια ποσότητα τροφής, συμπεριλαμβανομένων δευτερευόντων συστατικών, καθώς και μη θρεπτικών ενώσεων. Το τελευταίο μπορεί να έχει φαρμακολογική δράση ή να έχει ανεπιθύμητες ενέργειες.
Η έννοια του βιομετασχηματισμού ξένων ουσιών περιλαμβάνει, αφενός, τις διαδικασίες μεταφοράς, μεταβολισμού και τοξικότητάς τους, αφετέρου τη δυνατότητα επιρροής μεμονωμένων θρεπτικών συστατικών και των συμπλόκων τους σε αυτά τα συστήματα, η οποία τελικά διασφαλίζει την εξουδετέρωση και εξάλειψη των ξενοβιοτικών. Ωστόσο, μερικά από αυτά είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη βιομετατροπή και προκαλούν βλάβες στην υγεία. Από αυτή την άποψη, πρέπει επίσης να σημειωθεί ο όρος αποτοξίνωση -η διαδικασία εξουδετέρωσης επιβλαβών ουσιών που έχουν εισέλθει σε ένα βιολογικό σύστημα. Επί του παρόντος, έχει συσσωρευτεί αρκετά μεγάλος όγκος επιστημονικού υλικού σχετικά με την ύπαρξη γενικών μηχανισμών τοξικότητας και βιομετατροπής ξένων ουσιών, λαμβάνοντας υπόψη τη χημική τους φύση και την κατάσταση του σώματος. Οι περισσότεροι μελετημένοι μηχανισμός αποτοξίνωσης δύο φάσεων των ξενοβιοτικών.
Στο πρώτο στάδιο, ως απόκριση του σώματος, συμβαίνουν οι μεταβολικοί μετασχηματισμοί τους σε διάφορες ενδιάμεσες ενώσεις. Αυτό το στάδιο σχετίζεται με την υλοποίηση ενζυματικών αντιδράσεων οξείδωσης, αναγωγής και υδρόλυσης, που συνήθως συμβαίνουν σε ζωτικά όργανα και ιστούς: ήπαρ, νεφρούς, πνεύμονες, αίμα κ.λπ.
ΟξείδωσηΤα ξενοβιοτικά καταλύονται από μικροσωμικά ηπατικά ένζυμα με τη συμμετοχή του κυτοχρώματος P-450. Το ένζυμο έχει μεγάλο αριθμό ειδικών ισομορφών, γεγονός που εξηγεί την ποικιλία των τοξικών ουσιών που υφίστανται οξείδωση.
Ανάκτησηπραγματοποιείται με τη συμμετοχή της εξαρτώμενης από NADON φλαβοπρωτεΐνη και του κυτοχρώματος P-450. Ως παράδειγμα, μπορούμε να αναφέρουμε τις αντιδράσεις αναγωγής νιτρο- και αζω ενώσεων σε αμίνες και κετονών σε δευτεροταγείς αλκοόλες.
Υδρολυτική αποσύνθεσηΚατά κανόνα, οι εστέρες και τα αμίδια υποβάλλονται σε επακόλουθη αποεστεροποίηση και απαμίνωση.
Οι παραπάνω οδοί βιομετατροπής οδηγούν σε αλλαγές στο ξενοβιοτικό μόριο - αύξηση πολικότητας, διαλυτότητας κ.λπ.. Αυτό συμβάλλει στην απομάκρυνσή τους από τον οργανισμό, μειώνοντας ή εξαλείφοντας την τοξική δράση.
Ωστόσο, οι πρωτογενείς μεταβολίτες μπορεί να είναι εξαιρετικά αντιδραστικοί και πιο τοξικοί από τις μητρικές τοξικές ουσίες. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται μεταβολική ενεργοποίηση. Οι αντιδραστικοί μεταβολίτες φτάνουν στα κύτταρα-στόχους, πυροδοτώντας μια αλυσίδα δευτερογενών κατοβιοχημικών διεργασιών που αποτελούν τη βάση του μηχανισμού ηπατοτοξικών, νεφροτοξικών, καρκινογόνων, μεταλλαξιογόνων, ανοσογόνων επιδράσεων και αντίστοιχων ασθενειών.
Ιδιαίτερη σημασία όταν εξετάζεται η τοξικότητα των ξενοβιοτικών είναι ο σχηματισμός προϊόντων ενδιάμεσης οξείδωσης από ελεύθερες ρίζες, τα οποία, μαζί με την παραγωγή αντιδρώντων μεταβολιτών οξυγόνου, οδηγούν στην επαγωγή υπεροξείδωσης λιπιδίων (LPO) των βιολογικών μεμβρανών και βλάβες στα ζωντανά κύτταρα. Σε αυτή την περίπτωση, σημαντικό ρόλο παίζει η κατάσταση του αντιοξειδωτικού συστήματος του οργανισμού.
Η δεύτερη φάση της αποτοξίνωσης συνδέεται με το λεγόμενο αντιδράσεις σύζευξης.Ένα παράδειγμα είναι οι αντιδράσεις δέσμευσης του ενεργού -ΟΗ. -NH2; -COOH; SH-ομάδες ξενοβιοτικών μεταβολιτών. Οι πιο ενεργοί συμμετέχοντες στις αντιδράσεις εξουδετέρωσης είναι ένζυμα από την οικογένεια των τρανσφερασών γλουταθειόνης, των γλυκορονυλοτρανσφερασών, των σουλφοτρανσφερασών, των ακυλοτρανσφερασών κ.λπ.
Στο Σχ. Το σχήμα 6 δείχνει ένα γενικό διάγραμμα του μεταβολισμού και του μηχανισμού τοξικότητας ξένων ουσιών.
Ρύζι. 6.
Ο μεταβολισμός των ξενοβιοτικών μπορεί να επηρεαστεί από πολλούς παράγοντες: γενετικούς, φυσιολογικούς, περιβαλλοντικούς παράγοντες κ.λπ.
Έχει θεωρητικό και πρακτικό ενδιαφέρον να σταθούμε στο ρόλο των επιμέρους συστατικών των τροφίμων στη ρύθμιση των μεταβολικών διεργασιών και στην εφαρμογή της τοξικότητας ξένων ουσιών. Μια τέτοια συμμετοχή μπορεί να συμβεί στα στάδια της απορρόφησης στη γαστρεντερική οδό, στην ηπατο-εντερική κυκλοφορία, στη μεταφορά αίματος, στον εντοπισμό σε ιστούς και κύτταρα.
Μεταξύ των κύριων μηχανισμών βιομετατροπής των ξενοβιοτικών, σημαντικές είναι οι διαδικασίες σύζευξης με ανηγμένη γλουταθειόνη - T-y-γλουταμυλ-D-κυστεϊνυλ γλυκίνη (TSH) - το κύριο συστατικό θειόλης των περισσότερων ζωντανών κυττάρων. Η TSH έχει την ικανότητα να μειώνει τα υδροϋπεροξείδια στην αντίδραση της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης και είναι συμπαράγοντας στην αφυδρογονάση της φορμαλδεΰδης και στη γλυοξυλάση. Η συγκέντρωσή του στο κύτταρο (κυτταρική δεξαμενή) εξαρτάται σημαντικά από την πρωτεΐνη και τα αμινοξέα που περιέχουν θείο (κυστεΐνη και μεθειονίνη) στη διατροφή, επομένως η ανεπάρκεια αυτών των θρεπτικών συστατικών αυξάνει την τοξικότητα ενός ευρέος φάσματος επικίνδυνων χημικών ουσιών.
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της δομής και των λειτουργιών ενός ζωντανού κυττάρου όταν εκτίθεται σε ενεργούς μεταβολίτες οξυγόνου και προϊόντα οξείδωσης ελεύθερων ριζών ξένων ουσιών παίζει το αντιοξειδωτικό σύστημα του σώματος. Αποτελείται από τα ακόλουθα κύρια συστατικά: υπεροξειδική δισμουτάση (SOD), ανηγμένη γλουταθειόνη, ορισμένες μορφές γλουταθειόνης-Β-τρανσφεράσης, βιταμίνες E, C, p-καροτίνη, το ιχνοστοιχείο σελήνιο - ως συμπαράγοντας της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης, καθώς και μη θρεπτικά συστατικά τροφίμων - ένα ευρύ φάσμα φυτοενώσεων (βιοφλαβονοειδή).
Κάθε μία από αυτές τις ενώσεις έχει ειδική δράση στον γενικό μεταβολικό μεταφορέα, σχηματίζοντας το αντιοξειδωτικό αμυντικό σύστημα του σώματος:
- Το SOD, στις δύο μορφές του - το κυτταροπλασματικό Cu-Zn-SOD και το μιτοχονδριακό-Mn-εξαρτώμενο, καταλύει την αντίδραση διάσπασης 0 2 _ σε υπεροξείδιο του υδρογόνου και οξυγόνο.
- Το ESH (λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω λειτουργίες του) πραγματοποιεί τη δράση του προς διάφορες κατευθύνσεις: διατηρεί τις σουλφυδρυλικές ομάδες πρωτεϊνών σε μειωμένη κατάσταση, χρησιμεύει ως δότης πρωτονίων για την υπεροξειδάση της γλουταθειόνης και τη γλουταθειόνη-D-τρανσφεράση, δρα ως μη ειδικό μη ενζυματικό καταστολή των ελεύθερων ριζών οξυγόνου, που τελικά μετατρέπεται σε οξειδωτική γλουταθειόνη (TSSr). Η αναγωγή της καταλύεται από τη διαλυτή εξαρτώμενη από NADPH αναγωγάση γλουταθειόνης, το συνένζυμο της οποίας είναι η βιταμίνη Β2, η οποία καθορίζει το ρόλο της τελευταίας σε μία από τις οδούς βιομετατροπής των ξενοβιοτικών.
Βιταμίνη Ε (ο-τοκοφερόλη). Ο πιο σημαντικός ρόλος στο σύστημα ρύθμισης της υπεροξείδωσης των λιπιδίων ανήκει στη βιταμίνη Ε, η οποία εξουδετερώνει τις ελεύθερες ρίζες των λιπαρών οξέων και τους μειωμένους μεταβολίτες του οξυγόνου. Ο προστατευτικός ρόλος της τοκοφερόλης έχει αποδειχθεί υπό την επίδραση ορισμένων περιβαλλοντικών ρύπων που προκαλούν υπεροξείδωση των λιπιδίων: όζον, NO 2 , CC1 4 , Cd, Pb κ.λπ.
Μαζί με την αντιοξειδωτική δράση, η βιταμίνη Ε έχει αντικαρκινογόνες ιδιότητες - αναστέλλει τη Ν-νιτρίωση των δευτερογενών και τριτοταγών αμινών στο γαστρεντερικό σωλήνα με το σχηματισμό καρκινογόνων Ν-νιτροζαμινών, έχει την ικανότητα να εμποδίζει τη μεταλλαξιογένεση των ξενοβιοτικών και επηρεάζει τη δραστηριότητα των σύστημα μονοοξυγενάσης.
Βιταμίνη C. Η αντιοξειδωτική δράση του ασκορβικού οξέος υπό συνθήκες έκθεσης σε τοξικές ουσίες που προκαλούν υπεροξείδωση λιπιδίων εκδηλώνεται με αύξηση του επιπέδου του κυτοχρώματος P-450, της δραστηριότητας της αναγωγάσης του και του ρυθμού υδροξυλίωσης των υποστρωμάτων στα ηπατικά μικροσώματα.
Οι πιο σημαντικές ιδιότητες της βιταμίνης C που σχετίζονται με το μεταβολισμό ξένων ενώσεων είναι επίσης:
- την ικανότητα αναστολής της ομοιοπολικής δέσμευσης σε μακρομόρια ενεργών ενδιάμεσων ενώσεων διαφόρων ξενοβιοτικών - ακετομιονοφέν, βενζόλιο, φαινόλη κ.λπ.
- εμποδίζουν (παρόμοια με τη βιταμίνη Ε) τη νιτροποίηση των αμινών και το σχηματισμό καρκινογόνων ενώσεων υπό την έκθεση σε νιτρώδη.
Πολλές ξένες ουσίες, όπως συστατικά του καπνού του τσιγάρου, οξειδώνουν το ασκορβικό οξύ σε αφυδροασκορβικό, μειώνοντας έτσι την περιεκτικότητά του στον οργανισμό. Αυτός ο μηχανισμός αποτελεί τη βάση για τον προσδιορισμό της προσφοράς βιταμίνης C σε καπνιστές, οργανωμένες ομάδες, συμπεριλαμβανομένων εργαζομένων βιομηχανικών επιχειρήσεων που έρχονται σε επαφή με επιβλαβείς ξένες ουσίες.
Για την πρόληψη της χημικής καρκινογένεσης, ο βραβευμένος με Νόμπελ Λ. Πόλινγκ συνέστησε τη χρήση μεγάλων δόσεων που υπερβαίνουν την ημερήσια απαίτηση κατά 10 ή περισσότερες φορές. Η σκοπιμότητα και η αποτελεσματικότητα τέτοιων ποσοτήτων παραμένει αμφιλεγόμενη, καθώς ο κορεσμός των ιστών του ανθρώπινου σώματος υπό αυτές τις συνθήκες εξασφαλίζεται με την καθημερινή κατανάλωση 200 mg ασκορβικού οξέος.
Τα μη θρεπτικά συστατικά των τροφίμων που αποτελούν το αντιοξειδωτικό σύστημα του σώματος περιλαμβάνουν διαιτητικές ίνες και βιολογικά ενεργές φυτοενώσεις.
Διατροφικές ίνες. Αυτές περιλαμβάνουν κυτταρίνη, ημικυτταρίνη, πηκτίνες και λιγνίνη, που είναι φυτικής προέλευσης και δεν επηρεάζονται από πεπτικά ένζυμα.
Οι διαιτητικές ίνες μπορούν να επηρεάσουν τον βιομετασχηματισμό ξένων ουσιών στους ακόλουθους τομείς:
- επηρεάζοντας την εντερική περισταλτική, επιταχύνουν τη διέλευση των περιεχομένων και έτσι μειώνουν το χρόνο επαφής τοξικών ουσιών με τη βλεννογόνο μεμβράνη.
- αλλαγή της σύνθεσης της μικροχλωρίδας και της δραστηριότητας των μικροβιακών ενζύμων που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των ξενοβιοτικών ή των συζυγών τους.
- έχουν ιδιότητες προσρόφησης και ανταλλαγής κατιόντων, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δέσμευση χημικών παραγόντων, την καθυστέρηση της απορρόφησής τους και την επιτάχυνση της απέκκρισης από το σώμα. Αυτές οι ιδιότητες επηρεάζουν επίσης την ηπατο-εντερική κυκλοφορία και διασφαλίζουν τον μεταβολισμό των ξενοβιοτικών που εισέρχονται στον οργανισμό μέσω διαφόρων οδών.
Πειραματικές και κλινικές μελέτες έχουν αποδείξει ότι η συμπερίληψη της κυτταρίνης, της καραγενίνης, του κόμμεος γκουάρ, της πηκτίνης και του πίτουρου σίτου στη διατροφή οδηγεί σε αναστολή της (3-γλυκουρονιδάσης και βλεννάσης των εντερικών μικροοργανισμών. Αυτή η επίδραση θα πρέπει να θεωρείται ως μια άλλη ικανότητα των διαιτητικών ινών να μετασχηματίσει ξένες ουσίες εμποδίζοντας την υδρόλυση των συζυγών αυτών των ουσιών, αφαιρώντας τες από την ηπατο-εντερική κυκλοφορία και αυξάνοντας την απέκκριση από το σώμα με μεταβολικά προϊόντα.
Υπάρχουν ενδείξεις για την ικανότητα της χαμηλής μεθοξυλιωμένης πηκτίνης να δεσμεύει υδράργυρο, κοβάλτιο, μόλυβδο, νικέλιο, κάδμιο, μαγγάνιο και στρόντιο. Ωστόσο, αυτή η ικανότητα των μεμονωμένων πηκτινών εξαρτάται από την προέλευσή τους και απαιτεί μελέτη και επιλεκτική χρήση. Για παράδειγμα, η πηκτίνη εσπεριδοειδών δεν εμφανίζει ορατή επίδραση προσρόφησης, ενεργοποιεί ασθενώς την 3-γλυκουρονιδάση της εντερικής μικροχλωρίδας και χαρακτηρίζεται από έλλειψη προληπτικών ιδιοτήτων σε περίπτωση επαγόμενης χημικής καρκινογένεσης.
Βιολογικά ενεργές φυτοενώσεις. Η εξουδετέρωση τοξικών ουσιών με τη συμμετοχή φυτοενώσεων συνδέεται με τις βασικές τους ιδιότητες:
- επηρεάζουν τις μεταβολικές διεργασίες και εξουδετερώνουν ξένες ουσίες.
- έχουν την ικανότητα να δεσμεύουν τις ελεύθερες ρίζες και τους αντιδραστικούς μεταβολίτες των ξενοβιοτικών.
- αναστέλλουν ένζυμα που ενεργοποιούν ξένες ουσίες και ενεργοποιούν ένζυμα αποτοξίνωσης.
Πολλές από τις φυσικές φυτοενώσεις έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες ως επαγωγείς ή αναστολείς τοξικών παραγόντων. Οι οργανικές ενώσεις που περιέχονται στα κολοκυθάκια, το κουνουπίδι και τα λαχανάκια Βρυξελλών και το μπρόκολο είναι ικανές να διεγείρουν το μεταβολισμό ξένων ουσιών, κάτι που επιβεβαιώνεται από την επιτάχυνση του μεταβολισμού της φαινακετίνης και την επιτάχυνση του χρόνου ημιζωής της αντιπυρίνης στο πλάσμα του αίματος των ατόμων που έλαβαν σταυρανθή λαχανικά στη διατροφή τους.
Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στις ιδιότητες αυτών των ενώσεων, καθώς και στις φυτοενώσεις του τσαγιού και του καφέ - κατεχίνες και διτερπένια (καφεόλη και καφεστόλη) - διεγείροντας τη δραστηριότητα του συστήματος μονοοξυγενάσης και της γλουταθειόνης-S-τρανσφεράσης του ήπατος και του εντερικού βλεννογόνου. Το τελευταίο αποτελεί τη βάση της αντιοξειδωτικής τους δράσης όταν εκτίθεται σε καρκινογόνους και αντικαρκινική δράση.
Συνιστάται να σταθούμε στον βιολογικό ρόλο άλλων βιταμινών στις διαδικασίες βιομετασχηματισμού ξένων ουσιών που δεν σχετίζονται με το αντιοξειδωτικό σύστημα.
Πολλές βιταμίνες εκτελούν τις λειτουργίες των συνενζύμων απευθείας σε ενζυμικά συστήματα που σχετίζονται με το μεταβολισμό των ξενοβιοτικών, καθώς και σε ένζυμα για τη βιοσύνθεση συστατικών συστημάτων βιομετατροπής.
Θειαμίνη (βιταμίνη Β t). Είναι γνωστό ότι η ανεπάρκεια θειαμίνης προκαλεί αύξηση της δραστηριότητας και της περιεκτικότητας των συστατικών του συστήματος μονοοξυγενάσης, το οποίο θεωρείται ως ένας δυσμενής παράγοντας που συμβάλλει στη μεταβολική ενεργοποίηση ξένων ουσιών. Επομένως, η παροχή βιταμινών στη διατροφή μπορεί να παίξει έναν ορισμένο ρόλο στον μηχανισμό αποτοξίνωσης των ξενοβιοτικών, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών δηλητηρίων.
Ριβοφλαβίνη (βιταμίνη Β 2). Οι λειτουργίες της ριβοφλαβίνης στις διαδικασίες βιομετατροπής ξένων ουσιών πραγματοποιούνται κυρίως μέσω των ακόλουθων μεταβολικών διεργασιών:
- συμμετοχή στο μεταβολισμό των μικροσωμικών φλαβοπρωτεϊνών NADPH-κυτοχρωματική P-450 αναγωγάση, NADPH-κυτοχρωματική β 5 αναγωγάση.
- διασφαλίζοντας το έργο των οξειδασών αλδεΰδης, καθώς και της αναγωγάσης της γλουταθειόνης μέσω του συνενζυμικού ρόλου του FAD με τη δημιουργία TSH από οξειδωμένη γλουταθειόνη.
Ένα πείραμα σε ζώα έδειξε ότι η ανεπάρκεια βιταμίνης οδηγεί σε μείωση της δραστηριότητας της UDP-γλυκουρονυλοτρανσφεράσης στα ηπατικά μικροσώματα με βάση τη μείωση του ρυθμού σύζευξης γλυκουρονιδίου της /7-νιτροφαινόλης και της ο-αμινοφαινόλης. Υπάρχουν ενδείξεις αύξησης της περιεκτικότητας σε κυτόχρωμα P-450 και του ρυθμού υδροξυλίωσης της αμινοπυρίνης και της ανιλίνης σε μικροσώματα με διατροφική ανεπάρκεια ριβοφλαβίνης σε ποντίκια.
Κοβαλαμίνες (βιταμίνη Β 12) και φολικό οξύ. Η συνεργική δράση των υπό εξέταση βιταμινών στις διαδικασίες βιομετατροπής των ξενοβιοτικών εξηγείται από τη λιποτροπική δράση του συμπλέγματος αυτών των θρεπτικών συστατικών, το πιο σημαντικό στοιχείο του οποίου είναι η ενεργοποίηση της γλουταθειόνης-D-τρανσφεράσης και η οργανική επαγωγή του συστήματος μονοοξυγενάσης .
Κλινικές δοκιμές έχουν δείξει την ανάπτυξη ανεπάρκειας βιταμίνης Β12 όταν το σώμα εκτίθεται σε οξείδιο του αζώτου, κάτι που εξηγείται από την οξείδωση του CO 2+ στον δακτύλιο CO e+ corrin της κοβαλαμίνης και την αδρανοποίησή του. Το τελευταίο προκαλεί ανεπάρκεια φυλλικού οξέος, η οποία βασίζεται στην έλλειψη αναγέννησης των μεταβολικά ενεργών μορφών του υπό αυτές τις συνθήκες.
Οι συνενζυμικές μορφές του τετραϋδροφολικού οξέος, μαζί με τη βιταμίνη Β 12 και τη Ζ-μεθειονίνη, εμπλέκονται στην οξείδωση της φορμαλδεΰδης, επομένως η ανεπάρκεια αυτών των βιταμινών μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη τοξικότητα της φορμαλδεΰδης και άλλων ενώσεων ενός άνθρακα, συμπεριλαμβανομένης της μεθανόλης.
Γενικά, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο διατροφικός παράγοντας μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες βιομετατροπής ξένων ουσιών και στην πρόληψη των δυσμενών επιπτώσεών τους στον οργανισμό. Πολλά θεωρητικά στοιχεία και δεδομένα έχουν συσσωρευτεί προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά πολλά ερωτήματα παραμένουν ανοιχτά και απαιτούν περαιτέρω πειραματική έρευνα και κλινική επιβεβαίωση.
Είναι απαραίτητο να τονιστεί η ανάγκη για πρακτικούς τρόπους εφαρμογής του προληπτικού ρόλου του διατροφικού παράγοντα στις διαδικασίες μεταβολισμού ξένων ουσιών. Αυτό περιλαμβάνει την ανάπτυξη επιστημονικών διατροφών για ορισμένες ομάδες πληθυσμού όπου υπάρχει κίνδυνος έκθεσης σε διάφορα ξενοβιοτικά τροφίμων και τα σύμπλοκά τους με τη μορφή συμπληρωμάτων διατροφής, εξειδικευμένων τροφίμων και δίαιτων.
Όπως γνωρίζετε, σχεδόν όλες οι ξένες ουσίες που εισέρχονται στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων, μεταβολίζονται σε αυτό και στη συνέχεια απεκκρίνονται. Είναι γνωστό ότι τα άτομα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον ρυθμό μεταβολισμού των φαρμάκων και την απομάκρυνσή τους από το σώμα: ανάλογα με τη φύση της χημικής ουσίας, αυτή η διαφορά μπορεί να είναι από 4 έως 40 φορές. Όταν μεταβολίζεται και αποβάλλεται αργά, ένα συγκεκριμένο φάρμακο μπορεί να συσσωρευτεί στο σώμα και, αντίθετα, ορισμένα άτομα μπορεί να αποβάλουν γρήγορα την ξένη ουσία από το σώμα.
Η απομάκρυνση των ξένων ουσιών διευκολύνεται από ένζυμα που τις μεβολίζουν. Ωστόσο, η παρουσία των τελευταίων στον οργανισμό εξαρτάται πρωτίστως από κληρονομικούς παράγοντες, αν και η δραστηριότητά τους μπορεί να επηρεαστεί από την ηλικία, το φύλο, το φαγητό, την ασθένεια κ.λπ.
Είναι μια λογική υπόθεση ότι ένα άτομο του οποίου το ενζυμικό σύστημα μετατρέπει τις καρκινογόνες ουσίες στην τελική τους μορφή πιο γρήγορα και σε μεγαλύτερο βαθμό είναι πιο πιθανό να αναπτύξει καρκίνο από ένα άτομο που μεταβολίζει καρκινογόνες ουσίες πιο αργά. Και σε αυτή την περίπτωση βρέθηκαν πολύ μεγάλες διαφορές μεταξύ ατόμων. Για παράδειγμα, η δραστηριότητα του ενζύμου εποξειδική υδράση, που μεταβολίζει τους καρκινογόνους PAH, που βρίσκεται στα ηπατικά μικροσώματα περισσότερων από εβδομήντα ατόμων, σε ένα άτομο με τον υψηλότερο μεταβολικό ρυθμό μπορεί να είναι 17 φορές υψηλότερη από τη δραστηριότητά του σε ένα άτομο με χαμηλότερος μεταβολικός ρυθμός. Άλλα ένζυμα που σχετίζονται με τον μεταβολισμό του καρκινογόνου παρουσιάζουν επίσης μεγάλες διαφορές μεταξύ των ατόμων.
Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι αυτά τα ένζυμα ποικίλλουν πολύ ως προς τη δράση τους σε διαφορετικούς ιστούς του ίδιου ατόμου (πνεύμονες, ήπαρ ή κύτταρα αίματος). Αλλά η δραστηριότητά τους μπορεί επίσης να αλλάξει στον ίδιο ιστό του ίδιου ατόμου (λόγω γήρανσης, υπό την επίδραση ασθένειας, ως αποτέλεσμα της δράσης φαρμάκων, υπό την επίδραση τροφής ή επαγωγής ενζύμων). Δεν αξίζει επίσης να τονιστεί ότι η δραστηριότητα των ενζύμων που σχετίζονται με το μεταβολισμό των καρκινογόνων ουσιών στους ιστούς διαφορετικών ζώων είναι διαφορετική. Η διαφορά μεταξύ ζωικών και ανθρώπινων ιστών είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Ωστόσο, οι ερευνητές εξακολουθούσαν να προσπαθούν να προσδιορίσουν κατά προσέγγιση τον καρκινογόνο κίνδυνο για τα άτομα με βάση τη δράση των ενζύμων που μετατρέπουν τις βλαβερές ουσίες στο σώμα στην τελική τους μορφή (τη λεγόμενη μεταβολική ενεργοποίηση). Υποτίθεται, αν και αυτή η υπόθεση δεν είναι απολύτως δικαιολογημένη, ότι η δραστηριότητα των τοξικών και καρκινογόνων ενζύμων στα λεμφοκύτταρα του αίματος αντανακλά την κατάσταση των ενζύμων και σε άλλους ιστούς.
Κατά τον προσδιορισμό της δράσης της βενζο[α]πυρενικής υδροξυλάσης, βρέθηκε ότι ομογενοποιήματα λεμφοκυττάρων από καπνιστές περιείχαν 52% περισσότερο από αυτήν από παρόμοια ομογενοποιήματα από μη καπνιστές. Υψηλότερη δραστηριότητα αυτού του ενζύμου, που προκαλεί μεταβολική ενεργοποίηση των PAH, βρέθηκε επίσης στα μικροσώματα των λεμφοκυττάρων καπνιστών και ατόμων που λαμβάνουν φάρμακα (έως και 93%). Αλλά ταυτόχρονα, διαπιστώθηκε ότι η δραστηριότητα του ενζύμου γλουταθειόνη-S-τρανσφεράση, που εξουδετερώνει τους PAH στο σώμα, στο ομογενοποίηση των λεμφοκυττάρων όλων των ομάδων (καπνιστές, μη καπνιστές και άτομα που λαμβάνουν φάρμακα) παρέμεινε περίπου η ίδιο. Από αυτό μπορούν να εξαχθούν δύο συμπεράσματα:
- Το κάπνισμα επηρεάζει περισσότερα από τους πνεύμονές σας. Μπορεί επίσης να προκαλέσει αλλαγές σε άλλους ιστούς, όπως τα λεμφοκύτταρα του αίματος. Αυτό σημαίνει ότι η ετοιμότητα ενός ιστού να μεταβολίσει καρκινογόνα θα μπορούσε να κριθεί μόνο με βάση τον προσδιορισμό της δραστηριότητας των αντίστοιχων ενζύμων σε άλλους ιστούς, για παράδειγμα, τα λεμφοκύτταρα.
- Ενώ το κάπνισμα αυξάνει τη δραστηριότητα του «τοξικού» ενζύμου AGG, η δραστηριότητα του «αποτοξινιστικού» ενζύμου γλουταθειόνη-β-τρανσφεράση παραμένει αμετάβλητη. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι στους καπνιστές, τα περισσότερα από τα καρκινογόνα που υπάρχουν υφίστανται μεταβολική ενεργοποίηση, ενώ η εξουδετερωτική δραστηριότητα δεν αλλάζει. Αυτό θα μπορούσε, σε πολύ γενικούς όρους, να εξηγήσει το γεγονός ότι οι καπνιστές έχουν υψηλότερη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου από τους μη καπνιστές, όχι μόνο ως αποτέλεσμα της αυξημένης πρόσληψης καρκινογόνων ουσιών, αλλά και λόγω της αυξημένης δραστηριότητας των ενζύμων που μετατρέπουν τα καρκινογόνα τελικές μορφές.
Ένζυμα και η επαγωγή τους
Έτσι, μπορεί εύλογα να υποτεθεί ότι τα άτομα που έχουν υψηλή δραστηριότητα ενζύμων που μετατρέπουν χημικές καρκινογόνες ουσίες στα τελικά παράγωγά τους παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία στον καρκίνο από άλλα. Επομένως, ο εντοπισμός ατόμων με αυξημένη δραστηριότητα τέτοιων τοξικών ενζύμων θα επέτρεπε την επιλογή εκείνων που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο καρκίνου. Η λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων για τέτοια άτομα - εξαλείφοντας την επαφή τους με χημικές καρκινογόνες ουσίες, λήψη φαρμάκων που προστατεύουν από τον καρκίνο - θα επέτρεπε τη μείωση της επίπτωσης.
Η ενεργοποίηση αυτών των ενζύμων (για παράδειγμα, AGG, βενζο[α]πυρενική υδροξυλάση) θα μπορούσε να είναι συνέπεια των κληρονομικών ιδιοτήτων ενός συγκεκριμένου ατόμου ή λόγω επαγωγής, δηλ. αύξησης της δραστηριότητας αυτών των ενζύμων από ορισμένες χημικές ουσίες. Ο D.V. Nebart προτείνει την παρουσία του τόπου γονιδίου Ar στο ποντίκι, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την παροχή ενός τέτοιου συστήματος ενζύμων. Το σώμα των ζώων που διαθέτει αυτό το γενετικό χαρακτηριστικό (τόπος Ag) αντιδρά στους καρκινογόνους PAH με τον επιταχυνόμενο μεταβολισμό τους και, κατά συνέπεια, με αυξημένη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου. Αντίθετα, σε ζώα που δεν έχουν αυτό το κληρονομικό χαρακτηριστικό, ο μεταβολισμός είναι πολύ αργός και η επίπτωση της νόσου είναι χαμηλή. Μπορεί να υποτεθεί ότι παρόμοια γενετικά χαρακτηριστικά υπάρχουν και σε άλλα ζωικά είδη ή ανθρώπους.
Ένας άλλος παράγοντας που θα μπορούσε να αυξήσει τον κίνδυνο αυτής της ασθένειας αυξάνοντας τη δραστηριότητα των τοξικών ενζύμων είναι η πρόκληση χημικών ουσιών. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, πολυχλωριωμένα ένζυμα, τα οποία από μόνα τους δεν είναι καρκινογόνα, αλλά, ενισχύοντας τη δραστηριότητα των τοξικών ενζύμων και διεγείροντάς τα, μπορούν να συμβάλουν σε αυξημένο κίνδυνο καρκινογένεσης σε άτομα που εκτίθενται στη δράση τους.
Έτσι, η ταυτοποίηση εκείνων των ατόμων που εικάζεται ότι έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία στον καρκίνο ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε χημικές καρκινογόνες ουσίες θα μπορούσε να γίνει με έλεγχο της δραστηριότητας ενός τοξικού ενζύμου (π.χ. υδροξυλάση βενζο[α]-πυρενίου) στα λεμφοκύτταρά τους. Ένα τέτοιο τεστ είναι τεχνικά πολύ δύσκολο να εφαρμοστεί· επιπλέον, σύμφωνα με πολλούς ερευνητές, είναι πολύ αναξιόπιστο. Όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι πολύ δύσκολο, με βάση τη δραστηριότητα ενός ενζύμου στα λεμφοκύτταρα, να κρίνει κανείς τη δραστηριότητα πολλών ενζύμων σε άλλους ιστούς, ειδικά εάν αλλάζει εύκολα ανά φύλο από τη δράση άλλων χημικών ουσιών, ηλικία, τροφή, ασθένεια. και άλλους παράγοντες. Ως εκ τούτου, απαιτείται προσοχή στον προσδιορισμό του κινδύνου καρκίνου σε άτομα με βάση την ενζυμική δραστηριότητα στα κύτταρά τους.
Τα δηλητήρια που διεισδύουν στο σώμα, όπως και άλλες ξένες ενώσεις, μπορούν να υποστούν μια ποικιλία βιοχημικών μετασχηματισμών ( βιομετατροπή), που τις περισσότερες φορές έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό λιγότερο τοξικών ουσιών ( εξουδετέρωση, ή αποτοξίνωση). Υπάρχουν όμως πολλές γνωστές περιπτώσεις αυξημένης τοξικότητας των δηλητηρίων όταν αλλάζει η δομή τους στο σώμα. Υπάρχουν επίσης ενώσεις των οποίων οι χαρακτηριστικές ιδιότητες αρχίζουν να εμφανίζονται μόνο ως αποτέλεσμα βιομετασχηματισμού. Ταυτόχρονα, ένα συγκεκριμένο μέρος των μορίων του δηλητηρίου απελευθερώνεται από το σώμα χωρίς καμία αλλαγή ή ακόμα και παραμένει σε αυτό για λίγο πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, στερεωμένο από πρωτεΐνες στο πλάσμα του αίματος και στους ιστούς. Ανάλογα με την ισχύ του σχηματιζόμενου συμπλέγματος «δηλητήριο-πρωτεΐνη», η επίδραση του δηλητηρίου επιβραδύνεται ή χάνεται εντελώς. Επιπλέον, η δομή της πρωτεΐνης μπορεί να είναι μόνο φορέας μιας τοξικής ουσίας, μεταφέροντάς την στους αντίστοιχους υποδοχείς. *
* (Με τον όρο «υποδοχέας» (ή «δομή υποδοχέα») θα προσδιορίσουμε το «σημείο εφαρμογής» των δηλητηρίων: το ένζυμο, το αντικείμενο της καταλυτικής του δράσης (υπόστρωμα), καθώς και πρωτεΐνες, λιπίδια, βλεννοπολυσακχαρίτες και άλλα σώματα που συνθέτουν τη δομή των κυττάρων ή συμμετέχουν στο μεταβολισμό. Οι μοριακές φαρμακολογικές ιδέες σχετικά με την ουσία αυτών των εννοιών θα συζητηθούν στο Κεφάλαιο. 2)
Η μελέτη των διεργασιών βιομετασχηματισμού μας επιτρέπει να λύσουμε μια σειρά από πρακτικά ζητήματα στην τοξικολογία. Πρώτον, η γνώση της μοριακής ουσίας της αποτοξίνωσης των δηλητηρίων καθιστά δυνατό τον αποκλεισμό των αμυντικών μηχανισμών του σώματος και, σε αυτή τη βάση, σκιαγραφούν τρόπους κατευθυνόμενης επίδρασης στην τοξική διαδικασία. Δεύτερον, το μέγεθος της δόσης του δηλητηρίου (φαρμάκου) που εισέρχεται στο σώμα μπορεί να κριθεί από την ποσότητα των προϊόντων μεταμόρφωσής τους που απελευθερώνονται μέσω των νεφρών, των εντέρων και των πνευμόνων - μεταβολιτών, * που καθιστά δυνατή την παρακολούθηση της κατάστασης της υγείας των ατόμων που εμπλέκονται σε παραγωγή και χρήση τοξικών ουσιών· Επιπλέον, σε διάφορες ασθένειες, ο σχηματισμός και η απελευθέρωση από το σώμα πολλών προϊόντων βιομετατροπής ξένων ουσιών επηρεάζεται σημαντικά. Τρίτον, η εμφάνιση δηλητηρίων στο σώμα συχνά συνοδεύεται από την επαγωγή ενζύμων που καταλύουν (επιταχύνουν) τους μετασχηματισμούς τους. Επομένως, επηρεάζοντας τη δραστηριότητα των επαγόμενων ενζύμων με τη βοήθεια ορισμένων ουσιών, είναι δυνατό να επιταχυνθούν ή να ανασταλούν οι βιοχημικές διεργασίες μετασχηματισμού ξένων ενώσεων.
* (Οι μεταβολίτες είναι επίσης ευρέως κατανοητοί ως διάφορα βιοχημικά προϊόντα του φυσιολογικού μεταβολισμού (μεταβολισμός))
Έχει πλέον διαπιστωθεί ότι οι διαδικασίες βιομετατροπής ξένων ουσιών συμβαίνουν στο ήπαρ, στο γαστρεντερικό σωλήνα, στους πνεύμονες και στα νεφρά (Εικ. 1). Επιπλέον, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας του καθηγητή I. D. Gadaskina, * ένας σημαντικός αριθμός τοξικών ενώσεων υφίσταται μη αναστρέψιμους μετασχηματισμούς στον λιπώδη ιστό. Ωστόσο, η κύρια σημασία εδώ είναι το ήπαρ, ή ακριβέστερα, το μικροσωμικό κλάσμα των κυττάρων του. Στα ηπατικά κύτταρα, στο ενδοπλασματικό τους δίκτυο, εντοπίζονται τα περισσότερα ένζυμα που καταλύουν τον μετασχηματισμό ξένων ουσιών. Το ίδιο το δίκτυο είναι ένα πλέγμα σωληναρίων λινοπρωτεϊνών που διεισδύουν στο κυτταρόπλασμα (Εικ. 2). Η υψηλότερη ενζυματική δραστηριότητα συνδέεται με το λεγόμενο λείο δίκτυο, το οποίο, σε αντίθεση με το τραχύ δίκτυο, δεν έχει ριβοσώματα στην επιφάνειά του. ** Δεν προκαλεί έκπληξη, επομένως, ότι με τις ηπατικές ασθένειες αυξάνεται απότομα η ευαισθησία του σώματος σε πολλές ξένες ουσίες. Πρέπει να σημειωθεί ότι, αν και ο αριθμός των μικροσωμικών ενζύμων είναι μικρός, έχουν μια πολύ σημαντική ιδιότητα - υψηλή συγγένεια για διάφορες ξένες ουσίες με σχετική χημική μη εξειδίκευση. Αυτό τους δημιουργεί την ευκαιρία να εισέλθουν σε αντιδράσεις εξουδετέρωσης σχεδόν με οποιαδήποτε χημική ένωση εισέρχεται στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Πρόσφατα, η παρουσία ενός αριθμού τέτοιων ενζύμων έχει αποδειχθεί σε άλλα κυτταρικά οργανίδια (για παράδειγμα, στα μιτοχόνδρια), καθώς και στο πλάσμα του αίματος και στους εντερικούς μικροοργανισμούς.
* (Gadaskina I. D. Λιπώδης ιστός και δηλητήρια. - Στο βιβλίο: Επίκαιρα ζητήματα στη βιομηχανική τοξικολογία / Εκδ. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, σελ. 21-43)
** (Τα ριβοσώματα είναι σφαιρικοί κυτταρικοί σχηματισμοί με διάμετρο 15-30 nm, που είναι κέντρα για τη σύνθεση πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων. περιέχουν ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA))
Πιστεύεται ότι η κύρια αρχή του μετασχηματισμού των ξένων ενώσεων στο σώμα είναι η εξασφάλιση της υψηλότερης ταχύτητας αποβολής τους με τη μεταφορά τους από τις λιποδιαλυτές σε πιο υδατοδιαλυτές χημικές δομές. Τα τελευταία 10-15 χρόνια, κατά τη μελέτη της ουσίας των βιοχημικών μετασχηματισμών ξένων ενώσεων από λιποδιαλυτές σε υδατοδιαλυτές, αυξανόμενη σημασία αποδίδεται στο λεγόμενο ενζυμικό σύστημα μονοοξυγενάσης με μικτή λειτουργία, το οποίο περιέχει μια ειδική πρωτεΐνη - κυτόχρωμα Ρ-450. Είναι κοντά στη δομή της αιμοσφαιρίνης (κυρίως περιέχει άτομα σιδήρου με μεταβλητό σθένος) και είναι ο τελικός κρίκος στην ομάδα των οξειδωτικών μικροσωμικών ενζύμων - βιομετασχηματιστών, συγκεντρωμένων κυρίως στα ηπατικά κύτταρα. * Στο σώμα, το κυτόχρωμα P-450 μπορεί να βρεθεί σε 2 μορφές: οξειδωμένο και ανηγμένο. Στην οξειδωμένη κατάσταση, σχηματίζει πρώτα μια σύνθετη ένωση με μια ξένη ουσία, η οποία στη συνέχεια ανάγεται από ένα ειδικό ένζυμο - αναγωγάση του κυτοχρώματος. Αυτή η ανηγμένη ένωση στη συνέχεια αντιδρά με το ενεργοποιημένο οξυγόνο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας οξειδωμένης και, κατά κανόνα, μη τοξικής ουσίας.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Ροή ξένων ουσιών: επιπτώσεις στην ανθρωπότητα, - Nature, 1980, No. 9, σελ. 90-101)
Ο βιομετασχηματισμός τοξικών ουσιών βασίζεται σε διάφορους τύπους χημικών αντιδράσεων, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την προσθήκη ή την εξάλειψη ριζών μεθυλίου (-CH 3), ακετυλίου (CH 3 COO-), καρβοξυλίου (-COOH), υδροξυλίου (-OH) ομάδες), καθώς και άτομα θείου και ομάδες που περιέχουν θείο. Ιδιαίτερης σημασίας είναι οι διαδικασίες αποσύνθεσης των μορίων δηλητηρίου μέχρι τον μη αναστρέψιμο μετασχηματισμό των κυκλικών ριζών τους. Αλλά ένας ιδιαίτερος ρόλος μεταξύ των μηχανισμών για την εξουδετέρωση των δηλητηρίων διαδραματίζει αντιδράσεις σύνθεσης, ή σύζευξη, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται μη τοξικά σύμπλοκα - συζυγή. Ταυτόχρονα, τα βιοχημικά συστατικά του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος που εισέρχονται σε μη αναστρέψιμη αλληλεπίδραση με τα δηλητήρια είναι: γλυκουρονικό οξύ (C 5 H 9 O 5 COOH), κυστεΐνη ( 
), γλυκίνη (NH 2 -CH 2 -COOH), θειικό οξύ, κ.λπ. Μόρια δηλητηρίων που περιέχουν πολλές λειτουργικές ομάδες μπορούν να μετασχηματιστούν μέσω 2 ή περισσότερων μεταβολικών αντιδράσεων. Παρεμπιπτόντως, σημειώνουμε μια σημαντική περίσταση: δεδομένου ότι ο μετασχηματισμός και η αποτοξίνωση τοξικών ουσιών λόγω αντιδράσεων σύζευξης συνδέονται με την κατανάλωση ουσιών που είναι σημαντικές για τη ζωή, αυτές οι διαδικασίες μπορούν να προκαλέσουν ανεπάρκεια των τελευταίων στον οργανισμό. Έτσι, προκύπτει ένα διαφορετικό είδος κινδύνου - η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενών επώδυνων καταστάσεων λόγω έλλειψης απαραίτητων μεταβολιτών. Έτσι, η αποτοξίνωση πολλών ξένων ουσιών εξαρτάται από τα αποθέματα γλυκογόνου στο ήπαρ, αφού από αυτό σχηματίζεται γλυκουρονικό οξύ. Επομένως, όταν μεγάλες δόσεις ουσιών εισέρχονται στο σώμα, η εξουδετέρωση των οποίων πραγματοποιείται μέσω του σχηματισμού εστέρων γλυκουρονικού οξέος (για παράδειγμα, παραγώγων βενζολίου), η περιεκτικότητα σε γλυκογόνο, το κύριο εύκολα κινητοποιούμενο απόθεμα υδατανθράκων, μειώνεται. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν ουσίες που, υπό την επίδραση ενζύμων, είναι ικανές να διασπάσουν τα μόρια του γλυκουρονικού οξέος και έτσι να βοηθήσουν στην εξουδετέρωση των δηλητηρίων. Μία από αυτές τις ουσίες αποδείχθηκε ότι είναι η γλυκυρριζίνη, η οποία είναι μέρος της ρίζας της γλυκόριζας. Η γλυκυρριζίνη περιέχει 2 μόρια γλυκουρονικού οξέος σε δεσμευμένη κατάσταση, τα οποία απελευθερώνονται στον οργανισμό, και αυτό, προφανώς, καθορίζει τις προστατευτικές ιδιότητες της ρίζας γλυκόριζας έναντι πολλών δηλητηριάσεων, γνωστών για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ιατρική της Κίνας, του Θιβέτ και της Ιαπωνίας. . *
* (Salo V. M. Φυτά και ιατρική. Μ.: Nauka, 1968)
Όσον αφορά την απομάκρυνση των τοξικών ουσιών και των προϊόντων μετατροπής τους από το σώμα, οι πνεύμονες, τα πεπτικά όργανα, το δέρμα και οι διάφοροι αδένες παίζουν κάποιο ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Αλλά οι νύχτες είναι οι πιο σημαντικές εδώ. Γι’ αυτό, σε περίπτωση πολλών δηλητηριάσεων, με τη βοήθεια ειδικών μέσων που ενισχύουν τον διαχωρισμό των ούρων, επιτυγχάνουν την ταχύτερη απομάκρυνση των τοξικών ενώσεων από τον οργανισμό. Ταυτόχρονα, πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη οι βλαβερές επιπτώσεις στα νεφρά ορισμένων δηλητηρίων που εκκρίνονται στα ούρα (για παράδειγμα, υδράργυρος). Επιπλέον, τα προϊόντα του μετασχηματισμού τοξικών ουσιών μπορεί να συγκρατούνται στους νεφρούς, όπως συμβαίνει με τη σοβαρή δηλητηρίαση από αιθυλενογλυκόλη. * Όταν οξειδώνεται, σχηματίζεται οξαλικό οξύ στο σώμα και κρύσταλλοι οξαλικού ασβεστίου πέφτουν στα σωληνάρια των νεφρών, εμποδίζοντας την ούρηση. Γενικά, τέτοια φαινόμενα παρατηρούνται όταν η συγκέντρωση ουσιών που εκκρίνονται μέσω των νεφρών είναι υψηλή.
* (Η αιθυλενογλυκόλη χρησιμοποιείται ως αντιψυκτικό - μια ουσία που μειώνει το σημείο πήξης των εύφλεκτων υγρών σε κινητήρες εσωτερικής καύσης.)
Για να κατανοήσουμε τη βιοχημική ουσία των διαδικασιών μετασχηματισμού τοξικών ουσιών στο σώμα, ας εξετάσουμε αρκετά παραδείγματα που αφορούν κοινά συστατικά του χημικού περιβάλλοντος του σύγχρονου ανθρώπου.
Ετσι, βενζόλιο, ο οποίος, όπως και άλλοι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, χρησιμοποιείται ευρέως ως διαλύτης για διάφορες ουσίες και ως ενδιάμεσο προϊόν στη σύνθεση βαφών, πλαστικών, φαρμάκων και άλλων ενώσεων, μετασχηματίζεται στο σώμα σε 3 κατευθύνσεις με το σχηματισμό τοξικών μεταβολιτών ( Εικ. 3). Τα τελευταία απεκκρίνονται μέσω των νεφρών. Το βενζόλιο μπορεί να παραμείνει στο σώμα για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, έως και 10 χρόνια), ειδικά στον λιπώδη ιστό.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μελέτη των διαδικασιών μετασχηματισμού στο σώμα τοξικά μέταλλα, που έχουν ολοένα και πιο διαδεδομένο αντίκτυπο στους ανθρώπους σε σχέση με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας και την ανάπτυξη των φυσικών πόρων. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να σημειωθεί ότι ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με τα οξειδοαναγωγικά ρυθμιστικά συστήματα του κυττάρου, κατά την οποία λαμβάνει χώρα μεταφορά ηλεκτρονίων, αλλάζει το σθένος των μετάλλων. Σε αυτή την περίπτωση, η μετάβαση σε κατάσταση χαμηλότερου σθένους συνήθως συνδέεται με μείωση της τοξικότητας των μετάλλων. Για παράδειγμα, τα εξασθενή ιόντα χρωμίου μετατρέπονται στο σώμα σε τρισθενή μορφή χαμηλής τοξικότητας και το τρισθενές χρώμιο μπορεί να απομακρυνθεί γρήγορα από το σώμα με τη βοήθεια ορισμένων ουσιών (πυροθειικό νάτριο, τρυγικό οξύ κ.λπ.). Ένας αριθμός μετάλλων (υδράργυρος, κάδμιο, χαλκός, νικέλιο) συνδέεται ενεργά με βιοσύμπλοκα, κυρίως με λειτουργικές ομάδες ενζύμων (-SH, -NH 2, -COOH κ.λπ.), γεγονός που μερικές φορές καθορίζει την επιλεκτικότητα της βιολογικής τους δράσης.
Αναμεταξύ Φυτοφάρμακα- ουσίες που προορίζονται να καταστρέψουν επιβλαβή έμβια όντα και φυτά, υπάρχουν εκπρόσωποι διαφόρων κατηγοριών χημικών ενώσεων που είναι τοξικές για τον άνθρωπο στον ένα ή τον άλλο βαθμό: οργανικό χλώριο, οργανοφωσφόρος, οργανομεταλλικό, νιτροφαινόλη, κυάνιο κ.λπ. Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα, * περίπου Το 10% όλων των θανατηφόρων δηλητηριάσεων προκαλείται σήμερα από φυτοφάρμακα. Τα πιο σημαντικά από αυτά, όπως είναι γνωστό, είναι τα FOS. Με την υδρόλυση, συνήθως χάνουν την τοξικότητά τους. Σε αντίθεση με την υδρόλυση, η οξείδωση των FOS συνοδεύεται σχεδόν πάντα από αύξηση της τοξικότητάς τους. Αυτό μπορεί να φανεί αν συγκρίνουμε τον βιομετασχηματισμό 2 εντομοκτόνων - το φθοροφωσφορικό διισοπροπυλεστέρα, το οποίο χάνει τις τοξικές του ιδιότητες αφαιρώντας ένα άτομο φθορίου κατά την υδρόλυση, και το thiophos (ένα παράγωγο του θειοφωσφορικού οξέος), το οποίο οξειδώνεται στην πολύ πιο τοξική φωσφακολή (α παράγωγο ορθοφωσφορικού οξέος).
* (Buslovich S. Yu., Zakharov G. G. Κλινική και θεραπεία οξείας δηλητηρίασης με φυτοφάρμακα (παρασιτοκτόνα). Μινσκ: Λευκορωσία, 1972)
Μεταξύ των ευρέως χρησιμοποιούμενων φαρμακευτικές ουσίεςΤα υπνωτικά χάπια είναι οι πιο συχνές πηγές δηλητηρίασης. Οι διαδικασίες των μετασχηματισμών τους στο σώμα έχουν μελετηθεί αρκετά καλά. Συγκεκριμένα, έχει αποδειχθεί ότι ο βιομετασχηματισμός ενός από τα κοινά παράγωγα του βαρβιτουρικού οξέος - το αυλό (Εικ. 4) - προχωρά αργά, και αυτό αποτελεί τη βάση της μάλλον μακροπρόθεσμης υπνωτικής του δράσης, καθώς εξαρτάται από τον αριθμό των αμετάβλητων αυλών μόρια σε επαφή με νευρικά κύτταρα. Η αποσύνθεση του βαρβιτουρικού δακτυλίου οδηγεί στη διακοπή της δράσης του αυλού (καθώς και άλλων βαρβιτουρικών), που σε θεραπευτικές δόσεις προκαλεί ύπνο που διαρκεί έως και 6 ώρες. Από αυτή την άποψη, η μοίρα στο σώμα ενός άλλου εκπροσώπου των βαρβιτουρικών - εξοβαρβιτάλη - δεν είναι χωρίς ενδιαφέρον. Το υπνωτικό του αποτέλεσμα είναι πολύ μικρότερο, ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται σημαντικά μεγαλύτερες δόσεις από το Luminal. Πιστεύεται ότι αυτό εξαρτάται από τη μεγαλύτερη ταχύτητα και από τον μεγαλύτερο αριθμό τρόπων αδρανοποίησης της εξοβαρβιτάλης στον οργανισμό (σχηματισμός αλκοολών, κετονών, απομεθυλιωμένων και άλλων παραγώγων). Από την άλλη πλευρά, εκείνα τα βαρβιτουρικά που παραμένουν στο σώμα σχεδόν αναλλοίωτα, όπως η βαρβιτάλη, έχουν μεγαλύτερης διάρκειας υπνωτική δράση από τα αυλικά. Από αυτό προκύπτει ότι ουσίες που απεκκρίνονται αμετάβλητες στα ούρα μπορούν να προκαλέσουν δηλητηρίαση εάν τα νεφρά δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν την απομάκρυνσή τους από το σώμα.
Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι για να κατανοήσουμε την απροσδόκητη τοξική επίδραση της ταυτόχρονης χρήσης πολλών φαρμάκων, πρέπει να δοθεί η δέουσα σημασία στα ένζυμα που επηρεάζουν τη δραστηριότητα των συνδυασμένων ουσιών. Για παράδειγμα, το φάρμακο φυσοστιγμίνη, όταν χρησιμοποιείται μαζί με τη νοβοκαΐνη, καθιστά την τελευταία μια πολύ τοξική ουσία, αφού μπλοκάρει το ένζυμο (εστεράση) που υδρολύει τη νοβοκαΐνη στον οργανισμό. Η εφεδρίνη εκδηλώνεται με παρόμοιο τρόπο, δεσμεύοντας την οξειδάση, η οποία απενεργοποιεί την αδρεναλίνη και ως εκ τούτου παρατείνει και ενισχύει τη δράση της τελευταίας.
Σημαντικό ρόλο στη βιομετατροπή των φαρμάκων παίζουν οι διαδικασίες επαγωγής (ενεργοποίησης) και αναστολής της δραστηριότητας των μικροσωμικών ενζύμων από διάφορες ξένες ουσίες. Έτσι, η αιθυλική αλκοόλη, ορισμένα εντομοκτόνα και η νικοτίνη επιταχύνουν την αδρανοποίηση πολλών φαρμάκων. Ως εκ τούτου, οι φαρμακολόγοι δίνουν προσοχή στις ανεπιθύμητες συνέπειες της επαφής με αυτές τις ουσίες κατά τη διάρκεια της φαρμακευτικής θεραπείας, στην οποία το θεραπευτικό αποτέλεσμα ορισμένων φαρμάκων μειώνεται. Ταυτόχρονα, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι εάν η επαφή με τον επαγωγέα μικροσωμικών ενζύμων σταματήσει ξαφνικά, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τοξική επίδραση των φαρμάκων και θα απαιτήσει μείωση των δόσεων τους.
Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), το 2,5% του πληθυσμού έχει σημαντικά αυξημένο κίνδυνο τοξικότητας φαρμάκων, καθώς ο γενετικά καθορισμένος χρόνος ημιζωής στο πλάσμα του αίματος σε αυτή την ομάδα ανθρώπων είναι 3 φορές περισσότερο από το μέσο όρο. Επιπλέον, περίπου το ένα τρίτο όλων των ενζύμων που περιγράφονται στους ανθρώπους σε πολλές εθνοτικές ομάδες αντιπροσωπεύονται από παραλλαγές διαφορετικής δραστηριότητας. Ως εκ τούτου - μεμονωμένες διαφορές στις αντιδράσεις σε έναν ή άλλο φαρμακολογικό παράγοντα, ανάλογα με την αλληλεπίδραση πολλών γενετικών παραγόντων. Έτσι, διαπιστώθηκε ότι περίπου ένας στους 1-2 χιλιάδες ανθρώπους έχει απότομα μειωμένη δραστηριότητα της χολινεστεράσης ορού, η οποία υδρολύει τη διθυλίνη, ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη χαλάρωση των σκελετικών μυών για αρκετά λεπτά κατά τη διάρκεια ορισμένων χειρουργικών επεμβάσεων. Σε αυτούς τους ανθρώπους, η επίδραση της διτιλίνης παρατείνεται έντονα (έως 2 ώρες ή περισσότερο) και μπορεί να γίνει πηγή σοβαρής ασθένειας.
Μεταξύ των ανθρώπων που ζουν σε χώρες της Μεσογείου, της Αφρικής και της Νοτιοανατολικής Ασίας, υπάρχει γενετικά καθορισμένη ανεπάρκεια στη δραστηριότητα του ενζύμου αφυδρογονάση της γλυκόζης-6-φωσφορικής των ερυθροκυττάρων (μείωση έως και 20% του φυσιολογικού). Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά τα ερυθρά αιμοσφαίρια λιγότερο ανθεκτικά σε μια σειρά από φάρμακα: σουλφοναμίδες, ορισμένα αντιβιοτικά, φαινακετίνη. Λόγω της διάσπασης των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε τέτοια άτομα, εμφανίζεται αιμολυτική αναιμία και ίκτερος κατά τη διάρκεια της φαρμακευτικής αγωγής. Είναι προφανές ότι η πρόληψη αυτών των επιπλοκών θα πρέπει να συνίσταται σε προκαταρκτικό προσδιορισμό της δραστηριότητας των αντίστοιχων ενζύμων στους ασθενείς.
Αν και το παραπάνω υλικό δίνει μόνο μια γενική ιδέα για το πρόβλημα της βιομετατροπής τοξικών ουσιών, δείχνει ότι το ανθρώπινο σώμα διαθέτει πολλούς προστατευτικούς βιοχημικούς μηχανισμούς που, σε κάποιο βαθμό, τον προστατεύουν από τις ανεπιθύμητες ενέργειες αυτών των ουσιών, τουλάχιστον από μικρές δόσεις. Η λειτουργία ενός τέτοιου πολύπλοκου συστήματος φραγμού εξασφαλίζεται από πολυάριθμες ενζυματικές δομές, η ενεργός επίδραση των οποίων καθιστά δυνατή την αλλαγή της πορείας των διαδικασιών μετασχηματισμού και εξουδετέρωσης των δηλητηρίων. Αλλά αυτό είναι ήδη ένα από τα επόμενα θέματα μας. Σε περαιτέρω παρουσίαση, θα επιστρέψουμε στην εξέταση μεμονωμένων πτυχών του μετασχηματισμού ορισμένων τοξικών ουσιών στο σώμα στον βαθμό που είναι απαραίτητος για την κατανόηση των μοριακών μηχανισμών της βιολογικής τους δράσης.