50. Ο μηχανισμός εξουδετέρωσης ξένων ουσιών στο ήπαρ.
Μηχανισμός Αποτοξίνωσης Τοξινών
Η εξουδετέρωση των ουσιών στο ήπαρ συνίσταται στη χημική τους τροποποίηση, η οποία συνήθως περιλαμβάνει δύο φάσεις.
Στην πρώτη φάση, η ουσία υφίσταται οξείδωση (απόσπαση ηλεκτρονίων), αναγωγή (προσθήκη ηλεκτρονίων) ή υδρόλυση.
Στη δεύτερη φάση, μια ουσία προστίθεται στις νεοσύστατες δραστικές χημικές ομάδες. Τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται αντιδράσεις σύζευξης και η διαδικασία προσθήκης ονομάζεται σύζευξη. (Βλέπε ερώτηση 48)
51. Μεταλλοθειονεΐνη, εξουδετέρωση ιόντων βαρέων μετάλλων στο ήπαρ. Πρωτεΐνες θερμικού σοκ.
Μεταλλοθειονίνη- μια οικογένεια πρωτεϊνών χαμηλού μοριακού βάρους με υψηλή περιεκτικότητα σε κυστεΐνη. Το μοριακό βάρος κυμαίνεται από 500 Da έως 14 kDa. Οι πρωτεΐνες εντοπίζονται στη μεμβράνη της συσκευής Golgi. Οι μεταλλοθειονεΐνες είναι σε θέση να δεσμεύουν τόσο φυσιολογικά (ψευδάργυρος, χαλκός, σελήνιο) όσο και ξενοβιοτικά (κάδμιο, υδράργυρος, άργυρος, αρσενικό κ.λπ.) βαρέα μέταλλα. Η δέσμευση των βαρέων μετάλλων παρέχεται από την παρουσία ομάδων θειόλης υπολειμμάτων κυστεΐνης, που αποτελούν περίπου το 30% της συνολικής σύνθεσης αμινοξέων.
Όταν τα ιόντα βαρέων μετάλλων Cd2+, Hg2+, Pb2+ εισέρχονται στο σώμα στο ήπαρ και τα νεφρά, αυξάνεται η σύνθεση μεταλλοθειονεϊνών - πρωτεϊνών που δεσμεύουν σταθερά αυτά τα ιόντα, εμποδίζοντάς τα έτσι να ανταγωνίζονται με τα ιόντα Fe2+, Co2+, Mg2+ που είναι απαραίτητα για δραστηριότητα για θέσεις δέσμευσης σε ένζυμα.
Οι διεργασίες μικροσωμικής οξείδωσης στο ήπαρ είναι η υδροξυλίωση επιβλαβών ενώσεων, η οποία συμβαίνει με τη συμμετοχή του ενζύμου του κυτοχρώματος P450 και τελειώνει με μια αλλαγή στην πρωτογενή δομή των μορίων αυτών των ουσιών. Πολύ συχνά, αυτή η μέθοδος αυτοαποτοξίνωσης είναι η πιο σημαντική, ειδικά όταν πρόκειται για την εξουδετέρωση οργανικών τοξικών ουσιών και φαρμάκων. Γενικά, στο ήπαρ εξουδετερώνεται η μέγιστη ποσότητα ξένων ουσιών (ξενοβιοτικά) και από εκεί αποστέλλονται στα όργανα μέσω των οποίων θα απεκκριθούν.
Πρωτεΐνες θερμικού σοκείναι μια κατηγορία λειτουργικά όμοιων πρωτεϊνών, η έκφραση των οποίων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας ή υπό άλλες στρεσογόνες συνθήκες για το κύτταρο. Η αύξηση της έκφρασης των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες θερμικού σοκ ρυθμίζεται στο στάδιο της μεταγραφής. Η ακραία ανοδική ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες θερμικού σοκ είναι μέρος της κυτταρικής απόκρισης στο θερμικό σοκ και προκαλείται κυρίως από τον παράγοντα θερμικού σοκ. Οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ βρίσκονται στα κύτταρα σχεδόν όλων των ζωντανών οργανισμών, από τα βακτήρια μέχρι τους ανθρώπους.
52. Τοξικότητα οξυγόνου. Σχηματισμός δραστικών ειδών οξυγόνου.
Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και του μεταβολισμού, τα προϊόντα μείωσης του οξυγόνου παράγονται μέσα στους μικροοργανισμούς και εκκρίνονται στο περιβάλλον θρεπτικό μέσο. Το ανιόν υπεροξειδίου, ένα προϊόν μείωσης οξυγόνου, παράγεται από τη μονοσθενή αναγωγή του οξυγόνου: o2-→ o2- Παράγεται κατά την αλληλεπίδραση του μοριακού οξυγόνου με διάφορα κυτταρικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων ανηγμένων ριβοφλαβινών, φλαβοπρωτεϊνών, κινονών, θειόλων και σιδήρου-θείου. πρωτεΐνες. Η ακριβής διαδικασία με την οποία αυτό προκαλεί ενδοκυτταρική βλάβη δεν είναι γνωστή. Ωστόσο, είναι ικανό να εμπλέκεται σε πολλές καταστροφικές αντιδράσεις, δυνητικά θανατηφόρες για το κύτταρο. Επιπλέον, τα προϊόντα δευτερογενών αντιδράσεων μπορεί να αυξήσουν την τοξικότητα.
Για παράδειγμα, μια υπόθεση υποστηρίζει ότι το ανιόν υπεροξειδίου αντιδρά με το υπεροξείδιο του υδρογόνου στο κύτταρο:
O2-+ H2O2 → O - + O. + O2
Αυτή η αντίδραση, γνωστή ως αντίδραση Haber-Weiss, παράγει την ελεύθερη ρίζα υδροξυλίου (Ο·), η οποία είναι το πιο ισχυρό βιολογικό οξειδωτικό που είναι γνωστό. Μπορεί να επιτεθεί σχεδόν σε οποιαδήποτε οργανική ύλη στο κύτταρο.
Η επακόλουθη αντίδραση μεταξύ του ανιόντος υπεροξειδίου και της ρίζας υδροξυλίου
T-shirt προϊόντα οξυγόνου (O2*), το οποίο είναι επίσης καταστροφικό για το κύτταρο:
O2-+ O → O + O2*
Ένα διεγερμένο μονό μόριο οξυγόνου είναι εξαιρετικά αντιδραστικό. Επομένως, το υπεροξείδιο πρέπει να αφαιρεθεί για να επιβιώσουν τα κύτταρα παρουσία οξυγόνου.
Οι περισσότεροι προαιρετικοί και αερόβιοι οργανισμοί περιέχουν υψηλή συγκέντρωση ενός ενζύμου που ονομάζεται υπεροξειδική δισμουτάση. Αυτό το ένζυμο μετατρέπει το ανιόν υπεροξειδίου σε τυπική κατάσταση οξυγόνο και υπεροξείδιο του υδρογόνου, απαλλάσσοντας έτσι το κύτταρο από τα καταστροφικά ανιόντα υπεροξειδίου:
2o2-+ 2H+Superoxide Dismutase O2 + H2O2
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου που παράγεται σε αυτή την αντίδραση είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας, αλλά δεν καταστρέφει το κύτταρο όσο το ανιόν υπεροξειδίου και τείνει να κυκλοφορεί έξω από το κύτταρο. Πολλοί οργανισμοί διαθέτουν καταλάση ή υπεροξειδάση ή και τα δύο για την εξάλειψη του H2O2. Η καταλάση χρησιμοποιεί το H2O2 ως οξειδωτικό (δέκτης ηλεκτρονίων) και ένα αντιδραστήριο (δότης ηλεκτρονίων) για να μετατρέψει το υπεροξείδιο σε τυπική κατάσταση οξυγόνο και νερό:
H2O2 + H2O2 Catalase 2H2O + O2
Η υπεροξειδάση χρησιμοποιεί ένα αντιδραστήριο άλλο από το H2O2: H2O2 + Υπεροξειδάση H2R 2H2O + R
Στη βασική κατάσταση, το μοριακό οξυγόνο είναι ένα σχετικά σταθερό μόριο που δεν αντιδρά αυθόρμητα με διάφορα μακρομόρια. Αυτό εξηγείται από το δικό του
ηλεκτρονική διαμόρφωση: η κύρια μορφή οξυγόνου στην ατμόσφαιρα (3O2) βρίσκεται σε τριπλή κατάσταση.
Επί του παρόντος, τα ROS περιλαμβάνουν παράγωγα οξυγόνου ριζικής φύσης (ρίζα υπεροξειδίου (ρίζα ανιόντων) O2 -, ρίζα υδροϋπεροξειδίου HO2, ρίζα υδροξυλίου HO), καθώς και τα δραστικά παράγωγά του (υπεροξείδιο του υδρογόνου H2O2, μονήρη οξυγόνο 1O2 και υπεροξυνιτρίδο).
Δεδομένου ότι τα φυτά είναι ακίνητα και υπό τη συνεχή επίδραση των μεταβαλλόμενων περιβαλλοντικών συνθηκών και επίσης πραγματοποιούν οξυγονική φωτοσύνθεση, η συγκέντρωση του μοριακού οξυγόνου στους ιστούς τους είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι σε άλλους ευκαρυώτες. Έχει αποδειχθεί ότι η συγκέντρωση οξυγόνου στα μιτοχόνδρια των θηλαστικών φτάνει το 0,1 μM, ενώ στα μιτοχόνδρια των φυτικών κυττάρων είναι πάνω από 250 μΜ. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με ερευνητές, περίπου το 1% του οξυγόνου που απορροφάται από τα φυτά μετατρέπεται στις ενεργές του μορφές, κάτι που αναπόφευκτα συνδέεται με την ατελή σταδιακή ανάκτηση του μοριακού οξυγόνου.
Έτσι, η εμφάνιση δραστικών ειδών οξυγόνου σε έναν ζωντανό οργανισμό σχετίζεται με την εμφάνιση μεταβολικών αντιδράσεων σε διάφορα κυτταρικά διαμερίσματα.
Τα δηλητήρια που διεισδύουν στο σώμα, όπως και άλλες ξένες ενώσεις, μπορούν να υποστούν μια ποικιλία βιοχημικών μετασχηματισμών ( βιομετατροπή), που τις περισσότερες φορές έχουν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό λιγότερο τοξικών ουσιών ( εξουδετέρωση, ή αποτοξίνωση). Υπάρχουν όμως πολλές περιπτώσεις αυξημένης τοξικότητας των δηλητηρίων όταν αλλάζει η δομή τους στο σώμα. Υπάρχουν επίσης τέτοιες ενώσεις, οι χαρακτηριστικές ιδιότητες των οποίων αρχίζουν να εμφανίζονται μόνο ως αποτέλεσμα του βιομετασχηματισμού. Ταυτόχρονα, ένα ορισμένο μέρος των μορίων του δηλητηρίου απεκκρίνεται από το σώμα χωρίς αλλαγές ή ακόμη και παραμένει σε αυτό για λίγο πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, καθηλωμένο από τις πρωτεΐνες του πλάσματος του αίματος και των ιστών. Ανάλογα με την ισχύ του συμπλέγματος «δηλητήριο-πρωτεΐνη» που προκύπτει, η δράση του δηλητηρίου επιβραδύνεται ή χάνεται εντελώς. Επιπλέον, η δομή της πρωτεΐνης μπορεί να είναι μόνο φορέας μιας τοξικής ουσίας, μεταφέροντάς την στους κατάλληλους υποδοχείς. *
* (Με τον όρο «υποδοχέας» (ή «δομή υποδοχέα») θα υποδηλώσουμε το «σημείο εφαρμογής» των δηλητηρίων: ένα ένζυμο, το αντικείμενο της καταλυτικής του δράσης (υπόστρωμα), καθώς και πρωτεΐνες, λιπίδια, βλεννοπολυσακχαρίτες και άλλα σώματα που παράγουν αναβαθμίζουν τη δομή των κυττάρων ή συμμετέχουν στο μεταβολισμό. Οι μοριακές φαρμακολογικές ιδέες σχετικά με την ουσία αυτών των εννοιών θα εξεταστούν στο Κεφ. 2)
Η μελέτη των διεργασιών βιομετασχηματισμού επιτρέπει την επίλυση ορισμένων πρακτικών ζητημάτων της τοξικολογίας. Πρώτον, η γνώση της μοριακής ουσίας της αποτοξίνωσης των δηλητηρίων καθιστά δυνατή την περικύκλωση των αμυντικών μηχανισμών του σώματος και, σε αυτή τη βάση, την περιγραφή των τρόπων κατευθυνόμενης δράσης στην τοξική διαδικασία. Δεύτερον, το μέγεθος της δόσης του δηλητηρίου (φαρμάκου) που έχει εισέλθει στον οργανισμό μπορεί να κριθεί από την ποσότητα των προϊόντων του μετασχηματισμού τους - μεταβολίτες - που εκκρίνονται μέσω των νεφρών, των εντέρων και των πνευμόνων, * γεγονός που καθιστά δυνατό τον έλεγχο της υγείας του άτομα που εμπλέκονται στην παραγωγή και χρήση τοξικών ουσιών· Επιπλέον, σε διάφορες ασθένειες, ο σχηματισμός και η απέκκριση από το σώμα πολλών προϊόντων του βιομετασχηματισμού ξένων ουσιών επηρεάζεται σημαντικά. Τρίτον, η εμφάνιση δηλητηρίων στο σώμα συχνά συνοδεύεται από την επαγωγή ενζύμων που καταλύουν (επιταχύνουν) τον μετασχηματισμό τους. Επομένως, επηρεάζοντας τη δραστηριότητα των επαγόμενων ενζύμων με τη βοήθεια ορισμένων ουσιών, είναι δυνατό να επιταχυνθούν ή να επιβραδυνθούν οι βιοχημικές διεργασίες μετασχηματισμών 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 ID Gadaskina, * ένας σημαντικός αριθμός τοξικών ενώσεων υφίσταται μη αναστρέψιμους μετασχηματισμούς στον λιπώδη ιστό. Ωστόσο, το ήπαρ, ή μάλλον, το μικροσωμικό κλάσμα των κυττάρων του, έχει πρωταρχική σημασία εδώ. Στα ηπατικά κύτταρα, στο ενδοπλασματικό τους δίκτυο, εντοπίζονται τα περισσότερα από τα ένζυμα που καταλύουν τον μετασχηματισμό ξένων ουσιών. Το ίδιο το δίκτυο είναι ένα πλέγμα σωληναρίων λινοπρωτεΐνης που διεισδύουν στο κυτταρόπλασμα (Εικ. 2). Η υψηλότερη ενζυματική δραστηριότητα συνδέεται με το λεγόμενο λείο δίκτυο, το οποίο, σε αντίθεση με το τραχύ, δεν έχει ριβοσώματα στην επιφάνειά του. ** Δεν προκαλεί έκπληξη, επομένως, ότι σε ασθένειες του ήπατος, η ευαισθησία του οργανισμού σε πολλές ξένες ουσίες αυξάνεται απότομα. 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 με σχεδόν οποιαδήποτε χημική ένωση που έχει εισέλθει στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Πρόσφατα, έχει αποδειχθεί η παρουσία ενός αριθμού τέτοιων ενζύμων σε άλλα κυτταρικά οργανίδια (για παράδειγμα, στα μιτοχόνδρια), καθώς και στο πλάσμα του αίματος και σε εντερικούς μικροοργανισμούς.
* (Gadaskina I.D. Λιπώδης ιστός και δηλητήρια. - Στο βιβλίο: Επίκαιρα θέματα βιομηχανικής τοξικολογίας / Εκδ. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, σελ. 21-43)
** (Ριβοσώματα - σχηματισμοί σφαιρικών κυττάρων με διάμετρο 15-30 nm, τα οποία 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 να εξασφαλιστεί ο υψηλότερος ρυθμός απέκκρισής τους με τη μεταφορά από 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, το λεγόμενο ενζυμικό σύστημα μονοοξυγενάσης με μικτή λειτουργία, το οποίο περιέχει μια ειδική πρωτεΐνη - το κυτόχρωμα P-450, ήταν όλο και πιο σημαντική. Είναι παρόμοια στη δομή με την αιμοσφαιρίνη (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 είναι 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 πλέον ανηγμένη ένωση στη συνέχεια αντιδρά με ενεργοποιημένο οξυγόνο για να σχηματίσει μια οξειδωμένη και γενικά μη τοξική ουσία.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Η ροή των εξωγήινων ουσιών: ο αντίκτυπος στην ανθρωπότητα, - Priroda, 1980, Αρ. 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. Ιδιαίτερη σημασία έχουν οι διαδικασίες αποσύνθεσης των μορίων των δηλητηρίων 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 συζεύξεις, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μη τοξικών συμπλεγμάτων – συζυγών. 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 δηλητηρίου 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, εμφανίζεται ένα διαφορετικό είδος κινδύνου - η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενών παθήσεων λόγω έλλειψης απαραίτητων μεταβολιτών. Έτσι, η αποτοξίνωση πολλών ξένων ουσιών εξαρτάται από τις αποθήκες 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, παράγωγα βενζολίου), η περιεκτικότητα σε γλυκογόνο, το κύριο εύκολα κινητοποιούμενο απόθεμα υδατανθράκων, μειώνεται. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν ουσίες που, υπό την επίδραση ενζύμων, μπορούν να διασπάσουν μόρια γλυκουρονικού οξέος και έτσι να συμβάλουν στην εξουδετέρωση των δηλητηρίων. Μία από αυτές τις ουσίες ήταν η γλυκυρριζίνη, η οποία είναι μέρος της ρίζας της γλυκόριζας. Η γλυκυρριζίνη περιέχει 2 μόρια γλυκουρονικού οξέος σε δεσμευμένη κατάσταση, τα οποία απελευθερώνονται στο σώμα, και αυτό, προφανώς, καθορίζει τις προστατευτικές ιδιότητες της ρίζας γλυκόριζας σε πολλές δηλητηριάσεις, οι οποίες είναι γνωστές από καιρό στην ιατρική στην Κίνα, το Θιβέτ και την Ιαπωνία. *
* (Salo V. M. Φυτά και ιατρική. Μόσχα: Nauka, 1968)
Όσον αφορά την απομάκρυνση των τοξικών ουσιών και των προϊόντων 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 πολλές περιπτώσεις δηλητηριάσεων, με τη βοήθεια ειδικών παραγόντων που ενισχύουν τον διαχωρισμό των ούρων, επιτυγχάνουν την ταχύτερη απομάκρυνση των τοξικών ενώσεων από τον οργανισμό. Ταυτόχρονα, πρέπει κανείς να υπολογίσει τις καταστροφικές 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 καθιζάνουν στα νεφρικά σωληνάρια, 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 στους κινητήρες εσωτερικής καύσης.)
Για να κατανοήσουμε τη βιοχημική ουσία των διαδικασιών μετασχηματισμού τοξικών ουσιών στο σώμα, ας εξετάσουμε αρκετά παραδείγματα που αφορούν τα 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 στη σύνθεση βαφών, πλαστικών, φαρμάκων και άλλων ενώσεων, μετασχηματίζεται στο σώμα με 3 τρόπους 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 πηγές, έως και 10 χρόνια), ειδικά στον λιπώδη ιστό.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μελέτη των διαδικασιών μεταμόρφωσης στο σώμα τοξικά μέταλλαπου έχουν ολοένα ευρύτερο αντίκτυπο σε ένα άτομο 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, στα οποία λαμβάνει χώρα η 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 περνούν στο σώμα σε μια χαμηλής τοξικής τρισθενούς μορφή 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 τις λειτουργικές ομάδες των ενζύμων (-SH, -NH 2, -COOH κ.λπ.), που μερικές φορές καθορίζει την επιλεκτικότητα της βιολογικής τους δράσης .
Αναμεταξύ Φυτοφάρμακα- ουσίες που προορίζονται για την καταστροφή επιβλαβών έμβιων όντων και φυτών, υπάρχουν εκπρόσωποι διαφόρων κατηγοριών χημικών ενώσεων, σε κάποιο βαθμό τοξικές για τον άνθρωπο: οργανικό χλώριο, οργανοφωσφόρος, οργανομεταλλικό, νιτροφαινολικό, κυάνιο κ.λπ. Σύμφωνα με διαθέσιμα στοιχεία, * περίπου 10 % όλων των θανατηφόρων δηλητηριάσεων προκαλούνται επί του παρόντος από φυτοφάρμακα. Τα πιο σημαντικά από αυτά, όπως είναι γνωστό, είναι τα FOS. Όταν υδρολύονται, 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 διισοπροπύλιο, το οποίο χάνει τις τοξικές του ιδιότητες, διασπώντας ένα άτομο φθορίου κατά την υδρόλυση, και το thiophos (ένα παράγωγο του θειοφωσφορικού οξέος), το οποίο οξειδώνεται σε μια πολύ πιο τοξική φωσφακολή. ένα παράγωγο του φωσφορικού οξέος).
* (Busslovich S. Yu., Zakharov G. G. Clinic και θεραπεία οξείας δηλητηρίασης με φυτοφάρμακα (φυτοκτόνα). Μινσκ: Λευκορωσία, 1972)
Μεταξύ των ευρέως χρησιμοποιούμενων φαρμακευτικές ουσίεςΤα υπνωτικά χάπια είναι η πιο κοινή πηγή 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, του αυλού (Εικ. 4), προχωρά αργά, και αυτό αποτελεί τη βάση της σχετικά μακράς υπνωτικής του δράσης, καθώς εξαρτάται από τον αριθμό των αμετάβλητων μορίων του αυλού στο επαφή με νευρικά κύτταρα. Η αποσύνθεση του βαρβιτουρικού δακτυλίου οδηγεί στον τερματισμό της δράσης των βαρβιτουρικών (καθώς και άλλων βαρβιτουρικών), η οποία, σε θεραπευτικές δόσεις, προκαλεί ύπνο που διαρκεί έως και 6 ώρες. , έχει ενδιαφέρον για το σώμα. Το υπνωτικό του αποτέλεσμα είναι πολύ μικρότερο ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται πολύ μεγαλύτερες δόσεις από το luminal. Πιστεύεται ότι αυτό εξαρτάται από τη μεγαλύτερη ταχύτητα και από τον μεγαλύτερο αριθμό τρόπων με τους οποίους αδρανοποιείται η εξοβαρβιτάλη στο σώμα (σχηματισμός αλκοολών, κετονών, απομεθυλιωμένων και άλλων παραγώγων). Από την άλλη, εκείνα τα βαρβιτουρικά που αποθηκεύονται στο σώμα σχεδόν αμετάβλητα, όπως η βαρβιτάλη, έχουν μεγαλύτερη υπνωτική δράση από την αυλή. Επομένως, 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 απρόβλεπτη τοξική επίδραση της ταυτόχρονης χρήσης πολλών φαρμάκων, πρέπει να δοθεί η δέουσα σημασία στα ένζυμα που επηρεάζουν τη δραστηριότητα των συνδυασμένων ουσιών. Έτσι, για παράδειγμα, το φάρμακο φυσοστιγμίνη, όταν χρησιμοποιείται μαζί με τη νοβοκαΐνη, καθιστά την τελευταία μια πολύ τοξική ουσία, καθώς μπλοκάρει το ένζυμο (εστεράση) που υδρολύει τη νοβοκαΐνη στον οργανισμό. Η εφεδρίνη εκδηλώνεται επίσης με παρόμοιο τρόπο, δεσμεύοντας μια οξειδάση που απενεργοποιεί την αδρεναλίνη και ως εκ τούτου παρατείνοντας και ενισχύοντας 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, 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 των μικροσωμικών ενζύμων σταματήσει ξαφνικά, τότε αυτό μπορεί να οδηγήσει στην τοξική επίδραση των φαρμάκων και να 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 σε αυτή την ομάδα ανθρώπων είναι 3 φορές μεγαλύτερος. από τον μέσο όρο. Ταυτόχρονα, περίπου το ένα τρίτο όλων των ενζύμων που περιγράφονται στους ανθρώπους σε πολλές εθνοτικές ομάδες αντιπροσωπεύονται από παραλλαγές που διαφέρουν ως προς τη δραστηριότητά τους. Ως εκ τούτου - μεμονωμένες διαφορές στις αντιδράσεις σε έναν ή άλλο φαρμακολογικό παράγοντα, ανάλογα με την αλληλεπίδραση πολλών γενετικών παραγόντων. Έτσι, έχει διαπιστωθεί ότι περίπου ένας ανά 1-2 χιλιάδες άτομα 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 τέτοια άτομα, η δράση της διθυλίνης παρατείνεται έντονα (έως 2 ώρες ή περισσότερο) και μπορεί να γίνει πηγή σοβαρής πάθησης.
Μεταξύ των ανθρώπων που ζουν στις μεσογειακές χώρες, στην Αφρική και τη Νοτιοανατολική Ασία, υπάρχει μια γενετικά καθορισμένη ανεπάρκεια στη δραστηριότητα του ενζύμου αφυδρογονάση γλυκόζης-6-φωσφορικής των ερυθροκυττάρων (μείωση έως και 20% του κανόνα). Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά τα ερυθροκύτταρα λιγότερο ανθεκτικά σε μια σειρά φαρμάκων: 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 στον προκαταρκτικό προσδιορισμό της δραστηριότητας των αντίστοιχων ενζύμων στους ασθενείς.
Αν και το παραπάνω υλικό δίνει μόνο μια γενική ιδέα για το πρόβλημα του βιομετασχηματισμού 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 τις μικρές δόσεις τους. Η λειτουργία ενός τέτοιου πολύπλοκου συστήματος φραγμού εξασφαλίζεται από πολυάριθμες ενζυματικές δομές, η ενεργός επίδραση στις οποίες καθιστά δυνατή την αλλαγή της πορείας των διαδικασιών μετασχηματισμού και εξουδετέρωσης των δηλητηρίων. Αλλά αυτό είναι ήδη ένα από τα επόμενα θέματα μας. Στην περαιτέρω παρουσίαση, θα επιστρέψουμε στην εξέταση μεμονωμένων πτυχών του μετασχηματισμού ορισμένων τοξικών ουσιών στο σώμα στο βαθμό που αυτό είναι απαραίτητο για την κατανόηση των μοριακών μηχανισμών της βιολογικής τους δράσης.
Ανοσία: τι είναι.
Ο απώτερος στόχος του ανοσοποιητικού συστήματος είναι η καταστροφή ενός ξένου παράγοντα, ο οποίος μπορεί να είναι ένα παθογόνο, ένα ξένο σώμα, μια δηλητηριώδης ουσία ή ένα εκφυλισμένο κύτταρο του ίδιου του σώματος. Στο ανοσοποιητικό σύστημα των ανεπτυγμένων οργανισμών, υπάρχουν πολλοί τρόποι ανίχνευσης και απομάκρυνσης ξένων παραγόντων, ο συνδυασμός τους ονομάζεται ανοσοαπόκριση.
Όλες οι μορφές της ανοσολογικής απόκρισης μπορούν να χωριστούν σε επίκτητες και συγγενείς αντιδράσεις.
επίκτητη ανοσία σχηματίζεται μετά την «πρώτη συνάντηση» με ένα συγκεκριμένο αντιγόνο - τα κύτταρα μνήμης (Τ-λεμφοκύτταρα) είναι υπεύθυνα για την αποθήκευση πληροφοριών σχετικά με αυτή τη «συνάντηση». Η επίκτητη ανοσία είναι εξαιρετικά ειδική σε σχέση με έναν συγκεκριμένο τύπο αντιγόνων και επιτρέπει την ταχύτερη και αποτελεσματικότερη καταστροφή τους σε περίπτωση δεύτερης συνάντησης.αντιγόνα λέγονται τα μόρια που προκαλούν συγκεκριμένες αντιδράσεις του σώματος και γίνονται αντιληπτά ως ξένοι παράγοντες. Για παράδειγμα, άτομα που είχαν ανεμοβλογιά (ιλαρά, διφθερίτιδα) συχνά αναπτύσσουν δια βίου ανοσία σε αυτές τις ασθένειες.
έμφυτη ανοσία χαρακτηρίζεται από την ικανότητα του οργανισμού να εξουδετερώνει ξένα και δυνητικά επικίνδυνα βιοϋλικά (μικροοργανισμοί, μεταμόσχευση, τοξίνες, καρκινικά κύτταρα, κύτταρα μολυσμένα από ιούς), η οποία υπάρχει αρχικά, πριν από την πρώτη είσοδο αυτού του βιοϋλικού στον οργανισμό.
Μορφολογία του ανοσοποιητικού συστήματος
Το ανοσοποιητικό σύστημα των ανθρώπων και άλλων σπονδυλωτών είναι ένα σύμπλεγμα οργάνων και κυττάρων ικανών να εκτελούν ανοσολογικές λειτουργίες. Πρώτα απ 'όλα, η ανοσολογική απόκριση πραγματοποιείται από λευκοκύτταρα. Τα περισσότερα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος προέρχονται από αιμοποιητικούς ιστούς. Στους ενήλικες, η ανάπτυξη αυτών των κυττάρων αρχίζει στο μυελό των οστών. Μόνο τα Τ-λεμφοκύτταρα διαφοροποιούνται στο εσωτερικό του θύμου (θύμος αδένας). Τα ώριμα κύτταρα εγκαθίστανται στα λεμφοειδή όργανα και στα όρια με το περιβάλλον, κοντά στο δέρμα ή στους βλεννογόνους.Το σώμα των ζώων με μηχανισμούς επίκτητης ανοσίας παράγει πολλές ποικιλίες συγκεκριμένων ανοσοκυττάρων, καθένα από τα οποία είναι υπεύθυνο για ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Η παρουσία μεγάλου αριθμού ποικιλιών ανοσοκυττάρων είναι απαραίτητη προκειμένου να απωθηθούν οι επιθέσεις μικροοργανισμών που μπορούν να μεταλλάξουν και να αλλάξουν την αντιγονική τους σύσταση. Ένα σημαντικό μέρος αυτών των κυττάρων ολοκληρώνουν τον κύκλο ζωής τους χωρίς να συμμετέχουν στην άμυνα του οργανισμού, για παράδειγμα, χωρίς να συναντούν κατάλληλα αντιγόνα.
Το ανοσοποιητικό σύστημα προστατεύει τον οργανισμό από μόλυνση σε διάφορα στάδια, με κάθε στάδιο να αυξάνει την ειδικότητα της προστασίας. Η απλούστερη γραμμή άμυνας είναι τα φυσικά εμπόδια (δέρμα, βλεννογόνοι) που εμποδίζουν τη μόλυνση - βακτήρια και ιούς - να εισέλθουν στο σώμα. Εάν το παθογόνο διεισδύσει σε αυτούς τους φραγμούς, το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα εκτελεί μια ενδιάμεση μη ειδική αντίδραση σε αυτό. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα βρίσκεται σε όλα τα φυτά και τα ζώα. Σε περίπτωση που τα παθογόνα ξεπεράσουν με επιτυχία τον αντίκτυπο των έμφυτων ανοσοποιητικών μηχανισμών, τα σπονδυλωτά έχουν ένα τρίτο επίπεδο προστασίας - την επίκτητη ανοσολογική προστασία. Αυτό το τμήμα του ανοσοποιητικού συστήματος προσαρμόζει την απόκρισή του κατά τη διάρκεια της μολυσματικής διαδικασίας για να βελτιώσει την αναγνώριση ξένου βιολογικού υλικού. Αυτή η βελτιωμένη απόκριση παραμένει μετά την εκρίζωση του παθογόνου με τη μορφή ανοσολογικής μνήμης. Επιτρέπει στους μηχανισμούς προσαρμοστικής ανοσίας να αναπτύσσουν ταχύτερη και ισχυρότερη απόκριση κάθε φορά που εμφανίζεται το ίδιο παθογόνο.
Τόσο η έμφυτη όσο και η προσαρμοστική ανοσία εξαρτώνται από την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να διακρίνει τον εαυτό από τα μη μόρια του εαυτού. Στην ανοσολογία, τα μόρια του εαυτού νοούνται ως εκείνα τα συστατικά του σώματος που το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να διακρίνει από τα ξένα. Αντίθετα, τα μόρια που αναγνωρίζονται ως ξένα ονομάζονται ξένα. Τα αναγνωρισμένα μόρια ονομάζονται αντιγόνα, τα οποία επί του παρόντος ορίζονται ως ουσίες που συνδέονται με συγκεκριμένους ανοσοϋποδοχείς του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος.
Επιφανειακά εμπόδια
Οι οργανισμοί προστατεύονται από τη μόλυνση με έναν αριθμό μηχανικών, χημικών και βιολογικών φραγμών.Παραδείγματα μηχανικά εμπόδιαΗ κηρώδης επίστρωση πολλών φύλλων φυτών, ο εξωσκελετός των αρθρόποδων, το κέλυφος των αυγών και το δέρμα μπορεί να χρησιμεύσει ως η πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στη μόλυνση. Ωστόσο, το σώμα δεν μπορεί να διαχωριστεί πλήρως από το εξωτερικό περιβάλλον, επομένως υπάρχουν άλλα συστήματα που προστατεύουν τα εξωτερικά μηνύματα του σώματος - το αναπνευστικό, το πεπτικό και το ουρογεννητικό σύστημα. Αυτά τα συστήματα μπορούν να χωριστούν σε μόνιμα και να ενεργοποιηθούν ως απάντηση σε μια εισβολή.
Ένα παράδειγμα ενός συνεχώς λειτουργικού συστήματος είναι οι μικροσκοπικές τρίχες στα τοιχώματα της τραχείας, που ονομάζονται βλεφαρίδες, οι οποίες κάνουν γρήγορες κινήσεις προς τα πάνω, αφαιρώντας τυχόν σκόνη, γύρη ή άλλα μικρά ξένα αντικείμενα, ώστε να μην μπορούν να εισέλθουν στους πνεύμονες. Ομοίως, η αποβολή των μικροοργανισμών πραγματοποιείται με τη δράση πλύσης δακρύων και ούρων. Η βλέννα που εκκρίνεται στο αναπνευστικό και το πεπτικό σύστημα χρησιμεύει για τη δέσμευση και την ακινητοποίηση των μικροοργανισμών.
Αν δεν επαρκούν οι μηχανισμοί που λειτουργούν συνεχώς, τότε ενεργοποιούνται οι μηχανισμοί «έκτακτης» καθαρισμού του οργανισμού, όπως ο βήχας, το φτέρνισμα, ο έμετος και η διάρροια.Εκτός από αυτό, υπάρχουν χημικά προστατευτικά εμπόδια. Το δέρμα και οι αεραγωγοί εκκρίνουν αντιμικροβιακά πεπτίδια (πρωτεΐνες)
Ένζυμα όπως η λυσοζύμη και η φωσφολιπάση Α βρίσκονται στο σάλιο, τα δάκρυα και το μητρικό γάλα και έχουν επίσης αντιμικροβιακή δράση. Οι κολπικές εκκρίσεις χρησιμεύουν ως χημικός φραγμός μετά την έναρξη της εμμήνου ρύσεως, όταν γίνονται ελαφρώς όξινες. Το σπέρμα περιέχει άμυνες και ψευδάργυρο για να σκοτώσει τα παθογόνα. Στο στομάχι, το υδροχλωρικό οξύ και τα πρωτεολυτικά ένζυμα χρησιμεύουν ως ισχυροί χημικοί προστατευτικοί παράγοντες έναντι των μικροοργανισμών που καταπίνονται.
Στο ουρογεννητικό και στο γαστρεντερικό σύστημα υπάρχουν βιολογικά εμπόδια, που αντιπροσωπεύεται από φιλικούς μικροοργανισμούς - συμπαραστάτες. Η μη παθογόνος μικροχλωρίδα που έχει προσαρμοστεί να ζει σε αυτές τις συνθήκες ανταγωνίζεται τα παθογόνα βακτήρια για τροφή και χώρο, αναγκάζοντάς τα έτσι να βγουν από τις περιοχές φραγμού τους. Αυτό μειώνει την πιθανότητα τα μικρόβια που προκαλούν ασθένειες να φτάσουν σε επαρκή αριθμό για να προκαλέσουν μόλυνση.έμφυτη ανοσία
Εάν ο μικροοργανισμός καταφέρει να διαπεράσει τους πρωτογενείς φραγμούς, συγκρούεται με τα κύτταρα και τους μηχανισμούς του έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος. Η έμφυτη άμυνα του ανοσοποιητικού είναι μη ειδική, δηλαδή οι δεσμοί της αναγνωρίζουν και αντιδρούν σε ξένα σώματα, ανεξάρτητα από τα χαρακτηριστικά τους, σύμφωνα με γενικά αποδεκτούς μηχανισμούς. Αυτό το σύστημα δεν δημιουργεί μακροχρόνια ανοσία σε μια συγκεκριμένη μόλυνση.Οι μη ειδικές ανοσοαποκρίσεις περιλαμβάνουν φλεγμονώδεις αποκρίσεις, το σύστημα συμπληρώματος, καθώς και μη ειδικούς μηχανισμούς θανάτωσης και φαγοκυττάρωση.
Αυτοί οι μηχανισμοί συζητούνται στην ενότητα "Μηχανισμοί", το σύστημα συμπληρώματος - στην ενότητα "Μόρια".επίκτητη ανοσία
Το επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα εμφανίστηκε κατά την εξέλιξη των κατώτερων σπονδυλωτών. Παρέχει μια πιο έντονη ανοσολογική απόκριση, καθώς και ανοσολογική μνήμη, λόγω της οποίας κάθε ξένος μικροοργανισμός «θυμάται» από αντιγόνα μοναδικά για αυτόν. Το επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα είναι ειδικό για αντιγόνο και απαιτεί αναγνώριση ειδικών μη αυτο-αντιγόνων σε μια διαδικασία που ονομάζεται παρουσίαση αντιγόνου. Η ειδικότητα του αντιγόνου επιτρέπει τη διεξαγωγή αντιδράσεων που προορίζονται για συγκεκριμένους μικροοργανισμούς ή κύτταρα που έχουν μολυνθεί από αυτούς. Η ικανότητα πραγματοποίησης τέτοιων στενά στοχευμένων αντιδράσεων διατηρείται στον οργανισμό από τα «κύτταρα μνήμης». Εάν ένας μακροοργανισμός μολυνθεί από έναν μικροοργανισμό περισσότερες από μία φορές, αυτά τα συγκεκριμένα κύτταρα μνήμης χρησιμοποιούνται για να σκοτώσουν γρήγορα αυτόν τον μικροοργανισμό.Τα κύτταρα-ενεργοί μιας συγκεκριμένης ανοσοαπόκρισης συζητούνται στην ενότητα "Κύτταρα", μηχανισμοί για την ανάπτυξη μιας ανοσολογικής απόκρισης με τη συμμετοχή τους - στην ενότητα "Μηχανισμοί".
Για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος, καθώς και ως προληπτικό μέτρο, θα σας βοηθήσει η θεραπεία των κινεζικών μούρων Goji, περισσότερες λεπτομέρειες http://yagodygodzhi.ru/. Το πώς αυτά τα μούρα δρουν στο σώμα μπορεί να βρεθεί στο άρθρο
Ξένες χημικές ουσίες (FHC)) λέγονται επίσης ξενοβιοτικά(από το ελληνικό ξένος - εξωγήινος). Περιλαμβάνουν ενώσεις που, από τη φύση και την ποσότητα τους, δεν είναι εγγενείς σε ένα φυσικό προϊόν, αλλά μπορούν να προστεθούν για τη βελτίωση της τεχνολογίας, τη διατήρηση ή τη βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος ή μπορούν να σχηματιστούν στο προϊόν ως αποτέλεσμα τεχνολογικών επεξεργασία και αποθήκευση, καθώς και όταν εισέρχονται ρύποι από το περιβάλλον. Από το περιβάλλον, το 30-80% της συνολικής ποσότητας ξένων χημικών εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό με την τροφή.
Οι ξένες ουσίες μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη φύση της δράσης, την τοξικότητα και τον βαθμό επικινδυνότητας.
Από τη φύση της δράσηςΤο PCV που εισέρχεται στο σώμα με την τροφή μπορεί:
προμηθεύω γενική τοξικήδράση;
προμηθεύω αλλεργικόςδράση (ευαισθητοποίηση του σώματος).
προμηθεύω καρκινογόνοςδράση (προκαλούν κακοήθεις όγκους).
προμηθεύω εμβρυοτοξικήδράση (επίδραση στην ανάπτυξη της εγκυμοσύνης και του εμβρύου).
προμηθεύω τερατογόνοςδράση (δυσπλασίες του εμβρύου και γέννηση απογόνων με παραμορφώσεις).
προμηθεύω γοναδοτοξικήδράση (διαταραχή της αναπαραγωγικής λειτουργίας, δηλ. διαταράσσει τη λειτουργία της αναπαραγωγής).
πιο χαμηλα αμυντικές δυνάμειςοργανισμός;
επιτάχυνε διαδικασίες γήρανσης;
επηρεάσει αρνητικά πέψηΚαι αφομοίωσητροφικές ουσίες.
Δοτοξικότητα, χαρακτηρίζοντας την ικανότητα μιας ουσίας να προκαλεί βλάβη στον οργανισμό, λάβετε υπόψη τη δόση, τη συχνότητα, τον τρόπο εισαγωγής της επιβλαβούς ουσίας και την εικόνα της δηλητηρίασης.
Ανάλογα με τον βαθμό επικινδυνότηταςΟι ξένες ουσίες χωρίζονται σε εξαιρετικά τοξικές, πολύ τοξικές, μέτρια τοξικές, χαμηλής τοξικότητας, πρακτικά μη τοξικές και πρακτικά αβλαβείς.
Οι πιο μελετημένες είναι οι οξείες επιδράσεις επιβλαβών ουσιών που έχουν άμεση επίδραση. Είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εκτιμηθούν οι χρόνιες επιπτώσεις του PCV στον ανθρώπινο οργανισμό και οι μακροπρόθεσμες συνέπειές τους.
Οι επιβλαβείς επιπτώσεις στο σώμα μπορεί να έχουν:
· Προϊόντα που περιέχουν πρόσθετα τροφίμων (χρωστικές, συντηρητικά, αντιοξειδωτικά κ.λπ.) - μη ελεγμένα, μη εγκεκριμένα ή χρησιμοποιημένα σε υψηλές δόσεις.
· προϊόντα ή μεμονωμένες ουσίες τροφίμων που λαμβάνονται με νέα τεχνολογία, με χημική ή μικροβιολογική σύνθεση, που δεν έχουν δοκιμαστεί ή κατασκευαστεί κατά παράβαση της τεχνολογίας ή από πρώτες ύλες κατώτερης ποιότητας.
· υπολείμματα φυτοφαρμάκων που περιέχονται σε φυτικά ή κτηνοτροφικά προϊόντα που λαμβάνονται με ζωοτροφές ή νερό μολυσμένο με υψηλές συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων ή σε σχέση με τη θεραπεία ζώων με φυτοφάρμακα.
· Φυτικά προϊόντα που λαμβάνονται με μη εγκεκριμένα, μη εγκεκριμένα ή αλόγιστα χρησιμοποιημένα λιπάσματα και νερό άρδευσης (ορυκτά λιπάσματα και άλλα αγροχημικά, στερεά και υγρά απόβλητα από τη βιομηχανία και την κτηνοτροφία, οικιακά λύματα, λάσπη από μονάδες επεξεργασίας λυμάτων κ.λπ.).
· Προϊόντα ζώων και πουλερικών που λαμβάνονται με χρήση μη ελεγμένων, μη εγκεκριμένων ή εσφαλμένα εφαρμοζόμενων πρόσθετων και συντηρητικών ζωοτροφών (μεταλλικά και αζωτούχα πρόσθετα, διεγερτικά ανάπτυξης - αντιβιοτικά, ορμονικά σκευάσματα κ.λπ.). Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τη μόλυνση των τροφίμων που σχετίζεται με κτηνιατρικά προληπτικά και θεραπευτικά μέτρα (αντιβιοτικά, ανθελμινθικά και άλλα φάρμακα).
· τοξικές ουσίες που μεταναστεύουν σε προϊόντα από εξοπλισμό, σκεύη, απόθεμα, δοχεία, συσκευασίες όταν χρησιμοποιούνται μη εγκεκριμένα ή μη εξουσιοδοτημένα πλαστικά, πολυμερή, καουτσούκ ή άλλα υλικά.
· τοξικές ουσίες που σχηματίζονται στα τρόφιμα κατά τη θερμική επεξεργασία, το κάπνισμα, το τηγάνισμα, την ενζυματική επεξεργασία, την έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία κ.λπ.
· προϊόντα διατροφής που περιέχουν τοξικές ουσίες που έχουν μεταναστεύσει από το περιβάλλον: ατμοσφαιρικός αέρας, έδαφος, υδάτινα σώματα (βαρέα μέταλλα, διοξίνες, πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, ραδιονουκλεΐδια κ.λπ.). Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τον μεγαλύτερο αριθμό FHV.
Ένας από τους πιθανούς τρόπους εισόδου του HCI στα τρόφιμα από το περιβάλλον είναι να τα συμπεριλάβει στην τροφική αλυσίδα.
"Τροφική αλυσίδα"αντιπροσωπεύουν μια από τις κύριες μορφές διασύνδεσης μεταξύ μεμονωμένων οργανισμών, καθένας από τους οποίους χρησιμεύει ως τροφή για άλλα είδη. Σε αυτή την περίπτωση, μια συνεχής σειρά μετασχηματισμών ουσιών εμφανίζεται σε διαδοχικούς δεσμούς «θήραμα-αρπακτικό». Οι κύριες παραλλαγές τέτοιων κυκλωμάτων φαίνονται στο Σχ. 2. Μπορεί να θεωρηθούν οι απλούστερες αλυσίδες στις οποίες οι ρύποι προέρχονται από το έδαφος σε φυτικά προϊόντα (μανιτάρια, χόρτα, λαχανικά, φρούτα, δημητριακά) ως αποτέλεσμα του ποτίσματος των φυτών, της επεξεργασίας με φυτοφάρμακα κ.λπ., συσσωρεύονται σε αυτά και στη συνέχεια εισέρχονται με την τροφή στον ανθρώπινο οργανισμό.
Πιο πολύπλοκες είναι οι «αλυσίδες», στις οποίες υπάρχουν αρκετοί κρίκοι. Για παράδειγμα, γρασίδι - φυτοφάγα - άνθρωποςή σιτηρά - πουλιά και ζώα - άνθρωπος. Οι πιο περίπλοκες «αλυσίδες τροφίμων», κατά κανόνα, συνδέονται με το υδάτινο περιβάλλον.
Ρύζι. 2. Επιλογές εισόδου PCV στον ανθρώπινο οργανισμό μέσω τροφικών αλυσίδων
Οι ουσίες που διαλύονται στο νερό εξάγονται από το φυτοπλαγκτόν, το τελευταίο στη συνέχεια απορροφάται από το ζωοπλαγκτόν (πρωτόζωα, μαλακόστρακα), στη συνέχεια απορροφάται από τα «ειρηνικά» και στη συνέχεια τα αρπακτικά ψάρια, εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα μαζί τους. Αλλά η αλυσίδα μπορεί να συνεχιστεί τρώγοντας ψάρια από πουλιά και παμφάγα, και μόνο τότε οι επιβλαβείς ουσίες εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα.
Χαρακτηριστικό των «τροφικών αλυσίδων» είναι ότι σε κάθε επόμενο κρίκο υπάρχει συσσώρευση (συσσώρευση) ρύπων σε πολύ μεγαλύτερη ποσότητα από ότι στον προηγούμενο κρίκο. Έτσι, η συγκέντρωση ραδιενεργών ουσιών στα μανιτάρια μπορεί να είναι 1.000-10.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο έδαφος. Έτσι, τα τρόφιμα που εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό μπορεί να περιέχουν πολύ υψηλές συγκεντρώσεις HCV.
Προκειμένου να προστατευθεί η ανθρώπινη υγεία από τις βλαβερές συνέπειες ξένων ουσιών που εισέρχονται στο σώμα με τα τρόφιμα, έχουν τεθεί ορισμένα όρια που εγγυώνται την ασφάλεια χρήσης προϊόντων που περιέχουν ξένες ουσίες.
Οι βασικές αρχές για την προστασία του περιβάλλοντος και των τροφίμων από ξένες χημικές ουσίες περιλαμβάνουν:
· υγιεινή ρύθμιση της περιεκτικότητας χημικών σε περιβαλλοντικά αντικείμενα (αέρας, νερό, έδαφος, προϊόντα διατροφής) και ανάπτυξη υγειονομικής νομοθεσίας στη βάση τους (υγειονομικοί κανόνες κ.λπ.).
· ανάπτυξη νέων τεχνολογιών σε διάφορες βιομηχανίες και γεωργία, που μολύνουν ελάχιστα το περιβάλλον (αντικατάσταση ιδιαίτερα επικίνδυνων χημικών ουσιών με λιγότερο τοξικά και ασταθή στο περιβάλλον, σφράγιση και αυτοματοποίηση παραγωγικών διαδικασιών, μετάβαση στην παραγωγή χωρίς απόβλητα, κλειστοί κύκλοι κ.λπ. .);
· εισαγωγή αποτελεσματικών εγκαταστάσεων υγιεινής στις επιχειρήσεις για τη μείωση των εκπομπών επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα, την εξουδετέρωση των λυμάτων, των στερεών αποβλήτων κ.λπ.
· ανάπτυξη και εφαρμογή κατά την κατασκευή σχεδιαζόμενων μέτρων για την πρόληψη της περιβαλλοντικής ρύπανσης (επιλογή τοποθεσίας για την κατασκευή αντικειμένου, δημιουργία ζώνης υγειονομικής προστασίας κ.λπ.).
· εφαρμογή της κρατικής υγειονομικής και επιδημιολογικής εποπτείας αντικειμένων που ρυπαίνουν τον ατμοσφαιρικό αέρα, τα υδατικά συστήματα, το έδαφος, τις πρώτες ύλες τροφίμων.
· Εφαρμογή κρατικής υγειονομικής και επιδημιολογικής εποπτείας των εγκαταστάσεων όπου μπορεί να συμβεί μόλυνση πρώτων υλών και τροφίμων με FCM (επιχειρήσεις βιομηχανίας τροφίμων, αγροτικές επιχειρήσεις, αποθήκες τροφίμων, επιχειρήσεις δημόσιας εστίασης κ.λπ.).
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 διατροφικών ενώσεων. Το τελευταίο μπορεί να έχει φαρμακολογική δράση ή ανεπιθύμητες ενέργειες.
Η έννοια του βιομετασχηματισμού ξένων ουσιών περιλαμβάνει, αφενός, τις διαδικασίες μεταφοράς, μεταβολισμού και τοξικότητάς τους και, αφετέρου, τη δυνατότητα επιρροής μεμονωμένων θρεπτικών συστατικών και των συμπλόκων τους σε αυτά τα συστήματα, η οποία τελικά εξασφαλίζει την εξουδετέρωση και την εξάλειψη των ξενοβιοτικών. Ωστόσο, μερικά από αυτά είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη βιομετατροπή και είναι επιβλαβή για την υγεία. Από αυτή την άποψη, θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ο όρος. αποτοξίνωση -η διαδικασία εξουδετέρωσης εντός του βιολογικού συστήματος των επιβλαβών ουσιών που έχουν εισέλθει σε αυτό. Επί του παρόντος, έχει συσσωρευτεί ένα αρκετά μεγάλο επιστημονικό υλικό για 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 καταλύουν τα 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. Ένα παράδειγμα είναι η αντίδραση αναγωγής νίτρο και αζω ενώσεων σε αμίνες, κετονών σε δευτεροταγείς αλκοόλες.
υδρολυτική αποσύνθεσηΚατά κανόνα, οι εστέρες και τα αμίδια υποβάλλονται σε επακόλουθη αποεστεροποίηση και απαμίνωση.
Οι παραπάνω τρόποι βιομετατροπής οδηγούν σε αλλαγές στο ξενοβιοτικό μόριο - αύξηση πολικότητας, διαλυτότητας κλπ. Αυτό συμβάλλει στην απομάκρυνσή τους από τον οργανισμό, μείωση ή εξαφάνιση της τοξικής δράσης.
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 καταβιοχημικών διεργασιών που διέπουν τον μηχανισμό ηπατοτοξικών, νεφροτοξικών, καρκινογόνων, μεταλλαξιογόνων, ανοσογόνων και συναφών 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 δίνεται στην 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. Τα ένζυμα της οικογένειας τρανσφερασών γλουταθειόνης, γλυκουρονυλ τρανσφεράσες, σουλφοτρανσφεράσες, ακυλοτρανσφεράσες κ.λπ. παίρνουν το πιο ενεργό μέρος στις αντιδράσεις εξουδετέρωσης.
Στο σχ. 6 είναι 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 πραγματοποιηθεί 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, οι διαδικασίες σύζευξης με ανηγμένη γλουταθειόνη - T-y-γλουταμυλο-Β-κυστεϊνυλογλυκίνη (TSH) - το κύριο συστατικό θειόλης των περισσότερων ζωντανών κυττάρων, έχουν μεγάλη σημασία. 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 (δεξαμενή κυττάρων) εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες και 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, σημαντικός ρόλος στη διατήρηση της δομής και των λειτουργιών ενός ζωντανού κυττάρου υπό την επίδραση ενεργών μεταβολιτών οξυγόνου και προϊόντων οξείδωσης ελεύθερων ριζών ξένων ουσιών αποδίδεται στο 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 διατροφικά συστατικά τροφίμων - ένα ευρύ φάσμα φυτοενώσεων (βιοφλαβονοειδή).
Κάθε μία από αυτές τις ενώσεις έχει μια συγκεκριμένη δράση στο συνολικό μεταβολικό αγωγό που σχηματίζει 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) εφαρμόζει 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-Β-τρανσφεράση, δρα ως μη ειδικό μη -ενζυματικός καταστολέας των ελεύθερων ριζών οξυγόνου, που τελικά μετατρέπεται σε οξειδωτική γλουταθειόνη (TSSr). Η αναγωγή του 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 ξενοβιοτικής βιομετατροπής.
Βιταμίνη Ε (ο-τοκοφερόλη). Ο πιο σημαντικός ρόλος στο σύστημα ρύθμισης του LPO ανήκει στη βιταμίνη Ε, η οποία εξουδετερώνει τις ελεύθερες ρίζες των λιπαρών οξέων και τους μειωμένους μεταβολίτες του οξυγόνου. Ο προστατευτικός ρόλος της τοκοφερόλης φαίνεται υπό την επίδραση ορισμένων περιβαλλοντικών ρύπων που προκαλούν υπεροξείδωση 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 με μακρομόρια ενεργών ενδιάμεσων ενώσεων διαφόρων ξενοβιοτικών - ακετομιονονοφαίνη, βενζόλιο, φαινόλη κ.λπ.
- εμποδίζουν (παρόμοια με τη βιταμίνη Ε) τη νιτροποίηση των αμινών και το σχηματισμό καρκινογόνων ενώσεων υπό την επίδραση των νιτρωδών.
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 διαθεσιμότητας της βιταμίνης C σε καπνιστές, οργανωμένες ομάδες, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών εργαζομένων σε επαφή με επιβλαβείς ξένες ουσίες.
Για την πρόληψη της χημικής καρκινογένεσης, ο βραβευμένος με Νόμπελ L. Pauling συνέστησε τη χρήση μεγαδόσεων 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 παρέχεται από την ημερήσια πρόσληψη 200 mg ασκορβικού οξέος.
Τα μη διατροφικά συστατικά 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 τη βιομετατροπή ξένων ουσιών στους ακόλουθους τομείς:
- που επηρεάζουν την εντερική περισταλτική, επιταχύνουν τη διέλευση των περιεχομένων και έτσι μειώνουν τον 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.
- διαθέτουν 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 εξασφαλίζουν τον μεταβολισμό των ξενοβιοτικών που εισέρχονται στον οργανισμό με διάφορους τρόπους.
Πειραματικές και κλινικές μελέτες έχουν αποδείξει ότι η συμπερίληψη κυτταρίνης, καραγενίνης, κόμμεος γκουάρ, πηκτίνης, πίτουρου σιταριού 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 μετατρέπουν ξένες ουσίες εμποδίζοντας την υδρόλυση των συζυγών αυτών των ουσιών, απομακρύνοντάς τες από την ηπατο-εντερική κυκλοφορία και αυξάνοντας την απέκκριση από το σώμα με μεταβολικά προϊόντα.
Υπάρχουν ενδείξεις για την ικανότητα της χαμηλής μεθοξυ-πηκτίνης να δεσμεύει τον υδράργυρο, το κοβάλτιο, τον μόλυβδο, το νικέλιο, το κάδμιο, το μαγγάνιο και το στρόντιο. Ωστόσο, αυτή η ικανότητα των μεμονωμένων πηκτινών εξαρτάται από την προέλευσή τους και απαιτεί μελέτη και επιλεκτική εφαρμογή. Έτσι, για παράδειγμα, η πηκτίνη εσπεριδοειδών δεν εμφανίζει ορατό αποτέλεσμα προσρόφησης, ενεργοποιείται ελαφρώς (3-γλυκουρονιδάση της εντερικής μικροχλωρίδας, χαρακτηρίζεται από την απουσία προληπτικών ιδιοτήτων στην επαγόμενη χημική καρκινογένεση.
Βιολογικά ενεργές φυτοενώσεις. Η εξουδετέρωση τοξικών ουσιών με τη συμμετοχή φυτοενώσεων συνδέεται με τις κύριες ιδιότητές τους:
- 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, το μπρόκολο μπορούν να προκαλέσουν μεταβολισμό ξένων ουσιών, κάτι που επιβεβαιώνεται από την επιτάχυνση του μεταβολισμού της φαινακετίνης, την επιτάχυνση του χρόνου ημιζωής της αντιπυρίνης στο πλάσμα του αίματος των ατόμων. που έλαβαν σταυρανθή λαχανικά με τη δίαιτα.
Ιδιαίτερη προσοχή εφιστάται στις ιδιότητες αυτών των ενώσεων, καθώς και στις φυτοενώσεις του τσαγιού και του καφέ - κατεχίνες και διτερπένια (καφεόλη και καφεστόλη) για τη διέγερση της δραστηριότητας 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.
Φαίνεται σκόπιμο να σταθούμε στον βιολογικό ρόλο άλλων βιταμινών στις διαδικασίες βιομετατροπής ξένων ουσιών που δεν σχετίζονται με το αντιοξειδωτικό σύστημα.
Πολλές βιταμίνες εκτελούν τις λειτουργίες των συνενζύμων απευθείας στα ενζυμικά συστήματα που σχετίζονται με την ανταλλαγή ξενοβιοτικών, καθώς και στα ένζυμα βιοσύνθεσης των συστατικών των συστημάτων βιομετατροπής.
Θειαμίνη (βιταμίνη Bt). 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. Ως εκ τούτου, η παροχή της δίαιτας με βιταμίνες 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-κυτοχρώματος P-450 αναγωγάση, NADPH-κυτοχρώματος-b 5 - αναγωγάση.
- διασφαλίζοντας το έργο των οξειδασών αλδεΰδης, καθώς και της αναγωγάσης της γλουταθειόνης μέσω του συνενζυματικού ρόλου της FAD με τη δημιουργία TSH από οξειδωμένη γλουταθειόνη.
Πειράματα σε ζώα έδειξαν 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 επίδραση των θεωρούμενων 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-Β-τρανσφεράσης και η οργανική επαγωγή του συστήματος μονοοξυγενάσης.
Κλινικές δοκιμές έχουν δείξει την ανάπτυξη ανεπάρκειας βιταμίνης Β 12 όταν εκτίθεται σε οξείδιο του αζώτου, η οποία 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 συνενζυματικές μορφές 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 αύξηση της τοξικότητας της φορμαλδεΰδης, άλλων ενώσεων ενός άνθρακα, συμπεριλαμβανομένης της μεθανόλης.
Γενικά, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα 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, ωστόσο, πολλά ερωτήματα παραμένουν ανοιχτά και απαιτούν περαιτέρω πειραματικές μελέτες και κλινική επιβεβαίωση.
Είναι απαραίτητο να τονιστεί η ανάγκη για πρακτικούς τρόπους εφαρμογής του προληπτικού ρόλου του παράγοντα διατροφής στις διαδικασίες μεταβολισμού ξένων ουσιών. Αυτό περιλαμβάνει την ανάπτυξη τεκμηριωμένων διαιτών για επιλεγμένους πληθυσμούς όπου υπάρχει κίνδυνος έκθεσης σε διάφορα ξενοβιοτικά τροφίμων και τα σύμπλοκά τους με τη μορφή συμπληρωμάτων διατροφής, εξειδικευμένων τροφίμων και δίαιτων.