50. Ang mekanismo ng neutralisasyon ng mga dayuhang sangkap sa atay.
Mekanismo ng Toxin Detox
Ang neutralisasyon ng mga sangkap sa atay ay binubuo sa kanilang kemikal na pagbabago, na kadalasang kinabibilangan ng dalawang yugto.
Sa unang yugto, ang sangkap ay sumasailalim sa oksihenasyon (detachment ng mga electron), pagbabawas (pagdaragdag ng mga electron), o hydrolysis.
Sa ikalawang yugto, ang isang sangkap ay idinagdag sa mga bagong nabuong aktibong grupo ng kemikal. Ang ganitong mga reaksyon ay tinatawag na conjugation reactions, at ang proseso ng pagdaragdag ay tinatawag na conjugation.(Tingnan ang tanong 48)
51. Metallothionein, neutralisasyon ng mga heavy metal ions sa atay. Mga protina ng heat shock.
Metallothionein- isang pamilya ng mababang molekular na timbang na mga protina na may mataas na nilalaman ng cysteine. Ang molekular na timbang ay nag-iiba mula 500 Da hanggang 14 kDa. Ang mga protina ay naisalokal sa lamad ng Golgi apparatus. Ang mga metallothionein ay may kakayahang magbigkis ng parehong physiological (zinc, copper, selenium) at xenobiotic (cadmium, mercury, silver, arsenic, atbp.) na mabibigat na metal. Ang pagbubuklod ng mga mabibigat na metal ay ibinibigay ng pagkakaroon ng mga grupo ng thiol ng mga nalalabi sa cysteine, na bumubuo ng halos 30% ng kabuuang komposisyon ng amino acid.
Kapag ang mabibigat na metal na mga ions na Cd2+, Hg2+, Pb2+ ay pumasok sa katawan sa atay at bato, mayroong pagtaas sa synthesis ng metallothioneins - mga protina na matatag na nagbubuklod sa mga ion na ito, at sa gayon ay pinipigilan ang mga ito na makipagkumpitensya sa Fe2+, Co2+, Mg2+ ions na kinakailangan para sa vital. aktibidad para sa mga nagbubuklod na site sa mga enzyme.
Ang mga proseso ng microsomal oxidation sa atay ay ang hydroxylation ng mga nakakapinsalang compound, na nangyayari sa pakikilahok ng cytochrome P450 enzyme at nagtatapos sa isang pagbabago sa pangunahing istraktura ng mga molekula ng mga sangkap na ito. Kadalasan, ang pamamaraang ito ng autodetoxification ang pinakamahalaga, lalo na pagdating sa neutralisasyon ng mga organikong nakakalason na sangkap at gamot. Sa pangkalahatan, nasa atay na ang maximum na halaga ng mga dayuhang sangkap (xenobiotics) ay neutralisado, at mula doon ay ipinadala sila sa mga organo kung saan sila ay ilalabas.
Mga protina ng heat shock ay isang klase ng mga functional na katulad na protina, ang pagpapahayag nito ay tumataas sa pagtaas ng temperatura o sa ilalim ng iba pang nakababahalang kondisyon para sa cell. Ang pagtaas sa pagpapahayag ng mga gene na nag-encode ng mga heat shock na protina ay kinokontrol sa yugto ng transkripsyon. Ang matinding upregulation ng expression ng mga gene na nag-encode ng heat shock proteins ay bahagi ng cellular response sa heat shock at pangunahing sanhi ng heat shock factor. Ang mga heat shock protein ay matatagpuan sa mga selula ng halos lahat ng nabubuhay na organismo, mula sa bakterya hanggang sa mga tao.
52. Oxygen toxicity. Pagbuo ng mga reaktibong species ng oxygen.
Sa panahon ng paglaki at metabolismo, ang mga produkto ng pagbabawas ng oxygen ay ginawa sa loob ng mga microorganism at itinatago sa nakapaligid na nutrient medium. Ang superoxide anion, isang produkto ng pagbabawas ng oxygen, ay ginawa ng univalent oxygen reduction: o2-→ o2- Ito ay ginawa sa panahon ng interaksyon ng molecular oxygen sa iba't ibang cellular elements, kabilang ang mga pinababang riboflavin, flavoproteins, quinones, thiols, at iron-sulfur mga protina. Ang eksaktong proseso kung saan ito nagiging sanhi ng pinsala sa intracellular ay hindi alam; gayunpaman, ito ay may kakayahang gumawa ng maraming mapanirang reaksyon, na posibleng nakamamatay sa cell. Bilang karagdagan, ang mga produkto ng pangalawang reaksyon ay maaaring magpataas ng toxicity.
Halimbawa, pinaniniwalaan ng isang hypothesis na ang superoxide anion ay tumutugon sa hydrogen peroxide sa cell:
O2-+ H2O2 → O - + O. + O2
Ang reaksyong ito, na kilala bilang reaksyon ng Haber-Weiss, ay gumagawa ng libreng hydroxyl radical (O·), na siyang pinakamakapangyarihang biological oxidant na kilala. Maaari nitong atakehin ang halos anumang organikong bagay sa cell.
Ang kasunod na reaksyon sa pagitan ng superoxide anion at ng hydroxyl radical
T-shirt oxygen products (O2*), na nakakasira din sa cell:
O2-+ O → O + O2*
Ang isang nasasabik na molekula ng oxygen na singlet ay lubos na reaktibo. Samakatuwid, ang superoxide ay dapat alisin upang ang mga cell ay mabuhay sa pagkakaroon ng oxygen.
Karamihan sa mga facultative at aerobic na organismo ay naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng isang enzyme na tinatawag na superoxide dismutase. Ang enzyme na ito ay nagko-convert ng superoxide anion sa karaniwang estado na oxygen at hydrogen peroxide, kaya inaalis ang cell ng mga mapanirang superoxide anion:
2o2-+ 2H+Superoxide Dismutase O2 + H2 O2
Ang hydrogen peroxide na ginawa sa reaksyong ito ay isang oxidizing agent, ngunit hindi nito nasisira ang cell gaya ng superoxide anion at may posibilidad na umikot palabas ng cell. Maraming mga organismo ang nagtataglay ng catalase o peroxidase o pareho upang maalis ang H2O2. Gumagamit ang Catalase ng H2O2 bilang isang oxidant (electron acceptor) at redactant (electron donor) upang i-convert ang peroxide sa karaniwang estado na oxygen at tubig:
H2O2 + H2O2 Catalase 2H2O + O2
Gumagamit ang Peroxidase ng redactant maliban sa H2O2: H2O2 + Peroxidase H2R 2H2O + R
Sa ground state, ang molecular oxygen ay isang medyo matatag na molekula na hindi kusang tumutugon sa iba't ibang macromolecules. Ipinaliwanag ito ng kanyang
electronic configuration: ang pangunahing anyo ng oxygen sa atmospera (3O2) ay nasa triplet state.
Sa kasalukuyan, ang ROS ay kinabibilangan ng oxygen derivatives ng isang radikal na kalikasan (superoxide radical (anion radical) O2 -, hydroperoxide radical HO2, hydroxyl radical HO), pati na rin ang mga reaktibong derivatives nito (hydrogen peroxide H2O2, singlet oxygen 1O2 at peroxynitrite).
Dahil ang mga halaman ay hindi kumikibo at sa ilalim ng patuloy na impluwensya ng pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran, at nagsasagawa din ng oxygenic photosynthesis, ang konsentrasyon ng molekular na oxygen sa kanilang mga tisyu ay mas mataas kaysa sa iba pang mga eukaryotes. Ipinakita na ang konsentrasyon ng oxygen sa mammalian mitochondria ay umabot sa 0.1 μM, habang sa plant cell mitochondria ito ay higit sa 250 μM. Kasabay nito, ayon sa mga mananaliksik, humigit-kumulang 1% ng oxygen na hinihigop ng mga halaman ay na-convert sa mga aktibong anyo nito, na hindi maiiwasang nauugnay sa hindi kumpletong hakbang-hakbang na pagbawi ng molekular na oxygen.
Kaya, ang hitsura ng mga reaktibo na species ng oxygen sa isang buhay na organismo ay nauugnay sa paglitaw ng mga metabolic reaksyon sa iba't ibang mga cellular compartment.
Ang mga lason na tumagos sa katawan, tulad ng ibang mga dayuhang compound, ay maaaring sumailalim sa iba't ibang pagbabagong biochemical ( biotransformation), na kadalasang nagreresulta sa pagbuo ng hindi gaanong nakakalason na mga sangkap ( neutralisasyon, o detoxification). Ngunit mayroong maraming mga kaso ng pagtaas ng toxicity ng mga lason kapag ang kanilang istraktura sa katawan ay nagbabago. Mayroon ding mga compound na ang mga katangian ng katangian ay nagsisimulang lumitaw lamang bilang isang resulta ng biotransformation. Kasabay nito, ang isang tiyak na bahagi ng mga molekula ng lason ay pinalabas mula sa katawan nang walang anumang mga pagbabago o kahit na nananatili dito sa loob ng higit pa o mas kaunting mahabang panahon, na naayos ng mga protina ng plasma ng dugo at mga tisyu. Depende sa lakas ng nagresultang "poison-protein" complex, ang pagkilos ng lason ay bumagal o ganap na nawala. Bilang karagdagan, ang istraktura ng protina ay maaari lamang maging isang carrier ng isang nakakalason na sangkap, na naghahatid nito sa naaangkop na mga receptor. *
* (Sa pamamagitan ng terminong "receptor" (o "receptor structure") ay tutukuyin natin ang "application point" ng mga lason: isang enzyme, ang object ng catalytic action nito (substrate), pati na rin ang protina, lipid, mucopolysaccharide at iba pang mga katawan na gumagawa up ang istraktura ng mga cell o lumahok sa metabolismo. Isasaalang-alang sa Ch. 2)
Ang pag-aaral ng mga proseso ng biotransformation ay nagbibigay-daan sa paglutas ng ilang praktikal na isyu ng toxicology. Una, ang kaalaman sa molecular essence ng detoxification ng mga lason ay ginagawang posible na palibutan ang mga mekanismo ng depensa ng katawan at, sa batayan na ito, binabalangkas ang mga paraan ng direktang pagkilos sa nakakalason na proseso. Pangalawa, ang laki ng dosis ng lason (droga) na pumasok sa katawan ay maaaring hatulan ng dami ng mga produkto ng kanilang pagbabago - mga metabolite - pinalabas sa pamamagitan ng mga bato, bituka at baga, * na ginagawang posible upang makontrol ang kalusugan ng mga taong kasangkot sa paggawa at paggamit ng mga nakakalason na sangkap; Bukod dito, sa iba't ibang mga sakit, ang pagbuo at paglabas ng maraming mga produkto ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap mula sa katawan ay makabuluhang may kapansanan. Pangatlo, ang paglitaw ng mga lason sa katawan ay madalas na sinamahan ng induction ng mga enzyme na nagpapabilis (mabilis) ang kanilang pagbabago. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pag-impluwensya sa aktibidad ng sapilitan na mga enzyme sa tulong ng ilang mga sangkap, posible na mapabilis o pabagalin ang mga proseso ng biochemical ng mga pagbabagong-anyo ng mga dayuhang compound.
* (Ang mga metabolite ay karaniwang nauunawaan din bilang iba't ibang biochemical na produkto ng normal na metabolismo (metabolismo))
Naitatag na ngayon na ang mga proseso ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap ay nangyayari sa atay, gastrointestinal tract, baga, at bato (Fig. 1). Bilang karagdagan, ayon sa mga resulta ng pananaliksik ni Propesor ID Gadaskina, * isang malaking bilang ng mga nakakalason na compound ang sumasailalim sa hindi maibabalik na mga pagbabago sa adipose tissue. Gayunpaman, ang atay, o sa halip, ang microsomal na bahagi ng mga selula nito, ang pangunahing kahalagahan dito. Nasa mga selula ng atay, sa kanilang endoplasmic reticulum, na ang karamihan sa mga enzyme na nagpapagana sa pagbabago ng mga dayuhang sangkap ay naisalokal. Ang reticulum mismo ay isang plexus ng linoprotein tubules na tumatagos sa cytoplasm (Larawan 2). Ang pinakamataas na aktibidad ng enzymatic ay nauugnay sa tinatawag na makinis na reticulum, na, hindi katulad ng magaspang, ay walang ribosome sa ibabaw nito. ** Hindi nakakagulat, samakatuwid, na sa mga sakit ng atay, ang pagiging sensitibo ng katawan sa maraming mga dayuhang sangkap ay tumataas nang husto. Dapat pansinin na, kahit na ang bilang ng mga microsomal enzymes ay maliit, mayroon silang isang napakahalagang pag-aari - mataas na pagkakaugnay para sa iba't ibang mga dayuhang sangkap na may kamag-anak na kemikal na nonspecificity. Lumilikha ito ng pagkakataon para sa kanila na pumasok sa mga reaksyon ng neutralisasyon sa halos anumang compound ng kemikal na pumasok sa panloob na kapaligiran ng katawan. Kamakailan lamang, ang pagkakaroon ng isang bilang ng mga naturang enzyme sa iba pang mga organel ng cell (halimbawa, sa mitochondria), pati na rin sa plasma ng dugo at sa mga bituka na microorganism, ay napatunayan na.
* (Gadaskina I.D. Adipose tissue at mga lason. - Sa aklat: Mga paksang isyu ng industrial toxicology / Ed. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, p. 21-43)
** (Ribosomes - spherical cell formations na may diameter na 15-30 nm, na mga sentro para sa synthesis ng mga protina, kabilang ang mga enzyme; naglalaman ng ribonucleic acid (RNA))
Ito ay pinaniniwalaan na ang pangunahing prinsipyo ng pagbabagong-anyo ng mga dayuhang compound sa katawan ay upang matiyak ang pinakamataas na rate ng kanilang paglabas sa pamamagitan ng paglilipat mula sa nalulusaw sa taba sa mas maraming nalulusaw sa tubig na mga istrukturang kemikal. Sa huling 10-15 taon, kapag pinag-aaralan ang kakanyahan ng biochemical transformations ng mga dayuhang compound mula sa fat-soluble hanggang water-soluble, ang tinatawag na monooxygenase enzyme system na may halo-halong function, na naglalaman ng isang espesyal na protina - cytochrome P-450, ay lalong naging mahalaga. Ito ay katulad sa istraktura sa hemoglobin (sa partikular, naglalaman ito ng mga atomo ng bakal na may variable na valence) at ang pangwakas na link sa pangkat ng mga oxidizing microsomal enzymes - biotransformers, puro pangunahin sa mga selula ng atay. * Sa katawan, ang cytochrome P-450 ay maaaring nasa 2 anyo: na-oxidized at nabawasan. Sa oxidized state, ito ay unang bumubuo ng isang kumplikadong tambalan na may isang dayuhang sangkap, na pagkatapos ay nabawasan ng isang espesyal na enzyme - cytochrome reductase. Ang pinababang compound na ito ngayon ay tumutugon sa activated oxygen upang bumuo ng isang oxidized at sa pangkalahatan ay hindi nakakalason na substance.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Ang daloy ng mga alien substance: ang epekto sa sangkatauhan, - Priroda, 1980, No. 9, p. 90-101)
Ang biotransformation ng mga nakakalason na sangkap ay batay sa ilang uri ng mga kemikal na reaksyon, na nagreresulta sa pagdaragdag o pag-aalis ng methyl (-CH 3), acetyl (CH 3 COO-), carboxyl (-COOH), hydroxyl (-OH) radicals ( mga grupo), pati na rin ang mga atomo ng asupre at mga pangkat na naglalaman ng asupre. Ang malaking kahalagahan ay ang mga proseso ng agnas ng mga molekula ng mga lason hanggang sa hindi maibabalik na pagbabago ng kanilang mga cyclic radical. Ngunit ang isang espesyal na papel sa mga mekanismo para sa pag-neutralize ng mga lason ay nilalaro ni mga reaksyon ng synthesis, o conjugations, na nagreresulta sa pagbuo ng mga non-toxic complexes - conjugates. Kasabay nito, ang mga biochemical na bahagi ng panloob na kapaligiran ng katawan na pumapasok sa hindi maibabalik na pakikipag-ugnayan sa mga lason ay: glucuronic acid (C 5 H 9 O 5 COOH), cysteine ( 
), glycine (NH 2 -CH 2 -COOH), sulfuric acid, atbp. Ang mga molekula ng lason na naglalaman ng ilang functional group ay maaaring mabago sa pamamagitan ng 2 o higit pang mga metabolic na reaksyon. Sa pagpasa, napansin namin ang isang makabuluhang pangyayari: dahil ang pagbabagong-anyo at detoxification ng mga nakakalason na sangkap dahil sa mga reaksyon ng conjugation ay nauugnay sa pagkonsumo ng mga sangkap na mahalaga para sa buhay, ang mga prosesong ito ay maaaring maging sanhi ng kakulangan ng huli sa katawan. Kaya, lumilitaw ang ibang uri ng panganib - ang posibilidad na magkaroon ng pangalawang estado ng sakit dahil sa kakulangan ng mga kinakailangang metabolite. Kaya, ang detoxification ng maraming mga dayuhang sangkap ay nakasalalay sa mga tindahan ng glycogen sa atay, dahil ang glucuronic acid ay nabuo mula dito. Samakatuwid, kapag ang malalaking dosis ng mga sangkap ay pumasok sa katawan, ang neutralisasyon na kung saan ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbuo ng mga ester ng glucuronic acid (halimbawa, benzene derivatives), ang nilalaman ng glycogen, ang pangunahing madaling mapakilos na reserba ng carbohydrates, ay bumababa. Sa kabilang banda, may mga sangkap na, sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme, ay maaaring hatiin ang mga molekula ng glucuronic acid at sa gayon ay nag-aambag sa neutralisasyon ng mga lason. Ang isa sa mga sangkap na ito ay glycyrrhizin, na bahagi ng ugat ng licorice. Ang Glycyrrhizin ay naglalaman ng 2 molekula ng glucuronic acid sa isang nakatali na estado, na inilabas sa katawan, at ito, tila, ay tumutukoy sa mga proteksiyon na katangian ng ugat ng licorice sa maraming mga pagkalason, na matagal nang kilala sa gamot sa China, Tibet, at Japan. *
* (Salo V. M. Mga halaman at gamot. Moscow: Nauka, 1968)
Kung tungkol sa pag-alis ng mga nakakalason na sangkap at ang kanilang mga produkto mula sa katawan, ang mga baga, mga organo ng pagtunaw, balat, at iba't ibang mga glandula ay gumaganap ng isang tiyak na papel sa prosesong ito. Ngunit ang mga gabi ang pinakamahalaga dito. Iyon ang dahilan kung bakit, sa maraming mga kaso ng pagkalason, sa tulong ng mga espesyal na ahente na nagpapahusay sa paghihiwalay ng ihi, nakamit nila ang pinakamabilis na pag-alis ng mga nakakalason na compound mula sa katawan. Kasabay nito, kailangang isaalang-alang ang mga nakakapinsalang epekto sa mga bato ng ilang mga lason na ilalabas sa ihi (halimbawa, mercury). Bilang karagdagan, ang mga produkto ng pagbabagong-anyo ng mga nakakalason na sangkap ay maaaring mapanatili sa mga bato, tulad ng kaso ng matinding pagkalason sa ethylene glycol. * Kapag ito ay na-oxidized, ang oxalic acid ay nabubuo sa katawan at ang calcium oxalate crystals ay namuo sa renal tubules, na pumipigil sa pag-ihi. Sa pangkalahatan, ang mga naturang phenomena ay sinusunod kapag ang konsentrasyon ng mga sangkap na pinalabas sa pamamagitan ng mga bato ay mataas.
* (Ang ethylene glycol ay ginagamit bilang isang antifreeze, isang sangkap na nagpapababa sa nagyeyelong punto ng mga nasusunog na likido sa mga panloob na makina ng pagkasunog.)
Upang maunawaan ang biochemical na kakanyahan ng mga proseso ng pagbabagong-anyo ng mga nakakalason na sangkap sa katawan, isaalang-alang natin ang ilang mga halimbawa tungkol sa mga karaniwang bahagi ng kemikal na kapaligiran ng modernong tao.
Kaya, bensina, na, tulad ng iba pang mga aromatic hydrocarbons, ay malawakang ginagamit bilang isang solvent para sa iba't ibang mga sangkap at bilang isang intermediate sa synthesis ng mga tina, plastik, gamot, at iba pang mga compound, ay binago sa katawan sa 3 paraan sa pagbuo ng mga nakakalason na metabolite ( Larawan 3). Ang huli ay pinalabas sa pamamagitan ng mga bato. Ang Benzene ay maaaring manatili sa katawan ng napakahabang panahon (ayon sa ilang pinagkukunan, hanggang 10 taon), lalo na sa adipose tissue.
Ang partikular na interes ay ang pag-aaral ng mga proseso ng pagbabago sa katawan nakakalason na mga metal na may mas malawak na epekto sa isang tao kaugnay ng pag-unlad ng agham at teknolohiya at pag-unlad ng likas na yaman. Una sa lahat, dapat tandaan na bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan sa mga redox buffer system ng cell, kung saan nangyayari ang paglipat ng elektron, nagbabago ang valence ng mga metal. Sa kasong ito, ang paglipat sa isang estado ng mas mababang valency ay karaniwang nauugnay sa isang pagbawas sa toxicity ng mga metal. Halimbawa, ang mga hexavalent chromium ions ay pumasa sa katawan sa isang low-toxic trivalent form, at ang trivalent chromium ay maaaring mabilis na maalis mula sa katawan sa tulong ng ilang mga sangkap (sodium pyrosulfate, tartaric acid, atbp.). Ang isang bilang ng mga metal (mercury, cadmium, copper, nickel) ay aktibong nauugnay sa mga biocomplex, pangunahin sa mga functional na grupo ng mga enzyme (-SH, -NH 2, -COOH, atbp.), na kung minsan ay tumutukoy sa selectivity ng kanilang biological action. .
Among mga pestisidyo- mga sangkap na inilaan para sa pagkasira ng mga nakakapinsalang nilalang at halaman, mayroong mga kinatawan ng iba't ibang klase ng mga kemikal na compound, sa ilang mga lawak na nakakalason sa mga tao: organochlorine, organophosphorus, organometallic, nitrophenolic, cyanide, atbp. Ayon sa magagamit na data, * mga 10 % ng lahat ng nakamamatay na Pagkalason ay kasalukuyang sanhi ng mga pestisidyo. Ang pinakamahalaga sa kanila, gaya ng nalalaman, ay ang FOS. Kapag na-hydrolyzed, kadalasang nawawala ang kanilang toxicity. Sa kaibahan sa hydrolysis, ang oksihenasyon ng FOS ay halos palaging sinasamahan ng pagtaas ng kanilang toxicity. Ito ay makikita kung ihahambing natin ang biotransformation ng 2 insecticides - diisopropyl fluorophosphate, na nawawala ang mga nakakalason na katangian nito, na naghihiwalay ng isang fluorine atom sa panahon ng hydrolysis, at thiophos (isang derivative ng thiophosphoric acid), na na-oxidized sa isang mas nakakalason na phosphacol ( isang derivative ng phosphoric acid).
* (Busslovich S. Yu., Zakharov G. G. Clinic at paggamot ng talamak na pagkalason sa mga pestisidyo (pestisidyo). Minsk: Belarus, 1972)
Kabilang sa malawakang ginagamit mga sangkap na panggamot ang mga pampatulog ay ang pinakakaraniwang pinagmumulan ng pagkalason. Ang mga proseso ng kanilang mga pagbabago sa katawan ay pinag-aralan nang mabuti. Sa partikular, ipinakita na ang biotransformation ng isa sa mga karaniwang derivatives ng barbituric acid, luminal (Fig. 4), ay nagpapatuloy nang dahan-dahan, at ito ay sumasailalim sa medyo mahabang hypnotic effect nito, dahil ito ay nakasalalay sa bilang ng mga hindi nagbabagong luminal molecule sa pakikipag-ugnay sa mga selula ng nerbiyos. Ang disintegration ng barbituric ring ay humahantong sa pagwawakas ng pagkilos ng luminal (pati na rin ang iba pang mga barbiturates), na, sa therapeutic doses, ay nagiging sanhi ng pagtulog na tumatagal ng hanggang 6 na oras. Sa bagay na ito, ang kapalaran ng isa pang kinatawan ng barbiturates, hexobarbital , ay interesado sa katawan. Ang hypnotic effect nito ay mas maikli kahit na gumagamit ng mas malaking dosis kaysa luminal. Ito ay pinaniniwalaan na ito ay nakasalalay sa mas mataas na bilis at sa mas maraming bilang ng mga paraan kung saan ang hexobarbital ay hindi aktibo sa katawan (ang pagbuo ng mga alkohol, ketone, demethylated at iba pang mga derivatives). Sa kabilang banda, ang mga barbiturates na nakaimbak sa katawan na halos hindi nagbabago, tulad ng barbital, ay may mas mahabang hypnotic effect kaysa luminal. Kasunod nito na ang mga sangkap na ilalabas nang hindi nagbabago sa ihi ay maaaring maging sanhi ng pagkalasing kung ang mga bato ay hindi makayanan ang kanilang pag-alis mula sa katawan.
Mahalaga rin na tandaan na upang maunawaan ang hindi inaasahang nakakalason na epekto ng sabay-sabay na paggamit ng ilang mga gamot, ang nararapat na kahalagahan ay dapat ibigay sa mga enzyme na nakakaapekto sa aktibidad ng pinagsamang mga sangkap. Halimbawa, ang gamot na physostigmine, kapag ginamit kasama ng novocaine, ay ginagawa ang huli na isang napaka-nakakalason na sangkap, dahil hinaharangan nito ang enzyme (esterase) na nag-hydrolyze ng novocaine sa katawan. Ang ephedrine ay nagpapakita rin ng sarili nito sa katulad na paraan, na nagbubuklod sa isang oxidase na nag-i-inactivate ng adrenaline at sa gayon ay nagpapahaba at nagpapahusay sa pagkilos ng huli.
Ang isang mahalagang papel sa biotransformation ng mga gamot ay nilalaro ng mga proseso ng induction (activation) at pagsugpo sa aktibidad ng microsomal enzymes ng iba't ibang mga dayuhang sangkap. Kaya, ang ethyl alcohol, ilang insecticides, nikotina ay nagpapabilis sa hindi aktibo ng maraming gamot. Samakatuwid, binibigyang pansin ng mga pharmacologist ang hindi kanais-nais na mga kahihinatnan ng pakikipag-ugnay sa mga sangkap na ito sa panahon ng therapy sa droga, kung saan ang therapeutic effect ng isang bilang ng mga gamot ay nabawasan. Kasabay nito, dapat itong isipin na kung ang pakikipag-ugnay sa inducer ng microsomal enzymes ay biglang huminto, kung gayon ito ay maaaring humantong sa nakakalason na epekto ng mga gamot at nangangailangan ng pagbawas sa kanilang mga dosis.
Dapat ding tandaan na, ayon sa World Health Organization (WHO), 2.5% ng populasyon ay may makabuluhang tumaas na panganib ng toxicity ng droga, dahil ang kanilang genetically tinutukoy na kalahating buhay ng plasma sa grupong ito ng mga tao ay 3 beses na mas mahaba. kaysa sa karaniwan. Kasabay nito, halos isang-katlo ng lahat ng mga enzyme na inilarawan sa mga tao sa maraming grupong etniko ay kinakatawan ng mga variant na naiiba sa kanilang aktibidad. Samakatuwid - mga indibidwal na pagkakaiba sa mga reaksyon sa isa o ibang ahente ng parmasyutiko, depende sa pakikipag-ugnayan ng maraming mga genetic na kadahilanan. Kaya, ito ay itinatag na humigit-kumulang isa sa bawat 1-2 libong mga tao ay may isang matinding nabawasan na aktibidad ng serum cholinesterase, na hydrolyzes dithylin, isang gamot na ginagamit upang makapagpahinga ng mga kalamnan ng kalansay sa loob ng ilang minuto sa panahon ng ilang mga interbensyon sa kirurhiko. Sa ganitong mga tao, ang pagkilos ng dithylin ay matalas na pinahaba (hanggang sa 2 oras o higit pa) at maaaring maging isang mapagkukunan ng isang malubhang kondisyon.
Sa mga taong naninirahan sa mga bansa sa Mediterranean, sa Africa at Southeast Asia, mayroong isang genetically na tinutukoy na kakulangan sa aktibidad ng enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase ng erythrocytes (isang pagbaba ng hanggang 20% ng pamantayan). Ang tampok na ito ay ginagawang hindi gaanong lumalaban ang mga erythrocyte sa isang bilang ng mga gamot: sulfonamides, ilang antibiotics, phenacetin. Dahil sa pagkasira ng mga pulang selula ng dugo sa mga naturang indibidwal, nangyayari ang hemolytic anemia at jaundice sa panahon ng paggamot sa droga. Ito ay lubos na halata na ang pag-iwas sa mga komplikasyon na ito ay dapat na binubuo sa isang paunang pagpapasiya ng aktibidad ng kaukulang mga enzyme sa mga pasyente.
Kahit na ang materyal sa itaas ay nagbibigay lamang ng isang pangkalahatang ideya ng problema ng biotransformation ng mga nakakalason na sangkap, ipinapakita nito na ang katawan ng tao ay may maraming mga proteksiyon na biochemical na mekanismo na, sa isang tiyak na lawak, pinoprotektahan ito mula sa mga hindi kanais-nais na epekto ng mga sangkap na ito, sa hindi bababa sa kanilang maliit na dosis. Ang paggana ng naturang kumplikadong sistema ng hadlang ay sinisiguro ng maraming mga istrukturang enzymatic, ang aktibong impluwensya kung saan posible na baguhin ang kurso ng mga proseso ng pagbabagong-anyo at neutralisasyon ng mga lason. Pero isa na ito sa mga susunod nating paksa. Sa karagdagang pagtatanghal, babalik pa rin tayo sa pagsasaalang-alang ng mga indibidwal na aspeto ng pagbabagong-anyo ng ilang mga nakakalason na sangkap sa katawan sa lawak na ito ay kinakailangan para sa pag-unawa sa mga mekanismo ng molekular ng kanilang biological na pagkilos.
Immunity: ano ito.
Ang pangwakas na layunin ng immune system ay ang pagkasira ng isang dayuhang ahente, na maaaring isang pathogen, isang dayuhang katawan, isang lason na sangkap, o isang degenerated na selula ng mismong organismo. Sa immune system ng mga binuo na organismo, maraming mga paraan upang makita at alisin ang mga dayuhang ahente, ang kanilang kumbinasyon ay tinatawag na immune response.
Ang lahat ng mga anyo ng immune response ay maaaring nahahati sa nakuha at congenital na mga reaksyon.
nakuha ang kaligtasan sa sakit ay nabuo pagkatapos ng "unang pulong" na may isang tiyak na antigen - ang mga cell ng memorya (T-lymphocytes) ay may pananagutan sa pag-iimbak ng impormasyon tungkol sa "pulong" na ito. Ang nakuhang kaligtasan sa sakit ay lubos na tiyak na may kinalaman sa isang partikular na uri ng antigens at nagbibigay-daan sa kanila na sirain nang mas mabilis at mas mahusay sa kaganapan ng isang pangalawang engkwentro.antigens Ang mga molekula na nagdudulot ng mga tiyak na reaksyon ng katawan at itinuturing na mga dayuhang ahente ay tinatawag. Halimbawa, ang mga taong nagkaroon ng bulutong-tubig (tigdas, diphtheria) ay kadalasang nagkakaroon ng panghabambuhay na kaligtasan sa mga sakit na ito.
likas na kaligtasan sa sakit ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahan ng katawan na i-neutralize ang dayuhan at potensyal na mapanganib na biomaterial (microorganism, transplant, toxins, tumor cells, virus-infected cells), na umiiral sa simula, bago ang unang pagpasok ng biomaterial na ito sa katawan.
Morpolohiya ng immune system
Ang immune system ng mga tao at iba pang vertebrates ay isang complex ng mga organo at mga cell na may kakayahang magsagawa ng mga immunological function. Una sa lahat, ang immune response ay isinasagawa ng mga leukocytes. Karamihan sa mga selula ng immune system ay nagmumula sa mga hematopoietic na tisyu. Sa mga matatanda, ang pag-unlad ng mga selulang ito ay nagsisimula sa utak ng buto. Tanging ang mga T-lymphocyte lamang ang nagkakaiba sa loob ng thymus (thymus gland). Ang mga mature na selula ay tumira sa mga lymphoid organ at sa mga hangganan sa kapaligiran, malapit sa balat o sa mga mucous membrane.Ang katawan ng mga hayop na may nakuhang mga mekanismo ng kaligtasan sa sakit ay gumagawa ng maraming uri ng mga tiyak na immune cell, na ang bawat isa ay may pananagutan para sa isang partikular na antigen. Ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga uri ng immune cells ay kinakailangan upang maitaboy ang mga pag-atake ng mga microorganism na maaaring mag-mutate at magbago ng kanilang antigenic na komposisyon. Ang isang makabuluhang bahagi ng mga cell na ito ay kumukumpleto ng kanilang ikot ng buhay nang hindi nakikibahagi sa depensa ng katawan, halimbawa, nang hindi nakakatugon sa mga angkop na antigen.
Pinoprotektahan ng immune system ang katawan mula sa impeksyon sa ilang yugto, na ang bawat yugto ay tumataas ang pagiging tiyak ng proteksyon. Ang pinakasimpleng linya ng depensa ay ang mga pisikal na hadlang (balat, mucous membrane) na pumipigil sa impeksyon - bacteria at virus - mula sa pagpasok sa katawan. Kung ang pathogen ay tumagos sa mga hadlang na ito, ang likas na immune system ay nagsasagawa ng isang intermediate na hindi tiyak na reaksyon dito. Ang likas na immune system ay matatagpuan sa lahat ng mga halaman at hayop. Kung sakaling matagumpay na madaig ng mga pathogen ang epekto ng mga likas na mekanismo ng immune, ang mga vertebrates ay may ikatlong antas ng proteksyon - nakuha na proteksyon sa immune. Ang bahaging ito ng immune system ay umaangkop sa tugon nito sa panahon ng nakakahawang proseso upang mapabuti ang pagkilala sa dayuhang biological na materyal. Ang pinabuting tugon na ito ay nagpapatuloy pagkatapos ng pagtanggal ng pathogen sa anyo ng immunological memory. Pinapayagan nito ang mga mekanismo ng adaptive immunity na bumuo ng isang mas mabilis at mas malakas na tugon sa tuwing lilitaw ang parehong pathogen.
Ang parehong likas at adaptive na kaligtasan sa sakit ay nakasalalay sa kakayahan ng immune system na makilala ang sarili mula sa mga non-self molecule. Sa immunology, ang mga molekula sa sarili ay nauunawaan bilang mga bahagi ng katawan na nagagawang makilala ng immune system mula sa mga dayuhan. Sa kaibahan, ang mga molekula na kinikilala bilang dayuhan ay tinatawag na dayuhan. Ang mga kinikilalang molekula ay tinatawag na antigens, na kasalukuyang tinukoy bilang mga sangkap na nakagapos ng mga partikular na immune receptor ng adaptive immune system.
Mga hadlang sa ibabaw
Ang mga organismo ay protektado mula sa impeksyon sa pamamagitan ng ilang mekanikal, kemikal at biological na mga hadlang.Mga halimbawa mekanikal na mga hadlang Ang waxy coating ng maraming dahon ng halaman, ang exoskeleton ng mga arthropod, mga kabibi, at balat ay maaaring magsilbing unang linya ng depensa laban sa impeksyon. Gayunpaman, ang katawan ay hindi maaaring ganap na ihiwalay mula sa panlabas na kapaligiran, kaya mayroong iba pang mga sistema na nagpoprotekta sa mga panlabas na mensahe ng katawan - ang respiratory, digestive at genitourinary system. Ang mga sistemang ito ay maaaring hatiin sa permanenteng at aktibo bilang tugon sa isang pagsalakay.
Ang isang halimbawa ng patuloy na operating system ay ang maliliit na buhok sa mga dingding ng trachea, na tinatawag na cilia, na gumagawa ng mabilis na paggalaw pataas, nag-aalis ng anumang alikabok, pollen, o iba pang maliliit na dayuhang bagay upang hindi sila makapasok sa mga baga. Katulad nito, ang pagpapaalis ng mga microorganism ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghuhugas ng mga luha at ihi. Ang uhog na itinago sa mga sistema ng paghinga at pagtunaw ay nagsisilbing magbigkis at mag-immobilize ng mga mikroorganismo.
Kung ang patuloy na pagpapatakbo ng mga mekanismo ay hindi sapat, pagkatapos ay ang "emergency" na mga mekanismo ng paglilinis ng katawan, tulad ng pag-ubo, pagbahing, pagsusuka at pagtatae, ay naka-on.Bilang karagdagan dito, mayroong mga hadlang sa proteksyon ng kemikal. Ang balat at mga daanan ng hangin ay naglalabas ng mga antimicrobial peptides (protina)
Ang mga enzyme tulad ng lysozyme at phospholipase A ay matatagpuan sa laway, luha, at gatas ng ina at mayroon ding aktibidad na antimicrobial. Ang paglabas ng vaginal ay nagsisilbing kemikal na hadlang pagkatapos ng pagsisimula ng regla, kapag ito ay bahagyang acidic. Ang tamud ay naglalaman ng mga defensin at zinc upang patayin ang mga pathogen. Sa tiyan, ang hydrochloric acid at proteolytic enzymes ay nagsisilbing makapangyarihang kemikal na proteksiyon na mga kadahilanan laban sa mga natutunaw na mikroorganismo.
Sa genitourinary at gastrointestinal tract mayroong biological na mga hadlang, na kinakatawan ng mga magiliw na mikroorganismo - mga komento. Ang non-pathogenic microflora na umangkop sa pamumuhay sa mga kondisyong ito ay nakikipagkumpitensya sa mga pathogen bacteria para sa pagkain at espasyo, kaya pinipilit silang lumabas sa kanilang mga lugar na hadlang. Binabawasan nito ang posibilidad na ang mga mikrobyo na nagdudulot ng sakit ay umabot sa sapat na bilang upang magdulot ng impeksiyon.likas na kaligtasan sa sakit
Kung ang mikroorganismo ay namamahala na tumagos sa mga pangunahing hadlang, ito ay bumabangga sa mga selula at mga mekanismo ng likas na immune system. Ang likas na pagtatanggol sa immune ay hindi tiyak, iyon ay, ang mga link nito ay kumikilala at tumutugon sa mga dayuhang katawan, anuman ang kanilang mga katangian, ayon sa pangkalahatang tinatanggap na mga mekanismo. Ang sistemang ito ay hindi lumilikha ng pangmatagalang kaligtasan sa isang partikular na impeksiyon.Kabilang sa mga non-specific na immune response ang mga inflammatory response, ang complement system, pati na rin ang mga non-specific na mekanismo ng pagpatay at phagocytosis.
Ang mga mekanismong ito ay tinalakay sa seksyong "Mga Mekanismo", ang sistemang pandagdag - sa seksyong "Mga Molekulo".nakuha ang kaligtasan sa sakit
Ang nakuhang immune system ay lumitaw sa panahon ng ebolusyon ng mas mababang vertebrates. Nagbibigay ito ng mas matinding immune response, pati na rin ang immunological memory, dahil sa kung saan ang bawat dayuhang mikroorganismo ay "naaalala" ng mga antigen na natatangi dito. Ang nakuhang immune system ay antigen-specific at nangangailangan ng pagkilala sa mga partikular na non-self antigens sa isang prosesong tinatawag na antigen presentation. Ang pagtitiyak ng antigen ay nagpapahintulot sa mga reaksyon na maisagawa na nilayon para sa mga partikular na mikroorganismo o mga selulang nahawahan ng mga ito. Ang kakayahang magsagawa ng gayong makitid na naka-target na mga reaksyon ay pinananatili sa katawan ng "mga selula ng memorya". Kung ang isang macroorganism ay nahawaan ng isang mikroorganismo nang higit sa isang beses, ang mga partikular na memory cell na ito ay ginagamit upang mabilis na patayin ang mikroorganismo na iyon.Ang mga cell-effector ng isang partikular na immune response ay tinatalakay sa seksyong "Mga Cell", mga mekanismo para sa pag-deploy ng immune response kasama ng kanilang partisipasyon - sa seksyong "Mga Mekanismo".
Upang palakasin ang immune system, pati na rin bilang isang preventive measure, ang pagpapagaling ng Chinese Goji berries ay makakatulong sa iyo, higit pang mga detalye http://yagodygodzhi.ru/. Kung paano kumikilos ang mga berry na ito sa katawan ay matatagpuan sa artikulo
Alien Chemical Substances (FHCs)) ay tinatawag din xenobiotics(mula sa Greek xenos - alien). Kabilang sa mga ito ang mga compound na, ayon sa kanilang kalikasan at dami, ay hindi likas sa isang natural na produkto, ngunit maaaring idagdag upang mapabuti ang teknolohiya, mapanatili o mapabuti ang kalidad ng produkto, o maaari silang mabuo sa produkto bilang resulta ng teknolohiya. pagproseso at pag-iimbak, gayundin kapag ang mga kontaminado mula sa kapaligiran ay pumasok. Mula sa kapaligiran, 30-80% ng kabuuang halaga ng mga dayuhang kemikal ang pumapasok sa katawan ng tao kasama ng pagkain.
Ang mga dayuhang sangkap ay maaaring uriin ayon sa likas na katangian ng pagkilos, toxicity at antas ng panganib.
Sa pamamagitan ng likas na katangian ng pagkilos Ang PCV na pumapasok sa katawan kasama ang pagkain ay maaaring:
magbigay pangkalahatang nakakalason aksyon;
magbigay allergic pagkilos (paramdamin ang katawan);
magbigay carcinogenic pagkilos (nagdudulot ng mga malignant na tumor);
magbigay embryotoxic aksyon (epekto sa pag-unlad ng pagbubuntis at fetus);
magbigay teratogenic aksyon (malformations ng fetus at ang kapanganakan ng mga supling na may mga deformities);
magbigay gonadotoxic aksyon (ginulo ang reproductive function, i.e. guluhin ang function ng reproduction);
mas mababa mga puwersang nagtatanggol organismo;
bilisan mga proseso ng pagtanda;
masamang epekto pantunaw At asimilasyon mga sangkap ng pagkain.
Potoxicity, pagkilala sa kakayahan ng isang sangkap na magdulot ng pinsala sa katawan, isaalang-alang ang dosis, dalas, paraan ng pagpasok ng nakakapinsalang sangkap at ang larawan ng pagkalason.
Ayon sa antas ng panganib ang mga dayuhang sangkap ay nahahati sa lubhang nakakalason, lubhang nakakalason, katamtamang nakakalason, mababang nakakalason, halos hindi nakakalason at halos hindi nakakapinsala.
Ang pinaka-pinag-aralan ay ang mga talamak na epekto ng mga nakakapinsalang sangkap na may direktang epekto. Lalo na mahirap suriin ang mga talamak na epekto ng PCV sa katawan ng tao at ang mga pangmatagalang epekto nito.
Ang mga nakakapinsalang epekto sa katawan ay maaaring magkaroon ng:
· mga produktong naglalaman ng mga additives ng pagkain (mga tina, preservative, antioxidant, atbp.) - hindi nasubok, hindi awtorisado o ginagamit sa mataas na dosis;
· mga produkto o indibidwal na sangkap ng pagkain na nakuha ng bagong teknolohiya, sa pamamagitan ng kemikal o microbiological synthesis, hindi nasubok o ginawa sa paglabag sa teknolohiya o mula sa substandard na hilaw na materyales;
· mga residue ng pestisidyo na nasa mga produkto ng pananim o hayop na nakuha gamit ang feed o tubig na kontaminado ng mataas na konsentrasyon ng mga pestisidyo o kaugnay ng paggamot sa mga hayop gamit ang mga pestisidyo;
· mga produktong pananim na nakuha gamit ang hindi inaprubahan, hindi awtorisado o hindi makatwiran na paggamit ng mga pataba at tubig sa irigasyon (mineral fertilizers at iba pang agrochemical, solid at likidong dumi mula sa industriya at pag-aalaga ng hayop, domestic wastewater, putik mula sa sewage treatment plants, atbp.);
· Mga produktong hayop at manok na nakuha gamit ang hindi pa nasubok, hindi awtorisado o hindi wastong inilapat ang mga additives at preservative ng feed (mineral at nitrogen additives, growth stimulants - antibiotics, hormonal preparations, atbp.). Kasama sa grupong ito ang kontaminasyon sa pagkain na nauugnay sa mga hakbang sa pag-iwas at panterapeutika ng beterinaryo (antibiotics, anthelmintic at iba pang mga gamot);
· mga nakakalason na lumilipat sa mga produkto mula sa kagamitan, kagamitan, imbentaryo, lalagyan, packaging kapag gumagamit ng hindi naaprubahan o hindi awtorisadong mga plastik, polymeric, goma o iba pang materyales;
· mga nakakalason na sangkap na nabuo sa mga produktong pagkain sa panahon ng paggamot sa init, paninigarilyo, pagprito, pagproseso ng enzymatic, pagkakalantad sa ionizing radiation, atbp.;
· mga produktong pagkain na naglalaman ng mga nakakalason na sangkap na lumipat mula sa kapaligiran: hangin sa atmospera, lupa, anyong tubig (mga mabibigat na metal, dioxin, polycyclic aromatic hydrocarbons, radionuclides, atbp.). Kasama sa pangkat na ito ang pinakamalaking bilang ng mga FHV.
Isa sa mga posibleng paraan para makapasok ang HCI ng pagkain mula sa kapaligiran ay ang pagsama sa kanila sa food chain.
"Mga Kadena ng Pagkain" kumakatawan sa isa sa mga pangunahing anyo ng pagkakaugnay sa pagitan ng mga indibidwal na organismo, na ang bawat isa ay nagsisilbing pagkain para sa iba pang mga species. Sa kasong ito, ang isang tuluy-tuloy na serye ng mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap ay nangyayari sa magkakasunod na mga link na "prey-predator". Ang mga pangunahing variant ng naturang mga circuit ay ipinapakita sa Fig. 2. Ang pinakasimpleng mga kadena ay maaaring isaalang-alang kung saan ang mga pollutant ay nagmumula sa lupa patungo sa mga produkto ng halaman (mushroom, herbs, gulay, prutas, cereal) bilang resulta ng pagdidilig ng mga halaman, paggamot ng mga pestisidyo, atbp., na naipon sa kanila, at pagkatapos ay pumasok. na may pagkain sa organismo ng tao.
Mas kumplikado ang mga "chain", kung saan mayroong ilang mga link. Halimbawa, damo - herbivores - tao o butil - ibon at hayop - tao. Ang pinaka-kumplikadong "mga kadena ng pagkain", bilang panuntunan, ay nauugnay sa kapaligiran ng tubig.
kanin. 2. Mga opsyon para sa pagpasok ng PCV sa katawan ng tao sa pamamagitan ng food chain
Ang mga sangkap na natunaw sa tubig ay nakuha ng phytoplankton, ang huli ay nasisipsip ng zooplankton (protozoa, crustaceans), pagkatapos ay hinihigop ng "mapayapa" at pagkatapos ay mandaragit na isda, na pumapasok sa katawan ng tao kasama nila. Ngunit ang kadena ay maaaring ipagpatuloy sa pamamagitan ng pagkain ng isda ng mga ibon at omnivores, at pagkatapos lamang ang mga nakakapinsalang sangkap ay pumasok sa katawan ng tao.
Ang isang tampok ng "mga kadena ng pagkain" ay na sa bawat kasunod na link mayroong isang cumulation (akumulasyon) ng mga pollutants sa isang mas malaking halaga kaysa sa nakaraang link. Kaya, ang konsentrasyon ng mga radioactive substance sa mushroom ay maaaring 1,000-10,000 beses na mas mataas kaysa sa lupa. Kaya, ang mga produktong pagkain na pumapasok sa katawan ng tao ay maaaring maglaman ng napakataas na konsentrasyon ng HCV.
Upang maprotektahan ang kalusugan ng tao mula sa mga nakakapinsalang epekto ng mga dayuhang sangkap na pumapasok sa katawan kasama ng pagkain, ang ilang mga limitasyon ay nakatakda upang magarantiya ang kaligtasan ng paggamit ng mga produkto na naglalaman ng mga dayuhang sangkap.
Ang mga pangunahing prinsipyo para sa pagprotekta sa kapaligiran at pagkain mula sa mga dayuhang kemikal ay kinabibilangan ng:
· regulasyon sa kalinisan ng nilalaman ng mga kemikal sa mga bagay sa kapaligiran (hangin, tubig, lupa, mga produktong pagkain) at ang pagbuo ng sanitary legislation sa kanilang batayan (sanitary rules, atbp.);
· pag-unlad ng mga bagong teknolohiya sa iba't ibang mga industriya at agrikultura, na minimal na nagpaparumi sa kapaligiran (kapalit ng mga partikular na mapanganib na kemikal na hindi gaanong nakakalason at hindi matatag sa kapaligiran; sealing at automation ng mga proseso ng produksyon; paglipat sa produksyon na walang basura, mga closed cycle, atbp. .);
· pagpapakilala ng mga epektibong pasilidad sa sanitary sa mga negosyo upang mabawasan ang mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa kapaligiran, neutralisahin ang wastewater, solidong basura, atbp.;
· pag-unlad at pagpapatupad sa panahon ng pagtatayo ng mga nakaplanong hakbang upang maiwasan ang polusyon sa kapaligiran (pagpili ng isang site para sa pagtatayo ng isang bagay, paglikha ng isang sanitary protection zone, atbp.);
· pagpapatupad ng sanitary at epidemiological na pangangasiwa ng estado ng mga bagay na nagpaparumi sa hangin sa atmospera, mga katawan ng tubig, lupa, mga hilaw na materyales ng pagkain;
· Pagpapatupad ng estado sanitary at epidemiological na pangangasiwa ng mga pasilidad kung saan ang kontaminasyon ng mga hilaw na materyales ng pagkain at mga pagkain na may FCM ay maaaring mangyari (mga negosyo sa industriya ng pagkain, mga negosyong pang-agrikultura, mga bodega ng pagkain, mga negosyo sa pampublikong pagtutustos ng pagkain, atbp.).
Ang kakayahang magamit ng epekto ng pagkain sa katawan ng tao ay dahil hindi lamang sa pagkakaroon ng enerhiya at mga plastik na materyales, kundi pati na rin sa isang malaking halaga ng pagkain, kabilang ang mga menor de edad na sangkap, pati na rin ang mga non-alimentary compound. Ang huli ay maaaring magkaroon ng pharmacological activity o masamang epekto.
Ang konsepto ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap ay kinabibilangan, sa isang banda, ang mga proseso ng kanilang transportasyon, metabolismo, at toxicity, at, sa kabilang banda, ang posibilidad ng impluwensya ng mga indibidwal na nutrients at ang kanilang mga complex sa mga sistemang ito, na sa huli ay nagsisiguro ang neutralisasyon at pag-aalis ng xenobiotics. Gayunpaman, ang ilan sa kanila ay lubos na lumalaban sa biotransformation at nakakapinsala sa kalusugan. Sa bagay na ito, dapat ding tandaan ang termino. detox - ang proseso ng neutralisasyon sa loob ng biological system ng mga mapaminsalang sangkap na nakapasok dito. Sa kasalukuyan, ang isang sapat na malaking pang-agham na materyal ay naipon sa pagkakaroon ng mga pangkalahatang mekanismo ng toxicity at biotransformation ng mga dayuhang sangkap, na isinasaalang-alang ang kanilang kemikal na kalikasan at ang estado ng katawan. Karamihan sa pinag-aralan mekanismo ng two-phase detoxification ng xenobiotics.
Sa unang yugto, bilang tugon ng katawan, nangyayari ang kanilang metabolic transformations sa iba't ibang intermediate compound. Ang yugtong ito ay nauugnay sa pagpapatupad ng mga enzymatic na reaksyon ng oksihenasyon, pagbabawas at hydrolysis, na kadalasang nangyayari sa mga mahahalagang organo at tisyu: atay, bato, baga, dugo, atbp.
Oksihenasyon xenobiotics catalyze microsomal liver enzymes na may partisipasyon ng cytochrome P-450. Ang enzyme ay may malaking bilang ng mga partikular na isoform, na nagpapaliwanag sa iba't ibang mga nakakalason na sumasailalim sa oksihenasyon.
Pagbawi isinasagawa kasama ang pakikilahok ng NADON-dependent flavoprotein at cytochrome P-450. Ang isang halimbawa ay ang pagbabawas ng reaksyon ng mga compound ng nitro at azo sa mga amine, mga ketone sa mga pangalawang alkohol.
hydrolytic decomposition bilang panuntunan, ang mga ester at amida ay napapailalim sa kasunod na de-esterification at deamination.
Ang mga paraan sa itaas ng biotransformation ay humantong sa mga pagbabago sa xenobiotic molecule - polarity, solubility, atbp pagtaas. Ito ay nag-aambag sa kanilang pag-alis mula sa katawan, pagbawas o pagkawala ng nakakalason na epekto.
Gayunpaman, ang mga pangunahing metabolite ay maaaring lubos na reaktibo at mas nakakalason kaysa sa mga nakakalason na sangkap ng magulang. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na metabolic activation. Ang mga reaktibong metabolite ay umaabot sa mga target na cell, na nag-trigger ng isang chain ng pangalawang catabiochemical na proseso na pinagbabatayan ng mekanismo ng hepatotoxic, nephrotoxic, carcinogenic, mutagenic, immunogenic effect at mga kaugnay na sakit.
Ang partikular na kahalagahan kapag isinasaalang-alang ang toxicity ng xenobiotics ay ang pagbuo ng mga libreng radikal na intermediate na mga produkto ng oksihenasyon, na, kasama ang paggawa ng mga reaktibo na metabolite ng oxygen, ay humahantong sa induction ng lipid peroxidation (LPO) ng mga biological membrane at pinsala sa mga buhay na selula. Sa kasong ito, ang isang mahalagang papel ay ibinibigay sa estado ng antioxidant system ng katawan.
Ang ikalawang yugto ng detoxification ay nauugnay sa tinatawag na conjugation reaksyon. Ang isang halimbawa ay ang mga nagbubuklod na reaksyon ng aktibong -OH; -NH 2 ; -COOH; SH-mga pangkat ng xenobiotic metabolites. Ang mga enzyme ng pamilya ng glutathione transferases, glucuronyl transferases, sulfotransferases, acyl transferases, atbp. ay ang pinakaaktibong bahagi sa mga reaksyon ng neutralisasyon.
Sa fig. 6 ay isang pangkalahatang diagram ng metabolismo at mekanismo ng toxicity ng mga dayuhang sangkap.
kanin. 6.
Ang metabolismo ng xenobiotics ay maaaring maimpluwensyahan ng maraming mga kadahilanan: genetic, physiological, environmental factor, atbp.
Ito ay may teoretikal at praktikal na interes na pag-isipan ang papel ng mga indibidwal na sangkap ng pagkain sa regulasyon ng mga proseso ng metabolic at ang pagpapatupad ng toxicity ng mga dayuhang sangkap. Ang ganitong pakikilahok ay maaaring isagawa sa mga yugto ng pagsipsip sa gastrointestinal tract, sirkulasyon ng hepato-intestinal, transportasyon ng dugo, lokalisasyon sa mga tisyu at mga selula.
Kabilang sa mga pangunahing mekanismo ng biotransformation ng xenobiotics, ang mga proseso ng conjugation na may pinababang glutathione - T-y-glutamyl-B-cysteinyl glycine (TSH) - ang pangunahing bahagi ng thiol ng karamihan sa mga nabubuhay na selula, ay napakahalaga. Ang TSH ay may kakayahang bawasan ang mga hydroperoxide sa reaksyon ng glutathione peroxidase at isang cofactor sa formaldehyde dehydrogenase at glyoxylase. Ang konsentrasyon nito sa cell (cell pool) ay higit na nakasalalay sa nilalaman ng protina at sulfur-containing amino acids (cysteine at methionine) sa diyeta, kaya ang kakulangan ng mga nutrients na ito ay nagpapataas ng toxicity ng isang malawak na hanay ng mga mapanganib na kemikal. .
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng istraktura at pag-andar ng isang buhay na cell sa ilalim ng impluwensya ng mga aktibong metabolite ng oxygen at mga produkto ng libreng radikal na oksihenasyon ng mga dayuhang sangkap ay itinalaga sa antioxidant system ng katawan. Binubuo ito ng mga sumusunod na pangunahing sangkap: superoxide dismutase (SOD), nabawasan ang glutathione, ilang anyo ng glutathione-B-transferase, bitamina E, C, p-carotene, ang trace element na selenium - bilang isang cofactor ng glutathione peroxidase, pati na rin ang non-alimentary food components - isang malawak na hanay ng phytocompounds (bioflavonoids ).
Ang bawat isa sa mga compound na ito ay may partikular na pagkilos sa pangkalahatang metabolic pipeline na bumubuo ng antioxidant defense system ng katawan:
- SOD, sa dalawang anyo nito - cytoplasmic Cu-Zn-SOD at mitochondrial-Mn-dependent, catalyzes ang dismutation reaksyon ng 0 2 _ sa hydrogen peroxide at oxygen;
- Ang ESH (isinasaalang-alang ang mga pag-andar nito sa itaas) ay nagpapatupad ng pagkilos nito sa ilang direksyon: pinapanatili nito ang mga sulfhydryl na grupo ng mga protina sa isang pinababang estado, nagsisilbing proton donor para sa glutathione peroxidase at glutathione-B-transferase, gumaganap bilang isang non-specific non -enzymatic quencher ng oxygen free radicals, kalaunan ay nagiging oxidative glutathione (TSSr). Ang pagbawas nito ay na-catalyzed ng natutunaw na NADPH-dependent glutathione reductase, ang coenzyme na kung saan ay bitamina B2, na tumutukoy sa papel ng huli sa isa sa mga xenobiotic biotransformation pathway.
Bitamina E (os-tocopherol). Ang pinakamahalagang papel sa sistema ng regulasyon ng LPO ay kabilang sa bitamina E, na neutralisahin ang mga libreng radikal ng mga fatty acid at pinababang mga metabolite ng oxygen. Ang proteksiyon na papel ng tocopherol ay ipinapakita sa ilalim ng impluwensya ng isang bilang ng mga pollutant sa kapaligiran na nagdudulot ng lipid peroxidation: ozone, NO 2 , CC1 4 , Cd, Pb, atbp.
Kasama ng aktibidad ng antioxidant, ang bitamina E ay may mga anticarcinogenic properties - pinipigilan nito ang N-nitrosation ng pangalawang at tertiary amines sa gastrointestinal tract na may pagbuo ng carcinogenic N-nitrosamines, may kakayahang hadlangan ang mutagenicity ng xenobiotics, at nakakaapekto sa aktibidad ng sistema ng monooxygenase.
Bitamina C. Ang antioxidant effect ng ascorbic acid sa ilalim ng mga kondisyon ng pagkakalantad sa mga nakakalason na sangkap na nagdudulot ng lipid peroxidation ay nagpapakita ng sarili sa isang pagtaas sa antas ng cytochrome P-450, ang aktibidad ng reductase nito at ang rate ng hydroxylation ng mga substrate sa microsomes ng atay.
Ang pinakamahalagang katangian ng bitamina C na nauugnay sa metabolismo ng mga dayuhang compound ay din:
- ang kakayahang pagbawalan ang covalent binding sa macromolecules ng mga aktibong intermediate compound ng iba't ibang xenobiotics - acetomioonophen, benzene, phenol, atbp.;
- block (katulad ng bitamina E) nitrosation ng mga amin at ang pagbuo ng mga carcinogenic compound sa ilalim ng impluwensya ng nitrite.
Maraming mga dayuhang sangkap, tulad ng mga bahagi ng usok ng tabako, ang nag-oxidize ng ascorbic acid upang mag-dehydroascorbate, sa gayon ay binabawasan ang nilalaman nito sa katawan. Ang mekanismong ito ay ang batayan para sa pagtukoy ng pagkakaroon ng bitamina C sa mga naninigarilyo, organisadong grupo, kabilang ang mga manggagawang pang-industriya na nakikipag-ugnay sa mga nakakapinsalang banyagang sangkap.
Para sa pag-iwas sa chemical carcinogenesis, ang nagwagi ng Nobel Prize na si L. Pauling ay nagrekomenda ng paggamit ng megadoses na lumampas sa pang-araw-araw na kinakailangan ng 10 o higit pang beses. Ang pagiging posible at pagiging epektibo ng mga naturang halaga ay nananatiling kontrobersyal, dahil ang saturation ng mga tisyu ng katawan ng tao sa ilalim ng mga kondisyong ito ay ibinibigay ng pang-araw-araw na paggamit ng 200 mg ng ascorbic acid.
Ang mga non-alimentary na bahagi ng pagkain na bumubuo sa antioxidant system ng katawan ay kinabibilangan ng dietary fiber at biologically active phytocompounds.
hibla ng pagkain. Kabilang dito ang cellulose, hemicellulose, pectins at lignin, na mula sa gulay at hindi apektado ng digestive enzymes.
Maaaring maapektuhan ng dietary fiber ang biotransformation ng mga dayuhang sangkap sa mga sumusunod na lugar:
- nakakaapekto sa bituka peristalsis, mapabilis ang pagpasa ng mga nilalaman at sa gayon ay bawasan ang oras ng pakikipag-ugnay ng mga nakakalason na sangkap sa mauhog lamad;
- baguhin ang komposisyon ng microflora at ang aktibidad ng microbial enzymes na kasangkot sa metabolismo ng xenobiotics o ang kanilang mga conjugates;
- nagtataglay ng mga katangian ng adsorption at cation-exchange, na ginagawang posible na magbigkis ng mga ahente ng kemikal, maantala ang kanilang pagsipsip at mapabilis ang paglabas mula sa katawan. Ang mga katangiang ito ay nakakaapekto rin sa sirkulasyon ng hepato-intestinal at tinitiyak ang metabolismo ng mga xenobiotics na pumapasok sa katawan sa iba't ibang paraan.
Ipinakita ng mga eksperimento at klinikal na pag-aaral na ang pagsasama ng cellulose, carrageenine, guar gum, pectin, wheat bran sa diyeta ay humahantong sa pagsugpo ng (3-glucuronidase at mucinase ng mga bituka microorganism. Ang epektong ito ay dapat isaalang-alang bilang isa pang kakayahan ng dietary fiber upang baguhin ang mga dayuhang sangkap sa pamamagitan ng pagpigil sa hydrolysis ng mga conjugates ng mga sangkap na ito, pag-alis sa kanila mula sa sirkulasyon ng hepato-bituka at pagtaas ng paglabas mula sa katawan na may mga produktong metabolic.
May katibayan ng kakayahan ng mababang methoxyl pectin na magbigkis ng mercury, cobalt, lead, nickel, cadmium, manganese at strontium. Gayunpaman, ang kakayahang ito ng mga indibidwal na pectin ay nakasalalay sa kanilang pinagmulan at nangangailangan ng pag-aaral at piling aplikasyon. Kaya, halimbawa, ang citrus pectin ay hindi nagpapakita ng isang nakikitang epekto ng adsorption, bahagyang nag-activate (3-glucuronidase ng bituka microflora, ay nailalarawan sa pamamagitan ng kawalan ng mga preventive properties sa sapilitan na carcinogenesis ng kemikal.
Biologically active phytocompounds. Ang neutralisasyon ng mga nakakalason na sangkap na may pakikilahok ng phytocompounds ay nauugnay sa kanilang mga pangunahing katangian:
- nakakaapekto sa mga proseso ng metabolic at neutralisahin ang mga dayuhang sangkap;
- may kakayahang magbigkis ng mga libreng radikal at reaktibong metabolite ng xenobiotics;
- pinipigilan ang mga enzyme na nagpapagana ng mga dayuhang sangkap at nagpapagana ng mga enzyme ng detoxification.
Marami sa mga natural na phytocompounds ay may mga partikular na katangian bilang mga inducers o inhibitors ng mga nakakalason na ahente. Ang mga organikong compound na nakapaloob sa zucchini, cauliflower at Brussels sprouts, ang broccoli ay maaaring mag-udyok sa metabolismo ng mga dayuhang sangkap, na kung saan ay nakumpirma sa pamamagitan ng pagpabilis ng metabolismo ng phenacetin, ang pagpabilis ng kalahating buhay ng antipyrine sa plasma ng dugo ng mga paksa. na nakatanggap ng mga gulay na cruciferous na may diyeta.
Ang partikular na atensyon ay iginuhit sa mga katangian ng mga compound na ito, pati na rin ang phytocompounds ng tsaa at kape - catechins at diterpenes (capheol at cafestol) upang pasiglahin ang aktibidad ng monooxygenase system at glutathione-S-transferase ng atay at bituka mucosa. Pinagbabatayan ng huli ang kanilang antioxidant effect kapag nalantad sa mga carcinogens at aktibidad na anticancer.
Tila angkop na pag-isipan ang biological na papel ng iba pang mga bitamina sa mga proseso ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap na hindi nauugnay sa antioxidant system.
Maraming mga bitamina ang gumaganap ng mga function ng mga coenzymes nang direkta sa mga sistema ng enzyme na nauugnay sa pagpapalitan ng mga xenobiotics, pati na rin sa mga biosynthesis enzymes ng mga bahagi ng biotransformation system.
Thiamine (bitamina Bt). Ito ay kilala na ang kakulangan sa thiamine ay nagdudulot ng pagtaas sa aktibidad at nilalaman ng mga bahagi ng monooxygenase system, na itinuturing na isang hindi kanais-nais na kadahilanan na nag-aambag sa metabolic activation ng mga dayuhang sangkap. Samakatuwid, ang pagkakaloob ng diyeta na may mga bitamina ay maaaring maglaro ng isang tiyak na papel sa mekanismo ng detoxification ng xenobiotics, kabilang ang mga lason sa industriya.
Riboflavin (bitamina B 2). Ang mga pag-andar ng riboflavin sa mga proseso ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap ay natanto pangunahin sa pamamagitan ng mga sumusunod na proseso ng metabolic:
- pakikilahok sa metabolismo ng microsomal flavoproteins NADPH-cytochrome P-450 reductase, NADPH-cytochrome-b 5 - reductase;
- tinitiyak ang gawain ng mga aldehyde oxidases, pati na rin ang glutathione reductase sa pamamagitan ng coenzymatic na papel ng FAD kasama ang pagbuo ng TSH mula sa oxidized glutathione.
Ipinakita ng mga eksperimento sa hayop na ang kakulangan sa bitamina ay humahantong sa pagbawas sa aktibidad ng UDP-glucuronyltransferase sa mga microsome ng atay, batay sa pagbaba sa rate ng glucuronide conjugation ng /7-nitrophenol at o-aminophenol. Mayroong katibayan ng pagtaas sa nilalaman ng cytochrome P-450 at ang rate ng hydroxylation ng aminopyrine at aniline sa microsomes na may kakulangan sa alimentary ng riboflavin sa mga daga.
Cobalamins (bitamina B 12) at folic acid. Ang synergistic na epekto ng mga itinuturing na bitamina sa mga proseso ng biotransformation ng xenobiotics ay ipinaliwanag ng lipotropic effect ng complex ng mga nutrients na ito, ang pinakamahalagang elemento kung saan ay ang pag-activate ng glutathione-B-transferase at organic induction ng monooxygenase system.
Ipinakita ng mga klinikal na pagsubok ang pag-unlad ng kakulangan sa bitamina B 12 kapag nalantad sa nitrous oxide, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng oksihenasyon ng CO 2+ sa CO e+ corrin ring ng cobalamin at hindi aktibo nito. Ang huli ay nagiging sanhi ng kakulangan ng folic acid, na batay sa kakulangan ng pagbabagong-buhay ng mga metabolically active form nito sa ilalim ng mga kondisyong ito.
Ang mga coenzymatic form ng tetrahydrofolic acid, kasama ang bitamina B 12 at Z-methionine, ay kasangkot sa oksihenasyon ng formaldehyde, kaya ang kakulangan ng mga bitamina na ito ay maaaring humantong sa pagtaas ng toxicity ng formaldehyde, iba pang mga one-carbon compound, kabilang ang methanol.
Sa pangkalahatan, maaari itong tapusin na ang nutritional factor ay maaaring maglaro ng isang mahalagang papel sa mga proseso ng biotransformation ng mga dayuhang sangkap at ang pag-iwas sa kanilang masamang epekto sa katawan. Maraming teoretikal na materyal at makatotohanang data ang naipon sa direksyong ito, gayunpaman, maraming mga katanungan ang nananatiling bukas at nangangailangan ng karagdagang pang-eksperimentong pag-aaral at klinikal na kumpirmasyon.
Kinakailangan na bigyang-diin ang pangangailangan para sa mga praktikal na paraan upang ipatupad ang preventive role ng nutrition factor sa mga proseso ng metabolismo ng mga dayuhang sangkap. Kabilang dito ang pagbuo ng mga diyeta na nakabatay sa ebidensya para sa mga piling populasyon kung saan may panganib na malantad sa iba't ibang xenobiotics ng pagkain at mga complex ng mga ito sa anyo ng mga pandagdag sa pandiyeta, mga espesyal na pagkain at diyeta.