Segítségével a szervezet semlegesíti az idegen anyagokat. Az emberi test védőereje. Az immunitás, típusai. Vakcinák és szérumok. Enzimek és indukciójuk
A vér kialakult elemekből áll - vörösvérsejtek, leukociták, vérlemezkék és plazma folyadék.
vörös vérsejtek A legtöbb emlős sejtmagvú sejtjei 30-120 napig élnek.
Az oxigénnel kombinálva a vörösvértestekben lévő hemoglobin oxihemoglobint képez, amely oxigént szállít a szövetekbe és szén-dioxidot a szövetekből a tüdőbe. Szarvasmarhában 1 mm3-ben 5-7 millió, juhban 7-9, sertésben 5-8, lóban 8-10 millió vörösvérsejt található.
Leukocitákönálló mozgásra képes, áthalad a kapillárisok falain. Két csoportra oszthatók: szemcsés - granulociták és nem szemcsés - agranulociták. A granulált leukociták eozinofilekre, bazofilekre és neutrofilekre oszthatók. Az eozinofilek semlegesítik az idegen fehérjéket. A bazofilek biológiailag aktív anyagokat szállítanak és részt vesznek a véralvadásban. A neutrofilek fagocitózist hajtanak végre - a mikrobák és az elhalt sejtek felszívódását.
Agranulociták limfocitákból és monocitákból áll. Méret szerint a limfociták nagy, közepes és kicsi, funkciójuk szerint pedig B-limfocitákra és T-limfocitákra oszthatók. A B-limfociták vagy immunociták védőfehérjéket képeznek - antitesteket, amelyek semlegesítik a mikrobák és vírusok mérgeit. A T-limfociták vagy csecsemőmirigy-dependens limfociták felismerik a szervezetben lévő idegen anyagokat, és a B-limfociták segítségével szabályozzák a védőfunkciókat. A monociták fagocitózisra képesek, felszívják az elhalt sejteket, mikrobákat és idegen részecskéket.
Vérlemezek részt vesz a véralvadásban, és szerotonint választ ki, ami összehúzza az ereket.
A vér a nyirok- és szövetfolyadékkal együtt a test belső környezetét alkotja. A normál életkörülményekhez állandó belső környezet fenntartása szükséges. A szervezet viszonylag állandó szinten tartja a vér és a szövetfolyadék mennyiségét, az ozmotikus nyomást, a vér és a szövetfolyadék reakcióját, a testhőmérsékletet stb fizikai tulajdonságok a belső környezetet ún homeosztázis. Fenntartását a szervezet szerveinek és szöveteinek folyamatos működése biztosítja.
A plazma fehérjéket, glükózt, lipideket, tej- és piroszőlősavat, nem fehérjetartalmú nitrogéntartalmú anyagokat, ásványi sókat, enzimeket, hormonokat, vitaminokat, pigmenteket, oxigént, szén-dioxidot, nitrogént tartalmaz. A plazmában a legtöbb fehérje (6-8%) albumin és globulin. A fibrogén globulin részt vesz a véralvadásban. A fehérjék, amelyek onkotikus nyomást hoznak létre, fenntartják a normál vérmennyiséget és állandó mennyiségű vizet a szövetekben. Az antitestek gamma-globulinokból képződnek, amelyek immunitást hoznak létre a szervezetben, és megvédik a baktériumoktól és vírusoktól.
A vér a következő funkciókat látja el:
- tápláló- szállítja a tápanyagokat (fehérjék, szénhidrátok, lipidek, valamint vitaminok, hormonok, ásványi sók és víz lebomlási termékeit) emésztőrendszer a test sejtjeinek;
- kiválasztó- anyagcseretermékek eltávolítása a testsejtekből. A sejtekből bejutnak a szövetfolyadékba, onnan pedig a nyirokba és a vérbe. A vér a kiválasztó szervekhez - a vesékhez és a bőrhöz - szállítja és eltávolítja a szervezetből;
- légúti- oxigént szállít a tüdőből a szövetekbe, a bennük képződő szén-dioxidot pedig a tüdőbe. A tüdő kapillárisain áthaladva a vér szén-dioxidot bocsát ki és oxigént szív fel;
- szabályozó- humorális kommunikációt folytat a szervek között. Az endokrin mirigyek hormonokat választanak ki a vérbe. Ezeket az anyagokat a vér viszi a szervezetbe, hatnak a szervekre, megváltoztatva azok aktivitását;
- védő. A vér leukocitái képesek felszívni a mikrobákat és más, a szervezetbe jutó idegen anyagokat, amelyek akkor képződnek, amikor a mikrobák, azok mérgei, idegen fehérjék és egyéb anyagok behatolnak a vérbe vagy a nyirokba. Az antitestek jelenléte a szervezetben biztosítja immunitását;
- hőszabályozó. A vér a folyamatos keringésnek és a nagy hőkapacitásnak köszönhetően hőszabályozást végez. Egy működő szervben az anyagcsere következtében hőenergia szabadul fel. A vér felveszi a hőt és eloszlik a szervezetben, aminek eredményeként a vér elősegíti a hő elterjesztését az egész testben és egy bizonyos testhőmérséklet fenntartását.
Nyugalomban lévő állatoknál a vér körülbelül fele az erekben kering, a másik fele pedig a lépben, a májban, a bőrben marad vissza – a vérraktárban. Ha szükséges, a szervezet vért szállít a véráramba. Az állatok termésmennyisége átlagosan a testtömeg 8%-a. A vér 1/3-1/2 részének elvesztése az állat halálához vezethet.
Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.
Kapcsolatban áll
osztálytársak
További anyagok a témában
Idegen vegyi anyagok (FCS)) is hívják xenobiotikumok(a görög xenos - idegen szóból). Ide tartoznak azok a vegyületek, amelyek természetüknél és mennyiségüknél fogva nem a természetes termékben rejlenek, de a technológia javítása, a termék minőségének megőrzése vagy javítása céljából hozzáadhatók, vagy technológiai feldolgozás eredményeként képződhetnek a termékben. és tárolás, valamint az abból származó szennyeződéstől környezet. A környezetből az összes idegen anyag 30-80%-a élelmiszerrel kerül az emberi szervezetbe. vegyi anyagok.
Az idegen anyagok hatás jellegük, toxicitásuk és veszélyességi fokuk szerint osztályozhatók.
A cselekvés jellege A táplálékkal a szervezetbe kerülő CHC-k:
· biztosítani általános mérgező akció;
· biztosítani allergiás akció (szenzibilizálja a testet);
· biztosítani rákkeltő akció (rosszindulatú daganatokat okoz);
· biztosítani embriotoxikus akció (hatás a terhesség és a magzat fejlődésére);
· biztosítani teratogén cselekvés (magzati fejlődési rendellenességek és deformitásokkal járó utódok születése);
· biztosítani gonadotoxikus cselekvés (a reproduktív funkció megzavarása, azaz a reproduktív funkció megzavarása);
· Alsó védőerők test;
· felgyorsul öregedési folyamatok;
· káros hatással emésztésÉs asszimiláció tápanyagok.
Potoxicitás, egy anyag szervezetkárosító képességét jellemzi, figyelembe veszi a káros anyag dózisát, gyakoriságát, bejutásának módját és a mérgezés mintáját.
Veszélyességi fok szerint Az idegen anyagokat rendkívül mérgező, erősen mérgező, közepesen mérgező, alacsony toxikus, gyakorlatilag nem mérgező és gyakorlatilag ártalmatlan anyagokra osztják.
A leginkább vizsgált káros anyagok akut hatásai, amelyek közvetlen hatást fejtenek ki. Különösen nehéz felmérni a CCI krónikus hatásait az emberi szervezetre és azok hosszú távú következményeit.
Az alábbiak káros hatással lehetnek a szervezetre:
· élelmiszer-adalékanyagokat (színezékeket, tartósítószereket, antioxidánsokat stb.) tartalmazó termékek - nem tesztelt, nem engedélyezett vagy nagy dózisban használt;
· új technológiával, kémiai vagy mikrobiológiai szintézissel előállított termékek vagy egyedi élelmiszer-anyagok, amelyeket nem vizsgáltak, nem állítottak elő technológia megszegésével vagy nem megfelelő alapanyagokból;
· peszticid-maradékok a növényi vagy állati termékekben, amelyeket nagy koncentrációjú peszticidekkel szennyezett takarmányból vagy vízből nyernek, vagy az állatok peszticidekkel való kezelésével összefüggésben;
· nem vizsgált, nem engedélyezett vagy irracionálisan használt műtrágyák és öntözővizek felhasználásával nyert növényi termékek ( ásványi műtrágyákés egyéb mezőgazdasági vegyszerek, szilárd és folyékony ipari és állattenyésztési hulladékok, háztartási szennyvíz, iszap kezelő létesítmények satöbbi.);
· nem tesztelt, nem engedélyezett vagy helytelenül használt takarmány-adalékanyagok és tartósítószerek (ásványi és nitrogén adalékok, növekedésserkentők - antibiotikumok, hormonális gyógyszerek stb.) felhasználásával előállított állat- és baromfitermékek. Ebbe a csoportba tartozik az állat-egészségügyi, megelőző és terápiás intézkedésekkel kapcsolatos termékek szennyeződése (antibiotikumok, féreghajtók és egyéb gyógyszerek);
· mérgező anyagok, amelyek nem tesztelt vagy nem engedélyezett műanyagok, polimerek, gumi vagy egyéb anyagok használatakor a berendezésekből, edényekből, edényekből, tartályokból, csomagolásból vándoroltak a termékekbe;
· élelmiszerekben hőkezelés, füstölés, sütés, enzimes kezelés, ionizáló sugárzással történő besugárzás stb. során keletkező mérgező anyagok;
· a környezetből kivándorolt mérgező anyagokat tartalmazó élelmiszerek: légköri levegő, talaj, víztestek (nehézfémek, dioxinok, policiklusos aromás szénhidrogének, radionuklidok stb.). Ez a csoport tartalmazza a legtöbb CHC-t.
Az egyik lehetséges módjai a CCP-k környezetből az élelmiszerekbe való bekerülése az „élelmiszerláncba” való beépülésük.
"Élelmiszerláncok" Az egyes organizmusok közötti interakció egyik fő formáját képviselik, amelyek mindegyike más fajok táplálékául szolgál. Ebben az esetben az anyagok átalakulásának folyamatos sorozata megy végbe az egymást követő „zsákmány-ragadozó” kapcsolatokban. Az ilyen áramkörök fő változatait az ábra mutatja. 2. A legegyszerűbbnek tekinthetők azok a láncok, amelyekben a talajból a növényi termékekbe (gombák, fűszernövények, zöldségek, gyümölcsök, gabonafélék) a növények öntözése, növényvédőszeres kezelés, stb. hatására szennyező anyagok felhalmozódnak, majd bekerülnek. az emberi szervezet táplálékkal való ellátása.
Bonyolultabbak a „láncok”, amelyekben több link is található. Például, fű - növényevők - emberek vagy gabona - madarak és állatok - ember. A legösszetettebb „táplálékláncokat” általában a vízi környezethez kötik.
Rizs. 2. A CCP táplálékláncokon keresztül az emberi szervezetbe való bejutásának lehetőségei
A vízben oldott anyagokat a fitolakton vonja ki, ez utóbbit ezután a zooplankton (protozoonok, rákfélék) szívja fel, majd a „békés”, majd a ragadozó halak szívják fel, velük az emberi szervezetbe kerülve. De a láncot folytathatja a madarak és mindenevők halevése, és csak ezután kerülnek a káros anyagok az emberi szervezetbe.
Az „élelmiszerláncok” sajátossága, hogy minden következő láncszemben lényegesen nagyobb mennyiségben halmozódnak fel (halmozódnak fel) a szennyező anyagok, mint az előző láncszemben. Így a gombákban a radioaktív anyagok koncentrációja 1000-10 000-szer magasabb lehet, mint a talajban. Így az emberi szervezetbe kerülő élelmiszerek nagyon magas koncentrációban tartalmazhatnak CCP-t.
Az emberi egészség védelme érdekében a káros befolyástélelmiszerekkel a szervezetbe kerülő idegen anyagok, bizonyos határértékeket állapítanak meg az idegen anyagokat tartalmazó termékek biztonságos használatának garantálása érdekében.
A környezet és az élelmiszerek idegen vegyszerekkel szembeni védelmének alapelvei a következők:
· a környezeti tárgyak (levegő, víz, talaj, élelmiszertermékek) vegyszer-tartalmának higiénikus szabályozása és ezek alapján az egészségügyi jogszabályok kidolgozása (egészségügyi szabályok stb.);
· a környezetet minimálisan szennyező új technológiák fejlesztése a különböző iparágakban és mezőgazdaságban (erősen veszélyes vegyszerek cseréje kevésbé mérgezőkkel és instabilokkal a környezetben; gyártási folyamatok lezárása, automatizálása; átállás hulladékmentes termelésre, zárt ciklusok stb.). );
· hatékony egészségügyi és műszaki eszközök bevezetése a vállalkozásoknál a káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának csökkentésére, a szennyvíz, szilárd hulladék stb. semlegesítésére;
· az építkezés során a környezetszennyezés megelőzésére tervezett intézkedések kidolgozása és végrehajtása (egy objektum építésének helyszínének kiválasztása, egészségügyi védőövezet kialakítása stb.);
· a légköri levegőt, víztesteket, talajt, élelmiszer-alapanyagokat szennyező objektumok állami egészségügyi és járványügyi felügyeletének végrehajtása;
· állami egészségügyi és járványügyi felügyelet végrehajtása azon objektumok esetében, ahol az élelmiszer-alapanyagok és élelmiszerek vegyi anyagokkal való szennyeződése előfordulhat (élelmiszeripari vállalkozások, mezőgazdasági vállalkozások, élelmiszerraktárak, vendéglátó vállalkozások stb.).
A testbe behatoló mérgek más idegen vegyületekhez hasonlóan számos biokémiai átalakuláson eshetnek át ( biotranszformáció), ami leggyakrabban kevésbé mérgező anyagok képződését eredményezi ( semlegesítés, vagy méregtelenítés). De sok olyan eset ismert, amikor a mérgek megnövekedett toxicitása megváltozik a szervezetben. Vannak olyan vegyületek is, amelyek jellegzetes tulajdonságai csak a biotranszformáció eredményeként kezdenek megjelenni. Ugyanakkor a méregmolekulák egy része változás nélkül kiszabadul a szervezetből, vagy akár hosszabb-rövidebb ideig is benne marad a vérplazmában és a szövetekben lévő fehérjék által rögzítve. A képződött „méreg-fehérje” komplex erősségétől függően a méreg hatása lelassul vagy teljesen megszűnik. Ezenkívül a fehérje szerkezete csak egy toxikus anyag hordozója lehet, eljuttatva azt a megfelelő receptorokhoz. *
* (A "receptor" (vagy "receptor szerkezet") kifejezéssel a mérgek "felhasználási pontját" fogjuk jelölni: az enzimet, katalitikus hatásának tárgyát (szubsztrátot), valamint fehérjét, lipidet, mukopoliszacharidot és más testeket, amelyek a sejtek szerkezetét alkotják vagy részt vesznek az anyagcserében. fejezetben tárgyaljuk a molekuláris farmakológiai elképzeléseket e fogalmak lényegéről. 2)
A biotranszformációs folyamatok tanulmányozása lehetővé teszi számos gyakorlati kérdés megoldását a toxikológiában. Először is, a mérgek méregtelenítésének molekuláris lényegének ismerete lehetővé teszi a szervezet védekező mechanizmusainak elzárását, és ennek alapján a toxikus folyamatok irányított befolyásolásának módjait. Másodszor, a szervezetbe jutó méreg (gyógyszer) dózisának nagysága a vesén, a beleken és a tüdőn keresztül felszabaduló átalakulási termékeik - metabolitjaik - mennyisége alapján ítélhető meg, * ami lehetővé teszi az érintettek egészségi állapotának nyomon követését. mérgező anyagok előállítása és felhasználása; emellett azzal különféle betegségek az idegen anyagok számos biotranszformációs termékének kialakulása és a szervezetből való kiválasztódása jelentősen megzavarodik. Harmadszor, a mérgek megjelenése a szervezetben gyakran olyan enzimek indukciójával jár együtt, amelyek katalizálják (gyorsítják) átalakulásukat. Ezért az indukált enzimek aktivitásának bizonyos anyagok segítségével történő befolyásolásával lehetőség nyílik az idegen vegyületek átalakulásának biokémiai folyamatainak felgyorsítására, illetve gátlására.
* (A metabolitokat általában a normál anyagcsere (anyagcsere) különféle biokémiai termékeiként is értelmezik.)
Mostanra megállapították, hogy az idegen anyagok biotranszformációs folyamatai a májban zajlanak le, gyomor-bél traktus, tüdő, vese (1. ábra). Ezenkívül I. D. Gadaskina professzor kutatási eredményei szerint * jelentős számú mérgező vegyület megy át visszafordíthatatlan átalakuláson a zsírszövetben. A fő jelentősége azonban itt a májnak, pontosabban sejtjeinek mikroszomális frakciójának van. A májsejtekben, azok endoplazmatikus retikulumában lokalizálódik az idegen anyagok átalakulását katalizáló legtöbb enzim. Maga a retikulum linoprotein tubulusokból álló plexus, amely behatol a citoplazmába (2. ábra). A legnagyobb enzimaktivitás az úgynevezett sima retikulumhoz kapcsolódik, amelynek a felületén a durva retikulummal ellentétben nincsenek riboszómák. ** Ezért nem meglepő, hogy májbetegségek esetén a szervezet érzékenysége számos idegen anyaggal szemben meredeken megnő. Meg kell jegyezni, hogy bár a mikroszomális enzimek száma kicsi, nagyon fontos tulajdon- nagy affinitás a különböző idegen anyagokhoz, amelyek relatív kémiai nem specifikusak. Ez lehetőséget teremt arra, hogy semlegesítési reakcióba lépjenek szinte bármilyen kémiai vegyülettel, amely a szervezet belső környezetébe kerül. A közelmúltban számos ilyen enzim jelenlétét bizonyították más sejtszervecskékben (például a mitokondriumokban), valamint a vérplazmában és a bél mikroorganizmusaiban.
* (Gadaskina I. D. Zsírszövet és mérgek. - A könyvben: Az ipari toxikológia aktuális kérdései / Szerk. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, p. 21-43)
** (A riboszómák gömb alakú, 15-30 nm átmérőjű sejtképződmények, amelyek a fehérjék, köztük az enzimek szintézisének központjai; ribonukleinsavat (RNS) tartalmaznak)
Úgy gondolják, hogy az idegen vegyületek szervezetben történő átalakulásának fő elve az, hogy a zsírban oldódó kémiai szerkezetekből a vízben oldódóbb kémiai szerkezetekbe való átvitelük révén biztosítsák a legnagyobb sebességű eliminációt. Az elmúlt 10-15 évben az idegen vegyületek zsíroldhatóból vízoldhatóvá történő biokémiai átalakulásának lényegét vizsgálva minden magasabb értéket az úgynevezett vegyes funkciójú monooxigenáz enzimrendszerhez kapcsolódik, amely egy speciális fehérjét - citokróm P-450 -et tartalmaz. Szerkezetében közel áll a hemoglobinhoz (különösen változó vegyértékű vasatomokat tartalmaz), és a végső láncszem az oxidáló mikroszomális enzimek - biotranszformátorok - csoportjában, amelyek főleg a májsejtekben koncentrálódnak. * A szervezetben a citokróm P-450 2 formában található meg: oxidált és redukált formában. Oxidált állapotban először komplex vegyületet képez idegen anyaggal, amelyet ezután egy speciális enzim - citokróm-reduktáz - redukál. Ez a redukált vegyület ezután reagál az aktivált oxigénnel, ami oxidált és általában nem mérgező anyag képződését eredményezi.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Idegen anyagok áramlása: hatás az emberiségre, - Természet, 1980, 9. sz., p. 90-101)
A mérgező anyagok biotranszformációja többféle kémiai reakción alapul, amelyek eredményeként metil- (-CH 3), acetil- (CH 3 COO-), karboxil- (-COOH), hidroxil- (-OH) gyökök (-) csoportok), valamint kénatomok és kéntartalmú csoportok. Jelentős jelentőséggel bírnak a méregmolekulák lebomlásának folyamatai egészen a ciklikus gyökök visszafordíthatatlan átalakulásáig. A mérgek semlegesítésének mechanizmusai között azonban különleges szerepet játszik szintézis reakciók, vagy konjugáció, melynek eredményeként nem toxikus komplexek - konjugátumok keletkeznek. Ugyanakkor a test belső környezetének biokémiai összetevői, amelyek visszafordíthatatlan kölcsönhatásba lépnek a mérgekkel: glükuronsav (C 5 H 9 O 5 COOH), cisztein ( 
), glicin (NH 2 -CH 2 -COOH), kénsav stb. Többféle mérgező molekula funkcionális csoportok, 2 vagy több metabolikus reakción keresztül átalakulhat. Mellékesen megjegyezünk egy lényeges körülményt: mivel a mérgező anyagok konjugációs reakciók következtében történő átalakulása, méregtelenítése az élethez fontos anyagok fogyasztásával jár együtt, ezek a folyamatok ez utóbbiak hiányát okozhatják a szervezetben. Így másfajta veszély merül fel - másodlagos fájdalmas állapotok kialakulásának lehetősége a szükséges metabolitok hiánya miatt. Így sok idegen anyag méregtelenítése a máj glikogéntartalékaitól függ, hiszen abból glükuronsav képződik. Ezért, amikor nagy dózisú anyagok kerülnek a szervezetbe, amelyek semlegesítését glükuronsav-észterek (például benzolszármazékok) képződésével hajtják végre, a glikogén, a fő könnyen mobilizálható szénhidráttartalék mennyisége csökken. Másrészt vannak olyan anyagok, amelyek enzimek hatására képesek leválasztani a glükuronsavmolekulákat, és ezáltal segítik a mérgek semlegesítését. Az egyik ilyen anyag a glicirrizin, amely az édesgyökér része. A glicirhizin kötött állapotban 2 molekula glükuronsavat tartalmaz, amelyek felszabadulnak a szervezetben, és ez a jelek szerint meghatározza az édesgyökér védő tulajdonságait számos mérgezéssel szemben, amelyeket a kínai, tibeti és japán gyógyászat régóta ismert. . *
* (Salo V. M. Növények és orvostudomány. M.: Nauka, 1968)
Ami a mérgező anyagok és átalakulási termékeik szervezetből történő eltávolítását illeti, ebben a folyamatban a tüdő, az emésztőszervek, a bőr és a különböző mirigyek játszanak szerepet. De itt az éjszakák a legfontosabbak. Ezért sok mérgezésnél használnak speciális eszközök, növelve a vizelet elválasztását, elérni a mérgező vegyületek leggyorsabb eltávolítását a szervezetből. Ugyanakkor figyelembe kell venni egyes, a vizelettel ürülő mérgek (például a higany) vesére gyakorolt káros hatását is. Ezen túlmenően a mérgező anyagok átalakulásának termékei a vesékben visszamaradhatnak, akárcsak súlyos etilénglikol-mérgezés esetén. * Ha oxidálódik, oxálsav képződik a szervezetben, és kalcium-oxalát kristályok esnek ki a vesetubulusokban, megakadályozva a vizeletürítést. Általában az ilyen jelenségek akkor figyelhetők meg, ha a vesén keresztül kiválasztódó anyagok koncentrációja magas.
* (Az etilénglikolt fagyállóként használják - olyan anyag, amely csökkenti a gyúlékony folyadékok fagyáspontját a belső égésű motorokban.)
Ahhoz, hogy megértsük a mérgező anyagok szervezetben történő átalakulási folyamatainak biokémiai lényegét, nézzünk meg néhány példát a modern ember kémiai környezetének közös összetevőiről.
Így, benzol, amelyet más aromás szénhidrogénekhez hasonlóan széles körben használnak oldószerként különféle anyagok valamint színezékek, műanyagok, gyógyszerek és egyéb vegyületek szintézisének köztes termékeként a szervezetben 3 irányban átalakul toxikus metabolitok képződésével (3. ábra). Ez utóbbiak a vesén keresztül ürülnek ki. A benzol nagyon hosszú ideig (egyes jelentések szerint akár 10 évig is) a szervezetben maradhat, különösen a zsírszövetben.
Különösen érdekes a szervezetben zajló átalakulási folyamatok tanulmányozása mérgező fémek, amelyek a tudomány és a technológia fejlődésével és a természeti erőforrások fejlesztésével összefüggésben egyre szélesebb körben hatnak az emberekre. Mindenekelőtt meg kell jegyezni, hogy a sejt redox pufferrendszereivel való kölcsönhatás eredményeként, amely során az elektrontranszfer megtörténik, a fémek vegyértéke megváltozik. Ebben az esetben az alacsonyabb vegyértékű állapotba való átmenet általában a fémek toxicitásának csökkenésével jár. Például a hat vegyértékű króm ionok a szervezetben alacsony toxikus háromértékű formává alakulnak, a három vegyértékű króm pedig bizonyos anyagok (nátrium-piroszulfát, borkősav stb.) segítségével gyorsan eltávolítható a szervezetből. Számos fém (higany, kadmium, réz, nikkel) aktívan kötődik a biokomplexekhez, elsősorban az enzimek funkcionális csoportjaihoz (-SH, -NH 2, -COOH stb.), ami néha meghatározza biológiai hatásuk szelektivitását.
Között rovarirtók- káros élőlények és növények elpusztítására szánt anyagok, a kémiai vegyületek különböző osztályainak képviselői, amelyek valamilyen mértékben mérgezőek az emberre: szerves klór, szerves foszfor, fémorganikus, nitrofenol, cianid stb. A rendelkezésre álló adatok szerint * kb. Jelenleg az összes halálos mérgezés 10%-át peszticidek okozzák. Közülük a legjelentősebbek, mint ismeretes, az FOS. Hidrolizálva általában elvesztik mérgező hatásukat. A hidrolízissel ellentétben a FOS oxidációja szinte mindig toxicitásuk növekedésével jár együtt. Ez látható, ha összehasonlítjuk 2 rovarölő szer biotranszformációját - a diizopropil-fluor-foszfátot, amely elveszti toxikus tulajdonságait azáltal, hogy a hidrolízis során eltávolítja a fluoratomot, és a tiofoszét (a tiofoszforsav származéka), amely a sokkal mérgezőbb foszfakollá oxidálódik (a). ortofoszforsav származéka).
* (Buslovich S. Yu., Zakharov G. G. Klinika és kezelés akut mérgezés peszticidek (peszticidek). Minszk: Fehéroroszország, 1972)
A széles körben használtak között gyógyászati anyagok az altatók a leggyakoribb mérgezési források. A szervezetben végbemenő átalakulásuk folyamatait elég jól tanulmányozták. Konkrétan kimutatták, hogy a barbitursav egyik gyakori származékának, a luminálnak (4. ábra) a biotranszformációja lassan megy végbe, és ez alapozza meg meglehetősen hosszú távú hipnotikus hatását, mivel ez a változatlan luminálok számától függ. idegsejtekkel érintkező molekulák. A barbiturát gyűrű felbomlása a luminális (valamint más barbiturátok) hatásának megszűnéséhez vezet, ami terápiás dózisokban akár 6 órán át tartó alvást okoz Ebben a tekintetben a barbiturátok másik képviselőjének sorsa - hexobarbitál - nem érdektelen. Hipnotikus hatása sokkal rövidebb, még a Luminalnál lényegesen nagyobb adagok alkalmazása esetén is. Feltételezik, hogy ez a hexobarbitál szervezetben történő inaktiválásának nagyobb sebességétől és több módjától függ (alkoholok, ketonok, demetilált és egyéb származékok képződése). Másrészt azok a barbiturátok, amelyek szinte változatlanok maradnak a szervezetben, mint például a barbitál, hosszabb ideig tartó hipnotikus hatást fejtenek ki, mint a luminál. Ebből az következik, hogy a vizelettel változatlan formában ürülő anyagok mérgezést okozhatnak, ha a vesék nem tudnak megbirkózni a szervezetből való eltávolításukkal.
Fontos megjegyezni azt is, hogy több gyógyszer egyidejű alkalmazásának váratlan toxikus hatásának megértéséhez kellő jelentőséget kell tulajdonítani azoknak az enzimeknek, amelyek befolyásolják a kombinált anyagok aktivitását. Például a fizosztigmin gyógyszer novokainnal együtt alkalmazva az utóbbit nagyon mérgező anyaggá teszi, mivel blokkolja a novokaint hidrolizáló enzimet (észterázt) a szervezetben. Az efedrin hasonló módon nyilvánul meg, az oxidázhoz kötődik, amely inaktiválja az adrenalint, és ezáltal meghosszabbítja és fokozza az utóbbi hatását.
A gyógyszerek biotranszformációjában nagy szerepet játszanak a mikroszomális enzimek aktivitásának különböző idegen anyagok általi indukciós (aktiválási) és gátlási folyamatai. Így az etil-alkohol, egyes rovarirtó szerek és a nikotin sok ember inaktiválását felgyorsítja. gyógyszerek. Ezért a farmakológusok figyelmet fordítanak az ezekkel az anyagokkal való érintkezés nemkívánatos következményeire a háttérben drog terápia, ahol gyógyító hatása számos gyógyszer csökkent. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy ha a mikroszomális enzimek induktorával való érintkezés hirtelen megszűnik, az a gyógyszerek toxikus hatásához vezethet, és dózisuk csökkentését teszi szükségessé.
Szem előtt kell tartani azt is, hogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint a lakosság 2,5%-ánál jelentősen megnövekedett a gyógyszertoxicitás kockázata, mivel a genetikailag meghatározott felezési ideje a vérplazmában ebben az embercsoportban kb. 3-szor hosszabb, mint az átlag. Sőt, az emberekben leírt enzimek körülbelül egyharmadát számos etnikai csoportban különböző aktivitású változatok képviselik. Ezért - az egyik vagy másik farmakológiai ágensre adott reakciók egyéni különbségei számos genetikai tényező kölcsönhatásától függően. Így azt találták, hogy megközelítőleg 1-2 ezer emberből egynél jelentősen csökkent a szérum kolinészteráz aktivitása, amely hidrolizálja a ditilint, a vázizmok ellazítására használt gyógyszert egyes sebészeti beavatkozások során. Az ilyen embereknél a ditilin hatása élesen meghosszabbodik (akár 2 óráig vagy tovább), és súlyos betegségek forrásává válhat.
A mediterrán országokban, Afrikában és Délkelet-Ázsiában élők körében genetikailag meghatározott hiányosság áll fenn az eritrociták glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz enzim aktivitásában (a normál érték akár 20%-os csökkenése). Ez a tulajdonság kevésbé ellenállóvá teszi a vörösvérsejteket számos gyógyszerrel szemben: szulfonamidok, egyes antibiotikumok, fenacetin. A vörösvértestek lebomlása miatt az ilyen egyéneknél a háttérben gyógyszeres kezelés hemolitikus anémia és sárgaság lép fel. Nyilvánvaló, hogy ezen szövődmények megelőzésének a megfelelő enzimek aktivitásának előzetes meghatározásából kell állnia a betegekben.
Bár a fenti anyag csak általános képet ad a mérgező anyagok biotranszformációjának problémájáról, azt mutatja, hogy az emberi szervezetnek számos olyan biokémiai védőmechanizmusa van, amelyek bizonyos mértékig megvédik ezen anyagok nem kívánt hatásaitól. legalább- kis adagokból. Egy ilyen összetett gátrendszer működését számos enzimatikus struktúra biztosítja, amelyek aktív hatása lehetővé teszi a mérgek átalakulási és semlegesítési folyamatainak megváltoztatását. De ez már az egyik következő témánk. A további előadás során a megértéshez szükséges mértékben visszatérünk egyes mérgező anyagok szervezetben történő átalakulásának egyedi szempontjainak figyelembevételére. molekuláris mechanizmusok biológiai hatásukat.
Az „immunitás” kifejezés (a latin immunitas szóból - megszabadulni valamitől) a szervezet immunitását jelenti a fertőző és nem fertőző ágensekkel szemben. Az állati és emberi szervezet nagyon világosan megkülönbözteti a „saját” és az „idegen” között, ami nemcsak a kórokozó mikroorganizmusok bejutása ellen nyújt védelmet, hanem az idegen fehérjék, poliszacharidok, lipopoliszacharidok és egyéb anyagok ellen is.
A szervezet fertőző ágensekkel és egyéb idegen anyagokkal szembeni védőfaktorai a következőkre oszthatók:
- nem specifikus rezisztencia- mechanikai, fizikai-kémiai, sejtes, humorális, fiziológiai védőreakciók, amelyek célja a belső környezet állandóságának megőrzése és a makroorganizmus károsodott funkcióinak helyreállítása.
- veleszületett immunitás- a szervezet rezisztenciája bizonyos kórokozókkal szemben, amely öröklődik és egy adott fajban velejárója.
- szerzett immunitás- a genetikailag idegen anyagok (antigének) elleni specifikus védekezés végrehajtása immunrendszer test antitest termelés formájában.
A szervezet nem specifikus ellenállása olyan védőfaktoroknak köszönhető, amelyek nem igényelnek különösebb átstrukturálást, de elsősorban mechanikai vagy fizikai-kémiai hatások következtében semlegesítik az idegen testeket, anyagokat. Ezek tartalmazzák:
A bőr - mivel fizikai akadály a mikroorganizmusok útjában, ugyanakkor baktericid tulajdonságokkal rendelkezik a gyomor-bélrendszeri és egyéb betegségek kórokozói ellen. A bőr baktériumölő hatása a tisztaságától függ. A szennyezett bőrön tovább maradnak a baktériumok, mint a tiszta bőrön.
A szem, az orr, a száj, a gyomor és más szervek nyálkahártyája, akárcsak a bőrgát, a különböző mikrobákkal szembeni átjárhatatlanságuk és a váladék baktériumölő hatása következtében antimikrobiális funkciókat lát el. A könnyfolyadékban, a köpetben és a nyálban van egy specifikus fehérje, a lizozim, amely számos mikroba „lízisét” (feloldódását) okozza.
Gyomorlé(sósavat tartalmaz) nagyon kifejezett baktériumölő tulajdonságokkal rendelkezik számos kórokozó ellen, különösen a bélfertőzések ellen.
Nyirokcsomók - a patogén mikrobák megmaradnak és semlegesítik bennük. BAN BEN nyirokcsomók gyulladás alakul ki, ami káros hatással van a fertőző betegségek kórokozóira.
Fagocitikus reakció (fagocitózis) – fedezte fel I.I. Mecsnyikov. Bebizonyította, hogy egyes vérsejtek (leukociták) képesek felfogni és megemészteni a mikrobákat, megszabadítva a szervezetet tőlük. Az ilyen sejteket fagocitáknak nevezik.
Az antitestek speciális, mikrobiális természetű anyagok, amelyek inaktiválhatják a mikrobákat és toxinjaikat. Ezek a védőanyagok különféle szövetekben és szervekben találhatók (lép, nyirokcsomók, csontvelő). Akkor keletkeznek, amikor patogén mikrobák, idegen fehérjeanyagok, más állatok vérszéruma stb. kerül a szervezetbe. Minden olyan anyag, amely antitestek képződését okozhatja, antigén.
A megszerzett immunitás lehet természetes, fertőző betegség eredménye, vagy mesterséges, amelyet specifikus biológiai termékek - vakcinák és szérumok - a szervezetbe történő bejuttatása eredményeként szereznek.
A vakcinák elpusztultak vagy legyengített kórokozók fertőző betegségek vagy semlegesített toxinjaik. A szerzett immunitás aktív, i.e. a szervezetnek a kórokozóval szembeni aktív küzdelméből ered.
Mint ismeretes, szinte minden idegen anyag, amely a szervezetbe kerül, beleértve a gyógyszereket is, abban metabolizálódik, majd kiválasztódik. Ismeretes, hogy az egyének különböznek egymástól a gyógyszerek metabolizmusának és a szervezetből való eltávolításának sebességében: a kémiai anyag természetétől függően ez a különbség 4-40-szeres lehet. Ha lassan metabolizálódik és eliminálódik, egy bizonyos gyógyszer felhalmozódhat a szervezetben, és fordítva, egyes egyének gyorsan eltávolíthatják az idegen anyagot a szervezetből.
Az idegen anyagok eltávolítását az azokat mebolizáló enzimek segítik elő. Utóbbiak szervezetben való jelenléte azonban elsősorban örökletes tényezőktől függ, bár aktivitásukat befolyásolhatja életkor, nem, táplálék, betegség stb.
Joggal feltételezhető, hogy az a személy, akinek az enzimrendszere gyorsabban és nagyobb mértékben alakítja át a rákkeltő anyagokat végső formákká, nagyobb valószínűséggel alakul ki rákos megbetegedésre, mint az, aki lassabban metabolizálja a rákkeltő anyagokat. És ebben az esetben nagyon nagy különbségeket találtak az egyének között. Például a rákkeltő PAH-okat metabolizáló epoxid-hidratáz enzim aktivitása, amely több mint hetven egyed májmikroszómájában található, a legmagasabb anyagcsere-sebességű embernél 17-szer nagyobb lehet, mint a legalacsonyabb metabolikusnál. mérték. A karcinogén anyagcserével kapcsolatos egyéb enzimek is nagy egyéni különbségeket mutatnak.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ezeknek az enzimeknek az egyén különböző szöveteiben (tüdője, mája vagy vérsejtjei) nagymértékben eltérő hatásuk van. De aktivitásuk ugyanannak az egyednek ugyanabban a szövetében is megváltozhat (öregedés következtében, betegségek hatására, gyógyszerek hatására, táplálék vagy enzimindukció hatására). Azt sem érdemes hangsúlyozni, hogy a különböző állatok szöveteiben a rákkeltő anyagok metabolizmusához kapcsolódó enzimek aktivitása eltérő; Az állati és emberi szövetek közötti különbség még nagyobb.
A kutatók azonban továbbra is megpróbálták hozzávetőlegesen meghatározni az egyének karcinogén veszélyét a szervezetben lévő káros anyagokat végső formájukká alakító enzimek (ún. metabolikus aktiválás) alapján. Feltételezzük, bár ez a feltételezés nem teljesen igazolt, hogy a vér limfocitáiban a toxikus és karcinogén méregtelenítő enzimek aktivitása más szövetekben is tükrözi az enzimek állapotát.
A benzo[a]pirén-hidroxiláz hatásának meghatározásakor azt találták, hogy a dohányosokból származó limfociták homogenizátumai 52%-kal többet tartalmaztak, mint a nemdohányzók hasonló homogenizátumai. Ennek az enzimnek a magasabb aktivitását, ami a PAH-ok metabolikus aktiválását okozza, a dohányzók és gyógyszeres egyének limfocitáinak mikroszómáiban is kimutatták (akár 93%). Ugyanakkor azt találták, hogy a szervezetben a PAH-okat semlegesítő glutation-S-transzferáz enzim aktivitása minden csoport (dohányzók, nemdohányzók és gyógyszereket szedők) limfocitáinak homogenizátumában kb. azonos. Ebből két következtetés vonható le:
- A dohányzás nemcsak a tüdejét érinti. Elváltozásokat okozhat más szövetekben is, például a vér limfocitáiban. Ez azt jelenti, hogy az egyik szövet készsége a rákkeltő anyagok metabolizálására csak a megfelelő enzimek aktivitásának meghatározása alapján ítélhető meg más szövetekben, például limfocitákban.
- Míg a dohányzás növeli a „toxikus” AGG enzim aktivitását, addig a „méregtelenítő” glutation-β-transzferáz enzim aktivitása változatlan marad. Ez azt jelentheti, hogy a dohányosoknál a jelenlévő rákkeltő anyagok többsége metabolikus aktiváción megy keresztül, miközben a semlegesítő aktivitás nem változik. Ez nagyon általánosságban megmagyarázhatja azt a tényt, hogy a dohányosoknál nagyobb a rákos megbetegedések előfordulása, mint a nemdohányzókban, nemcsak a rákkeltő anyagok fokozott bevitele miatt, hanem a rákkeltő anyagokat a rákkeltő anyagokká alakító enzimek fokozott aktivitása miatt is. végső formák.
Enzimek és indukciójuk
Így ésszerűen feltételezhető, hogy azok az egyének, akiknél magas a kémiai rákkeltő anyagokat végső származékukra átalakító enzimaktivitás, nagyobb érzékenységet mutatnak a rákra, mint mások. Ezért az ilyen toxikus enzimek fokozott aktivitásával rendelkező egyének azonosítása lehetővé tenné a rák magas kockázatának kitett személyek kiválasztását. Releváns elvégzése megelőző intézkedések Az ilyen személyek esetében a rákkeltő vegyi anyagokkal való érintkezés kizárása és a rák elleni védő gyógyszerek szedése lehetővé tenné az előfordulás csökkentését.
Ezen enzimek (például AGG, benzo[a]pirén-hidroxiláz) aktiválódása egy adott egyed örökletes tulajdonságainak következménye, vagy indukció, azaz ezen enzimek aktivitásának bizonyos vegyi anyagok általi megnövekedésének következménye. D. V. Nebart az Ar gén lókusz jelenlétét sugallja az egérben, amely felelős egy ilyen enzimrendszer létrehozásáért. Az ezzel a genetikai tulajdonsággal rendelkező állatok szervezete (Ag lókusz) a rákkeltő PAH-kra reagál azok felgyorsult metabolizmusával, és ennek következtében a rák megnövekedett előfordulásával. Ezzel szemben azoknál az állatoknál, amelyek nem rendelkeznek ezzel az örökletes tulajdonsággal, az anyagcsere nagyon lassú, és a betegségek előfordulása alacsony. Feltételezhető, hogy hasonló genetikai tulajdonságok léteznek más állatfajokban vagy emberekben is.
Egy másik tényező, amely növelheti ennek a betegségnek a kockázatát a toxikus enzimaktivitás növelésével, a vegyi anyagok indukálása. Ide tartoznak például a poliklórozott enzimek, amelyek önmagukban nem rákkeltőek, de a toxikus enzimek aktivitásának fokozásával és azok indukálásával hozzájárulhatnak a rákkeltő hatás fokozott kockázatához a hatásuknak kitett egyénekben.
Így egy mérgező enzim (pl. benzo[a]pirén-hidroxiláz) limfocitáiban lévő aktivitásának tesztelésével azonosíthatók azok az egyének, akikről feltételezhető, hogy kémiai rákkeltő anyagoknak való kitettség következtében hajlamosabbak a rákra. Egy ilyen tesztet technikailag nagyon nehéz végrehajtani, ráadásul sok kutató szerint nagyon megbízhatatlan is. Mint már említettük, a limfocitákban lévő egy enzim aktivitása alapján nagyon nehéz megítélni több enzim aktivitását más szövetekben, különösen akkor, ha az nemtől függően könnyen megváltoztatható más vegyszerek, életkor, táplálék, betegség hatására. és egyéb tényezők. Ezért óvatosan kell eljárni az egyének rákkockázatának a sejtjeik enzimaktivitása alapján történő meghatározásakor.
