Abstraktās ksenobiotikas un organismu aizsardzības spējas. Ķermeņa aizsardzības mehānisms pret ksenobiotikām Ksenobiotiku iekļūšana dzīvnieka ķermenī
Attīstoties industriālajai sabiedrībai, notika izmaiņas biosfēras veidošanā. Daudzas svešas vielas, cilvēka darbības produkts, ir nonākušas vidē. Rezultātā tie ietekmē visu dzīvo organismu, arī mūsu, dzīvības aktivitāti.
Kas ir ksenobiotikas?
Ksenobiotikas ir sintētiskas vielas, kas negatīvi ietekmē jebkuru organismu. Šajā grupā ietilpst rūpnieciskie atkritumi, sadzīves preces (pulveri, trauku mazgāšanas līdzekļi), celtniecības materiāli u.c.
Liels skaits ksenobiotiku ir vielas, kas paātrina kultūraugu parādīšanos. Lauksaimniecībai ir ļoti svarīgi palielināt ražas izturību pret dažādiem kaitēkļiem, kā arī piešķirt tai labu izskatu. Lai panāktu šo efektu, tiek izmantoti pesticīdi, kas ir organismam svešas vielas.
Būvmateriāli, līme, lakas, saimniecības preces, pārtikas piedevas – tās visas ir ksenobiotikas. Savādi, bet šajā grupā ietilpst arī daži bioloģiskie organismi, piemēram, vīrusi, baktērijas, helminti.
Kā ksenobiotikas iedarbojas uz ķermeni?
Vielas, kas ir svešas visām dzīvajām būtnēm, kaitīgi ietekmē daudzus vielmaiņas procesus. Piemēram, tie var apturēt membrānas kanālu darbību, iznīcināt funkcionāli svarīgās olbaltumvielas, destabilizēt plazmas lemmu un šūnu sieniņu un izraisīt alerģiskas reakcijas.
Jebkurš organisms ir vienā vai otrā pakāpē pielāgots toksisko indu likvidēšanai. Tomēr lielas vielas koncentrācijas nevar pilnībā noņemt. Metālu joni, toksiskas organiskās un neorganiskās vielas galu galā uzkrājas organismā un pēc noteikta laika (bieži vien vairākiem gadiem) izraisa patoloģijas, slimības un alerģijas.
Ksenobiotikas ir indes. Tie var iekļūt gremošanas sistēmā, elpceļos un pat caur neskartu ādu. Iekļūšanas ceļi ir atkarīgi no agregācijas stāvokļa, vielas struktūras, kā arī no vides apstākļiem.
Caur deguna dobumu ar gaisu vai putekļiem organismā nonāk gāzveida ogļūdeņraži, etilspirti un metilspirti, acetaldehīds, hlorūdeņradis, ēteri un acetons. Fenoli, cianīdi un smagie metāli (svins, hroms, dzelzs, kobalts, varš, dzīvsudrabs, tallijs, antimons) iekļūst gremošanas sistēmā. Ir vērts atzīmēt, ka tādi mikroelementi kā dzelzs vai kobalts organismam ir nepieciešami, taču to saturs nedrīkst pārsniegt tūkstošdaļu procenta. Lielākas devās tie arī rada negatīvas sekas.
Ksenobiotiku klasifikācija
Ksenobiotikas ir ne tikai organiskas un neorganiskas izcelsmes ķīmiskas vielas. Šajā grupā ietilpst arī bioloģiskie faktori, tostarp vīrusi, baktērijas, patogēni protisti un sēnītes, kā arī helminti. Savādi, bet tādi kā troksnis, vibrācija, starojums, starojums arī pieder pie ksenobiotikām.
Pēc ķīmiskā sastāva visas indes iedala:
- Organiskie (fenoli, spirti, ogļūdeņraži, halogēna atvasinājumi, ēteri utt.).
- Organoelements (organofosfors, organodzīvsudrabs un citi).
- Neorganiskās vielas (metāli un to oksīdi, skābes, bāzes).
Pamatojoties uz to izcelsmi, ķīmiskās ksenobiotikas iedala šādās grupās:
Kāpēc ksenobiotikas ietekmē veselību?
Svešu vielu parādīšanās organismā var nopietni ietekmēt tā darbību. Paaugstināta ksenobiotiku koncentrācija izraisa patoloģiju parādīšanos un izmaiņas DNS līmenī.
Imunitāte ir viens no galvenajiem aizsargbarjeriem. Ksenobiotiku ietekme var paplašināties līdz imūnsistēmai, traucējot normālu limfocītu darbību. Tā rezultātā šīs šūnas nedarbojas pareizi, kas noved pie organisma aizsargspējas pavājināšanās un alerģiju parādīšanās.
Šūnas genoms ir jutīgs pret jebkura mutagēna iedarbību. Ksenobiotikas, iekļūstot šūnā, var izjaukt normālu DNS un RNS struktūru, kas izraisa mutāciju parādīšanos. Ja šādu notikumu skaits ir liels, pastāv vēža attīstības risks.
Dažas indes selektīvi iedarbojas uz mērķa orgānu. Tādējādi ir neirotropās ksenobiotikas (dzīvsudrabs, svins, mangāns, oglekļa disulfīds), hematotropās (benzols, arsēns, fenilhidrazīns), hepatotropās (hlorētie ogļūdeņraži), nefrotropās (kadmija un fluora savienojumi, etilēnglikols).
Ksenobiotiķi un cilvēki
Saimnieciskās un rūpnieciskās darbības negatīvi ietekmē cilvēku veselību, jo ir liels atkritumu, ķīmisko vielu un medikamentu daudzums. Ksenobiotikas mūsdienās ir sastopamas gandrīz visur, kas nozīmē, ka iespējamība, ka tās nonāks organismā, vienmēr ir augsta.
Tomēr visspēcīgākās ksenobiotikas, ar kurām cilvēki saskaras visur, ir narkotikas. Farmakoloģija kā zinātne pēta zāļu ietekmi uz dzīvo organismu. Pēc speciālistu domām, šādas izcelsmes ksenobiotikas izraisa 40% hepatītu, un tā nav nejaušība: aknu galvenā funkcija ir neitralizēt indes. Tāpēc šis orgāns visvairāk cieš no lielām zāļu devām.
Saindēšanās novēršana
Ksenobiotikas ir organismam svešas vielas. Cilvēka ķermenis ir izstrādājis daudzus alternatīvus ceļus šo toksīnu izvadīšanai. Piemēram, indes var neitralizēt aknās un izdalīties vidē caur elpošanas, izvadsistēmām, tauku, sviedru un pat piena dziedzeriem.
Neskatoties uz to, pašam cilvēkam ir jāveic pasākumi, lai samazinātu indes kaitīgo ietekmi. Pirmkārt, jums rūpīgi jāizvēlas ēdiens. “E” grupas uztura bagātinātāji ir spēcīgi ksenobiotiķi, tāpēc no šādu produktu iegādes vajadzētu izvairīties. Jums nevajadzētu izvēlēties augļus un dārzeņus tikai pēc izskata. Vienmēr pievērsiet uzmanību derīguma termiņam, jo pēc tā termiņa beigām produktā veidojas indes.
Vienmēr ir vērts zināt, kad jāpārtrauc zāļu lietošana. Protams, efektīvai ārstēšanai tā bieži vien ir nepieciešama, taču jāraugās, lai tas neizvērstos par sistemātisku un nevajadzīgu medikamentu patēriņu.
Izvairieties strādāt ar bīstamiem reaģentiem, alergēniem un dažādām sintētiskām vielām. Samaziniet sadzīves ķimikāliju ietekmi uz savu veselību.
Secinājums
Ne vienmēr ir iespējams novērot ksenobiotiku kaitīgo ietekmi. Dažkārt tie uzkrājas lielos daudzumos, pārvēršoties bumbā ar laika degli. Organismam svešas vielas ir kaitīgas veselībai, kas izraisa slimību attīstību.
Tāpēc atcerieties minimālos preventīvos pasākumus. Jūs varat nepamanīt nekādu negatīvu ietekmi uzreiz, bet pēc dažiem gadiem ksenobiotikas var izraisīt nopietnas sekas. Neaizmirstiet par šo.
Galvenās neorganiskās un organiskās ksenobiotikas, kas izplatītas biosfēra
Vanādijs
Vanādija savienojumus izmanto metalurģijā, mašīnbūvē, tekstilrūpniecībā un stikla rūpniecībā, ferovanādija veidā to izmanto tērauda un čuguna ražošanā.
Galvenie iekļūšanas ceļi cilvēka ķermenī ir elpošanas orgāni, izdalīšanās galvenokārt ar urīnu.
Vanādijs un tā savienojumi ir nepieciešami normālai cilvēka dzīvei. Tiem piemīt insulīna taupīšanas efekts, tie samazina glikozes un lipīdu līmeni asinīs, normalizē aknu enzīmu darbību.
Lielos daudzumos vanādija savienojumiem ir genotoksiska iedarbība (izraisot hromosomu aberācijas), tie var traucēt pamata vielmaiņu, selektīvi inhibēt vai aktivizēt fermentus, kas piedalās fosfātu metabolismā, holesterīna sintēzē, kā arī var mainīt normālu olbaltumvielu frakciju sastāvu asinīs (palielināt daudzumu brīvās aminoskābes). 4- un 5-valentais vanādijs spēj veidot sarežģītus savienojumus ar lielu skaitu bioloģiski aktīvo vielu: ribozi, AMP, ATP, serīnu, albumīnu, askorbīnskābi.
Vanādija savienojumi nonāk saskarē ar šūnu membrānu, jo īpaši sarkano asins šūnu, virsmu, izjaucot to caurlaidību un var izraisīt šūnu nāvi.
Pamatojoties uz orgānu un audu bojājumu raksturu, vanādija savienojumus var klasificēt kā parasti toksiskas indes. Tie izraisa sirds un asinsvadu, elpošanas un centrālās nervu sistēmas bojājumus. Akūtas saindēšanās ar vanādija savienojumiem simptomi ir līdzīgi bronhiālās astmas lēkmēm.
Hronisku saindēšanos ar vanādija savienojumiem raksturo galvassāpes, reibonis, bāla āda, konjunktivīts, klepus dažreiz ar asiņainām krēpām, deguna asiņošana, ekstremitāšu trīce (trīce). Vissmagākā klīniskā aina rodas, ieelpojot tvaikus un putekļus no V 2 O 3 ražošanas (šo savienojumu tekstilrūpniecībā izmanto kā kodinātāju), un tas var būt letāls.
Kadmijs
Plaši izmanto, lai ražotu kadmija pigmentus, kas nepieciešami laku, krāsu un trauku emalju ražošanai. Tās avoti var būt vietējās emisijas no rūpnieciskajiem kompleksiem, metalurģijas rūpnīcām, cigarešu un skursteņu dūmi un automašīnu izplūdes gāzes.
Uzkrājoties dabiskajā vidē, kadmijs nonāk cilvēka organismā caur barības ķēdēm. Tās avoti ir dzīvnieku izcelsmes produkti (cūkgaļas un liellopu nieres, olas, jūras veltes, austeres) un augu izcelsmes produkti (dārzeņi, ogas, sēnes, īpaši pļavas šampinjoni, rupjmaize). Cigarešu dūmos ir daudz kadmija (viena izsmēķēta cigarete bagātina smēķētāja organismu ar 2 mg kadmija).
Kadmijam ir politropiska iedarbība uz ķermeni.
Kadmijam ir augsta afinitāte pret nukleīnskābēm, izraisot to metabolisma traucējumus. Tas traucē DNS sintēzi, inhibē DNS polimerāzi un traucē timīna pievienošanu.
Kadmija enzīmu toksiskā iedarbība izpaužas galvenokārt spējā bloķēt SH grupas oksireduktāzē un sukcināta dihidrogenāzē, holīna akceptoros. Kadmijs spēj mainīt katalāzes, sārmainās fosfatāzes, citohromoksidāzes, karboksipeptidāzes aktivitāti un samazināt gremošanas enzīmu, īpaši tripsīna, aktivitāti.
Šūnu līmenī pārmērīgs kadmija daudzums izraisa gludas ER palielināšanos, izmaiņas mitohondriju membrānās un lizosomu palielināšanos.
Cilvēka ķermeņa mērķi ir nervu, ekskrēcijas un reproduktīvās sistēmas. Kadmijs labi iekļūst caur placentu, var izraisīt spontānus abortus (L. Chopikashvili, 1993) un kopā ar citiem smagajiem metāliem veicina iedzimtas patoloģijas attīstību.
Sasniedzot kadmija koncentrāciju 0,2 mg/kg ķermeņa svara, parādās saindēšanās simptomi.
Akūta saindēšanās ar kadmiju var izpausties kā toksiska pneimonija un plaušu tūska.
Hroniska saindēšanās izpaužas kā hipertensija, sāpes sirdī, nieru slimības, sāpes kaulos un locītavās. Raksturīga sausa un zvīņojoša āda, matu izkrišana, deguna asiņošana, sausa un iekaisis kakls, kā arī dzeltenas apmales parādīšanās uz zobu kakliņa.
Mangāns
Mangānu plaši izmanto tērauda un dzelzs ražošanas nozarēs, elektriskajā metināšanā, krāsu un laku ražošanā, kā arī lauksaimniecībā, barojot lauksaimniecības dzīvniekus.
Iekļūšanas ceļi galvenokārt notiek caur elpošanas sistēmu, bet var iekļūt kuņģa-zarnu traktā un pat neskartā ādā.
Mangāns tiek nogulsnēts smadzeņu šūnās, parenhīmas orgānos un kaulos.
Organismā mangāns ir iesaistīts nukleīnskābju stabilizācijā, piedalās reduplikācijas, labošanas, transkripcijas, oksidatīvās fosforilēšanas procesos, C un B1 vitamīnu sintēzē, uzlabo vielmaiņu, ir lipotropiska iedarbība. Tas regulē hematopoēzes procesus, minerālvielu metabolismu, augšanas un vairošanās procesus. Mangāns un tā savienojumi, ilgstoši un lielos daudzumos nonākot cilvēka organismā, tiem ir toksiska iedarbība.
Mangānam ir mutagēna iedarbība. Tas uzkrājas mitohondrijās, izjauc enerģētiskos procesus šūnā, kā arī var kavēt lizosomu enzīmu, adenazīna fosfatāzes un citu aktivitāti.
Mangānam ir neirotoksisks, alerģisks efekts, tas traucē aknu, nieru un vairogdziedzera darbību. Sievietes, kas ilgstoši ir pakļautas mangāna iedarbībai, piedzīvo menstruāciju traucējumus, spontānos abortus un priekšlaicīgi dzimušu bērnu piedzimšanu.
Hroniska saindēšanās ar mangāna savienojumiem izpaužas
šādi simptomi: paaugstināts nogurums, muskuļu sāpes, īpaši apakšējās ekstremitātēs, apātija, letarģija, letarģija.
Merkurs
Dzīvsudrabs var nonākt vidē no plastmasas ražošanas uzņēmumu rūpnieciskajiem notekūdeņiem. kaustiskā soda, ķīmiskie mēslošanas līdzekļi. Papildus tam avoti
dzīvsudrabs ir: grīdas mastika, ziedes un krēmi ādas mīkstināšanai, amalgamas pildījumi, ūdens bāzes krāsas, fotofilmas.
Iekļūšanas ceļi organismā galvenokārt notiek caur kuņģa-zarnu traktu, bieži vien ar jūras veltēm (zivis, vēžveidīgie), rīsiem utt. No organisma izdalās caur nierēm.
Dzīvsudrabam ir genotoksiska iedarbība, izraisot DNS bojājumus un gēnu mutācijas. Ir pierādīta embriotoksiska, teratogēna (nespēja iznēsāt grūtniecību, piedzimt bērni ar attīstības anomālijām) un kancerogēna iedarbība. Dzīvsudrabam ir afinitāte pret nervu un imūnsistēmu. Dzīvsudraba ietekmē samazinās T-limfocītu skaits un var attīstīties autoimūns glomerulonefrīts.
Saindēšanās ar dzīvsudrabu izraisa Minamato slimības attīstību.
1953. gadā Japānā Minamato līča rajonā no saindēšanās ar dzīvsudrabu saslima 120 cilvēki, no kuriem 46 nomira.
Klīniskā aina parasti sākas pēc 8-24 stundām un izpaužas kā vispārējs vājums, drudzis, rīkles apsārtums un sauss klepus bez krēpām. Tad parādās stomatīts (mutes dobuma iekaisuma procesi), sāpes vēderā, slikta dūša, galvassāpes, bezmiegs, depresija, neadekvātas emocionālās reakcijas, bailes.
Svins
Galvenie svina avoti ir automašīnu izplūdes gāzes, lidmašīnu dzinēju emisijas, vecas krāsas uz mājām, ūdens, kas plūst pa caurulēm ar svinu, un dārzeņi, kas audzēti pie lielceļiem.
Galvenie iekļūšanas ceļi organismā ir kuņģa-zarnu trakts un elpošanas orgāni.
Svins ir kumulatīva inde, kas pamazām uzkrājas cilvēka organismā, kaulos, muskuļos, aizkuņģa dziedzerī, smadzenēs, aknās un nierēs.
Svina toksicitāte ir saistīta ar tā kompleksu veidojošajām īpašībām. Sarežģītu svina savienojumu veidošanās ar olbaltumvielām, fosfolipīdiem un nukleotīdiem izraisa to denaturāciju. Svina savienojumi kavē šūnas enerģijas līdzsvaru.
Svinam ir membrānu bojājoša iedarbība, tas uzkrājas citoplazmas membrānā un membrānas organellās.
Imunotoksiskais efekts izpaužas kā samazināšanās
organisma nespecifiskā rezistence (samazināta siekalu lizocīma aktivitāte, ādas baktericīda darbība).
Ir pierādīta svina mutagēnā un kancerogēnā iedarbība.
Saindēšanās ar svinu var izpausties ar šādiem simptomiem: apetītes zudums, depresija, anēmija (svins samazina sarkano asins šūnu veidošanās ātrumu kaulu smadzenēs un bloķē hemoglobīna sintēzi), krampji, ģībonis u.c.
Saindēšanās ar svinu bērniem smagos gadījumos var izraisīt nāvi vai vidēji garu atpalicību.
Chromium
Hroma savienojumus plaši izmanto tautsaimniecībā, metalurģijas un farmācijas rūpniecībā, tērauda, linoleja, zīmuļu ražošanā, fotogrāfijā u.c.
Iekļūšanas ceļi: elpošanas orgāni, kuņģa-zarnu trakts, var uzsūkties caur veselu ādu. To izdala visi ekskrēcijas orgāni.
Bioloģiskās devās hroms ir pastāvīga un nepieciešama dažādu audu sastāvdaļa un aktīvi piedalās šūnu vielmaiņas procesos.
Nokļūstot organismā pārmērīgā koncentrācijā, hroms uzkrājas plaušās, aknās un nierēs.
Patogēnas iedarbības mehānisms.
Iekļūstot šūnā, hroma savienojumi maina tās mitotisko aktivitāti. Jo īpaši tie var izraisīt mitozes aizkavēšanos, izjaukt citotomiju, izraisīt asimetriskas un daudzpolāras mitozes un izraisīt daudzkodolu šūnu veidošanos. Šādi pārkāpumi pierāda hroma savienojumu kancerogēno iedarbību.
Hroma savienojumu genotoksiskā iedarbība izpaužas tā spējā palielināt hromosomu aberāciju biežumu, izraisīt tādas gēnu mutācijas kā “bāzes pāra aizstāšana” vai “lasīšanas rāmja nobīde”, kā arī veicināt poliploīdu un aneuploīdu šūnu veidošanos. (A.B. Bengalijevs, 1986).
Papildus mutagēnajai un kancerogēnajai iedarbībai hroma savienojumi var izraisīt asins plazmas olbaltumvielu denaturāciju, izjaukt fermentatīvos procesus organismā, kā arī izraisīt izmaiņas elpošanas sistēmā, kuņģa-zarnu traktā, aknās, nierēs un nervu sistēmā. Veicināt alerģisku procesu attīstību, jo īpaši dermatītu.
Akūta saindēšanās ar hroma savienojumiem izpaužas kā reibonis, drebuļi, slikta dūša, vemšana un sāpes vēderā.
Pastāvīgi ilgstoši saskaroties ar hroma savienojumiem, attīstās bronhīts, bronhiālā astma, dermatīts, plaušu vēzis. Uz ādas, visbiežāk uz roku sānu virsmām, apakšstilba lejasdaļā parādās savdabīgas hromētas čūlas. Čūlas sākumā ir virspusējas, nedaudz sāpīgas, ar “putna lidojuma” izskatu, vēlāk tās padziļinās un kļūst ļoti sāpīgas.
Cinks
Cinka savienojumus izmanto svina-cinka rūdas kausēšanā, balināšanas ražošanā, alumīnija kausēšanā, trauku cinkošanā.Cinka oksīdu izmanto stikla, keramikas, sērkociņu, kosmētikas, zobārstniecības izstrādājumu ražošanā. cements.
Iekļūšanas ceļi - galvenokārt elpošanas orgāni, izdalās galvenokārt caur zarnām. Nogulsnējas kaulos, matos, nagos.
Cinks ir bioelements un ir daļa no daudziem enzīmiem un hormoniem (insulīna).Tā trūkums izraisa limfoīdo orgānu atrofiju un T-helper šūnu disfunkciju.
Pārmērīgi nokļūstot organismā, cinks izjauc šūnu membrānu caurlaidību, uzkrājas šūnas citoplazmā un kodolā, spēj veidot kompleksus ar fosfolipīdiem, aminoskābēm un nukleīnskābēm un palielināt lizosomu enzīmu aktivitāti. Ieelpojot cinka tvaikus, denaturējas gļotādu un alveolu olbaltumvielas, kuru uzsūkšanās rezultātā attīstās “liešanas drudzis”, kura galvenās izpausmes ir: saldenas garšas parādīšanās mutē, slāpes, noguruma sajūta, sāpes krūtīs, miegainība un sauss klepus. Tad temperatūra paaugstinās līdz 39-40 C, ko pavada drebuļi un ilgst vairākas stundas un nokrītas līdz normāliem skaitļiem.
Sāpīgs stāvoklis parasti ilgst 2-4 dienas. Asins analīzēs tiek konstatēts cukura līmeņa paaugstināšanās, urīna analīzē – cukura, cinka un vara izskats.
Cinka ražošanas uzņēmumos kā aizsardzību ieteicams lietot gāzmaskas, speciālas aizsargbrilles un aizsargtērpu. Pastāvīga telpu ventilācija. Ēdot pārtiku, kas satur C vitamīnu.
Ķermeņa aizsardzības mehānismi pret ksenobiotikām
Zinātnieki ir atklājuši, ka dzīvniekiem un cilvēkiem ir diezgan daudz dažādu aizsardzības mehānismu pret ksenobiotikām. Galvenie:
Barjeru sistēma, kas novērš ksenobiotiku iekļūšanu organisma iekšējā vidē un aizsargā īpaši svarīgus orgānus;
speciāli transporta mehānismi ksenobiotiku izvadīšanai no organisma;
enzīmu sistēmas, kas pārvērš ksenobiotikas savienojumos, kas ir mazāk toksiski un vieglāk izvadāmi no organisma;
audu depo, kur var uzkrāties daži ksenobiotiķi. Ksenobiotika, kas nonāk asinīs, parasti tiek transportēta uz svarīgākajiem orgāniem - centrālo nervu sistēmu, endokrīnajiem dziedzeriem utt., Kurā atrodas histohematiskās barjeras. Diemžēl histohematiskā barjera ksenobiotikām ne vienmēr ir nepārvarama. Turklāt daži no tiem var sabojāt šūnas, kas veido histohematiskas barjeras, un tās kļūst viegli caurlaidīgas.
Transporta sistēmas, kas no asinīm izvada ksenobiotikas, ir atrodamas daudzos zīdītāju, tostarp cilvēku, orgānos. Visspēcīgākie ir atrodami aknu un nieru kanāliņu šūnās.
Šo šūnu lipīdu membrāna neļauj iziet cauri ūdenī šķīstošām ksenobiotikām, bet šī membrāna satur īpašu nesējproteīnu, kas atpazīst izņemamo vielu, veido ar to transporta kompleksu un iznes to caur lipīdu slāni no iekšējās vides. . Tad cits nesējs izvada vielu no šūnas ārējā vidē. Citiem vārdiem sakot, visas antropogēnās organiskās vielas, kas iekšējā vidē veido negatīvi lādētus jonus (bāzes), noņem viena sistēma, bet tās, kas veido pozitīvi lādētus jonus (skābes), noņem cita sistēma. Līdz 1983. gadam tika aprakstīti vairāk nekā 200 dažādu ķīmisko struktūru savienojumi, kurus organisko skābju transportēšanas sistēma nierēs var atpazīt un noņemt.
Bet diemžēl sistēmas ksenobiotiku noņemšanai nav visvarenas. Dažas ksenobiotikas var iznīcināt transporta sistēmas, piemēram, sintētiskajām penicilīna antibiotikām - cefaloridīniem - ir šāds efekts, tāpēc medicīnā tās neizmanto.
Nākamais aizsardzības mehānisms ir enzīmu sistēmas, kas pārvērš ksenobiotikas par mazāk toksiskiem un vieglāk noņemamiem savienojumiem. Šim nolūkam tiek izmantoti fermenti, kas katalizē vai nu jebkuras ķīmiskās saites pārraušanu ksenobiotiskā molekulā, vai, gluži pretēji, tās kombināciju ar citu vielu molekulām. Visbiežāk rezultāts ir organiska skābe, kas viegli tiek izvadīta no ķermeņa.
Visspēcīgākās enzīmu sistēmas ir atrodamas aknu šūnās. Hepatocīti var pat neitralizēt bīstamas vielas, piemēram, policikliskos aromātiskos ogļūdeņražus, kas var izraisīt vēzi. Bet dažreiz šo enzīmu sistēmu darbības rezultātā veidojas produkti, kas ir daudz indīgāki un bīstamāki par oriģinālo ksenobitiku.
Ksenobiotiku noliktava. Daži no tiem selektīvi uzkrājas noteiktos audos un paliek tur ilgu laiku; šajos gadījumos viņi runā par ksenobiotisko nogulsnēšanos. Tādējādi hlorētie ogļūdeņraži labi šķīst taukos un tāpēc selektīvi uzkrājas dzīvnieku un cilvēku taukaudos. Viens no šiem savienojumiem, DDT, joprojām ir atrodams cilvēku un dzīvnieku taukaudos, lai gan tā lietošana lielākajā daļā pasaules valstu tika aizliegta pirms 20 gadiem. Tetraciklīna savienojumi ir līdzīgi kalcijam, tāpēc tie selektīvi nogulsnējas augošajos kaulaudos utt.
Galvenā literatūra
1. Šilovs I.A. Ekoloģija. – M.: Augstskola, 1998.g.
2. Korobkins V.I., Peredeļskis L.V. Ekoloģija. – Rostova n/a: Izdevniecība Fēnikss 2000.-576 lpp.
3. Koroļevs A.A. Medicīnas ekoloģija. – M.: “Akadēmija” 2003. – 192 lpp.
4. Samykina L.N., Fedoseikina I.V., Bogdanova R.A., Dudina A.I., Kuļikova L.N., Samykina E.V. Dzīves kvalitātes nodrošināšanas medicīniskās problēmas - Samara: IPK LLC Sodruzhestvo, 2007. – 72 lpp.
Papildliteratūra.
1. Agadžanjans N.A., Voložins A.I., Evstafjeva E.V. Cilvēka ekoloģija un izdzīvošanas koncepcija. - M.: GOU VUNMC Krievijas Federācijas Veselības ministrija, 2001.
2.Aleksejevs S.V., Januščants O.I., Bērnu ekoloģijas higiēnas problēma mūsdienu apstākļos. Pilsētu vides drošība: Abstracts. Ziņot zinātnisks - praktiski konf. – St.-Pb, 1993. gads.
3. Burlakova T. I., Samarīns S. A., Stepanovs N. A. Vides faktoru loma industriālās pilsētas iedzīvotāju saslimstībā ar vēzi. Higiēnas problēmas sabiedrības veselības aizsardzībā. Konferences materiāli. Samara, 2000.
4. Bukleševa M. S., Gorbatova I. N. Daži bērnu saslimstības veidošanās modeļi liela naftas ķīmijas kompleksa teritorijā./Klīniskie un higiēniskie aspekti arodslimību profilaksei uzņēmumos Vidusvolgas reģiona pilsētās: zinātnisko darbu kolekcija. tr. MNIIG im. F. F. Erismans. – M., 1986. gads.
5. Galkins R. A., Makovetskaja G. A., Stukalova T. I. u.c. Bērnu veselības problēmas tehnogēnajās provincēs./ Vide un veselība: Proc. Ziņot zinātnisks - praktiski Konf. – Kazaņa, 1996. gads.
6. Doblo A. D., Logašova N. B. Reģiona ūdensapgādes ekoloģiskie un higiēniskie aspekti./Sabiedrības veselības aizsardzības higiēnas problēmas. Konferences materiāli / Samara, 2001.
7. Žukova V.V., Timokhins D.I. Lielo pilsētu iedzīvotāju veselības uzturēšanas higiēnas problēmas. / Higiēna 21. gadsimta mijā: konferences rakstu krājumi. Voroņeža. -2000.
8. Makovetskaja D. A., Gasiļina E. S., Kaganova T. I. Agresīvie faktori un bērnu veselība. / 6. starptautiskā kongresa “Ekoloģija un cilvēka veselība” materiāli. Samara, 1999. gads.
9. Potapovs A. I., Jastrebovs G. G. Sarežģītu higiēnas pētījumu taktika un stratēģijas. // Sabiedrības veselības aizsardzības higiēnas problēmas. Konferences materiāli. Samara, 2000. gads.
10. Sukačova I. F., Kudrina N. V., Matjuņina I. O. Saratovas ūdenskrātuves ekoloģiskā un higiēniskā situācija Samaras pilsētā. / Sabiedrības veselības higiēnas problēmas. Konferences materiāli. / Samara, 2001.
11. Spiridonovs A. M., Sergejeva N. M. Par vides stāvokli un Samāras reģiona iedzīvotāju veselību // Ekoloģija un cilvēku veselība: sestdiena. zinātnisks tr./ - Samara.
- Ievads
- Svešie ksenobiotiskie savienojumi
- Kā organisms pasargā sevi no ksenobiotikām?
- Antioksidanti
4. Secinājums
Dzīvības drošības skolotājs
Kovaļovs Aleksandrs Prokofjevičs
2. vidusskola
Mozdok
Cilvēks dzīvo dažādu ķīmisku vielu ieskauts, no kurām daudzas pieder šai grupai ksenobiotikas - svešķermeņi.
Ārzemju savienojums- tā ir viela, ko organisms nevar izmantot ne enerģijas ražošanai, ne kādas tās daļas veidošanai.
Ārvalstu ķīmiskās vielas ir indīgas vai indīgas, un tām ir dažāda izcelsme.
Daudzas no tām ir dabiskas, bet vairāk nekā 7 miljonus vielu ir mākslīgi radījis cilvēks; pesticīdi, sadzīves ķīmija, medikamenti, rūpnieciskie atkritumi.
Daudzas vielas saindē planētu – gan organiskās, gan neorganiskās, 12 metāli: berilijs, alumīnijs, hroms, selēns, sudrabs, kadmijs, alva, antimons, bārijs, dzīvsudrabs, tallijs, svins ir toksiski visos savos savienojumos.
Trīs metāli – svins, kadmijs un dzīvsudrabs – īpaši apdraud cilvēku dzīvību un veselību.
Katra no jaunajām ķīmiskajām vielām var izraisīt saindēšanos vai ķīmiskas slimības.
Toksīni, kas cilvēka organismā nonāk kopā ar ūdeni, gaisu, pārtiku, var izraisīt ķīmiskas traumas, kuras vienmēr pavada garīgi bojājumi : Tādā veidā nervu šūnas, kas ir visneaizsargātākās organismā, reaģē uz kaitīgām vielām.
Toksīni var izraisīt arī nopietnākas sekas – letālu saindēšanos. , un dažos gadījumos to ietekme izpaudīsies pēc gadiem noteiktu slimību veidā.
Ķīmiskās saindēšanās cēlonis var būt daudzas vielas, ar kurām sastopamies ikdienā, piemēram: medikamentus, ja pārsniedzat ārsta noteikto devu, lietojiet zāles, kurām beidzies derīguma termiņš.
Cits avots: sadzīves ķīmija: krāsas, lakas, līme, veļas pulveri, balinātāji, traipu tīrītāji, insektu atbaidītāji.
Mūsu valstī viņi ir atbildīgi par vairāk nekā miljonu saindēšanās gadījumu gadā.
Mūsdienās tabakas dūmos ir atklāti vairāk nekā 400 veselības apdraudējumu.
Pirmkārt, tas ir radioaktīvais polonijs-210 un kancerogēnie sveķi, kas izraisa lielāko daļu iekšējo orgānu vēzi.
Turklāt, Tabakas augs vislielākajā mērā uzkrāj kadmija sāļus no augsnes.
Kadmija oksīda aerosols kopā ar tabakas dūmiem nonāk plaušu alveolos un kopā ar iepriekš minētajām vielām veicina plaušu vēža attīstību.
Kadmija uzsūkšanās (uzsūkšanās asinīs) no gaisa ir 80%.
Šī iemesla dēļ kadmija saturs pasīvo smēķētāju organismā ir tikai nedaudz mazāks nekā aktīviem smēķētājiem.
Papildus iepriekš minētajām vielām tabakas dūmi satur tādas labi zināmas indes kā ciānūdeņražskābe, arsēns, oglekļa monoksīds, kas asinīs neatgriezeniski saistās ar hemoglobīnu.
Pēc PVO aplēsēm Smēķētāji zaudē vidēji 22 gadus no normālas dzīves.
Cilvēku un dzīvnieku ķermenim ir dažādi aizsardzības mehānismi pret ksenonobiotikām. Galvenie:
1. Tās ir barjeru sistēmas, kas novērš ksenobiotiku iekļūšanu organisma iekšējā vidē, kā arī aizsargā īpaši svarīgus orgānus (smadzenes u.c.) no tiem “svešajiem”, kas tomēr ir ielauzušies organismā.
2. Tie ir īpaši transporta mehānismi ksenobiotiku izvadīšanai no organisma. Visspēcīgākais no tiem atrodas nierēs
3. Tās ir enzīmu sistēmas, no kurām galvenās atrodas aknās un pārvērš ksenobiotikas savienojumos, kas ir mazāk toksiski un vieglāk izvadāmi no organisma.
4. Tie ir audu noliktavas, kurās var uzkrāties daži ksenobiotiķi, it kā tie būtu arestēti.
Barjeras ir āda, epitēlijs, kas klāj kuņģa-zarnu trakta iekšējo virsmu un elpceļus. Šīs barjeras veido viena vai daudzslāņu šūnu slāņi.
Tomēr dažas vielas var pārvarēt šos šķēršļus.
Ja ksenobiotikas iekļūst asinīs, tās saskarsies ar histohematiskām barjerām, kas atrodas starp audiem un asinīm.
Bet histohematiskās barjeras ne vienmēr ir nepārvaramas ksenobiotikām - galu galā miegazāles un dažas zāles iedarbojas uz nervu šūnām, kas nozīmē, ka tās šķērso barjeru.
Dažas ksenobiotikas var sabojāt šūnas, kas veido histohemātiskos barjeras, padarot tās viegli iekļūstamas.
Transporta sistēmas ir atrodamas daudzos orgānos. Visspēcīgākie ir atrodami aknu šūnās un nieru kanāliņos.
Orgānos, ko aizsargā histohematiskā barjera, ir īpaši veidojumi, kas sūknē ksenobiotikas asinīs no audu šķidruma
Enzīmu sistēmas pārvērš ksenobiotikas mazāk toksiskos savienojumos, kurus ir vieglāk izvadīt no organisma.
Lai to izdarītu, tiek izmantoti fermenti, kas katalizē vai nu jebkuras ķīmiskās saites pārraušanu ksenobiotiskajā molekulā, vai, gluži pretēji, tās savienojumu ar citu vielu molekulām.
Visbiežāk rezultāts ir organiska skābe, kas viegli tiek izvadīta no ķermeņa.
Visspēcīgākās enzīmu sistēmas ir atrodamas aknu šūnās.
Ksenobiotiku depo ir vieta, kur selektīvi uzkrājas noteiktas kaitīgas vielas.
Visā dzīvnieku un cilvēku evolūcijas laikā kuņģa-zarnu trakts joprojām bija galvenais vārti svešām vielām, lai iekļūtu organismā. Ir izveidoti arī atbilstoši mehānismi, lai neitralizētu no zarnām asinīs iekļūstošās ksenobiotikas: aknas ir “pārņēmušas” aizsargfunkciju
Šī spēcīgā “ķīmiskā iekārta” nodrošināja organisma iekšējās vides noturības saglabāšanu.
Tagad situācija ir radikāli mainījusies ievērojamā un daudzveidīgā vides piesārņojuma dēļ.
Šī iemesla dēļ cilvēka ķermenis ir daudz jutīgāks pret toksisko vielu iekļūšanu tajā gan caur plaušām, gan caur kuņģa-zarnu traktu.
Dažādu paaugstinātas koncentrācijas kaitīgo vielu iekļūšana caur elpošanas orgāniem, kas ir mazāk aizsargāti nekā kuņģa-zarnu trakts, mūsdienās ir novedusi pie būtiskām organisma stāvokļa izmaiņām.
Ir izveidojusies patoloģiska ķermeņa paaugstināta jutība.
Manāmā tempā uzkrājas iedzimti defekti.
Plaši izplatījies hronisks bronhīts un agrāk retas plaušu patoloģijas formas, piemēram, alerģiski alveolu iekaisumi (putnu audzētāju slimība, tabakas audzētāju slimība, "zemnieka plaušas" u.c.).
Pieaudzis pacientu skaits ar bronhiālo astmu, kas ir vissmagākā alerģijas izpausme.
Īpašas bažas rada plaušu vēža pacientu skaita pieaugums.
Alkoholiskie dzērieni ir zināmi jau ilgu laiku. Tiek pieņemts, ka alkohola lietošanu mūsu senči noteica tā, lai tas sakristu ar tādiem notikumiem kā pilnmēness svētki, veiksmīgas medības un simbolizēja garīgo radniecību, “asins vienotību”.
Ilgu laiku cilvēki nešķērsoja bīstamo alkohola lietošanas līniju, taču mūsdienās alkoholisms ir kļuvis par vienu no nopietnākajām problēmām.
Antioksidanti ir vielas, kas novērš oksidēšanos vai reakcijas, kuras aktivizē skābeklis, peroksīdi, radikāļi , tas ir, tie aizsargā šūnu membrānas.
Lielākā daļa vitamīnu ir antioksidanti. Tā kā pēdējo desmitgažu laikā ir strauji pieaugusi organisma slodze ar ksenobiotikām, vitamīnu un citu antioksidantu patēriņš ir strauji pieaudzis, un līdz ar to daudzums, kas nāk ar parasto uzturu, kļūst arvien nepietiekams.
Lai izvadītu no organisma daudzas ķīmiskas vielas un smagos metālus, vēlams uzņemt sorbentus: hitozānu, šķiedrvielas, pektīnu.
Padomājiet, pirms injicējat sev ksenobiotikas, tostarp tās, ko sauc par narkotikām.
Nosver iņ: jaņ, ieguvums: komplikāciju risks.
Atcerieties! Lai pagarinātu mūžu, pietiek to nesaīsināt!
Neatkarīgi no tā, cik perfekta ir medicīna, tā nevar visus atbrīvot no visām slimībām. Cilvēks ir savas veselības radītājs, par kuru viņam jācīnās.
Jau no agras bērnības ir nepieciešams vadīt aktīvu dzīvesveidu, sasprindzināties, nodarboties ar fizisko audzināšanu un sportu, ievērot personīgās higiēnas noteikumus - vārdu sakot, ar saprātīgiem līdzekļiem sasniegt patiesu veselības harmoniju.
Veselīgs dzīvesveids ir uz tikumības principiem balstīts dzīvesveids, racionāli organizēts, aktīvs, strādājošs, rūdošs un vienlaikus sargājošs no apkārtējās vides nelabvēlīgās ietekmes, ļaujot saglabāt morālo, garīgo un fizisko veselību līdz plkst. vecums.
Mājasdarbs § 3.1 p.18-24
8085 0
Ksenobiotikas piesārņo visu dabisko vidi – gaisu, ūdenstilpes, augsni un floru. Rūpniecības atkritumi un citi vides piesārņotāji spēj ātri izplatīties gaisā un ūdenī, kļūstot par daļu no dabiskā cikla. Šie toksiskie savienojumi uzkrājas ūdenstilpēs un augsnē, dažkārt vietās, kas atrodas tālu no piesārņojuma avotiem, ko veicina vējš, lietus, sniegs, kā arī piesārņojošo vielu migrācija pa ūdeni (jūra, upes, ezeri). No augsnes tie nonāk augos un dzīvniekos.
Augsne ieņem galveno vietu biosfērā sastopamo ksenobiotiku ciklā. Tas ir pastāvīgā mijiedarbībā ar citām ekoloģiskām sistēmām, piemēram, atmosfēru, hidrosfēru, floru, un ir svarīga saikne dažādu komponentu, tostarp toksisko, iekļūšanai cilvēka organismā. Tas notiek galvenokārt ar pārtiku. Visām dzīvajām būtnēm barība ir nepieciešama kā enerģijas avots, būvmateriāli un barības vielas, kas nodrošina organisma dzīvībai svarīgās funkcijas. Taču, ja tajā ir ne tikai noderīgas, bet arī kaitīgas vielas, tas kļūst bīstams. Ksenobiotikas izraisa augu un dzīvnieku slimības un nāvi. Īpaši bīstamas ir ksenobiotikas, kas ir izturīgas pret vidi un spēj tajā uzkrāties.
Ksenobiotiku izplatība vidē ir atkarīga no klimatiskajiem un meteoroloģiskajiem apstākļiem un ūdenstilpju rakstura. Tādējādi paaugstināts gaisa mitrums, vēja virziens un nokrišņi (lietus, sniegs) veicina ksenobiotiku izplatību un zudumu. Saldūdens tilpnes, jūras un okeāni atšķiras pēc ksenobiotiku uzkrāšanās pakāpes. Augsnes veids, dažādi augi un to sastāvdaļas atšķiras arī pēc ksenobiotiku uzsūkšanās un aiztures pakāpes. Un dažādiem dzīvniekiem ir atšķirīga jutība pret ksenobiotikām. Ksenobiotiku uzkrāšanās pakāpi dzīvnieku organismā nosaka šo svešo vielu noturība.
Tādējādi Kanādas pētnieki pierādīja, ka Mičiganas ezera ūdens satur tikai 0,001 mg pesticīda DDT litrā, savukārt garneļu gaļā bija 0,4 mg/l, zivju taukos - 3,5 mg/l, bet kaiju taukos, kas ēda zivis no šī ezera - 100. mg/l. Līdz ar to pie katra nākamā barības ķēdes posma pakāpeniski palielinās noturīgā pesticīda DDT koncentrācija, un ezera ūdenī tika novērots vismazākais šīs vielas saturs. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka hlororganiskie pesticīdi ir atrodami ne tikai jūras zivju un lauksaimniecības dzīvnieku taukos, bet pat Antarktīdā mītošajos pingvīnos.
Cilvēkam vienmēr jāatceras, ka viņa darbība vienā planētas punktā var izraisīt negaidītas sekas citā punktā. Piemēram, šķiet, ka zīle dzīvo uz neapdzīvotiem akmeņiem Atlantijas okeānā un barojas tikai ar zivīm. Tomēr tā kļūst par apdraudētu sugu uz sauszemes izmantotā DDT dēļ, kas uzkrājas jūras barības ķēdēs. Vēl viens piemērs varētu būt polārais ledus, kas satur ievērojamu daudzumu DDT, ko pārvadā nokrišņi.
Ksenobiotiku īpašības, kas no ārējās vides nonāk cilvēka ķermenī:
- ksenobiotiku spēja izplatīties mūsu vidē tālu aiz to sākotnējās atrašanās vietas robežām (upes, vēji, lietus, sniegs utt.);
- vides piesārņojums ir ļoti noturīgs;
- Neskatoties uz lielajām ķīmiskās struktūras atšķirībām, ksenobiotikām ir noteiktas kopīgas fizikālās īpašības, kas palielina to iespējamo bīstamību cilvēkiem;
- Cilvēka veselībai īpaši bīstamas ir dažādu ksenobiotiku kombinācijas;
- ksenobiotikām ir raksturīga zema metabolisma un izvadīšanas intensitāte, kā rezultātā tās uzkrājas augu un dzīvnieku audos;
- ksenobiotiku toksicitāte augstākajiem zīdītājiem parasti ir augstāka nekā zemākas filoģenētiskās kārtas dzīvnieku sugām;
- ksenobiotiku spēja uzkrāties pārtikas produktos;
- Ksenobiotikas samazina pārtikas produktu uzturvērtību.
Evolūcijas laikā uz Zemes attiecības attīstījās tā, ka daži organismi kalpoja par barību citiem un tādējādi izveidojās stabilas barības ķēdes. Tā rezultātā cilvēki ir kļuvuši par galveno galapunktu daudzos pārtikas veidos, un tos var iekļaut šajās pārtikas ķēdēs gandrīz jebkurā līmenī. Un tas nav pārsteidzoši, jo dzīve no tās pirmsākumiem veidojās kā ķēdes process. Jebkura organisma uzplaukumu lielā mērā nosaka tā pozīcija barības ķēdē, un to nodrošina mijiedarbības efektivitāte ne tikai ar iepriekšējiem, bet arī nākamajiem barības ķēdes dalībniekiem. Citiem vārdiem sakot, nozīmīgu lomu spēlē ne tikai uztura avots un tā efektīva uzsūkšanās, bet arī noteikta ekoloģiskās sistēmas dalībnieka patēriņš no citiem.
Migrācijas ceļi, t.i. Barības ceļi, pa kuriem pārvietojas barības vielas, ir dažādi, tostarp īsi un gari. Garas barības ķēdes piemērs: ūdenstilpes - augsne - augi - dzīvnieki - pārtika - cilvēki. Īsas barības ķēdes piemērs: rezervuāri - ūdens organismi - zivis - cilvēki.
Dabā veidojušās organiskās vielas migrē pa barības ķēdēm dažādās ekoloģiskās sistēmās (atmosfēras gaisā, ūdenstilpēs, augsnē) un nonāk cilvēka organismā augu un dzīvnieku izcelsmes pārtikas produktu veidā. Taču pārtika satur ne tikai mūsu draugus, bet arī ienaidniekus, jo vienlaikus pa barības ķēdi pārvietojas daudzas nepārtikas, svešas vielas, kas rodas rūpniecības un lauksaimniecības ķīmiskajā procesā un ir toksiskas cilvēkiem un citām dzīvām būtnēm. . Tāpēc nav nejaušība, ka daudzi zinātnieki runā par indēm mūsu pārtikā. Pēdējā laikā daudzi zinātnieki runā arī par cilvēka ķermeņa iekšējās vides aizsardzību.
Akadēmiķis Pokrovskis saka: “Mēs esam dziļi pārliecināti, ka svarīgam neatņemamam kritērijam pārtikas aizsardzības pasākumiem, kuru mērķis ir slimību profilakse, ir jābūt cilvēka ķermeņa iekšējās vides ķīmiskās tīrības rādītājiem ar brīvību no svešām, īpaši noturīgām vielām. Jāatzīst, ka jebkādu noturīgu svešķermeņu uzkrāšanās ķermeņa iekšējā vidē ir ārkārtīgi nevēlama un dažos gadījumos bīstama." Šī koncepcija paredz pilnīgi acīmredzamus pasākumus, kuru mērķis ir samazināt visu vides objektu, tostarp pārtikas, piesārņojuma līmeni ar toksiskām vielām. Tādējādi vides tīrība ir nepieciešams priekšnoteikums cilvēka ķermeņa iekšējās vides tīrībai.
Ksenobiotikas negatīvi ietekmē uzturvielas (olbaltumvielas, ogļhidrātus, taukus, vitamīnus, minerālsāļus), tādējādi samazinot pārtikas produktu uzturvērtību.
Jāpatur prātā, ka pārtikas produktu piesārņošana ar ksenobiotikām ir iespējama ne tikai to saņemšanas laikā, bet arī uzglabāšanas, pārstrādes, transportēšanas un pārdošanas laikā sabiedrībai. Vides piesārņotāji ir diezgan stabili, tiem ir tendence izplatīties, uzkrāties barības ķēdēs, un tie spēj biotransformēties, palielinoties toksicitātei. Izraisītās ietekmes smagums ir ļoti atšķirīgs atkarībā no ksenobiotiku iedarbības pakāpes un ilguma. Cilvēka organismā var uzkrāties vairākas ksenobiotikas, un tāpēc tām ir ilgstoša kaitīga ietekme.
Ksenobiotiku negatīvā ietekme uz cilvēka organismu ir atkarīga no to fizikāli ķīmiskajām īpašībām, koncentrācijas, iedarbības ilguma, spējas nogulsnēties organismā un selektīvi ietekmēt noteiktus audus un orgānus. Līdz ar to daudzas ksenobiotikas rada specifiskus bojājumus dažādiem orgāniem. Nelabvēlīgi vides faktori lielai daļai iedzīvotāju provocē vai izraisa stresa stāvokli ar sekojošiem vielmaiņas traucējumiem. Neapšaubāma ir arī ksenobiotiku vadošā loma alerģisko stāvokļu attīstībā.
Ksenobiotiku uzkrāšanās rezultātā cilvēka organismā tiek traucētas iekšējo orgānu funkcijas un veidojas dažādi sāpīgi stāvokļi, tostarp smagas saslimšanas ar nāvi vai invaliditāti. Starp šīm slimībām, kas var būt akūtas vai hroniskas, īpašas bažas rada iespēja attīstīties ļaundabīgiem audzējiem un leikēmijai - asins vēzim. Velnišķīgā samosa slēpjas tieši pārtikas ķēžu mānībā, jo īpaši pārtikas mikroskopiskajā dabā ar pastāvīgu ksenobiotiku piegādi. Tā rezultātā attīstās smagas ilgtermiņa sekas, jo īpaši deformēti, dzīvotnespējīgi pēcnācēji.
Jau iepriekš ir atzīmēta augsnes kā centrālās vietas loma vielu ciklā. Šī ir vide, kurā mijiedarbojas lielākā daļa biosfēras elementu: ūdens un gaiss, klimatiskie un fizikāli ķīmiskie faktori un, visbeidzot, dzīvie organismi, kas iesaistīti augsnes veidošanā. Tieši viņa spēlē vadošo lomu pārtikas ķēžu veidošanā.
Tādējādi barības trakts ir galvenais cilvēkiem kaitīgo vielu migrācijas ceļš, t.i. Ksenobiotiķi organismā nonāk galvenokārt ar pārtiku (70% no visiem regulāri nonākušajiem organismā, tikai 20% – ar gaisu un 10% – ar ūdeni).
Visos pārtikas produktos kā primārie avoti ir sastāvdaļas, kas nāk no gaisa, ūdens un augsnes. Atkarībā no pārtikas produkta rakstura šo izejvielu transformācijas ceļš var būt vairāk vai mazāk garš, taisns vai līkumots, un tā kā vides piesārņojums ir saistīts ar spēcīgu tendenci izplatīties un uzkrāties ksenobiotikām pārtikas ķēdēs (ceļi). ), kā arī spēja pakļauties transformācijai, palielinoties toksicitātei, to izraisīto seku smagums ir atkarīgs no to toksicitātes pakāpes (vai noturības) un iedarbības ilguma. Ksenobiotiku iekļūšanas pārtikas ķēdēs mānīgums ir tāds, ka cilvēks ēd pastāvīgi, kas nozīmē, ka pat nelielos daudzumos viņa ķermenī pastāvīgi nonāk kaitīgas vielas. Kā jau minēts, migrācijas ceļi, t.i. Cilvēkiem labvēlīgo un kaitīgo uzturvielu barības ceļi (ķēdes) ir dažādi.
Ksenobiotiku radītā vides piesārņojuma avoti
|
Piesārņojuma avoti |
Ksenobiotika |
Visvairāk piesārņotais produkts |
|
Elektrorūpniecības produkti |
Polihlorētie bifenoli |
Zivis, cilvēka piens |
|
Piemaisījumi polihlorētajos bifenolos |
Dioksīni |
Zivis, govs piens, liellopu tauki |
|
Fungicīdi, rūpnieciskie blakusprodukti |
Heksahlorbenzols |
Dzīvnieku tauki, piena produkti produktiem |
|
Pesticīdu ražošana |
Zivis, cilvēka piens |
|
|
Pesticīdi |
Halogenētie ogļūdeņraži |
Zivis, cilvēka piens |
|
Hlora un nātrija hidroksīda ražošana, sakaru apstrādes iekārtas |
Alkildzīvsudraba savienojumi | |
|
Automobiļu izplūdes gāzes, ogļu sadegšanas produkti |
Graudaugi, dārzeņi, zivis, skāba pārtika |
|
|
Nogulšņu dūņas, metalurģisko procesu (kausēšanas) produkti |
Graudaugi, dārzeņi, gaļas produkti |
|
|
Produkti metalurģijas procesi |
Piens, dārzeņi, augļi |
|
|
Konservu rūpniecība |
Konservēti pārtikas produkti |
Vai cilvēka ķermenim ir iespēja kaut kādā mērā neitralizēt ksenobiotiku kaitīgo ietekmi?
Atbilde var būt pozitīva, jo cilvēka ķermenim ir noteikti aizsardzības mehānismi, kas ļauj neitralizēt ksenobiotiku patogēno iedarbību.
Šie mehānismi ietver:
- procesu kopums, kurā šīs svešās vielas tiek izvadītas no organisma pa dabīgiem izvadīšanas ceļiem (izelpotais gaiss, žults, zarnas, nieres);
- aktīva ksenobiotiku neitralizācija aknās;
- svešu vielu pārvēršana mazāk aktīvos ķīmiskos savienojumos;
- ķermeņa imūnsistēmas aizsargājošā loma.
Lisovskis V.A., Evsejevs S.P., Golofejevskis V.Ju., Miroņenko A.N.
Lai uzturētu homeostāzi, bioloģiskie objekti evolūcijas procesā ir izstrādājuši īpašas bioķīmiskās detoksikācijas sistēmas un mehānismus. Aizsardzības mehānismi pret ksenobiotiku iedarbību dažāda veida bioloģiskajos objektos var būt atšķirīgi. Tomēr ķermeņa aizsardzības sistēmas ir vienādas, un tās tiek klasificētas pēc to mērķa un darbības mehānismiem.
Pēc mērķa tos izšķir:
Sistēmas, kas palīdz ierobežot ksenobiotiku toksisko iedarbību (barjeras, audu noliktavas);
Sistēmas, kas palīdz novērst ksenobiotiku toksisko ietekmi (transporta un enzīmu sistēmas).
Aizsardzības sistēmu darbības mehānismi ir atkarīgi no ksenobiotiku iekļūšanas ceļiem organismā.
Barjeras. Dzīvnieka un cilvēka ķermenī ir divas barjeras aizsardzības sistēmas:
Barjeras, kas neļauj ksenobiotikām iekļūt ķermeņa iekšējā vidē;
Barjeras, kas aizsargā īpaši svarīgus orgānus (smadzenes, centrālā nervu sistēma, endokrīnie dziedzeri utt.).
Loma barjeras, kas aizsargā ķermeņa iekšējo vidi, ko veic kuņģa-zarnu trakta un elpceļu iekšējās virsmas āda un epitēlijs. Dzīvnieku un cilvēku āda veido vairāk nekā ceturto daļu no ķermeņa svara (vidējam cilvēkam līdz 20 kg). Āda sastāv no trim galvenajiem slāņiem: epidermas (ādas virsējais slānis), dermas (iekšējais slānis jeb pati āda) un zemādas tauki (9. att.). Ādas augšējam slānim ir sarežģīta struktūra, un tas sastāv no ragveida, caurspīdīgiem, graudainiem, spinainiem un dīgļu slāņiem. Barjeras funkciju veic stratum corneum dziļā daļa un caurspīdīgie slāņi. Barjeru galvenā strukturālā sastāvdaļa ir strukturālie proteīni. Ragu vielu veido a-keratīni (no gr. keras rags), kas satur molekulā visu 20 dabisko aminoskābju atliekas.
Caurspīdīgo slāni veido viena un daudzslāņu šūnu plāksnes. Katru šūnu ieskauj plāna tauku plēve - lipīdu membrāna, kas ir necaurlaidīga ūdenī šķīstošām vielām. Tomēr vielas, kas labi šķīst lipīdos, var pārvarēt šo barjeru. Lipīdu membrānas galvenā strukturālā sastāvdaļa ir glicerolipīds.
Lipīdi(no gr. lipos tauki) ir taukiem līdzīgas vielas, kas ir daļa no visām dzīvajām šūnām. Pēc to ķīmiskās struktūras izšķir trīs galvenās lipīdu grupas:
Taukskābes un to fermentatīvās oksidācijas produkti;
Glicerolipīdi (satur glicerīna atlikumu molekulā);
Lipīdi, kas nesatur glicerīna atlikumu molekulā (izņemot pirmo).
Ādas barjeru spēja aizsargāt ķermeņa iekšējo vidi no ksenobiotiku iekļūšanas tajā ir atkarīga no:
Ksenobiotiku būtība (sastāvs, ķīmiskās īpašības, reaktivitāte, hidrofilitāte u.c.) Hidrofilās vielas izšķīst audu ūdens šķīdumos, bet taukos šķīstošās – lipīdos. Ādas barjeras aizsargā ķermeņa iekšējo vidi no ūdenī šķīstošu vielu iekļūšanas, kā arī no skābju, hidroksīdu un sāļu ūdens šķīdumu iedarbības. Tomēr organiskie šķīdinātāji un vielas, kas tajos šķīst, iekļūst caur šīm barjerām. Īpaši bīstamas ir vielas, kurām ir difīls raksturs;
Ksenobiotisko molekulu (daļiņu) lielums nosaka to iekļūšanas iespēju ķermeņa iekšējā vidē caur ādu un sviedru un tauku dziedzeru ādas kanāliem. Galvenais ceļš ir uzsūkšanās caur ādu. Lielas molekulas (olbaltumvielas) paliek uz ādas virsmas, neiekļūstot dziļi, un mazas daļiņas var iekļūt iekšā .;
Ķermeņa vecums Ādas ūdens caurlaidība ar vecumu nemainās.
Gadījumos, kad ksenobiotikas iekļūst raga slānī un lipīdu membrānās, kuņģa-zarnu trakta un elpceļu iekšējās virsmas epitēlijā un nonāk asinsritē, īpaši svarīgus orgānus aizsargājošo barjeru funkciju veic histohematiskās barjeras(no gr. histos audi + haimas asinis), kas atrodas starp audiem un asinīm. Dažas ksenobiotikas var bojāt šūnas, kas veido histohemātiskos barjeras. Histohematiskās barjeras visvairāk bojā pārejas metālu joni, kas veido organiskus kompleksus ar olbaltumvielām un aminoskābēm (kadmija, cinka, hroma, dzīvsudraba joniem).
Lai uzturētu ķermeņa dzīvībai svarīgās funkcijas, vecās barjeras šūnas tiek aizstātas ar jaunām. Sarkanās asins šūnas tiek pilnībā atjaunotas katru mēnesi, ragveida viela tiek noņemta no ādas katru dienu (līdz 6 g), un āda tiek pilnībā atjaunota mēneša laikā. Kuņģa-zarnu trakta un elpceļu iekšējās virsmas epitēlijs tiek atjaunots katru nedēļu.
Ksenobiotiku noliktava. Dažas ksenobiotikas uzkrājas noteiktos ķermeņa audos un var tur saglabāties ilgu laiku. Audu noliktavas, savācot ksenobiotikas vienā audā, aizsargā no tā ķermeņa iekšējo vidi un palīdz uzturēt homeostāzi. Taču, ja ksenobiotiķis ilgstoši uzkavējas noliktavā un tā koncentrācija laika gaitā ievērojami palielinās, tad tā toksiskā iedarbība no hroniskas kļūs par akūtu.
Ksenobiotiku spēju uzkrāties noteiktos audos vai orgānos nosaka to sastāvs, struktūra un fizikāli ķīmiskās īpašības.
Neelektrolīti, vielmaiņas ziņā samērā inerti un ar labu lipīdu šķīdību, uzkrājas visos orgānos un audos. Turklāt indes iekļūšanas organismā pirmajā fāzē noteicošais faktors būs asins piegāde orgānam, kas ierobežo dinamiskā līdzsvara sasniegšanu. asins audi. Tomēr nākotnē galvenais faktors, kas ietekmē indes izplatību, ir orgāna sorbcijas spēja (statiskais līdzsvars). Attiecībā uz lipīdos šķīstošām vielām vislielākā kapacitāte ir taukaudiem un ar lipīdiem bagātiem orgāniem (kaulu smadzenēm utt.). Daudzām lipīdos šķīstošām vielām galvenais depo ir taukaudi, kas saglabā indi gan lielākos daudzumos, gan ilgāk nekā citi audi un orgāni. Šajā gadījumā indes saglabāšanas ilgumu tauku noliktavā nosaka to fizikāli ķīmiskās īpašības. Piemēram, taukaudu desaturācija pēc dzīvnieku saindēšanās ar benzolu notiek 30–48 stundu laikā, bet ar insekticīdu DDT – daudzu mēnešu laikā.
Metālu jonu izplatībai organismā, atšķirībā no organiskajiem neelektrolītiem, nav konstatēti vispārēji modeļi, kas saista pēdējo fizikāli ķīmiskās īpašības ar to izplatību. Tomēr kopumā metālu joni mēdz visvairāk uzkrāties tajos pašos audos un orgānos, kur tie parasti ir sastopami lielos daudzumos kā mikroelementi. Turklāt selektīva metāla jonu nogulsnēšanās tiek konstatēta audos, kur ir polārās grupas, kas spēj ziedot elektronus un veidot koordinācijas saites ar metāla atomiem, un orgānos ar intensīvu metabolismu. Piemēram, vairogdziedzeris absorbē mangānu, kobaltu, niķeli, hromu, arsēnu, rēniju; virsnieru dziedzeri un aizkuņģa dziedzeris – mangāns, kobalts, hroms, cinks, niķelis; hipofīze - mangāns, svins, molibdēns; sēklinieki absorbē kadmiju un cinku.
Lielākajai daļai pārejas metālu jonu nogulsnēšanās organismā galvenokārt ir saistīta ar to spēju veidot dažādus organiskus kompleksus ar olbaltumvielām un aminoskābēm. Tādu metālu joni kā cinks, kadmijs, kobalts, niķelis, tallijs, varš, alva, rutēnijs, hroms, dzīvsudrabs organismā izplatās vienmērīgi. Tie tiek konstatēti intoksikācijas laikā visos audos. Tajā pašā laikā tiek novērota zināma to uzkrāšanās selektivitāte. Selektīva dzīvsudraba un kadmija nogulsnēšanās jebkurā formā notiek nierēs, kas ir saistīta ar šo metālu specifisko afinitāti pret nieru audu SH grupu. Rupju koloīdu veidā daži slikti šķīstošie retzemju metāli tiek selektīvi saglabāti tādos orgānos kā aknas, liesa un kaulu smadzenes, kas ir bagāti ar retikuloendotēlija šūnām. Kaulaudos selektīvi uzkrājas to metālu joni, kuru neorganiskie savienojumi organismā labi disocē, kā arī metālu joni, kas veido spēcīgas saites ar fosforu un kalciju. Šādi metāli ir svins, berilijs, bārijs, stroncijs, gallijs, itrijs, cirkonijs, urāns un torijs. Turklāt svins, ilgstoši ieelpojot, maksimālajā daudzumā ir atrodams arī aknās, nierēs, liesā un sirds muskuļos.
Metālu jonu izdalīšanās no ķermeņa pakļaujas eksponenciālam likumam. Pēc uzņemšanas pārtraukšanas to saturs organismā ātri normalizējas. Daudzos gadījumos atbrīvošanās notiek nevienmērīgi, daudzfāzu, un katrai fāzei ir sava eksponenciālā līkne. Piemēram, lielākā daļa no ieelpotā dzīvsudraba tvaiku caur nierēm tiek izvadīta no organisma dažu stundu laikā, bet tā atlikušo daudzumu izvadīšana aizkavējas uz vairākām dienām; urāna atlikumu izdalīšanās ilgst līdz 900 stundām, un cinka izdalīšanās ilgst vairāk nekā 150 dienas.
Transporta sistēmas. Atbilstoši to mērķim dzīvnieku un cilvēku ķermenī transporta sistēmas iedala divās grupās. Pirmajā grupā ietilpst transporta sistēmas, kas attīra visa ķermeņa iekšējo vidi. Otrā grupa sastāv no transporta sistēmām, kas no vissvarīgākā orgāna noņem ksenobiotiku.
Pirmās grupas transporta sistēmas ir atrodamas daudzos orgānos, bet visspēcīgākās no tām ir aknu un nieru kanāliņu šūnās.
Pārtika un citas vielas kuņģī tiek sagremotas tikai daļēji. Lielākā daļa gremošanas procesa notiek tievajās zarnās. Sagremota pārtika un mazās molekulas un ksenobiotiskie joni caur tievās zarnas sieniņām nonāk asinīs un kopā ar asinsriti nonāk aknās. No organisma tiek izvadīta nesagremota pārtika un ksenobiotiskās molekulas jeb joni, kas neiziet cauri tievās zarnas sieniņām.
Aknu šūnās strukturālais nesējproteīns identificē kaitīgās vielas un atdala tās no labvēlīgajām. Organismam noderīgas vielas (glikoze, kas uzkrāta glikogēna veidā, un citi ogļhidrāti, aminoskābes un taukskābes) nonāk asinīs, lai pārnestu uz tām šūnām, kuru dzīvībai svarīgo darbību tās nodrošina. Neliela daļa glikozes un aminoskābju molekulu tiek atgriezta aknās, lai tās pārvērstu par asinīm nepieciešamajiem proteīniem.
Balasta vielas un dažas ksenobiotikas tiek transportētas ar žulti zarnās un izvadītas no organisma. Citas ksenobiotikas tiek ķīmiski pārveidotas aknās, padarot tās mazāk toksiskas un labāk šķīstošās ūdenī, viegli izdaloties no organisma.
Ksenobiotiku un to transformācijas produktu izvadīšanas procesā no organisma noteikta loma ir plaušām, gremošanas orgāniem, ādai un dažādiem dziedzeriem. Vislielākā nozīme ir nierēm. Nieru funkcija, kas nosaka izvadīšanas procesus, tiek izmantota saindēšanās gadījumos, palielinot urinēšanu, lai ātri izvadītu no organisma toksiskās vielas. Tomēr daudzi ksenobiotiķi (dzīvsudrabs u.c.) kaitē nierēm. Turklāt ksenobiotiskās transformācijas produkti var saglabāties nierēs. Piemēram, saindēšanās gadījumā ar etilēnglikolu, tā oksidēšanās laikā organismā veidojas skābeņskābe un kalcija oksalāta kristāli izgulsnējas nieru kanāliņos, novēršot urinēšanu.
Otrās grupas transporta sistēmas ir atrodamas, piemēram, smadzeņu kambaros. Tie noņem ksenobiotikas no cerebrospinālais šķidrums(šķidrums, kas peld smadzenes) nonāk asinīs.
Ksenobiotiku izvadīšanas mehānisms ar abu grupu transporta sistēmām ir vienāds. Transporta šūnas veido slāni, kura viena puse robežojas ar iekšējo vidi, bet otra – ar ārējo vidi. Šī slāņa šūnu lipīdu membrāna neļauj ūdenī šķīstošām ksenobiotikām iekļūt šūnas iekšējā vidē. Bet šī membrāna satur īpašu transporta proteīnu - nesēja proteīns, kas identificē kaitīgu vielu, veido ar to transporta kompleksu un caur lipīdu slāni nogādā to no iekšējās vides uz ārējo vidi.
Lielākā daļa ksenobiotiku tiek izvadīta ar divām transporta sistēmām: par organiskās skābes un priekš organiskās bāzes.
Nesējproteīna molekulu skaits membrānā ir ierobežots. Augstā ksenobiotiku koncentrācijā asinīs var aizņemt visas transportproteīna molekulas membrānā, un tad pārneses process kļūst neiespējams. Turklāt daži ksenobiotiķi bojā vai pat iznīcina transporta šūnas.
Metālu jonu transportēšana notiek galvenokārt ar asinīm tādā formā, kas saistīta ar asins proteīnu frakcijām. Sarkanajām asins šūnām ir liela nozīme daudzu metālu jonu (piemēram, svina, hroma, arsēna) transportēšanā.
Enzīmu sistēmas. Ksenobiotiķu, kas nonāk asinsritē, detoksikācijas procesos noteicošā loma ir enzīmu sistēmām, kas toksiskās ksenobiotikas pārvērš mazāk toksiskos savienojumos, kas labāk šķīst ūdenī un vieglāk izvadāmi no organisma. Šādas ķīmiskas pārvērtības notiek enzīmu ietekmē, kas katalizē jebkuras ķīmiskās saites pārrāvumu ksenobiotiskā molekulā vai, gluži pretēji, ksenobiotisko molekulu mijiedarbību ar citu vielu molekulām.
Visspēcīgākās enzīmu sistēmas ir atrodamas aknu šūnās. Vairumā gadījumu aknu enzīmu sistēmas neitralizē ksenobiotikas, kas nonāk asinīs, kas plūst no zarnām un nonāk aknās, un novērš to iekļūšanu vispārējā asinsritē. Tipisks piemērs ksenobiotiku detoksikācijas procesam ar aknu enzīmu sistēmām ir ūdenī slikti šķīstošā benzola bioķīmiskā pārveide organismā par pirokateholu, kas labi šķīst ūdenī un viegli izdalās no organisma.
Benzola bioķīmiskā transformācija organismā notiek trīs virzienos: benzola oksidēšanās (hidroksilēšana) aromātiskajos spirtos, konjugātu veidošanās un tā molekulas pilnīga iznīcināšana (aromātiskā gredzena plīsums).
Vēl viens piemērs ksenobiotiku detoksikācijas procesam ar aknu enzīmu sistēmām ir toksiska sulfīta oksidēšana par sulfātu:
2SO 3 2– (aq) + O 2 (aq) 2SO 4 2– (aq)
Enzīms, kas katalizē šo reakciju, satur molibdēna jonu. Bez šī mikroelementa aknu šūnās lielākā daļa pārtikas būtu toksiskas cilvēkiem un dzīvniekiem.
Aknu enzīmu sistēmu spēja neitralizēt asinsritē esošās ksenobiotikas ir ierobežota. Tā kā detoksikācijas procesi ir saistīti ar šūnu dzīvībai būtisku vielu patēriņu, šie procesi var izraisīt to trūkumu organismā. Tā rezultātā pastāv sekundāru sāpīgu stāvokļu attīstības risks nepieciešamo metabolītu trūkuma dēļ. Piemēram, daudzu ksenobiotiku detoksikācija ir atkarīga no glikogēna krājumiem aknās, jo tie ražo glikuronskābi. Kad organismā nonāk lielas ksenobiotiku devas, kuru neitralizācija tiek veikta, veidojot glikuronskābi (piemēram, benzola atvasinājumus), glikogēna (galvenās viegli mobilizētās ogļhidrātu rezerves) saturs samazinās. Tomēr ir vielas, kas aknu enzīmu ietekmē spēj atdalīt glikuronskābes molekulas un tādējādi palīdzēt neitralizēt indes. Viena no šīm vielām ir glicirizīns, kas ir daļa no lakricas saknes.
Turklāt, kad ksenobiotikas nonāk asinsritē lielās devās, var tikt nomākta aknu darbība. Aknu pārslodze ar ksenobiotikām var izraisīt arī to uzkrāšanos ķermeņa taukaudos un hronisku saindēšanos.
