Võõrainete biotransformatsiooni võimalus inimkehas. Toksiliste ainete muundumine organismis Võõrainete sattumine organismi

Nagu teate, metaboliseeritakse selles ja seejärel väljutatakse peaaegu kõik kehasse sisenevad võõrained, sealhulgas ravimid. On teada, et üksikud isikud erinevad üksteisest ravimite metaboliseerumise kiiruse ja nende kehast eemaldamise poolest: sõltuvalt kemikaali olemusest võib see erinevus olla 4-40-kordne. Aeglase ainevahetuse ja eritumise korral võib teatud ravim organismis koguneda ja vastupidi, mõned isikud võivad võõrkeha kiiresti organismist eemaldada.

Võõrainete eemaldamist soodustavad nende meboliseerivad ensüümid. Viimaste olemasolu organismis sõltub aga eelkõige pärilikest teguritest, kuigi nende tegevust võivad mõjutada vanus, sugu, toit, haigus jne.

Inimene, kelle ensüümsüsteem muundab kantserogeenid kiiresti ja suuremal määral lõplikeks vormideks, on mõistliku oletuse kohaselt suurem vähktõve suhtes kui inimene, kes metaboliseerib kantserogeene aeglasemalt. Ja sel juhul leiti üksikute isikute vahel väga suuri erinevusi. Näiteks kantserogeenseid PAH-e metaboliseeriva ensüümi epoksiidhüdrataasi aktiivsus, mida leidub enam kui seitsmekümne inimese maksa mikrosoomides, võib kõrgeima ainevahetusastmega inimesel olla 17 korda kõrgem kui selle aktiivsus inimesel, kellel on madalaim ainevahetusaste. Ka teised kantserogeenide metabolismiga seotud ensüümid näitavad suuri indiviididevahelisi erinevusi.

Samal ajal tuleb meeles pidada, et nende ensüümide toimel erinevad sama indiviidi erinevates kudedes (kopsud, maks või vererakud) üksteisest suuresti. Kuid nende aktiivsus võib muutuda ka ühe indiviidi samas koes (vananemise tõttu, haiguse mõjul, ravimite toimel, toidu või ensüümi induktsiooni mõjul). Samuti ei tasu rõhutada, et erinevate loomade kudedes kantserogeenide metabolismiga seotud ensüümide aktiivsus on erinev; veelgi suurem on erinevus loomade ja inimeste kudede vahel.

Teadlased püüdsid siiski ligikaudselt kindlaks teha kantserogeenset ohtu inimestele, tuginedes ensüümide toimele, mis muudavad organismis kahjulikud ained lõplikeks vormideks (nn metaboolne aktiveerimine). Kuigi see oletus ei ole täielikult õigustatud, eeldatakse, et toksiliste ja kantserogeene neutraliseerivate ensüümide aktiivsus vere lümfotsüütides peegeldab ensüümide seisundit ka teistes kudedes.

Benso[a]püreeni hüdroksülaasi toime määramisel selgus, et suitsetajate lümfotsüütide homogenaadid sisaldavad seda 52% rohkem kui mittesuitsetajate sarnased homogenaadid. Selle ensüümi kõrgem aktiivsus, mis põhjustab PAH-de metaboolset aktivatsiooni, leiti ka suitsetajate ja ravimit tarvitavate isikute lümfotsüütide mikrosoomides (kuni 93%). Kuid samal ajal leiti, et ensüümi glutatioon-S-transferaasi, mis neutraliseerib organismis PAH-e, aktiivsus jäi kõigi rühmade (suitsetajad, mittesuitsetajad ja patsiendid) lümfotsüütide homogenaadis ligikaudu samaks. ravimid). Sellest saab teha kaks järeldust:

1. Suitsetamine ei mõjuta ainult kopse. See võib põhjustada muutusi ka teistes kudedes, näiteks vere lümfotsüütides. See tähendab, et ühe koe valmisolekut kantserogeene metaboliseerida sai hinnata ainult teiste kudede, näiteks lümfotsüütide vastavate ensüümide aktiivsuse määramise põhjal.
2. Kui suitsetamine suurendab "toksilise" ensüümi AGG aktiivsust, siis "neutraliseeriva" ensüümi glutatioon-β-transferaasi aktiivsus jääb muutumatuks. See võib tähendada, et suitsetajatel aktiveerub enamik kantserogeene metaboolselt, samas kui neutraliseeriv aktiivsus ei muutu. See võib kõige üldisemalt seletada tõsiasja, et suitsetajatel on suurem vähktõve esinemissagedus kui mittesuitsetajatel, mitte ainult kantserogeenide suurenenud tarbimise tõttu, vaid ka kantserogeene lõplikuks muutvate ensüümide suurenenud aktiivsuse tõttu. vormid.

Ensüümid ja nende indutseerimine

Seega võib põhjendatult eeldada, et inimestel, kellel on kõrge ensüümide aktiivsus, mis muudavad keemilised kantserogeenid lõplikeks derivaatideks, on suurem vastuvõtlikkus vähile kui teised. Seetõttu võimaldaks selliste toksiliste ensüümide suurenenud aktiivsusega isikute tuvastamine valida need, kellel on kõrge vähirisk. Asjakohaste ennetusmeetmete rakendamine sellistele isikutele – nende kokkupuute välistamine keemiliste kantserogeenidega, vähivastaste ravimite võtmine – võimaldaks haigestumusi vähendada.

Nende ensüümide (nt AGG, benso[a]püreenhüdroksülaas) aktiveerimine võib olla teatud indiviidi pärilike omaduste tagajärg või induktsioon, st nende ensüümide aktiivsuse suurenemine teatud kemikaalide poolt. DV Nebart viitab sellele, et hiirel on geenilookus Ag, mis vastutab sellise ensüümide süsteemi loomise eest. Selle geneetilise tunnusega (Ag-lookus) loomade keha reageerib kantserogeensetele PAH-dele nende kiirenenud ainevahetuse ja sellest tulenevalt suurenenud vähi esinemissageduse kaudu. Seevastu loomadel, kellel seda pärilikku tunnust ei ole, on ainevahetus väga aeglane ja esinemissagedus väike. Võib oletada, et sarnased geneetilised tunnused esinevad ka teistel looma- või inimeseliikidel.

Teine tegur, mis võib suurendada selle haiguse riski, suurendades toksiliste ensüümide aktiivsust, on kemikaalide esilekutsumine. Nende hulka kuuluvad näiteks polüklooritud ensüümid, mis ise ei ole kantserogeensed, kuid suurendades toksiliste ensüümide aktiivsust, indutseerides neid, võivad need suurendada nende toimega kokkupuutuvatel isikutel kantserogeneesi riski.

Seega saab keemiliste kantserogeenidega kokkupuutumise tõttu identifitseerida isikuid, keda iseloomustab eeldatavalt suurem vastuvõtlikkus vähile, määrates mõne toksilise ensüümi (näiteks benso[a]-püreenhüdroksülaasi) aktiivsuse organismis. nende vere lümfotsüüdid. Sellist kontrolli on tehniliselt väga raske teostada ja pealegi paljude teadlaste andmetel väga ebausaldusväärne. Nagu juba mainitud, on ühe ensüümi aktiivsuse põhjal lümfotsüütides väga raske hinnata mitme ensüümi aktiivsust teistes kudedes, eriti kui see on kergesti muudetav muude kemikaalide, vanuse, toidu, haiguste ja muude tegurite mõjul. . Seetõttu on ettevaatus isikute vähiriski määramisel nende rakkude ensüümide aktiivsuse põhjal igati õigustatud.

TOIDUS

Võõrkemikaalide hulka kuuluvad ühendid, mis oma olemuselt ja koguselt ei ole looduslikule tootele omased, kuid mida saab lisada säilitamise tehnoloogia parandamiseks või toote kvaliteedi ja selle toiteomaduste parandamiseks või need võivad tekkida tootes. tehnoloogilise töötlemise (kuumutamine, praadimine, kiiritamine jne) ja ladustamise tulemusena, samuti saastumise tõttu sellesse või toidusse sattumisel.

Välisteadlaste hinnangul tuleb keskkonnast inimorganismi tungivatest võõrkemikaalidest olenevalt kohalikest tingimustest 30-80% või rohkemgi toiduga (K. Norn, 1976).

Toiduga organismi sattuva PCV võimalike patogeensete mõjude spekter on väga lai. Nad saavad:

1) kahjustada seedimist ja toitainete omastamist;

2) alandada organismi kaitsevõimet;

3) sensibiliseerida organismi;

4) omavad üldist mürgist toimet;

5) põhjustada gonadotoksilist, embrüotoksilist, teratogeenset ja kantserogeenset toimet;

6) kiirendada vananemisprotsessi;

7) häirida paljunemisfunktsiooni.

Keskkonnasaaste negatiivse mõju probleem inimeste tervisele muutub teravamaks. See on ületanud riigipiirid ja muutunud globaalseks. Tööstuse intensiivne areng, põllumajanduse kemiliseerumine viivad selleni, et keskkonda satub suurtes kogustes inimorganismile kahjulikke keemilisi ühendeid. On teada, et märkimisväärne osa võõrkehadest satub inimkehasse koos toiduga (näiteks raskmetallid - kuni 70%). Seetõttu on elanikkonna ja spetsialistide laialdane teave toiduainetes leiduvate saasteainete kohta väga praktilise tähtsusega. Toite- ja bioloogilise väärtuseta või mürgiste saasteainete esinemine toiduainetes ohustab inimeste tervist. Loomulikult on see probleem nii traditsiooniliste kui ka uute toiduainete osas muutunud eriti teravaks praegusel ajal. Mõistest "võõraine" on saanud keskpunkt, mille ümber arutelud ikka veel lahvatavad. Maailma Terviseorganisatsioon ja teised rahvusvahelised organisatsioonid on nende probleemide kallal kõvasti tööd teinud umbes 40 aastat ning paljude riikide tervishoiuasutused püüavad neid kontrolli all hoida ja toiduainetele sertifitseerida. Saasteained võivad sattuda toidusse kogemata saasteainetena ja mõnikord satuvad need ka spetsiaalselt toidu lisaainetena, kui see on väidetavalt tingitud tehnoloogilisest vajadusest. Toidus sisalduvad saasteained võivad teatud tingimustel põhjustada toidumürgitust, mis on ohtlik inimese tervisele. Üldise toksikoloogilise olukorra muudab aga veelgi keerulisemaks muude toiduks mittekasutatavate ainete, näiteks ravimite sage tarbimine; tööstusliku ja muu inimtegevuse kõrvalsaaduste kujul olevate võõrainete allaneelamine õhu, vee, tarbitud toidu ja ravimite kaudu. Meid ümbritsevast keskkonnast toitu sattuvad kemikaalid tekitavad probleeme, millega tuleb tegeleda. Sellest tulenevalt on vaja hinnata nende ainete ohu bioloogilist tähtsust inimeste tervisele ja paljastada selle seos patoloogiliste nähtustega inimkehas.

Üks võimalikest viisidest HCV toidusse sattumisel on nende kaasamine nn toiduahelasse.

Seega võib inimkehasse sattuv toit sisaldada väga suures kontsentratsioonis aineid, mida nimetatakse võõraineteks (FSC).

Toiduahelad on üks peamisi vorme erinevate organismide omavaheliseks ühendamiseks, millest igaüht ahmib mõni teine ​​liik.Sel juhul toimub järjestikustes röövloomade – kiskja – lülides ainete pidev muundumiste jada. Selliste toiduahelate peamised variandid on näidatud joonisel. Lihtsaimateks ahelateks võib pidada seda, millistes taimsetes saadustes: seened, vürtsikad taimed (petersell, till, seller jne), juur- ja puuviljad, teraviljad saavad taimede kastmise tulemusena (veest), töötlemisel mullast saasteaineid. taimed pestitsiididega kahjurite tõrjeks; on fikseeritud ja mõnel juhul kogunevad neisse ning sisenevad seejärel koos toiduga inimkehasse, omandades võime avaldada sellele positiivset või sagedamini kahjulikku mõju.

Keerulisemad on ahelad, milles on mitu lüli. Näiteks rohi – rohusööjad – inimene või teravili – linnud ja loomad – inimene. Kõige keerulisemad toiduahelad on tavaliselt seotud veekeskkonnaga. Vees lahustunud aineid ekstraheerib fütoplankton, viimase omastab seejärel zooplankton (algloomad, koorikloomad), seejärel "rahulikud" ja seejärel röövkalad, sisenedes koos nendega inimkehasse. Kuid ahelat saab jätkata lindude ja kõigesööjate (sead, karud) kala söömisega ja alles seejärel inimkehasse sisenemisega. Toiduahelate eripäraks on see, et igas järgmises lülis on saasteainete kumulatsioon (akumulatsioon) palju suurem kui eelmises lülis. Niisiis, W. Eichleri ​​sõnul võivad vetikad veest ekstraheerituna DDT preparaatidega seoses suurendada (akumuleeruda) ravimi kontsentratsiooni 3000 korda; koorikloomade kehas suureneb see kontsentratsioon veel 30 korda; kalade kehas - veel 10-15 korda; ja sellest kalast toituvate kajakate rasvkoes - 400 korda. Muidugi võib teatud saasteainete kuhjumise määr toiduahela lülides olenevalt saasteainete tüübist ja ahela lüli iseloomust üsna oluliselt erineda. Teatavasti võib näiteks radioaktiivsete ainete kontsentratsioon seentes olla 1000–10 000 korda suurem kui mullas.

Võõrainete sisenemise võimalused

Mürgid, mis tungivad kehasse, võivad sarnaselt teiste võõrühenditega läbi viia mitmesuguseid biokeemilisi muutusi ( biotransformatsioon), mille tulemusena moodustuvad enamasti vähem mürgised ained ( neutraliseerimine, või võõrutus). Kuid on palju juhtumeid, kus mürkide toksilisus suureneb, kui nende struktuur kehas muutub. On ka ühendeid, mille iseloomulikud omadused hakkavad ilmnema alles biotransformatsiooni tulemusena. Samal ajal eritub teatud osa mürgimolekulidest organismist muutusteta või püsib selles isegi enam-vähem pikka aega, fikseerituna vereplasma ja kudede valkude poolt. Olenevalt tekkiva "mürk-valgu" kompleksi tugevusest, mürgi toime aeglustub või kaob täielikult. Lisaks saab valgu struktuur olla ainult toksilise aine kandja, toimetades selle vastavatesse retseptoritesse. *

* (Mõistega "retseptor" (või "retseptori struktuur") tähistame mürkide "rakenduspunkti": ensüümi, selle katalüütilise toime objekti (substraati), samuti valke, lipiide, mukopolüsahhariide ja muid kehasid, mis toodavad. rakkude struktuuri või osaleda ainevahetuses. Molekulaarfarmakoloogilisi ideid nende mõistete olemuse kohta käsitletakse Ch. 2)

Biotransformatsiooniprotsesside uurimine võimaldab lahendada mitmeid praktilisi toksikoloogia küsimusi. Esiteks võimaldavad teadmised mürkide detoksifitseerimise molekulaarsest olemusest ümbritseda keha kaitsemehhanisme ja selle põhjal visandada viise, kuidas mürgisele protsessile suunata. Teiseks saab organismi sattunud mürgi (ravimi) doosi kogust hinnata nende muundumissaaduste – metaboliitide – koguse järgi, mis erituvad neerude, soolte ja kopsude kaudu, * mis võimaldab kontrollida inimeste tervist. mürgiste ainete tootmise ja kasutamisega seotud inimesed; pealegi on erinevate haiguste puhul oluliselt häiritud paljude võõrainete biotransformatsiooniproduktide teke ja väljutamine organismist. Kolmandaks kaasneb mürkide ilmnemisega organismis sageli ensüümide indutseerimine, mis katalüüsivad (kiirendavad) nende muundumist. Seetõttu on teatud ainete abil indutseeritud ensüümide aktiivsust mõjutades võimalik kiirendada või aeglustada võõrühendite transformatsioonide biokeemilisi protsesse.

* (Metaboliitide all mõistetakse tavaliselt ka erinevaid normaalse ainevahetuse (ainevahetuse) biokeemilisi tooteid.)

Nüüdseks on kindlaks tehtud, et võõrainete biotransformatsiooni protsessid toimuvad maksas, seedetraktis, kopsudes ja neerudes (joonis 1). Lisaks sellele, vastavalt professor ID Gadaskina uuringute tulemustele, * toimub rasvkoes pöördumatute muutuste arv mürgistes ühendites. Siin on aga esmatähtis maks või õigemini selle rakkude mikrosomaalne fraktsioon. Just maksarakkudes, nende endoplasmaatilises retikulumis paiknevad enamik ensüüme, mis katalüüsivad võõrainete transformatsiooni. Retikulum ise on tsütoplasmasse tungiv linoproteiini tuubulite põimik (joonis 2). Suurim ensümaatiline aktiivsus on seotud nn sileda retikulumiga, mille pinnal erinevalt karedast ei ole ribosoome. ** Seetõttu pole üllatav, et maksahaiguste korral suureneb järsult organismi tundlikkus paljude võõrainete suhtes. Tuleb märkida, et kuigi mikrosomaalsete ensüümide arv on väike, on neil väga oluline omadus - kõrge afiinsus erinevate võõrainete suhtes, millel on suhteline keemiline mittespetsiifilisus. See loob neile võimaluse astuda peaaegu iga keemilise ühendiga, mis on sattunud keha sisekeskkonda. Hiljuti on tõestatud mitmete selliste ensüümide olemasolu teistes rakuorganellides (näiteks mitokondrites), samuti vereplasmas ja soolestiku mikroorganismides.

* (Gadaskina I.D. Rasvkude ja mürgid. - Raamatus: Tööstustoksikoloogia aktuaalsed küsimused / Toim. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, lk. 21-43)

** (Ribosoomid - 15-30 nm läbimõõduga sfäärilised rakumoodustused, mis on valkude, sealhulgas ensüümide sünteesi keskused; sisaldavad ribonukleiinhapet (RNA))

Arvatakse, et võõrühendite kehas muundumise peamine põhimõte on tagada nende kõrgeim eritumise kiirus, kandes üle rasvlahustuvatest keemilistest struktuuridest vees lahustuvamatele. Viimase 10-15 aasta jooksul, kui uuriti võõrühendite biokeemiliste muundumiste olemust rasvlahustuvatest vees lahustuvateks, tekkis segafunktsiooniga nn monooksügenaasi ensüümsüsteem, mis sisaldab spetsiaalset valku - tsütokroom P-450, on muutunud üha olulisemaks. See on oma struktuurilt lähedane hemoglobiinile (eelkõige sisaldab see muutuva valentsiga raua aatomeid) ja on viimane lüli oksüdeerivate mikrosomaalsete ensüümide - biotransformaatorite - rühmas, mis on koondunud peamiselt maksarakkudesse. * Organismis võib tsütokroom P-450 olla kahel kujul: oksüdeeritud ja redutseeritud. Oksüdeeritud olekus moodustab see esmalt võõrainega kompleksse ühendi, mida seejärel redutseerib spetsiaalne ensüüm - tsütokroomreduktaas. See nüüd redutseeritud ühend reageerib seejärel aktiveeritud hapnikuga, moodustades oksüdeeritud ja üldiselt mittetoksilise aine.

* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Võõrainete vool: mõju inimkonnale, - Priroda, 1980, nr 9, lk. 90-101)

Mürgiste ainete biotransformatsioon põhineb mitut tüüpi keemilistel reaktsioonidel, mille tulemusena lisanduvad või elimineeritakse metüül- (-CH 3), atsetüül- (CH 3 COO-), karboksüül- (-COOH), hüdroksüül- (-OH) radikaalid ( rühmad), samuti väävliaatomid ja väävlit sisaldavad rühmad. Märkimisväärse tähtsusega on mürkide molekulide lagunemisprotsessid kuni nende tsükliliste radikaalide pöördumatu muundumiseni. Kuid mürkide neutraliseerimise mehhanismide hulgas on eriline roll sünteesireaktsioonid, või konjugatsioonid, mille tulemusena moodustuvad mittetoksilised kompleksid - konjugaadid. Samal ajal on keha sisekeskkonna biokeemilised komponendid, mis astuvad mürkidega pöördumatusse koostoimesse: glükuroonhape (C 5 H 9 O 5 COOH), tsüsteiin ( ), glütsiin (NH 2 -CH 2 -COOH), väävelhape jne. Mitmeid funktsionaalseid rühmi sisaldavad mürgimolekulid saab transformeerida 2 või enama metaboolse reaktsiooni kaudu. Möödaminnes märgime ära ühe olulise asjaolu: kuna konjugatsioonireaktsioonidest tingitud mürgiste ainete muundumine ja detoksifitseerimine on seotud eluks oluliste ainete tarbimisega, võivad need protsessid põhjustada viimaste defitsiiti organismis. Seega ilmneb teistsugune oht - võimalus sekundaarsete haigusseisundite tekkeks vajalike metaboliitide puudumise tõttu. Seega sõltub paljude võõrainete detoksikatsioon maksas glükogeenivarudest, kuna sellest moodustub glükuroonhape. Seetõttu, kui kehasse sisenevad suured ainete annused, mille neutraliseerimine toimub glükuroonhappe estrite (näiteks benseeni derivaatide) moodustumisega, väheneb glükogeeni, peamise kergesti mobiliseeritava süsivesikute reservi, sisaldus. Teisest küljest on aineid, mis ensüümide mõjul suudavad glükuroonhappe molekule eraldada ja seeläbi aidata kaasa mürkide neutraliseerimisele. Üks neist ainetest oli glütsürritsiin, mis on osa lagritsajuurest. Glütsürritsiin sisaldab 2 seotud olekus glükuroonhappe molekuli, mis vabanevad kehas ja ilmselt määrab see lagritsajuure kaitsvad omadused paljude mürgistuste korral, mis on Hiina, Tiibeti ja Jaapani meditsiinile juba ammu teada. *

* (Salo V. M. Taimed ja meditsiin. Moskva: Nauka, 1968)

Mis puudutab mürgiste ainete ja nende saaduste kehast eemaldamist, siis selles protsessis mängivad teatud rolli kopsud, seedeorganid, nahk ja mitmesugused näärmed. Aga ööd on siin kõige tähtsamad. Seetõttu saavutavad nad paljudel mürgistusjuhtudel spetsiaalsete uriini eraldamist soodustavate ainete abil mürgiste ühendite kiireima eemaldamise organismist. Samas tuleb arvestada mõningate uriiniga erituvate mürkide (näiteks elavhõbeda) kahjustava toimega neerudele. Lisaks võivad toksiliste ainete muundumisproduktid jääda neerudesse, nagu see juhtub raske etüleenglükooli mürgistuse korral. * Selle oksüdeerumisel tekib organismis oksaalhape ja kaltsiumoksalaadi kristallid sadestuvad neerutuubulitesse, takistades urineerimist. Üldiselt täheldatakse selliseid nähtusi, kui neerude kaudu erituvate ainete kontsentratsioon on kõrge.

* (Etüleenglükooli kasutatakse antifriisina – ainena, mis alandab põlevvedelike külmumistemperatuuri sisepõlemismootorites.)

Mürgiste ainete kehas muundumisprotsesside biokeemilise olemuse mõistmiseks vaatleme mitmeid näiteid tänapäeva inimese keemilise keskkonna ühistest komponentidest.

Niisiis, benseen, mida, nagu ka teisi aromaatseid süsivesinikke, kasutatakse laialdaselt erinevate ainete lahustina ning vaheproduktina värvainete, plastide, ravimite ja muude ühendite sünteesil, muundub organismis kolmel viisil koos toksiliste metaboliitide moodustumisega. (joonis 3). Viimased erituvad neerude kaudu. Benseen võib püsida organismis väga kaua (mõnedel andmetel kuni 10 aastat), eriti rasvkoes.

Eriti huvitav on kehas toimuvate transformatsiooniprotsesside uurimine mürgised metallid mis avaldavad inimesele üha laiemat mõju seoses teaduse ja tehnika arengu ning loodusvarade arenguga. Kõigepealt tuleb märkida, et interaktsiooni tulemusena raku redokspuhversüsteemidega, milles toimub elektronide ülekanne, muutub metallide valentsus. Sel juhul on üleminek madalama valentsusega olekusse tavaliselt seotud metallide toksilisuse vähenemisega. Näiteks kuuevalentsed kroomiioonid lähevad organismis vähetoksiliseks kolmevalentseks vormiks ning kolmevalentset kroomi saab teatud ainete (naatriumpürosulfaat, viinhape jt) abil organismist kiiresti eemaldada. Paljud metallid (elavhõbe, kaadmium, vask, nikkel) on aktiivselt seotud biokompleksidega, peamiselt ensüümide funktsionaalrühmadega (-SH, -NH 2 , -COOH jne), mis mõnikord määrab nende bioloogilise toime selektiivsuse. .

Nimekirjas pestitsiidid- ained, mis on ette nähtud kahjulike elusolendite ja taimede hävitamiseks, leidub erinevate keemiliste ühendite klasside esindajaid, mis on teatud määral inimestele mürgised: kloororgaaniline, fosfororgaaniline, metallorgaaniline, nitrofenool, tsüaniid jne. Olemasolevatel andmetel on * umbes 10% kõigist surmaga lõppenud mürgistustest on praegu põhjustatud pestitsiididest. Kõige olulisemad neist, nagu teada, on FOS. Hüdrolüüsimisel kaotavad nad tavaliselt mürgisuse. Erinevalt hüdrolüüsist kaasneb FOS-i oksüdatsiooniga peaaegu alati nende toksilisuse suurenemine. Seda on näha, kui võrrelda 2 insektitsiidide biotransformatsiooni – diisopropüülfluorofosfaat, mis kaotab oma toksilised omadused, eraldades hüdrolüüsi käigus fluori aatomi, ja tiofoss (tiofosforhappe derivaat), mis oksüdeerub palju mürgisemaks fosfakooliks (a fosforhappe derivaat).

* (Busslovich S. Yu., Zakharov G. G. Kliinik ja pestitsiididega (pestitsiididega) ägeda mürgistuse ravi. Minsk: Valgevene, 1972)

Laialdaselt kasutatavate hulgas raviained unerohud on kõige levinum mürgistuse allikas. Nende muundumisprotsesse kehas on üsna hästi uuritud. Eelkõige on näidatud, et barbituurhappe ühe tavalise derivaadi, luminaali (joonis 4) biotransformatsioon kulgeb aeglaselt ja see on selle üsna pika hüpnootilise toime aluseks, kuna see sõltub muutumatute luminaalsete molekulide arvust kokkupuude närvirakkudega. Barbituurse ringi lagunemine viib luminaali (nagu ka teiste barbituraatide) toime lõppemiseni, mis terapeutilistes annustes põhjustab kuni 6-tunnise une. Seoses sellega on barbituraatide teise esindaja saatus, heksobarbitaal, ei ole huvita. Selle hüpnootiline toime on palju lühem isegi palju suuremate annuste kasutamisel kui luminal. Arvatakse, et see sõltub heksobarbitaali suuremast kiirusest ja suuremast arvust viisidest, kuidas kehas inaktiveeritakse (alkoholide, ketoonide, demetüleeritud ja muude derivaatide moodustumine). Seevastu need barbituraadid, mis ladestuvad organismis peaaegu muutumatul kujul, näiteks barbitaal, omavad pikemat hüpnootilist toimet kui luminaal. Sellest järeldub, et ained, mis erituvad uriiniga muutumatul kujul, võivad põhjustada mürgistust, kui neerud ei tule toime nende eemaldamisega organismist.

Samuti on oluline märkida, et mitme ravimi samaaegse kasutamise ettenägematu toksilise mõju mõistmiseks tuleb pöörata tähelepanu ensüümidele, mis mõjutavad kombineeritud ainete aktiivsust. Näiteks ravim füsostigmiin muudab viimase koos novokaiiniga kasutamisel väga mürgiseks aineks, kuna blokeerib novokaiini hüdrolüüsivat ensüümi (esteraasi) organismis. Sarnasel viisil avaldub ka efedriin, mis seob oksüdaasi, mis inaktiveerib adrenaliini ning pikendab ja võimendab seeläbi viimase toimet.

Ravimite biotransformatsioonis mängivad olulist rolli mikrosomaalsete ensüümide aktiivsuse esilekutsumise (aktiveerimise) ja pärssimise protsessid erinevate võõrainete poolt. Niisiis, etüülalkohol, mõned insektitsiidid, nikotiin kiirendavad paljude ravimite inaktiveerimist. Seetõttu pööravad farmakoloogid tähelepanu nende ainetega kokkupuutumise soovimatutele tagajärgedele ravimteraapia ajal, mille käigus väheneb mitmete ravimite terapeutiline toime. Samal ajal tuleb meeles pidada, et kui kokkupuude mikrosomaalsete ensüümide indutseerijaga äkki katkeb, võib see põhjustada ravimite toksilist toimet ja nõuda nende annuste vähendamist.

Samuti tuleb meeles pidada, et Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) andmetel on 2,5% elanikkonnast oluliselt suurenenud ravimite toksilisuse risk, kuna nende geneetiliselt määratud plasma poolväärtusaeg selles inimrühmas on 3 korda pikem. kui keskmine. Samal ajal on umbes kolmandik paljudes etnilistes rühmades inimestel kirjeldatud ensüümidest esindatud variantidega, mis erinevad oma aktiivsuse poolest. Seega - individuaalsed erinevused reaktsioonides ühele või teisele farmakoloogilisele ainele, sõltuvalt paljude geneetiliste tegurite koostoimest. Niisiis leiti, et ligikaudu ühel inimesel 1-2 tuhandest on järsult vähenenud seerumi koliinesteraasi aktiivsus, mis hüdrolüüsib ditüliini – ravimit, mida kasutatakse teatud kirurgiliste sekkumiste ajal skeletilihaste lõdvestamiseks mitu minutit. Sellistel inimestel pikeneb ditüliini toime järsult (kuni 2 tundi või rohkem) ja võib muutuda tõsise seisundi allikaks.

Vahemere maades, Aafrikas ja Kagu-Aasias elavatel inimestel esineb geneetiliselt määratud erütrotsüütide ensüümi glükoos-6-fosfaatdehüdrogenaasi aktiivsuse puudulikkus (langus kuni 20% normist). See omadus muudab erütrotsüüdid vähem resistentseks mitmete ravimite suhtes: sulfoonamiidid, mõned antibiootikumid, fenatsetiin. Punaste vereliblede lagunemise tõttu sellistel isikutel tekib uimastiravi ajal hemolüütiline aneemia ja kollatõbi. On üsna ilmne, et nende tüsistuste ennetamine peaks seisnema patsientide vastavate ensüümide aktiivsuse esialgses määramises.

Kuigi ülaltoodud materjal annab mürgiste ainete biotransformatsiooni probleemist vaid üldise ettekujutuse, näitab see, et inimkehas on palju kaitsvaid biokeemilisi mehhanisme, mis teatud määral kaitsevad teda nende ainete soovimatute mõjude eest. vähemalt nende väikestest annustest. Sellise keeruka barjäärisüsteemi toimimise tagavad arvukad ensümaatilised struktuurid, mille aktiivne mõjutamine võimaldab muuta mürkide muundumis- ja neutraliseerimisprotsesside kulgu. Aga see on juba üks meie järgmistest teemadest. Edaspidises esitluses pöördume siiski tagasi teatud toksiliste ainete organismis transformatsiooni üksikute aspektide käsitlemise juurde niivõrd, kuivõrd see on vajalik nende bioloogilise toime molekulaarsete mehhanismide mõistmiseks.

Võõrad keemilised ained (FHC)) nimetatakse ka ksenobiootikumid(kreeka keelest xenos - tulnukas). Nende hulka kuuluvad ühendid, mis oma olemuselt ja koguselt ei ole looduslikule tootele omased, kuid mida saab lisada tehnoloogia täiustamiseks, toote kvaliteedi säilitamiseks või parandamiseks või võivad tekkida tootes tehnoloogilise töötlemise tulemusena. ja ladustamisel, samuti keskkonnast pärit saasteainete sattumisel keskkonda. Keskkonnast satub toiduga inimorganismi 30-80% võõrkemikaalide koguhulgast.

Võõraineid saab klassifitseerida toime laadi, toksilisuse ja ohtlikkuse astme järgi.

Tegevuse olemuse järgi Toiduga kehasse sattunud PCV võib:

pakkuda üldine mürgine tegevus;

pakkuda allergiline tegevus (sensibiliseerida keha);

pakkuda kantserogeenne toime (põhjustada pahaloomulisi kasvajaid);

pakkuda embrüotoksiline toime (mõju raseduse ja loote arengule);

pakkuda teratogeenne tegevus (loote väärarengud ja deformatsioonidega järglaste sünd);

pakkuda gonadotoksiline tegevus (häirida paljunemisfunktsiooni, st häirida paljunemisfunktsiooni);

madalam kaitseväed organism;

kiirendama vananemisprotsessid;

negatiivselt mõjutada seedimist ja assimilatsioon toiduained.

Potoksilisus, iseloomustades aine võimet organismile kahju tekitada, võtta arvesse kahjuliku aine annust, sagedust, sisenemisviisi ja mürgistuspilti.

Vastavalt ohuastmele võõrkehad jagunevad äärmiselt mürgisteks, väga mürgisteks, mõõdukalt toksilisteks, vähetoksilisteks, praktiliselt mittetoksilisteks ja praktiliselt kahjututeks.

Enim uuritakse otsest mõju avaldavate kahjulike ainete ägedat mõju. Eriti raske on hinnata PCV kroonilist mõju inimorganismile ja nende pikaajalisi tagajärgi.

Kahjulik mõju kehale võib olla:

· toidulisandeid (värvid, säilitusained, antioksüdandid jne) sisaldavad tooted – testimata, loata või suurtes annustes kasutatud;

· tooted või üksikud toiduained, mis on saadud uue tehnoloogia, keemilise või mikrobioloogilise sünteesi teel, mis ei ole testitud ega valmistatud tehnoloogiat rikkudes või mittestandardsest toorainest;

· taime- või loomakasvatussaadustes sisalduvad pestitsiidide jäägid, mis on saadud kõrge pestitsiidide kontsentratsiooniga saastunud söödast või veest või seoses loomade pestitsiididega töötlemisega;

· katsetamata, loata või ebaratsionaalselt kasutatud väetisi ja kastmisvett kasutades saadud taimekasvatussaadused (mineraalväetised ja muud agrokemikaalid, tööstuse ja loomakasvatuse tahked ja vedelad jäätmed, olmereovesi, reoveepuhastite setted jms);

· Loom- ja linnulihasaadused, mis on saadud katsetamata, loata või valesti kasutatud söödalisandite ja säilitusainetega (mineraal- ja lämmastikulisandid, kasvustimulandid – antibiootikumid, hormoonpreparaadid jne). Sellesse rühma kuuluvad toidu saastumine, mis on seotud veterinaarsete ennetus- ja ravimeetmetega (antibiootikumid, anthelmintikumid ja muud ravimid);

· mürgised ained, mis migreeruvad toodetesse seadmetest, riistadest, inventarist, mahutitest, pakenditest lubamatute või lubamatute plastide, polümeeride, kummi või muude materjalide kasutamisel;

· mürgised ained, mis tekivad toiduainetes kuumtöötlemisel, suitsutamisel, praadimisel, ensümaatilisel töötlemisel, kokkupuutel ioniseeriva kiirgusega jne;

· toidukaubad, mis sisaldavad keskkonnast migreerunud mürgiseid aineid: atmosfääriõhk, pinnas, veekogud (raskmetallid, dioksiinid, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud, radionukliidid jne). Sellesse rühma kuulub kõige rohkem FHV-sid.

Üks võimalikest viisidest, kuidas HCI keskkonnast toidusse satub, on nende kaasamine toiduahelasse.

"Toiduahelad" esindavad ühte peamistest üksikute organismide vastastikuse sidumise vorme, millest igaüks on toiduks teistele liikidele. Sel juhul toimub järjestikustes lülides "saakloom-kiskja" pidev ainete muundumiste jada. Selliste vooluahelate peamised variandid on näidatud joonisel fig. 2. Võib vaadelda lihtsamaid ahelaid, milles taimede kastmise, pestitsiididega töötlemise jms tulemusel satuvad saasteained mullast taimsetesse saadustesse (seened, ürdid, juur-, puuviljad, teraviljad) neisse kogunevad ja seejärel sisenevad. toiduga inimorganismi.

Keerulisemad on "ketid", milles on mitu lüli. Näiteks, rohi - rohusööjad - inimene või teravili - linnud ja loomad - inimene. Kõige keerulisemad "toiduahelad" on reeglina seotud veekeskkonnaga.

Riis. 2. PCV sisenemise võimalused inimorganismi toiduahelate kaudu

Vees lahustunud aineid ekstraheerib fütoplankton, viimase omastab seejärel zooplankton (algloomad, koorikloomad), seejärel “rahulikud” ja seejärel röövkalad, sisenedes koos nendega inimkehasse. Kuid ahelat saab jätkata lindude ja kõigesööjate kalasöömisega ning alles siis satuvad kahjulikud ained inimkehasse.

"Toiduahelate" tunnuseks on see, et igas järgmises lülis on saasteainete kumulatsioon (akumulatsioon) palju suurem kui eelmises lülis. Seega võib radioaktiivsete ainete kontsentratsioon seentes olla 1000-10 000 korda suurem kui mullas. Seega võivad inimkehasse sisenevad toiduained sisaldada väga kõrges HCV kontsentratsioonis.

Inimese tervise kaitsmiseks koos toiduga organismi sattuvate võõrainete kahjuliku mõju eest on kehtestatud teatud piirid, mis tagavad võõraineid sisaldavate toodete kasutamise ohutuse.

Keskkonna ja toidu võõrkemikaalide eest kaitsmise põhiprintsiibid on järgmised:

· keskkonnaobjektide (õhk, vesi, pinnas, toiduained) kemikaalide sisalduse hügieeniline reguleerimine ja nende alusel sanitaaralaste õigusaktide väljatöötamine (sanitaarreeglid jms);

· uute tehnoloogiate arendamine erinevates tööstusharudes ja põllumajanduses, mis saastavad keskkonda minimaalselt (eriti ohtlike kemikaalide asendamine keskkonnas vähem toksiliste ja ebastabiilsete kemikaalidega; tootmisprotsesside tihendamine ja automatiseerimine; üleminek jäätmevabale tootmisele, suletud tsüklid jne. .);

· tõhusate sanitaarseadmete kasutuselevõtt ettevõtetes kahjulike ainete atmosfääri paiskamise vähendamiseks, reovee, tahkete jäätmete jms neutraliseerimiseks;

· ehitusaegsete planeeritavate meetmete väljatöötamine ja rakendamine keskkonnareostuse vältimiseks (objekti rajamise koha valik, sanitaarkaitsevööndi loomine jms);

· riikliku sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve teostamine atmosfääriõhku, veekogusid, pinnast, toidutooret saastavate objektide üle;

· Riikliku sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve rakendamine rajatistes, kus võib esineda toidutoorme ja toiduainete saastumine FCM-ga (toiduainetööstuse ettevõtted, põllumajandusettevõtted, toidulaod, toitlustusettevõtted jne).