Ксенобиотики

Пути поступления ксенобиотиков в организм могут быть различными: через легкие, пищеварительный тракт, кожу. Самый простой путь проникновения – через дыхательные пути, так как поверхность мембран очень велика. Всасывание многих веществ происходит через слизистую оболочку полости рта путем простой диффузии и оттуда (минуя печеночный барьер) – в кровеносную систему. 
Многие чужеродные соединения (неионизированные) легко всасываются таким образом из желудка. 
Тот же механизм (степень ионизации вещества и его растворимость в липидах) обусловливает всасывание через кишечный эпителий. После всасывания из желудочно-кишечного тракта, через кожу или легкие чужеродные соединения и их метаболиты могут проходить через барьерные ткани, например, гематоэнцефалический барьер и плаценту. Гематоэнцефалический барьер на уровнях "кровь – мозг" и "кровь – спиномозговая жидкость" – это типичные липопротеиновые мембраны, и чужеродные молекулы преодолевают их также путем простой диффузии, со скоростью, пропорциональной растворимости в липидах. Плацента состоит из активно метаболизирующей ткани, образует сложный барьер между кровообращением матери и плода. Проходя через него, сложные соединения могут еще и превращаться в различные метаболиты или накапливаться. 
Распределение ксенобиотиков в организме определяется их свойствами и особенностями тканей. Многие ксенобиотики жирорастворимы (особенно пестициды), поэтому могут накапливаться в жировых депо. Другие (соли тяжелых металлов, тетрациклиновые антибиотики) – остеотропны, поэтому накапливаются в костях. Чужеродные соединения могут также связываться с белками (и в таком состоянии не могут выводиться через мембраны) и нуклеиновыми кислотами (некоторые антибиотики, афлатоксины), приводя к мутациям. Многие ксенобиотики под действием обычных детоксицирующих ферментов превращаются, напротив, в метаболиты, более токсичные и даже обладающие канцерогенным действием (Д. В. Парк, 1973). 
Многие ксенобиотики могут вызывать иммунологическую сенсибилизацию организма и делать его более чувствительным к другим веществам. 
Основной удар ксенобиотиков в первую очередь принимает на себя печень.

Молекулярные механизмы лекарственных  поражений печени:

• перекисное окисление липидов;
• денатурация белков;
• истощение запасов АТФ;
• нарушение функции митохондрий;
• образование свободных радикалов;
• образование гаптенов;
• связывание с ядерными и цитоплазматическими молекулами;
• блокада транспортной РНК;
• связывание с мембранными рецепторами;
• нарушение гомеостаза кальция;
• разрушение клеточного цитоскелета.

Действие ксенобиотиков.

Ксенобиотики — любые чуждые для организма вещества (пестициды, токсины, др. поллютанты), способные вызвать нарушение биологических процессов, не обязательно яды или токсины. Однако в большинстве случаев ксенобиотики, попадая в живые организмы, могут вызывать различные прямые нежелательные эффекты^[1], либо вследствие биотрансформации образовывать токсичные метаболиты:

• токсические или аллергические реакции
• изменения наследственности
• снижение иммунитета
• специфические заболевания (болезнь минамата, болезнь итай-итай, рак)
• искажение обмена веществ, нарушение естественного хода природных процессов в экосистемах, вплоть до уровня биосферы в целом.

 

 Большинство ксенобиотиков в организме запускают образование свободных радикалов, которые могут повреждать мембраны клеток. Свободными радикалами называют атомы, ионы или фрагменты молекул, веществ, которые обладают не спаренными электронами на внешних атомных орбиталях.

 

 

 

 

Пути детоксикации и обозораживания

При поступлении небольших  количеств ксенобиотиков в организм их детоксикация осуществляется обычными путями – с помощью ферментативных и неферментативных превращений. Ведущую роль в ферментативных превращениях играют две фазы детоксикации: 

 
– гидроксилирование, окисление или восстановление (фермен ты локализуются в гладкой эндоплазматической сети (микросомах) печени); 
 
– конъюгирование (ферменты локализуются в шероховатой эндоплазматической сети). 
 
Детоксикация имеет место и в нормальных условиях, но играет подчиненную роль. В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно. Системы детоксикации в таком случае должны в короткие сроки перестроиться и должны включиться компенсационные механизмы. Особое значение приобретает при этом не только активация энергетических систем, но и усиленная экспрессия генов в сторону избирательного синтеза тех изоформ ферментов, которые соответствуют структуре ксенобиотиков. Большое значение имеет и осуществление принципа дублирования функций. Он проявляется разными способами: 
 
1) в способности эндогенных конъюгирующих веществ взаимно заменять друг друга. В частности, такие вещества, как фенол и ацетон, метаболиты нафталина, могут вступать в реакции конъюгации с глюкуронидами, сульфитами, глютатионом, а толуол и ксилол, помимо перечисленных агентов, еще и с глицином. Реакции конъюгации обычно локализуются на эндоплазматической сети, а также в гиалоплазме, митохондриях и лизосомах, т.е. внутриклеточное распределение этой функции при необходимости может меняться и расширяться. Практически реакции конъюгации "перекрывают" все внутриклеточные структуры и защищают их от проникновения ксенобиотиков. Так, конъюгация с лютатионом возможна и на эндоплазматической сети, и в гиалоплазме, а метилирование еще и в лизосомах; 
 
2) при детоксикации водорастворимых ксенобиотиков, не вступающих в реакции конъюгации. Это достигается наличием нескольких путей биотрансформации. В нормальных условиях может использоваться основной путь, а в экстремальных – включаться дополнительные пути.

Обезвреживание большинства  ксенобиотиков происходит в 2 фазы: 
I – фаза химической модификации; 
II – фаза коньюгации. 
Химическая модификация – это процесс ферментативной модификации исходной структуры ксенобиотика, в результате которой происходит: 
· разрыв внутримолекулярных связей; 
· присоединение к молекуле дополнительных функциональных групп (-СН3, -ОН, -NH2), 
· удаление функциональных групп путем гидролиза. 
Типы модификаций: 
· окисление (микросомальное, пероксисомальное); 
· восстановление; 
· изомеризация; 
· ацетилирование, метилирование, гидроксилирование; 
· гидролиз и т.д. 
Система обезвреживания включает множество разнообразных ферментов (оксидоредуктазы, изомеразы, лиазы, гидролазы), под действием которых практически любой ксенобиотик может быть модифицирован. Наиболее активны ферменты метаболизма ксенобиотиков в печени. 
В результате химической модификации, как правило, ксенобиотики становятся более гидрофильными, повышается их растворимость, и они легче выделяются из организма с мочой. Кроме этого, дополнительные функциональные группы необходимы, чтобы вещество вступило в фазу конъюгации. 
Коньюгация – процесс образования ковалентных связей между ксенобиотиком и эндогенным субстратом. Образование связей происходит, как правило, по ОН- или NH2-группе ксенобиотика. Образовавшийся коньюгат малотоксичен и легко выводится из организма с мочой. 
Выделяют глюкуронидную, сульфатную, тиосульфатную, ацетильную коньюгации. В них принимают участие эндогенные соединения, образующиеся в организме с затратой энергии: УДФ-глюкуронат, ФАФС, тиосульфат, ацетил-КоА. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

Таким образом, повышение эффективности  профилактики и лечения людей  с различными заболеваниями (особенно в районах техногенного загрязнения) возможно на основе разработки мероприятий, препятствующих накоплению ксенобиотиков в организме, и средств, снижающих степень их токсического действия.

Комплекс мероприятий медико-экологической  реабилитации населения предусматривает  проведение работ по нескольким направлениям. Прежде всего, необходимо осуществление  природоохранных мер.

Другим направлением является неспецифическая  медико-терапевтическая тактика, основанная на профилактической иммунокоррекции с применением препаратов, обладающих общим стимулирующим действием, что приводит к повышению иммунного статуса, адаптационных возможностей организма.

Важная роль принадлежит рациональному  питанию с применением экологически чистых продуктов, непременным условием производства которых должно быть использование  экологически чистого сырья. Эффективно добавление в рацион продуктов лечебного  питания, обогащенных естественными  защитными факторами, и гипоаллергенных продуктов; диет с элиминацией аллергена.

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. http://neznaniya.net/nauka/medicina/biohimija/1291-obezvrezhivanie-ksenobiotikov.html
2. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=134974
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F1%E5%ED%EE%E1%E8%EE%F2%E8%EA
4. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/697.html
5. http://xreferat.ru/10/380-1-ksenobiotiki.html
6. Парк Д.Б. Биохимия чужеродных соединений. М.: Медицина, 1973 г