Супстанции кои ги неутрализираат туѓите тела во човечкото тело. Заштитни сили на човечкото тело

50. Механизмот на неутрализација на туѓи материи во црниот дроб.

Механизам на детоксикација

Неутрализацијата на супстанциите во црниот дроб се состои од нивна хемиска модификација, која обично вклучува две фази.

Во првата фаза, супстанцијата се подложува на оксидација (отстранување на електроните), редукција (добивање на електрони) или хидролиза.

Во втората фаза, супстанцијата се додава на новоформираните активни хемиски групи. Таквите реакции се нарекуваат реакции на конјугација, а процесот на собирање се нарекува конјугација (Види прашање 48)

51. Металотионеин, неутрализација на јони на тешки метали во црниот дроб. Протеини од топлотен шок.

Металотионеин- семејство на протеини со ниска молекуларна тежина со висока содржина на цистеин. Молекуларната тежина варира од 500 Da до 14 kDa. Протеините се локализирани на мембраната на апаратот Голџи. Металотионеините се способни да ги врзуваат и физиолошките (цинк, бакар, селен) и ксенобиотските (кадмиум, жива, сребро, арсен итн.) тешки метали. Врзувањето на тешките метали е обезбедено со присуство на тиол групи на остатоци од цистеин, кои сочинуваат околу 30% од вкупниот состав на аминокиселини.

Кога јоните на тешки метали Cd2+, Hg2+, Pb2+ влегуваат во телото, се јавува зголемување на синтезата на металотионеините во црниот дроб и бубрезите - протеини кои цврсто ги врзуваат овие јони, а со тоа ги спречуваат понатаму да се натпреваруваат со јоните Fe2+, Co2+, Mg2+ неопходни за живот. за местата за врзување во ензимите.

Процесите на микрозомална оксидација во црниот дроб се хидроксилација на штетни соединенија, што настанува со учество на ензимот цитохром P450 и завршува со промена на примарната структура на молекулите на овие супстанции. Многу често, овој метод на автодетоксикација се покажува како најважен, особено кога станува збор за неутрализирање на органски токсични материи и лекови. Генерално, во црниот дроб се неутрализира максималната количина на туѓи материи (ксенобиотици), а оттаму се испраќаат до органите преку кои ќе се излачуваат.

Протеини од топлотен шоке класа на функционално слични протеини, чиј израз се зголемува со зголемување на температурата или други услови кои ја напрегаат клетката. Зголемената експресија на гените кои ги кодираат протеините од топлински шок се регулира во фазата на транскрипција. Екстремното зголемување на експресијата на гените кои ги кодираат протеините од топлински шок е дел од клеточниот одговор на топлотниот шок и е предизвикан првенствено од факторот на топлински шок. Протеините од топлотен шок се наоѓаат во клетките на речиси сите живи организми, од бактерии до луѓето.

52. Токсичност на кислородот. Формирање на реактивни видови кислород.

За време на растот и метаболизмот, производите за намалување на кислородот се произведуваат во микроорганизмите и се лачат во околниот хранлив медиум. Супероксидниот анјон, еден производ на контракција на кислородот, се произведува едновалентно со контракција на кислородот: o2-→ o2- Се произведува за време на интеракцијата на молекуларниот кислород со различни клеточни елементи, вклучувајќи редуцирани рибофлавини, флавопротеини, хинони, тиоли и протеини од железо сулфур. Точниот процес со кој ова предизвикува интрацелуларно оштетување не е познат; сепак, тој е способен да учествува во голем број деструктивни реакции, потенцијално фатални за клетката. Покрај тоа, производите од секундарните реакции може да ја зголемат токсичноста.

На пример, една хипотеза тврди дека супероксидниот анјон реагира со водород пероксид во клетката:

O2-+ H2O2 → O – + O. + O2

Оваа реакција, позната како реакција Хабер-Вајс, го произведува слободниот хидроксилен радикал (O·), кој е најмоќниот биолошки оксиданс познат. Може да ја нападне речиси секоја органска материја во клетката.

Последователна реакција помеѓу супероксидниот анјон и хидроксилниот радикал

кислородни производи (О2*), кој исто така е деструктивен за клетките:

O2-+ O → O + O2*

Вознемирената единечна молекула на кислород е многу реактивна. Затоа, супероксидот мора да се отстрани за клетките да останат живи во присуство на кислород.

Повеќето факултативни и аеробни организми содржат високи концентрации на ензимот наречен супероксид дисмутаза. Овој ензим го претвора супероксидниот анјон во стандардна состојба на кислород и водороден пероксид, со што се ослободува клетката од деструктивни супероксидни анјони:

2о2-+ 2H+Супероксид дисмутаза O2 + H2 O2

Водородниот пероксид произведен во оваа реакција е оксидирачки агенс, но не ја оштетува клетката толку многу како супероксидниот анјон и има тенденција да се дифузира надвор од клетката. Многу организми поседуваат каталаза или пероксидаза или и двете за да го елиминираат H2O2. Каталазата користи H2O2 како оксиданс (акцептор на електрони) и редуктант (донатор на електрони) за да го претвори пероксидот во стандардна состојба на кислород и вода:

H2O2 + H2O2Catalase 2H2O + O2

Пероксидазата користи редактант различен од H2O2: H2O2 + Пероксидаза H2R 2H2O + R

Во својата основна состојба, молекуларниот кислород е релативно стабилна молекула која не реагира спонтано со различни макромолекули. Ова го објаснува неговиот

електронска конфигурација: главната форма на кислород во атмосферата (3O2) е во тројна состојба.

Во моментов, ROS вклучуваат деривати на кислород од радикална природа (радикал на супероксид (анјонски радикал) O2 -, хидропероксид радикал HO2, хидроксилен радикал HO), како и негови реактивни деривати (водороден пероксид H2O2, единечен кислород 1O2 и пероксинитрит).

Бидејќи растенијата се неподвижни и постојано се изложени на променливи услови на животната средина, а исто така вршат и кислородна фотосинтеза, концентрацијата на молекуларниот кислород во нивните ткива е многу повисока отколку кај другите еукариоти. Се покажа дека концентрацијата на кислород во митохондриите на цицачите достигнува 0,1 µM, додека кај митохондриите на растителните клетки е повеќе од 250 µM. Во исто време, според истражувачите, приближно 1% од кислородот апсорбиран од растенијата се претвора во неговите активни форми, што е неизбежно поврзано со нецелосно, чекор-по-чекор намалување на молекуларниот кислород.

Така, појавата на реактивни видови кислород во жив организам е поврзана со појава на метаболички реакции во различни клеточни оддели.

Терминот „имунитет“ (од латинскиот immunitas - ослободување од нешто) значи имунитет на телото на инфективни и неинфективни агенси. Животинските и човечките организми многу јасно прават разлика помеѓу „себе“ и „туѓо“, што обезбедува заштита не само од воведување на патогени микроорганизми, туку и од странски протеини, полисахариди, липополисахариди и други супстанции.

Заштитните фактори на телото од инфективни агенси и други туѓи супстанции се поделени на:

- неспецифичен отпор- механички, физичко-хемиски, клеточни, хуморални, физиолошки заштитни реакции насочени кон одржување на постојаноста на внатрешната средина и враќање на нарушените функции на макроорганизмот.

- вроден имунитет- отпорност на телото на одредени патогени агенси, која е наследна и својствена за одреден вид.

- стекнат имунитет- специфична заштита од генетски туѓи супстанции (антигени), спроведена од имунолошкиот систем на телото во форма на производство на антитела.

Неспецифичната отпорност на телото се должи на таквите заштитни фактори кои не бараат посебно преструктуирање, но ги неутрализираат туѓите тела и супстанции главно поради механички или физичко-хемиски ефекти. Тие вклучуваат:

Кожа - како физичка бариера на патот на микроорганизмите, истовремено има бактерицидни својства против патогени на гастроинтестинални и други болести. Бактерицидното дејство на кожата зависи од нејзината чистота. Микробите опстојуваат на контаминирана кожа подолго отколку на чиста кожа.

Слузницата на очите, носот, устата, желудникот и другите органи, како кожните бариери, извршуваат антимикробни функции како резултат на нивната непропустливост на различни микроби и бактерицидното дејство на секретите. Во солзата, спутумот и плунката има специфичен протеин, лизозим, кој предизвикува „лиза“ (распуштање) на многу микроби.

Гастричниот сок (содржи хлороводородна киселина) има многу изразени бактерицидни својства против многу патогени, особено цревни инфекции.

Лимфни јазли - патогени микроби се задржуваат и неутрализираат во нив. Во лимфните јазли се развива воспаление, што има штетен ефект врз патогените на заразни болести.

Фагоцитна реакција (фагоцитоза) - откриена од И.И. Мечников. Тој докажа дека некои крвни зрнца (леукоцити) се способни да заробат и да ги варат микробите, ослободувајќи го телото од нив. Таквите клетки се нарекуваат фагоцити.

Антителата се специјални специфични супстанции од микробна природа кои можат да ги инактивираат микробите и нивните токсини. Овие заштитни материи се наоѓаат во различни ткива и органи (слезината, лимфните јазли, коскената срцевина). Тие се произведуваат кога во телото се внесуваат патогени микроби, туѓи протеински супстанции, крвниот серум на други животни итн. Сите супстанции кои можат да предизвикаат формирање на антитела се антигени.

Стекнатиот имунитет може да биде природен, како резултат на заразна болест или вештачки, кој се стекнува како резултат на внесување на специфични биолошки производи во телото - вакцини и серуми.

Вакцините се убиени или ослабени патогени на заразни болести или нивните неутрализирани токсини. Активен е стекнатиот имунитет, т.е. како резултат на активната борба на телото против патогенот.

ВО ХРАНАТА

Вонземските хемикалии вклучуваат соединенија кои, по својата природа и количина, не се својствени за природниот производ, но може да се додадат за да се подобри технологијата за зачувување или подобрување на квалитетот на производот и неговите нутритивни својства, или може да се формираат во производот како резултат на технолошка обработка (греење, пржење, зрачење итн.) и складирање, како и влегување во него или во храната поради контаминација.

Според странските истражувачи, од вкупната количина на туѓи хемиски супстанци кои продираат од околината во човечкото тело, во зависност од локалните услови, 30-80% или повеќе доаѓа од храна (К. Норн, 1976).

Опсегот на можни патогени ефекти на CHC кои влегуваат во телото со храна е многу широк. Тие можат:

1) негативно влијае на варењето и апсорпцијата на хранливи материи;

2) намалување на одбраната на телото;

3) го сензибилизира телото;

4) имаат општ токсичен ефект;

5) предизвикуваат гонадотоксични, ембриотоксични, тератогени и канцерогени ефекти;

6) го забрзуваат процесот на стареење;

7) ја нарушува репродуктивната функција.

Проблемот со негативното влијание на загадувањето на животната средина врз здравјето на луѓето станува се поакутен. Ги надмина националните граници и стана глобален. Интензивниот развој на индустријата и хемиизацијата на земјоделството доведува до појава на големи количини на хемиски соединенија штетни за човечкото тело во животната средина. Познато е дека значителен дел од туѓите супстанции влегуваат во човечкото тело со храна (на пример, тешки метали - до 70%). Затоа, широките информации од населението и специјалистите за загадувачите во храната се од големо практично значење. Присуството на загадувачи во прехранбените производи кои немаат хранлива или биолошка вредност или се токсични го загрозуваат здравјето на луѓето. Секако, овој проблем, кој ги погодува и традиционалните и новите прехранбени производи, стана особено акутен во сегашно време. Концептот на „странска супстанција“ стана центар околу кој сè уште се разгоруваат дискусиите. Светската здравствена организација и другите меѓународни организации интензивно се занимаваат со овие проблеми околу 40 години, а здравствените власти во многу земји се обидуваат да ги контролираат и да воведат сертификација на храна. Загадувачите можат случајно да навлезат во храната во форма на загадувачи, а понекогаш се внесуваат конкретно во форма на адитиви за храна кога тоа е наводно поради технолошка потреба. Загадувачите во храната можат, под одредени услови, да предизвикаат труење со храна, што претставува ризик за здравјето на луѓето. Во исто време, општата токсиколошка ситуација дополнително се комплицира со честото внесување на други непрехранбени супстанции, на пример, лекови; навлегување во телото на туѓи материи во форма на нуспроизводи од индустриски и други видови човечка активност преку воздух, вода, консумирана храна и лекови. Хемикалии кои влегуваат во храната од нашата средина создаваат проблеми, чие решавање е итна потреба. Како резултат на тоа, неопходно е да се процени биолошкото значење на заканата од овие супстанции за здравјето на луѓето и да се открие нејзината поврзаност со патолошките појави во човечкото тело.

Еден од можните начини на кои CCP влегуваат во прехранбените производи е нивното вклучување во таканаречениот синџир на исхрана.

Така, храната што влегува во човечкото тело може да содржи многу високи концентрации на супстанции наречени туѓи супстанции (FCS).

Синџирите на исхрана претставуваат една од главните форми на врска помеѓу различни организми, од кои секој е проголтан од друг вид.Во овој случај, континуирана серија трансформации на супстанции се случуваат во последователни врски плен-предатор. Главните опции за такви синџири на исхрана се претставени на сликата. Може да се сметаат за наједноставни синџири во кои растителни производи: печурки, билки (магдонос, копар, целер итн.), зеленчук и овошје, житни култури - примаат загадувачи од почвата како резултат на наводнување на растенијата (од вода), кога третирање на растенијата со пестициди за контрола на штетници; се фиксираат и во некои случаи се акумулираат во нив и потоа влегуваат во човечкото тело заедно со храната, стекнувајќи способност да има позитивно или почесто негативно влијание врз неа.

Синџирите кои имаат неколку алки се посложени. На пример, трева - тревопасни животни - луѓе или жито - птици и животни - луѓе. Најкомплексните синџири на исхрана обично се поврзуваат со водната средина. Супстанциите растворени во вода се извлекуваат од фитопланктонот, а вториот потоа се апсорбира од зоопланктонот (протозои, ракови), потоа се апсорбира од „мирната“, а потоа граблива риба, која потоа влегува во човечкото тело. Но, ланецот може да се продолжи со јадење риба од птици и сештојади (свињи, мечки) и дури потоа влегување во човечкото тело. Карактеристика на синџирите на исхрана е тоа што во секоја следна алка има кумулација (акумулација) на загадувачи во значително поголеми количини отколку во претходната алка. Така, според V. Eichler, во однос на препаратите DDT, алгите, кога се екстрахираат од вода, можат да ја зголемат (акумулираат) концентрацијата на лекот за 3000 пати; во телото на раковите оваа концентрација се зголемува уште 30 пати; во телото на рибата - уште 10-15 пати; а во масното ткиво на галебите кои се хранат со оваа риба - 400 пати. Се разбира, степенот на акумулација на одредени загадувачи во алките на синџирот на исхрана може значително да се разликува во зависност од видот на загадувачите и природата на ланецот на синџирот. Познато е, на пример, дека во печурките концентрацијата на радиоактивни материи може да биде 1000-10.000 пати поголема отколку во почвата.

Опции за влез на туѓи материи

2.4.7. Начини за отстранување на туѓите материи од телото

Начините и средствата за природно отстранување на туѓите соединенија од телото се различни. Според нивното практично значење, тие се наоѓаат на следниов начин: бубрези - црева - бели дробови - кожа.

Ослободувањето на токсични материи преку бубрезите се случува преку два главни механизми - пасивна дифузија и активен транспорт.

Како резултат на пасивната филтрација, во бубрежните гломерули се формира ултрафилтрат, кој содржи многу токсични материи, вклучително и неелектролити, во иста концентрација како и во плазмата. Целиот нефрон може да се смета како долга полупропустлива цевка, низ чии ѕидови се јавува дифузна размена помеѓу крвта што тече и урината што се формира. Истовремено со конвективниот тек по нефронот, токсичните материи се дифузираат, почитувајќи го Фикововиот закон, низ ѕидот на нефронот назад во крвта (бидејќи нивната концентрација во нефронот е 3-4 пати повисока отколку во плазмата) долж градиентот на концентрацијата. Количината на супстанцијата што го напушта телото во урината зависи од интензитетот на обратна ресорпција. Ако пропустливоста на ѕидот на нефронот за дадена супстанција е висока, тогаш на излезот се изедначуваат концентрациите во урината и крвта. Ова значи дека брзината на излачување ќе биде директно пропорционална со брзината на формирање на урината, а количината на излачена супстанција ќе биде еднаква на производот од концентрацијата на слободната форма на отровот во плазмата и стапката на диуреза.

л= kV m.

Ова е минималната вредност на отстранетата супстанција.

Ако ѕидот на бубрежната тубула е целосно непропустлив за токсична супстанција, тогаш количината на ослободената супстанција е максимална, не зависи од стапката на диуреза и е еднаква на производот од волуменот на филтрација и концентрацијата на слободната форма. на токсичната супстанција во плазмата:

л= kV f.

Вистинскиот излез е поблиску до минималните вредности отколку до максимумот. Пропустливоста на ѕидот на бубрежната тубула за електролити растворливи во вода се одредува со механизмите на „нејонска дифузија“, т.е., таа е пропорционална, прво, на концентрацијата на недисоцираната форма; второ, степенот на растворливост на супстанцијата во липиди. Овие две околности овозможуваат не само да се предвиди ефикасноста на бубрежната екскреција, туку и да се контролира, иако во ограничен обем, процесот на реапсорпција. Во бубрежните тубули, не-електролитите, високо растворливи во масти, можат да навлезат преку пасивна дифузија во две насоки: од тубулите во крвта и од крвта во тубулите. Одредувачки фактор за ренална екскреција е индексот на концентрација (К):

K = C во урината / C во плазмата,

каде што C е концентрацијата на токсичната супстанција. К вредност<1 свидетельствует о преимущественной диффузии веществ из плазмы в мочу, при значении К>1 - обратно.

Насоката на пасивната тубуларна дифузија на јонизираните органски електролити зависи од рН на урината: ако тубуларната урина е поалкална од плазмата, слабите органски киселини лесно продираат во урината; ако реакцијата на урината е покисела, во неа поминуваат слаби органски бази.

Покрај тоа, бубрежните тубули вршат активен транспорт на силни органски киселини и бази од ендогено потекло (на пример, урична киселина, холин, хистамин, итн.), Како и странски соединенија со слична структура со учество на истите носители (на пример, странски соединенија кои содржат амино група). Коњугатите со глукуронска, сулфурна и други киселини формирани за време на метаболизмот на многу токсични материи се исто така концентрирани во урината поради активниот тубуларен транспорт.

Металите се излачуваат претежно од бубрезите не само во слободна состојба, ако циркулираат во форма на јони, туку и во врзана состојба, во форма на органски комплекси, кои подлежат на гломеруларна ултрафилтрација, а потоа поминуваат низ тубулите со активни транспорт.

Ослободувањето на орално токсични материи започнува веќе во усната шуплина, каде што во плунката се наоѓаат многу електролити, тешки метали итн.. Меѓутоа, голтањето плунка обично придонесува за враќање на овие супстанции во желудникот.

Многу органски отрови и нивните метаболити формирани во црниот дроб влегуваат во цревата со жолчката, некои од нив се излачуваат од телото со измет, а некои се реапсорбираат во крвта и се излачуваат во урината. Можен е уште покомплексен пат, пронајден, на пример, во морфинот, кога туѓа супстанција влегува во крвта од цревата и повторно се враќа во црниот дроб (интрахепатична циркулација на отровот).

Повеќето метали задржани во црниот дроб можат да се врзат за жолчните киселини (манган) и да се излачуваат преку цревата со жолчката. Во овој случај, формата во која овој метал се депонира во ткивата игра важна улога. На пример, металите во колоидна состојба остануваат во црниот дроб долго време и се излачуваат главно со измет.

Така, преку цревата со измет се отстрануваат: 1) супстанции кои не се апсорбираат во крвта кога се земаат орално; 2) изолиран со жолчка од црниот дроб; 3) влезе во цревата преку мембраните на неговиот ѕид. Во вториот случај, главниот метод на транспорт на отрови е нивната пасивна дифузија по градиентот на концентрацијата.

Повеќето испарливи не-електролити се излачуваат од телото главно непроменети со издишаниот воздух. Почетната брзина на ослободување на гасови и пареи низ белите дробови се одредува според нивните физичко-хемиски својства: колку е помал коефициентот на растворливост во вода, толку побрзо се случува нивното ослободување, особено делот што се наоѓа во циркулирачката крв. Ослободувањето на нивната фракција депонирана во масното ткиво е одложено и се случува многу побавно, особено затоа што оваа количина може да биде многу значајна, бидејќи масното ткиво може да сочинува повеќе од 20% од вкупната маса на една личност. На пример, околу 50% од хлороформот проголтан со вдишување се ослободува во текот на првите 8-12 часа, а остатокот се ослободува во втората фаза на ослободување, која трае неколку дена.

Многу не-електролити, подложени на бавна биотрансформација во телото, се ослободуваат во форма на главните производи за распаѓање: вода и јаглерод диоксид, кој се ослободува со издишаниот воздух. Вториот се формира за време на метаболизмот на многу органски соединенија, вклучувајќи бензен, стирен, јаглерод тетрахлорид, метил алкохол, етилен гликол, ацетон итн.

Преку кожата, особено со потта, многу супстанции го напуштаат телото - не-електролити, имено: етил алкохол, ацетон, феноли, хлорирани јаглеводороди итн. Меѓутоа, со ретки исклучоци (на пример, концентрацијата на јаглерод дисулфид во потта е неколку пати поголема отколку во урината), вкупната количина на токсична супстанција отстранета на овој начин е мала и не игра значајна улога.

Кога доите, постои ризик некои токсични материи растворливи во масти да влезат во телото на бебето со млеко, особено пестициди, органски растворувачи и нивните метаболити.

Разновидноста на влијанието на храната врз човечкото тело не се должи само на присуството на енергија и пластични материјали, туку и на огромно количество храна, вклучувајќи ситни компоненти, како и нехранливи соединенија. Вториот може да има фармаколошка активност или негативни ефекти.

Концептот на биотрансформација на туѓи супстанции ги вклучува, од една страна, процесите на нивниот транспорт, метаболизам и токсичност, а од друга страна, можноста за влијание на поединечни хранливи материи и нивните комплекси врз овие системи, што на крајот обезбедува неутрализација и елиминација на ксенобиотиците. Сепак, некои од нив се многу отпорни на биотрансформација и се штетни за здравјето. Во овој аспект, треба да се забележи и терминот детоксификација -процесот на неутрализација во рамките на биолошкиот систем на штетните материи кои влегле во него. Во моментов, акумулиран е доволно голем научен материјал за постоењето на општи механизми на токсичност и биотрансформација на туѓи супстанции, земајќи ја предвид нивната хемиска природа и состојбата на телото. Најмногу студирал механизам на двофазна детоксикација на ксенобиотиците.

Во првата фаза, како одговор на телото, се случуваат нивните метаболички трансформации во различни меѓусоединенија. Оваа фаза е поврзана со спроведување на ензимски реакции на оксидација, редукција и хидролиза, кои обично се случуваат во виталните органи и ткива: црниот дроб, бубрезите, белите дробови, крвта итн.

Оксидацијаксенобиотиците ги катализираат микрозомалните ензими на црниот дроб со учество на цитохром P-450. Ензимот има голем број на специфични изоформи, што ја објаснува разновидноста на токсиканти кои се подложени на оксидација.

Закрепнувањеспроведено со учество на флавопротеин зависен од НАДОН и цитохром P-450. Пример е реакцијата на редукција на нитро и азо соединенија до амини, кетони до секундарни алкохоли.

хидролитичко распаѓањеКако по правило, естерите и амидите се подложени на последователна деестерификација и деаминација.

Горенаведените патеки на биотрансформација доведуваат до промени во молекулата на ксенобиотикот - зголемување на поларитетот, растворливоста итн. Тоа придонесува за нивно отстранување од телото, намалувајќи го или елиминирајќи го токсичниот ефект.

Сепак, примарните метаболити може да бидат високо реактивни и потоксични од матичните токсични супстанции. Овој феномен се нарекува метаболичко активирање. Реактивните метаболити допираат до целните клетки, предизвикуваат синџир на секундарни катобиохемиски процеси кои се во основата на механизмот на хепатотоксични, нефротоксични, канцерогени, мутагени, имуногени ефекти и соодветните болести.

Од особена важност кога се размислува за токсичноста на ксенобиотиците е формирањето на продукти за средно оксидација на слободните радикали, кои, заедно со производството на реактивни кислородни метаболити, доведуваат до индукција на липидна пероксидација (LPO) на биолошките мембрани и оштетување на живите клетки. Во овој случај, важна улога игра состојбата на антиоксидативниот систем на телото.

Втората фаза на детоксикација е поврзана со т.н реакции на конјугација.Пример се сврзувачките реакции на активниот -OH; -NH2; -COOH; SH-групи на ксенобиотски метаболити. Најактивните учесници во реакциите на неутрализација се ензими од семејството на глутатион трансферази, глукоронилтрансферази, сулфотрансферази, ацилтрансферази итн.

На сл. Слика 6 покажува општ дијаграм на метаболизмот и механизмот на токсичност на туѓите супстанции.

Ориз. 6.

Метаболизмот на ксенобиотиците може да биде под влијание на многу фактори: генетски, физиолошки, фактори на животната средина итн.

Од теоретски и практичен интерес е да се задржиме на улогата на поединечните компоненти на храната во регулирањето на метаболичките процеси и спроведувањето на токсичноста на туѓите супстанции. Таквото учество може да се појави во фазите на апсорпција во гастроинтестиналниот тракт, хепатално-интестиналната циркулација, транспорт на крв, локализација во ткивата и клетките.

Меѓу главните механизми на биотрансформација на ксенобиотиците, важни се процесите на конјугација со редуциран глутатион - T-y-глутамил-D-цистеинил глицин (TSH) - главната тиолска компонента на повеќето живи клетки. TSH има способност да ги намалува хидропероксидите во реакцијата на глутатион пероксидаза и е кофактор во формалдехид дехидрогеназата и глиоксилазата. Неговата концентрација во клетката (клеточен базен) значително зависи од протеините и аминокиселините што содржат сулфур (цистеин и метионин) во исхраната, така што недостатокот на овие хранливи материи ја зголемува токсичноста на широк спектар на опасни хемикалии.

Како што е наведено погоре, антиоксидативниот систем на телото игра важна улога во зачувувањето на структурата и функциите на живата клетка кога е изложена на активни метаболити на кислород и производи за оксидација на слободните радикали на туѓи супстанции. Се состои од следните главни компоненти: супероксид дисмутаза (СОД), редуциран глутатион, некои форми на глутатион-Б-трансфераза, витамини Е, Ц, п-каротин, микроелементот селен - како кофактор на глутатион пероксидаза, како и нехранливи компоненти на храна - широк спектар на фитосоединенија (биофлавоноиди).

Секое од овие соединенија има специфично дејство во општиот метаболички транспортер, формирајќи го антиоксидантниот одбранбен систем на телото:

• SOD, во неговите две форми - цитоплазматски Cu-Zn-SOD и митохондријално-Mn-зависен, ја катализира реакцијата на дисмутација од 0 2 _ во водороден пероксид и кислород;
• ESH (земајќи ги предвид неговите горенаведени функции) го реализира своето дејство во неколку насоки: ги одржува сулфихидрилните групи на протеини во редуцирана состојба, служи како донатор на протон за глутатион пероксидаза и глутатион-D-трансфераза, делува како неспецифичен неензимски гаснење на слободните радикали на кислород, кои на крајот се претвораат во оксидативен глутатион (TSSr). Нејзиното намалување се катализира со растворлива NADPH-зависна глутатион редуктаза, чиј коензим е витаминот Б2, кој ја одредува улогата на вториот во еден од патиштата на биотрансформација на ксенобиотиците.

Витамин Е (ос-токоферол). Најзначајната улога во системот за регулирање на липидната пероксидација му припаѓа на витаминот Е, кој ги неутрализира слободните радикали на масни киселини и намалените метаболити на кислородот. Заштитната улога на токоферолот е докажана под влијание на голем број загадувачи на животната средина кои индуцираат липидна пероксидација: озон, NO 2 , CC1 4 , Cd, Pb итн.

Заедно со антиоксидантната активност, витаминот Е има антиканцерогени својства - ја инхибира N-нитрозацијата на секундарните и терциерните амини во гастроинтестиналниот тракт со формирање на канцерогени N-нитрозамини, има способност да ја блокира мутагеноста на ксенобиотиците и влијае на активноста на систем на монооксигеназа.

Витамин Ц. Антиоксидативното дејство на аскорбинската киселина во услови на изложеност на токсични супстанции кои предизвикуваат липидна пероксидација се манифестира во зголемување на нивото на цитохром P-450, активноста на нејзината редуктаза и стапката на хидроксилација на супстратите во микрозомите на црниот дроб.

Најважните својства на витаминот Ц поврзани со метаболизмот на туѓите соединенија се исто така:

• способноста да се инхибира ковалентно врзување за макромолекули на активни посредни соединенија на различни ксенобиотици - ацетомионофен, бензен, фенол итн.;
• блокирање (слично на витаминот Е) нитрозацијата на амини и формирањето на канцерогени соединенија под изложеност на нитрити.

Многу туѓи супстанции, како што се компонентите на чадот од тутун, ја оксидираат аскорбинската киселина до дехидроаскорбат, а со тоа ја намалуваат нејзината содржина во телото. Овој механизам е основа за одредување на снабдувањето со витамин Ц на пушачи, организирани групи, вклучително и работници од индустриски претпријатија кои се во контакт со штетни туѓи материи.

За да се спречи хемиска канцерогенеза, лауреатот на Нобеловата награда Л. Полинг препорача употреба на мегадози кои ја надминуваат дневната потреба за 10 или повеќе пати. Изводливоста и ефективноста на таквите количини останува контроверзна, бидејќи заситеноста на ткивата на човечкото тело во овие услови се обезбедува со дневна потрошувачка од 200 mg аскорбинска киселина.

Нехранливите компоненти на храната кои го формираат антиоксидативниот систем на телото вклучуваат диетални влакна и биолошки активни фитосоединенија.

Прехранбени влакна. Тие вклучуваат целулоза, хемицелулоза, пектини и лигнин, кои се од растително потекло и не се под влијание на дигестивните ензими.

Диететските влакна можат да влијаат на биотрансформацијата на туѓите материи во следниве области:

• кои влијаат на цревната перисталтика, го забрзуваат преминувањето на содржината и со тоа го намалуваат времето на контакт на токсичните материи со мукозната мембрана;
• промена на составот на микрофлората и активноста на микробните ензими вклучени во метаболизмот на ксенобиотиците или нивните конјугати;
• имаат својства на адсорпција и размена на катјони, што овозможува да се врзат хемиските агенси, да се одложи нивната апсорпција и да се забрза излачувањето од телото. Овие својства, исто така, влијаат на хепатално-интестиналната циркулација и обезбедуваат метаболизам на ксенобиотиците кои влегуваат во телото преку различни патишта.

Експерименталните и клиничките студии утврдија дека вклучувањето на целулоза, карагенин, гуарска гума, пектин и пченични трици во исхраната доведува до инхибиција на (3-глукуронидаза и муциназа на цревните микроорганизми. Овој ефект треба да се смета како уште една способност на диеталните влакна да се трансформираат туѓите супстанции со спречување на хидролиза на конјугати овие супстанции, отстранување од хепатално-интестиналната циркулација и зголемување на излачувањето од телото со метаболички производи.

Постојат докази за способноста на ниско-метоксилираниот пектин да врзува жива, кобалт, олово, никел, кадмиум, манган и стронциум. Сепак, оваа способност на поединечните пектини зависи од нивното потекло и бара проучување и селективна употреба. На пример, цитрусниот пектин не покажува видлив ефект на адсорпција, слабо ја активира 3-глукуронидазата на цревната микрофлора и се карактеризира со недостаток на превентивни својства во случај на индуцирана хемиска канцерогенеза.

Биолошки активни фитосоединенија. Неутрализацијата на токсичните материи со учество на фитосоединенија е поврзана со нивните основни својства:

• влијае на метаболичките процеси и ги неутрализира туѓите супстанции;
• имаат способност да ги врзуваат слободните радикали и реактивните метаболити на ксенобиотиците;
• ги инхибираат ензимите кои ги активираат туѓите супстанции и ги активираат ензимите за детоксикација.

Многу од природните фитосоединенија имаат специфични својства како индуктори или инхибитори на токсични агенси. Органските соединенија содржани во тиквички, карфиол и бриселско зелје и брокула се способни да поттикнат метаболизам на туѓи материи, што се потврдува со забрзување на метаболизмот на фенацетин и забрзување на полуживотот на антипирин во крвната плазма на испитаниците кои примале крстовиден зеленчук во нивната исхрана.

Особено внимание се посветува на својствата на овие соединенија, како и на фитосоединенијата на чајот и кафето - катехините и дитерпените (кафеол и кафестол) - ја стимулираат активноста на системот на монооксигеназа и глутатион-S-трансферазата на црниот дроб и цревната слузница. Последново лежи во основата на нивното антиоксидативно дејство кога се изложени на канцерогени и антиканцерогени активности.

Препорачливо е да се задржиме на биолошката улога на другите витамини во процесите на биотрансформација на туѓи супстанции кои не се поврзани со антиоксидативниот систем.

Многу витамини ги извршуваат функциите на коензимите директно во ензимските системи поврзани со метаболизмот на ксенобиотиците, како и во ензимите за биосинтеза на компонентите на системите за биотрансформација.

Тиамин (витамин Б т). Познато е дека дефицитот на тиамин предизвикува зголемување на активноста и содржината на компонентите на системот на монооксигеназа, што се смета за неповолен фактор кој придонесува за метаболичко активирање на туѓите супстанции. Затоа, обезбедувањето витамини во исхраната може да игра одредена улога во механизмот на детоксикација на ксенобиотиците, вклучително и индустриските отрови.

Рибофлавин (витамин Б2). Функциите на рибофлавин во процесите на биотрансформација на туѓи супстанции се реализираат главно преку следните метаболички процеси:

• учество во метаболизмот на микрозомалните флавопротеини NADPH-цитохром P-450 редуктаза, NADPH-цитохром b 5 редуктаза;
• обезбедување на работата на алдехидните оксидази, како и глутатион редуктазата преку коензимската улога на FAD со генерирање на TSH од оксидиран глутатион.

Експериментот на животни покажа дека недостатокот на витамин доведува до намалување на активноста на UDP-глукуронилтрансфераза во микрозомите на црниот дроб врз основа на намалување на брзината на конјугација на глукуронид на /7-нитрофенол и о-аминофенол. Постојат докази за зголемување на содржината на цитохром P-450 и стапката на хидроксилација на аминопирин и анилин во микрозоми со нутритивен дефицит на рибофлавин кај глувците.

Кобаламини (витамин Б 12) и фолна киселина. Синергетскиот ефект на витамините што се разгледуваат врз процесите на биотрансформација на ксенобиотиците се објаснува со липотропниот ефект на комплексот од овие хранливи материи, чиј најважен елемент е активирањето на глутатион-Д-трансферазата и органската индукција на системот на монооксигеназа. .

Клиничките испитувања покажаа развој на дефицит на витамин Б12 кога телото е изложено на азотен оксид, што се објаснува со оксидацијата на CO 2 + во CO e + корин прстенот на кобаламин и неговата инактивација. Вториот предизвикува недостаток на фолна киселина, што се заснова на недостаток на регенерација на нејзините метаболички активни форми во овие услови.

Коензимските форми на тетрахидрофолна киселина, заедно со витамин Б 12 и Z-метионин, се вклучени во оксидацијата на формалдехидот, така што недостатокот на овие витамини може да доведе до зголемена токсичност на формалдехидот и другите еднојаглеродни соединенија, вклучително и метанолот.

Генерално, можеме да заклучиме дека нутритивниот фактор може да игра важна улога во процесите на биотрансформација на туѓите материи и спречување на нивните негативни ефекти врз телото. Во оваа насока се акумулирани многу теоретски материјал и фактички податоци, но многу прашања остануваат отворени и бараат дополнителни експериментални истражувања и клиничка потврда.

Неопходно е да се нагласи потребата од практични начини за спроведување на превентивната улога на нутритивниот фактор во процесите на метаболизмот на туѓите материи. Ова вклучува развој на диети засновани на наука за одредени групи на население каде што постои ризик од изложеност на разни прехранбени ксенобиотици и нивни комплекси во форма на додатоци во исхраната, специјализирана храна и диети.