Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

В. И ИРйв основы Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов биологических специальностей высших учебных заведений минск БГУ 2оо~ УРК 577.4?075.8 ? ББК 28.080.1я73 Ю 72 Рецензенты:: заведующий лабораторией биохимии и биотехнологии растений Центрального ботанического сада НАН Беларуси В. Н.

Решетников; заведующий кафедрой биотехнологии и биозкологии Белорусского государственного технологического университета Н. В. Грин Рассматривается широкий круг вопросов, начиная от экотоксикологической характеристики отдельных групп ксенобиотиков, их биотрансформации и биоаккумулирования и кончая кратким рассмотрением поведения чужеродных соединений в экосистемах, а также описанием организации системы опенки биологической безопасности ксенобнотнков. Предназначено студентам, аспирантам, преподавателям и специалистам-исследователям.

УДК 577.4?075.81 ББК 28.080.1я73 Ю Юрин В. М.,2001 © БГУ, 2001 ?ЯВ?ч 985-445-438-Х Юрин В. М. Ю72 Основы ксенобиологни: Учеб. пособие / В. М. Юрин.-Мн.: БГУ, 2001. — 234 с, ?БВИ 985-445-438-Х. ОТ АВТОРА Настоящее учебное пособие составлено в соответствии с программой по курсу кОсновы ксенобиологию>, разработанной автором для студентов биологических и естественных факультетов. Выпускники школ имеют определенные понятия о физических и химических явлениях, характеризующих материю.

Однако для более глубокого развития этих представлений автор посчитал возможным в конспективной форме напомнить ряд основных теоретических предпосылок и обобщений, что должно способствовать успешному усвоению Нзлагаемого материала. Полнота характеристик по отдельным разделам неодинакова, как и количество затрагиваемых вопросов, Это объясняется стремлением автора выделить наиболее важные проблемы, отражающие механизмы влияния чужеродных соединений на живые организмы и их биотрансформацию в компонентах экосистем. Рассмотрены также принципы и подходы организации системы скринннга биологических активностей ксеноби отикон. Автор будет глубоко признателен специалистам за замечания и советы, а также за указания на возможные неточности в излагаемом материале.

Учебное пособие предназначено для студентов, преподавателей и специалистов, интересующихся данной проблематикой, ВВЕДЕНИЕ Стремительные темпы развития промышленного производства, химизация народного хозяйства ведуг к появлению во внешней среде большого количества разнообразных химических соединений, постоянно загрязняющих биосферу и пагубно влияющих на живую природу, В силу различных причин многие химические вещества, поступающие и организм и ранее не встречающиеся в нем, получили название чужеродных, или ксенобиотиков (от греческих слов хепоя — чужой, Ь|'- огою — жизнь).

К таким веществам относятся синтетические и природные лекарственные препараты, песпщиды, промьппленные яды, отходы производств, пищевые добавки, косметические средства и прочие. Чужеродные соединения, по мнению ряда авторов, включают как органические, так и неорганические вещества. Правда, что касается последних, то отнесение их к ксенобиотикам дискутируется. Это связано с тем, что в тканях обычно присутствуют в следовых количествах многие неорганические элементы, биологическая функция которых неизвестна. Поэтому в последние годы появилось мнение, что неорганические вещества можно относить к ксенобиотикам только в том слу-. чае, если они не являются необходимыми для метаболнческих процессов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки, ткани, органа и организма в целом (например, кадмий, редкоземельные металлы и т.

д,). Однако и сам термин гссенобиотик довольно условный, поскольку для одних организмов то или иное вещество может быть естественным (алкалоиды для растений), а для других — чужеродным (те же алкалоиды для животных). Кроме того, некоторые соединения, например этиловый спирт, могут быть одновременно чужеродными и природными для одного и того же организма. Живой организм — открытая для окружающей среды система. Через него в любое время, на любой стадии онтогенетического и филогенетического развития проходят химические вещества.

В целом вещества образуют как бы два потока, которые, поступая в организм, меняют тем самым его гомеостаз. Один из них — естественный для живых организмов, другой — нет. К первому относятся питательные вещества (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и др.), к другому — разнообразные химические вещества природного и синтетического происхождения, которые не входят в состав данного организма. Оба потока смешиваются в живых организмах и взаимодействуют на всех уровнях (молекулярном, клеточном, органном). В результате этого происходят метаболические превращения, приводящие к таким необходимым биологическим процессам, как рост, развитие, размножение. Избыток токсических чужеродных соединений (ксенобиотиков) вызывает замедление, а в ряде случаев и остановку указанных процессов.

Поэтому для поддержания организмом внутреннего гомеостаза необходимы соответствующие регуляторные механизмы. Химическое строение и биологическое действие ксенобиотиков разнообразны. Практически все ксенобиотики в организме животных, растений и человека претерпевают превращения, происходящие или спонтанно, или катализируемые ферментами. Ферменты, осуществляющие химическое изменение молекулы ксенобиотика, обнаружены во многих органах и тканях. Различные авторы, используя термин «ксенобиотики», вкладывают в него двоякий смысл, исходя из того, по отношению к чему данное вещество является чужеродным: по отношению к конкретному виду организмов (широкая трактовка термина) или по отношению ко всей биосфере (узкая трактовка термина).

Мы будем использовать термин «ксенобиотик» в широком смысле. Как наука ксенобиология и наиболее развивающиеся ее направления — ксенобиохимия и ксенофизиология — сформировались в ХХ в., хотя самое раннее упоминание о метаболизме чужеродных соединений относится к тридцатым годам Х1Х в. Сама наука ксенобиология изучает закономерности и пути поступления, выведения, распространения, превращения чужеродных химических соединений в живом организме и механизмы вызываемых ими биологических реакций, В свою очередь, ксенобиологию как науку можно подразделить на более узкие отрасли, а именно: ксенобиофизику, ксенобиохимию, ксенофизиологию и др.

Все это говорит о том, что ксенобиология находится на стыке с такими дисциплинами, как биохимия, биофизика, физиология и т. д. Кроме того, действие различных веществ на организм или отдельные структуры изучается фармакологией и токсикологией. Прежде чем попасть в клетку, ткань и организм в целом, ксенобиотик взаимодействует с плазматической мембраной, вызывая различного рода биологические эффекты. С помощью специализированных транспортных систем по определенным путям ксенобиотик попадает в клетку, орган, живой организм. Физико-химическое описание как процессов взаимодействия ксенобиотиков с клеточными структурами, в первую очередь с первичной мишенью их атаки — плазматической мембраной, так и механизмов их поступления входит в одну из задач ксенобиофизики.

Попав в организм, как уже упоминалось, большинство ксенобиотиков подвергается в организме ферментативному превращению, которое по аналогии с процессами классической биохимии называют метаболическим. Метаболизм ксеиобиотиков является предметом изучения наиболее бурно развивающейся отраслью ксенобнологии — ксенобиохимии. Метаболизм ксенобиотиков — это прижизненная функция химической защиты организма. В настоящее время исследование метаболизма ксенобиотиков превратилось в самостоятельную отрасль науки со своей теоретической базой, техническими средствами и определенным объемом знаний.

Эта дисциплина включает ряд разделов биологической, органической и аналитической химии, а также фармакологии, токсикологии и др. наук. Ксенобиохимия развивается по двум направлениям — статическому и динамическому. В задачу статической ксенобиохимин входит установление структуры молекул метаболитов ксенобнотиков, образующихся в организме, а также их распределение в организме. Для решения задач статической ксенобнохимии используются физические и физико-химические методы анализа метаболитов. Это сложные и многостадийные приемы по извлечению метаболитов из биологических сред, их хроматографическое разделение, идентификация и количественное определение.

Динамическая ксенобиохимия занимается вопросами механизмов реакций превращения ксенобиотиков. Решение этих вопросов — очень сложная задача, поскольку реакции метаболизма ксенобиотиков многостадийны. В этой связи не всегда удается получить полную информацию о структурных, стереохимических и энергетических характеристиках всех состояний метаболитов. При разработке проблем динамической ксенобиохимии исследуются также структура, каталитические свойства ферментов, их специфичность и локализация, что помогает понять не только многие реакции метаболизма ксенобиотиков, ио и обмена эндогенных веществ.

Очевидно, что статическая биохимия имеет больше достижений, чем динамическая. Ксено физиология — изучение процессов жизнедеятельности и функции живых организмов на всем протяжении их развития в условиях действия ксенобиотиков, Право на самостоятельность ксенофитофизиалогни определяется особенностями как поступления и выведения чужеродных веществ в растения (корни, листья), так и отличием от животных организмов ряда реакций биотрансформации, процессов аккумулирования ксенобиотиков и т.

д. В настоящее время постановка задач в ксенобиологии диктуется прежде всего общими задачами биологии, химии и медицины. Особое значение для биологии имеют данные по метаболизму микроорганизмов, растений и животных, которые играют существенную роль в обезвреживании веществ антропогенного происхождения. Исходные органические соединения и их метаболнты могут передаваться по трофической цепи питания от одного организма к другому, что приводит к чрезмерной нх аккумуляции. В этой ситуации адаптация организмов к новым условиям зависит от набора и мощности ферментов, катализирующих метаболизм ксенобиотиков, что следует учитывать при проведении мероприятий по охране окружающей среды, т.

Характеристики

Тип файла DJVU

Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.

Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.

Список файлов книги