Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 24

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

Текст из файла (страница 24)

Ксенобиотик, который тем или иным образом попадает в организм, чаще всего подвергается метаболическому превращению с последующим его выведением. Основные пути посиулления токсических ксенобиотиков (промышленных ядов, пестицидов) в организм человека — это органы дыхания и кожа, а также пищеварительный тракт. По имеющимся оценкам из регулярно поступающих в организм токсикантов до 70 % человек получает с пищей, 20 % — из воздуха, 10 А — с водой. Через слизистую оболочку дыхательных путей поступают ксенобиотики, находящиеся в газо- и парообразном состоянии, в виде аэрозолей и пыли. Через кожу проникают преимущественно липофильные вещества, находящиеся в жидком или газообразном состоянии при непосредственном контакте.

Таким же образом проникают в организм отравляющие вещества кожно-нарывного действия. Проникновение ксенобиотиков через слизистую оболочку пищеварительного тракта наблюдается при аварийных ситуациях в результате заглатывания распыленных в воздухе токсических аэрозолей, при применении отравляющих вешеств, при поступлении отравленных пищи и воды и т. д. 115 А р Ксенобиотик г--- рбция Ксенобиотик в крови креция Распределение Взаимодейст- вие с местами связывания Ксенобиотик в органах и тка- нях-мишенях ция Метаболиты в моче, фекалиях. выдыхаемом воздухе, поте, слюне Метаболизм в тканях Рис.

5.8. Схема поступления н превращения ксенобиотнка в организме: превращения в пищеварительном тракте ( l); в крови, органах, тканях (Л; метаболигм во внешней среде (3) 116 Этапы движения и превращения ксенобиотиков можно представить в виде схемы (рис. 5.8). Таким образом, проникая через биологические мембраны в сосудистое русло, ксенобнотик далее попадает в ткани к клеточным мишеням.

В случае липофильных ксенобиотиков, не яаляюшихся аналогами метаболитов, в качестве мишени выступает сама внутриклеточная среда, т е. плазматические и внутриклеточные мембраны, элементы хро- матинового аппарата, с которыми взаимодейсгвует ксенобиотик. Для промышленных ядов наиболее распространенный путь поступления в организм — всасывание из легких. Следуюший по значимости путь поступления чужеродных веществ— всасывание из пищеварительного тракта непосредственно яда или зараженных продуктов, воды. Участок всасывания (слизистая оболочка желудка, тонкой или толстой кишки) определяется физико-химическими свойствами ксенобиотика, его способностью к ионизации, взаимодействию с мембранами эпителиацитов.

Распределение ксенобиотиков в жидкостях и тканях организма человека и животного в значительной мере определяется их способностью к абсорбции и участию механизма активного транспорта или связано с функционированием переносчиков. При этом, если в первые минуты и часы после проникновения ксенобиотика-неэлектролита в организм преимущественное значение для его накопления в органах и тканях имеет их кровоснабжение, то с течением времени все большую роль в их распределении играют сорбирукнцие свойства тканей.

Существенным фактором, влияющим на распределение ксенобиотиков и их способность к дальнейшей биотрансформации и экскреции, как мы уже неоднократно упоминали, является растворимость в липидах (коэффициент распределения). На поступление ксенобиотиков внутрь тканей и, следовательно, на их токсическое действие значительное влияние оказывает связывание с белками крови, в частности с сывороточным альбумином (СА). Для многих ксенобиотиков нх обратимое взаимодействие с СА препятствует проникновению во внутрнклеточную среду.

Комплексообразование с СА оказывает неоднозначное влияние на скорость метаболизма и экскрецию ксенобиотиков. Необходимо помнить и о возможности связывания некоторых ксенобиотиков с жировой и мышечной тканью. Исследования в этом направлении показали, что количество ксенобиотика, связанного с тканью мышц человека, может варьировать от 13 до 98 %, при этом наблюдается корреляция между количеством связанного соединения и его липофильностью. В организме высших млекопитающих при попадании ксенобиотика происходит его распределение с участием циклических механизмов, определяющих, по каким путям (органам и тканям) движется вещество Циркулирующее в крови вещество (лекарственный препарат) по печеночной артерии и портальной вене попадает в печень. Из обеих долей печени вешество (или его метаболит) вместе с желчью попадает 117 в желчный пузырь. Через определенные промежутки времени желчь поступает в дистальную часть двенадцатиперстной кишки по желчному протоку (двенадцатиперстная кишка представляет собой трубку длиной около 30 см, соединяющую желудок с малым кишечником).

Некоторые препараты всасываются в воротную вену и с током крови попадают в печень, а оттуда с желчью снова в тонкий кишечник. В зависимости от вида препарата он может проходить дополнительный цикл: кишечник — легкие - бронхи — трахея — глотка — кишечник. Затем он выводится из организма (моча, кал, отхаркивание). Экскреяая ксенобиотиков и их метаболитов через различные выделительные системы — заключительный этап в процессе поступления и трансформации.

Экскреция осуществляется через почки, легкие, кожу, кишечник, слюнные, потовые, слезные, сальные железы, а также молочные железы при лактации. Почечная экскреция ксенобиотиков — основной путь удаления из организма ксенобиотиков и продуктов их биотрансформации. В основе почечной экскреции лежат следующие биологические процессы: клубочковая фильтрация, канальцевая секреция, канальцевая реабсорбция. В клубочках почечного тельца фильтрации подвергаются вода, глюкоза, аминокислоты, белки с молекулярной массой менее б0 кД и ксенобиотики-неэлектралиты. Канальцевая секреция — активный процесс, осуществляемый с помощью ферментных систем мембранного транспорта преимущественно в проксимальных участках канальцев нефрона.

Этим путем в мочу попадают химические вещества, являющиеся органическими кислотами или органическими основаниями. Канальцевая реабсорбция — процесс обратного всасывания метаболитов и ксенобиотиков в канальцах нефрона. Кроме реабсорбции путем активного транспорта, в проксимальных и дистальных канальцах нефрона неионизированные формы веществ подвергаются реабсорбции и экскреции путем пассивной диффузии. Экскреция ксенобиотиков легкими. Через легкие удаляются в основном летучие и газообразные вещества, например ингаляционные наркотики и их метаболиты, промышленные газы, а также продукты печеночной биотрансформации многих токсических веществ, в том числе хлорированных углеводородов, этанола и т.

д. Отметим, что продукты метаболических превращений ксенобиотиков могут выделяться без дальнейших изменений либо экскретироваться в виде конъюгатов. Экскреция ксенобиотиков печенью. Выделение метаболнтов или конъюгатов из гепатоцитов происходит главным образом через систему 118 желчных ходов или после обратного всасывания в синусоиды — через почки. Считается, что поверхность гепатоцитов, обращенная к желчным капиллярам, высокопроницаема для макромолекул большинства органических веществ, вследствие чего многие вещества содержатся в желчи в концентрациях, близких таковым в крови. Однако для многих полярных ксенобиотиков (метаболитов, коньюгатов) выделение в желчь из гепатоцитов осуществляется путем активного транспорта против градиента электрохимического потенциала.

Интенсивность желчной экскреции зависит также от соотношений между константами связывания ксенобиотиков с белками гепатоцитов и плазмой крови. У растений нет специализированных путей поступления и выведения ксенобиотиков. Поступление чужеродных веществ в растения происходит главным образом через корни и листья.

Особенности строения корня определяют пути и механизмы поступления ксенобиотиков в растения. Поступление в корни органических ксенобиотиков из водных растворов, как правило, происходит в две фазы: первая фаза — это быстро протекающая диффузия в апопласт; вторая — медленное продолжительное поступление, при котором количество накапливаемого ксенобиотнка прямо пропорционально времени экспозиции. Однако накопление в тканях органических ксенобиотиков регулируется нх метаболическим превращением, поэтому процессы поступления ксенобиотиков имеют более сложный вид, чем это следует из вышесказанного. В корневую систему растений поступает весьма широкий спектр гидрофильных и липофильных органических молекул ксенобиотиков (алифатические, ароматические и гидроароматнческие углеводороды, спирты, фенолы, амины, гетероциклические соединения и др.); причем отмечается поступление даже таких чужеродных соединений, которые обладают исключительно низкой растворимостью в воде, например полициклических углеводородов.

Весьма значительная часть ксенобиотиков поступает в растение через листья. Экзогенные соединения, содержащиеся в атмосфере или атмосферных осадках, в первую очередь контактируют с листвой растений. Более того, обработка растений различными пестицидами, регуляторами роста и т. д. зачастую производится путем опрыскивания или опыливания, т. е. в первую очередь происходит их контакт с листьями.

Ксенобиотик проникает в ткань листа через устьица или кутикулу. Через кутикулу соединения диффундируют медленнее, чем через устьица. Однако из водных растворов поступление ксенобиотиков через устьица, по мнению ряда исследователей, неэффективно, посколь- 119 ку высокое поверхностное натяжение воды приводит к образованию у входа в устьичную щель выпуклого мениска, что препятствует поступлению экзогенного соединения. Если в вопросе о проницаемости устьнц для водных растворов ксенобиотиков имеются разногласия, то поступление их через кутнкулу сомнений не вызывает.

Характеристики

Список файлов книги