Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Затем были созданы более выгодные в техническом отношении способы добычи на базе минерального сырья. Некоторые представле- ния о накопительной способности водных растений дает табл. 8.1. тК чо ВЛ Козффиниенты накоплении различных элементов некоторымн раетениямн Клааофора Элодея Элемент Низшие жтения Высшие астенна Общее с днес Фосфор 76750 4400 23735 6500 185 Кальций 330 330 290 39000 3490 19975 Кобальт 8750 6355 134!О 3110 9020 Цинк 6110 1350 !825 1460 1135 Рубиднй 500 Стронций 620 19!О 805 465 430 20450 32300 Цирконий 3600 5080 10195 Иттрнй 1!9625 31400 2!20 !4400 6535 Цезий 1230 810 285 Церий 35600 26500 5300 1035 12015 8.1.
Одноячеечная система Разовая доза и период полувыведения из организма. Введение в организм разовой дозы вещества приводит к появлению определенного количества этого вещества в тканях. В процессах метаболизма и экс- 165 Одно время промелькнул ряд сообщений, к сожалению, лаконичных, различных зарубежных фирм о разработке обогатительных установок для извлечения «биологическим методом» из растворов иттрия, ниобия и т. д. Накопительные свойства растений используются для поиска полезных ископаемых (так называемые фитогеохимические методы). Повышенное содержание многих элементов в почве приводит к резкому увеличению их содержания в растениях. Анализ золы растений- концентраторов позволяет осуществлять выделение биогеохимических провинций.
Более того, определенные виды растений имеют склонность произрастать в местах с преобладанием тех или иных элементов (мать-и-мачеха, вьюнок — почвы, богатые кальцием, определенные виды лебеды — на засоленных почвах). Накопительные свойства водорослей используются для контроля радиоактивности вод Мирового океана — радиоальгологический анализ. креции это вещество выводится из организма с определенной скоростью. Например, была изучена скорость выведения ДЦТ из организма человека (рис. 8.1, а, б).
Добровольцы проглатывали определенное количество ДЦТ, после чего это вещество появлялось в тканях. Концентрационная зависимость ДДТ в жировой ткани, представленная в виде функции от времени, имела экспоненциальный характер. 1ОО ч С> Й50 1; ж М о ь~ 10 Й ф 30 1О И б Время после приема, годы Рис. 8.1. Концентрация ДцТ в жировой ткани человека при одноразовом его приеме В этом случае зависимость, представленная в полулогарифмических координатах, выражается прямой линией, наклон которой определяет константу скорости реакции (рис.
8.!, 6). Период полувыведения составил 3,7 года. Многократное дазироеаиие В природной среде воздействие вещества на организм редко ограничивается разовой дозой. Если в окружающей среде вещество распределено повсеместно, организм подвергается его воздействию непрерывно. Рассмотрим, что произойдет, если организм ежедневно получает дозу в 1 г вещества, период полуаыведения которого в этом организме составляет 24 ч (табл. 8.2). Для упрошения прелположим, что организм поглощает все вешество и что доза вводится за короткий промежуток времени. В начальный момент (первый день) вещество в организме отсутствует.
После введения дозы содержание вещества в организме составляет 1 г. На второй день, спустя 24 ч после приема первой дозы, организм содержит лишь 0,5 г вешества. Введение еще 1 г вещества повышает его общее содержание до 1,5 г. На третий день, перед введением Таблица 8.2 Прнрост содержання вещества с периодом подувыведення 24 ч прн еяндневной дозе 1 г (многократное дознроввнне) вещества, его содержание снижается вновь наполовину, до 0,75 г, а после введения новой порции составит 1,75 г и т.
д. Важно отметить, что со временем содержание вещества в организме достигает некоторого предельного максимального значения, так как при повышении концентрации в тканях ежедневное его выведение увеличивается и становится равным дозе, вводимой ежедневно. При увеличении первоначальной вводимой дозы повышается количество выводимого вещества и его содержание в организме„т. е. устанавливается новое равновесие. Самьй простой способ наглядного представления указанного эксперимента — это использование аналогии с заполнением резервуара водой.
Система имеет три переменные: вместимость резервуара; скорость подачи жидкости в резервуар, которая ретулируется краном; скорость стока жидюсти со дна резервуара. Скоросп вывода воды определяется диаметром выводной трубки н давлением столба жидкости на нее. Если вода в резервуар поступает с небольшой скоростью, не превышакнцей скорость стока, вода в резервуаре не накапливается. Однако если увеличить скорость подачи воды в резервуар, то скорость вывода воды также повысится. Прн определенной скорости подачи вода начинает скапливаться в резервуаре. Поэтому при накоплении воды в резервуаре скорость ее стока также щвышается.
В некоторый момент скорости подачи и стока выравнива1отся„и в резервуаре устанавливается постоянньй уровень водь1. Таким образом, путем уравнивания скоростей двух противоположных процессов достигается состояние равновесия. Если немного повысить скорость подачи воды, ее уровень в резервуаре повыснгся, и скорость стока снова увеличится вследствие увеличения давления столба жидкости. Тогда установится новое состояние равновесия с более высоким уровнем воды в резервуаре (рис.
8.2). 167 Ввод Ввод Вывод Вывод Рнс. 8.2. Представление многократного дознровання в однокомпартментной системе по аналогии с действием резервуара Максимальное содержание вещества можно связать с периодом его полувыведення 1,~, массой ежедневной дозы Яо, частью этой дозы, которая поглощается организмом Г и интервалом между введением доз т: 1,441~д Яо1 Ася = (8.1) при 1нз = 24 ч, т = 24 ч, (1о = 1 и т'= 1 максимальная средняя нагрузка на организм составляет 1,44 г. Это средняя величина между максимальным и минимальным содержанием вещества в данный день.
Максимальная концентрация вещества в тканях зависит от размера дозы (повышается прн ее увеличении) и от периода полувыведения или скорости выведения. Вещества с большим периодом полувыведения накапливаются в больших концентрациях, чем вещества с меньшим периодом полувыведения. Другим важным фактором является время, необходимое для достижения состояния равновесия. Следует отметить, что организмы, таким образом, накапливают вещество в своих тканях в соответствии со скоростями его введения и выведения. Причем степень накопления вещества в организме изменяется в широких пределах и во многих случаях коррелирует с коэффициентом распределения вещества.
8.2. Многоичеечные системы Одноячеечную систему можно распространить на значительно более сложную систему, включающую ряд различных взаимосвязанных ячеек. Каждая ткань животного — почки„печень, сердце, мозг илн жировые отложения (ткани) — рассматривается как ячейка.
После того как вещество попадает в организм, оно начинает перемешаться током кро- ви. Каждая ячейка характеризуется своим размером, содержанием жира, скоростью тока крови, коэффициентом распределения, определяющим способность вещества перемещаться из крови в ткань. Определив скорость поглощения и скорость выведения (обычно включающую скорость метаболизма в печени) вещества, а также подобрав соответствующие математические соотношения, можно с помощью ЗВМ создать модели многоячеечной системы (рис. 8.3).
ие еление очой болизм ение ьные ния Рис. 3.3. Схематическое изображение тока кроаи и распределения аешестаа а тканях организма как многоячеечной системы Соответствие таких моделей реальным системам необходимо подтверждать экспериментальными данными. Когда модель разработана, несложно оценить влияние таких переменных, как величина дозы, длительность воздействия вещества, изменение скорости выведения и т. д. Можно также оценить возможную реакцию организма на изменение величины дозы. В рамках разработанной модели возможно провести анализ взаимного влияния различных переменных и прогнозировать те ситуации, которые невозможно воспроизвести экспериментально. 8.3.
Факторы, влияющие на аккумулирование ксенобиотнка организмом Поскольку явление аккумулирования включает взаимодействие вещества с организмом, то факторы, определяющие степень его накопления, должны включать характеристики как самого ксенобиотика, так и организма. Одной из характеристик самого вещества является устойчивость. Для того чтобы ксенобиотик мог накапливаться в организме, его воздействие на организм должно быть достаточно длительным, особенно когда оно осуществляется через цепь питания. Следовательно, любое аккумулирующееся вещество должно быть устойчивым к возможным в данной среде процессам разрушения. Как уже упоминалось, способность вещества накапливаться в конкретном организме характеризуется его периодом полувыведения из этого организма.
Обычно те ксенобиотики, которые устойчивы в окружающей среде, в большинстве организмов имеют относительно продолжительные периоды полувыведения и способны накапливаться в сравнительно больших количествах, но, конечно, при достаточно высокой концентрации их в окружающей среде. Плои~адь поверхности Если процесс аккумулирования включает физические стадии (адсорбция, диффузия), степень накопления чужеродного вещества в большей мере зависит от площади поверхности контакта организма с окружающей средой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
