Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Наиболее четкое определение приведено в англорусском словаре терминов, изданном Центром международных проектов ГКНТ (1982): токсичность — мера несовмесгимостн вещества с жизнью, величина, обратная абсолютному значению среднесмертельной дозы (1Л.Дк) или концентрации 1Л.С~оОпаснасть чужеродного вещоства — вероятность появления вредных для здоровья эффектов в реальных условиях их производства н применения.
Вредные вещества, с которыми контактирует человек, подразделяют на четыре класса опасности: 1 — чрезвычайно опасные (токсичные), Н вЂ” высокоопасные (токсичные), Ш вЂ” умеренно опасные (токсичные), 1Ч вЂ” малоопасиые (токсичные). Например, ФОП по степени токсичности предлагают подразделять следующим образом: 1 — ЬД~о менее 50 мг/кг; 11 — 50 — 200 мг1кг; 1П— 200-1000 мг/кг; 1У вЂ” более 1000 мг/кг. Часто для характеристики токсичности используют величины ЬС~ или ЬДн, — это концентрация или доза вещества, вызывающая половинное подавление регистрируемой реакции (например, гибель 50 % организмов).
Подразделения на классы опасности и токсичности обусловлены как величинами ЬД о или ЬС~~, так и путями их поступления (внугрь, ингаляцнонно, на кожу), а также временем их воздействия. Устойчивость живых систем к вредным воздействиям ксенобиотиков определяется не только интенсивностью влияния химического фактора (доза или концентрация, длительность воздействия), но способно- 31 стью токсикантов к разрушению в окружающей среде и возможностью превращений в живых организмах (биотрансформацня). В более широком плане, кроме токсичности и опасности, всякое влияние ксенобиотика на объект можно охарактеризовать некоторыми элементами проявления его биологического действия, на основании которых возможно создать систему классификации наблюдаемых явлений, используя различные критерии: 1.
По типу биологического действия на мишень (мембранотропные вешества, разобщители дыхания, ингибиторы биосинтеза ДНК„РНК и др,). 2. Принцип 1.Рм или $.Сж может быль распространен на любую классификацию и ие обязательно связан с гибелью организма. Можно говорить в этой связи о дозе (концентрации) ксенобиотика, вдвое снижаюгцей любую тест-реакцию (скорость биосиитеза белка, мембранный потенциал и т. д.). 3.
По видам токсичности н опасности (эмбриональная, мугагенная, канцерогенная); и в том и другом случае можно установить определенные классы. При классификации по видам опасного действия необходимо учитывать период действия и срок проявления эффекта (кратковременные, длительные). 4. По избирательности действия ксенобиотиков: вешества могут быть токсичными по отношению к разным организмам.
Научные основы этой классификации были заложены в начале ХХ в. в трудах Эрлиха. 5. По концентрационным пределам (пороговым значениям) токсического и/или опасного действия. б. По характеру фармакологического действия (снотворные, нейролептики, гормональные и т. д.). В фармакологии, например, все ксенобиотнки (лекарственные препараты), обладающие полезной биологической активностью, делят на четыре группы: — соединения, способные воздействовать на патологические процессы (лекарства против различных заболеваний, различных бактериальных, вирусных инфекциях и т. д.); — вещества, оказывающие влияние на нормальные процессы н структуры организма в экстремальных условиях (повышение психической и физической устойчивости — раднопротекторы, адаптогены и др.); — соединения для воздействия на нормалъные процессы и структуры с целью профилактического уменьшения вероятности появления определенных нарушений (атимутальные н др.); — соединения, способные служить средствами для соматической н психической биоинженерни.
Таким образом, знания о видах биологической активности ксенобиотиков, классификация характера их действия является неотьемлемой частью разработки способов перевода «химического языка» в «биологический». 2.4. Ионизация и биологическая активность ксенобнотиков Ионы и незаряженные молекулы весьма различны по своим физико- химическим свойствам. Так, например, ионы и незаряженные молекулы вступают в разные химические реакции, по-разному проникают через мембраны и по-разному адсорбируются на различньгх поверхностях.
Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению поступления ксенобиотнков в клетку, процессов их биатрансформации и т. д., необходимо иметь представление о процессах ионизацин веществ. Последние в значительной степени определяют биологическую активность чужеродных соединений.
Многие вещества при растворении в воде не повышают ее электропроводности. Это так называемые неэлектролиты (примерами могут служить сахароза, хлороформ), они понижают температуру замерзания воды пропорционально их молярной концентрации. С другой стороны, кислоты, основания и соли повышают электропроводность воды. Большинство биологически активных веществ представляют собой кислоты, основания и соли, а следовательно, являются электролитами. Все электролиты понижают температуру замерзания воды в значительно большей степени, чем можно было бы ожидать, исходя нз их молярной концентрации.
Например, в разбавленных растворах соляной кислоты, гидроксида натрия и хлорида натрия данное понижение оказалось в два раза больше ожидаемого. Это послужило основанием для создания Аррениусом теории ионизации электролитов. В водном растворе хлористый водород (соляная кислота) полностью ионизирован на катионы водорода н анионы хлора (Н' и СГ), гидроокнсь натрия — на катионы натрия и анноны гндроксила (Ха н ОН ), хлорид натрия — на катионы натрия и анионы хлора (Ха и СГ). В растворе сульфата натрия понижение температуры замерзания воды оказалось в три раза больше ожидаемого, и это объясняется тем, что вместо одной молекулы Иа280~ в растворе присутствуют три иона, а именно — два катиона натрия и один анион сульфата.
33 ~Н ) ~СНзСОО) К,= ~СНзСООН) (2.1) 34 Как правило, соли в разбавленных растворах полностью ионизированы. Исключения не многочисленны: наиболее известные из них— галогениды ртути, кадмия, свинца. Вследствие полной ионнзации солей их биологические свойства целиком определяются свойствами составляющих их ионов. Так, физиологическое действие хлорида кальция определяется действием, свойственным ионам кальция и ионам хлора. Вообще физиологическое действие полностью ионизирующейся соли не может быть меньше или больше суммы действия ее ионов.
Однако эта простая концепция оказывается неверной в тех случаях, когда соль образована слабой кислотой или слабым основанием, так как в результате гидролиза происходит высвобождение некоторого количества незаряженных частиц, биологическое действие которых суммируется с эффектами, вызванными ионами. Аналогично не все кислоты и основания в растворе находятся в полностью ионизированном состоянии. Сильные кислоты (например, соляная) и сильные основания (например, гидроксид натрия) полностью ионизированы при значениях рН от 0 до 14, в то время как слабые кислоты и основания в этих пределах рН имеют разную степень ионизации.
Даже небольшие отклонения рН в любую сторону от нейтрального значения (рН 7) могут существенно повлиять на степень ионизации многих веществ (алкалоиды, местные анестетики и т. д ). реально степень ионизации в растворе определяется только двумя факторами: рН распюра и рК, кислоты (или основания). Последняя из этих величин (она будет охарактеризована чуть позже) является константой для каждой кислоты или основания. Поэтому при определенной величине рН степень ионизации зависит только от природы кислоты (или основания), при этом не важно, были они нейтрализованы или нет. Существенной частью теории ионизации Аррениуса явилось применение закона действующих масс для описания состояния ионного равновесия. Так, уксусная кислота (НЗСООН) — это слабая кислота, ионизируюшаяся в воде с образованием некоторого количества ионов водорода (Н') и ацетат ионов (СНЗСОО). Соотношение произведения этих ионов ~Н 1 ( СНзСОО 1 к концентрации неионизированных молекул 1СН,СООН1 всегда является постоянной величиной и определяет константу кислотности К, или просто константу ионизации данной кислоты: (2.2) Значение константы ионизации в этом случае равно 5,5 1О з (25 С).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
