Transformácia toxických látok v tele. Možnosť biotransformácie cudzorodých látok v ľudskom organizme Preventívne očkovanie chráni pred
Pojem „imunita“ (z latinského immunitas - zbaviť sa niečoho) znamená imunitu tela voči infekčným a neinfekčným agensom. Živočíšne a ľudské organizmy veľmi jasne rozlišujú medzi „vlastným“ a „cudzím“, čo zabezpečuje ochranu nielen pred zavlečením patogénnych mikroorganizmov, ale aj pred cudzími proteínmi, polysacharidmi, lipopolysacharidmi a inými látkami.
Ochranné faktory tela proti infekčným agens a iným cudzorodým látkam sa delia na:
- nešpecifická rezistencia- mechanické, fyzikálno-chemické, bunkové, humorálne, fyziologické ochranné reakcie zamerané na udržanie stálosti vnútorného prostredia a obnovu narušených funkcií makroorganizmu.
- vrodená imunita- odolnosť organizmu voči určitým patogénnym pôvodcom, ktorá je dedičná a vlastná určitému druhu.
- získaná imunita- špecifická ochrana proti geneticky cudzorodým látkam (antigénom), ktorú zabezpečuje imunitný systém organizmu vo forme tvorby protilátok.
Nešpecifická odolnosť tela je spôsobená takými ochrannými faktormi, ktoré nevyžadujú špeciálnu reštrukturalizáciu, ale neutralizujú cudzie telesá a látky najmä v dôsledku mechanických alebo fyzikálno-chemických účinkov. Tie obsahujú:
Koža - ako fyzická bariéra pre cestu mikroorganizmov má súčasne baktericídne vlastnosti proti patogénom gastrointestinálnych a iných chorôb. Baktericídny účinok pokožky závisí od jej čistoty. Baktérie pretrvávajú na kontaminovanej pokožke dlhšie ako na čistej.
Sliznice očí, nosa, úst, žalúdka a iných orgánov, podobne ako kožné bariéry, plnia antimikrobiálne funkcie v dôsledku ich nepriepustnosti pre rôzne mikróby a baktericídneho účinku sekrétov. V slznej tekutine, spúte a slinách je špecifický proteín, lyzozým, ktorý spôsobuje „lýzu“ (rozpustenie) mnohých mikróbov.
Žalúdočná šťava (obsahuje kyselinu chlorovodíkovú) má veľmi výrazné baktericídne vlastnosti proti mnohým patogénom, najmä črevným infekciám.
Lymfatické uzliny - patogénne mikróby sa v nich zadržiavajú a neutralizujú. V lymfatických uzlinách sa vyvíja zápal, ktorý má škodlivý účinok na patogény infekčných ochorení.
Fagocytárna reakcia (fagocytóza) - objavila I.I. Mečnikov. Dokázal, že niektoré krvinky (leukocyty) sú schopné zachytiť a stráviť mikróby a oslobodiť telo od nich. Takéto bunky sa nazývajú fagocyty.
Protilátky sú špeciálne špecifické látky mikrobiálnej povahy, ktoré dokážu inaktivovať mikróby a ich toxíny. Tieto ochranné látky sa nachádzajú v rôznych tkanivách a orgánoch (slezina, lymfatické uzliny, kostná dreň). Vytvárajú sa, keď sa do tela dostanú patogénne mikróby, cudzie proteínové látky, krvné sérum iných zvierat atď. Všetky látky, ktoré môžu spôsobiť tvorbu protilátok, sú antigény.
Získaná imunita môže byť prirodzená, vyplývajúca z infekčného ochorenia, alebo umelá, ktorá sa získa v dôsledku zavedenia špecifických biologických produktov do tela - vakcín a sér.
Vakcíny sú zabité alebo oslabené patogény infekčných chorôb alebo ich neutralizované toxíny. Aktívna je získaná imunita, t.j. vyplývajúce z aktívneho boja tela proti patogénu.
A. fagocyty
B. krvných doštičiek
C. enzýmy
D. hormóny
E. červených krviniek
371. AIDS môže viesť k:
A. k úplnému zničeniu imunitného systému organizmu
B. na nezrážanlivosť krvi
C. k poklesu počtu krvných doštičiek
D. k prudkému zvýšeniu hladín krvných doštičiek v krvi
E. k poklesu hemoglobínu v krvi a rozvoju anémie
372. Preventívne očkovanie chráni pred:
A. väčšina infekčných chorôb
B. akékoľvek choroby
C. Infekcia HIV a AIDS
D. chronické ochorenia
E. autoimunitné ochorenia
373. Pri preventívnom očkovaní sa do organizmu vnášajú:
A. usmrtené alebo oslabené mikroorganizmy
B. hotové protilátky
C. leukocyty
D. antibiotiká
E. hormóny
374 Krv skupiny 3 možno podať transfúziou ľuďom s:
A. 3 a 4 krvné skupiny
B. 1 a 3 krvné skupiny
C. 2 a 4 krvné skupiny
D. 1. a 2. krvná skupina
E. 1. a 4. krvná skupina
375. Aké látky neutralizujú cudzie telesá a ich jedy v ľudskom a zvieracom tele?
A. protilátky
B. enzýmy
C. antibiotiká
D. hormóny
376. Pasívna umelá imunita vzniká u človeka, ak sa mu do krvi vstrekne:
A. fagocyty a lymfocyty
B. oslabené patogény
C. hotové protilátky
D. enzýmy
E. červené krvinky a krvné doštičky
377. Kto prvý študoval v rokoch 1880–1885. dostali vakcíny proti slepačej cholere, antraxu a besnote:
A. L. Pasteur
B.I.P. Pavlov
S.I.M. Sechenov
D. A.A. Ukhtomsky
E. N.K Koltsov
378. Biologické produkty na vytvorenie imunity ľudí voči infekčným chorobám?
A. Vakcíny
B. Enzýmy
D. Hormóny
E. Séra
379. Živé vakcíny obsahujú:
A. Oslabené baktérie alebo vírusy
B. Enzýmy
D. Antitoxíny
E. Hormóny
380. Anatoxíny:
A. Nízko reaktogénny, schopný vytvárať intenzívnu imunitu na 4–5 rokov.
381. Fágy:
A. Sú to vírusy, ktoré môžu preniknúť do bakteriálnej bunky, rozmnožiť sa a spôsobiť jej lýzu.
B. Sú to chemické vakcíny.
C. Používa sa na prevenciu brušného týfusu, paratýfusu A a B
D. Používa sa na prevenciu týfusu, paratýfusu, čierneho kašľa, cholery
E. Viac imunogénne, vytvára imunitu proti vysokému napätiu
382. Používa sa na fágovú prevenciu a fágovú terapiu infekčných chorôb:
A. Bakteriofágy
B. Antitoxíny
C. Živé vakcíny
D. Kompletné antigény
E. Usmrtené vakcíny
383. Udalosť zameraná na udržanie imunity vyvinutej predchádzajúcimi očkovaniami:
A. Revakcinácia
B. Očkovanie obyvateľstva
C. Bakteriálna kontaminácia
D. Stabilizácia
E. Fermentácia
384. Vývoj postvakcinačnej imunity ovplyvňujú v závislosti od samotnej vakcíny tieto faktory:
A. Všetky odpovede sú správne
B. čistota drogy;
C. životnosť antigénu;
E. prítomnosť ochranných antigénov;
Jedy, ktoré prenikajú do tela, môžu podobne ako iné cudzorodé zlúčeniny podliehať rôznym biochemickým premenám ( biotransformácia), čo má za následok najčastejšie tvorbu menej toxických látok ( neutralizácia, alebo detoxikácia). Ale je známych veľa prípadov zvýšenej toxicity jedov, keď sa mení ich štruktúra v tele. Existujú aj zlúčeniny, ktorých charakteristické vlastnosti sa začínajú objavovať až v dôsledku biotransformácie. Zároveň sa určitá časť molekúl jedu uvoľňuje z tela bez akýchkoľvek zmien alebo v ňom dokonca zostáva viac-menej dlhú dobu fixovaná proteínmi v krvnej plazme a tkanivách. V závislosti od sily vytvoreného komplexu „jed-proteín“ sa účinok jedu spomaľuje alebo úplne stráca. Okrem toho môže byť proteínová štruktúra iba nosičom toxickej látky, ktorá ju dodáva na zodpovedajúce receptory. *
* (Termínom „receptor“ (alebo „štruktúra receptora“) budeme označovať „miesto aplikácie“ jedov: enzým, predmet jeho katalytického pôsobenia (substrát), ako aj bielkoviny, lipidy, mukopolysacharidy a iné telesá, ktoré tvoria štruktúru buniek alebo sa podieľajú na metabolizme. Molekulárne farmakologické myšlienky o podstate týchto konceptov budú diskutované v kapitole. 2)
Štúdium biotransformačných procesov nám umožňuje riešiť množstvo praktických problémov v toxikológii. Po prvé, znalosť molekulárnej podstaty detoxikácie jedov umožňuje uzatvoriť obranné mechanizmy organizmu a na tomto základe načrtnúť spôsoby priameho ovplyvnenia toxického procesu. Po druhé, veľkosť dávky jedu (lieku) vstupujúceho do tela možno posudzovať podľa množstva ich transformačných produktov uvoľnených cez obličky, črevá a pľúca – metabolitov, * čo umožňuje sledovať zdravotný stav osôb zapojených do výroba a používanie toxických látok; Pri rôznych ochoreniach je navyše výrazne narušená tvorba a uvoľňovanie mnohých biotransformačných produktov cudzorodých látok z tela. Po tretie, výskyt jedov v tele je často sprevádzaný indukciou enzýmov, ktoré katalyzujú (urýchľujú) ich premeny. Ovplyvňovaním aktivity indukovaných enzýmov pomocou určitých látok je preto možné urýchliť alebo inhibovať biochemické procesy premeny cudzorodých zlúčenín.
* (Metabolity sú tiež bežne chápané ako rôzne biochemické produkty normálneho metabolizmu (metabolizmu))
Teraz sa zistilo, že procesy biotransformácie cudzorodých látok prebiehajú v pečeni, gastrointestinálnom trakte, pľúcach a obličkách (obr. 1). Okrem toho, podľa výsledkov výskumu profesora I. D. Gadaskina * značné množstvo toxických zlúčenín podlieha nezvratným premenám v tukovom tkanive. Hlavný význam tu však má pečeň, presnejšie mikrozomálna frakcia jej buniek. Práve v pečeňových bunkách, v ich endoplazmatickom retikule, je lokalizovaná väčšina enzýmov, ktoré katalyzujú premenu cudzorodých látok. Samotné retikulum je plexus linoproteínových tubulov, ktoré prenikajú do cytoplazmy (obr. 2). Najvyššia enzymatická aktivita je spojená s takzvaným hladkým retikulom, ktoré na rozdiel od drsného retikula nemá na svojom povrchu ribozómy. ** Nie je preto prekvapujúce, že pri ochoreniach pečene sa citlivosť tela na mnohé cudzorodé látky prudko zvyšuje. Je potrebné poznamenať, že aj keď je počet mikrozomálnych enzýmov malý, majú veľmi dôležitú vlastnosť - vysokú afinitu k rôznym cudzorodým látkam s relatívnou chemickou nešpecifickosťou. To im vytvára príležitosť vstúpiť do neutralizačných reakcií s takmer akoukoľvek chemickou zlúčeninou, ktorá sa dostane do vnútorného prostredia tela. Nedávno bola dokázaná prítomnosť množstva takýchto enzýmov v iných bunkových organelách (napríklad v mitochondriách), ako aj v krvnej plazme a črevných mikroorganizmoch.
* (Gadaskina I. D. Tukové tkanivo a jedy. - V knihe: Aktuálne problémy priemyselnej toxikológie / Ed. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, s. 21-43)
** (Ribozómy sú sférické bunkové útvary s priemerom 15-30 nm, ktoré sú centrami pre syntézu proteínov vrátane enzýmov; obsahuje ribonukleovú kyselinu (RNA))
Predpokladá sa, že hlavným princípom premeny cudzorodých zlúčenín v tele je zabezpečiť čo najvyššiu rýchlosť ich eliminácie tým, že sa prenesú z chemických štruktúr rozpustných v tukoch do vo vode rozpustnejších. V posledných 10-15 rokoch sa pri štúdiu podstaty biochemických premien cudzorodých zlúčenín z rozpustných v tukoch na rozpustné vo vode prikladá čoraz väčší význam tzv. monooxygenázovému enzýmovému systému so zmiešanou funkciou, ktorý obsahuje špeciálny proteín - cytochróm P-450. Štruktúrou je blízky hemoglobínu (obsahuje najmä atómy železa s premenlivou valenciou) a je konečným článkom v skupine oxidačných mikrozomálnych enzýmov - biotransformátorov, koncentrovaných najmä v pečeňových bunkách. * V tele sa cytochróm P-450 nachádza v 2 formách: oxidovaný a redukovaný. V oxidovanom stave tvorí najskôr komplexnú zlúčeninu s cudzorodou látkou, ktorá je následne redukovaná špeciálnym enzýmom – cytochrómreduktázou. Táto redukovaná zlúčenina potom reaguje s aktivovaným kyslíkom, čím vzniká oxidovaná a spravidla netoxická látka.
* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Tok cudzorodých látok: vplyv na ľudstvo, - Príroda, 1980, č. 9, s. 90-101)
Biotransformácia toxických látok je založená na niekoľkých typoch chemických reakcií, ktorých výsledkom je pridanie alebo odstránenie metylových (-CH 3), acetylových (CH 3 COO-), karboxylových (-COOH), hydroxylových (-OH) radikálov ( skupiny), ako aj atómy síry a skupiny obsahujúce síru. Značný význam majú procesy rozkladu molekúl jedu až po nevratnú premenu ich cyklických radikálov. Medzi mechanizmami na neutralizáciu jedov však zohráva osobitnú úlohu syntézne reakcie, alebo konjugácia, v dôsledku čoho vznikajú netoxické komplexy – konjugáty. Biochemické zložky vnútorného prostredia tela, ktoré vstupujú do nezvratnej interakcie s jedmi, sú: kyselina glukurónová (C 5 H 9 O 5 COOH), cysteín ( 
), glycín (NH 2 -CH 2 -COOH), kyselina sírová a pod. Molekuly jedov s viacerými funkčnými skupinami sa môžu transformovať 2 alebo viacerými metabolickými reakciami. Na okraj si všimneme jednu významnú okolnosť: keďže premena a detoxikácia toxických látok v dôsledku konjugačných reakcií je spojená so spotrebou látok dôležitých pre život, tieto procesy môžu spôsobiť ich nedostatok v organizme. Vzniká tak iný druh nebezpečenstva – možnosť vzniku sekundárnych bolestivých stavov z nedostatku potrebných metabolitov. Detoxikácia mnohých cudzorodých látok teda závisí od zásob glykogénu v pečeni, pretože z nej vzniká kyselina glukurónová. Preto, keď sa do tela dostanú veľké dávky látok, ktorých neutralizácia sa uskutočňuje tvorbou esterov kyseliny glukurónovej (napríklad deriváty benzénu), obsah glykogénu, hlavnej ľahko mobilizovanej zásoby uhľohydrátov, klesá. Na druhej strane sú látky, ktoré sú pod vplyvom enzýmov schopné odštiepiť molekuly kyseliny glukurónovej a tým napomáhať k neutralizácii jedov. Jednou z týchto látok sa ukázal byť glycyrrhizín, ktorý je súčasťou koreňa sladkého drievka. Glycyrrhizín obsahuje 2 molekuly kyseliny glukurónovej vo viazanom stave, ktoré sa uvoľňujú v tele, a to zjavne určuje ochranné vlastnosti koreňa sladkého drievka proti mnohým otravám, ktoré sú už dlho známe medicíne Číny, Tibetu a Japonska. . *
* (Salo V. M. Rastliny a liečivá. M.: Nauka, 1968)
Čo sa týka odstraňovania toxických látok a produktov ich premeny z tela, určitú úlohu v tomto procese zohrávajú pľúca, tráviace orgány, koža a rôzne žľazy. Najdôležitejšie sú tu ale noci. To je dôvod, prečo pri mnohých otravách pomocou špeciálnych prostriedkov, ktoré zlepšujú separáciu moču, dosahujú najrýchlejšie odstránenie toxických zlúčenín z tela. Zároveň treba brať do úvahy aj škodlivé účinky niektorých jedov vylučovaných močom (napríklad ortuti) na obličky. Okrem toho sa v obličkách môžu zadržiavať produkty premeny toxických látok, ako je to pri ťažkej otrave etylénglykolom. * Pri oxidácii sa v tele tvorí kyselina šťaveľová a v obličkových tubuloch vypadávajú kryštály šťavelanu vápenatého, čím bránia močeniu. Vo všeobecnosti sa takéto javy pozorujú, keď je koncentrácia látok vylučovaných obličkami vysoká.
* (Ako nemrznúca zmes sa používa etylénglykol – látka, ktorá znižuje bod tuhnutia horľavých kvapalín v spaľovacích motoroch.)
Aby sme pochopili biochemickú podstatu procesov premeny toxických látok v organizme, uveďme niekoľko príkladov týkajúcich sa bežných zložiek chemického prostredia moderného človeka.
takže, benzén, ktorý sa podobne ako iné aromatické uhľovodíky široko používa ako rozpúšťadlo pre rôzne látky a ako medziprodukt pri syntéze farbív, plastov, liečiv a iných zlúčenín sa v organizme transformuje 3 smermi za vzniku toxických metabolitov ( Obr. 3). Posledne menované sa vylučujú obličkami. Benzén môže zostať v tele veľmi dlho (podľa niektorých správ až 10 rokov), najmä v tukovom tkanive.
Zvlášť zaujímavé je štúdium transformačných procesov v tele toxické kovy, ktoré majú v súvislosti s rozvojom vedy a techniky a rozvojom prírodných zdrojov na ľudí čoraz rozšírenejší dosah. V prvom rade je potrebné poznamenať, že v dôsledku interakcie s redoxnými tlmivými systémami bunky, počas ktorej dochádza k prenosu elektrónov, sa mení valencia kovov. V tomto prípade je prechod do stavu nižšej valencie zvyčajne spojený s poklesom toxicity kovov. Napríklad ióny šesťmocného chrómu sa v organizme transformujú na málo toxickú trojmocnú formu a trojmocný chróm sa dá z tela rýchlo odstrániť pomocou niektorých látok (pyrosíran sodný, kyselina vínna a pod.). Množstvo kovov (ortuť, kadmium, meď, nikel) sa aktívne viaže na biokomplexy, predovšetkým na funkčné skupiny enzýmov (-SH, -NH 2, -COOH atď.), čo niekedy určuje selektivitu ich biologického pôsobenia.
Medzi pesticídy- látky určené na ničenie škodlivých živých bytostí a rastlín, existujú zástupcovia rôznych tried chemických zlúčenín, ktoré sú v tej či onej miere toxické pre človeka: organochlórové, organofosforové, organokovové, nitrofenolové, kyanidové atď. Podľa dostupných údajov * asi 10 % všetkých smrteľných otráv v súčasnosti spôsobujú pesticídy. Najvýznamnejšími z nich, ako je známe, sú FOS. Hydrolýzou väčšinou strácajú toxicitu. Na rozdiel od hydrolýzy je oxidácia FOS takmer vždy sprevádzaná zvýšením ich toxicity. Dá sa to vidieť, ak porovnáme biotransformáciu 2 insekticídov – diizopropylfluórfosfátu, ktorý stráca svoje toxické vlastnosti odstránením atómu fluóru počas hydrolýzy, a tiofosu (derivát kyseliny tiofosforečnej), ktorý sa oxiduje na oveľa toxickejší fosfakol (a derivát kyseliny ortofosforečnej).
* (Buslovich S. Yu., Zakharov G. G. Klinika a liečba akútnej otravy pesticídmi (pesticídy). Minsk: Bielorusko, 1972)
Medzi široko používané liečivých látok prášky na spanie sú najčastejším zdrojom otravy. Procesy ich premien v tele boli celkom dobre preštudované. Predovšetkým sa ukázalo, že biotransformácia jedného z bežných derivátov kyseliny barbiturovej – luminalu (obr. 4) – prebieha pomaly, čo je základom jeho pomerne dlhodobého hypnotického účinku, keďže závisí od počtu nezmenených luminálov. molekuly v kontakte s nervovými bunkami. Rozpad barbiturátového prstenca vedie k zastaveniu pôsobenia luminalu (ale aj iných barbiturátov), ktorý v terapeutických dávkach spôsobuje spánok v trvaní až 6 hodín.V tomto smere osud v tele ďalšieho zástupcu barbiturátov - hexobarbital – nie je bez zaujímavosti. Jeho hypnotický účinok je oveľa kratší aj pri použití výrazne väčších dávok ako Luminal. Predpokladá sa, že to závisí od väčšej rýchlosti a od väčšieho počtu spôsobov inaktivácie hexobarbitalu v tele (tvorba alkoholov, ketónov, demetylovaných a iných derivátov). Na druhej strane tie barbituráty, ktoré zostávajú v tele takmer nezmenené, ako napríklad barbital, majú dlhodobejší hypnotický účinok ako luminal. Z toho vyplýva, že látky, ktoré sa nezmenené vylučujú močom, môžu spôsobiť intoxikáciu, ak obličky nezvládnu ich odstránenie z tela.
Je tiež dôležité poznamenať, že na pochopenie neočakávaného toxického účinku súčasného užívania niekoľkých liekov je potrebné venovať náležitú pozornosť enzýmom, ktoré ovplyvňujú aktivitu kombinovaných látok. Napríklad liek fyzostigmín, keď sa používa spolu s novokaínom, robí z novokaínu veľmi toxickú látku, pretože blokuje enzým (esterázu), ktorý hydrolyzuje novokaín v tele. Efedrín sa prejavuje podobným spôsobom, viaže sa na oxidázu, ktorá inaktivuje adrenalín a tým predlžuje a zvyšuje jeho účinok.
Veľkú úlohu v biotransformácii liečiv zohrávajú procesy indukcie (aktivácie) a inhibície aktivity mikrozomálnych enzýmov rôznymi cudzorodými látkami. Etylalkohol, niektoré insekticídy a nikotín teda urýchľujú inaktiváciu mnohých liekov. Farmakológovia preto venujú pozornosť nežiaducim následkom kontaktu s týmito látkami pri medikamentóznej terapii, pri ktorej sa znižuje terapeutický účinok množstva liekov. Zároveň je potrebné vziať do úvahy, že ak sa náhle zastaví kontakt s induktorom mikrozomálnych enzýmov, môže to viesť k toxickému účinku liekov a bude si vyžadovať zníženie ich dávok.
Treba si uvedomiť aj to, že podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) má 2,5 % populácie výrazne zvýšené riziko toxicity liekov, keďže ich geneticky podmienený polčas v krvnej plazme je u tejto skupiny ľudí 3 krát dlhšie ako je priemer. Navyše asi tretinu všetkých enzýmov opísaných u ľudí v mnohých etnických skupinách predstavujú varianty s rôznou aktivitou. Preto - individuálne rozdiely v reakciách na jedno alebo druhé farmakologické činidlo v závislosti od interakcie mnohých genetických faktorov. Zistilo sa teda, že približne jeden z 1-2 tisíc ľudí má prudko zníženú aktivitu sérovej cholínesterázy, ktorá hydrolyzuje ditylín, liek používaný na niekoľko minút na uvoľnenie kostrového svalstva pri niektorých chirurgických zákrokoch. U takýchto ľudí sa účinok ditilínu prudko predlžuje (až 2 hodiny alebo viac) a môže sa stať zdrojom vážneho ochorenia.
U ľudí žijúcich v stredomorských krajinách, Afrike a juhovýchodnej Ázii je geneticky podmienený deficit aktivity enzýmu glukózo-6-fosfátdehydrogenázy erytrocytov (pokles až o 20 % normálu). Táto vlastnosť spôsobuje, že červené krvinky sú menej odolné voči množstvu liekov: sulfónamidy, niektoré antibiotiká, fenacetín. V dôsledku rozpadu červených krviniek u takýchto jedincov dochádza pri liečbe liekmi k hemolytickej anémii a žltačke. Je celkom zrejmé, že prevencia týchto komplikácií by mala spočívať v predbežnom stanovení aktivity zodpovedajúcich enzýmov u pacientov.
Hoci vyššie uvedený materiál poskytuje len rámcovú predstavu o probléme biotransformácie toxických látok, ukazuje, že ľudský organizmus disponuje mnohými ochrannými biochemickými mechanizmami, ktoré ho do určitej miery chránia pred nežiaducimi účinkami týchto látok, prinajmenšom z malých dávok. Fungovanie takéhoto komplexného bariérového systému zabezpečujú početné enzymatické štruktúry, ktorých aktívny vplyv umožňuje meniť priebeh procesov transformácie a neutralizácie jedov. Ale to je už jedna z našich ďalších tém. V ďalšej prezentácii sa vrátime k úvahám o jednotlivých aspektoch premeny niektorých toxických látok v organizme v rozsahu potrebnom pre pochopenie molekulárnych mechanizmov ich biologického pôsobenia.
Ako viete, takmer všetky cudzie látky, ktoré vstupujú do tela, vrátane liekov, sa v ňom metabolizujú a potom sa vylučujú. Je známe, že jednotlivci sa navzájom líšia v rýchlosti metabolizmu liekov a ich odstraňovaní z tela: v závislosti od povahy chemickej látky môže byť tento rozdiel 4 až 40-krát. Pri pomalom metabolizovaní a eliminácii sa môže určité liečivo v tele hromadiť a naopak, niektorí jedinci môžu cudzorodú látku z tela rýchlo vylúčiť.
Odstránenie cudzorodých látok uľahčujú enzýmy, ktoré ich mebolizujú. Prítomnosť týchto v tele však závisí predovšetkým od dedičných faktorov, hoci ich činnosť môže byť ovplyvnená vekom, pohlavím, jedlom, chorobou atď.
Je opodstatnený predpoklad, že u človeka, ktorého enzýmový systém premieňa karcinogény na ich konečné formy rýchlejšie a vo väčšej miere, je väčšia pravdepodobnosť vzniku rakoviny ako u človeka, ktorý karcinogény metabolizuje pomalšie. A v tomto prípade boli medzi jednotlivcami zistené veľmi veľké rozdiely. Napríklad aktivita enzýmu epoxid hydratázy, ktorý metabolizuje karcinogénne PAU, ktorý sa nachádza v pečeňových mikrozómoch viac ako sedemdesiatich jedincov, môže byť u človeka s najvyššou rýchlosťou metabolizmu 17-krát vyššia ako jeho aktivita u človeka s tzv. najnižšia rýchlosť metabolizmu. Ďalšie enzýmy spojené s metabolizmom karcinogénov tiež vykazujú veľké interindividuálne rozdiely.
Malo by sa pamätať na to, že tieto enzýmy sa značne líšia vo svojom pôsobení v rôznych tkanivách toho istého jedinca (pľúca, pečeň alebo krvinky). Ale ich aktivita sa môže meniť aj v tom istom tkanive toho istého jedinca (v dôsledku starnutia, pod vplyvom chorôb, v dôsledku pôsobenia liekov, pod vplyvom potravinovej alebo enzýmovej indukcie). Tiež nie je potrebné zdôrazňovať, že aktivita enzýmov spojených s metabolizmom karcinogénov v tkanivách rôznych zvierat je odlišná; Rozdiel medzi zvieracími a ľudskými tkanivami je ešte väčší.
Vedci sa však stále snažili približne určiť karcinogénne nebezpečenstvo pre jednotlivcov na základe pôsobenia enzýmov, ktoré premieňajú škodlivé látky v tele na ich konečné formy (tzv. metabolická aktivácia). Predpokladá sa, aj keď tento predpoklad nie je celkom opodstatnený, že aktivita toxických a karcinogén detoxikačných enzýmov v krvných lymfocytoch odráža stav enzýmov aj v iných tkanivách.
Pri stanovení účinku benzo[a]pyrénhydroxylázy sa zistilo, že homogenáty lymfocytov od fajčiarov jej obsahovali o 52 % viac ako podobné homogenáty od nefajčiarov. Vyššia aktivita tohto enzýmu spôsobujúceho metabolickú aktiváciu PAH bola zistená aj v mikrozómoch lymfocytov fajčiarov a jedincov užívajúcich lieky (až 93 %). Zároveň sa však zistilo, že aktivita enzýmu glutatión-S-transferázy, ktorý neutralizuje PAH v organizme, v homogenáte lymfocytov všetkých skupín (fajčiari, nefajčiari a jedinci užívajúci lieky) zostala približne rovnaká. rovnaký. Z toho možno vyvodiť dva závery:
- Fajčenie ovplyvňuje nielen vaše pľúca. Môže tiež spôsobiť zmeny v iných tkanivách, ako sú krvné lymfocyty. To znamená, že pripravenosť jedného tkaniva metabolizovať karcinogény sa môže posudzovať iba na základe stanovenia aktivity zodpovedajúcich enzýmov v iných tkanivách, napríklad v lymfocytoch.
- Kým fajčenie zvyšuje aktivitu „toxického“ enzýmu AGG, aktivita „detoxikačného“ enzýmu glutatión-β-transferázy zostáva nezmenená. To by mohlo znamenať, že u fajčiarov väčšina prítomných karcinogénov podlieha metabolickej aktivácii, pričom neutralizačná aktivita sa nemení. Takto by sa dalo veľmi všeobecne vysvetliť skutočnosť, že fajčiari majú vyšší výskyt rakoviny ako nefajčiari, a to nielen v dôsledku zvýšeného príjmu karcinogénov, ale aj v dôsledku zvýšenej aktivity enzýmov, ktoré premieňajú karcinogény na ich konečných foriem.
Enzýmy a ich indukcia
Možno teda dôvodne predpokladať, že jedinci, ktorí majú vysokú aktivitu enzýmov, ktoré premieňajú chemické karcinogény na ich konečné deriváty, vykazujú vyššiu náchylnosť na rakovinu ako ostatní. Identifikácia jedincov so zvýšenou aktivitou takýchto toxických enzýmov by preto umožnila selekciu osôb s vysokým rizikom rakoviny. Uskutočnenie vhodných preventívnych opatrení u takýchto jedincov – vylúčenie ich kontaktu s chemickými karcinogénmi, užívanie liekov, ktoré chránia pred rakovinou – by umožnilo znížiť výskyt.
Aktivácia týchto enzýmov (napríklad AGG, benzo[a]pyrénhydroxyláza) môže byť dôsledkom dedičných vlastností konkrétneho jedinca alebo indukciou, t.j. zvýšením aktivity týchto enzýmov určitými chemikáliami. D.V. Nebart naznačuje prítomnosť lokusu Ar génu v myši, ktorý je zodpovedný za poskytovanie takéhoto systému enzýmov. Organizmus zvierat s týmto genetickým znakom (lokus Ag) reaguje na karcinogénne PAH ich zrýchlenou metabolizáciou a následne zvýšeným výskytom rakoviny. Naopak u zvierat, ktoré tento dedičný znak nemajú, je metabolizmus veľmi pomalý a výskyt ochorení nízky. Dá sa predpokladať, že podobné genetické vlastnosti existujú aj u iných živočíšnych druhov alebo u ľudí.
Ďalším faktorom, ktorý by mohol zvýšiť riziko tohto ochorenia zvýšením aktivity toxických enzýmov, sú vyvolávajúce chemikálie. Patria sem napríklad polychlórované enzýmy, ktoré samy osebe nie sú karcinogénne, ale zvýšením aktivity toxických enzýmov a ich indukciou môžu prispieť k zvýšenému riziku karcinogenézy u jedincov vystavených ich pôsobeniu.
Identifikácia tých jedincov, o ktorých sa predpokladá, že majú vyššiu náchylnosť na rakovinu v dôsledku vystavenia chemickým karcinogénom, by sa teda mohla uskutočniť testovaním aktivity toxického enzýmu (napr. benzo[a]-pyrénhydroxylázy) v ich lymfocytoch. Takýto test je technicky veľmi náročný na realizáciu, navyše podľa mnohých výskumníkov je veľmi nespoľahlivý. Ako už bolo spomenuté, je veľmi ťažké na základe aktivity jedného enzýmu v lymfocytoch posúdiť aktivitu viacerých enzýmov v iných tkanivách, najmä ak sa ľahko mení podľa pohlavia pôsobením iných chemikálií, veku, potravy, choroby. a ďalšie faktory. Preto je potrebná opatrnosť pri určovaní rizika rakoviny u jednotlivcov na základe enzýmovej aktivity v ich bunkách.
Imunita: čo to je.
Konečným cieľom imunitného systému je zničenie cudzieho agens, ktorým môže byť patogén, cudzie teleso, toxická látka alebo degenerovaná bunka samotného tela. V imunitnom systéme vyvinutých organizmov existuje mnoho spôsobov, ako odhaliť a odstrániť cudzie látky, ich súhrn sa nazýva imunitná odpoveď.
Všetky formy imunitnej odpovede možno rozdeliť na získané a vrodené reakcie.
Získaná imunita vzniká po „prvom stretnutí“ so špecifickým antigénom – za ukladanie informácií o tomto „stretnutí“ sú zodpovedné pamäťové bunky (T-lymfocyty). Získaná imunita je vysoko špecifická pre konkrétny typ antigénu a umožňuje vám ich rýchlo a efektívne zničiť pri opakovanom stretnutí.Antigény sú molekuly, ktoré spôsobujú špecifické reakcie v tele a sú vnímané ako cudzie látky. Napríklad u ľudí, ktorí prekonali ovčie kiahne (osýpky, záškrt), sa často vyvinie celoživotná imunita voči týmto ochoreniam.
Vrodená imunita charakterizovaná schopnosťou tela neutralizovať cudzorodý a potenciálne nebezpečný biomateriál (mikroorganizmy, transplantát, toxíny, nádorové bunky, bunky infikované vírusom), ktorý existuje spočiatku pred prvým vstupom tohto biomateriálu do tela.
Morfológia imunitného systému
Imunitný systém ľudí a iných stavovcov je komplex orgánov a buniek schopných vykonávať imunologické funkcie. V prvom rade imunitnú odpoveď vykonávajú leukocyty. Väčšina buniek imunitného systému pochádza z hematopoetických tkanív. U dospelých začína vývoj týchto buniek v kostnej dreni. V týmuse (brzlíku) sa diferencujú iba T lymfocyty. Zrelé bunky sa usadzujú v lymfoidných orgánoch a na hraniciach s prostredím, v blízkosti kože alebo na slizniciach.Telo zvierat s mechanizmami získanej imunity produkuje mnoho odrôd špecifických imunitných buniek, z ktorých každá je zodpovedná za špecifický antigén. Prítomnosť veľkého počtu odrôd imunitných buniek je nevyhnutná na odrazenie útokov mikroorganizmov, ktoré môžu mutovať a meniť svoje antigénne zloženie. Značná časť týchto buniek dokončí svoj životný cyklus bez toho, aby sa podieľali na obrane tela, napríklad bez toho, aby sa stretli s vhodnými antigénmi.
Imunitný systém chráni telo pred infekciou v niekoľkých fázach, pričom každá fáza zvyšuje špecifickosť ochrany. Najjednoduchšou obrannou líniou sú fyzické bariéry (koža, sliznice), ktoré bránia infekcii – baktériám a vírusom – dostať sa do tela. Ak patogén prenikne cez tieto bariéry, vrodený imunitný systém naň vykoná prechodnú nešpecifickú reakciu. Vrodený imunitný systém sa nachádza vo všetkých rastlinách a živočíchoch. V prípade, že patogény úspešne prekonajú vplyv vrodených imunitných mechanizmov, majú stavovce tretí stupeň obrany – získanú imunitnú obranu. Táto časť imunitného systému prispôsobuje svoju odpoveď počas infekčného procesu, aby zlepšila rozpoznávanie cudzieho biologického materiálu. Táto zlepšená odpoveď pretrváva aj po eradikácii patogénu vo forme imunologickej pamäte. Umožňuje mechanizmom získanej imunity vyvinúť rýchlejšiu a silnejšiu reakciu vždy, keď sa objaví rovnaký patogén.
Vrodená aj získaná imunita závisí od schopnosti imunitného systému rozlíšiť vlastné molekuly od cudzích. Vlastnými molekulami sa v imunológii rozumejú tie zložky tela, ktoré je imunitný systém schopný rozlíšiť od cudzích. Naproti tomu molekuly, ktoré sú rozpoznané ako cudzie, sa nazývajú non-self. Rozpoznané molekuly sa nazývajú antigény, ktoré sú v súčasnosti definované ako látky, ktoré sú viazané špecifickými imunitnými receptormi získaného imunitného systému.
Povrchové bariéry
Organizmy sú pred infekciami chránené množstvom mechanických, chemických a biologických bariér.Príklady mechanické zábrany Voskový povlak mnohých listov rastlín, exoskeletu článkonožcov, vaječných škrupín a kože môže slúžiť ako prvý stupeň ochrany pred infekciou. Telo sa však nedá úplne oddeliť od vonkajšieho prostredia, preto existujú iné systémy, ktoré chránia vonkajšie správy tela – dýchací, tráviaci a urogenitálny systém. Tieto systémy možno rozdeliť na trvalo aktívne a aktivované v reakcii na vniknutie.
Príkladom neustále fungujúceho systému sú drobné chĺpky na stenách priedušnice, nazývané riasinky, ktoré robia rýchle pohyby nahor, aby odstránili prach, peľ alebo iné malé cudzie predmety, aby sa nemohli dostať do pľúc. Podobne sa vypudenie mikroorganizmov uskutočňuje preplachovaním sĺz a moču. Hlien vylučovaný do dýchacieho a tráviaceho systému slúži na viazanie a imobilizáciu mikroorganizmov.
Ak neustále fungujúce mechanizmy nestačia, aktivujú sa „núdzové“ mechanizmy na očistu tela, ako je kašeľ, kýchanie, vracanie a hnačka.Okrem toho existujú chemické ochranné bariéry. Koža a dýchacie cesty uvoľňujú antimikrobiálne peptidy (proteíny)
Enzýmy ako lyzozým a fosfolipáza A sa nachádzajú v slinách, slzách a materskom mlieku a majú aj antimikrobiálne účinky. Vaginálny výtok pôsobí ako chemická bariéra po začiatku menštruácie, keď sa stáva mierne kyslým. Spermie obsahujú defenzíny a zinok na ničenie patogénov. V žalúdku slúži kyselina chlorovodíková a proteolytické enzýmy ako silné chemické ochranné faktory proti mikroorganizmom prijímaným potravou.
V genitourinárnom a gastrointestinálnom trakte sú biologické bariéry, reprezentované priateľskými mikroorganizmami – komenzálmi. Nepatogénna mikroflóra, ktorá sa prispôsobila životu v týchto podmienkach, súťaží s patogénnymi baktériami o potravu a priestor, čím ich vytláča z bariérových oblastí. Tým sa znižuje pravdepodobnosť, že patogény dosiahnu dostatočnú úroveň na vyvolanie infekcie.Vrodená imunita
Ak sa mikroorganizmu podarí preniknúť cez primárne bariéry, narazí na bunky a mechanizmy vrodeného imunitného systému. Vrodená imunitná obrana je nešpecifická, to znamená, že jej zložky rozpoznávajú cudzie telesá a reagujú na ne, bez ohľadu na ich vlastnosti, podľa všeobecne uznávaných mechanizmov. Tento systém nevytvára dlhodobú imunitu voči konkrétnej infekcii.Nešpecifické imunitné reakcie zahŕňajú zápalové reakcie, systém komplementu, ako aj nešpecifické mechanizmy zabíjania a fagocytózu.
Tieto mechanizmy sú diskutované v časti „Mechanizmy“, systém komplementu je diskutovaný v časti „Molekuly“.Získaná imunita
Získaný imunitný systém sa objavil počas evolúcie nižších stavovcov. Poskytuje intenzívnejšiu imunitnú odpoveď, ako aj imunologickú pamäť, vďaka ktorej si každý cudzí mikroorganizmus „zapamätá“ svojimi jedinečnými antigénmi. Získaný imunitný systém je antigénovo špecifický a vyžaduje rozpoznanie špecifických cudzích („nevlastných“) antigénov v procese nazývanom prezentácia antigénu. Špecifickosť antigénu umožňuje reakcie, ktoré sú určené pre špecifické mikroorganizmy alebo bunky nimi infikované. Schopnosť uskutočňovať takéto úzko zacielené reakcie je v tele udržiavaná „pamäťovými bunkami“. Ak je hostiteľ infikovaný mikroorganizmom viac ako raz, tieto špecifické pamäťové bunky sa použijú na rýchle zabitie tohto mikroorganizmu.Bunkové efektory špecifickej imunitnej odpovede sú diskutované v časti "Bunky", mechanizmy nasadenia imunitnej odpovede s ich účasťou sú diskutované v časti "Mechanizmy".
Na posilnenie imunitného systému, ako aj preventívne opatrenie vám pomôžu liečivé bobule kustovnice čínskej, prečítajte si viac http://yagodygodzhi.ru/. Ako tieto bobule pôsobia na telo, si môžete prečítať v článku