Idegen anyagok átalakítása. Az emberi test védő erői

Az élelmiszerek emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának sokoldalúsága nemcsak az energia és a műanyagok jelenlétének köszönhető, hanem a hatalmas mennyiségű élelmiszernek is, beleértve a kisebb komponenseket, valamint a nem tápláló vegyületeket. Ez utóbbiak farmakológiai aktivitással vagy káros hatásokkal járhatnak.

Az idegen anyagok biotranszformációjának fogalma magában foglalja egyrészt szállítási, anyagcsere- és toxicitásuk folyamatait, másrészt az egyes tápanyagok és komplexeik e rendszerekre gyakorolt ​​hatásának lehetőségét, ami végső soron biztosítja a semlegesítést, ill. xenobiotikumok megszüntetése. Néhányuk azonban nagyon ellenálló a biotranszformációval szemben, és egészségkárosodást okoz. Ebben a vonatkozásban a kifejezést is meg kell jegyezni méregtelenítés - a biológiai rendszerbe került káros anyagok semlegesítésének folyamata. Jelenleg meglehetősen nagy mennyiségű tudományos anyag halmozódott fel az idegen anyagok toxicitásának és biotranszformációjának általános mechanizmusainak létezéséről, figyelembe véve azok kémiai természetét és a test állapotát. A legtöbb tanult a xenobiotikumok kétfázisú méregtelenítésének mechanizmusa.

Az első szakaszban a szervezet válaszaként metabolikus átalakulásuk különböző köztes vegyületekké történik. Ez a szakasz az oxidáció, redukció és hidrolízis enzimatikus reakcióihoz kapcsolódik, amelyek általában a létfontosságú szervekben és szövetekben fordulnak elő: máj, vese, tüdő, vér stb.

Oxidáció A xenobiotikumokat mikroszomális májenzimek katalizálják a citokróm P-450 részvételével. Az enzimnek nagyszámú specifikus izoformája van, ami megmagyarázza az oxidáción átmenő toxikus anyagok sokféleségét.

Felépülés NADON-függő flavoprotein és citokróm P-450 részvételével végeztük. Példaként említhetjük a nitro- és azovegyületek aminokká, a ketonok szekunder alkoholokká redukciós reakcióit.

Hidrolitikus bomlás Az észtereket és amidokat általában utólagos deészterezésnek és dezaminálásnak vetik alá.

A fenti biotranszformációs utak a xenobiotikus molekula megváltozásához vezetnek - polaritás, oldhatóság stb.-növekszik, ami hozzájárul a szervezetből való eltávolításukhoz, csökkentve vagy megszüntetve a toxikus hatást.

Az elsődleges metabolitok azonban erősen reaktívak és toxikusabbak lehetnek, mint a kiindulási toxikus anyagok. Ezt a jelenséget metabolikus aktivációnak nevezik. A reaktív metabolitok elérik a célsejteket, beindítják a másodlagos katobiokémiai folyamatok láncolatát, amelyek a hepatotoxikus, nefrotoxikus, karcinogén, mutagén, immunogén hatások és a megfelelő betegségek mechanizmusának hátterében állnak.

A xenobiotikumok toxicitásának mérlegelésekor különösen fontos a szabad gyökök közbenső oxidációs termékek képződése, amely a reaktív oxigén metabolitok képződésével együtt a biológiai membránok lipidperoxidációjának (LPO) indukálásához és az élő sejtek károsodásához vezet. Ebben az esetben fontos szerepet játszik a szervezet antioxidáns rendszerének állapota.

A méregtelenítés második fázisa az ún konjugációs reakciók. Példa erre az aktív -OH kötési reakciói; -NH2; -COOH; Xenobiotikus metabolitok SH-csoportjai. A semlegesítési reakciók legaktívabb résztvevői a glutation transzferázok, glükoroniltranszferázok, szulfotranszferázok, aciltranszferázok stb. családjába tartozó enzimek.

ábrán. A 6. ábra az idegen anyagok metabolizmusának és toxicitási mechanizmusának általános diagramját mutatja be.

Rizs. 6.

A xenobiotikumok anyagcseréjét számos tényező befolyásolhatja: genetikai, élettani, környezeti tényezők stb.

Elméleti és gyakorlati érdekesség az egyes élelmiszer-összetevőknek az anyagcsere-folyamatok szabályozásában és az idegen anyagok toxicitásának megvalósításában betöltött szerepének vizsgálata. Ez a részvétel előfordulhat a gyomor-bél traktusban történő felszívódás, a máj-bélrendszeri keringés, a vérszállítás, a szövetekben és sejtekben történő lokalizáció szakaszaiban.

A xenobiotikumok biotranszformációjának fő mechanizmusai között fontosak a redukált glutation - T-y-glutamil-D-ciszteinil-glicin (TSH) - konjugációs folyamatok, amelyek a legtöbb élő sejt fő tiolkomponense. A TSH képes csökkenteni a hidroperoxidokat a glutation-peroxidáz reakcióban, és a formaldehid-dehidrogenáz és a glioxiláz kofaktora. Koncentrációja a sejtben (sejtkészlet) jelentősen függ a táplálékban lévő fehérjéktől és kéntartalmú aminosavaktól (cisztein és metionin), így ezeknek a tápanyagoknak a hiánya számos veszélyes vegyi anyag toxicitását növeli.

Mint fentebb említettük, a szervezet antioxidáns rendszere fontos szerepet játszik az élő sejt szerkezetének és funkcióinak megőrzésében, amikor aktív oxigén metabolitoknak és idegen anyagok szabad gyökök oxidációs termékeinek van kitéve. A következő fő összetevőkből áll: szuperoxid-diszmutáz (SOD), redukált glutation, a glutation-B-transzferáz egyes formái, E-, C-vitamin, p-karotin, nyomelem szelén - mint a glutation-peroxidáz kofaktora, valamint nem tápláló élelmiszer-összetevők - a fitovegyületek széles skálája (bioflavonoidok).

Ezen vegyületek mindegyike sajátos hatást fejt ki az általános metabolikus szállítószalagban, és kialakítja a szervezet antioxidáns védelmi rendszerét:

• A SOD két formájában - citoplazmatikus Cu-Zn-SOD és mitokondriális-Mn-függő - katalizálja a 0 2 _ hidrogén-peroxiddá és oxigénné történő dismutációs reakcióját;
• Az ESH (fenti funkcióit figyelembe véve) több irányban valósítja meg hatását: redukált állapotban tartja a fehérjék szulfhidril csoportjait, protondonorként szolgál a glutation-peroxidáz és glutation-D-transzferáz számára, nem specifikus, nem enzimatikus. az oxigén szabad gyökök kioltója, végül oxidatív glutationná (TSSr) alakítja át. Redukcióját az oldható NADPH-függő glutation-reduktáz katalizálja, melynek koenzimje a B2-vitamin, amely utóbbi szerepét határozza meg a xenobiotikumok biotranszformációjának egyik útjában.

E-vitamin (os-tokoferol). A lipidperoxidáció szabályozási rendszerében a legjelentősebb szerep az E-vitaminé, amely semlegesíti a zsírsavak szabad gyökeit és a redukált oxigén metabolitokat. A tokoferol védő szerepét számos olyan környezeti szennyező hatása alatt mutatták ki, amelyek lipidperoxidációt indukálnak: ózon, NO 2, CC1 4, Cd, Pb stb.

Az antioxidáns hatás mellett az E-vitamin antikarcinogén tulajdonságokkal is rendelkezik - gátolja a másodlagos és tercier aminok N-nitrozódását a gyomor-bél traktusban, rákkeltő N-nitrozaminok képződésével, képes blokkolni a xenobiotikumok mutagén hatását, és befolyásolja az emésztőrendszer aktivitását. monooxigenáz rendszer.

C-vitamin. Az aszkorbinsav antioxidáns hatása a lipid-peroxidációt kiváltó toxikus anyagoknak való kitettség körülményei között a citokróm P-450 szintjének növekedésében, reduktáza aktivitásában és a máj mikroszómáiban lévő szubsztrátok hidroxilezési sebességében nyilvánul meg.

A C-vitamin legfontosabb tulajdonságai, amelyek az idegen vegyületek metabolizmusához kapcsolódnak:

• a különböző xenobiotikumok aktív intermedier vegyületeinek - acetomionofen, benzol, fenol stb. - makromolekuláihoz való kovalens kötődésének gátlásának képessége;
• blokkolja (az E-vitaminhoz hasonlóan) az aminok nitrozódását és a rákkeltő vegyületek képződését nitrit hatására.

Sok idegen anyag, például a dohányfüst összetevői, az aszkorbinsavat dehidroaszkorbáttá oxidálják, ezáltal csökkentik annak tartalmát a szervezetben. Ez a mechanizmus az alapja a dohányosok, szervezett csoportok, köztük az ipari vállalkozások káros idegen anyagokkal érintkező dolgozóinak C-vitamin-ellátásának meghatározásának.

A kémiai karcinogenezis megelőzése érdekében a Nobel-díjas L. Pauling a napi szükségletet legalább 10-szer meghaladó megadózisok alkalmazását javasolta. Az ilyen mennyiségek megvalósíthatósága és hatékonysága továbbra is vitatott, mivel az emberi test szöveteinek telítettségét ilyen körülmények között napi 200 mg aszkorbinsav fogyasztása biztosítja.

A szervezet antioxidáns rendszerét alkotó nem tápanyag-összetevők közé tartoznak az élelmi rostok és a biológiailag aktív fitovegyületek.

Táplálkozási rost. Ide tartozik a cellulóz, a hemicellulóz, a pektinek és a lignin, amelyek növényi eredetűek, és nem befolyásolják az emésztőenzimek.

Az élelmi rostok a következő területeken befolyásolhatják az idegen anyagok biotranszformációját:

• befolyásolják a bél perisztaltikáját, felgyorsítják a tartalom áthaladását, és ezáltal csökkentik a mérgező anyagok nyálkahártyával való érintkezésének idejét;
• megváltoztatja a mikroflóra összetételét és a xenobiotikumok vagy konjugátumaik metabolizmusában részt vevő mikrobiális enzimek aktivitását;
• adszorpciós és kationcserélő tulajdonságokkal rendelkeznek, ami lehetővé teszi a vegyi anyagok megkötését, késlelteti felszívódásukat és felgyorsítja a szervezetből való kiürülést. Ezek a tulajdonságok befolyásolják a máj-bélrendszeri keringést is, és biztosítják a szervezetbe különböző utakon bejutó xenobiotikumok anyagcseréjét.

Kísérleti és klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy a cellulóz, a karragenin, a guargumi, a pektin és a búzakorpa étrendbe adása a (3-glükuronidáz és a bélrendszeri mikroorganizmusok mucináza) gátlásához vezet. Ezt a hatást az élelmi rostok másik képességének kell tekinteni. idegen anyagok átalakítása azáltal, hogy megakadályozza ezen anyagok konjugátumainak hidrolízisét, eltávolítja őket a máj-bélrendszeri keringésből, és anyagcseretermékekkel fokozza a szervezetből való kiürülést.

Bizonyított, hogy az alacsony metoxilezett pektin képes megkötni a higanyt, a kobaltot, az ólmot, a nikkelt, a kadmiumot, a mangánt és a stronciumot. Az egyes pektinek ezen képessége azonban eredetüktől függ, és tanulmányozást és szelektív felhasználást igényel. Például a citruspektin nem mutat látható adszorpciós hatást, gyengén aktiválja a bél mikroflóra 3-glükuronidázát, és az indukált kémiai karcinogenezis esetén a megelőző tulajdonságok hiánya jellemzi.

Biológiailag aktív fitovegyületek. A mérgező anyagok fitovegyületek részvételével történő semlegesítése alapvető tulajdonságaikhoz kapcsolódik:

• befolyásolja az anyagcsere folyamatokat és semlegesíti az idegen anyagokat;
• képesek megkötni a szabad gyököket és a xenobiotikumok reaktív metabolitjait;
• gátolják az idegen anyagokat aktiváló enzimeket és aktiválják a méregtelenítő enzimeket.

Sok természetes fitovegyület specifikus tulajdonságokkal rendelkezik, mint a toxikus szerek indukálója vagy inhibitora. A cukkiniben, a karfiolban és a kelbimbóban, valamint a brokkoliban található szerves vegyületek képesek indukálni az idegen anyagok anyagcseréjét, amit a fenacetin metabolizmusának felgyorsulása és az antipirin felezési idejének felgyorsulása igazol a kezelt alanyok vérplazmájában. a keresztes virágú zöldségek az étrendjükben.

Különös figyelmet fordítanak ezeknek a vegyületeknek, valamint a tea és kávé fitovegyületeinek – katechinek és diterpének (kafeol és cafestol) – tulajdonságaira, amelyek serkentik a máj és a bélnyálkahártya monooxigenázrendszerének, valamint glutation-S-transzferázának aktivitását. Ez utóbbi alapozza meg antioxidáns hatásukat, amikor rákkeltő hatásnak vannak kitéve, és rákellenes hatást fejtenek ki.

Célszerű elidőzni más vitaminok biológiai szerepén az idegen anyagok biotranszformációs folyamataiban, amelyek nem kapcsolódnak az antioxidáns rendszerhez.

Sok vitamin közvetlenül látja el a koenzimek funkcióit a xenobiotikumok metabolizmusával kapcsolatos enzimrendszerekben, valamint a biotranszformációs rendszerek összetevőinek bioszintézisét végző enzimekben.

Tiamin (B t-vitamin). Ismeretes, hogy a tiaminhiány a monooxigenáz rendszer aktivitásának és összetevőinek növekedését okozza, ami kedvezőtlen tényezőnek tekinthető, amely hozzájárul az idegen anyagok metabolikus aktiválásához. Ezért az étrendben lévő vitaminok biztosítása bizonyos szerepet játszhat a xenobiotikumok, köztük az ipari mérgek méregtelenítésének mechanizmusában.

Riboflavin (B2-vitamin). A riboflavin funkciói az idegen anyagok biotranszformációs folyamataiban elsősorban a következő anyagcsere-folyamatok révén valósulnak meg:

• részvétel a mikroszomális flavoproteinek metabolizmusában NADPH-citokróm P-450 reduktáz, NADPH-citokróm b 5 reduktáz;
• az aldehid-oxidázok, valamint a glutation-reduktáz működésének biztosítása a FAD koenzim szerepén keresztül az oxidált glutationból TSH előállításával.

Egy állatokon végzett kísérlet kimutatta, hogy a vitaminhiány az UDP-glükuronil-transzferáz aktivitásának csökkenéséhez vezet a máj mikroszómáiban a /7-nitrofenol és o-aminofenol glükuronid konjugációjának csökkenése alapján. Bizonyíték van a citokróm P-450 tartalom növekedésére, valamint az aminopirin és anilin hidroxilációjának sebességére a riboflavin táplálkozási hiányos mikroszómákban egerekben.

Kobalaminok (B12-vitamin) és folsav. A vizsgált vitaminok szinergikus hatását a xenobiotikumok biotranszformációs folyamataira ezen tápanyagok komplexének lipotróp hatása magyarázza, melynek legfontosabb eleme a glutation-D-transzferáz aktiválása és a monooxigenáz rendszer szerves indukciója. .

Klinikai kísérletek kimutatták a B12-vitamin-hiány kialakulását, amikor a szervezet dinitrogén-oxidnak van kitéve, ami a kobalamin CO e+ corrin gyűrűjében lévő CO 2+ oxidációjával és inaktiválásával magyarázható. Ez utóbbi folsavhiányt okoz, ami azon alapul, hogy ilyen körülmények között metabolikusan aktív formái nem regenerálódnak.

A tetrahidrofolsav koenzim formái a B 12-vitaminnal és a Z-metioninnal együtt részt vesznek a formaldehid oxidációjában, így ezeknek a vitaminoknak a hiánya a formaldehid és más egyszéntartalmú vegyületek, köztük a metanol fokozott toxicitásához vezethet.

Általánosságban elmondható, hogy a táplálkozási faktor fontos szerepet játszhat az idegen anyagok biotranszformációs folyamataiban, illetve azok szervezetre gyakorolt ​​káros hatásainak megelőzésében. Sok elméleti anyag és tényadat halmozódott fel ebben az irányban, de sok kérdés továbbra is nyitott, és további kísérleti kutatásokat és klinikai megerősítést igényel.

Hangsúlyozni kell, hogy gyakorlati módszerekre van szükség a táplálkozási tényező prevenciós szerepének megvalósítására az idegen anyagok metabolizmusában. Ez magában foglalja a tudományosan megalapozott étrendek kidolgozását bizonyos népességcsoportok számára, ahol fennáll a kockázata a különféle élelmiszer-xenobiotikumoknak és komplexeiknek való kitettségnek étrend-kiegészítők, speciális élelmiszerek és diéták formájában.

Immunitás: mi az.

Az immunrendszer végső célja egy idegen anyag elpusztítása, amely lehet kórokozó, idegen test, mérgező anyag, vagy magának a szervezetnek egy degenerált sejtje. A fejlett szervezetek immunrendszerében az idegen ágensek kimutatásának és eltávolításának számos módja van, ezek összességét immunválasznak nevezzük.

Az immunválasz minden formája szerzett és veleszületett reakciókra osztható.

Szerzett immunitás egy specifikus antigénnel való „első találkozás” után jön létre – a memóriasejtek (T-limfociták) felelősek az erről a „találkozásról” szóló információk tárolásáért. A megszerzett immunitás nagyon specifikus egy adott típusú antigénre, és lehetővé teszi azok gyors és hatékony elpusztítását ismételt találkozás esetén.

Antigének olyan molekulák, amelyek specifikus reakciókat váltanak ki a szervezetben, és idegen anyagokként érzékelik őket. Például a bárányhimlőben (kanyaró, diftéria) átesett emberek gyakran egész életen át tartó immunitást alakítanak ki ezekkel a betegségekkel szemben.

Veleszületett immunitás a szervezet azon képessége, hogy semlegesítse az idegen és potenciálisan veszélyes bioanyagokat (mikroorganizmusok, transzplantátumok, toxinok, daganatsejtek, vírussal fertőzött sejtek), amely kezdetben, e bioanyag szervezetbe való első bejutása előtt létezik.

Az immunrendszer morfológiája

Az emberek és más gerincesek immunrendszere olyan szervek és sejtek komplexuma, amelyek képesek immunológiai funkciók ellátására. Először is, az immunválaszt a leukociták hajtják végre. A legtöbb immunrendszer sejt a vérképző szövetekből származik. Felnőtteknél ezeknek a sejteknek a fejlődése a csontvelőben kezdődik. Csak a T-limfociták differenciálódnak a csecsemőmirigyben (csecsemőmirigy). Az érett sejtek megtelepednek a nyirokszervekben és a környezet határain, a bőr közelében vagy a nyálkahártyákon.

A megszerzett immunitás mechanizmusával rendelkező állatok teste számos specifikus immunsejtet termel, amelyek mindegyike egy-egy specifikus antigénért felelős. Az immunsejtek nagyszámú fajtájának jelenléte szükséges a mutálódni képes mikroorganizmusok támadásainak visszaszorításához, és megváltoztatni az antigén összetételüket. E sejtek jelentős része anélkül tölti le életciklusát, hogy részt venne a szervezet védekezésében, például anélkül, hogy megfelelő antigénekkel találkozna.

Az immunrendszer több szakaszban védi a szervezetet a fertőzésektől, minden szakaszban növelve a védekezés specifikusságát. A legegyszerűbb védekezési vonal a fizikai gátak (bőr, nyálkahártyák), amelyek megakadályozzák a fertőzés - baktériumok és vírusok - bejutását a szervezetbe. Ha egy kórokozó áthatol ezeken az akadályokon, a veleszületett immunrendszer köztes, nem specifikus reakciót hajt végre rá. A veleszületett immunrendszer minden növényben és állatban megtalálható. Abban az esetben, ha a kórokozók sikeresen legyőzik a veleszületett immunmechanizmusok befolyását, a gerinceseknek van egy harmadik védelmi szintje - a szerzett immunvédelem. Az immunrendszer ezen része a fertőző folyamat során alkalmazkodik a válaszreakcióhoz, hogy javítsa az idegen biológiai anyagok felismerését. Ez a javult válasz a kórokozó kiirtása után is fennmarad immunológiai memória formájában. Lehetővé teszi, hogy a megszerzett immunitás mechanizmusai gyorsabb és erősebb reakciót fejlesszenek ki, amikor ugyanaz a kórokozó jelenik meg.

Mind a veleszületett, mind a szerzett immunitás attól függ, hogy az immunrendszer képes-e megkülönböztetni saját molekuláit az idegenektől. Az immunológiában saját molekulákon a test azon összetevőit értjük, amelyeket az immunrendszer képes megkülönböztetni az idegenektől. Ezzel szemben az idegenként felismert molekulákat nem-énnek nevezzük. A felismert molekulákat antigéneknek nevezik, amelyek jelenleg olyan anyagok, amelyek a szerzett immunrendszer specifikus immunreceptoraihoz kötődnek.

Felszíni akadályok

Az élőlényeket számos mechanikai, kémiai és biológiai akadály védi a fertőzésektől.

Példák mechanikai akadályok Számos növényi levél viaszos bevonata, az ízeltlábúak külső váza, a tojáshéj és a bőr a fertőzés elleni védelem első fokozataként szolgálhat. A szervezet azonban nem választható el teljesen a külső környezettől, ezért vannak más rendszerek is, amelyek védik a szervezet külső üzeneteit - a légzőrendszer, az emésztőrendszer és a húgyúti rendszer. Ezek a rendszerek feloszthatók folyamatosan aktívra és behatolás esetén aktiváltra.

A folyamatosan működő rendszer példája a légcső falán lévő apró szőrszálak, az úgynevezett csillók, amelyek gyors felfelé mozdulatokkal távolítanak el minden port, pollent vagy egyéb apró idegen tárgyakat, így azok nem tudnak bejutni a tüdőbe. Hasonlóképpen, a mikroorganizmusok kiürítése a könnyek és a vizelet öblítő hatása révén valósul meg. A légző- és emésztőrendszerbe szekretált nyálka a mikroorganizmusok megkötésére és immobilizálására szolgál.

Ha a folyamatosan működő mechanizmusok nem elegendőek, akkor aktiválódnak a szervezet tisztítására szolgáló „vészhelyzeti” mechanizmusok, például köhögés, tüsszögés, hányás, hasmenés.

Ezen kívül vannak vegyi védőrétegek. A bőr és a légutak antimikrobiális peptidjei (fehérjék) szabadulnak fel

Az olyan enzimek, mint a lizozim és a foszfolipáz A, megtalálhatók a nyálban, a könnyben és az anyatejben, és antimikrobiális hatásuk is van. A hüvelyváladék kémiai gátként működik a menstruáció kezdete után, amikor enyhén savassá válik. A spermiumok defenzineket és cinket tartalmaznak a kórokozók elpusztítására. A gyomorban a sósav és a proteolitikus enzimek erőteljes kémiai védőfaktorként szolgálnak a táplálékkal bevitt mikroorganizmusok ellen.

Az urogenitális és a gyomor-bél traktusban vannak biológiai akadályok, amelyet barátságos mikroorganizmusok képviselnek - kommenzálisok. A nem patogén mikroflóra, amely alkalmazkodott az ilyen körülmények között való élethez, versenyez a kórokozó baktériumokkal a táplálékért és a helyért, így kiszorítja őket a gátterületekről. Ez csökkenti annak valószínűségét, hogy a kórokozók elegendő szintet érjenek el a fertőzéshez.

Veleszületett immunitás

Ha egy mikroorganizmusnak sikerül áthatolnia az elsődleges akadályokon, akkor találkozik a veleszületett immunrendszer sejtjeivel és mechanizmusaival. A veleszületett immunvédelem nem specifikus, azaz összetevői felismerik és reagálnak az idegen testekre, függetlenül azok jellemzőitől, általánosan elfogadott mechanizmusok szerint. Ez a rendszer nem hoz létre hosszú távú immunitást egy adott fertőzéssel szemben.

A nem specifikus immunreakciók közé tartoznak a gyulladásos reakciók, a komplementrendszer, valamint a nem specifikus ölési mechanizmusok és a fagocitózis.

Ezeket a mechanizmusokat a „Mechanizmusok”, a komplementrendszert a „Molekulák” részben tárgyaljuk.

Szerzett immunitás

A megszerzett immunrendszer az alsóbbrendű gerincesek evolúciója során jelent meg. Intenzívebb immunválaszt, valamint immunológiai memóriát biztosít, melynek köszönhetően minden idegen mikroorganizmusra egyedi antigénjei „emlékeznek”. A megszerzett immunrendszer antigén-specifikus, és specifikus idegen („nem saját”) antigének felismerését igényli az antigénprezentációnak nevezett folyamat során. Az antigén specifitása olyan reakciókat tesz lehetővé, amelyeket specifikus mikroorganizmusokra vagy az általuk fertőzött sejtekre szánnak. Az ilyen szűken célzott reakciók végrehajtásának képességét a szervezetben „memóriasejtek” tartják fenn. Ha egy gazdaszervezetet egynél többször fertőz meg egy mikroorganizmus, akkor ezeket a specifikus memóriasejteket a mikroorganizmus gyors elpusztítására használják.

A specifikus immunválasz sejt-effektorairól a „Sejtek” részben, az immunválasz kifejlődésének mechanizmusaival az ő részvételükkel a „Mechanizmusok” részben.

Az immunrendszer erősítéséhez, valamint megelőző intézkedésként a gyógyító kínai Goji bogyók segítenek Önnek, olvasson tovább http://yagodygodzhi.ru/. Hogyan hatnak ezek a bogyók a testre, az a cikkben olvasható

A testbe behatoló mérgek más idegen vegyületekhez hasonlóan számos biokémiai átalakuláson eshetnek át ( biotranszformáció), ami leggyakrabban kevésbé mérgező anyagok képződését eredményezi ( semlegesítés, vagy méregtelenítés). De sok olyan eset ismert, amikor a mérgek megnövekedett toxicitása megváltozik a szervezetben. Vannak olyan vegyületek is, amelyek jellegzetes tulajdonságai csak a biotranszformáció eredményeként kezdenek megjelenni. Ugyanakkor a méregmolekulák egy része változás nélkül kiszabadul a szervezetből, vagy akár hosszabb-rövidebb ideig is benne marad a vérplazmában és a szövetekben lévő fehérjék által rögzítve. A képződött „méreg-fehérje” komplex erősségétől függően a méreg hatása lelassul vagy teljesen megszűnik. Ezenkívül a fehérje szerkezete csak egy toxikus anyag hordozója lehet, eljuttatva azt a megfelelő receptorokhoz. *

* (A "receptor" (vagy "receptor szerkezet") kifejezéssel a mérgek "felhasználási pontját" fogjuk jelölni: az enzimet, katalitikus hatásának tárgyát (szubsztrátot), valamint fehérjét, lipidet, mukopoliszacharidot és más testeket, amelyek a sejtek szerkezetét alkotják vagy részt vesznek az anyagcserében. fejezetben tárgyaljuk a molekuláris farmakológiai elképzeléseket e fogalmak lényegéről. 2)

A biotranszformációs folyamatok tanulmányozása lehetővé teszi számos gyakorlati kérdés megoldását a toxikológiában. Először is, a mérgek méregtelenítésének molekuláris lényegének ismerete lehetővé teszi a szervezet védekező mechanizmusainak elzárását, és ennek alapján a toxikus folyamatok irányított befolyásolásának módjait. Másodszor, a szervezetbe jutó méreg (gyógyszer) dózisának nagysága a vesén, a beleken és a tüdőn keresztül felszabaduló átalakulási termékeik - metabolitjaik - mennyisége alapján ítélhető meg, * ami lehetővé teszi az érintettek egészségi állapotának nyomon követését. mérgező anyagok előállítása és felhasználása; Ezen túlmenően, különböző betegségekben az idegen anyagok számos biotranszformációs termékének kialakulása és felszabadulása a szervezetből jelentősen károsodik. Harmadszor, a mérgek megjelenése a szervezetben gyakran olyan enzimek indukciójával jár együtt, amelyek katalizálják (gyorsítják) átalakulásukat. Ezért az indukált enzimek aktivitásának bizonyos anyagok segítségével történő befolyásolásával lehetőség nyílik az idegen vegyületek átalakulásának biokémiai folyamatainak felgyorsítására, illetve gátlására.

* (A metabolitokat általában a normál anyagcsere (anyagcsere) különféle biokémiai termékeiként is értelmezik.)

Mára megállapították, hogy az idegen anyagok biotranszformációs folyamatai a májban, a gyomor-bél traktusban, a tüdőben és a vesében mennek végbe (1. ábra). Ezenkívül I. D. Gadaskina professzor kutatási eredményei szerint * jelentős számú mérgező vegyület megy át visszafordíthatatlan átalakuláson a zsírszövetben. A fő jelentősége azonban itt a májnak, pontosabban sejtjeinek mikroszomális frakciójának van. A májsejtekben, azok endoplazmatikus retikulumában lokalizálódik az idegen anyagok átalakulását katalizáló legtöbb enzim. Maga a retikulum linoprotein tubulusokból álló plexus, amely behatol a citoplazmába (2. ábra). A legnagyobb enzimaktivitás az úgynevezett sima retikulumhoz kapcsolódik, amelynek a felületén a durva retikulummal ellentétben nincsenek riboszómák. ** Ezért nem meglepő, hogy májbetegségek esetén a szervezet érzékenysége számos idegen anyaggal szemben meredeken megnő. Meg kell jegyezni, hogy bár a mikroszomális enzimek száma kicsi, van egy nagyon fontos tulajdonságuk - nagy affinitásuk a különféle idegen anyagokhoz, amelyek relatív kémiai nem specifikusak. Ez lehetőséget teremt arra, hogy semlegesítési reakcióba lépjenek szinte bármilyen kémiai vegyülettel, amely a szervezet belső környezetébe kerül. A közelmúltban számos ilyen enzim jelenlétét bizonyították más sejtszervecskékben (például a mitokondriumokban), valamint a vérplazmában és a bél mikroorganizmusaiban.

* (Gadaskina I. D. Zsírszövet és mérgek. - A könyvben: Az ipari toxikológia aktuális kérdései / Szerk. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, p. 21-43)

** (A riboszómák gömb alakú, 15-30 nm átmérőjű sejtképződmények, amelyek a fehérjék, köztük az enzimek szintézisének központjai; ribonukleinsavat (RNS) tartalmaznak)

Úgy gondolják, hogy az idegen vegyületek szervezetben történő átalakulásának fő elve az, hogy a zsírban oldódó kémiai szerkezetekből a vízben oldódóbb kémiai szerkezetekbe való átvitelük révén biztosítsák a legnagyobb sebességű eliminációt. Az elmúlt 10-15 évben az idegen vegyületek zsírban oldódóból vízoldhatóvá történő biokémiai átalakulásának lényegét vizsgálva egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak a vegyes funkciójú ún. monooxigenáz enzimrendszernek, amely egy speciális fehérjét - citokróm P-450. Szerkezetében közel áll a hemoglobinhoz (különösen változó vegyértékű vasatomokat tartalmaz), és a végső láncszem az oxidáló mikroszomális enzimek - biotranszformátorok - csoportjában, amelyek főleg a májsejtekben koncentrálódnak. * A szervezetben a citokróm P-450 2 formában található meg: oxidált és redukált formában. Oxidált állapotban először komplex vegyületet képez idegen anyaggal, amelyet ezután egy speciális enzim - citokróm-reduktáz - redukál. Ez a redukált vegyület ezután reagál az aktivált oxigénnel, ami oxidált és általában nem mérgező anyag képződését eredményezi.

* (Kovalev I. E., Malenkov A. G. Idegen anyagok áramlása: hatás az emberiségre, - Természet, 1980, 9. sz., p. 90-101)

A mérgező anyagok biotranszformációja többféle kémiai reakción alapul, amelyek eredményeként metil- (-CH 3), acetil- (CH 3 COO-), karboxil- (-COOH), hidroxil- (-OH) gyökök (-) csoportok), valamint kénatomok és kéntartalmú csoportok. Jelentős jelentőséggel bírnak a méregmolekulák lebomlásának folyamatai egészen a ciklikus gyökök visszafordíthatatlan átalakulásáig. A mérgek semlegesítésének mechanizmusai között azonban különleges szerepet játszik szintézis reakciók, vagy konjugáció, melynek eredményeként nem toxikus komplexek - konjugátumok - keletkeznek. Ugyanakkor a test belső környezetének biokémiai összetevői, amelyek visszafordíthatatlan kölcsönhatásba lépnek a mérgekkel: glükuronsav (C 5 H 9 O 5 COOH), cisztein ( ), glicin (NH 2 -CH 2 -COOH), kénsav stb. A több funkciós csoportot tartalmazó mérgek molekulái 2 vagy több metabolikus reakcióval átalakulhatnak. Mellékesen megjegyezünk egy lényeges körülményt: mivel a mérgező anyagok konjugációs reakciók következtében történő átalakulása, méregtelenítése az élethez fontos anyagok fogyasztásával jár együtt, ezek a folyamatok ez utóbbiak hiányát okozhatják a szervezetben. Így másfajta veszély merül fel - másodlagos fájdalmas állapotok kialakulásának lehetősége a szükséges metabolitok hiánya miatt. Így sok idegen anyag méregtelenítése a máj glikogéntartalékaitól függ, hiszen abból glükuronsav képződik. Ezért, amikor nagy dózisú anyagok kerülnek a szervezetbe, amelyek semlegesítését glükuronsav-észterek (például benzolszármazékok) képződésével hajtják végre, a glikogén, a fő könnyen mobilizálható szénhidráttartalék mennyisége csökken. Másrészt vannak olyan anyagok, amelyek enzimek hatására képesek leválasztani a glükuronsavmolekulákat, és ezáltal segítik a mérgek semlegesítését. Az egyik ilyen anyag a glicirrhizin, amely az édesgyökér része. A glicirhizin kötött állapotban 2 molekula glükuronsavat tartalmaz, amelyek felszabadulnak a szervezetben, és ez a jelek szerint meghatározza az édesgyökér védő tulajdonságait számos mérgezéssel szemben, amelyeket a kínai, tibeti és japán gyógyászat régóta ismert. . *

* (Salo V. M. Növények és orvostudomány. M.: Nauka, 1968)

Ami a mérgező anyagok és átalakulási termékeik szervezetből történő eltávolítását illeti, ebben a folyamatban a tüdő, az emésztőszervek, a bőr és a különböző mirigyek játszanak szerepet. De itt az éjszakák a legfontosabbak. Éppen ezért sok mérgezés esetén speciális, a vizelet elválasztását fokozó eszközök segítségével érik el a mérgező vegyületek leggyorsabb eltávolítását a szervezetből. Ugyanakkor figyelembe kell venni egyes, a vizelettel ürülő mérgek (például a higany) vesére gyakorolt ​​káros hatását is. Ezen túlmenően a mérgező anyagok átalakulásának termékei a vesékben visszamaradhatnak, akárcsak súlyos etilénglikol-mérgezés esetén. * Ha oxidálódik, oxálsav képződik a szervezetben, és kalcium-oxalát kristályok hullanak ki a vesetubulusokban, megakadályozva a vizeletürítést. Általában az ilyen jelenségek akkor figyelhetők meg, ha a vesén keresztül kiválasztódó anyagok koncentrációja magas.

* (Az etilénglikolt fagyállóként használják – olyan anyag, amely csökkenti a gyúlékony folyadékok fagyáspontját a belső égésű motorokban.)

Ahhoz, hogy megértsük a mérgező anyagok szervezetben történő átalakulási folyamatainak biokémiai lényegét, nézzünk meg néhány példát a modern ember kémiai környezetének közös összetevőiről.

Így, benzol, amelyet más aromás szénhidrogénekhez hasonlóan széles körben használnak különböző anyagok oldószereként, valamint színezékek, műanyagok, gyógyszerek és egyéb vegyületek szintézisének köztes termékeként, a szervezetben 3 irányban átalakul toxikus metabolitok képződésével ( 3. ábra). Ez utóbbiak a vesén keresztül ürülnek ki. A benzol nagyon hosszú ideig (egyes jelentések szerint akár 10 évig is) a szervezetben maradhat, különösen a zsírszövetben.

Különösen érdekes a szervezetben zajló átalakulási folyamatok tanulmányozása mérgező fémek, amelyek a tudomány és a technológia fejlődésével, valamint a természeti erőforrások fejlesztésével kapcsolatban egyre szélesebb körben hatnak az emberekre. Mindenekelőtt meg kell jegyezni, hogy a sejt redox pufferrendszereivel való kölcsönhatás eredményeként, amely során az elektrontranszfer megtörténik, a fémek vegyértéke megváltozik. Ebben az esetben az alacsonyabb vegyértékű állapotba való átmenet általában a fémek toxicitásának csökkenésével jár. Például a hat vegyértékű króm ionok a szervezetben alacsony toxikus háromértékű formává alakulnak át, a három vegyértékű króm pedig bizonyos anyagok (nátrium-piroszulfát, borkősav stb.) segítségével gyorsan eltávolítható a szervezetből. Számos fém (higany, kadmium, réz, nikkel) aktívan kötődik a biokomplexekhez, elsősorban az enzimek funkcionális csoportjaihoz (-SH, -NH 2, -COOH stb.), ami néha meghatározza biológiai hatásuk szelektivitását.

Között rovarirtók- káros élőlények és növények elpusztítására szánt anyagok, a kémiai vegyületek különböző osztályainak képviselői, amelyek valamilyen mértékben mérgezőek az emberre: szerves klór, szerves foszfor, fémorganikus, nitrofenol, cianid stb. A rendelkezésre álló adatok szerint * kb. Jelenleg az összes halálos mérgezés 10%-át peszticidek okozzák. Közülük a legjelentősebbek, mint ismeretes, az FOS. Hidrolizálva általában elvesztik mérgező hatásukat. A hidrolízissel ellentétben a FOS oxidációja szinte mindig toxicitásuk növekedésével jár együtt. Ez látható, ha összehasonlítjuk 2 rovarölő szer biotranszformációját - a diizopropil-fluor-foszfátot, amely elveszti toxikus tulajdonságait azáltal, hogy a hidrolízis során eltávolítja a fluoratomot, és a tiofoszét (a tiofoszforsav származéka), amely a sokkal mérgezőbb foszfakollá oxidálódik (a). ortofoszforsav származéka).

* (Buslovich S. Yu., Zakharov G. G. Klinika és az akut mérgezés kezelése peszticidekkel (peszticidekkel). Minszk: Fehéroroszország, 1972)

A széles körben használtak között gyógyászati ​​anyagok az altatók a leggyakoribb mérgezési források. A szervezetben végbemenő átalakulásuk folyamatait elég jól tanulmányozták. Konkrétan kimutatták, hogy a barbitursav egyik gyakori származékának, a luminálnak (4. ábra) a biotranszformációja lassan megy végbe, és ez alapozza meg meglehetősen hosszú távú hipnotikus hatását, mivel ez a változatlan luminálok számától függ. idegsejtekkel érintkező molekulák. A barbiturát gyűrű felbomlása a luminal (valamint más barbiturátok) hatásának megszűnéséhez vezet, ami terápiás dózisban akár 6 órán át tartó alvást okoz.Ebben a tekintetben a barbiturátok másik képviselőjének a szervezetében a sorsa - hexobarbitál - nem érdektelen. Hipnotikus hatása sokkal rövidebb, még a Luminalnál lényegesen nagyobb adagok alkalmazása esetén is. Úgy gondolják, hogy ez a hexobarbitál szervezetben történő inaktiválásának nagyobb sebességétől és több módjától függ (alkoholok, ketonok, demetilált és egyéb származékok képződése). Másrészt azok a barbiturátok, amelyek szinte változatlanok maradnak a szervezetben, mint például a barbitál, hosszabb ideig tartó hipnotikus hatást fejtenek ki, mint a luminál. Ebből az következik, hogy a vizelettel változatlan formában ürülő anyagok mérgezést okozhatnak, ha a vesék nem tudnak megbirkózni a szervezetből való eltávolításukkal.

Fontos megjegyezni azt is, hogy több gyógyszer egyidejű alkalmazásának váratlan toxikus hatásának megértéséhez kellő jelentőséget kell tulajdonítani azoknak az enzimeknek, amelyek befolyásolják a kombinált anyagok aktivitását. Például a fizosztigmin gyógyszer novokainnal együtt alkalmazva az utóbbit nagyon mérgező anyaggá teszi, mivel blokkolja a novokaint hidrolizáló enzimet (észterázt) a szervezetben. Az efedrin hasonló módon nyilvánul meg, az oxidázhoz kötődik, amely inaktiválja az adrenalint, és ezáltal meghosszabbítja és fokozza az utóbbi hatását.

A gyógyszerek biotranszformációjában nagy szerepet játszanak a mikroszomális enzimek aktivitásának különböző idegen anyagok általi indukciós (aktiválási) és gátlási folyamatai. Így az etil-alkohol, egyes rovarirtó szerek és a nikotin felgyorsítja számos gyógyszer inaktiválását. Ezért a farmakológusok figyelmet fordítanak az ezekkel az anyagokkal való érintkezés nemkívánatos következményeire a gyógyszeres terápia során, amely során számos gyógyszer terápiás hatása csökken. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy ha a mikroszomális enzimek induktorával való érintkezés hirtelen megszűnik, az a gyógyszerek toxikus hatásához vezethet, és dózisuk csökkentését teszi szükségessé.

Szem előtt kell tartani azt is, hogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint a lakosság 2,5%-ánál jelentősen megnövekedett a gyógyszertoxicitás kockázata, mivel a genetikailag meghatározott felezési ideje a vérplazmában ebben az embercsoportban kb. 3-szor hosszabb, mint az átlag. Ezenkívül az emberekben leírt enzimek körülbelül egyharmadát számos etnikai csoportban különböző aktivitású változatok képviselik. Ezért - az egyik vagy másik farmakológiai ágensre adott reakciók egyéni különbségei számos genetikai tényező kölcsönhatásától függően. Így azt találták, hogy megközelítőleg 1-2 ezer emberből egynél jelentősen csökkent a szérum kolinészteráz aktivitása, amely hidrolizálja a ditilint, a vázizmok ellazítására használt gyógyszert egyes sebészeti beavatkozások során. Az ilyen embereknél a ditilin hatása élesen meghosszabbodik (akár 2 óráig vagy tovább), és súlyos betegségek forrásává válhat.

A mediterrán országokban, Afrikában és Délkelet-Ázsiában élők körében genetikailag meghatározott hiányosság áll fenn az eritrociták glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz enzim aktivitásában (a normál érték akár 20%-os csökkenése). Ez a tulajdonság kevésbé ellenállóvá teszi a vörösvérsejteket számos gyógyszerrel szemben: szulfonamidok, egyes antibiotikumok, fenacetin. Az ilyen egyének vörösvértesteinek lebomlása miatt a gyógyszeres kezelés során hemolitikus anémia és sárgaság lép fel. Nyilvánvaló, hogy ezen szövődmények megelőzésének a megfelelő enzimek aktivitásának előzetes meghatározásából kell állnia a betegekben.

Bár a fenti anyag csak általános képet ad a mérgező anyagok biotranszformációjának problémájáról, azt mutatja, hogy az emberi szervezetben számos védő biokémiai mechanizmus működik, amelyek bizonyos mértékig megvédik ezen anyagok nem kívánt hatásaitól, legalábbis kis adagokból. Egy ilyen összetett gátrendszer működését számos enzimatikus struktúra biztosítja, amelyek aktív hatása lehetővé teszi a mérgek átalakulási és semlegesítési folyamatainak megváltoztatását. De ez már az egyik következő témánk. A további bemutatás során visszatérünk egyes mérgező anyagok szervezetben történő átalakulásának egyedi szempontjainak figyelembevételére, a biológiai hatásuk molekuláris mechanizmusainak megértéséhez szükséges mértékben.

A. fagociták

B. vérlemezkék

C. enzimek

D. hormonok

E. vörösvérsejtek

371. Az AIDS a következőkhöz vezethet:

A. a szervezet immunrendszerének teljes tönkretételéhez

B. a véralvadatlanságra

C. a vérlemezkeszám csökkenéséhez

D. a vérlemezkeszint éles növekedéséhez a vérben

E. a vér hemoglobinszintjének csökkenéséhez és a vérszegénység kialakulásához

372. A megelőző védőoltások a következők ellen védenek:

A. a legtöbb fertőző betegség

B. bármilyen betegség

C. HIV-fertőzés és AIDS

D. krónikus betegségek

E. autoimmun betegségek

373. A megelőző védőoltás során a szervezetbe juttatják:

A. elpusztult vagy legyengült mikroorganizmusok

B. kész antitestek

C. leukociták

D. antibiotikumok

E. hormonok

374 A 3. csoportba tartozó vér transzfundálható olyan személyeknek, akiknek:

A. 3 és 4 vércsoport

B. 1 és 3 vércsoport

C. 2 és 4 vércsoport

D. 1. és 2. vércsoport

E. 1. és 4. vércsoport

375. Milyen anyagok semlegesítik az idegen testeket és azok mérgeit az emberi és állati szervezetben?

A. antitestek

B. enzimek

C. antibiotikumok

D. hormonok

376. Passzív mesterséges immunitás akkor lép fel az emberben, ha a vérébe a következőket fecskendezik:

A. fagociták és limfociták

B. legyengült kórokozók

C. kész antitestek

D. enzimek

E. vörösvérsejtek és vérlemezkék

377. Ki volt az első, aki 1880–1885-ben tanult. csirke kolera, lépfene és veszettség elleni védőoltást kapott:

A. L. Pasteur

B.I.P. Pavlov

S.I.M. Sechenov

D. A.A. Ukhtomsky

E. N. K. Kolcov

378. Biológiai termékek a fertőző betegségekkel szembeni immunitás megteremtésére?

A. Vakcinák

B. Enzimek

D. Hormonok

E. Szérumok

379. Az élő vakcinák a következőket tartalmazzák:

A. Legyengült baktériumok vagy vírusok

B. Enzimek

D. Antitoxinok

E. Hormonok

380. Anatoxinok:

A. Alacsony reaktogenitás, 4-5 évig képes intenzív immunitás kialakítására.

381. fágok:

V. Ezek olyan vírusok, amelyek behatolnak egy baktériumsejtbe, szaporodnak és lízist okozhatnak.

B. Ezek kémiai vakcinák.

C. Tífusz, paratífusz A és B megelőzésére használják

D. Tífusz, paratífusz, szamárköhögés, kolera megelőzésére használják

E. Több immunogén, magas feszültségű immunitást hoz létre

382. Fertőző betegségek fágprevenciójára és fágterápiájára használják:

A. Bakteriofágok

B. Antitoxinok

C. Élő vakcinák

D. Komplett antigének

E. Megölt vakcinák

383. A korábbi oltások során kialakult immunitás fenntartását célzó esemény:

A. Újraoltás

B. A lakosság vakcinázása

C. Bakteriális szennyeződés

D. Stabilizálás

E. Fermentáció

384. Az oltás utáni immunitás kialakulását a következő tényezők befolyásolják, magától a vakcinától függően:

V. Minden válasz helyes

B. a gyógyszer tisztasága;

C. antigén élettartama;

E. védő antigének jelenléte;