Презентація на тему:
Класифікація речовин-ксенобіотиків та способи їхньої біодеструкції

Класифікація речовин-ксенобіотиків та способи їхньої біодеструкції Лекція 2

Речовини, що проявляють токсичну дію мають назву токсикантів Екотоксиканти – шкідливі речовини, що забруднюють довкілля й отруюють живі організми. Екотоксикант - токсична і стійка за умов навколишнього середовища речовина, здатна накопичуватися в організмах до небезпечного рівня концентрацій

Токсичність - здатність різних хімічних елементів або їх сполук шкідливо впливати на біоту (мікроорганізми, гриби, рослини, тварин і людей), що веде до захворювань або, у тяжких випадках, до загибелі. Процес надходження токсичних речовин у природні об’єкти – токсифікація.

Токсифікація Надходження шкідливих речовин у навколишнє середовище із джерела забруднення - емісія забруднень; Нагромадження шкідливих речовин після їх надходження із джерела емісії - імісія. Внаслідок протікання природних процесів перемішування й самоочищення імісійні концентрації забруднюючих речовин вище поблизу джерела емісії.

Токсифікація За умови спільного впливу забруднень можливі різні форми їх взаємодії: аддитивна дія (ефект суми дорівнює сумі ефектів); антагонізм (ефект суми менше окремих ефектів); сенсибілізація (ефект суми більше окремих ефектів, але менше суми ефектів); синергізм (ефект суми більше суми ефектів).

Ксенобіотики Ксенобіотики - чужорідні для організмів фактори абіотичної або біотичної природи. Потрапляючи у живі організми, можуть викликати небажані ефекти: Токсичні або алергічні реакції Зміни спадковості Зниження імунітету Специфічні захворювання Порушення обміну речовин Порушення природного ходу природних процесів в екосистемах

Класифікація ксенобіотиків Ксенобіотики, як фактори біотичної та абіотичної природи, підрозділяються на три групи: біологічні (бактерії, віруси, гельмінти, найпростіші тощо); хімічні (речовини і сполуки); фізичні (шум, вібрація, радіація, випромінювання тощо).

Класифікація ксенобіотиків Ксенобіотики хімічної і/чи фізичної природи за ступенем їхньої активності або тривалості дії підрозділяються на три групи: малоактивні - дія продовжується до 3-х місяців; середньоактивні - дія продовжується від 3-х до 12-ти місяців; високоактивні - дія продовжується понад один рік.

Класифікація ксенобіотиків Біологічні фактори забруднення (найчастіше мікробні) можна класифікувати в такий спосіб: живі мікроорганізми із природним геномом, що не володіють токсичністю, сапрофіти; живі мікроорганізми із природним геномом, що володіють інфекційною активністю, патогенні й умовно-патогенні, що виробляють токсини; живі мікроорганізми, одержані методами генної інженерії (генетично модифіковані мікроорганізми, що містять чужі гени або нові комбінації генів - ГММО); інфекційні й інші віруси; токсини біологічного походження; інактивовані клітини мікроорганізмів (вакцини, пил термічно інактивованої біомаси мікроорганізмів кормового й харчового призначення); продукти метаболізму мікроорганізмів; органели й органічні сполуки клітини - продукти її фракціонування.

Класифікація ксенобіотиків біологічного походження Біологічні фактори забруднення можуть бути природного й техногенного походження.

Класифікація ксенобіотиків Фактори природного походження: збудники й переносники інфекційних захворювань людей, тварин, рослин; пилок рослин (алерген), ціанобактерії і їхні токсини, що накопичуються при цвітінні водойм; цвілі предмети й продукти; біологічна корозія й ерозія, пов'язані з життєдіяльністю бактерій і грибів - колонізаторів тканин, паперу, деревини й інших органічних матеріалів, будівельних матеріалів і виробів з каменю, скульптур, фресок і інших творів мистецтва. Фактори техногенного походження: вакцини й сироватки, лікарські препарати, фізіологічно активні речовини; мікробіологічні засоби захисту рослин, біологічно активні речовини, мікробна біомаса, препарати кормового й технічного призначення, біопрепарати для очищення різних середовищ.

Метаболізм ксенобіотиків Наслідком хімічної модифікації молекули ксенобіотика можуть стати: Послаблення токсичності; Посилення токсичності; Зміна характеру токсичної дії; Ініціація токсичного процесу.

Метаболізм ксенобіотиків У метаболізмі ксенобіотиків беруть участь близько 30 ферментів. У ньому розрізняють 2 фази: Модифікація, яка створює або вивільняє функцірнальні групи; Кон’югація – приєднання до утворених функціональних груп інших груп та молекул

Метаболізм ксенобіотиків Фази метаболізму чужорідних сполук

Характеристика І фази метаболізму Найважливішим чинником є функціонування локалізованої в мембранах ендоплазматичного ретикулуму (ЕПР) системи цитохрому Р-450 (мікросомальної системи метаболізму або монооксигеназної системи). Її функції: утворення у молекулі гідрофільних функціональних груп з детоксикацією десятків тисяч речовин. Переваги: локалізація і висока дієвість на головних шляхах потрапляння ксенобіотиків у організм (травному та дихальному). Недоліки: слабкість або відсутність у багатьох життєво важливих органах (серце, головний мозок); менший захист за умови альтернативного проникнення ксенобіотиків (слизові оболонки, рани, ін’єкції); токсифікація деяких речовин.

Характеристика ІІ фази метаболізму Найважливіші чинники – ферменти, які належать до класу трансфераз. Основна реакція – метаболізм речовин, які мають функціональні групи. Переваги: містяться у всіх без вийнятку клітинах; функціонують за будь-яких шляхів потрапляння ксенобіотиків у організм; здійснюють або завершують детоксикацію, а іноді виправляють помилки І фази. Недоліки: взаємодіють лише з активованими речовинами; іноді можуть викликати токсифікацію певних сполук.

Метаболізм ксенобіотиків Локалізація етапів метаболічних перетворень ксенобіотиків в організмі

Метаболізм ксенобіотиків Роль метаболічних перетворень ксенобіотика в розвитку різних форм токсичного процесу

Метаболізм ксенобіотиків у мікробній клітині Біотрансформація ксенобіотика мікробною клітиною