- •2 Предмет ксенобиологии, проблемы и задачи, связь с другими науками
- •3.Виды ксенобиотиков, их классификация по степени опасности и токсичности
- •4.История поиска биологически активных веществ. Формирование представлений о биологической активности веществ.
- •Разнообразие видов биологической активности ксенобиотиков. Связь между структурой ксенобиотиков и их биологической активностью.
- •Типы химических связей. Природа ионизации, константа и степень ионизации. Различия в ионизации, обеспечивающие избирательность действия ксенобиотиков.
- •8. Проницаемость мембран для различных веществ. Транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: пассивная и облегченная диффузия, активный транспорт, пиноцитоз и фагоцитоз.
- •9. Особенности строения плазматических мембран у различных организмов. Строение отдельных транспортных систем биологических мембран (канал, переносчик, помпа).
- •Концепция рецепторов. Принцип Эрлиха.
- •Мембранотропные эффекты. Типы мембранотропностиксенобиотиков.
- •12. Влияние ксенобиотиков на физико-химические свойства цитоплазмы и транспортные функции мембраны.
- •Общие представления об адсорбции. Определение адсорбции. Процессы связывания молекул ксенобиотика с мембранными центрами.
- •Изотермы Ленгмюра. Зависимость доза – эффект.
- •15. Модель биофазы. Развитие биологического ответа.
- •Механизмы лежащие в основе антогонизма и синергизма ксенобиотиков, типы антагонизма. Механизмы действия антагонистов и агонистов на рецепторы.
- •Основные пути поступления ксенобиотиков в организм человека: через слизистую оболочку дыхательных путей, кожу, слизистую оболочку пищеварительного тракта. Резорбция через кожу.
- •20. Поступление, распределение и особенности метаболизма ксенобиотиков у растений.
- •28. Химизм хелатообразования. Механизмы биологического действия хелактирующих агентов.
- •29. Уменьшение токсического действия металла в результате хелатообразования, антидоты. Основные принципы создания новых хелатирующих агентов, перспективы их применения.
- •Пестициды, органические растворители, пищевые добавки, лекарственные вещества, косметические средства как ксенобиотики.
- •31. Коэффициент накопления. Одно- и многокомпартментные системы. Однократное и многократное дозирование.
- •32. Факторы, влияющие на аккумулирование ксенобиотиков организмами (устойчивость, площадь поверхности, распределение веществ, биологические эффекты, цепь питания) и их характеристика.
- •33. Избирательная токсичность ксенобиотиков. Различия в распределении как фактор избирательной токсичности ксенобиотиков.
- •34. Биохимические и цитологические факторы, определяющие избирательную токсичность ксенобиотиков. Успехи применения избирательно токсических агентов.
- •Судьба ксенобиотиков в биогеоценозах. Взаимодействие биотических и абиотических факторов при превращениях ксенобиотиков в биосфере.
- •36. Устойчивые и неразлагающиеся поллютанты. Экологическая опасность биоразрушаемых поллютантов и остатков неразложившихся поллютантов.
- •37. Представление о скрининге и мониторинге. Общие принципы скрининга биологической активности ксенобиотиков. Первичная оценка безопасности ксенобиотиков.
- •39. Принципы создания автоматизированной системы скрининга ксенобиотиков.
- •40. Разработка основ промышленного и сельскохозяйственного мониторинга на основе техники испытания биологической активности ксенобиотиков.
- •Экологический мониторинг окружающей среды.
- •43. Классификация методов контроля химического загрязнения биосферы.
4.История поиска биологически активных веществ. Формирование представлений о биологической активности веществ.
В историческом развитии наших знаний о биологической активности веществ можно выделить несколько периодов и этапов.
Первый период — освоение новых природных источников биологически активных веществ предками человека. Длительность периода около 600-800 тыс. лет вплоть до появления человека разумного. Биологически активные вещества использовались прежде всего как пища. Накопление и передача знаний осуществлялись в пределах узких групп.
Второй период — первичное накопление знаний о биологически активных веществах человеком разумным. Это период от первых сообществ человека разумного до античности. Накопление знаний о биологической активности веществ продолжало осуществляться в основном путем случайной выборки, или «проб на зуб».
Третий период — от античных времен до современности. Для этого периода характерны доминирование логического мышления, стремление к систематизации знаний о биологически активных веществах, развитие экспериментальных и теоретических способов поиска и определения биологической активности, постоянное увеличение числа задач, для решения которых применяются биологически активные вещества.
В данном периоде выделяют четыре этапа:
-становление системы знаний о биологически активных веществах. Основной целью поиска новых биологически активных веществ является создание лекарств.
-слияние химии и медицины. Начало этапа совпадает с увлечением алхимией в поисках разнообразных панацей и лекарств. На этом этапе возрастает осознанный поиск новых химических веществ с заданными свойствами и проводится их испытание на биологическую активность;
-формирование фармакологии на основе достижений химии, биологии, медицины. Этап связан с прогрессом химии. Создается большое количество новых химических соединений, в том числе и не существовавших в природе. Постоянно расширяется сфера применения биологически активных веществ: фармакология, сельское хозяйство, пищевая промышленность, парфюмерия и т. д.
-использование современных биотехнологий в сфере поиска и создания новых биологически активных веществ. Успехи молекулярной биологии и молекулярной генетики, развитие технологий генной, клеточной и биохимической инженерии способствовали формированию совершенно нового понимания механизма действия биологически активных веществ.
Все ксенобиотики в той или иной степени воздействуют на живую материю, т. е. проявляют биологическую активность. Наши знания о возможных последствиях такого воздействия ограниченны. Сегодня окружающая среда насыщена такими биологически активными веществами, с которыми человек никогда не встречался в процессе своей эволюции. Биологическое действие того или иного вещества может быть ограничено каким-то уровнем и не проявляться на функциональном уровне организма в целом.
Биологической активностью ксенобиотика называют его способность изменять функциональные возможности либо компонентов организма (invitro или invivo), либо живого организма в целом, либо сообщества организмов.
Чужеродное химическое соединение либо используется для нужд организма, либо выводится из него, либо остается в организме чужеродным, что вызывает более глубокую физиологическую реакцию. При этом попадание в организм даже одной молекулы ксенобиотика вызывает ответную реакцию. Тип и сила реакции определяются свойствами ксенобиотика, его концентрацией и биологической мишенью.