17.Основные пути поступления и выведения гидрофильных и гидрофобных ксенобиотиков живыми организмами.
Ксенобиотик, который тем или иным образом попадает в организм, чаще всего подвергается метаболическому превращению с последующим его выведением.
Основные пути поступления токсических ксенобиотиков( промышлен. яды, пестициды ) в организм человека – это органы дыхания и кожа, и пищеварительный тракт.
- Через слизистую оболочку дых. путей поступают ксенобиотики, находящиеся в газо- и парообразном состоянии, в виде аэрозолей и пыли .
- Через кожу проникают липофильные вещества , находящиеся в жидком или газообразном состоянии при непосредственном контакте.
- Через слизистую оболочку пищеварительного тракта, наблюдается при аварийных ситуациях в результате заглатывания распыленных в воздухе токсических аэрозолей, при применении отравляющих веществ, при поступлении отравлен.пищи и воды.
Этапы движения и превращения ксенобиотиков можно представить в виде схемы
проникая через биологические мембраны в сосудистое русло, ксенобиотик далее попадает в ткани к клеточным мишеням. Липофильные ксенобиотики, не являющихся аналогами метаболитов, мишень выступает сама внутриклеточная среда, т. е. плазматические и внутриклеточные мембраны, элементы хроматинового аппарата, с которыми взаимодействует ксенобиотик. Для промышленных ядов поступления в организм - всасывание из легких.
по значимости поступления чужеродных веществ-всасывание из пищеварительного тракта яда или зараженных продуктов, воды. Участок всасывания (слизистая оболочка желудка, тонкой или толстой кишки) определяется физико-химическими свойствами ксенобиотика, его способностью к ионизации, взаимодействию с мембранами эпителиацитов.
Распределение ксенобиотиков в жидкостях и тканях организма человека и животного в значительной мере определяется их способностью к абсорбции и участию механизма активного транспорта или связано с функционированием переносчиков. если в первые минуты или часы после проникновения ксенобиотика-неэлектролита в организм преимущественное значение для его накопления в органах и тканях имеет кровоснабжение, то с течением времени все большую роль в распределении играют сорбирующие свойства тканей.
На поступление ксенобиотиков внутрь тканей и на их токсическое действие значительное влияние оказывает связывание с балками крови, Сывороточный альбумин (СА). Для многих ксенобиотиков их обратимое взаимодействие с СА препятствует проникновение во внутриклеточную среду. Комплексообразование с СА оказывает неоднозначное влияние на скорость метаболизма и экскрецию ксенобиотиков. Ксенобиотик может связываться с жировой и мышечной тканью.
В организме высших млекопитающих при попадании ксенобиотика происходит его распределение с участием циклических механизмов, определяющих, по каким путям движется вещество. Циркулирующее в крови вещество по печеночной артерии и портальной вене попадает в печень. Из обеих долей печени вещество вместе вместе с желчью попадает в желчный пузырь.Черезопред.пром.времени желчь поступает в дистальную часть 12-типерстной кишки по желчному протоку. Это был путь для лекарственного препарата. Так же может в зав-ти от препарата он может проходить доп.цикл: кишечник-легкие-бронхи-трахея-глотка-кишечник и выводиться из организма.
Экскреция ксенобиотиков и их метаболитов- основной путь удаления из организма ксенобиотиков и продуктов их биотрансформации. Экскреция осуществляется через почки, легкие, кожу, кишечник, слюнные и потовые, сальные железы.
-Почечная экскреция – основной путь удаления. В основе лежат след.биол.проц. Клубочковая фильтрация, канальцевая секреция и реабсорбция.
В клубочках фильтрации подвергается: вода, глюкоза, аминокислоты, белки с низкой мол.массой и ксенобиотики – неэлектролиты.
Канальцевая секреция – активный процесс, осущ.с помощью ферментативных систем мембран.транспорта преимущественно в проксимальных участках канальцев нефрона. Этим путем в мочу попадают вещества типа органических и неорганических кислот.
Канальцевая реабсорбция – процесс обратного всасывания метаболитов и ксенобиотиков в канальцах нефрона.
Экскреция КС легкими. Удаляются летучие и газообразные вещества, это ингаляционные наркотики и их метаболиты, промышленные газы, продукты печеночной биотрансформаци токсических веществ, хлорированных углеводородов, этанола и т. д.
Экскреция КС печенью. Выделение метаболитов или конъюгатов из гепатоцитов происходит через систему желчных ходов или после обратного всасывания в синусоиды – через почки. Считается, что поверхность гепатоцитов, обращенная к желчным капиллярам, высокопроницаема для макромолекул большинства органических веществ, вследствие чего многие вещества содержатся в желчи в концентрациях, близких таковым в крови. Однако для многих полярных КС (метаболитов, конъюгатов) выделение в желчь из гепатоцитов осуществляется путем активного транспорта против градиента электрохимического потенциала. Интенсивность желчной экскреции зависит от соотношений между константами связывания КС с белками гепатоцитов и плазмой крови.
У растений нет специализированных путей поступления и выведения КС. Поступление чужеродных веществ в растения происходит через корни и листья.
Поступление в корни органических КС из водных растворов происходит в две фазы: первая - быстро протекающая диффузия в апопласт; вторая - медленное продолжительное поступление, при котором количество накапливаемого КС прямо пропорц-но времени экспозиции.
В корневую систему растений поступает широкий спектр гидрофильных и липофильных органических молекул КС (алифатические, ароматические и гидроароматические углеводороды, спирты, фенолы, амины, гетероциклические соединения и др.).
Через листья. Экзогенные соединения, содержащиеся в атмосфере или атмосферных осадках, в первую очередь контактируют с листвой растений. Более того, обработка растений различными пестицидами, регуляторами роста и т. д. зачастую производится путем опрыскивания или опыливания, т. е. в первую очередь происходит их контакт с листьями.
В ткань листа через устьица или кутикулу. Через кутикулу соединения диффундируют медленнее, чем через устьица. Из водных растворов поступление КС через устьица неэффективно, т.к. высокое поверхностное натяжение веды приводит к образованию у входа в устьичную щель выпуклого мениска, что препятствует поступлению экзогенного соединения. Кутикула проницаема и для гидрофильных молекул, но, являясь гидрофобной, она лучше пропускает липофильные КС.
Сосуды ксилемы и флоэмы. КС, переносимые по сосудам ксилемы (ряд гербицидов), поступая в корни растений, быстро создают фототоксические концентрации в наземных органах растений. редко аккумуляция флоэмнобильных КС в корнях при поступлении их через листья. Такая ситуация обусловлена главным образом экскрецией чужеродных веществ в ризосферу.
Выделение через листья - довольно редкое явление. Пример - выделения фенола
листьями растений Scirpus lacustris.