- •Вопросы по «Ксенобиологии»
- •Особенности биотрансформации, поступления и выведения кс у разных организмов.
- •Общие представления об избирательном действии кс. Определение понятия избирательности. Роль физико-химических свойств кс в процессах избирательности.
- •Тестирование биологической активности кс. Стандартизация и подбор тест-систем. Специфические и неспецифические модели (тест-объекты).
- •Процессы метаболического превращения кс
- •8. Принципы организации системы тестирования биологической активности ксенобиотиков. Биологический эпиморфизм. Основные цели биотестирования.
- •9. Биоаккумулирование ксенобиотиков. Коэффициент накопления. Одно- и многоразовые дозы.
- •Многоячеечные системы
- •10. Характеристика факторов, влияющих на биоаккумулирование ксенобиотиков. Трофические цепи и экологические пирамиды.
- •11. Характеристика вредного влияния ксенобиотиков на экосистемы: критерии вредного влияния, последствия и формы, зависимость от времени.
- •12. Разнообразие видов биологической активности, причины ее обуславливаю-щие. Системы классификации биологического действия ксенобиотиков.
- •13.Система оценки первичной безопасности ксенобиотиков: характеристика тест-объектов и тест-реакций.
- •Примерный перечень тест-объектов и тест-реакций, используемых в системе первичной оценки безопасности ксенобиотиков
- •14. Экологический мониторинг среды. Биотесты и биоиндикаторы. Использование приемов биотестирования в системе экологического мониторинга.
- •15.Простая и облегченная диффузия ксенобиотиков через биологические мембраны, их отличительные черты.
- •Облегченная диффузия в отличие от простой, может ингибироваться некоторыми соединениями (иногда в весьма малых концентрациях), которые блокируют переносчик.
- •16.Влияние физиологических, генетических и факторов окружающей среды на биотрансформацию ксенобиотиков.
- •17.Основные пути поступления и выведения гидрофильных и гидрофобных ксенобиотиков живыми организмами.
- •18.Характеристика основных процессов поведения ксенобиотиков в экосистемах. Роль адсорбции и перемещения.
- •19.Экологическая опасность процессов разрушения ксенобиотиков в биоценозах.
- •20. Реакции метаболического окисления органическихксенобиотиков, основныетипы и ферменты.
- •21. Общая схема и основные реакции конъюгации в живых системах. Ферменты,катализирующие эти реакции.
- •Антагонизм, аддитивность и синергизм биологического действия кс. Примеры синергизма и схема антагонистических взаимодействий.
- •23.Образование хелатных комплексов. Характеристика лиганд (хелатирующих агентов). Сродство, коэффициент устойчивости.
- •24.Концепция рецепторов. Критерии отнесения молекулы к рецептору. Регуляция внутриклеточных процессов с участием вторичных мессенджеров.
- •25.Амфифильные кс, их классификация (на примере пав). Характеристика этапов их взаимодействия с биологическими мембранами, характер изменения селективности мембраны.
- •26. Роль физико-химических факторов в превращениях ксенобиотиков в окружающей среде
- •1.Фотохимические превращения.
- •2.Окислительно-восстановительные превращения.
- •3.Гидролиз.
- •4.Конъюгация ксенобиотика
- •27.Химиобиологические закономерности кс и подходы, используемые для их установления.
- •28.Понятия токсичности и опасности кс для живых систем. Яды и токсины. Приемы классификации.
- •29 Реакции метаболического восстановления и гидролиза органических ксенобиотиков, основные типы и ферменты.
- •1)Восстановление альдегидов и кетонов в спирты под действием алкогольдегидрогеназ.
- •4) Немикросомное метаболическое восстановление:
- •1)Гидролиз эфиров карбоновых кислот
- •2) Гидролиз амидов, гидразидов и нитрилов
- •3) Гидролиз фосфорорганических веществ
- •30) Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: определение и характеристика основных механизмов.
- •31) Характеристика процессов адсорбции ксенобиотиков. Изотерма Лэнгмюра.
- •32) Экологическая и токсикологическая характеристика оксидов азота, серы и фторсодержащих углеводородов
- •33. Экологическая и токсикологическая характеристика тяжелых металлов
- •34) Экологическая и токсикологическая характеристика пестицидов, удобрений и биогенных элементов
- •Экологическая и токсикологическая характеристика органических ксенобиотиков: полихлорбифенилы, нефть и нефтепродукты, поверхностно-активные вещества.
- •Виды мембранотропных эффектов. Типы мембранотропности кс.
- •Описание процессов связывания молекул кс с активными сайтами биологических мембран в отсутствии диффузионных ограничений.
- •Модели биофазы и Хилла, их использование для описания закономерностей взаимодействия веществ с активными центрами биологических мембран.
- •Пиноцитоз и фагоцитоз кс. Основные этапы.
- •Пассивный транспорт кс. Общие закономерности, виды пассивного транспорта. Движущие силы пассивного транспорта.
- •Масштабы химического загрязнения биосферы. Основные типы и причины роста глобального химического загрязнения.
- •1) Газообразные вещества:
- •2) Тяжелые металлы
- •4) Органические соединения.
- •Связь процессов ионизации молекул кс с их биологической активностью
- •Кс, обладающие большей биологической активностью в ионизированном состоянии.
- •2)Кс, обладающие большей биологической активностью в неионизированном состоянии.
- •3) Кс, проявляющие биологическое действие в виде ионов и неионизированных молекул.
- •44. Поверхностные явления в системах воздух-вода, масло (липид) - вода. Классификация поверхностно-активных веществ. Мицеллообразование пав. Виды мицелл.
- •Развитие биологической реакции на действие эффектора. Многоканальная система передачи сигнала.
- •Экологическая и токсикологическая характеристика моно-, диоксида углерода и озона
- •Основные типы химических связей и их роль в процессах связывания эффектора с мембранактивными сайтами (рецепторами).
- •Ионизация, ее природа. Константа и степень ионизации молекул кс.
- •Периоды и этапы формирования представлений о биологической активности химических соединений.
- •Роль природы превращений и процессов перемещения кс для функционального состояния экосистем.
- •Накопление и распределение как один из механизмов избирательного действия кс. Цитологический механизм избирательного действия.
- •Биохимический механизм избирательного действия кс для различных организмов.
- •Удаление или маскировка как один из механизмов биологического действия хелатирующих агентов. Характеристика антидотов.
- •1. Аденилциклазные и ионизитодфосфатные пути передачи внутриклеточного сигнала
- •Влияние наноматериалов на среду
- •Наноматериалы и примеры их токсическогр действия
Экологическая и токсикологическая характеристика органических ксенобиотиков: полихлорбифенилы, нефть и нефтепродукты, поверхностно-активные вещества.
Полихлорбифенилы, нефть и нефтепродукты, поверхностно-активные вещества - являются наиболее распространенными загрязнителями.
Полихлорбифенилы (ПХБ). Промышленное использование ПХБ обусловлено их химической инертностью, негорючестью и высокой диэлектрической постоянной, что позволяет применять их в гидравлических системах, в трансформаторах, в качестве пластификаторов, в рецептурах смазочных масел и пестицидов.
Загрязнение атмосферы ПХБ связано с утилизацией отходов при сжигании. Поступление ПХБ в окружающую среду (в процентах от годового производства) колеблется от 1 % при испарении до 52 % при сжигании отходов на свалках. Также источником загрязнения окружающей среды является утечка ПХБ, которая может произойти при транспортировке, при авариях на производстве и при удалении жидких промышленных отходов.
Попадая в атмосферу, ПХБ быстро сорбируются на взвешенных частицах, которые или быстро оседают, или вымываются из атмосферы с осадками. Большая часть ПХБ, переносимая с потоком воздуха, находится в парообразной фазе.
По мере повышения степени хлорирования интенсивность метаболической деградации ПХБ живыми организмами снижается. ПХБ экологически опасны в силу высокой персистентности и способности накапливаться в жировых тканях человека и животных, молоке и во всех гидрофобных средах. Серьезную экологическую опасность представляет попадание ПХБ в водоемы и грунтовые воды, преимущественно в местах выброса промышленных отходов.
Попадающие в организм животных ПХБ влияют на частоту развития спонтанных пневмоний и абсцессов легких, что свидетельствует о снижении сопротивляемости к инфекции. ПХБ действуют и на репродуктивную функцию органов.
При производстве ПХБ в промышленных масштабах в 30-х гг. XX в. у рабочих отмечались отдельные случаи профессиональных заболеваний, основными проявлениями которых были угревидные высыпания на коже. Летом 1968 г. в Японии была зарегистрирована значительная группа больных, которые употребляли в пищу рисовое масло. Это масло было загрязнено ПХБ, попавшими в него из теплообменника в процессе рафинирования. Поражение, носившее характер эпидемической вспышки, получило название болезни Юшо. Первыми признаками отравления были отек век, повышенная секреция мейболиевых желез, пигментация слизистых оболочек и ногтей. В дальнейшем развивалась гипертрофия кожных фолликулов, гиперкератоз. Кожные поражения осложнялись стафилококковой инфекцией. Часть детей (мальчики) отставали в росте от сверстников.
Нефть и нефтепродукты. Глобальное загрязнение этими веществами складывается из эмиссии в атмосферу (вследствие испарения и сгорания), загрязнений наземных экосистем и морской среды. Нефть медленно разлагается в окружающей среде. На поверхности воды она разливается на большие расстояния с образованием тонкой пленки (1 т нефти образует пленку на 12 км!), что и приводит к гибели гидробионтов. Нефть и ряд нефтепродуктов весьма токсичны для живых организмов, многие ее продукты канцерогенны.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ)
В последние годы общемировое производство ПАВ сильно возросло и составляет, по оценкам специалистов, около десятка миллионов тонн в год.
Будучи амфифильными соединениями, детергенты хорошо растворимы в воде и могут эффективно переноситься с водными массами на большие расстояния.
Экотоксикологическая опасность этих веществ связана с модифицирующим воздействием на биологические мембраны, в первую очередь на их транспортно-барьерные свойства; при высоких концентрациях ПАВ наблюдаются сильные эффекты - солюбилизация мембран. ПАВ оказывают влияние на активность ферментов в мембране, причем при низких концентрациях в ряде случаев наблюдается активация, а при высоких - ингибирование ферментативной активности. Механизм мембранотропного действия этой группы соединений связан со способностью неполярной части молекулы встраиваться в липидные структуры мембраны.
