- •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
Масштабы химического загрязнения биосферы. Основные типы и причины роста глобального химического загрязнения.
Серьезные экологические проблемы связаны с действием 2-ух основных факторов: быстрым повышением народонаселения в мире и ростом промышленного производства. Основные причины усложнения экологических проблем: увеличение объема промышленного производства, связ. с повышением производительности труда, появление экологически опасных видов техники и технологий, накопление на хим. предприятиях запасов опасных веществ, повышение расходования природных ресурсов с выбросом продуктов их использования в атмосферу, повышение сложности технических систем, приводящее к увеличению частоты аварий и катостроф.
В биосфере содерж-ся более 6 млн. отдельных хим. соединений, 90% чужеродны для организма.
Типы химических загрязнений:
1) Газообразные вещества:
- Оксиды углерода (СО2, СО);
В течении последних десятилетий идет ускоренный рост накопления в атмосфере СО2 за счет сжигания ископаемого топлива, вырубки леса, органического окисления почвы. Повышение содержания СО2 в атмосфере может привести к нестабильности климата, учащению климатических аномалий и вызвать изменение климатических зон и глобальное потепление.
СО образуется при неполном сгорании углеродсодержащих веществ, в результате вулканической деятельности и окисления метана в атмосфере. Внутри помещений - при курении и сгорании топлива в печах. СО способен связываться с гемоглобином крови, а также образует высокотоксичные соединения – карбонилы. У высш. растений СО способен связываться с серином и окисляться до СО2, некоторые микроорганизмы также препятствуют накоплению СО в атмосфере.
- Оксиды и диоксиды азота и серы;
Образуются в ходе вулканических извержений, разрядов атмосферного электричества, жизнедеятельности микроорганизмов. Табачный дым содержит оксиды азота. Повышение концентрации диоксида азота в организме животных приводит к развитию бронхита и нач. проявлениям пневмосклероза; быстрым снижением глутатиона в кл-ках печени и легких. При длительном воздействии происходит нарушение рефлекторной деятельности, гематологические изменения. Острое отравление оксидом азота характ-ся отеком легких.
Оксиды серы отрицательно влияют на почву: кислотные дожди вызывают ее эррозию, кроме того они снижают эффективность фотосинтеза, подкисление водоемов. Воздействие окс. серы на дыхательные пути приводят к респираторным заболеваниям.
-Фреоны уменьшают содержание озона.
2) Тяжелые металлы
Кадмий, ртуть, свинец, хром оказывают повреждающее действие на биообъекты в конц., не превыш-щих 1 мг/л. Цинк и титан токсичны для рыб.Попадают в окр. среду в результате пром. выбросов в водоемы, при использовании пестицидов.
-Кадмий. Способен накапливаться в почках и печени, поджелудочной и щитовидной ж. Характеризуется нефротоксичностью при попадании с питьевой водой. Высокочувствительны к нему водные организмы.
- Свинец. Основной источник – этилированный бензин. Способен активно всасываться в ЖКТ и накапливаться в костной и др. тканях. Выводится из организма преимущественно почками, часть - через ЖКТ. Свинцовая интоксикация вызывает нарушение биосинтеза гемоглобина на уровне ингибирования левулинатдегидротазы и гемсинтазы, влиятет и на синтез цитохрома Р450. При
хронических отравлениях главная мишень – центральная и периферическая НС (свинцовая энцефалопатия).
Способен накапливаться в некоторых растениях (салат, бобы).
-Ртуть и ее соединения.
Обладают общетоксическим действием. Наиболее токсична двуххлористая ртуть (сулема). Характеризуется высокой нефротоксичностью, что приводит к почечной недостаточности. Выводится почками, через ЖКТ, потовоми и молочными железами. При отравлениях ртутью выражены поражения нервой системы (парезы, параличи, нарушения зрения и слуха).
3) Удобрения и биогенные элементы.
Особо опасны азотные удобрения, т.к. повышенное содержание нитратов и нитритов в воде и пище представляет токсикологическую опасность для человека. Вместе с некот. удобрениями в почву попадают и побочные элементы (фтор, кадмий). Загрязнение почвы биогенами (фосфор, азот) происходит при внесении избыточного количества удобрений, а также из отходов животноводства; коммунально-бытовые загрязнения.
