- •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
4) Органические соединения.
-Нефть и нефтепродукты.
Глобальное загрязнение этими в-вами складывается из эмиссии в атмосферу. Нефть медленно разлагается, на поверхности воды разливатеся на большие расстояния с образованием пленки. Нефть и ее продукты токсичны для организмов.
-Пестициды.
распространены 2 класса пестицидов – фосфорорганические и хлорорганические.
ФОП – источники тяжелых отравлений. ФОП взаимодействуют с холинэстеразой, тормозя ее активность. Это приводит к нарушению метаболизма ацетилхолина, что чревато подавлением нервного импульса в холинреактивных системах. ФОП снижают скорость АТФ-зависимого транспорта Са в микросомах печени крыс, стимулируют ПОЛ. Попадают ФОП через ЖКТ, кожу и ингаляционным путем.
ФОП быстро деградируют в почве, не накапливаются. Но даже непродолжительное их сохранение ведет к проникновению в растения, грунтовые воды и атмосферу.
ХОП. Для них характерна высокая кумулятивная способбность, токсичность для чел высока. Эндрин и ДДТ вызывают у людей судороги при попадании в определенной дозе. ДДТ обладает высокой устойчивостью, низкой гидрофильностью, выраженной липофильностью.
ХОП в высоких дозах повреждают репродуктивную систему, нервную, пищеварительную, кроветворную, сердечно-сосудистую; повреждают мембраны, стимулируют пролиферацию ЭР, индуцируют микросомальные оксидазы; влияют на активность ферментов.
Полихлорбифенилы (ПХБ). Применяются в гидравлических системах, трансформааторах, в качестве пластификаторов. Поступление ПХБ в окр среду выше всего при сжиганиях отходов, а также при авариях на производстве, утечке при транспортировке. ПХБ достаточно быстро адсорбируются на частицах.
ПХБ способны накапливаться в жировой ткани человека, молоке и др. гидрофобных средах. Попадая в организм, ПХБ повышают частоту спонтанных пневмоний и абсцессов легких, ПХБ действуют и на репродуктивную функцию.
ПАВ. Опасность этих веществ связана с их способностью повреждать мембраны, влияя на их транспортно-барьерные свойства, а также на активность мембранных ферментов. Эти свойства обусловлены способностью неполярной части молекулы встраиваться в липидные структуры мембраны.
Неорганические КС. Металлы. Двухфазность биореакции на действие тяжелых металлов. Факторы, способствующие хелатообразованию.
Живые организмы нуждаются в катионах металлов, обеспечивающих протекание многих жизненно важных процессов. К ним относятся:
а) тяжелые металлы (кобальт, медь, железо, марганец, молибден, цинк и в меньших количествах хром, ванадий, никель и свинец);
б) легкие металлы, обычно встречающиеся в большом количестве (кальций, магний, калий и натрий).
–Медь, железо, молибден, кобальт и иногда марганец–принимают участие в ОВ процессах;
–цинк, магний и марганец– в процессах гидролиза и переноса групп;
–Натрий и калий – служат переносчиками заряда; они очень слабо связываются и поэтому могут быстро обмениваться.
тяжелые металлынеобходимы в следовых количествах. Повышенные же их концентрации в организме вызывают токсические эффекты.
Токсическое действие чужеродных металлов часто обусловлено антагонизмом катионов.(свинец - нейротоксин, вытесняет кальций из отделов нервной системы и => препятствует выделению нейромедиаторов.
известны случаи синергического действия металлов.(смесь металлов подавляет рост хлореллы, когда по отдельности не влияет на ее рост).
Двухфазность биореакции
реакция организма на тяжелые металлы является двухфазной:
1)Если организм получает слишком мало металлов, ему наносится тяжелый ущерб.(т.к. в организме содержится множество ферментов, которые могут функционировать только в присутствии тяжелых металлов).
2) если организм получает слишком много металла, то фаза, связанная с токсическим действием избыточного количества.(действие меди на овес: как избыточное, так и недостаточное количество этого металла наносит вред процессам его роста и развития)
Рост микроорганизмов часто зависит от концентрации одного или нескольких катионов металлов в питательной среде: следует избегать как избыточных, так и недостаточных концентраций, так как в любом случае рост будет заторможен.
Факторы, способствующие хелатообразованию
1)степени ионизации хелатообразующих агентов.
В-ва, обладающие меньшим сродством к металлам (у кого более низкая константа устойчивости), могут образовывать значительно больше анионов, чем другие агенты. =>может присоединить большее количество катионов металла, чем вещества, у которых это сродство больше. Т.к для хелатообразования необходимо не только наличие сродства между лигандом и металлом, но также быстрое образование анионов лиганда из агента (или молекул лиганда). Большинство металлов легче соединяются с лигандами, содержащими кислород, чем серу. Однако Cu+, Ag+, Hg2+, As+ и Sb3+ отдают предпочтение сере; у Си2+ Ni2+ и Со2+ сродство к сере несколько выше, чем к кислороду, если сера находится в неионизированном состоянии, как, например, в органических сульфидах.
2)изменение окислительно-восстановительного потенциала металла, вызванного образованием хелатных соединений с металлами, имеющими переменную валентность (например, Си, Fe, Со, Mn, Mo, V).
