- •Тема № 1 Современное состояние и перспективы развития токсикологии отравляющих и аварийно-опасных химических веществ (аохв). Иваново - 2008 Учебные цели:
- •Учебно-материальное обеспечение:
- •1.2 Цель и задачи токсикологии.
- •1.3 Структура токсикологии.
- •2. Токсичность и токсический процесс.
- •3. Токсикокинетика
- •Пути проникновения ксенобиотиков в организм, метаболическое превращение и выделение
- •Токсикодинамика
- •5.1 Химизм реакции токсикант – рецептор
- •5.1.1. Взаимодействи токсикантов с белками.
- •5.1.2. Взаимодействие токсикантов с нуклеиновыми кислотами.
- •5.1.3. Повреждение мембранных структур
- •5.2 Общие механизмы цитотоксичности
- •5.3 Рвзвитие токсического процесса
Токсикодинамика
Токсикодинамика – раздел токсикологии, в рамках которого изучается и рассматривается механизм токсического действия, закономерности развития и проявления различных форм токсического процесса.
Механизмом токсического действия называется взаимодействие на молекулярном уровне токсиканта с организмом, приводящее к развитию токсического процесса.
В основе механизма действия могут лежать физико–химические и химические реакции взаимодействия токсиканта с биологическим субстратом.
Особенность физико–химического взаимодействия – отсутствие специфичности в действии токсиканта. Токсический процесс в данном случае обусловлен растворением токсиканта в определенных компартментах клетки, ткани , организма. Происходит изменение удельного объема, вязкости, проницаемости мембран для ионов, pН среды. При интенсивном воздействии это может привести к денатурации макромолекул, их разрушению.
Чаще в основе токсичности лежат химические реакции токсикантов с определенными субстратами – компонентами биологической системы организма. В токсикологии любой структурный элемент биосистемы, с которым вступает в химическое взаимодействие токсикант, обозначают терминами «рецептор», «мишень».
Мишенями для токсического действия могут быть:
структурные элементы межклеточного пространства;
структурные элементы клеток организма;
структурные элементы систем регуляции клеточной активности.
Мишенями могут являться структурные белки, ферменты; нуклеиновые кислоты, липиды биомембран, витамины, гормоны, нейромедиаторы, селективные рецепторы эндогенных биорегуляторов и т.д.
Спектр взаимодействия токсикант – рецептор необыкновенно широк: от образования слабых, легко разрушаемых связей до формирования необратимых комплексов. В результате такого взаимодействия клетки либо повреждаются (цитотоксическое действие), либо в той или иной степени нарушаются механизмы регуляции их функций.
5.1 Химизм реакции токсикант – рецептор
Подчиняется тем же закономерностям, что и любая химическая реакция, во многом зависит от свойств вещества.
Химически активные соединения при контакте с покровными тканями немедленно вступают с ними во взаимодействие и, вызывая лишь местные повреждения, не проникают во внутренние среды организма. Большинство высокотоксичных соединений – инертные в химическом отношении молекулы. Сила межмолекулярного взаимодействия между токсикантом, проникшим во внутренние среды организма, и биологической молекулой – мишенью действует, как правило, локально. Образующаяся связь чаще способна к диссоциации. Высвободившаяся из связи с токсикантом биомишень восстанавливает исходные свойства ( ингаляции гексана, толуола и др. сопровождаются нарушением сознания, развитием наркотического эффекта).
Некоторые токсиканты образуют с молекулами – мишенями прочные комплексы, разрушить которые возможно только с помощью других средств, образующих с ядом ещё более прочную связь (ФОС-оксимы). Иногда в процессе метаболизма ксенобиотика в клетках образуются химически активные промежуточные продукты. При действии на биомолекулы они образуют с ними чрезвычайно прочные связи, разрушить которые, практически невозможно: биомишень повреждается необратимо ( иприт – пуриновые основания ДНК).