Основные стадии взаимодействиЯ Яда с биологиЧеским объектом

Выделяют 4 стадии взаимодействия яда с биологическим объектом: поступление яда в организм; распределение между органами и тканями; биотрансформация (метаболизм) токсических веществ; выведение яда или продуктов его биотрансформации из организма.

Поступление ядов в организм, распределение между органами и тканями, метаболизм и выделение ядовитых веществ связаны с их проникновением через ряд биологических мембран. Все мембранные системы организма имеют в основном общее строение и сходные функциональные свойства. Мембраны представляют собой структуры, образованные белково-липидными слоями и обладающие ограниченной проницаемостью для тех или других соединений.

????????? (схематическое изображение мембраны)

В клеточных мембранах существуют ультрамикроскопические поры, образованные гидрофильным веществом (белком) в липидных бислоях мембран. Мембраны и поры обладают электрическим потенциалом, который препятствует легкому проникновению заряженных частиц химического вещества в клетку. Проникновение через мембраны химического вещества зависит от его физико-химических свойств, размеров молекулы и ее формы, степени ионизации и растворимости в липидах. Транспорт веществ через мембрану происходит либо путем пассивного переноса без затрат энергии, либо путем активного переноса с затратой энергии в результате метаболических реакций, осуществляемых в самой мембране. Через мембрану без затрат энергии проникают жирорастворимые яды, и этот процесс называется диффузией. Активный перенос обеспечивает проникновение ядов, нерастворимых в липидах. Он осуществляется с участием ферментов и требует затрат энергии. Кроме липидонерастворимых веществ, активным путем проникают в клетку разнообразные другие яды, электролиты, а также катионы металлов. Проникновению предшествует образование временных комплексов с токсичным веществом. Таким образом проникают в клетку натрий, калий и др. металлы 1-й группы. Двухвалентные катионы проникают путем образования фосфатных хелатов.

Токсические вещества попадают в организм животных и человека преимущественно через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и через кожу.

Проникновение токсических веществ через дыхательные пути

Всасывание токсических веществ через дыхательную систему является наиболее быстрым путем поступления токсикантов в организм. Это объясняется большой поверхностью легочных клеток альвеол и непрерывным током крови по легочным сосудам.

Всасывание летучих соединений происходит частично в верхних дыхательных путях. Всасывание нереагирующих газообразных неэлектролитов осуществляется простой диффузией в направлении уменьшения градиента концентрации (углеводороды, спирты, эфиры и др.). При вдыхании веществ в постоянной концентрации содержание яда в крови сначала быстро нарастает, а затем остается примерно на одном уровне. Это значит, что организм (кровь) постепенно насыщается ядом и поглощение его в последующем существенно замедляется. Предельное содержание яда в крови зависит от его физико-химических свойств, из которых наибольшее значение имеет коэффициент растворимости газов в воде ( коэффициент растворимости Оствальда):

вода

 = ––––---.

воздух

Коэффициент Оствальда характеризует распределение летучих соединений между жидкой и газообразной фазами в момент равновесия. Чем больше коэффициент растворимости, тем больше вещества из воздуха поступает в кровь. Значение коэффициента растворимости сказывается и на скорости установления равновесия между содержанием вещества в воздухе и в крови. Неэлектролиты с высоким коэффициентом растворимости (спирт, ацетон) переходят из воздуха в кровь длительно; соединения с низким коэффициентом растворимости (углеводороды) быстро достигают равновесия между кровью и воздухом.

На процесс насыщения крови ядом влияет физиологическое состояние организма. При усиленном дыхании состояние равновесия кровь/воздух наступает быстрее.