- •Глава 1.4. Свойства токсиканта, определяющие токсичность
- •1. Размеры молекулы
- •2. Геометрия молекулы токсиканта
- •4. Стабильность в среде
- •5. Химические свойства.
- •5.1. Типы химических связей, образующихся между токсикантами и молекулами-мишенями организма
- •Глава 4.1. Общие закономерности
- •В ходе поступления, распределения, выведения вещества осуществляются процессы его перемешивания (конвекция), растворения в биосредах, диффузии, осмоса, фильтрации через биологические барьеры.
- •Свойства организма, влияющие на токсикокинетику ксенобиотиков.
- •1. Растворение и конвекция
- •2. Диффузия в физиологической среде
- •2.1. Проникновение веществ через биологические барьеры
- •2.2. Диффузия веществ через липидные мембраны
- •2.3. Диффузия через поры
- •2.4. Межклеточный транспорт химических веществ
- •3. Осмос
- •4. Фильтрация
- •5. Специфический транспорт веществ через биологические барьеры
- •5.1. Активный транспорт
- •1.3. Проникновение через клеточную мембрану
- •1.4. Относительная растворимость в системе масло/вода
- •1.5. Распределение в соответствии с химическим сродством
- •2. Объем распределения
- •3.2. Характеристики связывания ксенобиотиков
- •3.3. Конкурентные отношения при взаимодействии ксенобиотиков с белками
- •5.1.1. Некоторые свойства гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров
- •6. Гематоофтальмический барьер
- •7.2. Активный транспорт
- •7.3. Мембранная диффузия
- •7.4. Фагоцитоз
- •8. Поступление ксенобиотиков в экзокринные железы
- •9.2. Характеристика проникновения токсикантов через плаценту и распределение их в тканях плода
- •10. Депонирование
- •10.1. Депонирование вследствие химического сродства и растворимости в липидах
- •10.2. Депонирование вследствие активного захвата ксенобиотика
- •1. Концепция l и ll фазы метаболизма ксенобиотиков
- •2. Локализация процессов биотрансформации
- •3.1.1.1.1. Реакции, катализируемые цитохромомР-450
- •Эпоксидирование и гидроксилирование ароматических соединений.
- •3.1.1.2. Флавинсодержащие монооксигеназы (фмо)
- •3.1.2. Простогландинсинтетаза-гидропероксидаза и другие пероксидазы
- •3.1.3. Дегидрогеназы
- •3.1.4. Флавопротеинредуктазы
- •4.1. Ацетилирование
- •4.2. Другие реакции ацилирования
- •4.3. Конъюгация с глюкуроновой кислотой
- •4.4. Конъюгация с сульфатом
- •4.5. Конъюгация с глутатионом и цистеином
- •6. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков
- •6.1. Генетические факторы
- •6.2. Пол и возраст
- •6.3.1.1. Индукторы метаболизма
- •6.3.1.2. Механизмы индукции
- •6.3.1.3. Влияние индукторов на токсичность ксенобиотиков
- •6.3.2. Угнетение активности энзимов
- •8.1. Основы экотоксикологии
- •1. Ксенобиотический профиль среды
- •2.2. Персистирование
- •2.3.2. Биотическая трансформация
- •2.4. Процессы элиминации, не связанные с разрушением
- •2.5. Биоаккумуляция
- •2.5.1. Факторы, влияющие на биоаккумуляцию
- •2.5.2. Значение биоаккумуляции
- •2.6. Биомагнификация
- •3.2. Экотоксичность
- •3.2.1. Острая экотоксичность
- •3.2.2. Хроническая экотоксичность
- •5.1.2. Полихлорированные бифенилы (пхб)
- •5.1.3. Хлорированные бензолы (хб)
2.3.2. Биотическая трансформация
Абиотическое разрушение химических веществ обычно проходит с малой скоростью. Значительно быстрее деградируют ксенобиотики при участии биоты, особенно микроорганизмов (главным образом бактерий и грибов), которые используют их как питательные вещества. Процесс биотического разрушения идет при участии энзимов. В основе биопревращений веществ лежат процессы окисления, гидролиза, дегалогенирования, расщепления циклических структур молекулы, отщепление алкильных радикалов (деалкилирование) и т.д. Деградация соединения может завершаться его полным разрушением, т.е. минерализацией (образование воды, двуокиси углерода, других простых соединений). Однако возможно образование промежуточных продуктов биотрансформации веществ, обладающих порой более высокой токсичностью, чем исходный агент. Так, превращение неорганических соединений ртути фитопланктоном может приводить к образованию более токсичных ртутьорганических соединений, в частности, метилртути. Подобное явление имело место в Японии на берегах бухты Минамато в 50 - 60х годах. Поступавшая в воду залива ртуть со стоками фабрики по производству азотных соединений, трансформировалась биотой в метилртуть. Последняя концентрировалась в тканях морских организмов и рыбы, служившей пищей местного населения. В итоге у людей, потреблявших рыбу, развивалось заболевание, характеризовавшееся сложным неврологическим симптомокомплексом, у новорожденных детей отмечались пороки развития. Всего было зарегистрировано 292 случая болезни Минамато, 62 из них закончились гибелью людей.
2.4. Процессы элиминации, не связанные с разрушением
Некоторые процессы, происходящие в окружающей среде, способствуют элиминации ксенобиотиков из региона, изменяя их распределение в компонентах среды. Загрязнитель с высоким значением давления пара может легко испаряться из воды и почвы, а затем перемещаться в другие регионы с током воздуха. Это явление лежит в основе повсеместного распространения относительно летучих хлорорганических инсектицидов, таких как линдан и гексахлорбензол.
Перемещение ветром и атмосферными течениями частиц токсикантов или почвы, на которых адсорбированы вещества, также важный путь перераспределения поллютантов в окружающей среде. В этом плане характерен пример полициклических ароматических углеводородов (бензпирены, дибензпирены, бензантрацены, дибензантрацены и др.). Бензпирен и родственные ему соединения как естественного (главным образом вулканического), так и антропогенного происхождения (выброс металлургического, нефтеперерабатывающего производств, предприятий теплоэнергетики и т.д.) активно включаются в биосферный круговорот веществ, переходя из одной среды в другую. При этом, как правило, они связаны с твердыми частицами атмосферной пыли. Мелкодисперсная пыль (1-10 мкм) длительно сохраняется в воздухе, более крупные пылевые частицы достаточно быстро выседают на почву и в воду в месте образования. При извержении вулканов пепел содержит большое количество таких веществ. При этом, чем выше выброс, тем на большее расстояние рассеиваются поллютанты.
Сорбция веществ на взвешенных частицах в воде, с последующим осаждением приводит к их элиминации из толщи воды, но накоплению в донных отложениях. Осаждение резко снижает биодоступность загрязнителя.
Перераспределению водо-растворимых веществ способствуют дожди и движение грунтовых вод. Например, гербицид атразин, используемый для защиты широколиственных растений в сельском и парковом хозяйстве США, повсеместно присутствует там в поверхностных водах. По некоторым данным до 92% исследованных водоемов США содержат этот пестицид. Поскольку вещество достаточно стойкое и легко растворимо в воде оно мигрирует и в грунтовые воды и там накапливается.