- •Патогенетические механизмы действия химических факторов на организм человека
- •3.1. Общие представления
- •3.2. То кси коки нетика ксенобиотиков
- •3.3. Основные механизмы действия ксенобиотиков
- •3.4. Эффекторы эндокринной системы
- •3. Химические факторы
- •3.5. Множественная химическая чувствительность
- •3.6. Хроническая интоксикация
- •Патогенетические механизмы действия биологических факторов на организм человека
- •4,1, Общие представления
- •5.2. Грибы (плесень)
4,1, Общие представления
К биологическим факторам относят совокупность влияния одних организмов на другие. Воздействие может быть гомотопическим (между особями одного вида) и гетероти-пическим (между особями разных видов).
Влияние одного вида на другой бывает нулевым, благоприятным, неблагоприятным и включает:
нейтрализм (виды независимы и не влияют друг на Друга);
конкуренцию (каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие);
мутуализм (каждый из видов может расти, размножать ся, жить только в присутствии другого вида);
сотрудничество (оба вида образуют сообщество);
комменсализм (один вид извлекает пользу от сожи тельства);
паразитизм (паразитический вид тормозит рост и раз витие своего хозяина);
хищничество (хищный вид использует в качестве пищи жертву).
Воздействие на человека биологических факторов может быть обусловлено как самими живыми организмами (вирусами, микроорганизмами, простейшими, насекомыми, растениями), так и продуктами их жизнедеятельности (пыльцой, спорами, шерстью, не свойственными для человека соединениями, обладающими аллергенными свойствами).
В задачу настоящего учебного пособия не входит описание этиологии инфекционных, паразитарных и аллергических заболеваний человека, Эти вопросы рассматривают соответствующие дисциплины. Цель настоящей главы — рассмотреть влияние факторов окружающей среды на появле-
102 . БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ние определенной патологии. При этом весьма важное значение может иметь антропогенное изменение среды обитания, которое происходит при урбанизации, научно-технической революции и др. Многие факторы, в том числе и биологические, остававшиеся до сих пор безвредными для человека, приобретают в этих условиях новые свойства и способны вызывать патологию и новые виды заболеваний. Ниже рассматриваются некоторые примеры подобного влияния.
5.2. Грибы (плесень)
В природе известно около 200 тыс. разновидностей грибов, из которых 45 могут являться возбудителями заболеваний. Обитают в широком диапазоне условий окружающей среды. Примерно 30% населения может иметь аллергические реакции на попадание в организм спор грибов в виде конъюнктивитов, кашля, одышки и других проявлений. Некоторые виды грибов, например Aspergillus flavies, продуцируют микотоксин — сильный яд, способный вызывать отравления у человека.
Разные виды плесени размножаются на органических субстратах - фрукты, зерно, компост, древесина, ковры, мебель, а также во влажных условиях {ванные комнаты, системы вентиляции, увлажнители воздуха, фильтры) и продуцируют аллергены. Почти все виды плесени способны при своем росте и развитии освобождать в окружающую среду около 500 различных летучих органических соединений (ЛОС), большая часть из которых токсична (см, гл. 8).
Главную опасность представляют следующие семейства: Aspergiltus, Penicitlum, Ctadosporium, Mucor, Stachybotrys, Absidia, Ahernaria, Fmarium и Cryptostroma. Наибольший риск возникновения заболевания имеют грибки рода Peniciltum и Aspergillus, Именно они — причинные агенты в развитии астмы и легочного микоза.
Примером действия биологического фактора на человека могут быть дрожжеггодобные грибки рода Candida albicans, находящиеся в желудочно-кишечном тракте человека и способствующие развитию патологии при определенных условиях (рис. 5.1).
5.2. Грибы (плесень)
103
Рис. 5.1. Михрофотография Candida albicatis-
Известно, что Candida существует в трех различных морфологических формах; в виде одноклеточных организмов -бластоспоры (рис. 5,2, а), в виде псевдогифов - цепочка клеток, образовавшихся из-за неполного разделения клеток (рис. 5.2, б), и длинного нитчатого мицелия (рис. 5.2, в).
В механизме патогенного действия переход бластоспор в форму гифов критический. Он происходит под влиянием разнообразных факторов, включая доступность питательных веществ и микроэлементов, температуру, рН среды и т.д. Повышенная температура (37 °С), нейтральный рН, высокое соотношение COjiOj, недостаток питательных веществ стимулируют образование гифов.
Наоборот, низкая температура, кислый рН (4—6) и доступность питательных веществ (аминокислоты, сахара) поддерживают форму бластоспоры (см, рис, 5.2, а), В норме в ЖК.Т находится неинвазивная дрожжеподобная форма. В некоторых условиях: при стрессе, угнетении иммунной системы, длительном приеме антибиотиков, стероидов, оральных контрацептивов, неполноценном питании канди-ды переходят в гифовую, мицеллярную форму и начинают усиленно размножаться. При этом образуются выросты (ризоиды), которые способны перфорировать слизистую оболочку ЖКТ. В результате этого нарушается барьерная функция ЖКТ, и в кровенос- ^
ное русло попадают токсины, продукты неполного расщепления белка (олигопептиды), которые обладают антигенными свойствами, что приводит к развитию
:~^
Л»
а
Различные формы Candida
Рис. 5.2. albkans
104
. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
аутоаллергических реакций. Более того, показано, что подобные продукты обладают опиатной активностью, за что получили название экзорфинов.
Экзорфины имеют низкую молекулярную массу и состоят обычно из пяти-семи аминокислотных остатков, хотя возможны и более длинные фрагменты.
Наибольшее количество экзорфинов образуется из глю-телинов (клейковина пшеницы) и казеина молока. Одна молекула белка глютелина содержит до 15 опиоидных последовательностей.
Экзорфин из глютелина пшеницы, глиадиноморфин или гяютгоморфин являются гексалепгидами и имеют следующую структуру:
Тир-Про-Глн-Про-Глн-Про-Фен.
Структура экзорфина из коровьего молока, р-казомор-фина, весьма подобна:
Тир-Про-Фен-Про-Гли-Про-Илей.
Подобно морфию, экзорфины имеют N-концевуго аминокислоту тирозин, обладают определенной конформаци-онной схожестью на этом участке молекулы и способны имитировать действие нейрогормонов. На рис. 5.3, a, tf показаны пространственные модели глиадиноморфина и морфина. При этом их действие подобно действию эндорфинов (энкефалинов), которые, как известно, яктяются естественными обезболивающими веществами. Эти соединения образуются в наших органах при стрессе из протеинов-предшественников под действием сериновых протеаз с трипсино-вой активностью. Энкефалины действуют как нейротранс-
Рис. S3. Пространственные модели глиадиноморфина (л) и морфина (£). Фигурными стрелками показано положение N-концевых остатков тирозина
4.2. Грибы (плесень) Ю5
миттеры, перехватывают нервные импульсы, которые воспринимаются как боль.
Опиатные рецепторы обнаруживаются в гипофизе и гипоталамусе. Связываясь с ними, экзорфины способны оказывать влияние на деятельность ЦНС, что проявляется нарушением памяти, внимания, эмоционального поведения, обучаемости и др.
. Более того, предполагается, что при генетическом предрасположении человека к недостаточной перевариваемое™ экзорфинов и, следовательно, повышению их концентрации в просвете ЖКТ сниженной способности к метаболической деградации, также может иметь место патология. К ней, по современным представлениям, относят аутизм и шизофрению.
У индивидуумов, которые обладают повышенной чувствительностью к действию нейрогормонов, неврологическая реакция на молекулы экзорфинов может быть аномальной, что сопровождается указанной патологией. • Использование специфической диеты, лишенной глиа-динов и казеина, вызывает существенное улучшение состояния больных.
Помимо этого, кандиды способны проникать через поврежденную слизистую оболочку ЖКТ, попадать в кровеносное русло и далее в различные органы и ткани, что приводит к появлению болей в суставах, поражению кожи, рецидивирующим заболеваниям мочеполовой системы.
Кандиды также способны захватывать поступающие в ЖКТ следовые количества ртути, превращать ее в органическую форму (метилртуть) и тем самым способствовать хронической интоксикации организма.
И, наконец, известна способность кандид к образованию токсичных для человека промежуточных продуктов метаболизма, например ацетальдегида.
Другим примером действия продуктов жизнедеятельности животных и экологических факторов на развитие патологии у человека может являться инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД).
Установлено, что генетически наследуемые изменения в 6-й хромосоме у людей связаны с увеличенным риском повреждения р-клеток поджелудочной железы. Процесс, кото-