Токсичность химических веществ и лекарств для человека

Токсикология — это наука о ядах, которая изучает распределение, эффекты и механизмы действия токсичных веществ. В более широком смысле токсикология также изучает эффекты таких физических факторов, как радиация и тепло.

Ежегодно в США производится 2 млн т токсичных химических веществ, в т.ч. 33 тыс. т признанных канцерогенов. Из 100 тыс. химических веществ, используемых в промышленных целях в США, только небольшое количество было проверено в экспериментальных исследованиях на предмет влияния на здоровье.

Несколько учреждений США установили допустимые уровни воздействия известных вредных факторов окружающей среды (например, максимальный безопасный уровень угарного газа в воздухе или допустимый уровень радиации, который безвреден). Но такие факторы, как сложные взаимодействия между поллютантами, возраст, генетическая предрасположенность и различная чувствительность тканей у разных людей, приводят к значительной вариабельности индивидуальных реакций на токсичные вещества, создавая проблемы при определении «безопасных уровней» для населения в целом.

Тем не менее допустимые уровни нужны для сравнения влияния вредных веществ на определенные группы населения и оценки риска заболевания у лиц, подвергшихся сильному воздействию.

Рассмотрим некоторые основные принципы, касающиеся токсичности химических веществ и лекарственных средств:

- понятие «яд» — в основном количественная концепция, т.е. зависящая от дозы. Высказывание Парацельса в XVI в. о том, что «все вещества яды; правильная доза отличает яд от лекарства», имеет гораздо большее значение именно в настоящее время из-за увеличения количества используемых лекарственных препаратов с потенциально неблагоприятными эффектами;

- ксенобиотики — экзогенные химические вещества окружающей среды, которые могут находиться в воздухе, воде, продуктах питания и почве и попадать в организм при дыхании, употреблении в пищу и контакте с кожей;

- химические вещества могут выводиться с мочой или калом, элиминироваться при дыхании, а также накапливаться в костях, жировой ткани, головном мозге или других органах и тканях;

- химические вещества могут оказать свое воздействие в месте попадания или транспортироваться кровью далее;

Метаболизм ксенобиотиков - лекарств
Метаболизм ксенобиотиков:
(А) Ксенобиотики могут метаболизироваться в нетоксичные метаболиты и выводиться из организма (детоксикация).
(Б) Метаболизм ксенобиотиков может приводить к активации реактивных метаболитов, токсичных для компонентов клетки.
При неэффективности процесса восстановления развиваются краткосрочные и долгосрочные эффекты.
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота.

- большинство растворителей и лекарств липофильны, что облегчает их транспорт в крови липопротеинами и проникновение через плазматическую мембрану в клетки;

- некоторые вещества не модифицируются после попадания в организм, но большинство растворимых веществ, лекарств и ксенобиотиков метаболизируются, образуя растворимые в воде продукты (детоксикация), или активируются, образуя токсичные метаболиты. Реакции метаболизма ксенобиотиков в нетоксичные продукты или активация ксенобиотиков с образованием токсичных продуктов проходят в две фазы. В фазу I химическое вещество может подвергаться гидролизу, восстановлению или окислению.

Продукты реакции фазы I часто метаболизируются в растворимые в воде соединения во время реакций фазы II: глюкурониро-вания, сульфатирования, метилирования, конъюгации с глутатионом. Водорастворимые продукты реакции готовы для экскреции. Ферменты, ускоряющие биотрансформацию ксенобиотиков и лекарств, называют ферментами биотрансформации,

- наиболее важный компонент реакций фазы I — система цитохрома Р450 (CYP), преимущественно локализованная в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени, но также присутствующая в коже, легких, слизистой оболочке ЖКТ и других органах. CYP — это большое семейство гемсодержащих ферментов с избирательной чувствительностью к различным веществам. Система катализирует реакции детоксикации ксенобиотиков или превращает их в активные продукты, повреждающие клетки. Обе реакции протекают с образованием в качестве побочного продукта АФК, которые также могут повредить клетки.

Примерами метаболической активации через CYP являются образование в печени токсичных радикалов трихлорметила из тетрахлорида углерода и образование прикрепляющегося к ДНК метаболита из бензо[альфа]пирена — канцерогена, содержащегося в сигаретном дыме. CYP участвует в метаболизме большого количества лекарственных средств (например, ацетаминофена, барбитуратов и антиконвульсантов), а также в метаболизме алкоголя.

Для людей характерна значительная вариабельность активности ферментов CYP, возможно вследствие генетического полиморфизма определенных CYP, но чаще в результате приема других препаратов, также метаболизирующихся с участием этой системы. Индукторами ферментов являются химические вещества окружающей среды, лекарства, курение и гормоны. Соблюдение постов или голодание, напротив, могут снижать их активность.

Индукторы CYP связываются с ядерными рецепторами, которые затем гетеромеризуются с ретиноидным Х-рецептором (RXR), образуя транскрипционный комплекс активации. Он связывается с промотором, расположенным в области 5'-конца гена CYP. Ядерными рецепторами, участвующими в индукции ответа CYP, могут быть арил-гидрокарбоновый рецептор, рецепторы активации пролиферации пероксисом (PPAR) и два орфановых ядерных рецептора — конститутивный рецептор андростанов (CAR) и прегнан-Х-рецептор (PXR).

Этот краткий обзор общих механизмов токсичности позволяет перейти к обсуждению болезней среды, представленных в отдельной статье на сайте (рекомендуем пользоваться формой поиска выше).

Воздействие токсинов окружающей среды
Воздействие на человека веществ, загрязняющих окружающую среду.
Вредные вещества, содержащиеся в воздухе, воде и почве, абсорбируются через легкие, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) и кожные покровы.
В организме эти вещества способны оказать свое воздействие в месте попадания, но обычно они переносятся кровью к различным органам, где могут накапливаться или метаболизироваться.
Метаболизм ксенобиотиков может приводить к образованию растворимых в воде продуктов, выводимых из организма, или к их активации с образованием токсичных метаболитов.

- Вернуться в оглавление раздела "Патофизиология"

Оглавление темы "Патофизиология инфекционных болезней":
  1. Патогенез и морфология болезни Чагаса
  2. Патогенез и морфология стронгилоидоза
  3. Патогенез и морфология цистицеркоза, эхинококкоза
  4. Патогенез и морфология трихинеллеза
  5. Патогенез и морфология шистосомоза
  6. Патогенез и морфология филяриоза
  7. Патогенез и морфология онхоцеркоза
  8. Проблема болезней связанных с окружающей средой и питанием
  9. Влияние изменений климата на здоровье человека
  10. Токсичность химических веществ и лекарств для человека
Материалы подготовлены и размещены для образовательных целей медицинских работников.
Ни один из материалов не может быть применен на практике без консультации лечащего врача.
Вопросы и замечания просим присылать на адрес admin@medicalplanet.su
По адресу выше мы также оперативно предоставим вам координаты автора, заинтересовавшей вас статьи.