На головну

Транспорт токсичних речовин

  1.  A. Вільна енергія дорівнює 0, зміна ентропії прагне до мінімально можливого значення, спостерігаються потоки енергії і речовини в навколишнє середовище і назад.
  2.  D. АТ називається перехід речовин крізь мембрану, що протікає з витратами хімічної енергії.
  3.  F05 Делирий, не обумовлений алкоголем і іншими психоактивними речовинами.
  4.  F55 Зловживання речовинами, що не викликають залежності.
  5.  II. Документи, що подаються при огляді транспортних засобів
  6.  III. Загальні обов'язки працівників залізничного транспорту
  7.  III. Огляд транспортних засобів

Після поглинання будь-яким шляхом речовини потрапляють в кров, лімфу або яку-небудь іншу рідину організму. Однак для більшості речовин найбільш важливим засобом транспортування після всмоктування до виділення є кров.

Токсичні речовини проникають в організм у вигляді молекул і іонів, проте, у внутрішньому середовищі вони можуть піддаватися гідролізу і полімеризації, утворюючи колоїдні частинки.

У крові речовини знаходяться або у вільному стані, або пов'язані з будь-яким компонентом крові. Як і деякі недіссоціірованних молекули, пари та гази можуть фізично розчинятися в плазмі у вільному вигляді.

Різні токсичні речовини і їх метаболіти транспортуються кров'ю в різних формах. Речовини можуть бути пов'язані з еритроцитами або з компонентами плазми. Виражена спорідненість до еритроцитів мають деякі речовини. Оксид вуглецю, який зв'язується з гемом, а миш'як - з глобіном гемоглобіну. Свинець на 96% переноситься еритроцитами. Ртуть, що міститься в органічних сполуках, і цезій також зв'язуються з еритроцитами, а неорганічна ртуть - з альбуміном плазми крові.

Більшість речовин проявляє спорідненість до білків плазми, переважно до альбуміну. Зв'язок здійснюється іонними, водневими і ван-дер-ваальсовими силами. Токсичні речовини можуть утворювати комплекси з органічними кислотами плазми або хелатні сполуки з деякими її компонентами.

Як вже зазначалося, з білків плазми найбільш важливим засобом перенесення є альбумін. Він має відносно велику молекулу. При рН = 7,4 вона має негативний заряд в 16 електронних одиниць. Молекула містить 100 негативних та 84 позитивних групи (ліганди), так що може притягувати і переносити катіони і аніони. На поверхні молекул альбуміну можуть адсорбуватися нейтральні молекули.

Глобуліни (?, ?) можуть зв'язуватися з невеликими молекулами різних речовин і іонами деяких металів (міді, цинку, заліза), а також з усіма колоїдами.

Фібриноген проявляє спорідненість тільки до дуже маленьким молекулам. Білки плазми можуть переносити речовини, розчинні в ліпідах. У багатьох випадках між білками плазми та еритроцитами виникає конкуренція за різні речовини.

Органічні кислоти (молочна, глютамінова, лимонна) утворюють комплекси з різними речовинами. До останніх відносяться лужноземельні елементи, рідкоземельні і деякі важкі метали, що знаходяться в плазмі у вигляді катіонів. Зазвичай комплекси з органічними кислотами здатні дифундувати і легко видаляються з тканин і органів.

Присутні в крові природні речовини, що викликають отримання хелатних сполук, конкурують з органічними кислотами за катіони, утворюючи стабільні хелати. Шляхом хелатування деякі спеціальні білки (трансферин, церулоплазмін) переносять іони металів (заліза, міді). Органічні ліганди речовин легко Хелатуючий дво- і тривалентні іони.

Видалення токсичної речовини з крові залежить від його властивості зв'язуватися з компонентами крові. У деяких випадках компоненти еритроцитів або плазми можуть утримувати отрути тривалий час. Таким чином, білки крові, здатні зв'язуватися з токсичною речовиною, крім транспортної функції виконують роль своєрідного захисного бар'єру.

2.4.5. Розподіл і кумуляція

Наступним етапом всмоктування токсичної речовини в кров є його розподіл в організмі. Одним з основних токсикологічних показників є обсяг розподілу, т. Е. Характеристика простору, в якому розподіляється дана токсична речовина. Існує три головних сектора розподілу чужорідних речовин: позаклітинна рідина (приблизно 14 л для людини масою тіла 70 кг), внутрішньоклітинна рідина (28 л) і жирова тканина, обсяг якої значно варіює.

Обсяг розподілу залежить від трьох основних фізико-хімічних властивостей даної речовини: водорозчинності, жирорастворимости і здатності до дисоціації. Водорозчинні сполуки здатні поширюватися в усьому водному секторі організму (близько 42 л), жиророзчинні речовини депонуються переважно в ліпідах.

Основною перешкодою для поширення водорозчинних речовин є плазмові мембрани клітин. Саме процес дифузії через цей бар'єр буде визначати накопичення речовини внутрішньоклітинного об'єму, т. Е. Перехід від розподілу в 14 л води (позаклітинна рідина) до розподілу в 42 л.

Для аналізу розподілу чужорідної речовини в організмі досить розглянути двокамерну модель. Ця максимально спрощена модель дозволяє зрозуміти, як змінюються концентрації токсичних речовин в клітинному і позаклітинному секторах організму (рис. 37).


Р0

j1

V1

позаклітинна

j2 рідина j2

внутрішньоклітинна

рідина

V2

j3

Мал. 37. Двокамерна модель розподілу отрут в організмі

Камера V1 включає всю позаклітинне рідина з концентрацією токсичної речовини С, що відповідає рівню препарату в плазмі крові. Камера V2 містить внутрішньоклітинну рідину з концентрацією токсичної речовини kС, де k - коефіцієнт пропорційності. Цей коефіцієнт умовно визначає спорідненість тканини до даної речовини. У кількісному відношенні це спорідненість може варіювати в дуже широких межах.

Введення коефіцієнта k для визначення концентрації в клітинному секторі є першим наближенням процесу розведення речовини, що надходить в кровотік. Воно може бути застосовано в тих випадках, коли процеси надходження або елімінації проходять з постійними часу, на порядок більшими, ніж час повної циркуляції крові. Прийнято вважати, що в кожен момент є рівноважний розподіл речовини в організмі. Це наближення досить для клінічних цілей. Порушення умови рівноваги призводить до ускладнення моделі.

Процес нерівномірного розподілу токсичних речовин в організмі, пов'язаний з їх накопиченням в окремих структурах, робить поняття обсягу розподілу в кінетичної моделі умовним. Тому під цим терміном часто розуміють не істина обсяг відповідного відділу організму, а якийсь коефіцієнт пропорційності, що зв'язує загальну дозу речовини (Ро), Введеного в організм, і його концентрацію (С), яка визначається в плазмі

V = Ро / С.

Найбільш точно обсяг розподілу можна обчислити при разовому внутрішньовенному введенні речовини, так як в цьому випадку відомо кількість речовини, що надійшов в кров. Якщо розрахунковий обсяг розподілу перевищує кількість позаклітинної рідини, то слід думати про часткове проникнення речовини в клітини. У разі якщо обсяг розподілу буде більше, ніж обсяг всієї рідини організму, то це означає, що коефіцієнт зв'язування препарату тканинами більше одиниці і відбувається його внутрішньоклітинне накопичення.

На практиці доводиться вирішувати зворотну задачу: по концентрації токсичної речовини в плазмі визначати загальну дозу циркулюючого в організмі отрути. Для цього необхідно знати обсяг розподілу цієї отрути.

Отже, доля речовини, що надходить в організм з шлунково-кишкового тракту і розподіляється в двокамерному системі, може бути представлена ??у вигляді направлених потоків:

j1


j2 З kС j3,

де j1 - Потік речовини, що всмоктується з шлунка; j2 - Потік екскреції; j3 - Умовний потік утилізації препарату в тканинах (метаболічна перетворення); С - концентрація речовини в плазмі; k - коефіцієнт зв'язку речовини з білками сектора V2. Крім цього, слід враховувати й інші фактори, що впливають на долю даного речовини, наприклад, фізіологічний стан організму, його стать, біоритми і т. Д.

За розподілом в тканинах і проникненню в клітини хімічні речовини можна розділити на дві основні групи: неелектролітів і електроліти.

Неелектролітів, що розчиняються в жирах і ліпідах, підкоряються закону Овертон і Майера, згідно з яким речовину тим швидше і тим в більшій кількості проникає в клітину, чим більше його розчинність в жирах, інакше кажучи, чим більше коефіцієнт розподілу (К) між жирами і водою:

К = розчинність в маслі / розчинність в воді.

Це пояснюється тим, що оболонка клітин містить багато ліпідів. Для даної групи хімічних речовин бар'єрів в організмі не існує: розподіл неелектролітів в організмі при динамічному надходженні визначається в основному умовами кровопостачання органів і тканин. Це підтверджується наступними прикладами. Мозок, який містить багато ліпідів і має багату кровоносну систему, насичується етиловим ефіром дуже швидко, в той час як інші тканини, що містять багато жиру, але з поганим кровопостачанням, насичуються ефіром дуже повільно. Аналогічно відбувається насичення аніліном.

Видалення неелектролітів з тканин також залежить в основному від кровопостачання: після припинення надходження отрути в організм швидше за все звільняються від нього органи і тканини, багаті кровоносними судинами. З мозку, наприклад, видалення аніліну відбувається значно швидше, ніж з навколониркового жиру. В кінцевому ж результаті, неелектролітів після припинення надходження їх в організм розподіляються в усіх тканинах рівномірно.

здатність електролітів проникати в клітку різко обмежена і, як вважають, залежить від заряду її поверхневого шару. Якщо поверхню клітини заряджена негативно, вона не пропускає аніонів, а при позитивному заряді вона не пропускає катіонів. Розподіл електролітів в тканинах дуже нерівномірно. До особливостей розподілу електролітів в організмі відноситься перш за все їх здатність швидко віддалятися з крові і, накопичуючись в окремих органах, утворювати в організмі депо.

Час затримки визначається спорідненістю речовини або його метаболіти до зони зв'язування. Час, необхідний для виведення 50% речовини з депо, називається періодом напіввиведення. Якщо швидкість абсорбції вище швидкості виведення, токсична речовина буде накопичуватися. Розподіл речовини - не статичний, а динамічний процес. Згодом токсична речовина може розподілятися в різні камери в результаті обміну речовин або фізико-хімічних змін середовища (рН, ступеня дисоціації).

Речовини, які знаходяться в крові у вигляді одновалентних катіонів (літій, цезій, рубідій) або у вигляді аніонів з валентності від 1 до 6 (хлор, бром, полоній), легко дифундують в рідинах в організмі і розподіляються рівномірно в усіх органах і тканинах.

Відкладення в ретикуло-ендотеліальної системи органів. Частина нерухомих або блукаючих (фагоцити) клітин органів можуть знаходити, захоплювати і знищувати чужорідні тіла (колоїди, частинки, мікроорганізми). Ці клітини є ретикуло-ендотеліальну систему органів і тканин. Інтерес представляє затримка колоїдів. Зі збільшенням розміру колоїдних частинок вони накопичуються переважно в печінці. Зі зменшенням розміру часток досягається більш рівномірний їх розподіл по іншим органам.

Відкладення в жирових тканинах. Жиророзчинні речовини виявляють велику спорідненість до тканин і органів, багатим ліпідами і жирами: жирової тканини, ендокринних залоз, нервових волокнах. Багато з цих речовин (ДДТ) можуть накопичуватися в жировій тканині. Деякі нейротоксичні речовини надають свою дію завдяки тому, що розчиняються в ліпідах мієлінової оболонки нервових волокон.

Відкладення в кістковій тканині.Багато речовин виявляють особливу спорідненість до кісткової тканини: легені і лужноземельні елементи, деякі колоїди. Мінеральна частина кістки складається з мінералів гідроксиапатиту Са10(РО4)6(ОН)2. Остеотропні речовини можуть відкладатися в мінеральних компонентах кістки за допомогою двох основних механізмів:

а) іонообміну катіонів Са2+ з гідроксиапатиту або аніонів з фосфатними аніонами або аніонами гідроксильної групи;

б) абсорбції колоїдів на поверхні кісткових кристалів. У кісткових кристалів величезна поверхню (100 м2/ Г), на якій може адсорбуватися один або безліч шарів колоїдних частинок, які потім покриваються таким мінеральним шаром.

Відкладення в волоссі і нігтях.Деякі важкі метали (свинець, цинк, кадмій, ртуть) виявляють спорідненість до SH-групам кератину, що знаходиться в волоссі.




 Предмет і завдання токсикології |  Класифікація шкідливих речовин |  Класифікація промислових отрут |  Класифікація пестицидів |  Класифікація отруєнь |  Експериментальні параметри токсикометрії |  Похідні параметри токсикометрії |  Визначальним є той показник, який свідчить про найбільший ступінь небезпеки токсікометріі. |  Принципи гігієнічного нормування |  Нормування вмісту шкідливих речовин |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати