Эндемическая недостаточность поступления йода в организм человека. Струмогенные факторы.
Основной этиологический фактор возникновения йоддефецитных состояний в нашей республике – недостаток йодах почвах, в воде и, соответственно, продуктах питания, производимых на данной территории. С растительной пищей в организм человека поступает 58,3% йода от общей ежесуточной потребности, с мясом – 33,3%, с водой – 4,2%; остальное количество йода поступает ингаляционным путем и через кожу. Содержание йода в окружающей среде зависит главным образом от типов почв и их способности удерживать и отдавать йод, от расположения над уровнем моря и отдаленности от морей и океанов: по мере удаления почва становится все менее обогащенной данным микроэлементом. В случае преобладания в рационе питания продуктов местного производства развивается дефицит йода разной степени выраженности. В Беларуси 63,5% территории представлено дерново-подзолистыми почвами, в которых йод содержится в недостаточном количестве, 14,7% - торфяными (болотными), характеризующимися прочным связыванием йода с органическими соединениями. В формировании эндемического зоба значительный вклад вносит фактор дефицита в почвах Беларуси и, следовательно, продуктах питания других микроэлементов: селена, меди, цинка, железа, молибдена, магния, марганца, выступающих в роли кофакторов ряда ключевых ферментов обмена. В частности, селен является компонентом дейодиназ, участвующих в конверсии тироксина (Т4) в трийодитиронин (Т3) путем дейодирования наружного кольца Т4 в тканях и органах-мишенях, например в печени, кишечнике, мозге, бурой жировой ткани, плаценте и др. дефицит меди приводит к снижению активности цитохромоксидазы, церулоплазмина и йодиназы, активирующей присоединение йода к тирозину. Струмогенное действие дефицита кобальта реализуется через снижение активности йодпероксидазы щитовидной железы, в результате чего замедляются процессы биосинтеза тиреоидных гормонов.
|
|
Нормы потребления йода по рекомендациям ВОЗ: 120-150мкг/сут.
15. Фазы детоксикации ксенобиотиков. Система микросомального окисления. Понятие о метаболической активации. Индукторы и ингибиторы микросомального окисления.
Подавляющая часть загрязнителей — не растворимые в воде гидрофобные соединения концентрируются в жировой ткани или мембранах. Дальнейший метаболизм ксенобиотиков затруднителен, так как значительная часть реакций в клетке протекает в водной фазе. Трудность состоит и в транспортировке (кровь -водная среда).
Фазы детоксикации: 1. химическая модификация, придание токсическим соединениям гидрофильных свойств, которые облегчают их солюбилизацию, т.е. растворение. Это происходит путем образования или введения в состав молекул групп ОН, NH2 и др. 2. ковалентная конъюгация, ведущая к образованию транспортных, форм ксенобиотиков и способствующую их выведению из организма. Другой механизм экскреции ксенобиотиков-выведения из клетки с помощью Р-гликопротеинов или с помощью резистентных белков с низкой специфичностью.
|
|
Дальнейшая судьба экскретируемых ксенобиотиков состоит в связывании их с альбумином плазмы крови или лигандом, которые уменьшают их токсичность. Все эти процессы требуют расхода энергии в виде НАДФН или АТФ.
Главная роль в хим.модифик. принадлежит микросомам. В мембранах ЭПР локализована система монооксигеназного окисления, обладающая низкой специфичностью. в 1950 г. в клетках печени, основной компонент - цитохром Р-450. В микросомах проходит метаболизм гидрофобных ядов, лекарств, канцерогеных веществ, стероидных гормонов, липидов. Полиспецифичность микросомного окисления объясняется свойствами цит. Р-450, функционирующего в виде различных изоформ. Изоформы цит. Р-450 - гемопротеины. Они имеют общее строение активного центра, содержащего гемовое железо. Окисление гидрофобных субстратов в микросомах идет по трем основным путям: 1. включение атома О2 в связь между атомом водорода и атомом молекулы-субстрата (гидроксилирование) 2. добавление атома О2 в пи-связь (эпоксидирование) 3. присоединение атома кислорода к молекуле (окисление).
|
|
Наиболее типичная ферментативная активность микросомной системы — окисление липофильных субстратов, осуществляемое с помощью активации молекулярного кислорода (монооксигеназные реации): R-H+NADFH+O2+2H+=R-OH +NADF++H2O. Необходимые кофакторы микросомного окисления — восстановленные нуклеотиды (НАДФН и НАДН), которые взаимодействуют с цит. Р-450 через флавопротеин-НАДФН-цитохром Р-450-редуктазу. Некоторые разновидности цит. Р-450 локализуются в митохондриальной мембране.
Показано, что цит. Р-450 кодируется семейством «супергенов», которое составляет по крайней мере 50 генов, организованных в несколько мультигенных семейств. Гены СYРI несут информацию о ферментах, участвующих в обезвреживании ароматических углеводородов. Высокая активность СYР1А2 в организме появляется в ответ на курение и связана с увеличенным риском заболевания раком толстого кишечника. CYPII участвуют в метаболизме некоторых лекарственных соединений, CYPIII — в метаболизме стероидов.
|
|
Некоторые группы изоформ цит. Р-450, способны метаболизировать почти все липофильные искусственно синтезированные соединения: лекарства, пестициды и гербициды. Изоформы цит. Р-450 могут синтезироваться после проникновения в организм новых низкомолекулярных соединений подобно Ат.
Домен ДНК, участвующий в индукционном ответе на попадание в организм ароматических углеводородов, - Ah-домен (англ. Aromatic hydrocarbons). В цитоплазме ксенобиотик присоединяется к белковому комплексу,(Ah-рецептор - состоит из собственно рецептора AHR, белков теплового шока HSP и белка AIP. Группа сопутствующих протеинов предназначена для правильного ориентирования и стабилизации рецептора. Связывание сопровождается отщеплением HSP- и AIP-рецептора. Облегченный комплекс транспортируется в ядро, где формирует гетеродимер с белком - ядерным проводником ARNT (AHR Nuclear Translocator). Сформированный димер присоединяется к CYP-гену ДНК и активирует транскрипцию мРНК, кодирующую аминокислотную последовательность цит. Р-450, который и запускает процесс гидроксилирования ксенобиотика.
Увеличение активности изоформ цит. Р-450, участвующих в метаболизме гормонов, происходит в ответ на изменение гормонального статуса организма и существенно зависит от пола, возраста, периода репродуктивной активности животного.
Ингибиторы метаболизма ксенобиотиков в системе монооксигеназ —соединений, имеющих в своей структуре молекулу имидазольного кольца. Некоторые химические агенты (амфетамины, антибиотик олеандомицин) в результате метаболической активации способны жестко связывать цит. Р-450, полностью ингибируя его активность. Ингибиторами являются угарный газ, соли тяжелых металлов (Со, Сd, РЬ), хлороформ.
Индукторы монооксигеназной реакции - это фенобарбитал, кордиамин и полихлорированные бифенилы.
Цит. Р-450 - ключевой фермент в элиминации, детоксикации и метаболической активации экзогенных субстратов. Элиминация. Окисление приводит к увеличению гидрофильности чужеродных соединений. Это способствует их выведению или ускоряет реакции последующей детоксикации. Детоксикация. Потеря молекулой ее биологической активности, токсичности. Метаболическая активация. Продукт монооксигеназной реакции становится более активным соединением, чем молекула, из которой он образовался.
образование из бензпирена окисленных производных связываться с ДНК, вызывая мутагенез и канцерогенез, эстрогены могут быть метаболизированы цитохромом Р-450 путем образования 2-гидрокси-эстрона (снижает действие эстрогена и уменьшают риск рака) или 16-гидроксиэстрона (усиливает действие эстрогена и ув-т риск рака молочной железы- ускоряется жирной пищей), катаболизм лекарственного препарата местранола. Само лекарство имеет слабое сродство к эстрогеновым рецепторам. В процессе обезвреживания, т.е. деметилирования, оно превращается в этинилэстрадиол. Резко увеличивается сродство к рецепторам, что позволяет активно вмешиваться в функц-ние эндокринной системы.
16. Элиминация ксенобиотиков. Конъюгация ксенобиотиков: понятие, ферменты, участвующие в реакциях конъюгации, регуляция их активности.
Ксенобиотики – это любые чужеродные для организма соединения, которые способны вызывать в нем определенные изменения, в том числе заболевания и гибель.
Элиминация. Липофильные молекулы с трудом выводятся из биологических мембран, т.к. образуют гидрофобные связи с молекулами мембранных структур. Окисление определенных групп молекулярным кислородом в результате монооксигеназных реакций приводит к увеличению гидрофильности чужеродных соединений. Это способствует их выведению или ускоряет реакции последующей детоксикации, как правило, с участием ферментов, осуществляющих их конъюгацию с белками, что значительно облегчает выведение этих соединений из организма. Реакции конъюгации — это реакции биосинтеза, которые протекают с потреблением энергии. Важным обстоятельством этих реакций является особенность их внутриклеточной локализации. Значительная часть реакций конъюгации протекает на мембранах ЭПС, непосредственно в месте образования под влиянием оксидаз со смешанными функциями высокореактивных метаболитов. Это позволяет свести до минимума токсическое действие промежуточных продуктов метаболизма ксенобиотиков.
Ферменты, участвующие в реакциях конъюгации: Глютатион-8-трансфераза (ГТ-аза) - детоксифицирующий фермент, который катализирует реакцию взаимодействия глютатиона с токсичными электрофильными соединениями, приводя к образованию менее ядовитых и более растворимых в воде компонентов, которые могут быть легко экскретированы из организма. Компоненты, стимулирующие активность ГТ-азы, рассматриваются как ингибиторы злокачественного процесса. Вещества, способные стимулировать деятельность ГТ-азы, включают фталиды в семенах сельдерея, аллилсульфиды в чесноке и луке, дитиотионы и изотиоцианаты в брокколи и других овощах, лимоноиды в цитрусовых.
Один из шести индивидуумов в популяции (примерно 17% населения) наследует от родителей дефектный по глютатион-8-трансферазеген. По активности этого энзима всех людей можно разделить на три группы: клетки которых не способны к конъюгации, слабоконъюгирующие и высококонъюгирующие. Детоксикация ксенобиотика может происходить путем его конъюгации с глюкуроновой кислотой, сульфатом, глицином. Введение в организм D-глюкаровой кислоты (сахарная кислота) способствует образованию D-глюкаро-у-лактона (сахаролактона), который ингибирует превращение УДФ-D-глюкуроновой кислоты в глюкуроновую кислоту. Данный процесс катализируется B-глюкоронидазой, для которой упомянутый лактон является ингибитором. В свою очередь, накопление активной формы глюкуроновой кислоты будет способствовать реакции образования глюкуронидов, т.е. процессу обезвреживания чужеродных для организма соединений. Глюкаровая кислота входит в состав фруктов, а также выпускается в виде биологически активной добавки к пище. Множественные формы ферментов (изоферменты) ГТ-аза, УДФ-глюкуронил-трансфераза и сульфотрансфераза - также выражены в организме млекопитающих. Образующиеся при этом соединения выводятся из организма через почки, легкие, кишечник, слюнные, потовые и сальные железы.
17. Вредные химические вещества естественного происхождения. Биогенные амины.
Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные смеси, состоящие из сотен химических соединений. В состав пищевых продуктов входят, в основном, три группы соединений. Нутриенты - белки, липиды, углеводы, минеральные вещества и витамины, которые требуются организму для пластических целей, в качестве источников энергии, для нормального течения процессов пищеварения и метаболизма. Неалиментарные компоненты - соединения, участвующие в формировании органолептических качеств пищевого продукта. К ним относятся: предшественники нутриентов, продукты их распада, а также другие БАВ. Большинство веществ этой группы находится в продуктах питания в незначительных количествах. Среди них различают:
1. антиалиментарные факторы - вещества, препятствующие перевариванию или утилизации нутриентов (например, ингибиторы протеаз, содержащиеся в бобовых); 2. вредные химические вещества природного происхождения: постоянные компоненты некоторых натуральных продуктов (алкалоиды, пептиды); 3. вещества, содержащиеся в продуктах при определенных условиях (соланин в картофеле); 4. микроэлементы в высоких концентрациях за счет существования аномальных биохимических провинций.
Значительная часть химических соединений, обладающих токсичными свойствами и содержащихся в продуктах питания, имеет естественное происхождение. Ежедневное поступление ксенобиотиков естественного происхождения при обычной диете человека составляет около 2 г, а поступление синтетических пестицидов равно 0,09 мг. Некоторые из соединений обладают выраженной канцерогенной активностью. Для количественной оценки канцерогенной активности в модельных условиях используют индекс относительной канцерогенной активности (ОКА). ОКА показывает, какой процент потенциальной канцерогенной активности, тестированной на лабораторных животных, получает человек ежедневно на протяжении своей жизни. Чем меньше значение индекса ОКА, тем выше потенциальная канцерогенная активность продукта. Несмотря на поступление в организм человека соединений с выраженной канцерогенной активностью, их действие во многом нивелируется: 1) системой детоксикации ксенобиотиков; 2)антиканцерогенным действием (антиоксиданты - аскорбиновая кислота, витамины Е и А; монотерпен-лимонен-в цитрусовых.) Важно поступление в организм достаточных количеств антиканцерогенных соединений, которые способны нейтрализовать действие ксенобиотиков естественного и антропогенного происхождения. Биогенные амины (БА) могут образовываться МО, например при ферментативном декарбоксилировании. Произведенные с помощью микробиологической техники продукты питания (сыры, пиво) содержат значительное количество БА. При порче продуктов питания увеличивается содержание БА вследствие деятельности МО. Высокое поступление аминов с продуктами питания при одновременном приеме определенных медикаментов способно повышать кровяное давление, например через 1) тирамин, обычно расщепляющийся в кишечнике с помощью фермента моноаминооксидазы (МАО). МАО может ингибироваться гипотензивными препаратами, антидепрессантами или противотуберкулезными препаратами таким образом, что концентрация тирамина в кишечнике увеличивается. В этом случае всасывается большое количество тирамина, что способствует освобождению норадреналина из симпатических нервных окончаний и повышению АД. Содержание тирамина в продуктах питания составляет в среднем около 50 мкг/г. Однако в некоторых их них (шоколаде, сыре, пиве, вине и квашеной капусте) тирамин содержится в повышенных количествах. Сыр может содержать до 900 мкг/г. Пациентам с высоким АД частое употребление этих продуктов питания может быть небезвредно. 2)серотонин (в бананах, грецких орехах, помидорах), увеличивает АД. 3) гистамин, (в некоторых сортах вин, где его содержание может достигать 25 мг на литр), способен вступать в соединение с этанолом. Прием значительных количеств гистамина ведет к острой интоксикации у человека, которая выражается сильными головными болями и спазмами гладкой мускулатуры. Содержание БА в продуктах питания может был. снижено промывкой водой или сменой консервирующей жидкости.
18. Ртуть (Hg) - токсичный загрязнитель пищевых продуктов и воды. Проведение демеркуризации в быту.
Ртуть - рассеянный элемент. В атмосферу поступает как в ходе природных процессов (испарение со всей поверхности суши; возгонка ртути из соединений, находящихся в толще земной коры; вулканическая деятельность), так и за счёт антропогенной деятельности (пирометаллургия; цветная металлургия; сжигание любого органического топлива).
Поступившие в атмосферу пары ртути сорбируются аэрозолями, почвой, вымываются атмосферным осадками, включаясь в круговорот в почве и в воде (ионизируются, превращаются в соли, подвергаются метилированию, усваиваются растениями и животными). Метилирование неорганической ртути - ключевой этап процесса миграции ртути по пищевым цепям водных экосистем. Метилирование ртути МО подчиняется следующим закономерностям: 1)преобладающий продукт биол.метилирования ртути при РН=7 - метилртуть 2)сорость метилирования при окислительных условиях выше, чем при анаэробных 3) кол-во образуемой метилртути удваивается при десятикратном увеличении содержания неорганической ртути
Ртуть постоянно присутствует в теле человека, но не является эссенциальным микроэлементом. Ртуть отличается высокой токсичностью для любых форм жизни. Токсическое действие ртути зависит от вида соединения: алкилртутные соединения токсичнее неорганических. Наиболее токсичны метилртуть, этилртуть. Они больше накапливаются в организме, лучше растворяются в липидах, легче проникают через биомембраны. Чувствительность НС к метил- и этилртути высока.
В организм человека ртуть может попадать с продуктами питания раст. и жив. происхож., продуктами моря, атмосферным воздухом и водой.
В производственных условиях основное значение имеет поступление ртути в организм через дыхательные пути виде паров или пыли. Пары ртути полностью задерживаются в дыхательных путях, если концентрация их в воздухе не превышает 0,25мг/м3. Резорбция ртути в ЖКТ зависит от вида соединения: резорбция неорганических соединений составляет 2-15%, фенилртути-50-80%,метилртути-90-95%. Ртуть преимущественно накапливается в почках, селезёнке и печени. Органические соединения с белками легко проникают через гематоэнцефал. и плацентарный барьеры и накапливаются в голов.мозге, в том числе и плода, где их концентрация в 1,5-2 раза больше, чем у матери. В мозговой ткани метилртути содержится в 5-6 раз больше, чем в крови.
Неорганические соединения ртути нарушают обмен аскорбиновой кислоты, пиридоксина, кальция, меди, цинка, селена. Органические соединения - обмен белков, цистеина, аскорбиновой кислоты, токоферолов, железа, меди, марганца, селена.
Выводится ртуть из организма железами ЖКТ, почками, потовыми и молочными железами, лёгкими. В грудном молоке обычно содержится 5% от концентрации её в крови. Неорганические соединения выделяются преимущественно с мочой (период полувыведения-40 сут), а органические на 90% с калом и желчью(период полувыведения из организма-76 сут). Из организма новорождённых ртуть выводится медленнее. Она выводится из организма неравномерно. По мере выделения ртуть мобилизуется из депо.
Ртуть накапливается преимущественно в ядре клетки, затем в микросомах, цитоплазме, митохондриях. В основе механизма действия ртути лежит блокада биологически активных групп белковой молекулы и низкомолекулярных соединений с образованием обратимых комплексов, характеризующихся нуклеофильными лигандами. Установлено включение ртути в молекулу тРНК.
В начальные сроки воздействия малых концентраций ртути имеет место значительный выброс гормонов надпочечников и активирование их синтеза. Наблюдается возрастание активности МАО митохондриальной фракции печени. Пары ртути проявляют нейротоксичность, от чего особенно страдают высшие отделы ЦНС. Вначале возбудимость коры повышается, затем приобретает инертность. В дальнейшем развивается запредельное торможение. Неорганические соединения ртути обладают нефротоксичностью. Есть сведения о гонадотоксическом, эмбриотоксическом и тератогенном действии соединений ртути.
Основные проявления хронического воздействия малых концентраций ртути: повышенная нервозность, ослабление памяти, депрессия, парестезия, мышечная слабость, эмоциональная лабильность, нарушение координации движений, симптомы поражения почек. К данным симптомам могут присоединяться симптомы поражения ССС. Всё это обусловлено воздействием ртути на энзиматическую активность клеток, увеличением концентрации внутриклеточного Са, ингибированием синтеза ДНК и РНК.
Болезнь Минамата - ртутная интоксикация алиментарного происхождения, обусловленная употреблением в пищу рыбы и др гидробионтов, выловленных из водоёмов, загрязнённых ртутью (Япония).
При попадании любого кол-ва ртути в жилую зону следует выполнить следующие мероприятия:1)Изоляционные мероприятия: необходимо изолировать местонахождение ртути и само помещение. Надеть марлевую повязку и вывести из помещения всех жильцов. Открыть окна помещения и накрыть место с ртутью мокрой газетой. Загрязнённые вещи вынести из помещения. Плотно закрыть входную дверь и заклеить щель. 2)Мероприятия по снижению испаряемости ртути: снизить температуру в помещении (открыть окна). Прекратить действия в данном помещении. Изолированное помещение оставить на несколько часов. 3) Механическая демеркуризация: надеть одежду из синтетического материала, работать в резиновых перчатках. Необходимо приготовить стеклянную банку с крышкой, толстую иглу или вязальную спицу, мед .шприц, кусочки пластыря, лист плотной бумаги, настольную лампу. Смысл этого этапа состоит в сборе капель в герметичную ёмкость. Для закатывания капель на лист бумаги используют толстую иглу или спицу. Поверхность подсвечивают настольной лампой. Кусочки пластыря используют для сбора мелких капель. С помощью мед шприца и толстой иглы ртуть достают из щелей. Не рекомендуется пользоваться пылесосом. Банку с собранной ртутью обязательно отдать представителям МЧС. 4) Химическая демеркуризация: для этого необходим раствор с окислительными свойствами. На литр воды добавляют несколько кристаллов марганцовки, столовую ложку соли и столовую ложку уксусной эссенции. Наносить раствор на места, где производили сбор ртути, особенно в щелях. Раствор следует оставить нанесённым на 6-8 часов, периодически смачивая водой обработанную поверхность. В заключение обработанную поверхность следует тщательно промыть всё помещение.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1206; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!