Neutralizza le sostanze estranee. Forze protettive del corpo umano

Sostanze chimiche estranee (FCS)) sono anche chiamati xenobiotici(dal greco xenos - straniero). Includono composti che, per la loro natura e quantità, non sono inerenti al prodotto naturale, ma possono essere aggiunti per migliorare la tecnologia, mantenere o migliorare la qualità del prodotto, oppure possono formarsi nel prodotto come risultato del trattamento tecnologico e stoccaggio, nonché dalla contaminazione ambientale. Dall'ambiente, il 30-80% della quantità totale di sostanze chimiche estranee entra nel corpo umano con il cibo.

Le sostanze estranee possono essere classificate in base alla loro natura di azione, tossicità e grado di pericolo.

La natura dell'azione I COC che entrano nell’organismo con il cibo possono:

· fornire tossico generale azione;

· fornire allergico azione (sensibilizzare il corpo);

· fornire cancerogeno azione (causare tumori maligni);

· fornire embriotossico azione (effetto sullo sviluppo della gravidanza e del feto);

· fornire teratogeno azione (malformazioni fetali e nascita di figli con deformità);

· fornire gonadotossico azione (compromettere la funzione riproduttiva, cioè interrompere la funzione riproduttiva);

· inferiore forze protettive corpo;

· accelerare processi di invecchiamento;

· pregiudicare digestione E assimilazione nutrienti.

Potossicità, caratterizzando la capacità di una sostanza di causare danni all'organismo, tenere conto della dose, della frequenza, del metodo di ingresso della sostanza nociva e del tipo di avvelenamento.

Per grado di pericolo Le sostanze estranee si dividono in estremamente tossiche, altamente tossiche, moderatamente tossiche, poco tossiche, praticamente non tossiche e praticamente innocue.

I più studiati sono gli effetti acuti delle sostanze nocive che hanno un effetto diretto. È particolarmente difficile valutare gli effetti cronici della CCI sul corpo umano e le loro conseguenze a lungo termine.

Quanto segue può avere un effetto dannoso sul corpo:

· prodotti contenenti additivi alimentari (coloranti, conservanti, antiossidanti, ecc.) - non testati, non autorizzati o utilizzati in dosi elevate;

· prodotti o singole sostanze alimentari ottenuti mediante nuova tecnologia, mediante sintesi chimica o microbiologica, non testati o fabbricati in violazione della tecnologia o da materie prime scadenti;

· quantità residue di pesticidi contenute nei prodotti agricoli o zootecnici ottenuti utilizzando mangimi o acqua contaminati con elevate concentrazioni di pesticidi o in connessione con il trattamento degli animali con pesticidi;

· prodotti vegetali ottenuti utilizzando fertilizzanti e acque di irrigazione non testati, non autorizzati o utilizzati irrazionalmente (fertilizzanti minerali e altri prodotti agrochimici, rifiuti industriali e zootecnici solidi e liquidi, acque reflue domestiche, fanghi provenienti da impianti di trattamento delle acque reflue, ecc.);

· prodotti di origine animale e di pollame ottenuti utilizzando additivi e conservanti per mangimi non testati, non autorizzati o utilizzati in modo errato (additivi minerali e azotati, stimolanti della crescita - antibiotici, farmaci ormonali, ecc.). Questo gruppo comprende la contaminazione di prodotti associati a misure veterinarie, preventive e terapeutiche (antibiotici, antielmintici e altri farmaci);

· sostanze tossiche trasferite nei prodotti da attrezzature, utensili, utensili, contenitori, imballaggi quando si utilizzano plastiche, polimeri, gomma o altri materiali non testati o non autorizzati;

· sostanze tossiche che si formano nei prodotti alimentari durante il trattamento termico, l'affumicatura, la frittura, il trattamento enzimatico, l'irradiazione con radiazioni ionizzanti, ecc.;

· prodotti alimentari contenenti sostanze tossiche migranti dall'ambiente: aria atmosferica, suolo, corpi idrici (metalli pesanti, diossine, idrocarburi policiclici aromatici, radionuclidi, ecc.). Questo gruppo comprende il maggior numero di COC.

Uno dei possibili modi in cui i CCP immettono prodotti alimentari provenienti dall’ambiente è la loro inclusione nella “catena alimentare”.

"Catene alimentari" rappresentano una delle principali forme di interazione tra singoli organismi, ciascuno dei quali serve da cibo per altre specie. In questo caso avviene una serie continua di trasformazioni di sostanze in successivi collegamenti “preda-predatore”. Le principali varianti di tali circuiti sono mostrate in Fig. 2. Le più semplici possono essere considerate catene in cui gli inquinanti provengono dal suolo nei prodotti vegetali (funghi, erbe, verdure, frutta, cereali) a seguito dell'irrigazione delle piante, del trattamento con pesticidi, ecc., si accumulano in essi e quindi entrano l’approvvigionamento alimentare con il cibo.

Più complesse sono le “catene”, in cui sono presenti più anelli. Per esempio, erba - erbivori - esseri umani O grano - uccelli e animali - uomo. Le “catene alimentari” più complesse sono solitamente associate all’ambiente acquatico.

Riso. 2. Opzioni per l'ingresso del CCP nel corpo umano attraverso le catene alimentari

Le sostanze disciolte nell'acqua vengono estratte dal fitoplacton, quest'ultimo viene poi assorbito dallo zooplancton (protozoi, crostacei), quindi assorbito dai pesci “pacifici” e poi dai pesci predatori, entrando con essi nel corpo umano. Ma la catena può essere continuata mangiando pesce da uccelli e onnivori, e solo allora le sostanze nocive entrano nel corpo umano.

Una caratteristica delle “catene alimentari” è che in ogni collegamento successivo si verifica un accumulo (accumulo) di inquinanti in quantità significativamente maggiori rispetto al collegamento precedente. Pertanto, nei funghi la concentrazione di sostanze radioattive può essere 1.000-10.000 volte superiore a quella nel suolo. Pertanto, i prodotti alimentari che entrano nel corpo umano possono contenere concentrazioni molto elevate di CCP.

Al fine di proteggere la salute umana dagli effetti nocivi delle sostanze estranee che entrano nell'organismo con gli alimenti, vengono stabiliti alcuni limiti per garantire la sicurezza dell'utilizzo di prodotti che contengono sostanze estranee.

I principi di base per proteggere l’ambiente e i prodotti alimentari dalle sostanze chimiche estranee includono:

· regolamentazione igienica del contenuto di sostanze chimiche negli oggetti ambientali (aria, acqua, suolo, prodotti alimentari) e lo sviluppo della legislazione sanitaria sulla loro base (norme sanitarie, ecc.);

· sviluppo di nuove tecnologie in vari settori dell'industria e dell'agricoltura che inquinino minimamente l'ambiente (sostituzione di sostanze chimiche altamente pericolose con altre meno tossiche e instabili nell'ambiente; sigillatura e automazione dei processi produttivi; transizione verso una produzione senza rifiuti, cicli chiusi, eccetera.);

· introduzione di efficaci dispositivi sanitari e tecnici nelle imprese per ridurre le emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera, neutralizzare le acque reflue, i rifiuti solidi, ecc.;

· sviluppo e attuazione delle misure previste durante la costruzione per prevenire l'inquinamento ambientale (scelta di un sito per la costruzione di un oggetto, creazione di una zona di protezione sanitaria, ecc.);

· attuazione della supervisione sanitaria ed epidemiologica statale degli oggetti che inquinano l'aria atmosferica, i corpi idrici, il suolo, le materie prime alimentari;

· attuazione del controllo sanitario ed epidemiologico statale degli oggetti in cui può verificarsi la contaminazione delle materie prime alimentari e dei prodotti alimentari da parte di sostanze chimiche (aziende dell'industria alimentare, imprese agricole, magazzini alimentari, imprese di ristorazione, ecc.).

Immunità: cos'è.

L’obiettivo finale del sistema immunitario è distruggere un agente estraneo, che può essere un agente patogeno, un corpo estraneo, una sostanza tossica o una cellula degenerata del corpo stesso. Nel sistema immunitario degli organismi sviluppati esistono molti modi per rilevare ed eliminare agenti estranei, la loro totalità è chiamata risposta immunitaria.

Tutte le forme di risposta immunitaria possono essere suddivise in reazioni acquisite e innate.

Immunità acquisita si forma dopo il "primo incontro" con un antigene specifico: le cellule della memoria (linfociti T) sono responsabili della memorizzazione delle informazioni su questo "incontro". L'immunità acquisita è altamente specifica per un tipo specifico di antigene e consente di distruggerli in modo rapido ed efficiente in caso di incontri ripetuti.

Antigeni sono molecole che provocano reazioni specifiche nel corpo e vengono percepite come agenti estranei. Ad esempio, le persone che hanno avuto la varicella (morbillo, difterite) spesso sviluppano un’immunità permanente a queste malattie.

Immunità innata caratterizzato dalla capacità del corpo di neutralizzare un biomateriale estraneo e potenzialmente pericoloso (microrganismi, trapianti, tossine, cellule tumorali, cellule infettate da un virus), che esiste inizialmente, prima del primo ingresso di questo biomateriale nel corpo.

Morfologia del sistema immunitario

Il sistema immunitario dell'uomo e di altri vertebrati è un complesso di organi e cellule in grado di svolgere funzioni immunologiche. Prima di tutto, la risposta immunitaria viene effettuata dai leucociti. La maggior parte delle cellule del sistema immunitario provengono dai tessuti emopoietici. Negli adulti, lo sviluppo di queste cellule inizia nel midollo osseo. Solo i linfociti T si differenziano all'interno del timo (ghiandola del timo). Le cellule mature si depositano negli organi linfoidi e ai confini con l'ambiente, vicino alla pelle o sulle mucose.

Il corpo degli animali con meccanismi di immunità acquisita produce molte varietà di cellule immunitarie specifiche, ciascuna delle quali è responsabile di un antigene specifico. La presenza di un gran numero di varietà di cellule immunitarie è necessaria per respingere gli attacchi di microrganismi che possono mutare e modificare la loro composizione antigenica. Una parte significativa di queste cellule completa il proprio ciclo vitale senza prendere parte alla difesa dell’organismo, ad esempio senza incontrare antigeni adatti.

Il sistema immunitario protegge il corpo dalle infezioni in più fasi, ciascuna delle quali aumenta la specificità della protezione. La linea di difesa più semplice sono le barriere fisiche (pelle, mucose) che impediscono alle infezioni - batteri e virus - di entrare nel corpo. Se un agente patogeno penetra queste barriere, il sistema immunitario innato attua una reazione intermedia non specifica. Il sistema immunitario innato si trova in tutte le piante e gli animali. Nel caso in cui gli agenti patogeni superino con successo l'influenza dei meccanismi immunitari innati, i vertebrati hanno un terzo livello di difesa: la difesa immunitaria acquisita. Questa parte del sistema immunitario adatta la sua risposta durante il processo infettivo per migliorare il riconoscimento del materiale biologico estraneo. Questa risposta migliorata persiste dopo che l'agente patogeno è stato sradicato sotto forma di memoria immunologica. Permette ai meccanismi dell'immunità acquisita di sviluppare una risposta più rapida e più forte ogni volta che appare lo stesso agente patogeno.

Sia l'immunità innata che quella acquisita dipendono dalla capacità del sistema immunitario di distinguere le proprie molecole da quelle estranee. In immunologia per molecole self si intendono quei componenti del corpo che il sistema immunitario è in grado di distinguere da quelli estranei. Al contrario, le molecole riconosciute come estranee sono chiamate non-self. Le molecole riconosciute sono chiamate antigeni, che attualmente vengono definiti come sostanze che si legano a specifici recettori immunitari del sistema immunitario acquisito.

Barriere superficiali

Gli organismi sono protetti dalle infezioni da una serie di barriere meccaniche, chimiche e biologiche.

Esempi barriere meccaniche Il rivestimento ceroso di molte foglie di piante, l'esoscheletro di artropodi, i gusci delle uova e la pelle possono fungere da primo stadio di protezione contro le infezioni. Tuttavia, il corpo non può essere completamente separato dall'ambiente esterno, quindi esistono altri sistemi che proteggono i messaggi esterni del corpo: il sistema respiratorio, digestivo e genito-urinario. Questi sistemi possono essere suddivisi in costantemente attivi e attivati in risposta ad un'intrusione.

Un esempio di un sistema costantemente operativo sono i minuscoli peli sulle pareti della trachea, chiamati ciglia, che compiono rapidi movimenti verso l'alto per rimuovere polvere, polline o altri piccoli corpi estranei in modo che non possano entrare nei polmoni. Allo stesso modo, l'espulsione dei microrganismi avviene attraverso l'azione di lavaggio delle lacrime e dell'urina. Il muco secreto nel sistema respiratorio e digestivo serve a legare e immobilizzare i microrganismi.

Se i meccanismi costantemente operativi non bastano, si attivano meccanismi di “emergenza” per la pulizia dell’organismo, come tosse, starnuti, vomito e diarrea.

Oltre a questo ci sono barriere protettive chimiche. Peptidi antimicrobici (proteine) rilasciati dalla pelle e dalle vie respiratorie

Enzimi come il lisozima e la fosfolipasi A si trovano nella saliva, nelle lacrime e nel latte materno e hanno anche effetti antimicrobici. Le secrezioni vaginali agiscono come una barriera chimica dopo l'inizio delle mestruazioni, quando diventano leggermente acide. Lo sperma contiene defensine e zinco per distruggere gli agenti patogeni. Nello stomaco, l’acido cloridrico e gli enzimi proteolitici fungono da potenti fattori chimici protettivi contro i microrganismi ingeriti con il cibo.

Nei tratti genito-urinario e gastrointestinale ci sono barriere biologiche, rappresentato da microrganismi amici - commensali. La microflora non patogena, che si è adattata a vivere in queste condizioni, compete con i batteri patogeni per il cibo e lo spazio, spostandoli così dalle aree barriera. Ciò riduce la probabilità che gli agenti patogeni raggiungano livelli sufficienti a causare infezioni.

Immunità innata

Se un microrganismo riesce a penetrare le barriere primarie, incontra le cellule e i meccanismi del sistema immunitario innato. La difesa immunitaria innata non è specifica, cioè i suoi componenti riconoscono e rispondono ai corpi estranei, indipendentemente dalle loro caratteristiche, secondo meccanismi generalmente accettati. Questo sistema non crea un’immunità a lungo termine verso un’infezione specifica.

Le reazioni immunitarie aspecifiche comprendono le reazioni infiammatorie, il sistema del complemento, nonché i meccanismi di uccisione non specifici e la fagocitosi.

Questi meccanismi sono discussi nella sezione “Meccanismi”, il sistema del complemento è discusso nella sezione “Molecole”.

Immunità acquisita

Il sistema immunitario acquisito è apparso durante l'evoluzione dei vertebrati inferiori. Fornisce una risposta immunitaria più intensa, così come una memoria immunologica, grazie alla quale ogni microrganismo estraneo viene “ricordato” dai suoi antigeni unici. Il sistema immunitario acquisito è antigene-specifico e richiede il riconoscimento di specifici antigeni estranei (“non self”) in un processo chiamato presentazione dell’antigene. La specificità dell'antigene consente reazioni destinate a specifici microrganismi o cellule da essi infettate. La capacità di eseguire reazioni così strettamente mirate è mantenuta nel corpo dalle “cellule di memoria”. Se un ospite viene infettato da un microrganismo più di una volta, queste cellule di memoria specifiche vengono utilizzate per uccidere rapidamente quel microrganismo.

Le cellule effettrici di una risposta immunitaria specifica sono discusse nella sezione "Cellule" i meccanismi di spiegamento della risposta immunitaria con la loro partecipazione sono discussi nella sezione "Meccanismi".

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NEL CIBO

Le sostanze chimiche estranee includono composti che, per loro natura e quantità, non sono inerenti al prodotto naturale, ma possono essere aggiunti per migliorare la tecnologia per preservare o migliorare la qualità del prodotto e le sue proprietà nutrizionali, oppure possono formarsi nel prodotto come come risultato del trattamento tecnologico (riscaldamento, frittura, irradiazione, ecc.) e della conservazione, nonché la penetrazione in esso o negli alimenti a causa di contaminazione.

Secondo ricercatori stranieri, della quantità totale di sostanze chimiche estranee che penetrano dall'ambiente nel corpo umano, a seconda delle condizioni locali, il 30-80% o più proviene dal cibo (K. Norn, 1976).

La gamma dei possibili effetti patogeni dei COC introdotti nell’organismo tramite il cibo è molto ampia. Loro possono:

1) influenzano negativamente la digestione e l'assorbimento dei nutrienti;

2) ridurre le difese dell’organismo;

3) sensibilizzare il corpo;

4) hanno un effetto tossico generale;

5) provocare effetti gonadotossici, embriotossici, teratogeni e cancerogeni;

6) accelerare il processo di invecchiamento;

7) interrompere la funzione riproduttiva.

Il problema dell'impatto negativo dell'inquinamento ambientale sulla salute umana sta diventando sempre più acuto. Ha superato i confini nazionali ed è diventato globale. Lo sviluppo intensivo dell'industria e la chimica dell'agricoltura portano alla comparsa nell'ambiente di grandi quantità di composti chimici dannosi per il corpo umano. È noto che una parte significativa di sostanze estranee entra nel corpo umano con il cibo (ad esempio metalli pesanti - fino al 70%). Pertanto, un’ampia informazione da parte della popolazione e degli specialisti sui contaminanti negli alimenti è di grande importanza pratica. La presenza di contaminanti nei prodotti alimentari che non hanno valore nutrizionale o biologico o che sono tossici minaccia la salute umana. Naturalmente questo problema, che riguarda sia i prodotti alimentari tradizionali che quelli nuovi, è diventato particolarmente acuto oggigiorno. Il concetto di “sostanza estranea” è diventato il centro attorno al quale ancora si accendono le discussioni. L’Organizzazione Mondiale della Sanità e altre organizzazioni internazionali si occupano intensamente di questi problemi da circa 40 anni, e le autorità sanitarie di molti paesi stanno cercando di controllarli e di introdurre la certificazione alimentare. I contaminanti possono entrare negli alimenti accidentalmente sotto forma di contaminanti contaminanti e talvolta vengono introdotti appositamente sotto forma di additivi alimentari quando ciò è presumibilmente dovuto a necessità tecnologiche. I contaminanti presenti negli alimenti possono, in determinate condizioni, causare intossicazioni alimentari, che rappresentano un rischio per la salute umana. Allo stesso tempo, la situazione tossicologica generale è ulteriormente complicata dalla frequente assunzione di altre sostanze non alimentari, ad esempio i farmaci; l'ingresso nel corpo di sostanze estranee sotto forma di sottoprodotti dell'attività industriale e di altro tipo attraverso l'aria, l'acqua, gli alimenti consumati e i medicinali. Le sostanze chimiche che entrano negli alimenti dal nostro ambiente creano problemi, la cui soluzione è una necessità urgente. Di conseguenza, è necessario valutare il significato biologico della minaccia di queste sostanze per la salute umana e rivelare la sua connessione con fenomeni patologici nel corpo umano.

Uno dei possibili modi in cui i CCP entrano nei prodotti alimentari è la loro inclusione nella cosiddetta catena alimentare.

Pertanto, il cibo che entra nel corpo umano può contenere concentrazioni molto elevate di sostanze chiamate sostanze estranee (FCS).

Le catene alimentari rappresentano una delle principali forme di relazione tra diversi organismi, ognuno dei quali viene divorato da un'altra specie. In questo caso avviene una serie continua di trasformazioni di sostanze in successivi collegamenti preda-predatore. Le principali opzioni per tali catene alimentari sono presentate nella figura. Si possono considerare le catene più semplici in cui i prodotti vegetali: funghi, erbe aromatiche (prezzemolo, aneto, sedano, ecc.), verdura e frutta, cereali - ricevono sostanze inquinanti dal suolo a seguito dell'irrigazione delle piante (dall'acqua), quando trattare le piante con pesticidi per controllare i parassiti; si fissano e in alcuni casi si accumulano al loro interno per poi entrare nel corpo umano insieme al cibo, acquisendo la capacità di incidere positivamente o, più spesso, negativamente su di esso.

Le catene che hanno più maglie sono più complesse. Ad esempio, erba - erbivori - esseri umani o grano - uccelli e animali - esseri umani. Le catene alimentari più complesse sono solitamente associate agli ambienti acquatici. Le sostanze disciolte nell'acqua vengono estratte dal fitoplancton, quest'ultimo viene poi assorbito dallo zooplancton (protozoi, crostacei), quindi assorbito dai pesci “pacifici” e poi predatori, che poi entrano nel corpo umano. Ma la catena può essere continuata mangiando pesce da uccelli e onnivori (maiali, orsi) e solo allora entrando nel corpo umano. Una caratteristica delle catene alimentari è che in ogni collegamento successivo si verifica un accumulo (accumulo) di inquinanti in quantità significativamente maggiori rispetto al collegamento precedente. Pertanto, secondo V. Eichler, in relazione ai preparati DDT, le alghe, una volta estratte dall'acqua, possono aumentare (accumulare) la concentrazione del farmaco di 3000 volte; nel corpo dei crostacei questa concentrazione aumenta altre 30 volte; nel corpo del pesce – altre 10-15 volte; e nel tessuto adiposo dei gabbiani che si nutrono di questo pesce - 400 volte. Naturalmente, il grado di accumulo di alcuni contaminanti negli anelli della catena alimentare può variare in modo significativo a seconda del tipo di contaminanti e della natura dell'anello della catena. È noto, ad esempio, che nei funghi la concentrazione di sostanze radioattive può essere 1000-10.000 volte superiore a quella del suolo.

Opzioni per l'ingresso di sostanze estranee

Il sangue è costituito da elementi formati: globuli rossi, leucociti, piastrine e fluido plasmatico.

globuli rossi La maggior parte dei mammiferi ha cellule anucleate che vivono 30-120 giorni.

Combinandosi con l’ossigeno, l’emoglobina nei globuli rossi forma l’ossiemoglobina, che trasporta l’ossigeno ai tessuti e l’anidride carbonica dai tessuti ai polmoni. Ci sono 5-7 milioni di globuli rossi in 1 mm3 nei bovini, 7-9 nelle pecore, 5-8 nei maiali e 8-10 milioni di globuli rossi nei cavalli.

Leucociti capaci di movimento indipendente, passano attraverso le pareti dei capillari. Sono divisi in due gruppi: granulari - granulociti e non granulari - agranulociti. I leucociti granulari si dividono in: eosinofili, basofili e neutrofili. Gli eosinofili neutralizzano le proteine estranee. I basofili trasportano sostanze biologicamente attive e partecipano alla coagulazione del sangue. I neutrofili effettuano la fagocitosi, l'assorbimento di microbi e cellule morte.

Agranulociti sono costituiti da linfociti e monociti. In base alle dimensioni, i linfociti sono divisi in grandi, medi e piccoli e in base alla funzione in linfociti B e linfociti T. I linfociti B o gli immunociti formano proteine protettive - anticorpi che neutralizzano i veleni di microbi e virus. I linfociti T o linfociti timo-dipendenti rilevano le sostanze estranee nel corpo e regolano le funzioni protettive con l'aiuto dei linfociti B. I monociti sono capaci di fagocitosi, assorbendo cellule morte, microbi e particelle estranee.

Piastre di sangue partecipano alla coagulazione del sangue e secernono serotonina, che restringe i vasi sanguigni.

Il sangue, insieme alla linfa e al fluido tissutale, costituisce l'ambiente interno del corpo. Per condizioni di vita normali è necessario mantenere un ambiente interno costante. Il corpo mantiene a un livello relativamente costante la quantità di sangue e fluido tissutale, la pressione osmotica, la reazione del sangue e del fluido tissutale, la temperatura corporea, ecc. La costanza della composizione e delle proprietà fisiche dell'ambiente interno è chiamata omeostasi. Si mantiene attraverso il funzionamento continuo degli organi e dei tessuti del corpo.

Il plasma contiene proteine, glucosio, lipidi, acido lattico e piruvico, sostanze azotate non proteiche, sali minerali, enzimi, ormoni, vitamine, pigmenti, ossigeno, anidride carbonica, azoto. La maggior parte delle proteine plasmatiche (6-8%) sono albumine e globuline. La globulina del fibronogeno è coinvolta nella coagulazione del sangue. Le proteine, creando pressione oncotica, mantengono il normale volume sanguigno e una quantità costante di acqua nei tessuti. Gli anticorpi sono formati da gammaglobuline, che creano l'immunità nel corpo e lo proteggono da batteri e virus.

Il sangue svolge le seguenti funzioni:

nutriente- trasporta i nutrienti (prodotti della scomposizione di proteine, carboidrati, lipidi, nonché vitamine, ormoni, sali minerali e acqua) dal tratto digestivo alle cellule del corpo;
escretore- rimozione dei prodotti metabolici dalle cellule del corpo. Entrano nel fluido tissutale dalle cellule e da esso nella linfa e nel sangue. Vengono trasportati dal sangue agli organi emuntori - reni e pelle - e rimossi dal corpo;
respiratorio- trasporta l'ossigeno dai polmoni ai tessuti e l'anidride carbonica in essi formata ai polmoni. Passando attraverso i capillari dei polmoni, il sangue cede anidride carbonica e assorbe ossigeno;
normativo- effettua la comunicazione umorale tra gli organi. Le ghiandole endocrine secernono ormoni nel sangue. Queste sostanze vengono trasportate dal sangue all'organismo, agendo sugli organi, modificandone l'attività;
protettivo. I leucociti del sangue hanno la capacità di assorbire i microbi e altre sostanze estranee che entrano nel corpo; producono anticorpi che si formano quando i microbi, i loro veleni, le proteine estranee e altre sostanze penetrano nel sangue o nella linfa. La presenza di anticorpi nel corpo ne garantisce l'immunità;
termoregolatore. Il sangue effettua la termoregolazione grazie alla circolazione continua e all'elevata capacità termica. In un organo funzionante, come risultato del metabolismo, viene rilasciata energia termica. Il calore viene assorbito dal sangue e distribuito in tutto il corpo, di conseguenza il sangue aiuta a diffondere il calore in tutto il corpo e a mantenere una certa temperatura corporea.

Negli animali a riposo, circa la metà di tutto il sangue circola nei vasi sanguigni e l'altra metà viene trattenuta nella milza, nel fegato, nella pelle, nel deposito del sangue. Se necessario, il corpo fornisce sangue nel flusso sanguigno. La quantità di raccolto negli animali è in media l'8% del peso corporeo. La perdita di 1/3-1/2 del sangue può portare alla morte dell'animale.

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Materiali aggiuntivi sull'argomento

La versatilità dell'impatto del cibo sul corpo umano è dovuta non solo alla presenza di energia e materiali plastici, ma anche all'enorme quantità di cibo, compresi componenti minori e composti non nutritivi. Questi ultimi possono avere attività farmacologica o avere effetti avversi.

Il concetto di biotrasformazione di sostanze estranee comprende, da un lato, i processi del loro trasporto, metabolismo e tossicità, dall'altro la possibilità dell'influenza dei singoli nutrienti e dei loro complessi su questi sistemi, che alla fine garantisce la neutralizzazione e eliminazione degli xenobiotici. Tuttavia, alcuni di essi sono altamente resistenti alla biotrasformazione e causano danni alla salute. In questo aspetto, va notato anche il termine disintossicazione - il processo di neutralizzazione delle sostanze nocive che sono entrate in un sistema biologico. Attualmente è stata accumulata una grande quantità di materiale scientifico sull'esistenza di meccanismi generali di tossicità e biotrasformazione di sostanze estranee, tenendo conto della loro natura chimica e dello stato del corpo. I più studiati meccanismo di disintossicazione in due fasi degli xenobiotici.

Nella prima fase, come risposta del corpo, avvengono le loro trasformazioni metaboliche in vari composti intermedi. Questa fase è associata all'attuazione delle reazioni enzimatiche di ossidazione, riduzione e idrolisi, che di solito si verificano negli organi e nei tessuti vitali: fegato, reni, polmoni, sangue, ecc.

Ossidazione gli xenobiotici sono catalizzati dagli enzimi epatici microsomiali con la partecipazione del citocromo P-450. L'enzima ha un gran numero di isoforme specifiche, il che spiega la varietà di sostanze tossiche che subiscono l'ossidazione.

Recupero effettuato con la partecipazione della flavoproteina NADON-dipendente e del citocromo P-450. Ad esempio, possiamo citare le reazioni di riduzione dei nitro e azo composti in ammine e dei chetoni in alcoli secondari.

Decomposizione idrolitica Di norma gli esteri e le ammidi vengono sottoposti a successiva deesterificazione e deaminazione.

I suddetti percorsi di biotrasformazione portano a cambiamenti nella molecola xenobiotica: aumento della polarità, della solubilità, ecc. Ciò contribuisce alla loro rimozione dal corpo, riducendo o eliminando l'effetto tossico.

Tuttavia, i metaboliti primari possono essere altamente reattivi e più tossici delle sostanze tossiche originarie. Questo fenomeno è chiamato attivazione metabolica. I metaboliti reattivi raggiungono le cellule bersaglio, innescano una catena di processi catobiochimici secondari che sono alla base del meccanismo degli effetti epatotossici, nefrotossici, cancerogeni, mutageni, immunogenici e delle malattie corrispondenti.

Di particolare importanza quando si considera la tossicità degli xenobiotici è la formazione di prodotti intermedi di ossidazione dei radicali liberi che, insieme alla produzione di metaboliti reattivi dell'ossigeno, portano all'induzione della perossidazione lipidica (LPO) delle membrane biologiche e al danneggiamento delle cellule viventi. In questo caso, un ruolo importante è giocato dallo stato del sistema antiossidante del corpo.

La seconda fase di disintossicazione è associata alla cosiddetta reazioni di coniugazione. Un esempio sono le reazioni di legame dell'-OH attivo; -NH2; -COOH; Gruppi SH di metaboliti xenobiotici. I partecipanti più attivi nelle reazioni di neutralizzazione sono gli enzimi della famiglia delle glutatione transferasi, glucoroniltransferasi, sulfotransferasi, aciltransferasi, ecc.

Nella fig. La Figura 6 mostra uno schema generale del metabolismo e del meccanismo di tossicità delle sostanze estranee.

Riso. 6.

Il metabolismo degli xenobiotici può essere influenzato da molti fattori: fattori genetici, fisiologici, ambientali, ecc.

È di interesse teorico e pratico soffermarsi sul ruolo dei singoli componenti alimentari nella regolazione dei processi metabolici e nell'attuazione della tossicità delle sostanze estranee. Tale partecipazione può avvenire nelle fasi di assorbimento nel tratto gastrointestinale, circolazione epatico-intestinale, trasporto sanguigno, localizzazione nei tessuti e nelle cellule.

Tra i principali meccanismi di biotrasformazione degli xenobiotici, sono importanti i processi di coniugazione con il glutatione ridotto - T-y-glutamil-D-cisteinil glicina (TSH) - il principale componente tiolico della maggior parte delle cellule viventi. Il TSH ha la capacità di ridurre gli idroperossidi nella reazione della glutatione perossidasi ed è un cofattore della formaldeide deidrogenasi e della gliossilasi. La sua concentrazione nella cellula (pool cellulare) dipende in modo significativo dalle proteine e dagli aminoacidi contenenti zolfo (cisteina e metionina) presenti nella dieta, quindi una carenza di questi nutrienti aumenta la tossicità di un'ampia gamma di sostanze chimiche pericolose.

Come notato sopra, un ruolo importante nel preservare la struttura e le funzioni di una cellula vivente quando esposta ai metaboliti attivi dell'ossigeno e ai prodotti di ossidazione dei radicali liberi di sostanze estranee è svolto dal sistema antiossidante del corpo. È costituito dai seguenti componenti principali: superossido dismutasi (SOD), glutatione ridotto, alcune forme di glutatione-B-transferasi, vitamine E, C, p-carotene, l'oligoelemento selenio - come cofattore della glutatione perossidasi, nonché componenti alimentari non nutritivi - una vasta gamma di fitocomposti (bioflavonoidi).

Ciascuno di questi composti ha un'azione specifica nel trasportatore metabolico generale, costituendo il sistema di difesa antiossidante dell'organismo:

La SOD, nelle sue due forme, Cu-Zn-SOD citoplasmatica e Mn-mitocondriale-dipendente, catalizza la reazione di dismutazione dello 0 2 _ in acqua ossigenata e ossigeno;
L'ESH (tenendo conto delle funzioni di cui sopra) realizza la sua azione in diverse direzioni: mantiene i gruppi sulfidrilici delle proteine in uno stato ridotto, funge da donatore di protoni per la glutatione perossidasi e la glutatione-D-transferasi, agisce come un agente non enzimatico non specifico quencher dei radicali liberi dell'ossigeno, convertendosi infine in glutatione ossidativo (TSSr). La sua riduzione è catalizzata dalla glutatione reduttasi solubile NADPH-dipendente, il cui coenzima è la vitamina B2, che determina il ruolo di quest'ultima in una delle vie di biotrasformazione xenobiotica.

Vitamina E (os-tocoferolo). Il ruolo più significativo nel sistema di regolazione della perossidazione lipidica appartiene alla vitamina E, che neutralizza i radicali liberi degli acidi grassi e riduce i metaboliti dell'ossigeno. Il ruolo protettivo del tocoferolo è stato dimostrato sotto l'influenza di numerosi inquinanti ambientali che inducono la perossidazione lipidica: ozono, NO 2 , CC1 4 , Cd, Pb, ecc.

Insieme all'attività antiossidante, la vitamina E ha proprietà anticarcinogene: inibisce la N-nitrosazione delle ammine secondarie e terziarie nel tratto gastrointestinale con la formazione di N-nitrosammine cancerogene, ha la capacità di bloccare la mutagenicità degli xenobiotici e influenza l'attività del sistema della monoossigenasi.

Vitamina C. L'effetto antiossidante dell'acido ascorbico in condizioni di esposizione a sostanze tossiche che inducono la perossidazione lipidica si manifesta in un aumento del livello del citocromo P-450, dell'attività della sua reduttasi e del tasso di idrossilazione dei substrati nei microsomi epatici.

Le proprietà più importanti della vitamina C legate al metabolismo dei composti estranei sono anche:

la capacità di inibire il legame covalente con macromolecole di composti intermedi attivi di vari xenobiotici - acetomionofene, benzene, fenolo, ecc.;
blocca (simile alla vitamina E) la nitrosazione delle ammine e la formazione di composti cancerogeni sotto esposizione al nitrito.

Molte sostanze estranee, come i componenti del fumo di tabacco, ossidano l'acido ascorbico in deidroascorbato, riducendone così il contenuto nel corpo. Questo meccanismo è la base per determinare l'apporto di vitamina C dei fumatori, dei gruppi organizzati, compresi i lavoratori delle imprese industriali che sono in contatto con sostanze estranee nocive.

Per prevenire la cancerogenesi chimica, il premio Nobel L. Pauling ha raccomandato l'uso di megadosi che superano di 10 o più volte il fabbisogno giornaliero. La fattibilità e l’efficacia di tali quantità rimane controversa, poiché la saturazione dei tessuti del corpo umano in queste condizioni è assicurata dal consumo giornaliero di 200 mg di acido ascorbico.

I componenti alimentari non nutritivi che formano il sistema antiossidante del corpo includono fibre alimentari e fitocomposti biologicamente attivi.

Fibra alimentare. Questi includono cellulosa, emicellulosa, pectine e lignina, che sono di origine vegetale e non vengono influenzate dagli enzimi digestivi.

La fibra alimentare può influenzare la biotrasformazione di sostanze estranee nelle seguenti aree:

influenzando la peristalsi intestinale, accelerano il passaggio del contenuto e quindi riducono il tempo di contatto delle sostanze tossiche con la mucosa;
modificare la composizione della microflora e l'attività degli enzimi microbici coinvolti nel metabolismo degli xenobiotici o dei loro coniugati;
hanno proprietà di adsorbimento e scambio cationico, che consentono di legare agenti chimici, ritardare il loro assorbimento e accelerare l'escrezione dal corpo. Queste proprietà influenzano anche la circolazione epatico-intestinale e garantiscono il metabolismo degli xenobiotici che entrano nell'organismo attraverso varie vie.

Studi sperimentali e clinici hanno stabilito che l'inclusione di cellulosa, carragenina, gomma guar, pectina e crusca di frumento nella dieta porta all'inibizione della 3-glucuronidasi e della mucinasi dei microrganismi intestinali. Questo effetto dovrebbe essere considerato come un'altra capacità delle fibre alimentari trasformare le sostanze estranee impedendo l'idrolisi dei coniugati di tali sostanze, rimuovendole dalla circolazione epatico-intestinale e aumentando l'escrezione dall'organismo con prodotti metabolici.

Esistono prove della capacità della pectina a basso metossilato di legare mercurio, cobalto, piombo, nichel, cadmio, manganese e stronzio. Tuttavia, questa capacità delle singole pectine dipende dalla loro origine e richiede studio e utilizzo selettivo. Ad esempio, la pectina degli agrumi non presenta un effetto di adsorbimento visibile, attiva debolmente la 3-glucuronidasi della microflora intestinale ed è caratterizzata da una mancanza di proprietà preventive in caso di carcinogenesi chimica indotta.

Fitocomposti biologicamente attivi. La neutralizzazione delle sostanze tossiche con la partecipazione di fitocomposti è associata alle loro proprietà di base:

influenzare i processi metabolici e neutralizzare le sostanze estranee;
hanno la capacità di legare i radicali liberi e i metaboliti reattivi degli xenobiotici;
inibire gli enzimi che attivano sostanze estranee e attivare gli enzimi di disintossicazione.

Molti dei fitocomposti naturali hanno proprietà specifiche come induttori o inibitori di agenti tossici. I composti organici contenuti nelle zucchine, nel cavolfiore, nei cavoletti di Bruxelles e nei broccoli sono in grado di indurre il metabolismo di sostanze estranee, il che è confermato dall'accelerazione del metabolismo della fenacetina e dall'accelerazione dell'emivita dell'antipirina nel plasma sanguigno dei soggetti che hanno ricevuto verdure crocifere nella loro dieta.

Particolare attenzione è rivolta alle proprietà di questi composti, così come ai fitocomposti di tè e caffè - catechine e diterpeni (kafeolo e cafestolo) - che stimolano l'attività del sistema monoossigenasi e della glutatione-S-transferasi del fegato e della mucosa intestinale. Quest'ultimo è alla base del loro effetto antiossidante quando esposti ad agenti cancerogeni e all'attività antitumorale.

È opportuno soffermarsi sul ruolo biologico delle altre vitamine nei processi di biotrasformazione di sostanze estranee non associate al sistema antiossidante.

Molte vitamine svolgono le funzioni dei coenzimi direttamente nei sistemi enzimatici associati al metabolismo degli xenobiotici, nonché negli enzimi per la biosintesi dei componenti dei sistemi di biotrasformazione.

Tiamina (vitamina Bt). È noto che la carenza di tiamina provoca un aumento dell'attività e del contenuto dei componenti del sistema monoossigenasi, considerato un fattore sfavorevole che contribuisce all'attivazione metabolica di sostanze estranee. Pertanto, l’apporto di vitamine nella dieta può svolgere un certo ruolo nel meccanismo di disintossicazione dagli xenobiotici, compresi i veleni industriali.

Riboflavina (vitamina B2). Le funzioni della riboflavina nei processi di biotrasformazione di sostanze estranee si realizzano principalmente attraverso i seguenti processi metabolici:

partecipazione al metabolismo delle flavoproteine microsomiali NADPH-citocromo P-450 reduttasi, NADPH-citocromo b 5 reduttasi;
garantendo il lavoro delle aldeidi ossidasi e della glutatione reduttasi attraverso il ruolo coenzimatico del FAD con la generazione di TSH dal glutatione ossidato.

Un esperimento sugli animali ha dimostrato che la carenza vitaminica porta ad una diminuzione dell'attività dell'UDP-glucuroniltransferasi nei microsomi epatici sulla base di una diminuzione della velocità di coniugazione glucuronidica di /7-nitrofenolo e o-amminofenolo. Esistono prove di un aumento del contenuto del citocromo P-450 e del tasso di idrossilazione di aminopirina e anilina nei microsomi con carenza nutrizionale di riboflavina nei topi.

Cobalamine (vitamina B 12) e acido folico. L'effetto sinergico delle vitamine in esame sui processi di biotrasformazione degli xenobiotici è spiegato dall'effetto lipotropico del complesso di questi nutrienti, il cui elemento più importante è l'attivazione della glutatione-D-transferasi e l'induzione organica del sistema monoossigenasi .

Studi clinici hanno dimostrato lo sviluppo di una carenza di vitamina B12 in caso di esposizione del corpo al protossido di azoto, che si spiega con l'ossidazione della CO 2+ nell'anello corrinico CO e+ della cobalamina e la sua inattivazione. Quest'ultimo causa una carenza di acido folico, che si basa sulla mancata rigenerazione delle sue forme metabolicamente attive in queste condizioni.

Le forme coenzimatiche dell'acido tetraidrofolico, insieme alla vitamina B 12 e alla Z-metionina, sono coinvolte nell'ossidazione della formaldeide, quindi una carenza di queste vitamine può portare ad un aumento della tossicità della formaldeide e di altri composti a un carbonio, incluso il metanolo.

In generale, possiamo concludere che il fattore nutrizionale può svolgere un ruolo importante nei processi di biotrasformazione delle sostanze estranee e nella prevenzione dei loro effetti negativi sull'organismo. Molto materiale teorico e dati fattuali sono stati accumulati in questa direzione, ma molte questioni rimangono aperte e richiedono ulteriori ricerche sperimentali e conferme cliniche.

È necessario sottolineare la necessità di soluzioni pratiche per implementare il ruolo preventivo del fattore nutrizionale nei processi di metabolismo delle sostanze estranee. Ciò include lo sviluppo di diete basate sulla scienza per alcuni gruppi di popolazione in cui esiste il rischio di esposizione a vari xenobiotici alimentari e ai loro complessi sotto forma di integratori alimentari, alimenti specializzati e diete.