Знешкоджує чужорідні речовини. Захисні сили організму людини

Чужорідні хімічні речовини (ЧХВ) називаються ще ксенобіотиками(Від грец. Xеnоs - чужий). Вони включають сполуки, які за своїм характером і кількістю не притаманні натуральному продукту, але можуть бути додані з метою вдосконалення технології, збереження або покращення якості продукту або вони можуть утворитися в продукті в результаті технологічної обробки та зберігання, а також при попаданні забруднень з навколишнього середовища. середовища. З довкілля організм людини з їжею надходить 30-80 % від загальної кількості чужорідних хімічних речовин.

Чужорідні речовини можна класифікувати за характером дії, токсичності та ступенем небезпеки.

По характеру діїЧХВ, що надходять до організму з їжею, можуть:

· надавати загальнотоксичнедія;

· надавати алергічнийдія (сенсибілізувати організм);

· надавати канцерогеннедія (викликати злоякісні пухлини);

· надавати ембріотоксичнадія (вплив на розвиток вагітності та плоду);

· надавати тератогеннедія (пороки розвитку плоду та народження потомства з потворністю);

· надавати гонадотоксичнадія (порушувати репродуктивну функцію, тобто порушувати функцію відтворення);

· знижувати захисні силиорганізму;

· прискорювати процеси старіння;

· Несприятливо впливати на травленняі засвоєнняхарчових речовин.

Потоксичність, характеризує здатність речовини завдавати шкоди організму, враховують дозу, частоту, спосіб надходження шкідливої речовини та картину отруєння.

За ступенем небезпекичужорідні речовини поділяють на надзвичайно токсичні, високотоксичні, помірнотоксичні, малотоксичні, практично нетоксичні та практично нешкідливі.

Найбільш вивчено гостре вплив шкідливих речовин, які безпосередньо впливають. Особливо важко оцінити хронічний вплив ЧХВ на організм людини та їх віддалені наслідки.

Шкідливий вплив на організм можуть надавати:

· продукти, що містять харчові добавки (барвники, консерванти, антиокислювачі та ін.) - Неапробовані, недозволені або використовуються в підвищених дозах;

· продукти або окремі харчові речовини, одержані за новою технологією, шляхом хімічного або мікробіологічного синтезу, не апробовані або виготовлені з порушенням технології або з некондиційної сировини;

· залишкові кількості пестицидів, що містяться в продуктах рослинництва або тваринництва, отриманих з використанням кормів або води, забруднених високими концентраціями пестицидів або у зв'язку з обробкою отрутохімікатами тварин;

· продукти рослинництва, отримані з використанням неапробованих, невирішених або нераціонально застосовуваних добрив та зрошувальних вод (мінеральні добрива та інші агрохімікати, тверді та рідкі відходи промисловості та тваринництва, господарсько-побутові стічні води, опади з очисних споруд та ін.);

· продукти тваринництва та птахівництва, отримані з використанням неапробованих, невирішених або неправильно застосованих кормових добавок та консервантів (мінеральні та азотисті добавки, стимулятори росту – антибіотики, гормональні препарати та ін.). До цієї групи відносять забруднення продуктів, пов'язане з ветеринарно-профілактичними та терапевтичними заходами (антибіотики, антигельмінтні та інші медикаменти);

· токсиканти, що мігрували в продукти з обладнання, посуду, інвентарю, тари, упаковок при використанні неапробованих або недозволених пластмас, полімерних, гумових чи інших матеріалів;

· токсичні речовини, що утворюються в харчових продуктах при тепловій обробці, копченні, смаженні, ферментній обробці, опроміненні іонізуючою радіацією та ін;

· харчові продукти, що містять токсичні речовини, що мігрували з навколишнього середовища: атмосферного повітря, ґрунту, водойм (важкі метали, діоксини, поліциклічні ароматичні вуглеводні, радіонукліди тощо). До цієї групи входить найбільша кількість ЧХВ.

Одним із можливих шляхів надходження ЧХВ з навколишнього середовища до продуктів харчування є включення їх у «харчовий ланцюг».

«Харчові ланцюги»є однією з основних форм взаємозв'язку між окремими організмами, кожен з яких служить їжею для інших видів. І тут відбувається безперервний ряд перетворень речовин у послідовних ланках «жертва-хижак». Основні варіанти таких кіл представлені на рис. 2. Найбільш простими можуть вважатися ланцюги, при яких забруднювачі надходять з ґрунту в рослинні продукти (гриби, зелень, овочі, фрукти, зернові культури) в результаті поливу рослин, обробці пестицидами та ін., накопичуються в них, а потім з їжею надходять у організм людини.

Більш складними є «ланцюги», у яких є кілька ланок. Наприклад, трава - травоїдні тварини - людинаабо зерно - птиці та тварини - людина. Найбільш складні «харчові ланцюги», як правило, пов'язані з водним середовищем.

Мал. 2. Варіанти надходження ЧХВ до організму людини через харчові ланцюги

Розчинені у воді речовини витягуються фітоплактоном, останній потім поглинається зоопланктоном (найпростішими, рачками), далі поглинається «мирними» і потім хижими рибами, надходячи з ними в організм людини. Але ланцюг може бути продовжений за рахунок поїдання риби птахами та всеїдними тваринами і лише потім шкідливі речовини надходять до організму людини.

Особливістю «харчових ланцюгів» є те, що в кожній подальшій її ланці відбувається кумуляція (накопичення) забруднювачів у значно більшій кількості, ніж у попередній ланці. Так, у грибах концентрація радіоактивних речовин може бути в 1 000-10 000 разів вищою, ніж у ґрунті. Таким чином, у харчових продуктах, що надходить в організм людини, можуть бути дуже великі концентрації ЧХВ.

З метою охорони здоров'я людини від шкідливого впливу чужорідних речовин, які потрапляють в організм з їжею, встановлюються певні межі, які гарантують безпеку використання продуктів, у яких присутні сторонні речовини.

До основних принципів охорони навколишнього середовища та харчових продуктів від чужорідних хімічних речовин належать:

· Гігієнічне нормування вмісту хімічних речовин в об'єктах навколишнього середовища (повітря, воді, грунті, харчових продуктах) та розробка на їх основі санітарного законодавства (санітарні правила та ін);

· розробка нових технологій у різних галузях промисловості та сільського господарства, що мінімально забруднюють довкілля (заміна особливо небезпечних хімічних речовин менш токсичними та нестабільними у навколишньому середовищі; герметизація та автоматизація виробничих процесів; перехід на безвідходні виробництва, замкнуті цикли та ін.);

· Впровадження на підприємствах ефективних санітарно-технічних пристроїв для зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу, знешкодження стічних вод, твердих відходів ін;

· Розробка та впровадження при будівництві планових заходів, що попереджають забруднення навколишнього середовища (вибір майданчика для будівництва об'єкта, створення зони санітарної охорони та ін.);

· Здійснення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за об'єктами, що забруднюють атмосферне повітря, водоймища, грунт, продовольчу сировину;

· Здійснення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за об'єктами, де може статися забруднення харчової сировини та продуктів харчування ЧХВ (підприємства харчової промисловості, сільськогосподарські підприємства, продовольчі склади, підприємства громадського харчування та ін.).

Імунітет: що таке.

Кінцевою метою імунної системи є знищення чужорідного агента, яким може виявитися хвороботворний мікроорганізм, стороннє тіло, отруйна речовина або клітина організму, що переродилася. В імунній системі розвинених організмів існує безліч способів виявлення та видалення чужорідних агентів, їхня сукупність називається імунною відповіддю.

Усі форми імунної відповіді можна розділити на придбані та вроджені реакції.

Набутий імунітет формується після "першої зустрічі" з конкретним антигеном - за зберігання інформації про цю "зустріч" відповідають клітини пам'яті (Т-лімфоцити). Придбаний імунітет високоспецифічний по відношенню до конкретного типу антигенів і дозволяє швидше та ефективніше знищувати їх при повторному зіткненні.

Антигенами називають викликають специфічні реакції організму молекули, які сприймаються, як чужорідні агенти. Наприклад, у людей, що перенесли вітрянку (кір, дифтерію) часто виникає довічний імунітет до цих захворювань.

Вроджений імунітет характеризується здатністю організму знешкоджувати чужорідний і потенційно небезпечний біоматеріал (мікроорганізми, трансплантат, токсини, пухлинні клітини, клітини, інфіковані вірусом), що існує спочатку до першого потрапляння цього біоматеріалу в організм.

Морфологія імунної системи

Імунна система людини та інших хребетних є комплексом органів і клітин, здатних виконувати імунологічні функції. Насамперед імунну відповідь здійснюють лейкоцити. Більшість клітин імунної системи походить з кровотворних тканин. У дорослих людей розвиток цих клітин починається у кістковому мозку. Лише T-лімфоцити диференціюються всередині тимусу (вилочкової залози). Зрілі клітини розселяються в лімфоїдних органах та на межах із навколишнім середовищем, біля шкіри або на слизових оболонках.

Організм, що володіють механізмами набутого імунітету тварин, виробляє безліч різновидів специфічних імунних клітин, кожна з яких відповідає за якийсь певний антиген. Наявність великої кількості різновидів імунних клітин необхідно для того, щоб відбивати атаки мікроорганізмів, здатних мутувати та змінювати свій антигенний склад. Значна частина цих клітин завершує свій життєвий цикл, не взявши участь у захисті організму, наприклад, не зустрівши відповідних антигенів.

Імунна система захищає організм від інфекції у кілька етапів, причому з кожним етапом підвищується специфічність захисту. Найпростіша лінія захисту є фізичними бар'єрами (шкіра, слизові оболонки), які запобігають потраплянню інфекції - бактерій і вірусів - в організм. Якщо збудник проникає крізь ці бар'єри, проміжну неспецифічну реакцію нього здійснює вроджена імунна система. Вроджена імунна система виявляється у всіх рослин та тварин. На випадок, коли збудники успішно долають дію вроджених імунних механізмів, у хребетних існує третій рівень захисту – набутий імунний захист. Ця частина імунної системи адаптує свою реакцію під час інфекційного процесу, аби покращити розпізнавання чужорідного біологічного матеріалу. Така покращена відповідь зберігається після знищення збудника у вигляді імунологічної пам'яті. Вона дозволяє механізмам набутого імунітету розвивати більш швидку і сильнішу реакцію у відповідь при кожній появі такого ж збудника.

Як вроджений, і набутий імунітет, залежить від здатності імунної системи відрізняти свої молекули від чужих. В імунології під своїми молекулами розуміють компоненти організму, які імунна система здатна відрізнити від чужорідних. Навпаки, чужими називають молекули, які розпізнаються як чужорідні. Розпізнані молекули називають антигенами, які в даний час визначають як речовини, що зв'язуються специфічними імунними рецепторами системи хронічного імунітету.

Поверхневі бар'єри

Організми захищені від інфекцій поряд механічних, хімічних та біологічних бар'єрів.

прикладами механічних бар'єрів, що служать першим етапом захисту від інфекції, можуть служити воскове покриття багатьох листків рослин, екзоскелет членистоногих, шкаралупа яєць та шкіра. Однак організм не може бути повністю відмежований від зовнішнього середовища, тому існують інші системи, що захищають зовнішні повідомлення організму - дихальна, травна і сечостатева системи. Ці системи можна розділити на постійно діючі і які у відповідь вторгнення.

Приклад постійно діючої системи - крихітні волоски на стінках трахеї, звані віями, які здійснюють швидкі рухи, спрямовані вгору, видаляючи всякий пил, пилок рослин, або інші дрібні сторонні об'єкти, щоб вони не могли потрапити в легені. Аналогічним чином, вигнання мікроорганізмів здійснюється за допомогою промивної дії сліз та сечі. Слиз, що секретується в дихальну та травну систему, служить для зв'язування та знерухомлення мікроорганізмів.

Якщо постійно діючих механізмів виявляється недостатньо, то включаються "аварійні" механізми очищення організму, такі як кашель, чхання, блювання та діарея.

Крім цього, існують хімічні захисні бар'єри. Шкіра та дихальні шляхи виділяють антимікробні пептиди (білки)

Такі ферменти, як лізоцим і фосфоліпаза A, містяться в слині, сльозах і грудному молоці, і також мають антимікробну дію. Виділення з піхви є хімічним бар'єром після початку менструацій, коли вони стають слабокислими. Сперма містить дефенсини та цинк для знищення збудників. У шлунку соляна кислота і протеолітичні ферменти служать потужними хімічними захисними факторами щодо мікроорганізмів, що потрапили з їжею.

У сечостатевому та шлунково-кишковому трактах існують біологічні бар'єрипредставлені дружніми мікроорганізмами - комменсалами Нехворотворна мікрофлора, що пристосувалася до існування в цих умовах, конкурує з патогенними бактеріями за їжу і простір, таким чином витісняючи їх прибар'єрних областей. Це знижує ймовірність досягнення хвороботворних мікробів достатніх для виникнення інфекції кількостей.

Природжений імунітет

Якщо мікроорганізму вдається проникнути через первинні бар'єри, він стикається з клітинами та механізмами системи вродженого імунітету. Вроджена імунна захист неспецифічна, тобто її ланки розпізнають і реагують на чужорідні тіла незалежно від своїх особливостей по загальноприйнятим механізмам. Ця система не створює тривалої несприйнятливості до конкретної інфекції.

До неспецифічних імунних реакцій відносяться запальні реакції, система комплементу, а також механізми кілінгу, що здійснюються неспецифічно, та фагоцитоз.

Дані механізми розглянуті розділ "Механізми", система комплементу - розділ "Молекули".

Набутий імунітет

Система набутого імунітету виникла під час еволюції нижчих хребетних. Вона забезпечує більш інтенсивну імунну відповідь, а також імунологічну пам'ять, завдяки якій кожен чужорідний мікроорганізм «запам'ятовується» за унікальними для нього антигенами. Система набутого імунітету антигенспецифічна і вимагає розпізнавання специфічних чужих (не своїх) антигенів у процесі, званому презентацією антигену. Специфічність антигену дозволяє здійснювати реакції, призначені конкретним мікроорганізмам або інфікованим ними клітинам. Здатність до здійснення таких вузькоспрямованих реакцій підтримується в організмі клітинами пам'яті. Якщо макроорганізм інфікується мікроорганізмом більш ніж один раз, ці специфічні клітини пам'яті використовуються для швидкого знищення такого мікроорганізму.

Клітини-ефектори специфічної імунної відповіді розглянуті у розділі "Клітини", механізми розгортання імунної відповіді за їх участю - у розділі "Механізми"

Для зміцнення імунітету, а також як профілактика вам допоможуть цілющі китайські ягоди Годжі, докладніше http://yagodygodzhi.ru/ . Як ці ягідки діють на організм можна прочитати у статті

У ПРОДУКТАХ ХАРЧУВАННЯ

Чужорідні хімічні речовини включають сполуки, які за своїм характером і кількістю не притаманні натуральному продукту, але можуть бути додані з метою вдосконалення технології збереження або поліпшення якості продукту та його харчових властивостей, або ж вони можуть утворитися в продукті в результаті технологічної обробки (нагрівання, смажіння, опромінення та ін.) та зберігання, а також потрапити до нього або в їжу внаслідок забруднення.

За даними зарубіжних дослідників, із загальної кількості чужорідних хімічних речовин, що проникають із навколишнього середовища в організм людей, залежно від місцевих умов 30-80% і більше надходить із їжею (К. Норn, 1976).

Спектр можливої патогенної дії ЧХВ, що надходять в організм з їжею, дуже широкий. Вони можуть:

1) несприятливо впливати на травлення та засвоєння харчових речовин;

2) знижувати захисні сили організму;

3) сенсибілізувати організм;

4) надавати загальнотоксичну дію;

5) викликати гонадотоксичний, ембріотоксичний, тератогенний та канцерогенний ефекти;

6) прискорювати процеси старіння;

7) порушувати функцію відтворення.

Проблема негативного впливу забруднення довкілля для здоров'я людини стає дедалі гострішою. Вона переросла національні кордони та стала глобальною. Інтенсивний розвиток промисловості, хімізація сільського господарства призводять до того, що у навколишньому середовищі з'являються у великій кількості хімічні сполуки, шкідливі організму людини. Відомо, що значна частина чужорідних речовин надходить до організму людини з їжею (наприклад, важких металів – до 70%). Тому широка інформація населення та фахівців про забруднюючі речовини в продуктах харчування має велике практичне значення. Наявність у харчових продуктах забруднюючих речовин, які не мають харчової та біологічної цінності або токсичні, загрожує здоров'ю людини. Звичайно, ця проблема, що стосується як традиційних, так і нових продуктів харчування, стала особливо гострою в даний час. Поняття «чужорідна речовина» стало центром, довкола якого досі розгоряються дискусії. Всесвітня організація охорони здоров'я та інші міжнародні організації вже близько 40 років посилено займаються цими проблемами, а органи охорони здоров'я багатьох держав намагаються їх контролювати і впроваджувати сертифікацію харчових продуктів. Забруднюючі речовини можуть потрапляти в їжу випадково у вигляді контамінантів-забруднювачів, а іноді їх вводять спеціально у вигляді харчових добавок, коли це пов'язано з технологічною необхідністю. У їжі забруднюючі речовини можуть у певних умовах стати причиною харчової інтоксикації, яка є небезпекою здоров'ю людини. При цьому загальна токсикологічна ситуація ще більше ускладнюється частим прийомом інших речовин, що не належать до харчових продуктів, наприклад, ліків; потраплянням в організм чужорідних речовин у вигляді побічних продуктів виробничої та інших видів діяльності людини через повітря, воду, продукти, що споживаються, і медикаменти. Хімічні речовини, які потрапляють у продукти харчування з навколишнього середовища, створюють проблеми, вирішення яких є нагальною необхідністю. Внаслідок цього потрібно оцінити біологічне значення загрози цих речовин для здоров'я людини та розкрити її зв'язок із патологічними явищами в організмі людини.

Одним із можливих шляхів надходження ЧХВ у продукти харчування є включення їх до так званого харчового ланцюга.

Таким чином, у їжі, що надходить в організм людини, можуть міститися дуже великі концентрації речовин, що отримали назву чужорідних речовин (ЧХВ).

Харчові ланцюги є однією з основних форм взаємозв'язку між різними організмами, кожен з яких пожирається іншим видом. У цьому випадку відбувається безперервний ряд перетворень речовин у послідовних ланках жертва – хижак. Основні варіанти таких харчових кіл представлені малюнку. Найбільш простими можуть вважатися ланцюги, при яких рослинні продукти: гриби, пряні рослини (петрушка, кріп, селера і т.д.), овочі та фрукти, зернові культури – надходять забруднювачі з ґрунту в результаті поливу рослин (з води), при обробці рослин пестицидами з метою боротьби зі шкідниками; фіксуються і в ряді випадків накопичуються в них і потім разом з їжею надходять в організм людини, набуваючи можливості надавати на нього позитивний або частіше несприятливий вплив.

Більш складними є ланцюги, у яких є кілька ланок. Наприклад, трава – травоїдні тварини – людина чи зерно – птиці та тварини – людина. Найбільш складні харчові ланцюги, як правило, пов'язані з водним середовищем. Розчинені у воді речовини витягуються фітопланктоном, останній потім поглинається зоопланктоном (найпростішими, рачками), далі поглинається «мирними» і потім хижими рибами, надходячи з ними після цього в організм людини. Але ланцюг може бути продовжений за рахунок поїдання риби птахами та всеїдними тваринами (свинями, ведмедями) і лише потім – надходження в організм людини. Особливістю харчових ланцюгів є те, що в кожній наступній її ланці відбувається кумуляція (накопичення) забруднювачів у значно більшій кількості, ніж у попередній ланці. Так, за даними В. Ейхлера, стосовно препаратів ДДТ водорості при витягуванні з води можуть збільшувати (накопичувати) концентрацію препарату в 3000 разів; в організмі ракоподібних ця концентрація збільшується ще 30 разів; в організмі риби – ще 10-15 разів; а в жировій тканині чайок, які харчуються цією рибою, – у 400 разів. Звичайно, ступінь накопичення тих чи інших забруднень у ланках харчового ланцюга може відрізнятися дуже суттєво залежно від виду забруднень та характеру ланки ланцюга. Відомо, наприклад, що у грибах концентрація радіоактивних речовин може бути у 1000-10 000 разів вищою, ніж у ґрунті.

Варіанти надходження чужорідних речовин

Кров складається з формених елементів – еритроцитів, лейкоцитів, кров'яних пластинок та рідини плазми.

Еритроцитиу більшості ссавців без'ядерні клітини живуть 30-120 днів.

З'єднуючись з киснем, гемоглобін еритроцитів утворює оксигемоглобін, що переносить кисень у тканини та вуглекислий газ від тканин до легень. У 1 мм 3 краплі у великої рогатої худоби 5-7, у овець - 7-9, у свині - 5-8, у коня 8-10 млн еритроцитів.

Лейкоцитиздатні до самостійного руху, проходять через стінки капілярів. Вони поділяються на дві групи: зернисті – гранулоцити та незернисті – агранулоцити. Зернисті лейкоцити поділяються па: еозинофіли, базофіли та нейтрофіли. Еозинофіли знешкоджують чужорідні білки. Базофіли транспортують біологічно активні речовини та беруть участь у згортанні крові. Нейтрофіли здійснюють фагоцитоз - поглинання мікробів та загиблих клітин.

Агранулоцитискладаються з лімфоцитів та моноцитів. За величиною лімфоцити поділяються на великі, середні та малі, а за функцією на Б-лімфоцити та Т-лімфоцити. Б-лімфоцити або імуноцити утворюють захисні білки – антитіла, що нейтралізують отрути мікробів, вірусів. Т-лімфоцити або тиму залежні лімфоцити виявляють чужорідні речовини в організмі і регулюють за допомогою Б-лімфоцитів сто захисні функції. Моноцити здатні до фагоцитозу, поглинаючи відмерлі клітини, мікроби та сторонні сторони.

Кров'яні платівкиберуть участь у згортанні крові, виділяють серотонін, що звужує кровоносні судини.

Кров разом з лімфою та тканинною рідиною утворює внутрішнє середовище організму. Для нормальних умов життя необхідна підтримка сталості внутрішнього середовища. В організмі на відносно постійному рівні утримуються кількість крові та тканинної рідини, осмотичний тиск, реакція крові та тканинної рідини, температура тіла і т. д. гомеостазом. Він підтримується завдяки безперервній роботі органів та тканин організму.

У плазмі містяться білки, глюкоза, ліпіди, молочна та піровиноградна кислоти, небілкові азотисті речовини, мінеральні солі, ферменти, гормони, вітаміни, пігменти, кисень, вуглекислий газ, азот. Найбільше у плазмі білків (6-8%) альбумінів та глобулінів. Глобулін-фіброноген бере участь у згортанні крові. Білки, створюючи онкотичний тиск, підтримують нормальний об'єм крові та постійну кількість води у тканинах. З гамма-глобулінів утворюються антитіла, які створюють імунітет в організмі та захищають його від бактерій та вірусів.

Кров виконує такі функції:

поживну- переносить поживні речовини (продукти розщеплення білків, вуглеводів, ліпідів, а також вітаміни, гормони, мінеральні солі та воду) від травного тракту до клітин організму;
видільну- Видалення з клітин організму продуктів обміну речовин. Вони надходять із клітин у тканинну рідину, а з неї в лімфу та кров. Кров'ю вони переносяться в органи виділення - нирки і шкіру - і видаляються з організму;
дихальну- переносить кисень від легень до тканин, а вуглекислий газ, що утворюється в них, до легень. Проходячи через капіляри легень, кров віддає вуглекислий газ та поглинає кисень;
регуляторну- Здійснює гуморальний зв'язок між органами. Залози внутрішньої секреції виділяють у кров гормони. Ці речовини розносяться кров'ю нею організму, діючи на органи, змінюючи їхню діяльність;
захисну. Лейкоцити крові мають здатність поглинати мікроби та інші сторонні речовини, що надходять в організм, виробляють антитіла, що утворюються при проникненні в кров або лімфу мікробів, їх отрут, чужорідних білків та інших речовин. Наявність антитіл у організмі забезпечує його імунітет;
терморегуляторну. Кров виконує терморегуляцію завдяки безперервній циркуляції та великій теплоємності. У працюючому органі внаслідок обміну речовин виділяється теплова енергія. Тепло поглинається кров'ю і розноситься по всьому організму, у результаті кров сприяє поширенню тепла по організму і підтримці певної температури тіла.

У тварин у стані спокою приблизно половина всієї крові циркулює у кровоносних судинах, а інша половина затримується у селезінці, печінці, шкірі – у депо крові. За потреби організму запас крові надходить у кров'яне русло. Кількість краплі у тварин у середньому 8% маси тіла. Втрата 1/3-1/2 крові може призвести до загибелі тварини.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Однокласники

Додаткові матеріали на тему

Багатогранність впливу їжі на організм людини обумовлена не лише наявністю енергетичних та пластичних матеріалів, а й величезної кількості харчових, у тому числі мінорних компонентів, а також сполук неаліментарного характеру. Останні можуть мати фармакологічну активність або надавати несприятливу дію.

Поняття біотрансформації чужорідних речовин включає з одного боку процеси їх транспорту, метаболізму та реалізації токсичності, з іншого - можливість впливу окремих нутрієнтів та їх комплексів на ці системи, що зрештою забезпечує знешкодження та елімінацію ксенобіотиків. Разом з тим деякі з них мають високу стійкість до біотрансформації і завдають шкоди здоров'ю. У цьому аспекті слід також відзначити термін детоксикація -процес знешкодження всередині біологічної системи шкідливих речовин, що потрапили в неї. В даний час накопичено досить великий науковий матеріал про існування загальних механізмів токсичності та біотрансформації чужорідних речовин з урахуванням їхньої хімічної природи та стану організму. Найбільш вивчений механізм двофазної детоксикації ксенобіотиків

На першому етапі, як відповідь реакції організму, відбуваються їх метаболічні перетворення на різні проміжні сполуки. Цей етап пов'язаний з реалізацією ферментативних реакцій окислення, відновлення та гідролізу, що протікають, як правило, у життєвоважних органах та тканинах: печінці, нирках, легенях, крові та ін.

Окисленняксенобіотиків каталізують мікросомальні ферменти печінки за участю цитохрому Р-450. Фермент має велику кількість специфічних ізоформ, що пояснює різноманітність токсикантів, що піддаються окисленню.

Відновленняздійснюється за участю НАДОН-залежного флавопротеїду та цитохрому Р-450. Як приклад можна навести реакції відновлення нітро-і азосполук в аміни, кетонів - у вторинні спирти.

Гідролітичний розпадпіддаються, як правило, складні ефіри та аміди з подальшою деетерифікацією та дезамінуванням.

Вищезазначені шляхи біотрансформації призводять до змін у молекулі ксенобіотика – збільшуються полярність, розчинність та ін. Це сприяє їх виведенню з організму, зменшенню чи зникненню токсичного ефекту.

Однак первинні метаболіти можуть мати високу реакційну здатність і більшу токсичність порівняно з вихідними токсичними речовинами. Такий феномен отримав назву метаболічної активації. Реакційні метаболіти досягають клітин-мішеней, запускають ланцюг вторинних катобіохімічних процесів, що лежать в основі механізму гепатотоксичного, нефротоксичного, канцерогенного, мутагенного, імуногенного дій та відповідних захворювань.

Особливе значення при розгляді токсичності ксенобіотиків має утворення вільнорадикальних проміжних продуктів окислення, що поряд з продукцією реакційноздатних метаболітів кисню призводить до індукції перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) біологічних мембран та ураження живої клітини. І тут важлива роль відводиться стану антиоксидантної системи організму.

Друга фаза детоксикації пов'язана з так званими реакціями кон'югації.Прикладом можуть бути реакції зв'язування активних -ОН; -NH 2; -СООН; SH-груп метаболітів ксенобіотика. Найбільш активну участь у реакціях знешкодження беруть ферменти сімейства глутатіонтрансфераз, глюкоронілтрансфераз, сульфотрансфераз, ацилтрансфераз та ін.

На рис. 6 представлена загальна схема метаболізму та механізму токсичності чужорідних речовин.

Мал. 6.

На метаболізм ксенобіотиків можуть впливати багато факторів: генетичні, фізіологічні, фактори довкілля тощо.

Представляє теоретичний та практичний інтерес зупинитися на ролі окремих компонентів їжі у регуляції процесів метаболізму та реалізації токсичності чужорідних речовин. Така участь може здійснюватися на етапах всмоктування у шлунково-кишковому тракті, печінково-кишкової циркуляції, транспорту кров'ю, локалізації у тканинах та клітинах.

Серед основних механізмів біотрансформації ксенобіотиків важливе значення мають процеси кон'югації з відновленим глютатіоном – Т-у-глутаміл-Б-цистеїніл гліцин (TSH) – основним тіоловим компонентом більшості живих клітин. TSH має здатність відновлювати гідроперекиси у глутатіонперокси- дазній реакції, є кофактором у складі формальдегідде- гідрогенази та гліоксилази. Його концентрація в клітині (клітинний пул) значною мірою залежить від вмісту в раціоні білка та сірковмісних амінокислот (цистеїну та метіоніну), тому дефіцит зазначених нутрієнтів підвищує токсичність широкого кола небезпечних хімічних речовин.

Як було зазначено вище, важлива роль у збереженні структури та функцій живої клітини при впливі активних метаболітів кисню та вільнорадикальних продуктів окислення чужорідних речовин відводиться антиоксидантній системі організму. Вона складається з наступних основних компонентів: супероксидисмутази (СОД), відновленого глутатіону, деяких форм глутатіон-Б-трансферази, вітамінів Е, С, р-каротину, мікроелементу селену - як кофактору глутатіонпероксидази, а також неаліментарних компонентів їжі - широкого кола ).

Кожна з цих сполук має специфічність дії в загальному метаболічному конвеєрі, що формує антиоксидантну систему захисту організму:

СОД, у двох своїх формах - цитоплазматичної Cu-Zn-СОД та мітохондріально-Мп-залежної, каталізує реакцію дисмутації 0 2 _ у перекис водню та кисень;
ESH (з урахуванням його вищевикладених функцій) реалізує свою дію за кількома напрямками: підтримує сульфгідрильні групи білків у відновленому стані, служить донором протонів для глутатіонпероксидази та глутатіон-Б-трансферази, діє як неспецифічний неферментативний гасник вільних радикалів кислий в окислювальний глутатіон (TSSr). Його відновлення каталізується розчинною НАДФН-залежною глутатіонредуктазою, коферментом якої є вітамін В2, що визначає роль останнього в одному зі шляхів біотрансформації ксенобіотиків.

Вітамін Е (ос-токоферол). Найбільш значуща роль системі регуляції ПОЛ належить вітаміну Е, який нейтралізує вільні радикали жирних кислот і відновлених метаболітів кисню. Протекторна роль токоферолу показана при дії цілого ряду забруднювачів навколишнього середовища, що індукують ПОЛ: озону, N0 2 , СС1 4 , Cd, Pb та ін.

Поряд з антиоксидантною активністю вітамін Е має антиканцерогенні властивості - інгібує в шлунково-кишковому тракті N-нітрозування вторинних і третинних амінів з утворення канцерогенних N-нітрозамінів, має здатність блокувати мутагенність ксенобіотиків, впливає на активність монооксигеназної системи.

Вітамін С. Антиоксидантна дія аскорбінової кислоти в умовах впливу токсичних речовин, що індукують ПОЛ, виявляє у підвищенні рівня цитохрому Р-450, активності її редуктази та швидкості гідроксилювання субстратів у мікросомах печінки.

Найважливішими властивостями вітаміну С, пов'язаними з метаболізмом чужорідних сполук, є також:

здатність інгібувати ковалентне зв'язування з макромолекулами активних проміжних сполук різних ксенобіотиків - ацетоміоонофену, бензолу, фенолу та ін;
блокувати (аналогічно вітаміну Е) нітрозування амінів та утворення канцерогенних сполук за умов впливу нітриту.

Багато чужорідних речовин, наприклад компоненти тютюнового диму, окислюють аскорбінову кислоту до дегідроаскорбату, знижуючи цим її вміст в організмі. Цей механізм покладено основою визначення забезпеченості вітаміном З курців, організованих колективів, зокрема робочих промислових підприємств, контактують із шкідливими чужорідними речовинами.

Для профілактики хімічного канцерогенезу лауреат Нобелівської премії Л. Полінг рекомендував використання мегадозів, що перевищують добову потребу у 10 і більше разів. Доцільність та ефективність таких кількостей залишається спірним, оскільки насичення тканин людського організму в цих умовах забезпечується щоденним споживанням 200 мг аскорбінової кислоти.

Неаліментарні компоненти їжі, що формують антиоксидантну систему організму, включають харчові волокна і біологічно активні фітосполуки.

Харчові волокна. До них відносять целюлозу, геміцелюлозу, пектини та лігнін, які мають рослинне походження і не піддаються впливу травних ферментів.

Харчові волокна можуть впливати на біотрансформацію чужорідних речовин за такими напрямами:

впливаючи на перестальтику кишечника, прискорюють проходження вмісту та зменшують тим самим час контакту токсичних речовин зі слизовою оболонкою;
змінюють склад мікрофлори та активність мікробних ферментів, що беруть участь у метаболізмі ксенобіотиків або їх кон'югатів;
мають адсорбційні та катіонообмінні властивості, що дає можливість пов'язувати хімічні агенти, затримувати їх всмоктування і прискорювати виведення з організму. Ці властивості також впливають на печінково-кишкову циркуляцію і забезпечують метаболізм ксенобіотиків, що надходять в організм різними шляхами.

Експериментальними і клінічними дослідженнями встановлено, що включення в раціон целюлози, карагініну, смоли гуара, пектину, пшеничних висівок призводить до інгібування (3-глюкоронідази і муцинази мікроорганізмів кишечника. Такий ефект слід розглядати як ще одну здатність харчових волокон трансформувати чуже цих речовин, видалення їх із печінково-кишкової циркуляції та посилення екскреції з організму з продуктами обміну.

Є дані про здатність низькометоксильованого пектину пов'язувати ртуть, кобальт, свинець, нікель, кадмій, марганець та стронцій. Проте така здатність окремих пектинів залежить від їхнього походження, потребує вивчення та вибіркового застосування. Так, наприклад, пектин цитрусових не виявляє видимого адсорбційного ефекту, слабко активує (3-глюкоронідазу мікрофлори кишечника, характеризується відсутністю профілактичних властивостей при індукованому хімічному канцерогенезі).

Біологічно активні фітосполуки. Знешкодження токсичних речовин за участю фітосполук пов'язане з їх основними властивостями:

впливають на процеси метаболізму та знешкоджують чужорідні речовини;
мають здатність пов'язувати вільні радикали і реакційно-здатні метаболіти ксенобіотиків;
інгібують ферменти, що активують чужорідні речовини та активують ферменти детоксикації.

Багато з природних фітосполук мають конкретні властивості індукторів або інгібіторів токсичних агентів. Органічні сполуки, що містяться в кабачках, цвітній та брюссельській капусті, броколлі, здатні індукувати метаболізм чужорідних речовин, що підтверджується прискоренням обміну фенацетину, прискоренням періоду напівжиття антипірину в плазмі крові випробуваних, які отримували з раціоном овочі.

Особливу увагу привертають властивості цих сполук, і навіть фитосоединений чаю і кави - катехинов і дитерпенов (кафеолу і кафестола) стимулювати активність монооксигеназної системи і глутатион-S-трансферази печінки і слизової оболонки кишечника. Останнє лежить в основі їхнього антиоксидантного ефекту при впливі канцерогенів та протиракової активності.

Доцільно зупинитися на біологічній ролі інших вітамінів у процесах біотрансформації чужорідних речовин, не пов'язаних з антиоксидантною системою.

Багато вітамінів виконують функції коферментів безпосередньо у ферментних системах, пов'язаних з обміном ксенобіотиків, а також у ферментах біосинтезу компонентів систем біотрансформації.

Тіамін (вітамін Bt). Відомо, що недостатність тіаміну є причиною підвищення активності та вмісту компонентів монооксигеназної системи, що сприймається як несприятливий фактор, що сприяє метаболічній активації чужорідних речовин. Тому забезпеченість раціону вітамінами може грати певну роль механізмі детоксикації ксенобіотиків, зокрема промислових отрут.

Рибофлавін (вітамін В2). Функції рибофлавіну у процесах біотрансформації чужорідних речовин реалізуються головним чином через такі обмінні процеси:

участь у метаболізмі мікросомальних флавопротеїдів НАДФН-цитохром Р-450 редуктази, НАДФН-цитохром-Ь 5 – редуктази;
забезпечення роботи альдегідоксидаз, а також глютатіонредуктази через коферментну роль ФАД із здійсненням генерації TSH з окисленого глутатіону.

В експерименті над тваринами показано, що дефіцит вітаміну призводить до зниження активності УДФ-глюкоронілтрансферази в мікросомах печінки на підставі показника зниження швидкості глюкуронідної кон'югації /7-нітрофенолу та о-амінофенолу. Є дані про підвищення вмісту цитохрому Р-450 та швидкість гідроксилювання амінопірину та аніліну в мікросомах при аліментарній недостатності рибофлавну у мишей.

Кобаламіни (вітамін В 12) та фолієва кислота. Синергічна дія аналізованих вітамінів на процеси біотрансформації ксенобіотиків пояснюється ліпотропною дією комплексу цих нутрієнтів, найважливішим елементом якого є активація глутатіон-Б-трансферази та органічні індукції моноксигеназної системи.

При проведенні клінічних випробувань показано розвиток дефіциту вітаміну В 12 при впливі на організм закису азоту, що пояснюється окисленням С0 2+ у СО е+ кориновому кільці кобаламіну та його інактивацією. Остання викликає недостатність фолієвої кислоти, в основі якої лежить відсутність регенерації її метаболічно активних форм у цих умовах.

Коферментні форми тетрагідрофолієвої кислоти поряд з вітаміном В 12 та Z-метіоніном беруть участь в окисленні формальдегіду, тому дефіцит цих вітамінів може призвести до посилення токсичності формальдегіду, інших одновуглецевих сполук, у тому числі метанолу.

Загалом можна зробити висновок, що харчовий фактор може відігравати важливу роль у процесах біотрансформації чужорідних речовин та профілактиці їх несприятливого впливу на організм. У цьому напрямку накопичено великий теоретичний матеріал та фактичні дані, проте багато питань залишаються відкритими, вимагають подальших експериментальних досліджень та клінічних підтверджень.

Необхідно наголосити на необхідності практичних шляхів реалізації профілактичної ролі фактора харчування в процесах метаболізму чужорідних речовин. Це включає розробку науковообґрунтованих раціонів для окремих груп населення, де є ризик впливу на організм різних ксенобіотиків їжі та їх комплексів у формі біологічно активних добавок, спеціалізованих продуктів харчування та раціонів.