Механизмы токсического действия неферментативной природы

Кроме нарушения ферментативной активности яды могут вызывать токсическое действие, взаимодействуя с другими биохимическими структурами неферментативной природы (функциональными группами структурных белков биологических мембран, нуклеиновыми компонентами внутриклеточных структур и др.). Токсическое действие неферментативной природы вызывают монооксид углерода, метгемоглобинообразователи и гемолитические агенты.

Кроме нарушения ферментативных процессов тканевого дыхания монооксид углерода является основным ядом процессов транспорта О₂ к тканям, вызывая гемическую (кровяную) гипоксию.

Монооксид углерода, проникая с атмосферным воздухом в легкие, быстро преодолевает альвеолярно-капиллярную мембрану, растворяется в плазме крови, диффундирует в эритроциты и вступает в обратимое химическое взаимодействие как с окисленным, так и с восстановленным гемоглобином по схеме

HbO₂ + CO HbCO + O₂

или

Hb + CO HbCO

Образующийся патологический комплекс карбоксигемоглобин HbCO не способен присоединять к себе кислород. При этом в молекуле гемоглобина СО соединяется с атомами железа, вытесняя кислород.

Монооксид углерода характеризуется высоким сродством к гемоглобину. Его активность связывания с гемоглобином примерно в 250 раз больше, чем у кислорода.

Гемическую гипоксию, кроме СО, вызывают яды–метгемоглобинообразователи путем окисления Fe²⁺ до Fe³⁺, не способного обратимо связываться с кислородом. Такое изменение химической структуры гемоглобина лежит в основе перехода его в новую форму – метгемоглобин (MtHb). В отличие от HbO₂, в котором к атомам Fe²⁺ обратимо присоединен кислород, в молекулах MtHb атомы Fe³⁺ прочно связаны отрицательно заряженными гидроксильными группами. В настоящее время известно большое число веществ, вызывающих блокирование кислородпередающей функции крови вследствие образования метгемоглобина. Их принято классифицировать на 5 групп [20]:

- нитросоединения, в том числе органические (оксиды азота, нитриты и нитраты, тринитротолуол);

- аминосоединения (анилин, гидроксиламин, фенилгидразин, аминофенолы и их производные, среди которых компоненты различных красителей, ваксы для обуви);

- окислители (хлораты, перманганаты, хиноны, нафталин);

- окислительно-восстановительные краски (метиленовый синий, крезиловый голубой);

- лекарственные препараты (нитроглицерин, амилнитрит, новокаин, сульфаниламиды, аспирин, барбитураты и др.).

Еще одной группой веществ, блокирующих кислородпередающую функцию крови, являются гемолитические яды , действие которых приводит к разрушению оболочки эритроцитов и выходу гемоглобина из них в плазму крови. Разрушение ядами оболочки эритроцитов происходит, с одной стороны, путем ингибирования сульфгидрильных групп белков эритроцитарных мембран, с другой – изменением в сложной цепочке ферментных процессов, лежащих в основе поддержания целостности структуры красных кровяных телец. Внеэритроцитарный гемоглобин теряет способность связываться с кислородом; при этом он частично превращается в желчные пигменты и другие, близкие к ним по строению продукты, а частично выводится из организма через почки. Это последнее явление, называемое гемоглобинурией, является одним из характерных признаков внутрисосудистого гемолиза. К ядам, вызывающим гемолиз, относятся:

- гидразинопроизводные (фенилгидразин -NH-NH₂), хлорат калия (бертолетовая соль) KСlO₃, отдельные лекарственные препараты (сульфаниламиды, хинин, фенацетин и др.);

- озон, экзогенный пероксид водорода и другие органические пероксиды (эндогенный пероксид водорода окисляет восстановленный глутатион ГSH до его окисленной формы Г-S-S-Г; в физиологических условиях скорость образования эндогенного пероксида водорода в эритроцитах составляет порядка 10^–10 – 10^–9 моля на 1 мг гемоглобина в 1 мин); мышьяковистый водород (арсин) AsH₃ .