ГЕМОЛИЗА - раздел Электроника, ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ Гемолитические Яды - Это Яды, Оказывающие Прямое Действие На Гемоглоби...
Гемолитические яды - это яды, оказывающие прямое действие на гемоглобин и эритроциты, а также вызывающие ферментативные нарушения. Все гемолитические яды условно делят на:
1) вещества, обладающие прямым действием на оболочку эритроцитов;
2) вещества, вызывающие гемолиз (разрушение эритроцитов), главным образом за счет нарушения ферментных систем, ответственных за поддержание целостности красных кровяных клеток (эритроцитов).
К веществам первой группы относятся: мышьяковистый водород, тринитротолуол, хлористый водород, некоторые детергенты, алкалоиды, тиоловые яды. Механизм действия этих ядов можно представить следующим образом. Известно, что белки мембраны эритроцитов содержат сульфгидрильные группы (SH). Блокирование этих групп ядами приводит к изменению конформации белков мембран эритроцитов, что ведет к разрыву их связей с липидами и нарушению целостности оболочки эритроцитов.
Наряду с блокадой SH-групп белков мембраны эритроцитов и SH-групп молекулы гемоглобина, яды нарушают стабильность мембран путем снижения уровня восстановленного глутатиона, от которого зависит стабильность мембран эритроцитов. Ниже приведена формула глутатион - трипептида (g-L-глутамил-L-цистинилглицин):
СО - NH - CH - CONH - CH2 - COOH
½ ½
CH2 CH2SH
½
CH2
½
CHNH2
½
COOH
Глутатион встречается в организме в виде трипептида как в восстановленной (Г-SH), так и в окисленной (Г-S-S-Г) формах.
Физиологическое значение глутатиона определяется наличием в его молекуле SH-группы. Глутамилтрипептид (Г-SH) легко окисляется, переходя в дисульфид (Г-S-S-Г), и, наоборот, Г-S-S-Г легко восстанавливается, переходя в Г-SH:
2 Г-SH ® Г-S - S-Г.
Превращения происходят с использованием энергии АТФ.
Роль глутатиона - поддержание уровня сульфгидрильных (SH) групп в белках и ферментах.
Система “восстановленный глутатион - окисленный глутатион” является буферной системой, защищающей эритроциты от действия ядов.
Снижение содержания восстановленного глутатиона в эритроцитах при действии ядов может быть в результате действия 4 факторов: 1) окисление его гемолитическими ядами; 2) нарушения его синтеза; 3) в результате увеличения скорости его распада; 4) за счет изменения активности ферментных систем, регулирующих его уровень в клетке. Все эти факторы приводят к развитию гемолиза.
Вторая группа ядов характеризуется действием, связанным с ферментативными нарушениями в эритроцитах. К этой группе относятся: фенилгидразин, гидроксиламин, хиноны, ацетилфенилгидразин. Эти яды ингибируют в эритроцитах активность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Снижение активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы приводит к снижению уровня восстановленного глутатиона. Происходит это потому, что уровень восстановленного глутатиона регулируется несколькими ферментными системами: Глутатион-редуктаза катализирует переход восстановленного глутатиона Г-SH в окисленную форму (Г-S-S-Г). Действие ядов гемолитиков направлено на глюкозо-6-фосфат-дегидрогена-зу, т.е. данные яды уменьшают активность этого фермента. Снижение активности фермента ведет к уменьшению образования НАДФ•Н (никотинамидадениндинуклеотидфосфа-та восстановленного), присутствие которого необходимо при переходе окисленной формы глутатиона Г-S-S-Г в восстановленную Г-SH. Уменьшение образования НАДФ•Н приводит к замедлению перехода окисленной формы глутатиона в восстановленную и в результате количество восстановленного глутатиона в эритроцитах уменьшается.
Глутатион имеет значение для поддержания целостности эритроцитов по двум причинам:
1) он является буферной системой для сохранения целостности мембран эритроцитов;
2) восстановленный глутатион обеспечивает протекание реакции гликолиза, так как ряд ферментов гликолиза являются сульфгидрильными и нуждаются в группах SH, которые дает восстановленный глутатион. Снижение уровня глутатиона приводит к торможению реакций гликолиза, которые поставляют энергию АТФ в эритроциты, необходимую для поддержания Na+, K+ баланса в мембранах и клетках. Недостаток энергии АТФ ведет к потере клетками калия и проникновению в эритроцит H2O и Na+. В результате нарушается ионное равновесие, клетка набухает и лопается. Таким образом, влияние гемолитического яда только на один фермент глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназу вызывает цепь биохимических реакций, что в итоге приводит к гибели эритроцитов.
Пероксид водорода. К числу сильнейших гемолитических ядов относится и пероксид водорода. Накопление эндогенного пероксида водорода в эритроцитах приводит к их гибели. Уровень эндогенного пероксида водорода регулируют две ферментные системы. Первая - это глутатион-пероксидаза, которая катализирует окисление пероксидом водорода восстановленного глутатиона (Г-SH) до окисленной формы (Г-S-S-Г). Пероксид водорода в эритроцитах синтезируется с определенной скоростью (10-10-10-9 моль на 1 мг гемоглобина в 1 мин). Если почему-то скорость увеличилась до 10-7 моля на 1 мг гемоглобина в минуту, сразу в действие вступает другой фермент - каталаза, разлагающая его до Н2О и О2. В результате осуществляется регуляция уровня пероксида водорода, которая имеет большое значение для регуляции уровня восстановленного глутатиона. Например, при действии озона происходит увеличение содержания пероксида водорода в эритроцитах, снижается активность каталазы, что ведет к снижению уровня восстановленного глутатиона. В итоге нарушается проницаемость мембран эритроцитов и развивается гемолиз.
Такой же механизм действия и у экзогенного пероксида водорода.
Механизмы метгемоглобинобразования. В крови здоровых людей концентрация метгемоглобина (MtHb) составляет 1-1,5 %, хотя в норме ежедневно образуется от 4 до 10 % метгемоглобина. Уровень в 1% поддерживается за счет постоянно идущего процесса восстановления метгемоглобина. Восстановление метгемоглобина до гемоглобина обеспечивается двумя ферментными системами:
а) редуктазой метгемоглобина, действие которой зависит от количества восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАД•Н);
б) редуктазой метгемоглобина, зависящей от восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ•Н).
Таким образом, уровень метгемоглобина зависит от скорости его образования под влиянием гемолитических ядов и от активности редуктаз, обеспечивающих его восстановление. Подавление химическими веществами активности редуктаз метгемоглобина, снижение скорости образования НАД•Н и НАДФ•Н приводит к накоплению метгемоглобина.
Таким образом, другим механизмом действия гемолитического яда является его воздействие на скорость эндогенного образования метгемоглобина.
Ускорение процесса метгемоглобинобразования может наступать, когда под влиянием яда в эритроцитах возрастает уровень эндогенного пероксида водорода, который относится к числу метгемоглобинообразователей. Все химические вещества, которые способны угнетать активность каталазы, глутатионредуктазы, восстановленного глутатиона, будут способствовать образованию метгемоглобина.
Существуют видовые особенности образования метгемоглобина. Максимальная скорость образования метгемоглобина в эритроцитах у собак и уток, у которых в эритроцитах обнаруживается минимальная активность каталазы. В эритроцитах, лишенных каталазы, образование метгемоглобина идет значительно интенсивнее, чем в эритроцитах, содержащих каталазу. В то же время повышение активности каталазы при действии ядов свидетельствует о развитии защитных реакций. Вероятно, большинство гемолитических ядов обладает смешанным действием, оказывая как прямое влияние на гемоглобин, так и косвенное через биохимические процессы, регулирующие уровень метгемоглобина в крови.
В результате токсического действия гемолитического яда уменьшается поступление О2 к органам и тканям и развивается состояние гипоксии, которая может быть разной тяжести. Глюкоза как восстановитель метгемоглобина и метиленовый синий является антидотом.
Оксид углерода.Из всех токсичных веществ наибольшим сродством к гемоглобину обладает оксид углерода (СО), или угарный газ, - продукт неполного окисления углерода, образующийся там, где углеродсодержащие вещества сгорают в условиях недостаточного доступа воздуха. Развитие промышленности, транспорта, механизация сельского хозяйства и возрастающее в связи с этим потребление нефти, газа, угля приводят к тому, что с каждым годом все большее число людей на производстве и в быту подвергается воздействию продуктов горения. Хотя химический состав горючих веществ разнообразен, в число конечных продуктов горения в том или ином количестве всегда входит СО. Оксид углерода присутствует в светильном, генераторном, взрывных и выхлопных газах как постоянный компонент. Немало оксида углерода в табачном дыме и других дымах. Отравления оксидом углерода возможны, например, в химической промышленности, где он является исходным продуктом синтеза ряда веществ (ацетона, метилового спирта и др.). Надо помнить и об опасном воздействии оксида углерода на человека при неправильной топке печей и при нарушениях правил пользования бытовыми газовыми приборами.
Оксид углерода обладает выраженными свойствами восстановителя, так как его молекула включает 2 ненасыщенные валентности (С = О) и потому может присоединять ряд химических элементов. В этой связи уместно упоминание о токсичных карбонилах металлов, например, соединенениях оксида углерода с никелем и железом, которые используются в химической промышленности. Поступая в организм, карбонилы выделяют оксид углерода
Ni(CO)4 ® Ni + 4CO.
Подобная реакция может протекать и при нагревании карбонилов, в особенности на активированном угле и других пористых материалах, а также при воздействии сильных окислителей, например хлора:
Fe(CO)5 + Cl2 ® 5CO + FeCl2
Одним из источников оксида углерода является сам человек, организм которого производит и выделяет во внешнюю среду (с выдыхаемым воздухом) за сутки около 10 мл СО. Это так называемый эндогенный, т.е. образующийся во внутренних средах организма, оксид. Он отщепляется от молекул гемоглобина при превращении последнего в желчный пигмент билирубин. Поскольку билирубин образуется не только из гемоглобина, но и из других металлопротеидов (цитохромов, миоглобина, порфирина и др.), то последние также являются источником эндогенного СО. Таким образом, СО является продуктом нормального метаболизма и его выделение человеком в окружающую среду подобно удалению из организма диоксида углерода, аммиака и других образующихся в процессе обмена веществ химических соединений.
НЕРВНАЯ СИСТЕМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ:
Все темы данного раздела:
В В Е Д Е Н И Е
Любой вид человеческой деятельности прямо или косвенно связан с влиянием на организм химических веществ, количество которых составляет десятки тысяч и продолжает непрерывно расти. В числе таких хим
И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
Современная химическая промышленность создает колоссальное количество новых химических соединений, которые постоянно внедряются в различные сферы производства и быта. В промышленно развитых странах
Токсические вещества в воздухе
Определенную степень профилактики химической опасности можно обеспечить рядом запретительных и ограничительных мероприятий, касающихся употребления воды и пищи. Но в отношении ингаляционного пути в
Токсические вещества в воде
Основным источником химического загрязнения гидросферы являются промышленные и бытовые сточные воды, представляющие собой сложные гетерогенные смеси минеральных и органических веществ в растворенно
Токсические вещества в продуктах питания
Загрязнение продуктов питания происходит через воздух, воду и почву. Например, используемые в пищу растения, выращенные на почвах с содержанием химических удобрений и пестицидов, становятся источни
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТОКСИКОЛОГИИ
Токсикология (от греческих toxicon – яд и logos – учение) – это наука, изучающая взаимодействие организма и яда. В роли яда может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в колич
Основные параметры токсикометрии
Основными показателями токсичности ядов являютя DL50, DL100, CL50, CL100, ПДК, ОБУВ.
DL50, DL100 - это среднесмертельная (
Острые отравления
Острым профессиональным отравлением называется заболевание, возникающее после однократного воздействия вредного вещества на работающего. Острые отравления могут иметь место в случае аварий, значите
Хронические отравления
Хроническим отравлением называется заболевание, развивающееся после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества, то есть доз, которые при однократном посту
Воздействии токсических веществ
Для каждого яда есть граница эффективных концентраций и доз, ниже которой вредного действия при обычной производственной работе не наступает. Такие безопасные, или предельно допустимые концентрации
Воздействиях вредных веществ
На производстве, как правило, в течение всего рабочего дня не бывает постоянных концентраций вещества. Они либо постепенно увеличиваются, либо оказываются резко колеблющимися. В случае обслуживания
РАЗВИТИИ ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
Вопрос о соотношении специфического и неспецифического действия ядов до сих пор остается открытым, так как единой точки зрения среди специалистов нет.
Специфическое действие - это действие
Материальная и функциональная кумуляция
Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией, а накопление вызванных ядом изменений - кумуляцией функциональной.
Без функциональной кумуляции невозможно хроническое от
Свойств промышленных ядов
Традиционно количественная оценка функциональной кумуляции вредных веществ производилась по показателю гибели животных при повторных затравках. В этих случаях оцениваются результаты повторного введ
АДАПТАЦИИ И ПРИВЫКАНИЕ
Свойство живого организма приспосабливаться к меняющимся условиям среды существования путем коррекции процессов жизнедеятельности называется адаптируемостью.
Процессом адаптации обозначает
Интоксикации
Реакцию организма при хроническом воздействии яда можно условно разделить на 3 фазы: фаза первичных реакций; вторая фаза привыкания; третья фаза выраженной интоксикации.
Фаза перви
МЕХАНИЗМЫ ПРИВЫКАНИЯ К ЯДАМ
Привыкание к ядам на клеточном уровне обусловлено повышением сопротивляемости клеток за счет снижения их чувствительности к конкретному действующему фактору, или за счет повышения способности клето
Комплексном воздействии
Привыкание к комбинированному действию различных токсичных веществ в случае одно направленности всех составляющих сходно с привыканием к одному яду. Если на организм воздействуют одновременно вещес
Привыкание к ядам специфического действия
Привыкание к ядам специфического действия основано на ослаблении влияния ядов на структуры, имеющие сродство к данному яду.
Известно, что защитно-приспособительные механизмы животных и чел
О механизмах толерантности
Одним из наиболее сложных проявлений адаптации следует считать толерантность. Толерантность - это устойчивость (терпимость, переносимость) организма к воздействиям (часто повторным) химических веще
ГОМЕОСТАЗ И ХИМИЧЕСКАЯ ПАТОЛОГИЯ
В результате взаимодействия токсических веществ с живыми системами может произойти нарушение равновесия организма с внутренней средой, т.е. нарушение гомеостаза. Таким образом, понятие “гомеостаз”
О ТЕОРИИ РЕЦЕПТОРОВ КАК МЕСТЕ РЕАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЯДА
Представление о рецепторе как месте конкретной реализации токсического действия яда до настоящего времени остается не до конца выясненным, хотя идея эта была сформулирована Джоном Ленгли более 100
Яда с биологиЧеским объектом
Выделяют 4 стадии взаимодействия яда с биологическим объектом: поступление яда в организм; распределение между органами и тканями; биотрансформация (метаболизм) токсических веществ; выведение яда и
Дыхательные пути
Всасывание токсических веществ через дыхательную систему является наиболее быстрым путем поступления токсикантов в организм. Это объясняется большой поверхностью легочных клеток альвеол и непрерывн
Желудочно-кишечного тракта
Желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей проникновения в организм чужеродных соединений.
Часть ядовитых веществ может всасываться в кровь уже из полости рта благодаря про
Всасывание токсических веществ через кожу
Одним из возможных путей проникновения ядов в организм является кожа. Особенности строения кожи обеспечивают возможность быстрого проникновения жирорастворимых соединений через эпидермис - липопрот
Транспорт токсических веществ
Токсические вещества, независимо от пути их поступления в организм, далее попадают в кровь и лимфу. С током крови они переносятся в межклеточную жидкость, а затем в клетки. При этом различные ядови
Веществ в организме
Распределение химического вещества в организме определяется его относительной концентрацией в плазме крови, скоростью кровотока через различные органы и ткани, скоростью, с которой вещество проника
Превращение токсических веществ в организме
Большая часть ядов, попадая в организм, претерпевает в нем те или иные изменения. В зависимости от вида вещества его превращения могут быть более или менее глубокими и затрагивать все поступившие в
Выведение токсических веществ из организма
Пути и механизмы выделения многочисленных ядовитых соединений различны. Токсические соединения и их метаболиты выделяются через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу; часто они экскретируют
И ВОЗНИКАЮЩИМ ЭФФЕКТОМ
Известно, что чем больше доза или концентрация воздействующего на организм вредного вещества, тем, при прочих равных условиях, больший эффект эта доза вызывает.
Однако для развития эффекта
НА ДЕЙСТВИЕ ЯДОВ
Температура.Токсический эффект большинства ядов в различных температурных условиях проявляется по-разному. Эффект может усиливаться как при повышении, так и при понижении температу
ДЕЙСТВИЕМ
Известный русский токсиколог Е.П.Пеликан в середине прошлого века писал: “Действие ядов определяется их химическим составом или свойством, числом и расположением частиц, их образующих; поэтому веще
Их структурной сложностью
Сопоставление эффективности биологического действия большого количества принадлежащих к разным классам химических соединений с их молекулярной массой позволило установить закономерность, получившую
Состав вещества химических группировок и атомов
Существенные, подчас резкие сдвиги токсичности ряда химических соединений наблюдаются при введении в их молекулы галоидов. Например, атом хлора или фтора в молекуле углеводорода усиливает ее химиче
По чувствительности к ядам
В настоящее время общепризнанным является факт о различной видовой чувствительности животных к ядам. Например, при введении ацетофоса в DL50 активность фермента холинэстеразы через один
Зависимость токсического эффекта от пола
Вопрос о влиянии половых особенностей организма на проявление токсического эффекта до сих пор остается дискуссионным. В исследованиях одних авторов более чувствительными к яду являются самки, у дру
Возраст и токсический эффект
Сведения о влиянии возраста на проявление токсического эффекта при воздействии на организм различных ядов являются противоречивыми, т.е. одни яды оказываются более токсичными по отношению к молодым
Ферментные системы
Механизм токсического действия большой группы ядов обусловлен преимущественно воздействием их на ферментные системы организма. Известно, что большинство обменных процессов в клетке осуществляется с
ТИОЛОВЫЕ ЯДЫ, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
Важнейшими тиоловыми (“металлическими”) ядами являются соединения бария, висмута, кадмия, меди, ртути, свинца, хрома, цинка, серебра, таллия и некоторых других. К этой группе относят также соединен
Сульфгидрильные группы биомолекул
РТУТЬ. В чистом виде ртуть применяется в производстве некоторых медицинских и других препаратов, взрывчатых веществ (гремучая ртуть), ядохимикатов (гранозан), а также для заполнения термометров, ба
Химизм действия тиоловых ядов
Каков же общий механизм взаимодействия ядов с сульфгидрильными соединениями? Прежде всего надо отметить, что в результате реакции ионов металлов с SH-группами образуются слабо диссоциирующие и, как
Строение печени
В поддержании и регуляции гомеостаза значительная роль принадлежит печени. Это самый крупный из внутренних органов, участвующих в гомеостазе. Она контролирует многие обменные процессы, играющие важ
Функции печени
Печень выполняет несколько сотен функций, включающих тысячи различных химических реакций. Все эти функции связаны с положением печени в кровеносной системе и с тем огромным объемом крови, который п
СОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОРГАНИЗМ И ПУТИ БИОТРАНСФОРМАЦИИ ЭТАНОЛА
Угрожающая тенденция к росту потребления алкогольных напитков и, как следствие, увеличение числа больных алкоголизмом наблюдаются во многих странах. За последние 20-30 лет потребление алкоголя в ми
Алкоголь в организме: пути биотрансформации
Алкоголь (этанол, этиловый спирт, винный спирт) относится к первичным спиртам (СН3-СН2-ОН) и содержится не только в спиртных напитках, но в пределах долей процента обнаружен в
Метиловый спирт как высокотоксичный яд
Метиловый спирт широко применяется в качестве одного из исходных продуктов производства пластмасс, искусственной кожи, стекла, фотопленки, при синтезе ряда биопрепаратов и лекарств, а также как орг
ФУНКЦИИ КРОВИ У МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Кровь состоит из клеток, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. Клетки составляют около 45%, а плазма - 55% общего объема крови. Плазма состоит на 90% из воды и на 10% из растворенных и взв
Компоненты плазмы крови и их функции
Компонент
Функция
Компоненты,
постоянной
присутствующие в
концентрации
1. Вода
НЕЙРОНЫ, СИНАПСЫ, МЕДИАТОРЫ
Для упорядоченного и эффективного функционирования сложного многоклеточного организма необходима согласованная деятельность его разных частей, а следовательно, необходимы механизмы, контролирующие
Нейроны
Нервная система построена из отдельных клеток - нейронов. Диаметр среднего нейрона составляет несколько менее 0,1 мм. В нейроне различают три части: тело клетки, длинный аксон,
Синапсы
Нервная система состоит из нейронов, но действует как единая система проводящих путей, т.е. между нейронами существуют функциональные связи. Межнейронные соединения называются синапсами - эт
Медиаторы нервной системы
Основные медиаторы нервной системы - ацетилхолин и норадреналин, хотя существуют и другие. Нейроны, высвобождающие ацетилхолин, называют холинэргическими, а норадреналин - адренэргиче
СОЕДИНЕНИЙ
Ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве, принадлежат к различным классам химических соединений. Все они объединены под общим названием “пестициды”. Пестициды - это химические ве
Естественные и искусственные радионуклиды
Естественными радиоактивными веществами принято считать такие радиоактивные вещества, которые образовались и постоянно вновь образуются без участия человека. Это, прежде всего, долгоживущие,
Поступление радиоактивных веществ в организм
Важнейшими оценочными критериями опасности радиоактивных веществ являются величина их всасывания, скорость выведения из организма и кратность накопления в том или ином органе или ткани.
Распределение радионуклидов в организме
Существует ряд факторов, влияющих на распределение радионуклидов в организме: скорость всасывания радиоизотопа в организм, путь поступления его, рН среды, где находится радиоизотоп, и т.д.
РАДИАЦИОННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
В реальных условиях в окружающей среде на человека действует сложный комплекс разнообразных факторов физической, химической и биологической природы, которые могут сочетаться с ионизирующим излучени
Яды, вызывающие гемическую гипоксию
Оксид углерода. СО относится к числу наиболее распространенных промышленных и бытовых ядов. Образуясь в процессе неполного сгорания углеродсодержащих материалов, этот газ является причиной о
ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ЛУЧЕВОЙ И НЕЛУЧЕВОЙ ПРИРОДЫ
Знание отдаленных эффектов при совместных поражениях факторами лучевой и нелучевой природы позволяет оценить как значение каждого из факторов в патогенезе, так и их суммарный эффект.
В раб
ВЕЩЕСТВ
Радионуклиды обладают различной биологической эффективностью. По своему биологическому действию радиоактивные вещества различаются между собой в зависимости от вида, энергии излучения, периода полу
РАДИОТОКСИНЫ
При действии ионизирующих излучений на биосреды, органеллы, клетки, ткани и целые организмы в них образуется группа веществ с большой биологической активностью, объединяемых под общим названием “
МИКРООРГАНИЗМОВ-Деструкторов
Загрязнение окружающей среды происходит в результате выброса разнообразных ксенобиотиков, многие из которых плохо подвержены деструкции или биотрансформации во внешней среде. Эти вещества накаплива
Новости и инфо для студентов