Toksykologia



Pobieranie 178.69 Kb.
Strona3/3
Data07.05.2016
Rozmiar178.69 Kb.
1   2   3
dyfuzji biernej. Zachodzi to bez nakładu energii i odbywa się zgodnie z różnicą (gradientem) steżeń. Przenikanie substancji przez błony zależy od ich lipofilności; zmniejsza się wraz ze wzrostem stopnia jonizacji.

Forma zjonizowana – ze względu na słabą rozpuszczalność w tłuszczach najczęściej nie przenika przez błony.
Transport przez pary jonowe

Silnie zjonizowane aniony (kwasy sulfonowe) lub kationy organiczne (np. IV rzędowe zasady aminowe) mogą tworzyć z jonami organicznymi środowiska lub z jonami będącymi na błonach o przeciwnym znaku, kompleksy cząsteczek obojętnych elektrycznie, które przechodzą przez błony na zasadzie dyfuzji biernej.


Absorpcja konwekcyjna (transport przez pory)

Umożliwia przenikanie przez błony jonów i substancji hydrofilnych o masie cząsteczkowej do ok. 200. Substancje te są transportowane wraz z wodą przez pory mające na zewnętrznej powierzchni błony ładunek dodatni, ujemny, bądź są elektrycznie obojętne.

Średnica porów w błonach komórkowych wynosi od 0,7 do 1 nm. Przenikanie substancji przez pory zależy głownie od różnicy ciśnienia hydrostatycznego lub osmotycznego po obu stronach błony.
Endocytoza

Makrocząsteczki zawieszone lub rozpuszczone w środowisku pobierane są za pomocą endocytozy.


Jeśli cząsteczki są rozpuszczone – limocytoza

Jeśli cząsteczki są stałe – fagocytoza


Cząsteczki zostają zaabsorbowane na powierzchnii błony komórkowej, która potem zagłębia się tworząc endosom (pęcherzyk). Następnie ten pęcherzyk wraz z całą zawartością zamyka się i odrywa od błony komórkowej. Wewnątrz komórki endosomy zlewają się z pęcherzykami lizosomów, zawierających enzymy hydrolityczne, potrzebne do rozkładu tego materiału. Produkty rozpadu makrocząsteczek przenikają do cytoplazmy, a niestrawione endosomy zostają wydalone w procesie egzocytozy(?).

Za pomocą tego mechanizmu transportowane są tłuszcze, glicerol, białka, witaminy A, D, E, K, skrobia, cholesterol, ale także jaja pazożytów, bakterie i tą drogą usuwane są też pyły z pęcherzyków płucnych oraz niektóre trucizny z krwii przez komórki wątroby i śledziony.

2.TRANSPORT PRZY UDZIALE NOŚNIKÓW
Transport ułatwiony

Niektóre substancje, zwłaszcza o dużej cząsteczce i słabej rozpuszczalności w lipidach, przenikają przez błony tworząc kompleksy ze znajdującymi się na powierzchnii błon nośnikami białkowymi. Związek wiąże się z nośnikiem na jednej powierzchnii błony, w postaci kompleksu przechodzi przez błonę i i odłącza się na jej powierzchnii. Następnie ten nośnik łączy kolejne cząsteczki substratu. W ten sposób transportowana jest w oraganizmie glukoza i witamina B12. Transport ten odbywa się również zgodnie z różnicą stężeń po obu stronach błon.


Transport aktywny

Odbywa się wbrew gradientowi stężeń. Aby taki transport mógł się odbywać, potrzebna jest energia, która najczęściej wyzwalana jest pod wpływem ATP-azy.

Może być hamowany przez inhibitory mitochondralnego łańcucha transportu elektronów lub przez substancje rozkojarzające fosforylację oksydacyjną.

Ma duże znaczenie fizjologiczne transport aktywny jonów sodowo – potasowych. Za pomocą tego transportu w organizmie transportowany jest wapń i żelazo. Pełni ważną rolę w toksykologii, bo za jego pomocą następuje wydalanie trucizn z organizmu.

WCHŁANIANIE polega na przejściu substancji ze środowiska zewnętrznego do krążenia ogólnego. Zachodzi różnymi drogami, ale w toksykologii największe znaczenie ma droga:

- skórna (dermalna)

- przez układ oddechowy (wziewna)

- z przewodu pokarmowego (doustna)


Skóra zbudowana jest z naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej.

Naskórek wielowarstwowy to bariera ochronna przed dzialeniem czynników zewnętrznych, skóra właściwa luźno ułożona, a tkanka podskórna składa się z tkanki tłuszczowej i łącznej włóknistej.

Związki chemiczne są wchłaniane przez skórę na drodze:

- dyfuzji biernej

- absorpcji konwekcyjnej
Na drodze dyfuzji biernej są wchłaniane związki o dużym współczynniku podziału oktanol – woda i małym stopniu jonizacji (węglowodory alifatyczne, aromatyczne, aminy alifatyczne, związki nitrowe, fenole oraz gazy(cyjanowodór, siarkowodór)).
Na drodze absorpcji konwekcyjnej wchłanianie następuje przez gruczoły łojowe, mieszki włosów, gruczoły potowe, a nawet przez paznokcie (etanol), co powoduje ominięcie naskórka. W ten sposób wchłaniają się elektrolity, metale ciężkie i alkohole.
Przez skórę

Uszkodzenie naskórka, podwyższona wilgotność, nawodnienie naskórka, podwyższona temperatuta zwieksza transport trucizn przez skórę.

Przepuszczalność naskórka zwiekszają również substancje zasadowe, rozpuszczalniki organiczne i detergenty.

W skórze zachodzą przemiany biochemiczne ksenobiotyków z uwagi na obecnośc w komórkach naskórka enzymów mikrosomalnych (w tym cytochromu P-450).

Wchłanianie przez skórę jest wolniejsze niż innymi drogami, ale niektóre substancje mogą silniej oddziaływać wchłaniane przez skórę, niż przez układ pokarmowy.

Insektycydy fosfoorganiczne karbanianowe są o wiele bardziej toksyczne przy przejściu przez skórę, niż jeżeli do organizmu dostaną się doustnie – tu przechodzą przez detoksykację w wątrobie i powstają nietoksyczne substancje.


Przez układ oddechowy (wziewne)

Wchłanianie gazów i par zachodzi tą drogą bardzo szybko ze względu na dużą powierzchnię dróg oddechowych i minimalną grubość bariery powietrze – krew (cieniutkie ścianki). Związki tą drogą wchłaniane sa tez z pominięciem wątroby. Górne drogi oddechowe pokryte są nabłonkiem(migawkowym) ochronnym, dalsze już nie. Mają pęcherzyki płucne o średnicy 50 i jest ich od 300 d0 500 mln. Powierzchnia 70 – 100 , ścianka z 95% złożona z naczyń włosowatych wplecionych we włókna.

Wewnątrz pęcherzyków i w ściankach znajdują się makrofagi usuwające pyły i bakterie. Są to duże komórki układu odpornościowego, które chetnie fagocytują ciała obce – maja bardzo duże znaczenie w układzie oddechowym. Substancje stałe (pyły, bakterie) są usuwane przez makrofagi.

Drogą dyfuzji wchłaniane są gazy i pary, przy czym dobrze rozpuszczalne w wodzie (amoniak, chlorowodór) są wchłaniane już w górnym odcinku,a słaborozpuszczalne(tlenki azotu(?)) trafiają do pęcherzyków płucnych – tu substancje gazowe osiągaja stan równowagi między powietrzem, a krwią. Stężenie takiego gazu we krwi zależy od jego rozpuszczalności, wyznaczonej współczynnikiem podziału krew-powietrze(wyznacza ile rozpusci się jego we krwi).

Wielkość tego współczynnika wpływa na stopień zatrzymania tych par w płucach – im większy współczynnik tym dłużej przetrwa w płucach. Im rozpuszczalność większa, tym więcej substancji może się rozpuścić we krwii i tym później ustala się stan równowagi.

Czynnikiem decydującym jest to, że zatrzymywane są cząsteczki aerozoli(cząsteczki czegoś zawieszonego w powietrzu, np. pyłu, pary wodnej). W zależności od pochodzenia i wielkości różnią się.

Cząstki od 5 do 30 osadzają się w jamie nosowej i w krtani

Od 1 do 5 w tchawicy i w oskrzelach.

Frakcja najszybciej wchłąniana do organizmu: 0,5 - 3.

To co się osadza w górnych odcinkach układu, uwalnia się, w dolnej części zalegają. Tylko przy udziale makrofagów mogą się wydostać, a związki rozpuszczone trafiaja wprost do krwii i limfy.

Gdyby nastąpiło uszkodzenie makrofagów, to następuje uwolnienie z nich enzymów(które trawią zanieczyszczenia), które mogą być bardzo szkodliwe, zaczynają trawić ściany pęcherzyków płucnych -> rozedma płuc,

papierosy-> nikotyna uszkadza makrofagi.

W płucach może zachodzic biotransformacja, związki obce mogą tak ulegac biotransformacji, że mogą powstać metabolity rakotwórcze lub metabolity cytotoksyczne – toksyczne w stosunku do komórek -> powodują śmiertelność komórek.
Wchłanianie przez przewód pokarmowy – najbardziej popularna droga wchłaniania związków toksycznych. Zachodzi na całej długości przewodu pokarmowego. Największą zdolność wchłaniania wykazuje jelito cienkie (o powierzchni 200-300).

-Substancje niezjonizowane wchłaniają się przez dyfuzję bierną.

-Substancje rozpuszczalne w wodzie o masie cząsteczkowej poniżej 200 wchłaniają się przez pory.

-Substancje wielkocząsteczkowe drogą endocytozy.

Duże znaczenie przy wchłanianiu ma transport przenośnikowy. Wchłaniane niekóre ksenobiotyki rozpuszczają się już w jamie ustnej:

-nitrogliceryna

-nikotyna

-kokaina


-cyjanki

-alkohol


Substancje te przenikają do krążenia ogólnego z pominięciem wątroby. Związki, które wchłaniają się w jelitach i w żołądku trafiaja przez zyłę wrotną do wątroby, gdzie ulegają biotransformacji. Również w jelitach zachodzi proces biotransformacji i procesy mikrobiologiczne (wchłanianie na drodze biotransformacji) spowodowane obecnością mikroorganizmów jelitowych.
GŁÓWNE DROGI POBIERANIA ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH PRZEZ RÓŻNE ORGANIZMY

ORGANIZM DROGA POBIERANIA ŹRÓDŁO SUBSTANCJ

ZANIECZYSZCZAJĄCEJ
Kręgowce lądowe przewód pokarmowy pożywienie, woda

Skóra zanieczyszczone

Płuca powierzchnie, kropelki

Pyłu w powietrzu


Bezkręgowce lądowe przewód pokarmowy pożywienie i woda

Oskórek(owady) zaniecz. Powietrza

Ściana ciała(ślimaki zaniecz. środowiska

nagie, robaki) w glebie

tchawki kropelki pyłu w powietrz
Ryby skrzela zaniecz. w wodzie

Przewód pokarmowy pożywienie


Wodne ssaki, ptaki przewód pokarmowy pożywienie i niewielkie

ilości z wody wypitej

lub otaczajacej
Wodne płazy przewód pokarmowy j. w.

Skóra zanieczyszczenia z

otaczającej wody

lub wypitej


Wodne bezkręgowce przewód pokarmowy pożywienie

Powierzchnie oddechowe zanieczyszczenia

z otaczającej wody
Rośliny liście zanieczyszczenia w

kropelkach w postaci

pyłu, opary

korzenie zanieczyszczenia w

wodzie głębinowej

19.04.2005 WYKŁAD 7

KUMULACJA, ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ I DYSTRYBUCJA ZWIĄZKÓW W ORGANIZMIE
DYSTRYBUCJA KSENOBIOTYKÓW

Trucizny rozpuszczają się przez krew i limfę po całym organizmie, a rozmieszczenie substancji zależy od dyfuzji do tkanek i powinowactwa substancji do krwi i tkanek. Substancje związane przez białka osocza w mniejszym stopniu przenikają do narządów, a substancje o dużym powinowactwie do tkanek występują w małych ilościach w osoczu.


Dystrybucja ksenobiotyków jest również związana z możliwością przemieszczania się wody do poszczególnych przestrzeni organizmu.
W organizmie istnieją obszary o ograniczonej przepuszczalności dla substancji obcych.

Np. układ nerwowy, w którym występuje tzw. bariera krew/mózg dotycząca krwi i układu mózgowego.

Istnieje jeszcze bariera łożyskowa i bariera krew/jądra.
Ośrodkowy układ nerwowy ma zabezpieczenie przed ksenobiotykami, SA to tzw. strefy zamykające.

W naczyniach włosowatych mózgu występują liczne strefy zamykające. Naczynia są otoczone komórkami glejowymi (gwiaździste komórki) i stężenie białka w płynie mózgowo – rdzeniowym jest mniejsze niż w osoczu – utrudnia to transport trucizn do mózgu. Główny mechanizm transportu w mózgu to dyfuzja bierna.

KUMULACJA KSENOBIOTYKÓW

Ksenobiotyki w krwiobiegu są wiązane na ogół nieodwracalnie z białkiem osocza (głownie z albuminami) i te ksenobiotyki konkurują z substancjami naturalnymi o miejsca wiązania, które nie są wybiórcze. Substancje o większym powinowactwie wybierają z połączeń białkowych inne związki, często o właściwościach toksycznodynamicznych, stąd mamy do czynienia z silnymi zatruciami.


Ksenobiotyki mogą być wiązane przez białka w narządach i mięśniach, tkance łącznej.

np., wiązanie metali w błonie śluzowej jelit, w nerkach, w wątrobie. W cytoplazmie komórek tych narządów występuje białko bogate w cystynę, a pozbawione aminokwasów aromatycznych – metalotioneina. Niektóre metale indykują syntezę tego białka, np. kadm, cynk, miedź, kobalt, i one wykazują do tego białka silne powinowactwo. Jeśli mamy do czynienia z krótką ekspozycją na te metale, to metalotioneina zabezpiecza organizm – ułatwia to ich wydalanie z organizmu.

ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ KSENOBIOTYKÓW

Wiele związków litofilnych (wykazujących powinowactwo do tkanki tłuszczowej, mających wysoki współczynnik oktanol/woda) np. insektycydy, kumulują się w tkance tłuszczowej. Takie nagromadzenie się tych substancji w tłuszczu nie jest spowodowane wiązaniem ze skłalnikami komórkowymi, lecz prostym, zwykłym rozpuszczeniem w lipidach ( w tłuszczach). Zmagazynowany w tkance tłuszczowej ksenobiotyk znajduje się w stanie równowagi z krwią – nie ma migracji między krwią a tkanka tłuszczową. W miarę eliminacji z organizmu, substancja przechodzi z tkanki tłuszczowej do osocza. Przy szybkiej redukcji tkanki tłuszczowej może dojść do uwolnienia ksenobiotyków i wywołania zatrucia.


Związki skumulowane w tkance tłuszczowej mogą przechodzić do mleka, niektóre substancje mogą kumulować się w kościach i zębach np. fluoryt, ołów. Metale potrafią wypierać wapń z kości. Te ksenobiotyki mogą być ponownie uwolnione ( z kości, zębów) poprzez wymianę jonową, rozpuszczanie soli mineralnych w kościach, podczas głodu, stresu, choroby alkoholowej – przechodzą do krwi i zatruwają cały organizm.
Miarą czasu powstawania substancji w organizmie jest biologiczny okres półtrwania. Jest to czas, w którym stężenie tej substancji zmniejszy się do połowy w stosunku do wartości wyjściowej.
WYDALANIE KSENOBIOTYKÓW
Wydalanie ksenobiotyków w postaci niezmienionej lub w postaci metabolitów i produktów reakcji sprzęgania u kręgowców lądowych zachodzi z moczem i/lub z żółcią. Stopień w jakim wydalanie zachodzi z żółcią lub z moczem zależy od masy cząsteczkowej ksenobiotyków i od gatunku zwierzęcia. Np.
- ksenobiotyki o masie cząsteczkowej do 300 głównie wydalane są z moczem.

- ksenobiotyki o masie cząsteczkowej powyżej 600 są wydalane z żółcią.

Np. szczur w porównaniu z królikiem wykazuje większą tendencję do wydalania z żółcią (jest to uwarunkowane genetycznie).
Wiele kręgowców (wodnych) usuwa lipofilowe ksenibiotyki na drodze dyfuzji do otaczającej wody.
Np. ryby pozbywają się ksenobiotyków lipofilowych przez skrzela.

Płazy przez półprzepuszczalną skórę.

Ssaki - niektóre silne lipofilowe związki mogą być do pewnego stopnia

wydalane z mlekiem.

Ptaki, gady, bezkręgowce – niektóre wydalane w jajkach.
Niektóre związki możemy wydalać z wydychanym powietrzem,

np. etanol,

a niektóre z krwi do śliny – to są substancje tez litofilne o małej masie cząsteczkowej

np. etanol, leki, nikotyna, metale (rtęć, kadm, ołów).


Wydalanie może następować też przez włosy, skórę, paznokcie – zwykle SA to substancje niezjonizowane, za pomocą dyfuzji biernej, oraz z potem,

np. etanol, kwas salicylowy, ołów, rtęć, żelazo.






1   2   3


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna