Anonim
Artykuł który zajął 1 miejsce w październikowym konkursie 2007 roku.
Miłego czytania.
___________________________________________
„Wpływ czynników biotycznych i abiotycznych na efekt działania toksycznego ksenobiotyków "
Wykonał: Michał Kwiatkowski / nick: Kviiatek
Po przez drogi wchłaniania, metabolizm , transport wydalanie ksenobiotyków, dystrybucje i wiązanie tkankowe ksenobiotyków, biotransformacje postaram się opisać wpływ czynników abiotycznych i biotycznych na efekt działania toksycznego ksenobiotyków.
Warto by się również zastanowić nad znaczeniem podstawowych terminów między innymi takich jak toksyczność, ksenobiotyk, czynniki abiotyczne i biotyczne.
Toksyczność jest to zdolność substancji do wywołania zaburzeń fizjologicznych funkcji organizmu i prowadząca do śmierci. Można ją podzielić na:
- ostrą (wywołuje śmierć)
- przewlekłą może być na poziomie
• molekularnym
• komórkowym- powoduje uszkodzenie tkanek i narządów wewnętrznych oraz upośledzenie funkcji
Uszkodzenie funkcji jest to ostatnia faza toksyczności przewlekłej.
Ksenobiotyk - obca substancja w organizmie, który ani jej nie produkuje, ani nie jest mu potrzebna do jego procesów., krócej, substancja obca, egzogenna, materiał antropogenny. Pod nazwą "ksenobiotyk" kwalifikuje sie wszystko - lekarstwa, trucizny, środki produkowane przez przemysł, jak kosmetyki, środki ochrony roślin, środki owadobójcze, używki, , mykotoksyny ale także i konserwanty będące w żywności ..., Jednym słowem "wszystko" co obce. Mogą przenikać do ustroju różnymi drogami, co ma duże znaczenie dla przebiegu i intensywności zatruć. W warunkach przemysłowych drogami wchłania są: układ oddechowy, przewód pokarmowy i skóra. Sposób dostawania ksenobiotyków do ustroju zależy przede wszystkim od warunków, w jakich człowiek styka się z daną substancją, oraz jej stanu skupienia ( stan stały i ciekły mogą przedostawać się do ustroju przez układ pokarmowy lub przez skórę), natomiast ksenobiotyki w stanie gazowym w postaci par lub aerozoli najłatwiej są wchłanianie w drogach oddechowych. możliwa jest ponadto resorpcja gazów poprzez skórę.
Rodzaje ksenobiotyków:
- działanie hepatotoksyczne (wątroba)
- działanie nefrotoksyczne (nerki)
- działanie embriotoksyczne
- działanie genotoksyczne ( w czasie tworzenia DNA)
- działanie neurotoksyczne (zaburzenia natury psychicznej)
Konsekwencje działania ksenobiotyków:
- blokowanie oddychania tkankowego
- unieczynnienie hemoglobiny i transportu tlenu
- imunosupresja ( obniżona odporność immunologiczna)
- uszkodzenie błon komórkowych cytoplazmatycznych ( przenikanie bakterii w całym organizmie).
Tkanki zwierzęce wrażliwe na ksenobiotyki:
nabłonkowa, łączna ,szkieletowa, chrzęstna, włóknista, mięśniowa, poprzecznie prążkowana, gładka poprzecznie prążkowana serca, tkanka nerwowa, płyny ustrojowe, krew, limfa płyn tkankowy
Biotransformacja - punkt wyjścia badania stresowości środowiska. Przykładem
biotransformacji ksenobiotyków są jednoelektrolitowe reakcje utleniania i redukcji w wyniku, których powstaje woda i wolne rodniki, które są szalenie toksyczne. Mimo krótkiego trwania w organizmie niszczą błony cytoplazmatyczne.
Można wyróżnić wpływ wielu czynników ( czynniki zależne od organizmu, człowieka: wiek, płeć, uwarunkowania genetyczne, a także interakcja ksenobiotyków
Na efekt toksycznego działania ksenobiotyków duży wpływ mają uwarunkowania środowiskowe na które się składają czynniki biotyczne i abiotyczne.
Czynniki abiotyczne - czynniki nieożywione. Wszelkie elementy przyrody nieożywionej obejmujące fizyczne i chemiczne czynniki środowiska ( temperatura, światło, natlenienie, stężenie biogenów).
Czynniki biotyczne - czynniki ożywione. Wszelkie elementy przyrody ożywionej, dotyczące żywych organizmów w środowisku.
Wchłanianie w drogach oddechowych
Ksenobiotyki dostają się do ustroju przez drogi oddechowe na ogół w warunkach ekspozycji człowieka podczas pracy zawodowej Zatrucia samobójcze lub zabójstwa, a także zatrucia przypadkowe zdarzają się najczęściej wskutek wchłaniania tlenku węgla. Głównym miejscem wchłaniania ksenobiotyków w drogach oddechowych są płuca ze względu na swoją dużą powierzchnię (ok. 90 m2) oraz na budowę pęcherzyków płucnych.
Na szybkość wchłaniania gazów i par w drogach oddechowych, , wpływa wiele czynników , z których najważniejsze to: stężenie ksenobiotyków w powietrzu, wentylacja płuc, współczynnik podziału powietrze / woda (krew), rozpuszczalność w wodzie, a także szybkość biotransformacji i wydalania z ustroju; niektóre z tych czynników mogą ulegać zmianom niezależnie od rodzaju, czasu i nasilenia pracy.
Retencja, czyli ilość (w procentach) zatrzymanego w drogach oddechowych ksenobiotyku, jest różna dla różnych związków i waha się w granicach od ok. 30 stopni do ponad 90 %. Retencja może ulegać zmianom w czasie wchłaniania, aż do chwili ustalenia się równowagi między stężeniem związków w powietrzu i we krwi.
Związki dobrze rozpuszczalne w wodzie (np. alkohol metylowy, etylowy, aceton)
osiągają stan równowagi po dłuższym czasie, natomiast słabo rozpuszczalne (np. benzen, toulen) -znacznie szybciej- już nasuwa nam się jeden z czynników abiotycznych jakim jest rozpuszczalność. Metabolizm związku, wydalanie lub odkładanie się go w narządach, a więc usuwanie z krwi, przedłuża czas, po którym ustala się stan równowagi.
Oddychanie (to z kolei czynnik biotyczny wpływający na efekt toksyczności ksenobiotyków) jest to czynność automatyczna i jego intensywność zależy od zapotrzebowania organizmu na tlen. Wysiłek fizyczny zwiększa to zapotrzebowanie, a więc do płuc wprowadzane są większe objętości powietrza i tym samym większa ilość ksenobiotyku.
Aerozole o wchłanianiu decyduje przede wszystkim wielkość ziaren pyłu (zdecydowany czynnik abiotyczny). Przyjmuje się, że ziarna o wymiarach większych od 1-5 mikrometra zatrzymywane są głównie w górnych odcinkach dróg oddechowych, skąd mogą być wyksztuszone, a następnie wydalone lub połknięte i w konsekwencji wchłonięte w układzie pokarmowym. Ziarna niewyksztuszone pozostają w górnych odcinkach dróg oddechowych, gdzie ulegają powolnej resorpcji.
Dużą rolę w resorpcji pyłów odgrywa higroskopijność i rozpuszczalność w wodzie gdyż rozpuszczają się one w wydzielinie pokrywające powierzchnię dróg oddechowych. Istotnym czynnikiem warunkującym efekt toksyczny gazów i par wchłanianych w układzie oddechowym , , jest jego rozpuszczalność w wodzie (hydrofilowość). Gaz taki rozpuszcza może rozpuścić się także w warstwie śluzu występującego w górnych odcinkach układu oddechowego, ( śluz = 90-95 % z wody, która działa jak dobry rozpuszczalnik. Następnym istotnym czynnikiem decydującym o losie w ustroju wdychanego gazu, czy pary jest jego chemiczna reaktywność. Stężenie gazu reaktywnego w przestrzeni dróg układu oddechowego gwałtownie spada w miarę jego przechodzenia przez warstwę śluzu i komórek nabłonkowych, gdzie jest on wiązany, i w konsekwencji tylko niewielka jego ilość dostaje się do krwi kapilarnej.
Możemy wyróżnić - Gaz reaktywny rozpuszczalny w wodzie (np. formaldehyd potrafi indukować nowotwory w jamie nosowej szczurów, gazy niereaktywny, który rozpuszcza się w wodzie oraz szybko rozpuszczają się warstwie śluzu pokrywającego jamę nosową, a część cząsteczek gazu może przenikać do krwi kapilarnej ( etanol i metanol). Przykładem jest etanol i metanol. Badania eksperymentalne pokazują, że w czasie wdechu związki te zostają w całości wypłukane z dróg oddechowych, natomiast w czasie wydechu do 30 % par alkoholi ulega desorpcji i wydaleniu. Gazy reaktywne nierozpuszczalne w wodzie np. ozon. Jego reaktywność wykazuje że ok. 50 % wdychanego ozonu zostaje zatrzymana przez rozległą zewnętrzną powierzchnię jamy nosowej w czasie wdechu, uszkadzając w tym miejscu tkankę Jak widać, reaktywność gazu odgrywa istotną rolę w szybkości jego przechodzenia do tkanki nabłonkowej i sprawia, że gaz reaktywny działa toksycznie głównie na drogi oddechowe, a nie na inne narządy. Gaz niereaktywny nierozpuszczalny w wodzie np. benzen. Wchłanianie zachodzi głównie w pęcherzykach płuc, a wydajność wchłaniania jest funkcją stężenia par w pęcherzykach płuc i współczynnik podziału powietrze/krew.
Wchłanianie poprzez skórę
Istnieją trzy możliwe sposoby przenikania substancji chemicznych przez skórę. Są to
dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej, wnikanie przez kanaliki potowe oraz wnikanie
wzdłuż mieszków włosowych, w których tkwią cebulki włosowe. Ze względu na dużo
większą powierzchnię skóry, niż kanaliki potowe i szczeliny przy mieszkach włosowych, ta
droga stanowi główny sposób przenikania ksenobiotyków do organizmu.
Przenikanie przez skórę jest procesem zależnym od czasu - czas ekspozycji na ksenobiotyk (bardzo ważny i najistotniejszy czynnik). Szybkie wytarcie lub zmycie substancji toksycznej uchroni przed przeniknięciem dużej ilości substancji chemicznej.
Wchłanianie drogą pokarmową
Przewód pokarmowy można podzielić na trzy zasadnicze odcinki, w których mogą zachodzić procesy wchłaniania: jama ustna z przełykiem, żołądek i jelita. W poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego procesy wchłaniania zachodzą z różną szybkością i wydajnością.
Śluzówka jamy ustnej jest przepuszczalna, na zasadzie dyfuzji. Z uwagi na krótki
kontakt w jamie ustnej wchłaniają się na ogół niewielkie ilości związków. W żołądku związki chemiczne mieszają się z pokarmem, kwasami żołądkowymi, enzymami trawiennymi i bakteriami. Każdy z tych czynników biotycznych może zmienić toksyczność wprowadzonego związku chemicznego bądź wskutek modyfikacji związku, bądź też przez wpływ na jego absorpcję. Wykazano, że istnieją ilościowe różnice w toksyczności zależne od tego, czy związek chemiczny został podany z pokarmem, czy też wprowadzony do pustego żołądka. Ze względu na to, że pH soku żołądkowego ma wartość około 1, w żołądku wchłaniają się, metodą dyfuzji, substancje o charakterze słabych kwasów. Przykładem substancji stosunkowo dobrze wchłanianych w żołądku są alkohole.
Jelita są odcinkiem przewodu pokarmowego najlepiej przystosowanym do wchłaniania. Czynnikiem sprzyjającym jest olbrzymia powierzchnia czynna błony śluzowej, jak i równie zmienność odczynu treści jelit od słabo kwaśnego w jelicie cienkim, do słabo alkalicznego w końcowych odcinkach. Także enzymy trawienne (np. hydrolazy ) ułatwiają dalszy transport substancji.
Dla działania ksenobiotyków wchłanianych z jelit istotne znaczenie ma fakt, że przed
dotarciem do krwiobiegu trafiają one do wątroby, w której są poddawane działaniu różnorodnych czynników biochemicznych, zmniejszających lub zwiększających toksyczność
substancji. Ponadto wiele substancji wchłoniętych z jelit jest ponownie wprowadzanych do
przewodu pokarmowego z żółcią. Oprócz mechanizmów ułatwiających wchłanianie w jelitach, (czynniki wspomagające działania toksyczne), działają również mechanizmy, które ograniczają te procesy . Należą do nich wydalanie do światła jelit substancji odpadowych, bardzo szybkie obumieranie i złuszczanie błony śluzowej jelit, wysycenie białek przenośnikowych, co ogranicza szybkość transportu przez błony, a w przypadku wchłaniania metali - możliwość biosyntezy białek indukcyjnych wiążących je w trwałe kompleksy trudno przenikające przez błony komórkowe.
Na wpływ czynników abiotycznych i biotycznych na toksyczne działanie ksenobiotyków dużą rolę odgrywa różna droga, metody i procesy wchłaniania substancji toksycznych
Działanie ksenobiotyków jest rezultatem oddziaływania czynników otoczenia w postaci bodźców środowiskowych oraz czynników warunkujących sposób i rodzaj odpowiedzi organizmu na dany bodziec.
Mówiąc o bodźcach środowiskowych mamy na uwadze wszystkie elementy otoczenia, z którymi człowiek styka się i pod wpływem których pozostaje w ciągu swego życia.
Do pozostałych czynników biotycznych i abiotycznych możemy zaliczyć:
- Zanieczyszczone powietrze atmosferyczne- stężenie ksenobiotyków w powietrzu,
- Zanieczyszczona woda
- Żywność - śladowe ilości pestycydów w produktach spożywczych
- Powietrze pomieszczeń zamkniętych
- Zanieczyszczona gleba, wysypiska śmieci
- Pyły, gazy, dym
- Odpady
- Hałas
- Cechy zależne od osobnika, wiek, płeć ,kondycja, budowa fizyczna,
- wirus HBV, wywołujący WZW B (wirusowe zapalenie wątroby typu B) i inne (np. HCV) które w pewnych przypadkach mogą doprowadzić do poważnych chorób takich jak marskości, bądź rak wątroby
- synergizm i antagonizm;
- stężenie substancji i jej rodzaj ,budowa, właściwości
- niepożądane działanie leków, nadwrażliwość
- postać w jakiej występuje dany ksenobiotyk
-Czynniki środowiska zewnętrznego: odpowiedź układu biologicznego na truciznę zmniejsza się zwykle ze spadkiem temperatury, przy czym po obniżeniu temperatury również przedłuża się czas wystąpienia reakcji na truciznę (mniejsza aktywność enzymów). Jednakże wystawienie na zimno wyraźnie zwiększa działanie strychniny, nikotyny, atropiny i malationu
- w przypadku tych ksenobiotyków, których szybki metabolizm wpływa na zmniejszenie toksyczności. Wpływ ma ciśnienie atmosferyczne..
- chemiczna reaktywność
- Promieniowanie jonizujące i niejonizujące
- usłonecznienie, światło- wpływ na rytm biologiczny i hormony
- wilgotność powietrza
- Skazenia chemiczne , stężenia pyłkow
Bardzo ważnym elementem obrony organizmu przed toksycznym działaniem ksenobiotyków jest racjonalne odżywianie z odpowiednią dietą !!
- Czynniki pokarmowe: może dojść do chelatowania trucizn, hydroliza. Przy wypełnionym przewodzie pokarmowym wchłanianie jest mniejsze; podczas głodzenia zmniejsza się zawartość glikogenu w wątrobie i dostępność składników energetycznych co zwiększa wrażliwość na truciznę. - Niedobór witamin zwiększa toksyczność ksenobiotyków
OBRONA PRZED KSENOBIOTYTKAMI
Odporności organizmu
- nieswoista (wrodzona)
- swoista (nabyta)
Mechanizmy obronne
- ochronne działanie barier biologicznych (skóra)
- bakteriobójcze wydzieliny gruczołów łojowych i potowych
- niskie pH skóry
- błony śluzowe ( układ pokarmowy, oddechowy, płciowy)
- natural killers (limfocyty)
Reakcje organizmu (odtrucie)
- wydalenie ( z powietrzem wydychanym, moczem, kałem )
- wytworzenie metabolitu, który był by zdezaktywował ksenobiotyk
Niekiedy zatrucie jest widoczne w tkance, mimo że toksyna została wydalona. Zachodzi to w tedy, gdy enzym zdezaktywował się przez ksenobiotyk a tym samym pozbawił organizmu funkcji życiowych. Największą odporność na ksenobiotyki mają osobniki dojrzałe płciowo.
Przykładem enzymu zdezaktywowanego może być zatrucie związkami fosforoorganicznymi, które łączą się praktycznie nieodwracalnie z esterazą acetyholiną.
Grupa związków zachowująca stabilność mimo ksenobiotyku:
- witamina A
- selen
- pp
- Cu i Co
- B3
Dla tych związków istnieje okres stabilnego ich działania.
Bibliografia
1. Podstawy ekotoksykologii, C. H. Walker, S. P. Hopkin, R. M. Sibly i D. B. Peakall, PWN 2002.
2. Ekotoksykologia: od komórki do ekosystemu, R. Laskowski i P. Migula. PWRiL 2004.
3. Biochemia Harpera - Robert K. Murray, Daryl K. Granner , Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell
4. Podstawy toksykologii - Wydawnictwo Naukowo - Techniczne Warszawa pod redakcją Prof. Dr. Hab. Jerzego K. Piotrowskiego
5. Toksykologia żywności - Maksym Nikonorow Bogumiła Urbanek Karłowska, Warszawa 1987
6. Toksykologia współczesna, W. Rusiecki i P. Kubikowski ", ,Państwowy Zakład
Wydawnictw Lekarskich,
6. Internet:-
Biologiczne monitorowanie skażenia środowiska. Wpływ ksenobiotyków na układ odpornościowy - Red. A. K. Siwicki i in., Wyd. IRS, 1997, s. 236
-http://209.85.135.104/search?q=cache:V-ex5dz5GtIJ:www.higiena.amp.edu.pl/
skrypt_internetowy.doc+ksenobiotyki+temperatura+wilgotno%C5%9B%C4%87&hl=
pl&ct=clnk&cd=1&gl=pl&client=firefox-a
Zmieniony przez - Skalar. w dniu 2008-03-09 19:56:35
Zmieniony przez - Skalar. w dniu 2008-03-09 20:03:41
Miłego czytania.
___________________________________________
„Wpływ czynników biotycznych i abiotycznych na efekt działania toksycznego ksenobiotyków "
Wykonał: Michał Kwiatkowski / nick: Kviiatek
Po przez drogi wchłaniania, metabolizm , transport wydalanie ksenobiotyków, dystrybucje i wiązanie tkankowe ksenobiotyków, biotransformacje postaram się opisać wpływ czynników abiotycznych i biotycznych na efekt działania toksycznego ksenobiotyków.
Warto by się również zastanowić nad znaczeniem podstawowych terminów między innymi takich jak toksyczność, ksenobiotyk, czynniki abiotyczne i biotyczne.
Toksyczność jest to zdolność substancji do wywołania zaburzeń fizjologicznych funkcji organizmu i prowadząca do śmierci. Można ją podzielić na:
- ostrą (wywołuje śmierć)
- przewlekłą może być na poziomie
• molekularnym
• komórkowym- powoduje uszkodzenie tkanek i narządów wewnętrznych oraz upośledzenie funkcji
Uszkodzenie funkcji jest to ostatnia faza toksyczności przewlekłej.
Ksenobiotyk - obca substancja w organizmie, który ani jej nie produkuje, ani nie jest mu potrzebna do jego procesów., krócej, substancja obca, egzogenna, materiał antropogenny. Pod nazwą "ksenobiotyk" kwalifikuje sie wszystko - lekarstwa, trucizny, środki produkowane przez przemysł, jak kosmetyki, środki ochrony roślin, środki owadobójcze, używki, , mykotoksyny ale także i konserwanty będące w żywności ..., Jednym słowem "wszystko" co obce. Mogą przenikać do ustroju różnymi drogami, co ma duże znaczenie dla przebiegu i intensywności zatruć. W warunkach przemysłowych drogami wchłania są: układ oddechowy, przewód pokarmowy i skóra. Sposób dostawania ksenobiotyków do ustroju zależy przede wszystkim od warunków, w jakich człowiek styka się z daną substancją, oraz jej stanu skupienia ( stan stały i ciekły mogą przedostawać się do ustroju przez układ pokarmowy lub przez skórę), natomiast ksenobiotyki w stanie gazowym w postaci par lub aerozoli najłatwiej są wchłanianie w drogach oddechowych. możliwa jest ponadto resorpcja gazów poprzez skórę.
Rodzaje ksenobiotyków:
- działanie hepatotoksyczne (wątroba)
- działanie nefrotoksyczne (nerki)
- działanie embriotoksyczne
- działanie genotoksyczne ( w czasie tworzenia DNA)
- działanie neurotoksyczne (zaburzenia natury psychicznej)
Konsekwencje działania ksenobiotyków:
- blokowanie oddychania tkankowego
- unieczynnienie hemoglobiny i transportu tlenu
- imunosupresja ( obniżona odporność immunologiczna)
- uszkodzenie błon komórkowych cytoplazmatycznych ( przenikanie bakterii w całym organizmie).
Tkanki zwierzęce wrażliwe na ksenobiotyki:
nabłonkowa, łączna ,szkieletowa, chrzęstna, włóknista, mięśniowa, poprzecznie prążkowana, gładka poprzecznie prążkowana serca, tkanka nerwowa, płyny ustrojowe, krew, limfa płyn tkankowy
Biotransformacja - punkt wyjścia badania stresowości środowiska. Przykładem
biotransformacji ksenobiotyków są jednoelektrolitowe reakcje utleniania i redukcji w wyniku, których powstaje woda i wolne rodniki, które są szalenie toksyczne. Mimo krótkiego trwania w organizmie niszczą błony cytoplazmatyczne.
Można wyróżnić wpływ wielu czynników ( czynniki zależne od organizmu, człowieka: wiek, płeć, uwarunkowania genetyczne, a także interakcja ksenobiotyków
Na efekt toksycznego działania ksenobiotyków duży wpływ mają uwarunkowania środowiskowe na które się składają czynniki biotyczne i abiotyczne.
Czynniki abiotyczne - czynniki nieożywione. Wszelkie elementy przyrody nieożywionej obejmujące fizyczne i chemiczne czynniki środowiska ( temperatura, światło, natlenienie, stężenie biogenów).
Czynniki biotyczne - czynniki ożywione. Wszelkie elementy przyrody ożywionej, dotyczące żywych organizmów w środowisku.
Wchłanianie w drogach oddechowych
Ksenobiotyki dostają się do ustroju przez drogi oddechowe na ogół w warunkach ekspozycji człowieka podczas pracy zawodowej Zatrucia samobójcze lub zabójstwa, a także zatrucia przypadkowe zdarzają się najczęściej wskutek wchłaniania tlenku węgla. Głównym miejscem wchłaniania ksenobiotyków w drogach oddechowych są płuca ze względu na swoją dużą powierzchnię (ok. 90 m2) oraz na budowę pęcherzyków płucnych.
Na szybkość wchłaniania gazów i par w drogach oddechowych, , wpływa wiele czynników , z których najważniejsze to: stężenie ksenobiotyków w powietrzu, wentylacja płuc, współczynnik podziału powietrze / woda (krew), rozpuszczalność w wodzie, a także szybkość biotransformacji i wydalania z ustroju; niektóre z tych czynników mogą ulegać zmianom niezależnie od rodzaju, czasu i nasilenia pracy.
Retencja, czyli ilość (w procentach) zatrzymanego w drogach oddechowych ksenobiotyku, jest różna dla różnych związków i waha się w granicach od ok. 30 stopni do ponad 90 %. Retencja może ulegać zmianom w czasie wchłaniania, aż do chwili ustalenia się równowagi między stężeniem związków w powietrzu i we krwi.
Związki dobrze rozpuszczalne w wodzie (np. alkohol metylowy, etylowy, aceton)
osiągają stan równowagi po dłuższym czasie, natomiast słabo rozpuszczalne (np. benzen, toulen) -znacznie szybciej- już nasuwa nam się jeden z czynników abiotycznych jakim jest rozpuszczalność. Metabolizm związku, wydalanie lub odkładanie się go w narządach, a więc usuwanie z krwi, przedłuża czas, po którym ustala się stan równowagi.
Oddychanie (to z kolei czynnik biotyczny wpływający na efekt toksyczności ksenobiotyków) jest to czynność automatyczna i jego intensywność zależy od zapotrzebowania organizmu na tlen. Wysiłek fizyczny zwiększa to zapotrzebowanie, a więc do płuc wprowadzane są większe objętości powietrza i tym samym większa ilość ksenobiotyku.
Aerozole o wchłanianiu decyduje przede wszystkim wielkość ziaren pyłu (zdecydowany czynnik abiotyczny). Przyjmuje się, że ziarna o wymiarach większych od 1-5 mikrometra zatrzymywane są głównie w górnych odcinkach dróg oddechowych, skąd mogą być wyksztuszone, a następnie wydalone lub połknięte i w konsekwencji wchłonięte w układzie pokarmowym. Ziarna niewyksztuszone pozostają w górnych odcinkach dróg oddechowych, gdzie ulegają powolnej resorpcji.
Dużą rolę w resorpcji pyłów odgrywa higroskopijność i rozpuszczalność w wodzie gdyż rozpuszczają się one w wydzielinie pokrywające powierzchnię dróg oddechowych. Istotnym czynnikiem warunkującym efekt toksyczny gazów i par wchłanianych w układzie oddechowym , , jest jego rozpuszczalność w wodzie (hydrofilowość). Gaz taki rozpuszcza może rozpuścić się także w warstwie śluzu występującego w górnych odcinkach układu oddechowego, ( śluz = 90-95 % z wody, która działa jak dobry rozpuszczalnik. Następnym istotnym czynnikiem decydującym o losie w ustroju wdychanego gazu, czy pary jest jego chemiczna reaktywność. Stężenie gazu reaktywnego w przestrzeni dróg układu oddechowego gwałtownie spada w miarę jego przechodzenia przez warstwę śluzu i komórek nabłonkowych, gdzie jest on wiązany, i w konsekwencji tylko niewielka jego ilość dostaje się do krwi kapilarnej.
Możemy wyróżnić - Gaz reaktywny rozpuszczalny w wodzie (np. formaldehyd potrafi indukować nowotwory w jamie nosowej szczurów, gazy niereaktywny, który rozpuszcza się w wodzie oraz szybko rozpuszczają się warstwie śluzu pokrywającego jamę nosową, a część cząsteczek gazu może przenikać do krwi kapilarnej ( etanol i metanol). Przykładem jest etanol i metanol. Badania eksperymentalne pokazują, że w czasie wdechu związki te zostają w całości wypłukane z dróg oddechowych, natomiast w czasie wydechu do 30 % par alkoholi ulega desorpcji i wydaleniu. Gazy reaktywne nierozpuszczalne w wodzie np. ozon. Jego reaktywność wykazuje że ok. 50 % wdychanego ozonu zostaje zatrzymana przez rozległą zewnętrzną powierzchnię jamy nosowej w czasie wdechu, uszkadzając w tym miejscu tkankę Jak widać, reaktywność gazu odgrywa istotną rolę w szybkości jego przechodzenia do tkanki nabłonkowej i sprawia, że gaz reaktywny działa toksycznie głównie na drogi oddechowe, a nie na inne narządy. Gaz niereaktywny nierozpuszczalny w wodzie np. benzen. Wchłanianie zachodzi głównie w pęcherzykach płuc, a wydajność wchłaniania jest funkcją stężenia par w pęcherzykach płuc i współczynnik podziału powietrze/krew.
Wchłanianie poprzez skórę
Istnieją trzy możliwe sposoby przenikania substancji chemicznych przez skórę. Są to
dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej, wnikanie przez kanaliki potowe oraz wnikanie
wzdłuż mieszków włosowych, w których tkwią cebulki włosowe. Ze względu na dużo
większą powierzchnię skóry, niż kanaliki potowe i szczeliny przy mieszkach włosowych, ta
droga stanowi główny sposób przenikania ksenobiotyków do organizmu.
Przenikanie przez skórę jest procesem zależnym od czasu - czas ekspozycji na ksenobiotyk (bardzo ważny i najistotniejszy czynnik). Szybkie wytarcie lub zmycie substancji toksycznej uchroni przed przeniknięciem dużej ilości substancji chemicznej.
Wchłanianie drogą pokarmową
Przewód pokarmowy można podzielić na trzy zasadnicze odcinki, w których mogą zachodzić procesy wchłaniania: jama ustna z przełykiem, żołądek i jelita. W poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego procesy wchłaniania zachodzą z różną szybkością i wydajnością.
Śluzówka jamy ustnej jest przepuszczalna, na zasadzie dyfuzji. Z uwagi na krótki
kontakt w jamie ustnej wchłaniają się na ogół niewielkie ilości związków. W żołądku związki chemiczne mieszają się z pokarmem, kwasami żołądkowymi, enzymami trawiennymi i bakteriami. Każdy z tych czynników biotycznych może zmienić toksyczność wprowadzonego związku chemicznego bądź wskutek modyfikacji związku, bądź też przez wpływ na jego absorpcję. Wykazano, że istnieją ilościowe różnice w toksyczności zależne od tego, czy związek chemiczny został podany z pokarmem, czy też wprowadzony do pustego żołądka. Ze względu na to, że pH soku żołądkowego ma wartość około 1, w żołądku wchłaniają się, metodą dyfuzji, substancje o charakterze słabych kwasów. Przykładem substancji stosunkowo dobrze wchłanianych w żołądku są alkohole.
Jelita są odcinkiem przewodu pokarmowego najlepiej przystosowanym do wchłaniania. Czynnikiem sprzyjającym jest olbrzymia powierzchnia czynna błony śluzowej, jak i równie zmienność odczynu treści jelit od słabo kwaśnego w jelicie cienkim, do słabo alkalicznego w końcowych odcinkach. Także enzymy trawienne (np. hydrolazy ) ułatwiają dalszy transport substancji.
Dla działania ksenobiotyków wchłanianych z jelit istotne znaczenie ma fakt, że przed
dotarciem do krwiobiegu trafiają one do wątroby, w której są poddawane działaniu różnorodnych czynników biochemicznych, zmniejszających lub zwiększających toksyczność
substancji. Ponadto wiele substancji wchłoniętych z jelit jest ponownie wprowadzanych do
przewodu pokarmowego z żółcią. Oprócz mechanizmów ułatwiających wchłanianie w jelitach, (czynniki wspomagające działania toksyczne), działają również mechanizmy, które ograniczają te procesy . Należą do nich wydalanie do światła jelit substancji odpadowych, bardzo szybkie obumieranie i złuszczanie błony śluzowej jelit, wysycenie białek przenośnikowych, co ogranicza szybkość transportu przez błony, a w przypadku wchłaniania metali - możliwość biosyntezy białek indukcyjnych wiążących je w trwałe kompleksy trudno przenikające przez błony komórkowe.
Na wpływ czynników abiotycznych i biotycznych na toksyczne działanie ksenobiotyków dużą rolę odgrywa różna droga, metody i procesy wchłaniania substancji toksycznych
Działanie ksenobiotyków jest rezultatem oddziaływania czynników otoczenia w postaci bodźców środowiskowych oraz czynników warunkujących sposób i rodzaj odpowiedzi organizmu na dany bodziec.
Mówiąc o bodźcach środowiskowych mamy na uwadze wszystkie elementy otoczenia, z którymi człowiek styka się i pod wpływem których pozostaje w ciągu swego życia.
Do pozostałych czynników biotycznych i abiotycznych możemy zaliczyć:
- Zanieczyszczone powietrze atmosferyczne- stężenie ksenobiotyków w powietrzu,
- Zanieczyszczona woda
- Żywność - śladowe ilości pestycydów w produktach spożywczych
- Powietrze pomieszczeń zamkniętych
- Zanieczyszczona gleba, wysypiska śmieci
- Pyły, gazy, dym
- Odpady
- Hałas
- Cechy zależne od osobnika, wiek, płeć ,kondycja, budowa fizyczna,
- wirus HBV, wywołujący WZW B (wirusowe zapalenie wątroby typu B) i inne (np. HCV) które w pewnych przypadkach mogą doprowadzić do poważnych chorób takich jak marskości, bądź rak wątroby
- synergizm i antagonizm;
- stężenie substancji i jej rodzaj ,budowa, właściwości
- niepożądane działanie leków, nadwrażliwość
- postać w jakiej występuje dany ksenobiotyk
-Czynniki środowiska zewnętrznego: odpowiedź układu biologicznego na truciznę zmniejsza się zwykle ze spadkiem temperatury, przy czym po obniżeniu temperatury również przedłuża się czas wystąpienia reakcji na truciznę (mniejsza aktywność enzymów). Jednakże wystawienie na zimno wyraźnie zwiększa działanie strychniny, nikotyny, atropiny i malationu
- w przypadku tych ksenobiotyków, których szybki metabolizm wpływa na zmniejszenie toksyczności. Wpływ ma ciśnienie atmosferyczne..
- chemiczna reaktywność
- Promieniowanie jonizujące i niejonizujące
- usłonecznienie, światło- wpływ na rytm biologiczny i hormony
- wilgotność powietrza
- Skazenia chemiczne , stężenia pyłkow
Bardzo ważnym elementem obrony organizmu przed toksycznym działaniem ksenobiotyków jest racjonalne odżywianie z odpowiednią dietą !!
- Czynniki pokarmowe: może dojść do chelatowania trucizn, hydroliza. Przy wypełnionym przewodzie pokarmowym wchłanianie jest mniejsze; podczas głodzenia zmniejsza się zawartość glikogenu w wątrobie i dostępność składników energetycznych co zwiększa wrażliwość na truciznę. - Niedobór witamin zwiększa toksyczność ksenobiotyków
OBRONA PRZED KSENOBIOTYTKAMI
Odporności organizmu
- nieswoista (wrodzona)
- swoista (nabyta)
Mechanizmy obronne
- ochronne działanie barier biologicznych (skóra)
- bakteriobójcze wydzieliny gruczołów łojowych i potowych
- niskie pH skóry
- błony śluzowe ( układ pokarmowy, oddechowy, płciowy)
- natural killers (limfocyty)
Reakcje organizmu (odtrucie)
- wydalenie ( z powietrzem wydychanym, moczem, kałem )
- wytworzenie metabolitu, który był by zdezaktywował ksenobiotyk
Niekiedy zatrucie jest widoczne w tkance, mimo że toksyna została wydalona. Zachodzi to w tedy, gdy enzym zdezaktywował się przez ksenobiotyk a tym samym pozbawił organizmu funkcji życiowych. Największą odporność na ksenobiotyki mają osobniki dojrzałe płciowo.
Przykładem enzymu zdezaktywowanego może być zatrucie związkami fosforoorganicznymi, które łączą się praktycznie nieodwracalnie z esterazą acetyholiną.
Grupa związków zachowująca stabilność mimo ksenobiotyku:
- witamina A
- selen
- pp
- Cu i Co
- B3
Dla tych związków istnieje okres stabilnego ich działania.
Bibliografia
1. Podstawy ekotoksykologii, C. H. Walker, S. P. Hopkin, R. M. Sibly i D. B. Peakall, PWN 2002.
2. Ekotoksykologia: od komórki do ekosystemu, R. Laskowski i P. Migula. PWRiL 2004.
3. Biochemia Harpera - Robert K. Murray, Daryl K. Granner , Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell
4. Podstawy toksykologii - Wydawnictwo Naukowo - Techniczne Warszawa pod redakcją Prof. Dr. Hab. Jerzego K. Piotrowskiego
5. Toksykologia żywności - Maksym Nikonorow Bogumiła Urbanek Karłowska, Warszawa 1987
6. Toksykologia współczesna, W. Rusiecki i P. Kubikowski ", ,Państwowy Zakład
Wydawnictw Lekarskich,
6. Internet:-
Biologiczne monitorowanie skażenia środowiska. Wpływ ksenobiotyków na układ odpornościowy - Red. A. K. Siwicki i in., Wyd. IRS, 1997, s. 236
-http://209.85.135.104/search?q=cache:V-ex5dz5GtIJ:www.higiena.amp.edu.pl/
skrypt_internetowy.doc+ksenobiotyki+temperatura+wilgotno%C5%9B%C4%87&hl=
pl&ct=clnk&cd=1&gl=pl&client=firefox-a
Zmieniony przez - Skalar. w dniu 2008-03-09 19:56:35
Zmieniony przez - Skalar. w dniu 2008-03-09 20:03:41
Krzysztof Piekarz
chucknoris
kinek21
!!
Hihihehe
