МГЕО "Наш дім - Манява" » Каталог статей » Організм людини і тварин як об'єкт впливу ксенобіотиків

Організм людини і тварин як об'єкт впливу ксенобіотиків

20.08.2017 / Коментарів: 0 / Категорія: / Добавив: Гість

Загальна характеристика

Чужорідні речовини, що циркулюють у довкіллі, при контакті з людиною і тваринами,  не можуть у всіх випадках призводити до однакових наслідків, що обумовлено:
•    великою динамічністю рівня забруднення, особливо в атмосфері;
•    гетерогенністю популяцій і тому відмінностями в індивідуальній резистентності організмів (видові, вікові, статеві відмінності);
•    біоритмами живих організмів.
Одна з найважливіших систем життєзабезпечення - імунна система. Її го-ловна функція - підтримка сталості складу внутрішнього середовища шляхом руйнування і виведення чужорідних молекул. Основні структурні одиниці, які забезпечують нормальне функціонування імунної системи - лімфоцити і клітини моноцитарно-макрофагального ряду. Розлад ланок цього ланцюга - основа хвороб імунної системи. Дуже часто - це імунодефіцитний стан. Особлива група - імунодефіцити, викликані дією факторів навколишнього середовища, зокрема, хімічної етіології. Недостатність імунних механізмів спричиняє підвищення чутливості до інфекцій, обтяження  перебігу  хронічних    хвороб,   розвитку злоякісних    новоутворень (канцерогенез). Тому в сфері уваги токсикологів повинні перебувати не тільки динаміка забруднення в навколишньому середовищі, але і біологічні особливості кожного організму, що визначають його здатність протистояти дії несприятливих факторів середовища перебування. Характер відповідної реакції на вплив шкідливих факторів навколишнього середовища може бути неоднаковим у різних видів тварин тому, що якісно і кількісно залежить від характеру обміну речовин та впливу  інших біологічних чинників: ступеня  досконалості центральної нервової системи, рівня розвитку регуляторних механізмів, особливостей  шкірних покривів, розміру тварини, тривалості її життя.
Реакція людини на вплив різних хімічних сполук може бути відмінною від реакції окремих видів тварин, як за якістю, так і за силою дії на організм. Доза ціанідної кислоти, що викликає важке отруєння у собак слабко діє на людину, і навпаки, стерпна доза атропіну у кроликів і собак в 100 разів вище, ніж у людини.
Істотну роль у відмінностях видової чутливості до хімічних сполук відіг-рають обмінні процеси, метаболізм і детоксикація речовин в організмі. Інформація про метаболізм органічних отрут на 90% невідома. Дослідження ведуть на тваринах шляхом «уведено - знайдено» і отримані дані переносять на людину. Для всіх ссавців більшість хімічних метаболічних реакцій є подібною.  Але наявні також відмінності: швидкість метаболізму у різних видів різна. Наприклад, ацетилювання ароматичних амінів відбувається в людини, кролика, але не в собаки.
Зазначені відмінності багато в чому визначаються активністю ферментних
 систем, видовими особливостями ферментів, швидкістю надходження отрути до клітинних структур , особливо, ліпідні клітинні мембрани. Заслуговують на увагу і відмінності у зв'язуванні отрут з білками крові, особливості харчування та інш.
Розрізняють два важливих аспекти при  з'ясуванні порівняльної чутливості людини і тварин до хімічних агентів:
•    вибір адекватної моделі для вивчення нової хімічної речовини;
•    з'ясування кількісних співвідношень чутливості людини і тварин до конкретної отрути.
Тому для адекватного переносу експериментальних даних на людину варто підбирати модель тварин з урахуванням таких факторів, як біохімічні особливості отрути, подібність біохімічних механізмів людини і тварини. На основі спіставлення середньосмертельних доз для чотирьох видів тварин запропонована оцінка коефіцієнтів видової чутливості (КВЧ).
Якщо КВЧ < 3, то видові відмінності  в чутливості до отрути відсутні, при КВЧ > 3 - помітні, а при КВЧ > 9 - різко виражені. Дослідники співставили дані про порівняльну чутливість людини і низки різних тварин до фосфорорганічних пестицидів. Констатовано, що такі показники, як середньо смертельна доза, мінімально смертельна доза, максимально стерпна доза у всіх організмів виявляється одного порядку. В той же час, співставлення результатів на рівні граничних і підпорогових концентрацій речовин при хронічному впливі показує, що до дії тіофосу, метафосу, фосфаміду людина в 10 разів чутливіша, а до карбофосу - в 100 разів чутливіша, ніж тварини. Отримані дані вказують на необхідність  порівнювати видову чутливість не через середньосмертельні концентрації (тому що вони однакового порядку), а головним чином за матеріалами хро-нічної токсичності (дія граничних і підпорогових концентрацій).
Найбільш складним є питання про перенесення даних з тварини на людину. Вважають, що при однозначній реакції у декількох видів тварин, таку ж реакцію можна очікувати і у людини. При екстраполяції даних на людину передбачається ураховування подібності і видових відмінностей за біохімічними, фізіологічними і фармакологічними ознаками, а для нівелювання розходжень чутливості людини і тварин слід перераховувати дозу на одиницю поверхні тіла ссавців. J.T.Zitchfeld (1962) проводив порівняльні дослідження з гострої та хронічної токсичності пацюків, собак і людей (антибіотик, синтетичний антибактеріальний агент, транквілізатор, блокатор окиснювання алкоголю) і прийшов до висновку, що токсичні прояви ліків у людей виникають в тому випадку, коли вони характерні як для пацюків, так і для собак одночасно, і не виникають у людини, якщо прояви виникали тільки в одного виду. На практиці виявилися правильними 68% позитивних та 79% негативних передбачень. 33 симптоми отруєння з 89 спостерігалися тільки у людини , отже, не могли бути передбачені.
Для вивчення порогових рівнів в сприйнятті запаху найбільш адекватною  моделлю є пацюки і бджоли, теж і за всмоктувальною здатністю ШКТ.
Відмінність людини від тварин більше, ніж відмінність одного виду тварин від іншого. Основну відмінність визначає рівень розвитку центральної нервової системи, тому, наприклад, у тварин з більшими труднощами вдається виявити побічні ефекти лікарських речовин.
Найбільш обґрунтованим варто вважати перенесення даних із тварин на людину з урахуванням  подібності токсикокінетики хімічних речовин. У тварин не вдається моделювати характерні для людини алергійні реакції, крім контактних реакцій із шкірними покривами. Аналогічні труднощі пов'язані з виявленням тератогенних властивостей.
Негативні результати  отримані на  тваринах не є підставою для їх  застосування до людини. Це пов'язано з відмінностями  імплантації ембріона, характеру плацентації, термінах розвитку плоду, а також унаслідок недостатності знань про нормальну широту модифікацій, частоти каліцтв і про біохімічні процеси, що забезпечують репродукцію. Вважають, що мавпи можуть бути найбільш подібними до людини.
Токсикологи дійшли висновку, що  при перенесенні даних на людину орієнтуватися треба по найбільш чутливому виду тварин. Для остаточного висновку про ступінь небезпеки хімічної речовини та уточнення ГДК необхідно проводити епідеміологічні дослідження людей.
При уточненні ГДК особливо істотне значення надається клініко-гігієнічним спостереженням. Отримані, при оцінці стану здоров'я людей, матеріали в окремих випадках можуть стати підставою для коректування ГДК. Однак здебільшого експериментальні дані дозволяють досить надійно обґрунтувати заходи  по захисту людини від несприятливого впливу хімічних сполук.
Неможливо вважати однозначними дані про вплив статі на формування токсикологічного ефекту. Указують на більшу чутливість чоловіків у зв'язку з їх  гормональним статусом. Коливання активності внутрішнього середовища організму -  біоритми, які мають різні періоди і відрізняються за амплітудою, також привернули увагу токсикологів. Наявність біоритмів циркадних (добових) та іншої тривалості визначає різну сезонну чутливість людини і тварин до дії токсикантів. Подібні факти для токсикологів дуже важливі в практиці визначення токсичності і небезпеки речовин. Токсикологічні експерименти на тваринах, здійснювані з метою обґрунтування ГДК у оточуючому людину середовищі, проводять  протягом трьох-чотирьох місяців  у різні пори року.
Розглядаючи питання про сезонні коливання чутливості  тварин до дії ксенобіотиків,  необхідно зважати на зміну токсичності біологічно активних речовин відносно тварин у стані зимової сплячки. Чутливість знижується для гетеротермних тварин.
Порушення добових біоритмів може виявитися надійним критерієм не-сприятливого впливу досліджуваного хімічного агента на організм. Коливання рівнів різних показників відомі не менш, ніж для ста фізіологічних функцій. Встановлено, наприклад, що максимальний вміст цукру у крові спостерігається в 9 годин ранку, мінімальний - в 18 годин. Внутрішнє середовище організму у першій половині доби (з 3 до 15 год.) має  рН менше, ніж у другій половині доби (з 15 до 3 год.), кров'яний тиск нижче всього в 9 годин ранку, максимальний - в 18 годин. Максимум гемоглобіну в крові припадає на 11-13 годин, мінімум - на 16-18 годин. Токсикологи звернули увагу на цей факт.
Надходження ксенобіотиків в організм, їх розподіл і виділення

Надходження і розподіл  для ксенобіотиків визначається здатністю проходити або взаємодіяти з біологічними мембранами, тому для характеристики ксенобіотика необхідно знати міцність його зв'язку з рецептором-мішенню. Ксенобіотик може утримуватися на молекулах білків, білково-ліпідними комплексами, а це буде визначати тривалість ефекту і час виведення отрути з організму. Особливої уваги заслуговують дані про токсикокінетику отрут із властивостями антиметаболітів (здатні конкурувати з природними лігандами за зв'язок з рецепторами).
Іноді ксенобіотик міцно зв’язується  із специфічними рецепторами, втрачає свою біологічну активність, але і нормальне функціонування системи стає можливим тільки після синтезу достатньої кількості молекулярних структур нових вільних  рецепторів. У випадках, коли зв'язок не настільки міцний, ксенобіотик, вивільняючись, може діяти в інших пунктах організму.
Основні шляхи надходження хімічних речовин в організм: дихальна сис-тема, ШКТ і шкіра.


Коментарі (0)

Коментувати

Додавати коментарі можуть тільки зареєстровані користувачі.
[ Регистрация | Вход ]
Молодіжна громадсько-екологічна організація "Наш дім - Манява"© 2003-2017/ All right reseved / Design by VWStudio /