Взаимодействия организма и ксенобиотиков

Еще в 1962 году русский физиолог А.И. Венчиков писал, что главенствующий принцип современной лечебной медицины основан на использовании агентов, являющихся по своей природе (в качественном либо в количественном отношении) чужеродными началами для организма (антибиотики, обычные фармакологические средства и т.п.). В отношении чужеродных начал со стороны организма проявляется в той или иной степени реакция сопротивления защитного характера. Она выражается, в частности, в деятельности различного рода физиологических барьеров (печеночного, гисто-гематического, клеточных поверхностей и др.), препятствующих поступлению чужеродных тел и элементов к внутренним системам организма. Приводятся в действие и такие механизмы, как выделительные аппараты, избавляющие организм от несвойственных ему веществ. Последние могут обезвреживаться частично и в самих тканях. В конечном счете, чужеродные начала, приводя к лечебному эффекту, обычно оказывают на организм в той или иной степени и токсическое влияние. С другой стороны, может существовать и противоположный принцип воздействия на организм: влиять на ход физиологических процессов путем применения веществ, свойственных самому организму, в нормальных условиях поступающих в него из внешней среды и являющихся для него жизненно необходимыми («биотическими») факторами. При определенных условиях применения они не вызывают реакции сопротивления защитного порядка. К числу таких продуктов относятся, в частности, витамины и микроэлементы.

Во взаимодействии организма и ксенобиотиков следует решить два вопроса: 1) как эти вещества действуют в состоянии физиологической нормы; 2) как эти вещества действуют в состоянии патологии. Один из древнейших приемов воздействия на живой организм заключается в искусственном введении в него тех или иных активных веществ неорганического, растительного или животного происхождения. Они могут быть как сравнительно простые (соли тяжелых металлов), так и весьма сложные по химическому строению ксенобиотики (некоторые алкалоиды). Указанные вещества, по мнению А.И. Венчикова, могут действовать на больной организм следующими путями: 1) путем возбуждения деятельности тех или иных его систем (например, кровообращения), 2) угнетения их (подавления болевой чувствительности), 3) путем прекращения жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, 4) доставки организму недостающих ему веществ (витаминов, микроэлементов).

Общепринятое представление о зависимости физиологического эффекта от массы примененного вещества (например, микроэлемента) является упрощенным. При применении ряда солей микроэлементов в весьма малых «биотических» количествах выявлялась их способность эффективного действия. В учебниках физиологии первой половины ХХ века приводились впечатляющие примеры взаимодействия организма и ксенобиотика. Так, человек переносит в некоторых случаях четыреххлористый углерод в количестве до 40 мл, но наблюдались случаи гибели после приема всего лишь 1,5 мл (Н.А. Сошественский, 1937). Ежи весьма устойчивы
к действию змеиных ядов, кантаридина. На кроликов практически почти не действует аминофенол, в то время как у кошек он уже в минимальных количествах вызывает отравление. Известна высокая чувствительность животных организмов к стрихнину (смертельная доза его, вычисленная на 1 кг массы тела, для кроликов равна 0,6 мг, для голубей – 10 мг). Однако семена индийской чилибухи, содержащие стрихнин в количестве 0,5–1,1%, могут служить для птицы носорога излюбленным кормом.

Растворимые соли меди, как и все тяжелые металлы, относятся к сильным цитоплазматическим ядам. Водоросль Sрirogyra погибает при наличии в воде солей меди в концентрации 0,0000001%; плесень Mucor mucedo гибнет от раствора серно-кислой меди, взятой в концентрации 0,016%, но в то же время близкая к ней чернильная плесень (Рenicillium glaucum) не только не погибает, но и продолжает расти в этих растворах, взятых в концентрациях от 1 до 21%. Возможна ли вообще жизнь без минеральных веществ? Значение их ярко выступает, в частности, из опытов бессолевого питания животных. Уже давно установлено, что при кормлении мышей очищенным казеином, сахаром и жиром наступает их гибель, а при добавке золы молока, т.е. его минеральных веществ, продолжительность жизни этих животных удлиняется (Н.И. Лунин, 1880). Кормление собак мясом, лишенным путем промывания возможно большего количества солей, также вызывало их гибель, но значительно быстрее, чем при обычном голодании с дачей воды (Форстет, 1880). Инстинктивное стремление к солям заставляет порой диких травоядных животных делать пробеги в сотни километров, чтобы полизать выступающую на поверхность земли соль; первобытные жители Центральной Африки в погоне за той же солью некогда выпаривали мочу и собирали золу кала, чтобы получить драгоценный для их организма продукт.

А.И. Венчиков развивал учение о биотиках. По его мнению, биотики – это химические вещества экзогенного происхождения, обладающие свойством путем вхождения в биохимические структуры и системы организма в качестве жизненно необходимого агента в ходе физиологических процессов нормализовать их, а также повышать сопротивляемость организма действию на него вредных агентов. К биотикам могут быть отнесены макроэлементы, витамины, а также в определенных случаях и некоторые микроэлементы (например, железо, кальций, сера, медь, цинк, марганец, йод), в тех малых, «биотических», количествах, в каких они входят в биохимические структуры организма. Будучи применены в общепринятых макродозах, они выступают в качестве угнетателей жизненных процессов (антисептических, «прижигающих» и т.п. средств). Таким образом, одно и то же химическое вещество может в зависимости от применяемого количества обладать качествами биотического и токсического средства.

Недостаток тех или иных микроэлементов сопровождается характерными заболеваниями, как растений, так и человека. Например, при недостатке бора у свеклы наблюдается такое заболевание, как «гниль сердечка», при недостатке цинка – «пятнистый хлороз» цитрусовых, «белая почка» кукурузы; меди – «болезнь обработки» (невызревание злаков). У человека возможно развитие эндемического зоба при недостатке йода в окружающей среде или кариеса при недостатке фтора.

Если в определенных, весьма небольших количествах микроэлементы жизненно необходимы организму, то при избыточном поступлении их
в организм они могут стать для него источниками заболеваний. Это связано с заменой глиняной или деревянной посуды на металлическую, широким внедрением металлических пломб и протезов при санации полости рта, развитии различных отраслей химической или металлургической промышленности. При поступлении в организм малых количеств тяжелых металлов отравление может развиваться медленно без заметных симптомов. Такие отравления могут быть связаны не только с непосредственной работой на вредном производстве, но и с загрязнениями окружающей среды, включая воду, воздух, почву, продукты питания. Кроме того, определенные области земной поверхности могут содержать повышенные количества тех или иных элементов. Известны биогеохимические провинции с повышенным содержанием молибдена (токсикозы животных), меди (экзотические атаксии), бериллия, стронция (бериллиевые, стронциевые рахиты), селена («щелочная болезнь»), никеля (заболевания глаз) и др. Наряду с явно отрицательным действием избытка микроэлементов существуют организмы, накапливающие значительные их количества без видимого для себя вреда. Таких организмов-концентраторов особенно много встречается среди растений, особенно морских. Например, ламинарии и фукусы содержат до 1% йода, асцидии – до 1% ванадия при перерасчете на сухую массу.

Приведенные примеры из монографии А.И. Венчикова, изданной более 40 лет тому назад, могут быть существенно расширены при знакомстве с современными монографиями и учебниками по экологии. Заслуга А.П. Венчикова состоит в том, что он впервые обосновал необходимость биохимических исследований при изучении взаимодействий организма и ксенобиотиков.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: