Цв лц ,влвлц, цвч
Toксичнe супстанце.Механизми
токсичног деловања. Доспевање отова у
организам. Дејство отрова на циљане
органе. Екотоксично деловање.
Деловање загађујућих супстанција на
биљке. Транспорт и дисперзија
загађујућих супстанција.
Механизми
штетног
деловања
Студент : Христина Станковић
Професор: Софија Ранчић
Механизми штетног деловања
1
Садржај
1. Токсичне супстанце ...................................................................................................2
2. Механизми штетног деловања..................................................................................2
2.1. Доспевање отрова у организам...........................................................................4
2.1.1. Дејство отрова на протеине.......................................................................5
2.1.2. Биоактивација отрова................................................................................6
2.1.3. Ковалентно везивање отрова за ћелијске структуре................................7
2.1.4. Интеракције отрова са биоелементима....................................................7
2.1.5. Дејство отрова на синтезу АТП...................................................................8
2.1.6. Интеракције отрова са јонским транспортом...........................................8
2.1.7. Поремећај ћелијске хомеостазе калцијума..............................................8
2.1.8. Оксидативни стрес као последица дејства отрова....................................9
2.1.9. Механизми некротичне и апоптотичне смрти ћелије.............................10
2.2. Дејство отрова на циљне органе ......................................................................11
2.2.1. Хематотоксичност.....................................................................................12
2.2.2. Хепатотоксичност.....................................................................................12
2.2.3. Нефротоксичност......................................................................................13
2.2.4. Неуротоксичност......................................................................................13
2.2.5. Дејство отрова на респираторни систем.................................................14
2.3. Елиминација.......................................................................................................16
3. Екотоксично деловање.............................................................................................18
3.1. Изражавање непосредне токсичности и екотоксичности супстанција............22
3.2. Комбиновано дејство загађујућих супстанци....................................................24
3.2.1. Загађујуће супстанције и висока температура ваздуха...........................25
3.2.2. Загађујуће супстанције и повећана влажност ваздуха............................25
3.2.3. Загађујуће супстанције и снижена температура ваздуха........................26
3.2.4. Загађујуће супстанције, бука и вибрације...............................................26
3.3. Основни мeханизам мутагeнезe.......................................................................26
3.4. Основни механизам настајања малигних обољења.........................................29
4. Деловање загађујућих супстанција на биљке .........................................................31
4.1. Утицај климатских чинилаца.............................................................................31
4.2. Утицај едафских чинилаца................................................................................32
5. Транспорт и дисперзија загађујућих супстанција....................................................33
6. Закључак...................................................................................................................35
Механизми штетног деловања
3
локалног дејства, како што делују корозивна средства или азбест. Међутим, већина отрова
своје дејство испољава финим механизмима токсичности јер по ресорпцији ступају у
различите реакције са биомолекулима, од благих и реверзибилних до иреверзибилних,
изазивајући веома тешке токсичне ефекте.
Услов за настанак тровања је интеракција отрова и организма, односно продирање токсина у
организам. До тровања долази када количина отровне супстанце достигне вредност при којој
се јављју штетна дејства. У зависности од тога у којој количини делује нека супстанца, она
може бити индеферентна за организам, лек или отров. Тако на пример повећање лековите
дозе срчаног гликозида строфантина, 2,5 до 3 пута доводи до тровања. Арсен, познати отров, у
малим колчинама се може користити као лек. Иперит, познати бојни отров, разблажен у
вазелину у односу 1:20 000 се може користити у лечењу псоријазе. Као отрови се могу
понашати и многа природна једињења, производи животних активности животиња, биљака и
микроорганизама као и многа синтетизована једињења. Разликујемо:
1.
егзогене
(отрови који споља доспевају у организам) и
2.
ендогене
(који се образују у самом организму).
Хемијске супстанце, посматране посебно или у интеракцији са неживом природом се не могу
понашати као отрови. До испољавања токсичних ефеката долази само у контакту са
организмом.
Значајну улогу у сагледавању механизама токсичности јe познавање токсикокинетике, штo
обухвата најзначајније путеве уноса, степен апсорпције, дистрибуције у различите органе,
метаболичке промене и на крају екскрецију отрова обзиром да се механизам токсичности
може да разликовати у зависности од ових фактора.
Механизми токсичности су бројни и разврставају се на различите начине, а међу најзначајније
спадају :
Дејство отрова на протеине ( ензиме , рецепторе , транспортне и депо протеине ... )
Оксидативни стрес, липидна пероксидација
Оштећење ДНК
Биоактивација отрова ( настанак реактивних метаболита )
Ковалентно везивање отрова и реактивних метаболита за ћелијске макромолекуле
Интеракције са биоелементима
Интеракције са јонским транспортом
Поремећај ћелијске хомеостазе калцијума
Поремећај митохондријалних функција
Имуно механизми
Апоптоза , некроза
Мали број отрова своју токсичност исказује само једним механизмом токсичности. Код
извесног броја отрова доминира одређени механизам, а најчешће је токсичност последица
низа механизама, заступљених у мањој или већој мери, без јасне слике који је од механизама
узрок, а који последица.
Механизми штетног деловања
4
2.1.
Доспевање отрова у организам
Отрови доспевају у организам на три начина и то преко:
1. респираторног тракта,
2. дигестивног тракта
3. перкутано
Упијање отрова преко плућа, која се сматрају фином крвном пеном која слободно виси у
тораксу, је брзо како због велике површине (80 до 100 m
2
) тако и због богате капиларне и
лимфне мреже која обухвата алвеоле.
Отров који се уноси преко дигестивног тракта, у крвоток доспева скоро искључиво преко
слузокоже танког црева.
Преко коже у организам се могу унети мање или веће количине отрова, који су растворни у
мастима. Продирање кроз оштећену кожу је знатно појачано.
Даља судбина супстанци које су продрле у организам као и начин њиховог деловања, знатно
зависи од начина продирања. На пример, паре живе се преко плућа сорбују 100 %, и лако
доспевају у организам преко коже. Уколико се унесе преко дигестивног тракта, сорпција је
минимална. На судбину отрова може утицати и то да ли је отров доспео у празан или пун
желудац, и могу утицати и компоненте хране.
Количина сорбоване, а самим тим и количина актуелно дејствујуће дозе, у великој мери
зависи и од присуства других супстанци. Присуство површински активних супстанци олакшава
сорпцију већине метала и канцерогених полицикличних ароматичних угљоводоника. Млеко
доприноси сорпцији олова и живе, док сорпцију олова и кадмијума може умањити садржај
калцијума у храни и води за пиће. У дечијем узрасту, током трудноће или дојења настао
дефицит калцијума значајно повећава сорпцију ових метала.
По мишљењу америчких научника постоје два основна типа отрова по мехаизму дејства.
Првом припадају супстанције које су способне да реагују са многим компонентама ћелија.
Њихова селективност је мала, па се због тога токсична супстанца расипа у интеракцији са
секундарним ћелијским елементима, пре него што ортов делује у довољној количини на
животне важне структуре организма и изазове токсични ефекат.
Отрови који припадају другом типу регују са једном одређеном компонентом ћелије. Код овог
типа отрова до испољавања токсичног ефекта долази при врло ниским концентрацијама.
Механизми штетног деловања
6
хексокиназа. Према томе једињења арсена и живе су токсична за све организме јер сви они
садрже ферменте који се инактивирају њиховим дејством.
Органофосфорни инхибитори смањују активност фермента који катализују хидролизу естара.
Изразито инхибирајуће дејство имају на на активност холинестеразе и ацетилхолинестеразе
које катализују разлагање ацетилхолина на холин и сирћетну киселину. Холинестераза се
налази у нервним ткивима и учествује у преносу нервних импулса, због чега се
органофосфорни инхибитори називају нервним отровима.
Органофосфорни инхибитори смањују и активност трипсина, химотрипсина, тромбина,
плазмина, ацетилестеразе, карбоксиетлестеразе и неких липаза. На тај начин се не смањује
само естеразна већ и протеолитичка активност.
Дејство на транспортне и депо протеине
Обзиром да сви отрови након ресорпције доспевају у крв, хемоглобин (Хб), који има веома
битну функцију у преносу кисеоника путем крви до ћелија, је често циљно место дејства
отрова. Један од најпознатијих примера је угљен-моноксид који се везује за Хб при чему гради
карбоксихемоглобин који нема способност преноса кисеоника. Неки отрови, као што су
нитрати, нитрити, ароматична нитро и амино једињења, преводе Хб у метхемоглобин.
Метхемоглобин, који уместо Fe
2+
садржи Fe
3+
,
такође нема способност преноса кисеоника.
Отрови могу да испоље своје дејство и на различите протеине који имају улогу у преносу
гвожђа, бакра, цинка путем крви или депоновању ових биоелемената у ћелијама (трансферин,
церулоплазмин, металотионеини, али и албумини). Mеђу отровима који делују на ове
протеине истичу ce токсични метали, али и други отрови који набило који начин ступају у
интеракцију са биоелементима, чиме утичу на њихову ресорпцију из гастроинтестиналног
тракта (ГИТ) или на њихово ослобађање из веза са протеинима. Изразито дејство на структурне
протеине има Hg
2+
, који са албуминима гради
Hg-албуминат који се у вишку албумина раствара
и разграђује ћелијски зид.
Дејство отрова на рецепторе
Дејство отрова на различите рецепторе, ацетилхолинске, алфа или бета адренергичке,
опиоидне, глутаматне, ГАБА рецепторе итд, може бити агонистичко или антагонистичко и
представља значајан механизам токсичности.
ГАБА рецептор је укључен у инхибиторне процесе у ЦНС-у и често је место деловања
различитих ксенобиотика. ГАБА рецепторе активирају барбитурати, бензодиазепини, етанол и
други и тако остварују своје депресорно деловање. Са друге стране неки отрови су антагонисти
ГАБА рецептора, то су углавном органохлорни инсектициди (циклодиени, линдан, алфа-
ендосулфан, диелдрин, алдрин).
2.1.2. Биоактивација отрова
Биоактивација отрова или настанак реактивних метаболита је појава која је последица
метаболизма отрова. Када отров доспе у организам активира се низ процеса са циљем да се
отров уклони из организма. Уколико је једињење хидросолубилно оно се брзо елиминише
урином, али уколико је липофилно та елиминација је знатно тежа. Поједина липофилна
