Избирательность действия ксенобиотиков

1. Избирательность действия ксенобиотиков  

ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ
КСЕНОБИОТИКОВ

2.

Избирательность вещества – это его способность воздействовать на клетки,
ткани, организмы только одного определенного типа и не влиять на другие, даже
находящиеся в контакте с первыми.
Избирательным действием обладают многие вещества: большинство лекарственных
средств, применяемых в медицине или ветеринарии, а также все фунгициды,
инсектициды и гербициды, используемые в сельском хозяйстве.
Наглядное представление об избирательном действии ксенобиотиков дает действие
наркотических средств. Применение в 1846 г. в качестве средства для наркоза эфиров
послужило убедительным доказательством наличия избирательного действия веществ.
Они оказались высокотоксичными для центральной нервной системы и лишь в
ничтожной мере для других тканей; при этом токсическое действие исчезало
полностью после прекращения наркоза, т. е. действие было обратимым.

3.

Вещества с низкой избирательной селективностью оказывают влияние на
многие ткани, органы и системы, вызывая тем самым большое число побочных
эффектов. Так, противоопухолевые средства, действуя на быстро делящиеся
клетки, повреждают не только ткань опухоли, но и костный мозг, эпителий
кишечника.

4.

Однако имеются и препараты с относительно высокой избирательностью
действия (блокаторы гистаминовых рецепторов, адреноблокаторы,
антибиотики направленного действия).

5.

Избирательность действия ксенобиотика зависит от его дозы. Чем выше действующая
доза препарата, тем менее эффективным он становится. Это относится и к
синтетическим веществам, и к продуктам животного и растительного происхождения.
Например, антидиуретический гормон гипофиза вазопрессин регулирует содержание
жидкости в организме, оказывая влияние на реабсорбцию воды в почках. Однако в
больших дозах вазопрессин может вызвать спазм кровеносных сосудов, в том числе
коронарных, и даже смерть больного.

6.

Для количественной оценки избирательности ксенобиотика вводят
коэффициент избирательности (КИ), который характеризует степень
выраженности избирательности. Этот показатель определяется отношением
среднетоксических доз (LD50):
КИ = LD50 одного организма / LD50 другого организма
Например, во время разработки защитных мероприятий с использованием
инсектицида необходимо максимально сохранить энтомофагов. Поэтому очень
важно знать избирательность широко используемых пестицидов по
отношению к наиболее распространенным в агроценозе энтомофагам. Для
этого нужно определить отношение LD50 энтомофагов к LD50 вредителей. Чем
больше это отношение превышает единицу, тем более безопасен препарат для
энтомофагов.

7.

Существует три основных фактора (механизма), определяющих возможность
проявления избирательного действия вещества.
Избирательность действия, обусловленная преимущественным
накоплением и распределением вещества, может быть вызвана
морфологическими особенностями. Например, сильная опушенность сорняков
по сравнению с культурными злаками или относительно большая (в расчете на
единицу веса или объема) уязвимая поверхность тела насекомых по сравнению
с млекопитающими приводит к большой площади контакта распыляемого
агента с вредным видом.
Этот тип избирательности основывается на различии в распределении и
накоплении. Агент, токсический как для полезных, так и для вредных клеток,
накапливается только в последних. Иногда полезные и вредные клетки
находятся в организмах разных видов.
Такой препарат, как гризеовульфин,
накапливается у человека только в
ороговевших клетках – эпидермисе, волосах
и ногтях. Поэтому он применяется при
лечении грибковых поражений этих тканей,
поскольку у грибов гризеофульвин
блокирует митоз.

8.

Помимо медицины, аналогичные методы применяются в других областях.
Например, для предотвращения зарастания днища кораблей морскими
ракушками его покрывают резиновыми полосками, пропитанными
органическими соединениями олова.
В качестве токсичного компонента было решено использовать ивермектин –
натуральное вещество, которое в процессе жизнедеятельности производят бактерии
Streptomyces avermitilis. Данный компонент отличается чрезвычайно высокой
активностью по отношению к моллюскам, благодаря чему эффективная защита от
обрастания возможна при наличии в краске всего одной десятой процента от общей
массы этого вещества. Благодаря использованию современных полимерных составов и
сохранению токсинов внутри слоя, эффективность покрытие имеет высокую
устойчивость к воздействиям окружающей среды и длительный срок эффективной
эксплуатации. Избежать попадания токсинов в воду избежать не удалось, однако по
сравнению с современными составами эти утечки ничтожны.

9.

Избирательность, обусловленная биохимическими различиями. Многие
биохимические процессы у всех живых существ, будь то животные, растения
или микробы, протекают одинаково. Однако даже в разных тканях одного
организма биохимические процессы протекают неодинаково.
Избирательность действия ксенобиотиков определяется различиями в
процессах их биотрансформации, а также зависит от его влияния на какой-либо
важный биохимический процесс, который у чувствительного организма
имеется, а у устойчивого или отсутствует, или не столь чувствителен к данному
веществу.

10.

Механизм инсектицидного действия ДДТ связан с его способностью
блокировать ионные каналы у холоднокровных. Избирательность действия ДДТ
обусловлена тем, что при более высокой температуре, которую имеют тела
теплокровных, не образуется донорно-акцепторной связи между бензольными
кольцами препарата и противоположно заряженной поверхностью мембраны
около устья канала.
Одним из избирательных эффектов ДДТ, проявляющихся у птиц, является
наблюдаемое под его действием нарушение кальциевого обмена, вследствие
чего яичная скорлупа оказывается более тонкой. Такие яйца при насиживании
раздавливаются.
ДДТ нарушает и некоторые важные процессы в растениях; так, например, он
подавляет фотосинтез.

11.

На микроорганизмы сульфаниламиды оказывают бактериостатическое
действие. Механизм бактериостатического действия сульфаниламидов
заключается в том, что эти вещества, имея структурное сходство с
парааминобензойной кислотой, конкурируют с ней в процессе синтеза
фолиевой кислоты - фактора роста микроорганизмов.
Сульфаниламиды конкурентно ингибируют дигидроптероатсинтетазу, а также
препятствуют включению парааминобензойной кислоты в дигидрофолиевую.
Нарушение синтеза дигидрофолиевой кислоты уменьшает образование из нее
тетрагидрофолиевой кислоты, которая необходима для синтеза пуриновых и
пиримидиновых оснований . В результате этого подавляется синтез
нуклеиновых кислот, что приводит к торможению роста и размножения
микроорганизмов.

12.

Цитологические различия как основа избирательного действия. Известно,
что строение клеток у животных и растений различно. Клетки состоят из
отдельных компонентов (клеточных органелл, компартментов и др.), у которых
видовые особенности выражены очень четко. Различаются между собой даже
клетки одного организма, но разных тканей.
У растений нет нервной системы и мышечных клеток. Поэтому
фосфорорганические соединения, блокируя проведение нервного импульса,
поражают насекомых и не наносят заметного вреда растениям. На этом
явлении основана весьма эффективная система химической защиты растений
от насекомых.

13.

Все на этом