Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Ксенобиотики

Министерство образования и науки Российской Федерации

НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

Факультет «Торгово-экономический»

Кафедра «Товароведение и экспертиза потребительских товаров»

Реферат по дисциплине:

«Безопасность продовольственного сырья и товаров»

на тему: «Ксенобиотики»

Автор работы

Студентка группы ТЭ-370з:

Шестакова А.А.

Руководитель:

Цирульниченко Л.А.

Челябинск 2013

Содержание

Введение……………………………………………………….……..3
Характеристика ксенобиотиков. Классификация………….…..…..4
Пути поступления в организм человека…………………………….7
Влияние ксенобиотиков на состояние здоровья населения………10
Пути детоксикации и обеззараживания……………………………14
Вывод………………………………………………………………....17
Список использованной литературы……………………………….18

Введение

Ксенобиотики - это вещества, чужеродные для организма. Их разделяют на три группы: 1) продукты хозяйственной деятельности человека (промышленность, сельское хозяйство, транспорт), 2) вещества бытовой химии (моющие средства, вещества для борьбы с паразитами, парфюмерия), 3) большинство лекарств. В XX веке происходят всевозрастающее загрязнение ксенобиотиками внешней среды и увеличивающееся их поступление в организм человека. Это серьезно угрожает здоровью и даже жизни всех живых существ, включая человека, так как повреждает клетки и вызывает мутации, ведущие к злокачественным процессам или наследственным заболеваниям. В истории есть очень опасный прецедент: гибель Римской империи связана, очевидно, не только с социальными факторами, но и со свинцовой интоксикацией элиты общества. Она широко использовала свинцовые водопроводы, сосуды, а в состав парфюмерии входили высокотоксичные свинцовые белила. В скелетах знати найдены очень высокие концентрации свинца.

Конечно, в первую очередь надо заботиться об экологии. Но если загрязнение все же происходит, то мы не беззащитны: в каждой клетке происходят метаболизм, связывание и выведение ксенобиотиков, что в большинстве случаев приводит к снижению их токсичности. Это позволяет выживать даже на сильно загрязненных территориях, хотя, к сожалению, не исключает риска заболеваний.

Характеристика ксенобиотиков. Классификация

Слово ксенобиотики происходит от греч. «xenos»– чужой, «bios»– жизнь, то есть это вещества, чуждые природной среде, окружающей живые организмы. Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками, или загрязнителями.

"Под токсичностью веществ понимается их способность наносить вред живому организму. Любое химическое соединение может быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки); длительность потребления; режим поступления; пути поступления химических веществ в организм человека".

При оценке безопасности пищевой продукции базисными регламентами являются предельно допустимая концентрация (далее ПДК), допустимая суточная доза (далее ДСД), допустимое суточное потребление (далее ДСП) веществ, содержащихся в пище.

ПДК ксенобиотика в продуктах питания измеряется в миллиграммах на килограмм продукта (мг/кг) и указывает на то что, более высокая его концентрация несёт опасность для организма человека.

ДСД ксенобиотика – максимальная доза (в мг на 1 кг веса человека) ксенобиотика, ежедневное пероральное поступление которой на протяжении всей жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного воздействия на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений.

ДСП ксенобиотика – максимально возможное для потребления количество ксенобиотика для конкретного человека в сутки (в мг в сутки). Определяется умножением допустимой суточной дозы на массу человека в килограммах. Поэтому ДСП ксенобиотика индивидуально для каждого конкретного человека, и очевидно, что для детей этот показатель значительно ниже, чем для взрослых.

Наиболее распространённая в современной науке классификация загрязнителей продовольственного сырья и продуктов питания сводится к следующим группам:

1) химические элементы (ртуть, свинец, кадмий, др.);

2) радионуклиды;

3) пестициды;

4) нитраты, нитриты и нитрозосоединения;

5) вещества, применяемые в животноводстве;

6) полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды;

7) диоксины и диоксинподобные вещества;

8) метаболиты микроорганизмов.

Основные источники загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания.

Атмосферный воздух, почва, воды, загрязнённые отходами жизнедеятельности человека.

Загрязнение растительного и животноводческого сырья пестицидами и веществами, которые являются продуктами их биохимических превращений.

Нарушение технологических и санитарно-гигиенических правил использования удобрений и оросительных вод в сельском хозяйстве.

Нарушение правил использования в животноводстве и птицеводстве кормовых добавок, стимуляторов роста, медикаментов.

Технологический процесс производства продукции.

Использование неразрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок.

Использование разрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок, но в повышенных дозах.

Внедрение новых плохо проверенных технологий, основанных на химическом или микробиологическом синтезе.

Образование в пищевых продуктах токсических соединений в процессе варки, жарки, облучения, консервирования и проч.

Несоблюдение санитарно-гигиенических правил производства продукции.

Пищевое оборудование, посуда, инвентарь, тара, упаковка, содержащие вредные химические вещества и элементы.

Несоблюдение технологических и санитарно-гигиенических правил хранения и транспортировки продовольственного сырья и продуктов питания.

Пути поступления в организм человека

Ксенобиотики подразделяются на три группы:

1) химические (элементы, вещества и соединения);

2) физические (шум, вибрация, радиация, излучение и т.п.);

3) биологические (бактерии, вирусы, гельминты, простейшие и т.п.).

Основные пути поступления ксенобиотиков в организм человека– с пищей и водой через рот, с вдыхаемым воздухом через легкие и через кожу. Сегодня в наши индустриальный век ксенобиотики находятся везде. Их выбрасывают промышленные предприятия и в воздух и в воду, сегодня без бытовой химии многим не представляется жизнь, строительные материалы также содержат ксенобиотики и часто являются их источником, даже одежда является источником ксенобиотиков, так как делается из синтетических материалов или содержит синтетические красители. Про чистую воду сегодня можно говорить чисто условно. Западные эксперты утверждают, что даже глубокие подземные воды содержат множество химических соединений и их метаболитов.

Из химических элементов, относящихся к ксенобиотикам, по моему мнению, глобальное воздействие на здоровье человека оказывает свинец, об этом тяжелом металле я расскажу в отдельной статье. Кадмий, ртуть и мышьяк тоже относятся к ксенобиотикам. Как и используемые разрешенные и неразрешенные пищевые технологические добавки с кодом «Е», произведённые химическим путём. Иногда ученые высказывают безпокойство по поводу превышения их доз в продуктах. Но надо понимать, что даже малые дозы ксенобиотиков не переводят их в разряд натуральных питательных веществ. Нитраты, нитриты и нитрозосоединения сегодня мы потребляем их с растительными и мясными продуктами, но после Чернобыльской катастрофы о них уже не принято говорить как о большой опасности. Пестициды и сейчас избыточно широко применяются в сельском хозяйстве. Опыт с ДУСТом ничему не научил людей, и никого не интересует, почему в лесах перестали расти грибы в таких количествах, как 40 лет назад. Хотя, на мой взгляд, белорусам было бы правильно заниматься не посадкой и сбором картошки, а сбором грибов.

Радионуклиды приобрели значимость для белорусов после Чернобыльской катастрофы, а для людей в других странах– после подобных атомных трагедий.

Обо всех вредных веществах, применяемых в растениеводстве и животноводстве, знают только посвященные. Об их воздействии на человека не знает никто. Сегодня загрязнение продуктов питания начинается с отравления растений, которыми кормят животных. Сегодня даже хлеб невозможно купить или даже приготовить самостоятельно без «химии», которую распыляют на поля. Ученые нас убеждают, что без нее невозможно вырастить урожай. На самом же деле «химия» применяется большей частью из-за желания перевести качество в количество. Чтобы накормить людей в мегаполисах, необходимо увеличить их количество и продлить сроки хранения.

Но, пожалуй, самой распространенной группой ксенобиотиков являются фармакологические лекарственные препараты.

В течение десятков лет ксенобиотики забирают энергию человека, потому что организм тратит ее на их обезвреживание и выведение. Проследить действие вновь создаваемых химических соединений на человека за короткую человеческую жизнь трудно, а оценить степень токсичности веществ, которые образуются из этой «химии» в организме человека просто не реально. Но некоторые из них, накапливаясь в организме, при критическом количестве вызывают аллергию, неизлечимое заболевание или смерть от неизвестной причины.

Первые ксенобиотики, привлекшие внимание ученых, были созданы человеком. Этот термин закрепился за химическими соединениями, способными навредит живой природе. На них и изучали поведение «чужаков» в организме животных и человека: наблюдали за тем, как они проникают во внутреннюю среду организма, как в организме распределяются, каким превращениям подвергаются, как выводятся и т. д. Так среди разделов науки о ксенобиотиках выделилась целая отрасль– фармакология– медико-биологическая наука о лекарственных веществах и их действии на организм.

Сейчас, развиваясь, фармакология развивает и смежные разделы науки: фармакокинетику (наука о химических превращениях лекарства в организме), фармакодинамику (наука о механизме действия лекарства на организм), токсикологию (наука, изучающая ядовитые (токсичные) вещества). Эти науки вместе с проявлениями ятрогении (расстройств, возникающих в результате неправильных действий врачей) настолько ярко показывают человеку на истинный порядок вещей, что только неразумный человек не может осознать свою природную живую суть и необходимость поддержания здоровья живыми продуктами, живыми мыслями, живыми эмоциями.

Влияние ксенобиотиков на состояние здоровья населения

Причины поступления и накопления ксенобиотиков в организме – физиологическая основа метаболизма ксенобиотиков – пути поступления ксенобиотиков – распределение ксенобиотиков в организме
Целесообразность строения и функций человеческого организма (как и других живых организмов) проявляется, в частности, в избирательном характере поглощения веществ и выведения продуктов метаболизма. Поэтому существенное значение имеют ответы на вопросы, почему в современных экологических условиях стало возможным поступление в организм такого большого количества веществ, чуждых для него, причиняющих ему вред, как осуществляется адаптация организма по отношению к ним. Ответы эти не однозначны:

загрязнение биосферы приобрело глобальный характер, изменился геохимический фон, нарушилось равновесие в биосфере;
рост числа ксенобиотиков происходит лавинообразно, что привело к превышению адаптационных возможностей человека, срыву адаптации, снижению иммунологической защиты, т.е. сам механизм избирательности оказался нарушен;
многие ксенобиотики обладают высокой реакционной способностью, могут изменять свойства клеточных мембран, образовывать связи с их рецепторами;
ксенобиотики могут выступать в качестве антиметаболитов, т.е. конкурировать с естественными рецепторами;
для ксенобиотиков характерна высокая растворимость в жирах и липидах;
многие ксенобиотики легко вступают в прочные связи с макромолекулами клетки, нарушая ключевые метаболические реакции (биосинтез белка, энергетические процессы и т.д.).

Поступление ксенобиотиков в организм, следовательно, обусловлено, с одной стороны, их собственными свойствами (способностью образовывать прочные связи с мембраной, характером этих связей, обусловливающих длительность удерживания на белково-липидном комплексе, способностью конкурировать с обычными метаболитами), с другой – свойствами самого организма. При этом определяющими свойствами организма являются:

состояние иммунной системы;
половые различия;
возраст;
генетически обусловленная активность ферментов;
наличие соматических заболеваний и др.

Пути поступления ксенобиотиков в организм могут быть различными: через легкие, пищеварительный тракт, кожу. Самый простой путь проникновения – через дыхательные пути, так как поверхность мембран очень велика. Всасывание многих веществ происходит через слизистую оболочку полости рта путем простой диффузии и оттуда (минуя печеночный барьер) – в кровеносную систему.
Многие чужеродные соединения (неионизированные) легко всасываются таким образом из желудка.
Тот же механизм (степень ионизации вещества и его растворимость в липидах) обусловливает всасывание через кишечный эпителий. После всасывания из желудочно-кишечного тракта, через кожу или легкие чужеродные соединения и их метаболиты могут проходить через барьерные ткани, например, гематоэнцефалический барьер и плаценту. Гематоэнцефалический барьер на уровнях "кровь – мозг" и "кровь – спиномозговая жидкость" – это типичные липопротеиновые мембраны, и чужеродные молекулы преодолевают их также путем простой диффузии, со скоростью, пропорциональной растворимости в липидах. Плацента состоит из активно метаболизирующей ткани, образует сложный барьер между кровообращением матери и плода. Проходя через него, сложные соединения могут еще и превращаться в различные метаболиты или накапливаться.
Распределение ксенобиотиков в организме определяется их свойствами и особенностями тканей. Многие ксенобиотики жирорастворимы (особенно пестициды), поэтому могут накапливаться в жировых депо. Другие (соли тяжелых металлов, тетрациклиновые антибиотики) – остеотропны, поэтому накапливаются в костях. Чужеродные соединения могут также связываться с белками (и в таком состоянии не могут выводиться через мембраны) и нуклеиновыми кислотами (некоторые антибиотики, афлатоксины), приводя к мутациям. Многие ксенобиотики под действием обычных детоксицирующих ферментов превращаются, напротив, в метаболиты, более токсичные и даже обладающие канцерогенным действием (Д. В. Парк, 1973).
Многие ксенобиотики могут вызывать иммунологическую сенсибилизацию организма и делать его более чувствительным к другим веществам.
Основной удар ксенобиотиков в первую очередь принимает на себя печень.

Молекулярные механизмы лекарственных поражений печени:

перекисное окисление липидов;
денатурация белков;
истощение запасов АТФ;
нарушение функции митохондрий;
образование свободных радикалов;
образование гаптенов;
связывание с ядерными и цитоплазматическими молекулами;
блокада транспортной РНК;
связывание с мембранными рецепторами;
нарушение гомеостаза кальция;
разрушение клеточного цитоскелета.

Действие ксенобиотиков.

Ксенобиотики — любые чуждые для организма вещества (пестициды, токсины, др. поллютанты), способные вызвать нарушение биологических процессов, не обязательно яды или токсины. Однако в большинстве случаев ксенобиотики, попадая в живые организмы, могут вызывать различные прямые нежелательные эффекты^[1], либо вследствие биотрансформации образовывать токсичные метаболиты:

токсические или аллергические реакции
изменения наследственности
снижение иммунитета
специфические заболевания (болезнь минамата, болезнь итай-итай, рак)
искажение обмена веществ, нарушение естественного хода природных процессов в экосистемах, вплоть до уровня биосферы в целом.

Большинство ксенобиотиков в организме запускают образование свободных радикалов, которые могут повреждать мембраны клеток. Свободными радикалами называют атомы, ионы или фрагменты молекул, веществ, которые обладают не спаренными электронами на внешних атомных орбиталях.

Пути детоксикации и обозораживания

При поступлении небольших количеств ксенобиотиков в организм их детоксикация осуществляется обычными путями – с помощью ферментативных и неферментативных превращений. Ведущую роль в ферментативных превращениях играют две фазы детоксикации:

– гидроксилирование, окисление или восстановление (фермен ты локализуются в гладкой эндоплазматической сети (микросомах) печени);

– конъюгирование (ферменты локализуются в шероховатой эндоплазматической сети).

Детоксикация имеет место и в нормальных условиях, но играет подчиненную роль. В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно. Системы детоксикации в таком случае должны в короткие сроки перестроиться и должны включиться компенсационные механизмы. Особое значение приобретает при этом не только активация энергетических систем, но и усиленная экспрессия генов в сторону избирательного синтеза тех изоформ ферментов, которые соответствуют структуре ксенобиотиков. Большое значение имеет и осуществление принципа дублирования функций. Он проявляется разными способами:

1) в способности эндогенных конъюгирующих веществ взаимно заменять друг друга. В частности, такие вещества, как фенол и ацетон, метаболиты нафталина, могут вступать в реакции конъюгации с глюкуронидами, сульфитами, глютатионом, а толуол и ксилол, помимо перечисленных агентов, еще и с глицином. Реакции конъюгации обычно локализуются на эндоплазматической сети, а также в гиалоплазме, митохондриях и лизосомах, т.е. внутриклеточное распределение этой функции при необходимости может меняться и расширяться. Практически реакции конъюгации "перекрывают" все внутриклеточные структуры и защищают их от проникновения ксенобиотиков. Так, конъюгация с лютатионом возможна и на эндоплазматической сети, и в гиалоплазме, а метилирование еще и в лизосомах;

2) при детоксикации водорастворимых ксенобиотиков, не вступающих в реакции конъюгации. Это достигается наличием нескольких путей биотрансформации. В нормальных условиях может использоваться основной путь, а в экстремальных – включаться дополнительные пути.

Обезвреживание большинства ксенобиотиков происходит в 2 фазы:
I – фаза химической модификации;
II – фаза коньюгации.
Химическая модификация – это процесс ферментативной модификации исходной структуры ксенобиотика, в результате которой происходит:
· разрыв внутримолекулярных связей;
· присоединение к молекуле дополнительных функциональных групп (-СН3, -ОН, -NH2),
· удаление функциональных групп путем гидролиза.
Типы модификаций:
· окисление (микросомальное, пероксисомальное);
· восстановление;
· изомеризация;
· ацетилирование, метилирование, гидроксилирование;
· гидролиз и т.д.
Система обезвреживания включает множество разнообразных ферментов (оксидоредуктазы, изомеразы, лиазы, гидролазы), под действием которых практически любой ксенобиотик может быть модифицирован. Наиболее активны ферменты метаболизма ксенобиотиков в печени.
В результате химической модификации, как правило, ксенобиотики становятся более гидрофильными, повышается их растворимость, и они легче выделяются из организма с мочой. Кроме этого, дополнительные функциональные группы необходимы, чтобы вещество вступило в фазу конъюгации.
Коньюгация – процесс образования ковалентных связей между ксенобиотиком и эндогенным субстратом. Образование связей происходит, как правило, по ОН- или NH2-группе ксенобиотика. Образовавшийся коньюгат малотоксичен и легко выводится из организма с мочой.
Выделяют глюкуронидную, сульфатную, тиосульфатную, ацетильную коньюгации. В них принимают участие эндогенные соединения, образующиеся в организме с затратой энергии: УДФ-глюкуронат, ФАФС, тиосульфат, ацетил-КоА.

Вывод

Таким образом, повышение эффективности профилактики и лечения людей с различными заболеваниями (особенно в районах техногенного загрязнения) возможно на основе разработки мероприятий, препятствующих накоплению ксенобиотиков в организме, и средств, снижающих степень их токсического действия.

Комплекс мероприятий медико-экологической реабилитации населения предусматривает проведение работ по нескольким направлениям. Прежде всего, необходимо осуществление природоохранных мер.

Другим направлением является неспецифическая медико-терапевтическая тактика, основанная на профилактической иммунокоррекции с применением препаратов, обладающих общим стимулирующим действием, что приводит к повышению иммунного статуса, адаптационных возможностей организма.

Важная роль принадлежит рациональному питанию с применением экологически чистых продуктов, непременным условием производства которых должно быть использование экологически чистого сырья. Эффективно добавление в рацион продуктов лечебного питания, обогащенных естественными защитными факторами, и гипоаллергенных продуктов; диет с элиминацией аллергена.

Список использованной литературы

http://neznaniya.net/nauka/medicina/biohimija/1291-obezvrezhivanie-ksenobiotikov.html
http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=134974
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F1%E5%ED%EE%E1%E8%EE%F2%E8%EA
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/697.html
http://xreferat.ru/10/380-1-ksenobiotiki.html
Парк Д.Б. Биохимия чужеродных соединений. М.: Медицина, 1973 г