Разнообразие видов биологической активности ксенобиотиков. Связь между структурой ксенобиотиков и их биологической активностью.

Биологическая активность ксенобиотиков весьма разнообразна. Негативное действие ксенобиотиков на организм человека может быть раздражающее, дерматоксическое, пульмотоксическое, нейротоксическое, гематоксическое, гепатоксическое, нефротоксическое, иммунотоксическое, тератогенное, мутагенное, канцерогенное действие.

Раздражающим называется избирательное действие химических веществ на нервные окончания, разветвляющиеся в покровных тканях, сопровождающееся рядом местных и общих рефлекторных реакций и субъективно воспринимаемое, как неприятное чувство покалывания, жжения, рези, боли и т. д. Раздражающее действие присуще огромному количеству веществ. К числу наиболее известных относятся галогены, альдегиды, кетоны, пары кислот, ангидриды кислот и др.

Дерматотоксичностъ - это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем, вызывать повреждение кожных покровов. Воздействие ксенобиотиков осуществляется двумя способами:

-путем прямого контакта кожных покровов с парообразными, жидкими, твердыми веществами

-резорбтивного действия, вследствие проникновения веществ во внутренние среды организма с развитием системных эффектов

Пульмонотоксичностъ — это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем вызывать структурно-функциональные нарушения со стороны органов дыхания. По большей части пульмонотоксичность проявляется при ингаляционном способе воздействия ксенобиотиков в форме газов, паров и аэрозолей. Гематотоксичностъ это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путём, избирательно нарушать функции клеток крови или её клеточный состав. Нарушение числа форменных элементов может явиться следствием прямого разрушения клеток в кровяном русле, повреждения процессов клеточного деления и созревания в кроветворных органах, поступления зрелых элементов в кровь.

Нейротоксичностъ - это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем, вызывать нарушение структуры и/или функций нервной системы. В основе развивающегося токсического процесса может лежать повреждение любого структурного элемента нервной системы путем модификации пластического, энергетического обменов, нарушения генерации, проведения нервного импульса по возбудимым мембранам, передачи сигнала в синапсах. Гепатотоксичностъ — это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем, вызывать структурно-функциональные нарушения печени. Известен широкий круг веществ, обладающих гепатотоксичностью. К их числу относятся природные соединения, продуцируемые растениями, грибами, микроорганизмами, минералы, продукты химической и фармацевтической промышленности, отходы этих видов производственной деятельности.

Нефротоксичностъ — это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем вызывать структурно-функциональные нарушения почек. Нефротоксичностъ может проявляться, как вследствие прямого взаимодействия химических веществ (или их метаболитов) с паренхимой почек, так и опосредованного действия, главным образом через изменения гемодинамики, кислотно-основного равновесия внутренней среды, массивное образование в организме продуктов токсического раз­рушения клеточных элементов, подлежащих выведению через почки.

Иммунетоксичность следует рассматривать в двух аспектах: как собственно повреждающее действие веществ на иммунную систему и как участие иммунной системы в реализации механизмов токсического действия ксенобиотиков. В основе нарушений могут лежать разнообразные эффекты, от грубого повреждения стволовых клеток костного мозга, до изменения продукции цитокинов и модуляции плотности рецепторов для молекул-регуляторов на мембранах иммунокомпетентных клеток. Нарушения могут быть количественными (уменьшение числа клеток вследствие селективной цитотоксичности ксе­нобиотика) и качественными (функциональные трансформации клеток или клеточных рецепторов).

Мутации — это наследуемые изменения генетической информации, хранящейся в ДНК клеток. Различные факторы химической и физической природы способны вызывать мутации. Химические вещества, способные вызывать мутации называются мутагенами.

Канцерогенами называются химические вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей или сокращает период их развития у человека или животных.

Канцерогенная активность свидетельствует о способности вещества индуцировать развитие злокачественных новообразований, позволяет осуществлять сравнение веществ по этому признаку при непосредственном воздействии их на биологический объект. Канцерогенная опасность включает в себя дополнительные условия: распространенность вещества, возможность контакта с ним, его стабильность в окружающей среде или в местах потенциальных контактов и др.

Цели определения биологической активности ксенобиотиков:

- выявление соединений, обладающих полезными для человеческого организма свойствами, например средств профилактики и лечения болезней, расширения физиологических и интеллектуальных возможностей человека и т. д;

-обнаружение вредных для человеческого организма биологических активностей у испытуемых ксенобиотиков, особенно таких видов активности, как мутагенная, канцерогенная

-поиск ксенобиотиков, влияющих на продуктивность и биологическое равновесие естественных и искусственных экосистем;

-установление чужеродных соединений, которые могут вызвать неконтролируемое опасное или недостаточно прогнозируемое нарушение биологического равновесия природных экосистем, например, резко увеличить вероятность гибридизации вирусов гриппа;

-нахождение чужеродных соединений, которые могут служить реактивами для исследовательских работ в биологии, медицине, нацеленных на развитие принципиально новых методов исследования;

-накопление знаний, позволяющих предсказывать биологическую активность вещества по его химической структуре.

Структура означает строение вещества, определяющее все его физические и химические свойства (как вытекающие из химической формулы, так и определяемые экспериментально). Активность - это взаимодействие вещества с центрами-мишенями, которое может быть связано длинной цепью событий с наблюдаемым физиологическим эффектом.