Что такое ксенобиотики. Ксенобиотики в пищевых продуктах. Наиболее загрязненный продукт

С развитием индустриального общества произошли перемены в формировании биосферы. Множество чужеродных веществ, являющихся порождением деятельности человечества, попало в окружающую среду. В итоге они влияют на жизнедеятельность всех живых организмов, в том числе и нашу.

Что такое ксенобиотики?

Ксенобиотики – это синтетические вещества, которые отрицательно действуют на любой организм. К этой группе относятся отходы промышленной деятельности, средства бытового назначения (порошки, средства для мытья посуды), строительные материалы и т.д.

Большое количество ксенобиотиков – это вещества, ускоряющие появление урожая. Очень важно для сельского хозяйства повысить устойчивость культуры к различным вредителям, а также придать ей хороший внешний вид. Чтобы достичь такого эффекта, используют пестициды, которые и относятся к чужеродным для организма веществам.

Строительные материалы, клей, лаки, хозтовары, пищевые добавки – все это ксенобиотики. Относятся к этой группе, как ни странно, и некоторые биологические организмы, например, вирусы, бактерии, патогенные грибы, гельминты.

Вещества, чужеродные для всего живого, пагубно влияют на многие метаболические процессы. К примеру, тяжелые металлы могут останавливать работу мембранных каналов, разрушать функционально важные белки, дестабилизировать плазмалемму и клеточную стенку, вызывать аллергические реакции.

Любой организм в той или иной степени приспособлен к выведению токсических ядов. Однако большие концентрации вещества невозможно удалить стопроцентно. Ионы металлов, токсические органические и неорганические вещества в итоге накапливаются в организме и через какой-то промежуток времени (зачастую через несколько лет) приводят к патологиям, заболеваниям, аллергии.

Ксенобиотики – это яды. Они могут проникать в пищеварительную систему, дыхательные пути и даже сквозь неповрежденную кожу. Пути попадания зависят от агрегатного состояния, строения вещества, а также условий среды.

Через носовую полость с воздухом или пылью в организм попадают газообразные углеводороды, этиловый и метиловый спирты, ацетальдегид, хлороводород, эфиры, ацетон. По пищеварительной системе проникают фенолы, цианиды, тяжелые металлы (свинец, хром, железо, кобальт, медь, ртуть, таллий, сурьма). Стоит заметить, что такие микроэлементы, как железо или кобальт, необходимы организму, однако их содержание не должно превышать тысячной доли процента. В повышенных дозах они также приводят к негативному эффекту.

Классификация ксенобиотиков

Ксенобиотики – это не только химические вещества органического и неорганического происхождения.

К этой группе относятся и биологические факторы, среди которых вирусы, бактерии, болезнетворные протисты и грибы, гельминты. Как ни странно, но такие физические явления, как шум, вибрация, радиация, излучение, тоже относятся к ксенобиотикам.

По химическому составу все яды делятся на:

• Органические (фенолы, спирты, углеводороды, альдегиды и кетоны, галогенпроизводные, эфиры и т. д.).
• Элементоорганические (фосфорорганические, ртутьорганические и другие).
• Неорганика (металлы и их оксиды, кислоты, основания).

По происхождению химические ксенобиотики делятся на следующие группы:

1. Промышленные.
2. Бытовые.
3. Сельскохозяйственные.
4. Отравляющие вещества.

Почему ксенобиотики влияют на здоровье?

Появление чужеродных веществ в организме может серьезно сказаться на его работоспособности. Повышенная концентрация ксенобиотиков ведет к появлению патологий, изменениям на уровне ДНК.

Иммунитет – один из главных защитных барьеров. Влияние ксенобиотиков может распространиться и на иммунную систему, мешая нормальной работе лимфоцитов. В итоге эти клетки функционируют неправильно, что приводит к ослаблению защиты организма и появлению аллергии.

Геном клетки чувствителен к воздействию любого мутагена. Ксенобиотики, проникая в клетку, могут нарушать нормальную структуру ДНК и РНК, что приводит к появлению мутаций. Если число таких событий велико, появляется риск развития онкологии.

Некоторые яды действуют избирательно на орган-мишень. Так, выделяют нейротропные ксенобиотики (ртуть, свинец, марганец, сероуглерод), гематотропные (бензол, мышьяк, фенилгидразин), гепатотропные (хлорированные углеводороды), нефротропные (соединения кадмия и фтора, этиленгликоль).

Ксенобиотики и человек

Хозяйственная и промышленная деятельность пагубно сказывается на здоровье человека из-за большого количества отходов, химических веществ, фармацевтических препаратов. Ксенобиотики сегодня встречаются практически везде, а значит, вероятность их попадания в организм всегда высокая.

Однако самые мощные ксенобиотики, с которыми встречается повсеместно человек — это лекарства. Фармакология как наука изучает влияние препаратов на живой организм. По данным специалистов, ксенобиотики такого происхождения являются причиной 40 % гепатитов, и это не случайно: основная функция печени заключается в обезвреживании ядов. Поэтому этот орган больше всех страдает от больших доз препаратов.

Ксенобиотики – это чуждые организму вещества. Человеческое тело развило в себе множество альтернативных путей для выведения этих токсинов. Например, яды могут быть нейтрализованы в печени и выведены в окружающую среду через дыхательную, выделительную системы, сальные, потовые и даже молочные железы.

Несмотря на это, сам человек должен принимать меры для максимального уменьшения пагубного влияния ядов. Во-первых, необходимо тщательно выбирать продукты питания. Добавки группы «Е» являются сильными ксенобиотиками, поэтому покупки таких товаров следует избегать. Не стоит только по внешнему виду выбирать овощи и фрукты.

Всегда обращайте внимание на срок годности, т. к. по его истечении в продукте образуются яды. Всегда стоит знать меру лекарственным препаратам. Конечно, для эффективного лечения часто это вынужденная необходимость, однако следите, чтобы это не переросло в систематическое ненужное потребление фармацевтики.

Избегайте работы с опасными реагентами, аллергенами, различными синтетическими веществами. Минимизируйте влияние бытовой химии на ваше здоровье.

Заключение

Не всегда можно наблюдать пагубное действие ксенобиотиков. Порой они накапливаются в больших количествах, превращаясь в мину замедленного действия. Чужие организму вещества вредят здоровью, что приводит к развитию заболеваний. Поэтому помните о минимальных мерах профилактики. Возможно, вы не заметите негативного эффекта сразу, однако через несколько лет ксенобиотики могут привести к тяжелым последствиям. Не стоит забывать об этом.

Многим из нас с детства знаком сериал о непобедимой воительнице, принцессе Ксене (Зене), которая сражается с силами зла. А знаете ли вы, что «Ксена» в переводе с греческого языка означает «чужая»?

Помимо воинствующей принцессы такое же имя носит семейство вредных, чужеродных организму веществ.

Знакомьтесь - ксенобиотики!

Ксенобиотики - это антибиотики, пестициды, гербициды, синтетические красители, моющие вещества, гормоны и другие химические соединения. Они содержатся в грунте, воде, продуктах, воздухе. Эти чуждые для нашего организма вещества, попадая в организм, подрывают иммунитет и становятся причиной и . К большому сожалению, полностью отгородиться от их вредного влияния сегодня попросту нереально.

Ксенобиотики вызывают нарушение работы многих органов, и, как следствие, становятся причиной болезней органов пищеварения, дыхания, сердечно-сосудистой системы, почек. При длительном влиянии на человека ксенобиотики становятся причиной злокачественных опухолей.

Матушка-природа предусмотрела механизмы защиты от чужаков. Они уничтожаются клетками иммунной системы, печени, существуют даже клеточные барьеры для различных токсических веществ.

А человечество, придумавшее эти ксенобиотики, придумало и кишечные сорбенты (Энтеросгель). Благодаря энтеросорбентам «вредные» молекулы поглощаются и , обеспечивая полноценную работу печени, предохраняя клетки от вредных факторов воздействия.

Для того, чтобы защита была крепкой, организму нужны помощники - питательные вещества. Кто же это может быть?

Витамины

Витамины защищают иммунные клетки от повреждений.

Основные источники витаминов: овощи, фрукты, злаковые, морская капуста, зелёный чай.

Минералы

За иммунитет отвечают микроэлементы: селен, магний и цинк.

Эти минералы содержатся в злаковых, бобовых, в морепродуктах, в печени, яйцах.

Холестерин и фосфолипиды

Эти вещества - «кирпичики» для клеточных мембран, в частности - клеток печени. Достаточное поступление этих фосфолипидов с пищей обеспечивает «стойкость» печёночных клеток к «чужакам». Жирные кислоты, холин, «хороший» холестерин содержатся в морской рыбе, орехах, желтках, семенах льна.

Белки

Работа печени напрямую связана с тем, что мы ежедневно едим. При недостаточном употреблении белковой пищи активность работы печени снижается.

Где организму взять необходимые белки?

В орехах, зелени, бобовых, яйцах, мясе домашней птицы, в речной и морской рыбе, нежирном сыре, молоке.

Клетчатка

Начиная борьбу с ксенобиотиками, нельзя забывать и о пользе пищевых волокон. Они, как и Энтеросгель, удерживают на своей поверхности большое количество токсинов и канцерогенов.

Пищевыми волокнами (клетчаткой) богаты фруктовые и овощные пюре, мармелад, овсяные и пшеничные отруби, морская капуста.

Фитонциды

Всем известна польза фитонцидов. О них всегда много говорят в период борьбы с гриппом и другими вирусными инфекциями. Больше всего фитонцидов в луке и чесноке. Богаты фитонцидами:

Морковь, хрен, томат, болгарский перец, яблоки «Антоновка», .

Ягоды: черника, ежевика, кизил, калина;

Имбирь, куркума.

Вредные продукты: список

Немалая часть ксенобиотиков попадает в организм «благодаря» нашим кулинарным пристрастиям. Для того чтобы не подвергать себя неоправданному риску, давайте откажемся от вредной пищи!

Итак, в «чёрном» списке:

сосиски, колбасы, копчёности;

маргарин, майонез, уксус;

кондитерские изделия и сладкие газированные напитки;

Значит ли это, что их стоит исключить из рациона? Здоровье ваше, так что «думайте сами, решайте сами!»

К сожалению, продуктов из «расстрельного» списка избежать удаётся не всегда - именно для таких случаев существует энтеросорбент №1 - Энтеросгель! Этот препарат, созданный по заказу Министерства Обороны СССР, помогает эффективно и для здоровья бороться с отравлениями, аллергией, вредными пищевыми добавками и даже .

Что влияет на процессы старения.

Возможно ли замедлить процесс

биологического старения организма.

Большинство геронтологов утверждают, что секрет долгожителей заключается в:

· Наследственности;

· Окружающей среде.

· Образе жизни;

Генетическая наследственность конечно, играет важную роль для определения продолжительности нашей жизни, и с ней мы ничего не сможем сделать, какой бы полноценной жизнью мы не жили. Однако с помощью даже самых маленьких, но ежедневных решений, принимаемых нами самими относительно питания и добавок к нему, а также благодаря регулярным упражнениям и позитивному мышлению, мы в состоянии сделать многое для того, чтобы ощущать полноту жизни в наши «преклонные» годы.

Загрязнение окружающей среды в последнее время приобретает все более угрожающий характер и сопровождается тяжелыми необратимыми последствиями для человека и всего живого на Земле. Особенную опасность имеют накапливающиеся в разных частях тела, в том числе и в жировых клетках очень устойчивые и трудновыводимые вещества (ксенобиотики), источниками которых являются: консерванты, пищевые красители, препараты бытовой химии и др.химикаты; токсины (нитраты, пестициды, гербициды ДДТ и др. препараты с\х химии); непереработанные организмом остатки принимаемых лекарств (антибиотиков, анальгетиков) и т.д..

Основные факторы старения:

2.1. ВНИМАНИЕ - КСЕНОБИОТИКИ!

Каждый день на нас «сыплется» устрашающая информация: в овощах и фруктах содержатся нитраты и пестициды, в молочных продуктах и мясе - гормоны и антибиотики, в жирах и углеводах под действием высокотермической обработки образуются канцерогенные вещества. Многие консерванты, добавляемые в cereals , печенье и маргарины, вызывают дегенеративные изменения нервных клеток.

Множество чужеродных веществ (ксенобиотиков), окружающих нас со всех сторон, попадают в организм и рано или поздно повреждают его. В интервью журналу «Огонек» №30, за 2003г. доктор медицинских наук, руководитель кафедры экстремальной медицины и токсикологии факультета усовершенствования врачей, бывший главный токсиколог Министерства Здравоохранения РФ, Захар Ильич Хата, говорит: «Средний горожанин использует в повседневной жизни не менее 500 химических продуктов. А только для изготовления пищевых продуктов применяется почти 900 различных химических реагентов. Это все ксенобиотики, чужеродные для организма вещества.

Яблоки «Джонатан» на протяжении созревания урожая обрабатываются химией 16 раз. Конечно, они очень красивые, но крысы их не едят!!!

О нитратах и пестицидах, которые мы потребляем с овощами и фруктами, и говорить нечего - и так ясно. Блестящие, очень красивые фрукты в супермаркете блестят, потому что обработаны парафином (продуктом переработки нефти) и выращены на искусственных удобрениях.
Соки, у которых на этикетках написано, что они 100%-но натуральные, содержат консерванты, в лучшем случае - аскорбиновую кислоту, иначе как они могли бы столько храниться? Во всей «быстрой пище», концентрированные супы, колбасы, консервы, еда типа «Мак-Дональдс», присутствуют и консерванты, и стабилизаторы, и ароматизаторы, и красители.

С мясом и того хуже. Вот уже более 50 лет в Европе существует легальное разрешение применять антибиотиковые добавки при выращивании птиц и скота. На них в Европе выращено 30% коров и 90% кур, одна-единственная страна Швеция мужественно отказалась от их применения. Мало того, используются гормоны для быстрого роста, а у скота еще и другой тип гормонов для одновременного отела. Злаки не содержат того набора микроэлементов, который был еще 50 лет назад (спасибо за «химизацию всей страны»), потому что земля больна. Ныне в России фактически разрешена и продажа генетически модифицированных продуктов, причем Вы не можете прочесть на этикетке, является ли данный продукт (свекла, картофель, арбузы или дыни) генетически модифицированным. (В странах Европейского Союза действует мораторий на широкую продажу генетически модифицированных продуктов и введен закон об обязательной их маркировке). А по утверждению директора по компаниям "Гринпис Россия" Ивана Блокова «…Известен ряд негативных эффектов, которые они заведомо оказывают на людей. Например, микроорганизмы становятся нечувствительны к антибиотикам определенной группы. Есть и ряд других подозрительных вещей. Например, аллергенность данных организмов…»

Сегодня антибиотики называют виновниками планетарного взрыва многих болезней.

Многие люди отказываются от приема антибиотиков как лекарства, но мы постоянно получаем антибиотики вместе с мясной пищей. Гормоны и антибиотики, добавленные в рацион животных и птиц, ускоряют их рост и вес, что способствует увеличение доходов компаний-производителей.

Про последствия употребления антибиотиков и сульфаниламидов сказано уже много, остановимся только на микрофлоре кишечника. Курс антибиотиков - микрофлора кишечника уменьшилась на 52%, начинается дисбактериоз, два курса - на 70%, три - на 90% - т.е. вместо доброкачественной флоры, в вашем кишечнике - пустыня.

А что вырастет на вашей грядке, если в одно прекрасное утро Вы выдернете все, что на ней росло? Вряд ли вырастут ананасы - сорняками она вскоре прорастет. А что в желудочно-кишечном тракте? Да то же, что и на грядке: патогенная флора и грибы. Ваш иммунитет - никакой, любая инфекция - Ваше законное достояние. Литературы о последствиях применения гормонов достаточно, в том числе популярных гормональных противозачаточных средств. Гормоны выводятся даже сложнее, чем антибиотики, порой здесь вопрос не недель, а месяцев.

Производителям продуктов сегодня легально разрешено добавлять в пищу химикаты, вызывающие привыкания. MSG один из многих.

Швейцарский химик Пауль Мюллер был удостоен Нобелевской премии в области медицины и биологии за открытие миру инсектицидных свойств ДДТ и др. пестицидов. Миллионы человеческих жизней было спасено во время Второй мировой войны, когда был применен ДДТ против вшей, распространяющих сыпной тиф.

Использование ДДТ против комаров-переносчиков малярии резко снизили смертность от этого заболевания. Если еще в 1948 г только в Индии погибло от малярии более 3-х миллионов человек, то в 1965 г. не было зарегистрировано ни одного случая смерти от малярии в Индии.

Однако спустя два-три десятилетия выявились и негативные экологические последствия необдуманного использования ДДТ и многих других пестицидов. ДДТ - агент, применение которого привело к глобальному загрязнению окружающей среды. Многие пестициды относятся к весьма стабильным. Это означает, что они очень медленно разрушаются (или даже совсем не разрушаются) под действием солнца или бактерий. Период полужизни у ДДТ составляет примерно 20 лет.

Подавляющее большинство наиболее известных пестицидов имеют тенденцию накапливаться в живых организмах, причем в концентрациях, возрастающих по мере продвижения по пищевым цепям. Это называется эффектом биологического усиления.

При изучении накопления ДДТ и его переходов по звеньям пищевой цепи на примере экосистемы озера Мичиган, было обнаружено, что донный ил содержит 0.14мг/кг, придонно-питающиеся ракообразные - 0.41, различные виды рыб - 3-6 и жировая ткань чаек, питающихся этой рыбой - свыше 2400мг/кг.

Особо опасно и явно недостаточно изучено воздействие ДДТ на людей. Однако отмечено, что лишь за одно десятилетие, с 1970 по 1980гг, частота отравлений в мире пестицидами возросла на 250%.

У человека ДДТ концентрируется преимущественно в жировой ткани, но способен выделяться с грудным молоком и даже проходить плацентарный барьер (кстати, корова сбрасывает в молоко свинец, который попадает в организм из окружающей среды).

Под воздействием ДДТ у людей могут наблюдаться гормональные изменения, поражения почек, центральной нервной системы, цирроз печени и хронический гепатит. ДДТ отнесен к группе канцерогенного риска. Таким образом, ДДТ обладает высоким уровнем опасности для окружающей среды и здоровья человека. Поэтому различными службами контроля и охраны окружающей среды и здоровья человека в большинстве развитых стран установлены нормы допустимого поступления химикатов в организм.

Красители и консерванты.

Одной из причин отклонения в поведении детей могут быть пищевые красители и консерванты, содержащиеся практически во всех современных продуктах питания. К такому выводу пришли специалисты из английской Комиссии по контролю за качеством пищевых продуктов.

Для того, чтобы подтвердить или опровергнуть возникшую еще в 1980-х годах гипотезу о возможном воздействии неестественных компонентов пищевых продуктов, ученые провели специальное исследование, в котором приняли участие 277 здоровых детей в возрасте 3-4 лет.

Каждому ребенку предлагалось выпить раствор одной из пяти стандартных добавок - красителей тартазина, солнечно-желтого, кармоизина и понко, и консерванта бензоата натрия. Концентрация раствора подбиралась таким образом, чтобы соответствовать среднему содержанию исследуемого вещества в детской пище. За детьми во время эксперимента наблюдали как профессиональные педиатры, так и родители, подмечающие все изменения в поведении ребенка.

Искомые изменения в поведении - чаще всего это были повышенная возбудимость и гиперактивность - были отмечены у 70% маленьких участников исследования. Наиболее ярко они проявлялись у детей, пивших растворы красителей. Бензоат натрия оказался наименее активным.

Несмотря на столь однозначное подтверждение опасений о возможности воздействия «пищевой химии» на психику ребенка, английские промышленники не намерены выделять средства на дополнительные изучения свойств красителей и консервантов. «Все вещества, получившие код «Е», прошли все необходимые исследования и испытания - поэтому считать полученные данные основанием для организации повторных исследований не имеет смысла».

Если верить данным Агентства Продовольственной Безопасности , опубликованным в Интернете, консерванты, которые используются при обработке фруктов (вот откуда апельсины и бананы на магазинных полках, не портящиеся годами!), представляют собой ничто иное, как… ФЕНОЛ! Тот самый, что, попадая в наш организм в малых дозах, проворицирует рак, а в больших - он просто чистый яд. Конечно, наносят его в благих целях: чтобы предотвратить порчу продукта. Причем лишь на кожуру плода. И когда мы моем фрукты перед едой, мы фенол смываем. Но все ли и всегда моют те же бананы? Кто-то лишь очищает от кожуры, а потом теми же руками берет за мякоть. Вот Вам и фенол!

Фаст-фуд.

В пищевой промышленности для изготовления полуфабрикатов, жареной картошки, чипсов, попкорна и др. фаст-фуда используют так называемые транс-жиры. Они существенно отличаются от тех, которые лежат у нас в холодильнике. Это жиры для пищевой промышленности, а не для домохозяек. И одно из главных требований к ним - дешевизна. Вид у них не всегда аппетитный. Самое неприятное, что они обычно содержат транс-изомеры жирных кислот. В них молекулы сломанные, перекрученные. Ну, как если вы возьмете резиновую куклу и скрутите ее, как мокрое белье: руки вперед, ноги назад, голова вывернута. Транс-жиры для нас фактически ксенобиотики, то есть в природе мы с ними практически не сталкиваемся. Они встраиваются в наши молекулы, нарушают их конфигурацию.

Транс-жиры хуже холестерина. Способствуют развитию атеросклероза, провоцируют рак груди у женщин (на 40% выше заболеваемость среди любительниц продуктов с транс-жирами), ухудшают качество спермы у мужчин, до бесплодия. Плохо влияют на иммунитет, способствуют развитию всяческих опухолей. И американцы, наконец, сообразили, что нужно указывать содержание транс-жиров на упаковках. На упаковке пишут:» cholesterol free », это признак здорового, профилактического продукта. Транс-жиров в нем - и не сосчитать. И этот «здоровый» продукт опаснее, чем холестеринсодержащий. Фаст-фуд вообще, не для человека. В стакане колы сахара, как в 6-7 кусочках рафинада. Даже отъявленные сладкоежки столько в чай не кладут.

Но даже самая «чистая» диета не сможет предотвратить накопление тяжелых металлов и токсинов в организме, так как атмосфера крупных городов загрязнена настолько, что эффект от дневного вдыхания городского воздуха, по данным канадской статистики, равен эффекту от выкуривания двух сигарет. По мнению канадских врачей из университета McGill , такая доза приводит в течение двух лет к необратимым изменениям в легких.

Термин «тяжелые металлы» отождествляется с представлением о высокой токсичности. Наиболее широко и в значительных объемах используются в производственной деятельности такие тяжелые металлы как свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурма, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

В результате накоплений во внешней среде они представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. Тяжелые металлы аккумулируются в организме медленно, поражая гомеостаз клеток внутренних органов (мозг, сердце, печень и почки), разрушает нормальный минеральный баланс, что приводит к подавлению иммунитета.

Дым зажженной сигареты содержит концентрацию таких тяжелых металлов как свинец, кадмий, никель, полоний, стронций. Именно они являются наиболее опасными для человека, поскольку попадают в организм в виде аэрозоля - биологически и химически активной формы.

Одновременно злоупотребление алкоголем, который усиливает токсическое влияние ксенобиотиков сигаретного дыма, может привести к увеличению в крови курильщиков концентрации свинца. У людей, выкуривающих более 10 сигарет в день в течении 10 лет и больше, тяжелые металлы (свинец, кадмий, медь) в повышенной концентрации обнаруживаются даже в хрусталиках глаза. По своему составу и основным физико-химическим параметрам сигаретный дым очень напоминает сварочный аэрозоль, а его токсичность в 4.5 раза превышает токсичность выхлопов автомобильного транспорта.

Выделяясь в кровоток, ксенобиотики серьезно нарушают здоровье, а также:

· снижают иммунитет, вызывают синдром хронической усталости, повышают риск возникновения онкологии;

· вызывают слабость, нервозность, раздражительность;

· нарушают сон, способствуют возникновению головных болей;

· ведут к функциональным расстройствам систем организма (запоры, кожные заболевания, ранний климакс, импотенция и др);

· приводят к нарушению памяти и мышления.

Предмет ксенобиологии, проблемы и задачи, связь с другими науками

Ксенобиотиками называют чужеродные, ранее не встречавшиеся в организме органические и неорганические соединения. К таким веществам относятся, например, лекарственные препараты, пестициды, промышленные яды, отходы производств, пищевые добавки, косметические средства и пр. Так как в тканях обычно в следовых количествах присутствуют многие неорганические элементы, биологическая функция которых неизвестна, поэтому неорганические вещества можно относить к ксенобиотикам только в том случае, если они не являются необходимыми для метаболических процессов.

Живой организм - это открытая система. Среди веществ, поступающих из окружающей среды в организм, различают естественный поток (питательные вещества) и поток веществ природного и синтетического происхождения, которые не входят в состав данного организма. Эти потоки взаимодействуют на всех уровнях организма (молекулярном, клеточном, органном). Избыток токсических чужеродных соединений (ксенобиотиков) вызывает замедление или остановку процессов роста, развития, размножения. Для поддержания гомеостаза в организме существуют регуляторные механизмы.

Ксенобиология изучает закономерности и пути поступления, выведения, распространения, превращения чужеродных химических соединений в живом организме и механизмы вызываемых ими биологических реакций.

Ксенобиология подразделяется на более узкие области - ксенобиофизику, ксенобиохимию, ксенофизиологию и др. Задачами ксенобиофизики являются изучение процессов взаимодействия экзогенных ксенобиотиков с транспортными системами организма, с различными клеточными структурами, в первую очередь с плазмолеммой, и механизмов поступления ксенобиотиков.

Предметом изучения ксенобиохимии является метаболизм ксенобиотиков в организме. Это направление ксенобиологии включает ряд разделов биологической, органической и аналитической химии, фармакологии, токсикологии и других наук. В задачу статической ксенобиохимии входит установление структуры молекул метаболитов ксенобиотиков, образующихся в организме, изучение их распространения, локализации в организмах и тканях. Динамическая ксенобиохимия исследует механизмы превращения ксенобиотиков в организме, структуру и каталитические свойства фермен­тов, участвующих в этих превращениях.

Ксенофизиология изучает процессы жизнедеятельности, и функции живых организмов на всем протяжении их развития в условиях действия ксенобиотиков. Ксенофитофизиология изучает особенности поступления и выделения, специфику процессов биотрансформации и аккумулирования ксенобиотиков в растительном организме.

Ксенобиология связана с биотехнологией, которая использует принципы метаболизма ксенобиотиков, в частности ферментный катализ, в синтезе органических веществ. Связь ксенобиологии с медициной обеспечивает безопасность лечения в результате изучения механизма действия и метаболизма новых лекарственных препаратов.

Возрастание актуальности проблем, рассматриваемых в ксенобиологии, обусловлено быстрым увеличением количества синтетических соединений, вовлекаемых в круговорот веществ в природе. Среди ксенобиотиков существует ряд полезных веществ, необходимых медицине, растениеводству, животноводству и т. д. Поэтому одной из задач ксенобиологии явля­ется разработка приемов и подходов для создания системы определения биологической активности ксенобиотиков.

Виды ксенобиотиков, их классификация по степени опасности и токсичности

Выделяют следующие типы веществ, вызывающих глобальное химическое загрязнение биосферы:

Газообразные вещества;

Тяжелые металлы;

Удобрения и биогенные элементы;

Органические соединения;

Радиоактивные вещества (радионуклиды) - предмет изучения радиобиологии.

Многие из ксенобиотиков и поллютантов являются сильнодействующими ядовитыми веществами.

В самом широком смысле яды - это химические вещества экзогенного происхождения (синтетические и природные), которые после проникновения в организм вызывают структурные и функциональные изменения, сопровождающиеся развитием характерных патологических состояний.

В зависимости от источника происхождения и практического применения токсические вещества (яды) подразделяют на следующие группы:

Промышленные яды: органические растворители (дихлорэтан, тетрахлорметан, ацетон и др.), вещества, применяемые в качестве топлива (метан, пропан, бутан), красители (анилин и его производные), фреоны, химические реагенты, полупродукты органического синтеза и др.;

Химические удобрения и средства защиты растений, в том числе пестициды;

Лекарственные средства и полупродукты фармацевтической промышленности;

Бытовые химикаты, используемые в качестве инсектицидов, красителей, лаков, парфюмерно-косметических средств, пищевых добавок, анти-оксидантов;

Растительные и животные яды;

Боевые отравляющие вещества.

В зависимости от преимущественного поражения соответствующих органов и тканей человека яды подразделяют на следующие категории: сердечные яды, нервные яды, печеночные яды почечные яды, кровяные (гемические) яды, желудочно-кишечные яды, легочные яды, яды, поражающие иммунную систему, яды, поражающие кожу.

Токсичность - мера несовместимости вещества с жизнью, величина, обратная абсолютному значению среднесмертельной дозы или концентрации.

Величины LC50 или LD 5 o - это соответственно концентрация или доза вещества, вызывающая половинное подавление регистрируемой реакции (например, гибель 50 % организмов).

Опасность чужеродного вещества - вероятность появления вредных для здоровья эффектов в реальных условиях их производства и применения.

Вредные вещества, с которыми контактирует человек, по степени опасности (токсичности) подразделяют на четыре класса:

I.чрезвычайно опасные (чрезвычайно токсичные);

II.высокоопасные (высокотоксичные);

III.умеренно опасные (умеренно токсичные);

IV.низкоопасные (низкотоксичные).

Критерии классификации ксенобиотиков по степени их токсичности:

Значение величин LD 5 o или LC50;

Пути поступления (ингаляционно, через кожу);

Время воздействия;

Свойство разрушаться в окружающей среде или претерпевать превращения в живых организмах (биотрансформация).

Помимо токсичности и опасности всякое влияние ксенобиотика на объект можно охарактеризовать по некоторым особенностям его биологического действия:

По типу биологического воздействия на мишень

По показателям LD 5 o или LC50;

По видам токсичности и опасности

По избирательности действия ксенобиотиков (вещества могут быть токсичными для одних организмов и нетоксичными - для других);

По концентрационным пределам (пороговым значениям) токсического и/или опасного воздействия;

По характеру фармакологического действия (снотворные, нейролептики, гормональные и т. д.).

Похожая информация.

Ксенобиотики - это термин, используемый для условного обозначения химических соединений, чужеродных для живого организма. Слово имеет греческие корни. В буквальном переводе оно означает "чуждая жизнь". Рассмотрим подробнее, что такое ксенобиотики. Классификация этих веществ также будет приведена в статье.

Общие сведения

Как показывает практика, повышение концентрации и биотрансформация ксенобиотиков в природе косвенно или прямо связаны с хозяйственной деятельностью людей. Попадая во внешнюю среду, они способны вызвать гибель организмов, изменение наследственных признаков. Под действием этих соединений повышается частота аллергических реакций, нарушаются обменные и другие процессы, протекающие в естественных экосистемах.

Характеристика ксенобиотиков

Ключевой особенностью этих веществ является их способность оказывать продолжительное влияние. При этом их концентрации могут быть незначительными. К примеру, серьезные изменения в детском организме могут обуславливаться минимальным содержанием гормоноподобных соединений во внутриутробный период. Большинство ксенобиотиков обладают липофильностью (гидрофобностью). Они способны проникать сквозь мембраны посредством диффузии, перемещаться в крови при помощи липопротеинов, скапливаться в жировой ткани. Ксенобиотики могут попасть в организм через ЖКТ, легкие, кожу.

Механизмы действия

Ксенобиотики - это соединения, способные:

1. Изменять метаболизм в клетках или тканях. В результате нарушаются естественные процессы в организме, проявляется определенная симптоматика.
2. Воздействовать на клеточную ДНК, изменять генетическую информацию. В результате происходит злокачественная трансформация.
3. Подражать действию естественных соединений, к примеру, гормонов. Это обуславливает нарушение нормального роста, развития тканей, органов, иммунной, нервной систем.
4. Изменять активность защиты организма. В этом случае негативное воздействие проявляется в иммунной модуляции, выражающейся в развитии гиперчувствительности, увеличении количества В- или Т-лимфоцитов, стимулировании аутоиммунных процессов.

Если говорить простыми словами, ксенобиотики - это токсины. Наиболее изученным их свойством считается воздействие эффекторов эндокринной системы. Большинство из них провоцирует определенные экологически зависимые патологии. Однако есть среди этих соединений лекарственные (полезные) ксенобиотики. В целом же последствиями влияния веществ на организм являются:

Виды ксенобиотиков

Рассматриваемые вещества разделяют на следующие категории:

1. Естественного происхождения.
2. Образующиеся в организме под влиянием определенных факторов.
3. Поступающие извне при получении, обработке, хранении продуктов питания.

К последним относят:

Бактериальные токсины

Такие ксенобиотики - это высокомолекулярные соединения липополисахаридной, полипептидной или белковой природы. Они обладают антигенными свойствами. Сегодня изучено больше 150 таких токсинов. Многие из них считаются самыми ядовитыми. Основные ксенобиотики этой группы: стафилококковые, холерные, дифтерийные токсины, тетанотоксин, ботулотоксин. Бактериальные вещества оказывают влияние на различные системы и органы млекопитающих, в частности, человека. Как правило, основные нарушения отмечаются в работе ЦНС, сердца и сосудов. Бактерии способны вырабатывать токсины сравнительно простой структуры. К ним, например, относят бутанол, ацетальдегид, формальдегид.

Микотоксины

Особый интерес в практическом смысле представляют соединения, вырабатываемые микроскопическими грибами. Они могут заражать продукты питания. К числу этих веществ относят некоторые эрготоксины. Они вырабатываются грибами из группы Claviceps. Кроме этого, в состав микотоксинов входят и афлатоксины, а также близкие к ним соединения. Они выделяются грибами Aspergillus. Вещества, являющиеся аналогами эрготамина, оказывают влияние на ЦНС, вызывают спазмы в сосудах, сокращения мышц матки. В прежние времена отравления зерном, инфицированным спорыньей, зачастую носили эпидемический характер. Сегодня массовая заболеваемость почти не выявляется, однако вероятно поражение КРС. Токсические вещества вырабатываются многими высшими грибами. Эти соединения отличаются широким спектром активности. К самым опасным относят аманины, аманитины, фаллоидины, присутствующие в бледной поганке. При случайном употреблении этого гриба поражаются почки и печень. Среди других известных отравляющих соединений можно отметить мускарин, ибонетовую кислоту, гиромитрин. Некоторые грибы синтезируют вещества, обладающие высокой галлюциногенной активностью.

Фитотоксины

Большое количество соединений, опасных для человека и животных, вырабатывается растениями. Выступая в качестве продуктов метаболизма, фитотоксины зачастую выполняют функции защиты. Но в основном их задачи остаются неизвестными. Фитотоксины - вещества, обладающие разной биологической активностью и строением. К ним относят органические кислоты, сапонины, гликозиды, терпеноиды, кумарины, флавоноиды, алкалоиды и пр. многие соединения растительного происхождения применяют в медицине. К таким веществам, в частности, относят галантамин, атропин, дигитоксин, строфантин, физостигмин и пр. Некоторые фитотоксины вызывают зависимость. Среди них никотин, кокаин, морфин, гармин и пр. Ряд фитотоксинов отличается канцерогенной активностью. Отдельные соединения присутствуют в культурах в незначительном количестве и способны оказывать эффект в составе приготовленных специально препаратах.

Зоотоксины

В любом живом организме синтезируется большое число активных соединений. После выделения, обработки и введения в другие организмы они могут провоцировать тяжелые интоксикации. В тканях некоторых животных присутствуют опасные вещества. Это позволяет отнести их к особой группе ядовитых существ. Отдельные животные считаются вторично-опасными. Они не вырабатывают, а аккумулируют яды, которые поступают извне. К таким существам относят, например, моллюсков, накапливающих сакситоксин, вырабатываемый одноклеточными. Отдельные группы соединений, продуцируемых животными, считаются пассивными зоотоксинами. Они активируются при поедании носителя.

Неорганические соединения

Особое значение среди многочисленных веществ имеют металлы, их соединения, поллютанты внешней среды и воздуха производственных площадей. В естественных условиях первые встречаются в виде минералов и руд. Они обнаруживаются в воде, почве, воздухе. Содержание токсичных соединений значительно повысилось вследствие человеческой деятельности (выплавки металла из руд). Наивысшей токсичностью обладают ртуть, мышьяк, цинк, свинец, таллий, медь, бериллий, хром, кадмий и пр. Последний сегодня рассматривается как один из самых опасных ксенобиотиков. Ртуть, несмотря на ее токсичность, широко применяется в производстве фунгицидов и электронной промышленности. В прежние времена эпидемии отравления этим соединением были привычным делом на целлюлозно-бумажных предприятиях. Бериллий используется в металлургии. Свинец также широко применяется в хозяйственной деятельности. В последнее время его концентрации в окружающей среде стали очень высокими.