Медицинская экология

Основные функции второй фазы метаболизма те же, что и первой: увеличение гидрофильности и снижение токсичности ксенобиотиков. Наиболее важные ферменты этой фазы относятся к классу трансфераз. Наиболее широка и многообразна активность семейства глутатионтрансфераз, метаболизирующих тысячи ксенобиотиков. Большинство этих ферментов находится в гиалоплазме, но один из них – в мембранах ЭПС и митохондриях, другой – в хроматине.

Функциональная активность всех ферментов второй фазы ограничивается тем, что они метаболизируют только те вещества, которые имеют функциональные группы.

Однако трансферазы имеют важные достоинства:

– находятся во всех клетках;

– функционируют при любых путях поступления ксенобиотиков в организм;

– осуществляют или завершают детоксикацию, а иногда исправляют ошибки первой фазы.

Например, они обезвреживают токсичные метаболиты хлороформа (фосген), парацетамола.

Совместное функционирование обеих фаз метаболизма достаточно эффективно. Оно обеспечивает обезвреживание десятков тысяч ксенобиотиков всех химических классов и самых разных групп: токсических веществ, мутагенов, канцерогенов, пестицидов, красителей, растворителей, лекарств и т. д.

Метаболизм ксенобиотиков происходит в разных частях клетки, но наиболее активные системы находятся в ЭПС и гиалоплазме. Это обеспечивает метаболизм или связывание ксенобиотиков до поступления их в ядро или митохондрии. При попадании ксенобиотика в клетки печени начинается быстрое увеличение поверхности эндо-плазматического ретикулума. Одновременно индуцируются системы глюкуронирования и P-450: включаются соответствующие гены и синтез компонентов этих систем многократно усиливается. Когда ксенобиотик будет полностью удален, все возвращается к норме.

В результате увеличивается устойчивость клеток и организма, возникает возможность сохранить здоровье и жизнь в условиях загрязненной среды.

Причем системы метаболизма ксенобиотиков изначально функционировали в эндогенном метаболизме и лишь затем, ввиду широкой субстратной специфичности и загрязнения окружающей среды, стали участвовать в метаболизме экзогенных субстратов – ксенобиотиков.

Процессы связывания, транспорта и выведения ксенобиотиков чаще всего носят физический характер.

В плазме крови огромное количество как эндогенных (жирные кислоты, свободный билирубин), так и экзогенных веществ (сульфаниламиды, антибиотики, салицилаты, сердечные гликозиды и т. д.) связываются и транспортируются альбумином. Некоторые вещества (жирорастворимые витамины, анаболические стероиды) переносят липопротеины. В клетках, особенно печени, многие ксенобиотики (ПАУ, канцерогены, нитропроизводные, антибиотики) связываются глутатионтрансферазами. Связанные ксенобиотики неактивны, постепенно они освобождаются, метаболизируются и выводятся. Очень важный механизм выведения из клетки ксенобиотиков – функционирование Р-гликопротеина, являющегося транспортной АТФ-азой.

При поступлении небольших количеств ксенобиотиков в организм их детоксикация осуществляется обычными путями – с помощью ферментных и неферментных превращений.

В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно.

Одним из важных адаптационных механизмов является активация антирадикальной и антиперекисной защиты организма. В процессе биотрансформации ксенобиотиков образуются супероксидные анионы, перекись водорода, органические перекиси, которые обусловливают побочное действие ксенобиотиков (от нарушения проницаемости мембран до гибели клеток), устранение этих эффектов производится системой антиоксидантов (ведущую роль в ней играет фермент супероксиддисмутаза), превращающей супероксидные анионы в перекись водорода и триплетный кислород и таким образом в 10 раз снижающей их токсичность. По-видимому, все ткани животных и человека содержат фермент супероксиддисмутазу. Больше всего ее в митохондриях, есть она и в лизосомах, и в пероксисомах. Она присутствует не только в клетках, но и в плазме крови, лимфе, синовиальной жидкости. Токсические эффекты образовавшейся перекиси водорода предупреждаются ферментными системами каталазы и глютатионпероксидазы, разлагающими ее или использующимися для окисления глютатиона и других эндогенных субстратов.

Имеются и неферментативные антиоксидантные системы – витамины А, Е, С, Р, аминокислоты (цистеин, метионин, аргинин, гистидин), мочевина, холин, восстановленный глютатион.

Таким образом, реакции детоксикации ксенобиотиков являются типичными компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечивающими поддержание гомеостаза.

2.5. Репродуктивное здоровье населения в экологически неблагоприятных регионах

Сохранение и укрепление здоровья населения Российской Федерации остается важнейшей проблемой национальной безопасности. Репродуктивное здоровье является одной из самых важных составляющих, от которой во многом зависит здоровье и будущее нации.