Принципы поддержки процессов биотрансформации ксенобиотиков

Принципы поддержки процессов биотрансформации ксенобиотиков

Тазеддинова Диана Рашитовна, магистрант;

Суханбердина Фарида Хасановна, кандидат медицинских наук, доцент;

Камар Измухамбет Кайырболатулы, магистрант;

Абуова Алтынай Бурхатовна, доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана (г. Уральск)

Максимюк Николай Несторович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Человеческий организм имеет сложные системы обмена веществ и детоксикации опасных для него соединений. Эти системы прошли длительную эволюцию под воздействием природных токсических компонентов пищи, воды, воздуха и различных биологических ядов. В XXI в. человеческий организм стал подвергаться воздействию разнообразных синтезированных, т. е. ранее не встречавшихся веществ. Поскольку эти вещества чужды организму, их стали называть «ксенобиотиками» [1, 2].

Целесообразность строения и функций человеческого организма (как и других живых организмов) проявляется, в частности, в избирательном характере поглощения веществ и выведения продуктов метаболизма [3, 4]. Поэтому существенное значение имеют ответы на вопросы, почему в современных экологических условиях стало возможным поступление [5, 6, 12, 13] 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.).

В основе биотрансформации по большей части лежат энзиматические преобразования молекул. Биотрансформация чужеродных химических веществ осуществляется в результате тех же химических реакций и с участием тех же ферментных систем, что и биотрансформация продуктов питания и эндогенных веществ [7].

Понятие биотрансформации ксенобиотиков охватывает не только ферментативные химические превращения, но и трансмембранный перенос, тканевое распределение, депонирование и элиминацию. В ходе биотрансформации может образовываться ряд продуктов, часть из них представляет собой соединения, менее опасные, чем первоначально попавшие в организм ксенобиотики, однако другие могут быть более реакционноспособными, чем исходные, и вследствие этого обладать более высокой биологической активностью [8]. Процесс биотрансформации, в ходе которого образуются высокоактивные продукты или промежуточные соединения, называется также биоактивацией. Высокая химическая активность этих соединений определяет их способность легко связываться с биомолекулами. Взаимодействие химических веществ или продуктов их трансформации с биомолекулами представляет собой ключевую реакцию механизма токсического действия [9]. Ключевая реакция запускает целый ряд биохимических и феноменологических изменений, которые приводят к наблюдаемому токсическому эффекту. Определение того, какой именно продукт трансформации (или исходное вещество) участвует в этой ключевой реакции, позволяет теоретически обосновать механизм токсического действия и выявить наиболее биологически активное вещество.

При поступлении небольших количеств ксенобиотиков в организм их детоксикация осуществляется обычными путями — с помощью ферментативных и неферментативных превращений. В случае проникновения в организм большого количества ксенобиотиков этих детоксикационных процессов оказывается недостаточно.

В процессе биотрансформации ксенобиотиков образуются супероксидные анионы, перекись водорода, органические перекиси и т. д., которые обусловливают побочное действие ксенобиотиков [8]. Устранение этих эффектов производится системой антиоксидантов. Ведущую роль в ней играет фермент супероксиддисмутаза. Имеются и неферментативные антиоксидантные системы. Это жирорастворимые соединения: витамины А, Е, С, Р, аминокислоты (цистеин, метионин, аргинин), холин. Реакции детоксикации ксенобиотиков являются типичными компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечивающими поддержание гомеостаза на молекулярном уровне [8].

Питание является одним из важнейших факторов, влияющих на биотрансформацию [10]. Активность энзимов метаболизма чужеродных соединений отчетливо зависит от питания.

Известно, что оптимальное функционирование защитно-адаптационных систем зависит от обеспеченности организма полноценными белками, микроэлементами (железом, селеном, медью, цинком и марганцем), витаминами-антиоксидантами (Е, А, В, С), кальцием, пищевых добавок [11, 14, 15]. Алиментарный дефицит большинства перечисленных выше нутриентов регистрируется у большинства групп населения и требует первоочередной коррекции среди пищевых дисбалансов. Но есть и некоторые нутриенты, которые могут усугубить ситуацию, основной группой таких нутриентов являются жиры, потребление которых следует сократить в условиях чужеродной нагрузки.

Таким образом, в результате биотранформации веществ, преимущественно из группы синтезированных, образуются либо несвойственные обычному обмену веществ вторичные продукты (электрофильные продукты- эпоксидные соединения, гетероциклические соединения), либо традиционные вторичные метаболиты, но в очень больших количествах (свободные радикалы и эндоперекиси). В случае образования электрофильных продуктов основная опасность заключается в их высокой реакционной способности с развитием ряда опасных последствий.

Все это требует оптимальной обеспеченности организма полноценными белками, микроэлементами (железом, селеном, медью, цинком и марганцем), витаминами-антиоксидантами (Е, А, В, С), кальцием, пищевыми добавками.

Литература:

1. Ребезов М. Б., Чупракова А. М., Зинина О. В. и др. Оценка методов исследования ксенобиотиков. –Уральск: Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана, 2015. — 204 с.
2. Белик Е. М., Ребезов М. Б., Чупракова А. М., Максимюк Н. Н. О безопасности пищевых продуктов // Молодой ученый_. –2015. –№ 3 (83). –С. 94–97.
3. Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Альхамова Г. К. и др. Экология и питание. Проблемы и пути решения // Фундаментальные исследования. –2011. –№ 8–2. –С. 393–396.
4. Бурцева Т. И., Ребезов М. Б., Асенова Б. К., Стадникова С. В. Развитие технологий функциональных и специализированных продуктов питания животного происхождения. –Алматы, 2015. — 201 с.
5. Чупракова А. М., Ребезов М. Б. Анализ результатов мониторинга проб мясных и рыбных продуктов на содержание тяжелых металлов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Экономика и менеджмент. –2015. –Т. 9. –№ 2. –С. 194–201.
6. Чупракова А. М., Ребезов М. Б. Анализ результатов проб молока и молочных продуктов, хлебобулочных и кондитерских изделий на содержание токсичных элементов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. –2016. Т. 4. –№ 1. С. 63–71.
7. Стожаров А. Н. Медицинская экология. — Мн: Высш. шк., 2007. — 368 с.
8. Юрин В. М. Основы ксенобиологии. — Мн.: БГУ, 2001. — 234 с.
9. Кулинский В. И. Обезвреживание ксенобиотиков // Соросовский образовательный журнал, 1999. –№ 1. –С. 8–12.
10. Миронова И. В., Галиева З. А., Ребезов М.Б и др. Основы лечебно-профилактического питания. –Алматы, 2015. –174 с.
11. Канарейкина С. Г., Ребезов М. Б., Нургазезова А. Н., Касымов С. К. Методологические основы разработки новых видов молочных продуктов. –Алматы, 2015. — 124 с.
12. Ребезов М. Б., Чупракова А. М. Анализ результатов мониторинга проб алкогольных напитков и пива на содержание тяжелых металлов // Фундаментальные исследования. –2015. –№ 7–2. –С. 267–270.
13. Максимюк Н. Н., Ребезов М. Б. Исследование содержания ксенобиотиков в мясе диких кабанов // Международный научно-исследовательский журнал. –2015. –№ 7–2 (38). –С. 81–85.
14. Касымов С. К., Ребезов М. Б. Разработка функциональных продуктов питания для экологически неблагоприятных регионов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. –2015. –Т. 3. –№ 3. –С. 83–91.
15. Наумова Н. Л., Ребезов М. Б., Варганова Е. Я. Функциональные продукты питания. Спрос и предложение: монография // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. –2014. –№ 1. –С. 30.