Ксенобиотики - это что такое? Классификация и характеристика

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:

1. Нарушения репродуктивной функции.
2. Злокачественные образования в половой системе мужчин.
3. Эндометриоз.
4. Раковые опухоли молочной железы.
5. Угнетение иммунитета.
6. Гипертрофия щитовидки.
7. Расстройство психомоторного развития в детском возрасте.
   

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:

1. Пищевое сырье, полученное в результате микробиологического или химического синтеза.
2. Соединения, поступающие при создании исходных материалов.
3. Пищевые добавки.
4. Соединения, поступающие в процессе контакта с полимерными и прочими материалами.
5. Вещества, образующиеся в ходе кулинарной обработки.
   

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.