Избирательность действия ксенобиотиков презентация

Избирательность вещества – это его способность воздействовать на клетки, ткани, организмы только одного определенного типа и не влиять на другие, даже находящиеся в контакте с первыми.
Избирательным действием обладают многие вещества: большинство лекарственных средств, применяемых в медицине или ветеринарии, а также все фунгициды, инсектициды и гербициды, используемые в сельском хозяйстве.
Наглядное представление об избирательном действии ксенобиотиков дает действие наркотических средств. Применение в 1846 г. в качестве средства для наркоза эфиров послужило убедительным доказательством наличия избирательного действия веществ. Они оказались высокотоксичными для центральной нервной системы и лишь в ничтожной мере для других тканей; при этом токсическое действие исчезало полностью после прекращения наркоза, т. е. действие было обратимым.

Вещества с низкой избирательной селективностью оказывают влияние на многие ткани, органы и системы, вызывая тем самым большое число побочных эффектов. Так, противоопухолевые средства, действуя на быстро делящиеся клетки, повреждают не только ткань опухоли, но и костный мозг, эпителий кишечника.

Однако имеются и препараты с относительно высокой избирательностью действия (блокаторы гистаминовых рецепторов, адреноблокаторы, антибиотики направленного действия).

Избирательность действия ксенобиотика зависит от его дозы. Чем выше действующая доза препарата, тем менее эффективным он становится. Это относится и к синтетическим веществам, и к продуктам животного и растительного происхождения. Например, антидиуретический гормон гипофиза вазопрессин регулирует содержание жидкости в организме, оказывая влияние на реабсорбцию воды в почках. Однако в больших дозах вазопрессин может вызвать спазм кровеносных сосудов, в том числе коронарных, и даже смерть больного.

Для количественной оценки избирательности ксенобиотика вводят коэффициент избирательности (КИ), который характеризует степень выраженности избирательности. Этот показатель определяется отношением среднетоксических доз (LD50):
КИ = LD50 одного организма / LD50 другого организма
Например, во время разработки защитных мероприятий с использованием инсектицида необходимо максимально сохранить энтомофагов. Поэтому очень важно знать избирательность широко используемых пестицидов по отношению к наиболее распространенным в агроценозе энтомофагам. Для этого нужно определить отношение LD50 энтомофагов к LD50 вредителей. Чем больше это отношение превышает единицу, тем более безопасен препарат для энтомофагов.

Существует три основных фактора (механизма), определяющих возможность проявления избирательного действия вещества.
Избирательность действия, обусловленная преимущественным накоплением и распределением вещества, может быть вызвана морфологическими особенностями. Например, сильная опушенность сорняков по сравнению с культурными злаками или относительно большая (в расчете на единицу веса или объема) уязвимая поверхность тела насекомых по сравнению с млекопитающими приводит к большой площади контакта распыляемого агента с вредным видом.
Этот тип избирательности основывается на различии в распределении и накоплении. Агент, токсический как для полезных, так и для вредных клеток, накапливается только в последних. Иногда полезные и вредные клетки находятся в организмах разных видов.
Такой препарат, как гризеовульфин, накапливается у человека только в ороговевших клетках – эпидермисе, волосах и ногтях. Поэтому он применяется при лечении грибковых поражений этих тканей, поскольку у грибов гризеофульвин блокирует митоз.

Помимо медицины, аналогичные методы применяются в других областях. Например, для предотвращения зарастания днища кораблей морскими ракушками его покрывают резиновыми полосками, пропитанными органическими соединениями олова.
В качестве токсичного компонента было решено использовать ивермектин – натуральное вещество, которое в процессе жизнедеятельности производят бактерии Streptomyces avermitilis. Данный компонент отличается чрезвычайно высокой активностью по отношению к моллюскам, благодаря чему эффективная защита от обрастания возможна при наличии в краске всего одной десятой процента от общей массы этого вещества. Благодаря использованию современных полимерных составов и сохранению токсинов внутри слоя, эффективность покрытие имеет высокую устойчивость к воздействиям окружающей среды и длительный срок эффективной эксплуатации. Избежать попадания токсинов в воду избежать не удалось, однако по сравнению с современными составами эти утечки ничтожны.

Избирательность, обусловленная биохимическими различиями. Многие биохимические процессы у всех живых существ, будь то животные, растения или микробы, протекают одинаково. Однако даже в разных тканях одного организма биохимические процессы протекают неодинаково.
Избирательность действия ксенобиотиков определяется различиями в процессах их биотрансформации, а также зависит от его влияния на какой-либо важный биохимический процесс, который у чувствительного организма имеется, а у устойчивого или отсутствует, или не столь чувствителен к данному веществу.

Механизм инсектицидного действия ДДТ связан с его способностью блокировать ионные каналы у холоднокровных. Избирательность действия ДДТ обусловлена тем, что при более высокой температуре, которую имеют тела теплокровных, не образуется донорно-акцепторной связи между бензольными кольцами препарата и противоположно заряженной поверхностью мембраны около устья канала.
Одним из избирательных эффектов ДДТ, проявляющихся у птиц, является наблюдаемое под его действием нарушение кальциевого обмена, вследствие чего яичная скорлупа оказывается более тонкой. Такие яйца при насиживании раздавливаются.
ДДТ нарушает и некоторые важные процессы в растениях; так, например, он подавляет фотосинтез.

На микроорганизмы сульфаниламиды оказывают бактериостатическое действие. Механизм бактериостатического действия сульфаниламидов заключается в том, что эти вещества, имея структурное сходство с парааминобензойной кислотой, конкурируют с ней в процессе синтеза фолиевой кислоты - фактора роста микроорганизмов.
Сульфаниламиды конкурентно ингибируют дигидроптероатсинтетазу, а также препятствуют включению парааминобензойной кислоты в дигидрофолиевую. Нарушение синтеза дигидрофолиевой кислоты уменьшает образование из нее тетрагидрофолиевой кислоты, которая необходима для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований . В результате этого подавляется синтез нуклеиновых кислот, что приводит к торможению роста и размножения микроорганизмов.

Цитологические различия как основа избирательного действия. Известно, что строение клеток у животных и растений различно. Клетки состоят из отдельных компонентов (клеточных органелл, компартментов и др.), у которых видовые особенности выражены очень четко. Различаются между собой даже клетки одного организма, но разных тканей.
У растений нет нервной системы и мышечных клеток. Поэтому фосфорорганические соединения, блокируя проведение нервного импульса, поражают насекомых и не наносят заметного вреда растениям. На этом явлении основана весьма эффективная система химической защиты растений от насекомых.