Реферат: Зоотоксины
1. Понятия “яд” и “т оксин ”
При описании ядовитых животных и продуцируемых ими биологически активных веществ наиболее часто приходится оперировать терминами “яд” и “токсин”. Являются ли они синонимами или же несут разную смысловую нагрузку? Токсикологи к ядам относят химические соединения, отличающиеся высокой токсичностью, т. е. способные в минимальных количествах вызывать тяжелые нарушения жизнедеятельности (отравление) или гибель животного организма. Токсинами традиционно называют белковые вещества, образуемые преимущественно микроорганизмами и некоторыми животными и обладающие ядовитым действием. Одним из характерных качеств токсинов считается наличие антигенных свойств. Значительное расширение числа токсинов, выделенных из природных объектов, среди которых оказалось и много не белковых, заставляет пересмотреть критерии термина “токсин”. В настоящее время термин “токсин” чаще всего относят к индивидуальному химическому веществу (независимо от его природы), выделенного из того или иного яда или тканей ядовитого животного. Тем самым разграничивается действующее начало яда и целый яд, являющийся, как правило, многокомпонентной смесью различных биологических веществ. Обычно термин “яд” применяют к секретам специализированных ядовитых желез животных (змей, насекомых, амфибий и пр.). В свою очередь слово “токсин” широко используется при образовании новых терминов, подчеркивающих источник происхождения данного токсина (зоотоксины, фитотоксины, тетродотоксин, аплизиатоксин, батрахотоксин) либо особенности его физиологического или фармакологического эффекта (нейротоксины, цитотоксины, кардиотоксины). В дальнейшем под термином “токсин” будет пониматься индивидуальное химическое соединение природного происхождения, характеризующееся высокой биологической активностью.
2 . Основные методы экспериментального изучения зоотоксинов.
Экспериментальное изучение зоотоксинов связано с двумя основными направлениями: изучением химической природы зоотоксинов и выяснением механизмов их токсического действия. Эти два направления – химическое (биохимическое) и патофизиологическое взаимосвязаны, поскольку механизм действия химического соединения в первую очередь обуславливается особенностями его структуры.
Изучение механизмов действия зоотоксинов основано на классических методах токсикологии, фармакологии, биохимии и других наук, позволяющих количественно оценить действие токсинов как на организм в целом, так и на его отдельные функциональные системы и органы. Наиболее важные характеристики зоотоксинов можно получить при изучении их токсикометрии, фармакокинетики и фармакодинамики.
2.1. Токсикометрия .
В токсикометрии зоотоксинов важнейшей их характеристикой является токсичность – свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать патологические изменения, ведущие к нарушению основных процессов жизнедеятельности организма и приводящие к его гибели. Токсичность – один из основных количественных параметров, отражающих биологическую активность зоотоксинов. В современной токсикологии и фармакологии токсичность принято выражать в величинах, кратных средней смертной дозе (DL50 ), т.е. дозе, вызывающей гибель 50% экспериментальных животных в течение фиксированного интервала времени (обычно 12 или 24 ч). Следует заметить, что DL50 – частный случай средней эффективной дозы (ED50 ), вызывающей изучаемый эффект в 50% случаев. Последняя в различных вариантах довольно часто используется в токсикологических исследованиях, когда для выявления специфического эффекта удобнее регистрировать не смертность, а нарушение или выключение какой-либо физиологической функции. При характеристике токсичности экстрактов тканей или органов ядовитых животных часто пользуются мышиными единицами (м. е.) – количество вещества, которое необходимо, чтобы убить мышь массой 20 г в течении 20 мин. Обычно активность экстракта выражается в количестве м. е., содержащихся в 1 мг продукта. Например, активность тарихотоксина из яиц калифорнийского тритона Taricha tarosa составляет 3000 м е./мг. Это означает, что 1 мг вещества достаточно, чтобы убить 3000 мышей массой 20 г.
Из-за высокой токсичности зоотоксины иногда включают группу ультраядов – химические вещества, токсичность которых выше цианистого калия и не превышает 1 мг/кг (табл. 1).
Таблица 1.
Сравнительная токсичность различных ядов.
| Яд (токсин) и источник его получения | DL 50 мыши, мкг/кг |
|
Цианид калия | 10000 |
|
Мускарин (алкалоид мухоморов) | 1000 |
|
Зоман (боевое отравляющее вещество) | 100 |
|
Нейротоксин кобры (Naja oxiana) | 75 |
|
Нейротоксин скорпиона (Androctonus australis) | 9 |
|
Тетродотоксин (из рыбы фугу Tetradon) | 8 |
|
Сакситоксин (из динофлагеллят Gonyaulax sp.) | 8 |
|
Батрахотоксин (кожный яд амфибий Phyllobates sp.) | 2 |
|
Тайпоксин (из яда змеи Oxyuranus scutellatus) | 2 |
|
Пилитоксин (из кишечнополостных Palythoa sp.) | 0,15 |
2.2. Фармакокинетика.
Фармакокинетика зоотоксинов изучает закономерности всасывания, распределения, метаболизма и выведения токсинов из организмов.
При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретают пути их введения в организм. Существующие пути введения обычно подразделяются на энтеральные (через пищеварительный тракт) и парентеральные (минуя пищеварительный тракт). В естественных условиях пути введения зоотоксинов в организм жертвы определяются особенностями жертвы определяется особенностями биологии организма – продуцента и химической природой токсинов. Как правило, белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью вооруженного ядовитого аппарата парантерально, так как многие из них разрушаются пищеварительными ферментами. Напротив токсины небелковой природы эффективны и при энтеральном введении (токсические алкалоиды амфибий, токсины рыб, моллюсков и др.). Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, эффективность которых зависит от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсических веществ. В эксперименте способ введения токсинов определяется задачей исследования.
Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение оказывает биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические мембраны), гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. При парентеральном введении (укусы, ужаления) в месте инокуляции образуется первичное депо яда, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную систему. Скорость дренирования яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта.
Большинство зоотоксинов подвергается в организме определенным химическим превращениям. К сожалению, биотрансформация зоотоксинов в организме реципиента – наименее разработанная область токсикологии. Биотрансформация в определенной мере обуславливает биологическую резистентность некоторых животных к зоотоксинам. В последнее время в крови некоторых грызунов были обнаружены белковые факторы, инактивирующие геморрагическое действие змеиных ядов.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--