MedUniver Скорая помощь
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Скорая помощь:
Скорая помощь
Частная неотложка.
Шок. Шоковые состояния.
Хирургическая патология.
Помощь при ожогах.
Краш синдром. ОПН. ОПен.
Неврологическая помощь.
Эндокринология.
Помощь при отравлениях.
Поражения глаз.
Неотложная стоматология.
Неотложная психиатрия.
Неотложные состояния.
Неотложная помощь.
УЗИ диагностика.
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Воздействие металлов на митохондрии клеток. Взаимодействие металлов в организме

Более четко определены молекулярные механизмы действия ионов металлов, связанные с биотрансформацией их как водорастворимых соединений. Они локализованы преимущественно в митохондриях, цитозоле и лизосомах клеток. В основе повреждающего действия металлов через АТР-зависимый ионный транспорт лежит предпосылка о Физико-химической устойчивости комплекса катионов с фосфатными группами АТР. Практически все металлы могут конкурировать за места связывания в фосфатных группах с катионами жесткого класса А, к которому относятся такие биологически значимые ионы, как Са и Mg. В связи с тем что Со, Cd, Pb, Mn обладают большим сродством к фосфатному лиганду АТР, чем Mg, они вызывают диссоциацию комплекса Mg-ATP и образуют такого же типа хелатный комплекс Ме-АТР, который, однако, не может обеспечить эффективную работу ионных насосов. Статистически значимое ингибирование ионного транспорта проявляли не только Рb и Со в дозах 1/5 и 1/10 ветственно, но и металлорганические соединения ртути, мышьяка и олова.

Имеются и другие попытки объяснения преимущественно митохондриальных эффектов тяжелых металлов с позиций ионного взаимодействия. В частности, обсуждается возможная роль Са2+ в цитотоксичности тяжелых металлов. На основе анализа обширных данных литературы авторы показали, что метаболизм ксенобиотиков, в частности тяжелых металлов, вызывающих окислительный стресс, сопровождается нарушениями GSH-зависимого баланса тиолы/дисульфиды и усилением ПОЛ мембранных липидов. Это ведет к нарушению гомеостаза Са2+ за счет локализованного в клеточных мембранах пула этого иона. Инактивация Са, Mg-АТРазы, обусловленная окислением SH-групп, также вызывает повышение уровня Са2+ в цитозоле. Ионы таких металлов, как Hg2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+, Zn2+, обладающие высоким сродством к SH-фуппам и способные действовать на функции SH-содержащих белков, в случаях окислительного стресса могут стимулировать выход Са2+ через вольтозависимые каналы в различных биосистемах, дезорганизуют его гомеостаз и через этот механизм ингибируют Са, Mg-АТРазу, нарушая тем самым митохондриальные функции клеток различных организмов.

Познание закономерностей взаимодействия токсичных металлов с калъцием и другими эссенциальными микроэлементами биосистем по конкурентному ионному механизму существенно расширяет наши представления о патогенезе отравлений, возможностях их профилактики и лечения.

митохондрии клеток

Взаимодействие металлов в организме

Сложная проблема взаимодействия между микроэлементами в организме разработана крайне недостаточно. В клетках содержится большое количество ионов металлов. Хотя твердый остаток при сжигании составляет всего 3—5 %, в организме человека массой 70 кг содержится 1050 г Са, 245 г К, 105 г Na, 35 г Mg, 3 г Fe, 2,3 г Zn, 1,2 г Rb. Важную биологическую роль играют не менее 7 элементов, которых содержится менее 1 г: Си — 100 мг, Мn — 20 мг, Со — 5 мг, Mo, Cr, Sn, V — менее 6 мг. Эритроцит объемом 80 мк3 содержит 3,108 молекул белка, преимущественно гемоглобина, 7,105 атомов меди и 1,105 атомов олова. В нем имеется 2,104 атомов сереб'ра'(концентрация его более 1,10-7 М); присутствуют бор и алюминий — 3,105 атомов, мышьяк — 7,105 атомов, свинец — 7,104 и никель — 2,104 атомов. При этом Rb, Sr, Ni считаются малотоксичными, a Sb, As, Ba, Be, Ca, Pb, Hh, Ag, Tl, Th — высокотоксичными.

Внутриклеточные системы имеют собственные механизмы концентрирования ионов. Митохондрии могут концентрировать ионы К, Са2+, Мn2+ и других двухвалентных металлов за счет обменной диффузии, т.е. путем вторичного активного транспорта. Дифференцированный характер накопления тяжелых металлов в компартментах клетки имеет биофизическую природу. Включение тиоловых ядов в этот процесс определяет в известной мере их влияние на ионный обмен в клетках. Так, при введении Cd в организм нарушается обмен кальция, фосфора, железа и меди. Особенно четко это прослеживается по отношению к Са. Содержание последнего в крови и моче у хронически экспонированных малыми концентрациями сульфата кадмия крыс (ингаляция по 4 ч ежедневно в течение 4 мес в дозе 0,3 мг/м3) снижалось на 24,3 и 21,2 % соответственно. На фоне малобелковой диеты уменьшается содержание кальция и цинка в костях. Кадмий угнетает процесс образования активной формы витамина D в почках (1,25-дигидроксихолекальциферол), что замедляет абсорбцию Са в кишечнике.

У беременных крыс отмечены гипокальциемия и выраженный остеопороз, а у потомства - искривление передних конечностей, Показан аддитивный эффект соединений ртути с кадмием. Кадмий, как и ртуть организме со специфичным транспортным белком металлотионеином. Если связывание производить вне организма, то процесс последующего связывания в крови и печени снижается. В противовес синергизму кадмия и ртути отмечен выраженный антагонизм этих и других тяжелых металлов с цинком и селеном. Вероятно, угнетение тиоловыми ядами активности металлоферментов может быть обусловлено не только блокадой сульфгидрильных групп, но и нарушением металлопротеиновых комплексов с утратой либо ослаблением последними каталитических свойств. Положительный эффект селена особенно четко прослеживался при интоксикациях кадмием, ртутью и никелем людей, а также в экспериментальных исследованиях. Эти наблюдения послужили основанием для использования селена при комплексном лечении широкого круга заболевани, в том числе и химической этиологии.

Как справедливо указывают М.Г.Коломийцева и Р.Д.Габович, лежащие в основе физиологического взаимодействия микроэлементов в организме человека и животных влияния на ферментативные процессы, функцию желез внутренней секреции, синтез гормонов и витаминов, энергетику клетки могут носить как содружественный, так и антагонистический характер. Важно учитывать их соотношение между собой, а также условия проявления этого взаимодействия, которое определяется многочисленными эндо- и экзогенными факторами. Так, при изучении токсичности и характера совместного действия кобальта, вольфрама и титана установлено, что биологически малоактивный титан усиливает токсичность кобальта и вольфрама. Если для чистого кобальта смертельная доза для крыс при интратрахеальном введении составляла 10 мг, то в смеси с титаном она снижалась до 4 мг. Совместное действие кобальта и окиси углерода также приводит к усилению токсичности каждого компонента смеси.

При внутримышечном введении крысам 200 мкг хлорида кадмия выведение с калом алюминия возрастало в 9,3, молибдена — в 6,4 и серебра — в 2 раза. Предварительное воздействие малых нетоксичных доз Cd повышало устойчивость к некрозу яичек при последующем введении больших доз (за счет индукции синтеза металлотионеина), что свидетельствовало об адаптивном характере защитного действия данного белка.

- Читать далее "Металлотионеин в тканях. Синергизм и антагонизм тяжелых металлов"


Оглавление темы "Отравление тяжелыми металлами":
1. Роль металлов при отравлении тиоловыми ядами. Влияние тиоловых ядов на нервную систему
2. Воздействие металлов на митохондрии клеток. Взаимодействие металлов в организме
3. Металлотионеин в тканях. Синергизм и антагонизм тяжелых металлов
4. Токсикокинетика тиоловых ядов. Токсикокинетика ртути
5. Токсикокинетика кадмия. Токсикокинетика свинца
6. Токсикокинетика никеля. Токсикодинамика свинца
7. Острые отравления тяжелыми металлами. Эпидемиология отравлений тяжелыми металлами
8. Признаки отравления кадмием. Поражение крови и почек тяжелыми металлами
9. Отравление тетраэтилсвинцом. Хронические отравления тяжелыми металлами
10. Нейротоксичность тяжелых металлов. Поражение нервной системы тяжелыми металлами
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта