Toxikodynamika

Nyní si ukážeme typy reakcí, které se vyskytují mezi toxickým a cílovým místem.

Typy reakcí mohou být:

REVERSIBILNÍ (nekovalentní vazby mezi toxickým a biologickým cílem);
NEVRATNÉ (kovalentní vazby mezi toxickým a biologickým cílem);
PŘEVOD ELEKTRONŮ (reakce REDOX);
ENZYMATICKÉ (reakce hydrolýzy toxickými, jako je hadí jed tvořený různými nebezpečnými látkami, jako jsou:
- Acetylcholinesteráza, která hydrolyzuje neurotransmiter acetylcholin;
- Kolagenázy, které degradují kolagen;
- Fosfolipáza A2, enzymy, které se nacházejí ve fosfolipidové membráně a jsou zodpovědné za produkci kyseliny arachidonové, v důsledku toho prostaglandinů a tromboxanu;
- Fosfodiesterázy, což jsou enzymy zodpovědné za degradaci všech těch druhých poslů, jako je cGMP a cAMP.
- Enzymy, které degradují řetězce genů, dále DNA (deoxyribonukleáza) a RNA (ribonukleáza).

DŮSLEDKY

Až dosud jsme viděli různé typy cílů, různá spojení, která se tvoří mezi toxickým a cílem. Otázka, kterou si nyní klademe, zní: „ale jaké důsledky takové odkazy budou mít?“.
Hlavními důsledky je pět:

INTERAKCE S FUNKCÍMI EXCITovatelných MEMBRÁNŮ BUNĚKY;
INTERFERENCE S ENERGETICKOU VÝROBOU BUŇKOU;
ZMĚNA HOMEOSTÁZY VÁPNITÉHO VÁPNU;
SMRT SPECIFICKÝCH SKUPIN BUNEK;
NELETETÁLNÍ ALTERNACE GENU V SOMATICKÝCH BUŇKÁCH (CARCINOGENESIS).

1) INTERAKCE S FUNKCÍMI EXCITOVATELNÝCH ČLÁNKŮ BUŇKY.
Jedním z prvních důsledků je modifikace excitability buněčné membrány. V důsledku interakce toxický-cíl dochází k modifikaci distribuce iontů, které jsou na dvou stranách membrány, které jsou zodpovědné za jevy depolarizace a hyperpolarizace buňky. Organochloriny, toxin produkovaný rybami (tetrodotoxin) a organická rozpouštědla, jako je ethanol, modifikují iontovou propustnost membrány, čímž se buňka stává vzrušivější nebo méně citlivá na excitaci díky působení otevírání nebo zavírání různých iontových kanálů přítomný na buněčné membráně.
Sodný kanál lze nalézt ve třech fázích: uzavřený, otevřený a nakonec neaktivní nebo znecitlivěný. Jak si pamatujeme, existuje několik látek různého původu schopných působit na tyto sodíkové kanály. Tetrodotoxin (TTX) produkovaný rybou puffer blokuje průchod sodíku různými vyhrazenými kanály; tímto způsobem nedochází k depolarizaci membrány, což brání přenosu intracelulárních signálů.
Pokud jde o organická rozpouštědla, jejich účinek není na iontových kanálech, ale je způsoben skutečností, že jsou velmi dobře rozpustné v liposuech a způsobují nespecifický "účinek s dezorganizací fosfolipidové membrány. Nakonec organochloriny, jako je DDT (dichlorodifenyltrichlorethan), interferují s uzavřením sodíkových iontových kanálů způsobuje problémy s excitabilitou buněk.

2) INTERFERENCE S ENERGETICKOU VÝROBOU V BUNĚČCE.
Druhým typem důsledků je interference s produkcí ATP v buňce. Různé toxické látky působí v různých bodech oxidační fosforylace a brání produkci adenosintrifosfátu; buňka proto zůstává bez energie. Toxické látky, které působí tak, že brání tvorbě ATP jsou:

Kyselina kyanovodíková, která inhibuje poslední fázi reakcí elektronového transportního řetězce. Zejména deaktivuje enzym oxidázy cytochromu C, snižuje množství vyloučených iontů H + a mění potenciální rozdíl na stranách mitochondriální membrány.
Odpojující látky (např. Chlorofenoly) zvyšují propustnost vnitřní membrány mitochondrií pro ionty H +. Tímto způsobem dochází ke vstupu iontů H + se snížením rozdílu potenciálu na obou stranách membrány, s následným snížením ATP.
Látky, které snižují přísun kyslíku do mitochondrií, přičemž syntéza ATP je zpomalena nebo zablokována.

NÍZKÁ VÝROBA ATP ZNAMENÁ ZMĚNU FUNKČNOSTI MEMBRÁNU, IONOVÝCH ČERPADEL A SYNTÉZY PROTEINŮ.

3) ZMĚNA HOMEOSTÁZY VÁPNU VÁPNÍKU.
Ze všech iontů je vápník jedním z hlavních druhých poslů, který umožňuje přenos signálů z vnějšku dovnitř buňky. Všechny látky, které modifikují vstup, výstup, uvolňování a / nebo opětovný vstup vápníku z intracelulárních depozit, nějakým způsobem vedou k „změně“ homeostázy vápníku.

Vápník uvnitř buňky, v klidových podmínkách, musí mít vždy určitou koncentraci. Koncentrace je udržována stabilní díky konkrétním mechanismům regulace vápníku, které ji umožňují eliminovat nebo integrovat. Ca2 + mimo buňku, v klidových podmínkách, má koncentrace 1 mM = 10-3 a uvnitř 0,1 μM = 10-7, takže c "je rozdíl 10 000krát mezi vnitřkem a vnějškem.

Vápník je pro naše tělo velmi důležitý, protože je velmi užitečný pro svalové kontrakce a uvolňování hormonů.
Jak si buňka udržuje tuto rovnováhu? Buňka má mechanismy ON-OFF. Mechanismus ON zvyšuje koncentraci vápníku v buňce, zatímco mechanismus OFF působí opačně tím, že snižuje koncentraci iontu. Tyto mechanismy musí být vždy aktivovány adekvátními podněty.

ON = + [konc.]
OFF = - [konc.]

Ca2 + vstupující do buňky může být aktivně vypuzován konkrétními pumpami, nebo může být izolován a uložen v konkrétních intracelulárních úložných místech. Velmi důležitou věcí je, že celý homeostatický mechanismus vyžaduje ENERGETICKÉ VÝDAJE. Proto všechny patologické stavy, jako je mozková a / nebo srdeční ischemie nebo všechny toxické látky, které snižují ATP dostupné buňce, určují „změnu homeostázy vápníku. Selhání rovnováhy tohoto iontu buňkou. Buňka vede k větší excitabilita (EXCITOTOXICITA) nebo horší buněčná smrt v důsledku nekrózy nebo apoptózy. Excitotoxicita je způsobena kyselinou glutamovou, která je jedním z hlavních excitačních neurotransmiterů našeho CNS. Kyselina glutamová ve skutečnosti působí na kanály vápníku iont, umožňující iontu vstoupit a způsobit tak buňce nebezpečné účinky. Kromě vysoké excitability přitahuje volné radikály kyslíku, které začínají reagovat s membránovými lipidy, nukleovými kyselinami a proteiny. Kyselina glutamová tedy za normálních podmínek působí jako neurotransmiter, ale po zvláštních neurodegenerativních patologiích se ukazuje jako velmi nebezpečný. nebo pro naše tělo.

4) SMRT SPECIFICKÝCH SKUPIN BUNEK.
Existují toxiny, které způsobují selektivní smrt buněčných skupin; například jód 131 pro štítnou žlázu a thalidomid pro primordiální buňky embrya.

Můžeme mluvit o selektivní degeneraci buněk, například v případě degenerace dopaminových neuronů, které se nacházejí v oblasti CNS odpovědné za řízení pohybů. Tyto neurony jsou zničeny neurodegenerativním onemocněním známým jako PARKINSONOVA CHOROBA. Další látky, které působí na specifickou populaci neuronů, jsou deriváty organotinu, jako je například trimethyltin. Tyto látky, přítomné v pesticidech, ovlivňují neurony dalších omezených oblastí CNS, jako je limbický systém a všechny smyslové oblasti kůry.
V případě selektivní akumulace je jako příklad brán jód 131, který se hromadí v buňkách štítné žlázy a způsobuje jejich destrukci. Druhým příkladem selektivní akumulace je působení thalidomidu v období embryonálního vývoje, který ničí buňky zodpovědné za vývoj dolních a horních končetin, což způsobuje takzvanou FOCOMELII.
Stejně jako v případě thalidomidu mohou některé toxiny způsobit degeneraci embryonálních buněk, což vede k potratu nebo malformacím. Jiné toxické látky, na druhé straně, mohou mít více mechanismů, jako je kyanid (váže se na cytochrom oxidázu, snižuje energetické rezervy buňky, určuje oxidační stres, mění homeostázu vápníku) nebo trimethyltin (mění homeostázu vápníku)., Snižuje syntézu ATP, zvyšuje uvolňování kyseliny glutamové). Vědět, jak funguje toxická látka, pomáhá předcházet účinkům, které tato látka může mít na náš organismus, nebo s nimi bojovat.

5) NEETETÁLNÍ ALTERNACE GENU V SOMATICKÝCH BUNĚKÁCH (CARCINOGENESIS)
Existují toxiny, jejichž hlavní činností je způsobovat modifikace genů. Všechny tyto sloučeniny jsou klasifikovány jako karcinogeny. Tento bod bude dále prozkoumán později v článcích o karcinogenezi.