Студопедия
Главная страница | Контакты | Случайная страница | Спросить на ВикиКак

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Эндемические заболевания

Читайте также:
  1. II. ИСТОРИЯ НАСТОЯЩЕГО ЗАБОЛЕВАНИЯ
  2. III Окклюзирующие заболевания магистральных сосудов
  3. III. ИСТОРИЯ НАСТОЯЩЕГО ЗАБОЛЕВАНИЯ
  4. III. История развития настоящего заболевания.
  5. IV. Психические расстройства при соматических и неврологических заболеваниях
  6. X. Этиология и патогенез настоящего заболевания
  7. XII. ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  8. XIII. ИСХОД ЗАБОЛЕВАНИЯ
  9. XVIII. Этиология и патогенез основного заболевания и его осложнений.
  10. А) генеалогический анамнез; анамнез жизни (развитие, питание, перенесенные заболевания и др.); аллергологический анамнез; анализ заболевания.

Наряду с заболеваниями, обусловленными антропогенными факторами загрязнения ок­ружающей среды, существуют заболевания связанные с особенностями биогеохимических провинций.

Заболевания и синдромы, в этиологии которых главную роль играет недостаток биогенных (эссенциальных) элементов или избыток как биогенных, так и токсических микроэлементов, а также их дисбаланс, в том числе аномальные соотношения микро- и макроэлементов. Предложена рабочая классификация микроэлементозов человека (таблица 9).

Таблица 9. Микроэлементозы человека

Основные группы Основные формы заболеваний Краткая характеристика
1. Природные, эндогенные Врожденные, наследственные В основе заболевания микроэлементоз матери. Недостаток, избыток, дисбаланс МЭ вызван патологией хромосом или генов.
2. Природные, экзогенные Вызванные а) МЭ – дефицитом б) МЭ – избытком в) МЭ - дисбалансом Природные, не связанные с деятельностью человека и приуроченные к определенным географическим локусам. Эндемические заболевания людей, сопровождающиеся теми или иными признаками у животных и растений.
3. Техногенные Промышленные (профессиональные) Заболевания связанные с производственной деятельностью человека; болезни и синдромы, вызванные избытком микроэлементов в зоне производства
Соседские По соседству с производством за счет воздушного или водного переноса МЭ
4. Ятрогенные Вызванные а) МЭ – дефицитные б) МЭ – избытком в) МЭ - дисбалансом Быстро увеличивающееся число заболеваний связанных с интенсивным лечением разных болезней препаратами, содержащими микроэлементы, а также с поддерживающей терапией не обеспечивающей организм необходимым уровнем МЭ.

Установлено, что в некоторых биогеохимических провинциях бывает избыток или недостаток определенных микроэлементов, не обеспечивается сбалансированное ми­неральное питание организма, что приводит к возникновению заболеваний на данной территории. Заболевания, вызываемые избытком пли недостатком элементов в опреде­ленной зоне, называют эндемическими заболеваниями. Они носят характер эндемий. Симптомы заболеваний, вызванных недостатком химических элементов в организме - гипомикроэлементозов, представлены в таблице 10.

Таблица 10. Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека.

Элемент Типичный симптом при дефиците
Co Замедление роста скелета
Mg Мышечные судороги
Fe Анемия, нарушение иммунной системы.
Zn Повреждение кожи, замедление росга, замедление сексуального созревания
Cu Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия
Mn Бесплодность, ухудшение роста скелета
Mo Замедление клеточного роста, склонность к кариесу.
Co Злокачественная анемия
Ni Учащение депресия, дерматиты
Cr Симптомы диабета
Si Нарушение роста скелета
F Кариес зубов
I Нарушение работы щитовидной железы.
Se Мускульная (в частности сердечная) слабость

Как следует из таблицы, при недостатке железа в организме развивается анемия, так как оно входит в состав гемоглобина крови. Суточное поступление в организм этого эле­мента должно быть 12 мг. Однако, избыток железа вызывает сидероз глаз и легких, что связано с отложением соединений железа в тканях этих органов на Урале в горных рай­онах Сатки. В Армении в почвах повышенное содержание молибдена, поэтому 37% населения страдает подагрой. Недостаток в организме меди приводит к деструкции кровеносных сосудов, патологическому росту костей, дефектам в соединительной ткани. Кроме то­го, дефицит меди способствует раковым заболеваниям у людей пожилого возраста. Избы­ток меди в организме (гипермикроэлементоз) приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (бо­лезнь Вильсона). Дефицит меди вызывает заболевание мозга у детей (синдром Мениеса), так как в мозге не хватает цитохромоксидазы. На Урале дефицит в пище йода – от недос­татка йода развивается «базедова болезнь». В Забайкалье, Китае, Корее население поражается деформирующими артрозами (уровская болезнь). Особенность болезни – размягчение и искривление костей. Почвы этих территорий имеют повышенное содержание Sr, Ва, и пониженное - концентрации Со, Са, Сu. Установлено существование корреляции между по­ниженным содержанием Са и повышенным содержанием Sr, аналога кальция, который более химически активный. Поэтому нарушается Са- Sr обмен в костной ткани при уровской болезни. Происходит внутреннее перераспределение элементов, кальций вытесняется стронцием. В результате развивается стронциевый рахит. Замена одних элементов другими обусловлено близостью их физико-химических характеристик (радиус иона, энергия иони­зации, координационное число), разностью их концентраций и химической активности. Натрий замещается литием, калий-рубидием, барием, молибден-ванадием. Барий имея одинаковый радиус с калием, конкурирует в биохимических процессах. В результате такой взаимозамещаемости развивается гипокалиемия. Ионы бария, проникая в костные ткани, вызывают эндемическое заболевание – Па-пинг.

Загрузка...

3. 3. Возможные случаи нарушения металлолигандного гомеостаза организма

Для организма характерно поддержание на постоянном уровне концентрации ионов ме­таллов и лигандов, то есть поддержание металлолигандного равновесия (металло-лигандного гомеостаза). Нарушение его возможно по ряду причин.

Первая причина. В организм поступают ионы токсиканта (Мт) из окружающей среды (Be, Не, Сd, Те, Рb, Sr и другие). Они образуют более прочные комплексные соединения с биолигандами, чем биометаллы. В результате более высокой химической активности и меньшей растворимости образующихся соединений, в узлах кристаллической решетки наряду с гидроксидфосфатом кальция Са5(РО4)3ОН и взамен его могут осаждать­ся соединения и других металлов, близких по свойствам к кальцию (изоморфизм): бериллия, кадмия, бария, стронция. В этом конкурирующем комплексообразовании за фосфат ион они выигрывают у кальция, Присутствие даже небольших концентраций данных эле­ментов в окружающей среде вызывает патологические изменения в организме. Предельно допустимая концентрация соединений кадмия в питьевой воде, равна 0, 01 мг/л, бериллия - 0,0002 мг/л, ртути 0,005 мг/л, свинца – 0,1 мг/л. Ионы бериллия нарушают процесс включения кальция в костную ткань, вызывая её размягчение, что приводит к бериллозу (бериллиевому рахиту). Замещение ионов кальция стронцием приводит к образованию менее растворимого соединения Sr5(РO4)3ОН. Особенно опасно замещение ионов кальция ионами радионуклида стронция – 90. Радионуклид включаясь в костную ткань, становится внутренним источником облучения, что приводит к развитию лейкемии, саркомы.

Ионы Нg, Pb, Fe являются мягкими кислотами и с ионами серы образуют более прочные соединения, чем ионы биометаллов, представляющие собой жесткие кислоты. Таким образом возникает конкуренция за лиганд – S – Н между токсикантом и микроэлементом. Пер­вый выигрывает конкуренцию, блокирует активные центры ферментов и исключает их из управления метаболизмом. Металлы Hg, Pb, Bi, Fe и As называют тиоловыми ядами. Соединения мышьяка (V), и особенно, мышьяка (III) очень токсичны. Химизм токсичности можно объяснить способностью мышьяка блокировать сульфгидрильные группы фермен­тов и других биологически активных соединений.
Вторая причина. В организм поступает микроэлемент, необходимый для жизне­деятельности организма, но в значительно больших концентрациях, что может быть связанно с особенностями биогеохимических провинций, либо в результате неразумной деятельности человека. Например, для борьбы с вредителями винограда используются препараты, действующим началом которых являются ионы меди. В результате в почве, воде и винограде повышенное содержание ионов меди. Повышенное содержание меди в организме приводит к поражению ряда органов (воспаление почек, печени, инфаркт миокарда, ревматизм, бронхиальную астму). Заболевания, вызванные повышенным содержанием меди в организме, называют гиперкупремиями. Имеет место и профессиональный гиперкупреоз. Избыточное содержание железа в организме приводит к развитию сидероза.

Третья причина. Нарушение баланса микроэлементов, возможно в результате не поступления или недостаточного поступления, что также может быть связано и с особенностями биогеохимических провинций, либо с производством. Например, почти две трети территории нашей страны характеризуются недостатком йода, в частности, в гори­стых местностях, по долинам рек это вызывает эндемическое увеличение щитовидной же­лезы и зоба у людей и животных. Профилактическое йодирование способствует предотвращению эндемий и эпизоотии. Недостаток фтора приводит к флюорозу. В местах добы­чи нефти наблюдаются дефицит иона кобальта.

Четвертая причина. Повышение концентрации токсичных комплексообразуюших групп, содержащих азот, фосфор, кислород и серу, способных образовывать прочные связи с ионами биометаллов (СО, CN-, –SH). В системе несколько лигандов и один ион металла способный образовывать комплексное соединение с данными лигандами. При этим наблюдаются конкурирующие процессы – конкуренция между лигандами за ион ме­талла. Преобладающим будет процесс образования наиболее прочного комплекса.

MбLб + Lт « MбLт + Lб

Комплекс образует лиганд, обладающий большей комплексообразующей способностью. Кроме того имеется возможность образования разнолигандного комплекса например, ион железа (II) гемоглобином – Fe (ННbН2О) образует с монооксидом углерода – СО разнолигандный комплекс, который в триста раз прочнее, чем комплекс с кислородом, т.е.

KyFe(НHbH2O) < KyFe(ННbО2) < KyFe(НHbCO)

Токсичность монооксида углерода объясняется с точки зрения конкурирующего комплексообразования, возможности смещения лиганднообменного равновесия.

Пятая причина. Изменения степени окислении центрального атома микроэлемен­та или изменения конформационной структуры биокомплекса, изменения его способности к образованию водородных связей. Например, токсичное действие нитратов и нитритов проявляется и в том, что под их воздействием гемоглобин превращается в метгемоглобин, который не способен транспортировать кислород. Попадая в кровь они приводят к гипоксии организма.

3. 4. Механизм защиты внутренней среды организма от ксенобиотиков

Природа проявила большую заботу о поддержании металлолигандного гомеостаза ор­ганизма, о сохранении чистоты внутренней среды организма. Обеспечить удаление отхо­дов, порой даже важнее, чем накормить клетку. Питательные вещества доставляет одна система – кровеносная, а отходы удаляют две: кровеносная и лимфатическая. Мелкий «мусор» как бы уходит прямо в кровь, а крупный – в лимфу. В лимфатических узлах лим­фа очищается от токсических отходов.

Существуют следующие механизмы защиты внутренней среды организма:

1) Барьеры, мешающие ксенобиотикам войти во внутреннюю среду организма и в особо важные органы (мозг, половую и некоторые другие железы внутренней секреции). Эти барьеры образованны одно- или многослойными пластами клеток. Каждая клетка одета мембраной, непроницаемой для многих веществ. Роль барьеров у животных и человека, выполняет кожа, внутренняя поверхность желудочно-кишечного тракта и дыха­тельных путей. Если ксенобиотик проникает в кровь, то в центральной нервной системе, железах внутренней секреции, его встретят гистогематические барьеры, то есть, барьеры между тканью и кровью.

2) Транспортные механизмы обеспечивают выведение ксенобиотиков из организма. Они обнаружены во многих органах человека. Наиболее мощные находятся в клет­ках печени и почечных канальцах. Особые образования обнаружены в желудочках го­ловного мозга, которые перемещают чужеродные вещества из ликвора (жидкость, омывающая мозг) в кровь. Имеется как бы два вида выведения ксенобиотиков: те, что очища­ют внутреннюю среду всего организма, и те, что поддерживают чистоту внутренней среды одного органа. Принцип работы системы выведения одинаков: транспортные клетки обра­зуют слой, одна сторона которого граничит с внутренней средой организма, а другая с внешней. Мембрана клеток не пропускает ксенобиотики, но в этой мембране имеется белок-переносчик, который опознает «вредное» вещество и переводит его во внешнюю среду. Анионы выводятся одним видом переносчиков, а катионы – другим. Описано более двухсот переносчиков, комплексонаты s-элементов относятся к их числу. Но транспортные системы не всесильны. При высокой концентрации яда в крови они не успевают утилизировать полностью токсичные частицы и на помощь приходит третий механизм защиты.

3) Ферментные системы, которые превращают ксенобиотики в соединения, менее токсичные и легче удаляемые из организма. Они катализируют процессы взаимодействия ксенобиотика с молекулами других веществ. Продукты взаимодействия легко удаляются из организма. Наиболее мощные ферментные системы находятся в клетках печени. В большинстве случаев она может справляться с этой задачей и обезвреживать опасные вещества.

4) Тканевое депо, где как бы под арестом, могут накапливаться нейтрализованные ксенобиотики и сохраняться там длительное время. Но это не является средством полной защиты от ксенобиотиков в экстремальных условиях.

Поэтому возникла мысль искусственно создать системы защиты, аналогичные лучшим образцам природных биологических систем. Химическая экология дает реальные возможности справиться с проблемой загрязнения среды и нарушением экологического равнове­сия.

3. 5. Дезинтоксикационная терапия

Дезинтоксикационная терапия – это, комплекс лечебных мер, имеющих целью выведение яда из организма или обезвреживание яда с помощью антидотов. Вещества, устраняющие последствия взаимодействия ядов на биологические структуры и инактивирующие яды посредством химических реакций, называют антидотами.

Развитие физико-химической биологии создало возможности разработки и применения разнообразных методов очищения организма от токсичных молекул и ионов. Для дезинтоксикации организма применяют методы диализа, сорбционные и химические реакции. Диализ относят к почечным методам. При гемодиализе, кровь от диализата отделяется полупроницаемой мембраной и ток­сичные частицы из крови пассивно переходят через мембрану в жидкость в соответствии с градиентом концентрации. Применяют компенсационный диализ, вивидиализ. Сущность компенсационного диализа заключается в том, что жидкость в диализаторе отмывается не чистым растворителем, а растворами с различными концентрациями веществ. На принци­пе компенсационной вивидиффузии был сконструирован аппарат, получивший название «искусственная почка», при помощи которой можно очищать кровь от продуктов обмена веществ и, следовательно, временно защищать функцию больной почки. Показаниями к применению «искусственной почки» является острая почечная недостаточность, при уремии после переливания крови, при ожогах, токсикозе беременности и так далее. Моделирование естественных механизмов детоксикации крови в различных сорбционных устройствах с использованием углеродных сорбентов, иммунносорбентов, ионообменных смол и других, называется гемосорбцией. Она так же, как и ее разновидности плазмо- и лимфосорбция используется для удаления из крови различных токсичных веществ, вирусов, бактерий. Созданы высокоспецифические сорбенты на конкретные метаболиты, ионы, токсины. Они обладают уникальной способностью удалять из организма гидрофобные крупномолекулярные соединения, среди которых много высоко токсичных и балластных веществ (холестерин, билирубин и другие). Сорбционные методы позволяют воздейство­вать на иммунореактивность организма, путем удаления иммуноглобулинов, комплемента, комплексов антиген-антитело.

Из сорбционных методов нашла широкое применение энтеросорбция [9]. Энтеросорбция (ЭС) – метод основанный на связывании и выведении из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) с лечебной или профилактической целью эндогенных и экзогенных веществ, надмолекулярных структур и клеток. Энтеросорбенты – лечебные препараты различной структуры осуществляют связывание экзо- и эндогенных веществ в ЖКТ путем адсорбции, абсорбции, ионообмена и комплексообразования.

Классифицируются энтеросорбенты по химической структуре: активированные угли, силикагели, цеолиты, алюмогели, алюмосиликаты, оксидные и другие неорганические сорбенты, пищевые волокна, органоминеральные и композиционные сорбенты.

Бактериальные токсины, биоактивные кишечные пептиды, токсичные метаболиты, ра­дионуклиды удаляются из организма методом энтеросорбции с помощью угольных сор­бентов или углеродминеральных сорбентов с положительно заряженной поверхностью. Используется в комплексной терапии ряда заболеваний: псориаза, бронхиальной астмы, желудочно-кишечных заболеваний. Хорошие результаты дала плазмосорбция, сочетающая два способа детоксикации: гемосорбцию и плазмоферез.

Одно из важнейших направлений решения проблемы детоксикации организма – разра­ботка и применение искусственных органов очистки: «искусственная почка» и «вспомогательная печень». Аппарат «вспомогательная печень», разработанный профессо­ром Рябининым В. Е., берет на себя большую часть работы по детоксикации организма и улучшению обмена веществ. Им создан препарат, изготовленный из свиной печени, который взаимодействует с кровью пациента через полупроницаемую мембрану. Действие препарата основано на принципах функционирования цитохрома Р-450. Он сохраняет свою функциональную активность при непрерывной работе в печени 6-8 часов. Уже через час после начала эксперимента из крови удаляется до 84% аммиака, а через два часа - 91%. Данный метод может применяться при острых и хронических заболеваниях печени, инфекционных заболеваниях, при травмах и ожогах.

Одним из наиболее широко применяемым, доступным и простым методом детоксикации является химический метод. Химические методы биотрансформации «вредных» для организма частиц весьма разнообразны: 1. обезвреживание токсиканта путем химическою взаимодействия с ним. то есть непосредственного действия на токсичную частицу; 2. устранение токсического эффекта путем влияния на ферменты, рецепторы организма, кото­рые управляют физиологическими процессами утилизации токсикантов в организме, то есть опосредованное воздействие на токсикант.

Вещества, используемые с качестве детоксикантов, позволяют изменить состав, размер, знак заряда, свойства, растворимость ток­сичной частицы, превратить ее в малотоксичную, купировать ее токсическое действие на организм, вывести ее из организма.

Из химических методов детоксикации широко используется хелатотерапия, основанная на хелатировании токсичных частиц комплексонатами s-элементов (смотри методическое пособие по теме «Комплексные соединения»). Хелатирующие агенты обеспечивают детоксикацию организма путем их непосредственного взаимодействия с токсикантом, образования связанной, прочной формы подходящей для транспортировки и выведения из организма. Таков механизм детоксикации ионов тяжелых металлов тетацином, тримефацином и пентацином [4,8 ].

Для дезоксидации используются и реакции осаждения. Простейшим противоядием ио­нов бария, стронция является водный раствор сульфата натрия. Окислительно-восстановительные реакции также применяют для детоксикации. С солями тяжелых ме­таллов тиосульфат натрия дает плохо растворимые сульфиды и его применяют в качестве антидота при отравлениях тяжелыми металлами:

Na2S2O3 + HgCl2 + Н2O ® Na2SO4 + HgS? + 2НСl

Тиосульфат-ион отдает атом серы цианид-иону, тем самым превращая его в нетоксичный роданид-ион.

Na2S2O3 + KCN ® Na2SO3 + KCNS

В качестве противоядия соединений тяжелых металлов применяют и водные растворы сульфида натрия, так называемое щелочное сероводородное питье. В результате образова­ния малорастворимых соединений токсичные ионы изолируются и выводятся из желудочно-кишечного тракта. При отравлении сероводородом пострадавшему дают подышать ув­лажненной хлорной известью, из которой выделяются небольшие количества хлора. При отравлении бромом дают вдыхать пары аммиака.

Разрушительными для белков являются биотрансформации, связанные с действием сильных окислителей, которые переводят соединения серы до степени окисления +6. Такие окислители, как например, пероксид водорода, окисляют дисульфидные мостики и сульфгидрильные группы белков в сульфогруппы R-SO3H, что означает их денатурацию. При лучевом поражении клеток изменяется их окислительно-восстановительный потенциал. Для сохранения потенциала в качестве радиопротектора – препарата, предохраняющего организм от лучевого поражения, применяют бета-меркаптоэтиламин (меркамин) NH4CH2CH2SH, окисление которого активными формами кислорода при радиолизе воды приводит к образованию цистамина:
Сульфидная группа может участвовать в гомолитических процессах с образованием мало реакционноспособных радикалов R-S. Это свойство меркамина также служит зашитой от действия свободнорадикальных частиц – продуктов радиолиза воды. Следователь­но, равновесие тиол-дисульфид связано с регуляцией активности ферментов и гормонов, приспособлением тканей к действию окислителей, восстановителей и радикальных частиц.

В интенсивной терапии эндотоксикозов используются совместно химические методы (протекторы, антидоты) и эфферентные методы детоксикации - плазмаферез с непрямым, электрохимическим окислением крови и плазмы. Данный комплекс методов детоксикации образует своеобразный аппарат «печень-почка», что уже находит применение в клинике.


 

Cписок литературы:

1. Авцын А.П., Жаворонков А.А. и др. Микроэлементы человека. -М.: Медицина, 1991. -496 с.

2. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З., Михайличенко Н.И. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. -М.: Высшая школа, 1993. -560 с.

3. Ершов Ю.А., Плетнева Т.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. -М.: Медицина, 1989. -272 с.

4. Жолнин А.В. Комплексные соединения. Челябинск: ЧГМА, 2000. –28 с.

5. Бингам Ф.Г., Коста М., Эйхенберг Э. И др. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. -М.: Медицина, 1993. -368 с.

6. Фримантл М. Химия в действии. -М.: Мир, 1991. т.2, 620 с.

7. Хьюз М. Неорганическая химия биологических процессов. -М.: Мир, 1983. - 416 с.

8. Жолнин А.В., Арбузина Р.Ф., Констанц Э.В., Рыльникова Г.И. Методическое пособие к лабораторным занятиям по общей химии. ч. II. –Челябинск: ЧГМА, 1993. – 176 с.

9. Энтеросорбция. /Под. ред. проф. Н.А. Белякова. Центр сорбционной технологии. -Л., 1991. – 336 с.

 


Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 101 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2017 год. (0.176 сек.)