II. Всасывание чужеродных соединений, детоксикация и выделение

Чужеродные соединения – ксенобиотики (xenos – чужой) попадают в организм через желудочно-кишеч­ный тракт, вдыхаются с воздухом или про­никают через кожу.

Всасывание и выделение чужеродных соединений включают транспорт их молекул через различные барьерные мембраны, такие, как желудочно-ки­шечный эпителий, почечный канальцевый эпителий, печеночная паренхима, кожные и плацентарные мембраны. Перенос в одном направлении является всасыванием, а в противоположном – выделением. Мембраны могут состоять из нескольких слоев клеток (например, кожа и плацента), одного слоя клеток (например, кишечный эпителий и печеночная паренхима) или быть тоньше одной клетки (клеточные мембраны).

2.1. Транспорт через мембраны

Транспорт веществ через биологические мембраны осуществляется по­средством четырех механизмов:

1. Простая диффузия через мембрану в направлении градиента концен­трации.

2. Фильтрация через водные поры в мембране, важная для транспорта не­больших гидрофильных молекул, например, воды и мочевины.

3. Пиноцитоз: микроскопические инвагинации клеточной стенки погло­щают капли внеклеточной жидкости в вакуолях. Это важный меха­низм для транспорта питательных веществ внутрь клеток и из них.

4. Активный транспорт: соединения переносятся через мембраны даже против градиента концентрации посредством процессов, включающих переносчиков и требующих затраты энергии.

Простая диффузия считается основным механизмом, посредством кото­рого чужеродные соединения проникают через клеточные мембраны.

2.2. Всасывание

Всасывание чужеродных соединений может происходить в ротовой по­лости, через желудочно-кишечный тракт, легкие и кожу. Всасывание изо рта и желудочно-кишечного тракта происходит в основном за счет про­стой диффузии.

Всасывание из слизистой ротовой полости. Чужеродные соедине­ния, в том числе и лекарства, всасываются посредством диффузии в сли­зистую оболочку полости рта и оттуда в кровеносную систему. Вещества, всо­савшиеся изо рта, не подвергаются воздействию желудочно-кишечных пищеварительных соков и, более того, не поступают непосредственно в печень, как это происходит при всасывании из желудка и кишечника. Так как метаболизм чужеродных соединений происходит главным образом в печени, всасывание из ротовой полости задерживает начало метаболизма и может продлить активность вещества, например, лекарства.

Всасывание из желудка. Долгое время считалось, что за исключением этилового спирта, всасывание из желудка является незначительным. Это справедливо для питательных веществ, особенно для макромолекул, для которых требуется пищеварение. Но теперь известно, что многие чуже­родные соединения легко всасываются из желудка путем простой диффу­зии неионизированных молекул через слизистую. Хорошо всасываются различные кислотные соединения (например, салициловая кислота, аспи­рин). Однако основания, которые значительно ионизируются при рН среды желудка, не всасываются.

Всасывание из тонкого кишечника. Кишечный эпителий, подобно слизи­стой желудка, легко пропускает недиссоциированные чужеродные молекулы путем простой диффузии. Высокоионизированные кислоты и основания всасываются, но только медленно, возможно, с помощью меха­низма, который включает образование комплекса с кишечной слизью.

Некоторые чужеродные моносахариды, аминокислоты и др. настолько подобны естественным соединениям, что всасываются путем активного транспорта, обеспечивающего всасывание питательных веществ.

Различные чужеродные макромолекулы, такие, как бактериальные ток­сины, также всасываются из кишечника в небольшой степени, вероятно, путем пиноцитоза.

Всасывание из толстого кишечника. Слабые кислоты и основания легко всасываются, а высокоионизированные всасываются очень мед­ленно.

Всасывание через кожу. Эпидермис – это липопротеиновый барьер, че­рез который быстро проходят только растворимые в липидах вещества. Дерма, наоборот, очень пориста и проницаема как для липидораствори­мых, так и для полярных растворенных веществ. Следовательно, липидо­растворимые вещества проникают через кожу быстро, в то время как ионы и нерастворимые в липидах молекулы проникают очень медленно, минуя липидный барьер эпидермиса, через волосяные луковицы и сальные же­лезы. Установлено, что степень всасывания различных хлорированных веществ через кожу человека меняется в зависимости от толщины, васку­ляризации, возраста и химического состава кожи.

Всасывание из легких. Липидорастворимые газы и пары легко всасыва­ются из легких. В их число входят анестизирующие газы, эфир, летучие растворители, такие, как ароматические хлорированные углево­дороды и т.п.