Тема 3 – Клинико- токсикологические и судебно-химические проблемы, обусловленные дефицитом, избытком и дисбалансом мэ.

Цель: ознакомиться с клинико- токсикологическими и судебно-химическими проблемами металлических элементов.

Задания:

1. Роль и значение макро- и мик­роэлементов в организме.

Обсуждая роль и значение макро- и мик­роэлементов в регулировании жизненных функций организма, следует говорить как о металлах, так и неметаллах. При определении токсичности металлов и других элементов (например, селена, мышьяка) нужно учитывать уникальные и разнообразные физические и химические свойства этой группы токсикантов. Металлы не подвержены деградации естественным путем, что приводит к более выраженному их воздействию, чем у других, менее устойчивых токсичных веществ органичес­кой природы. Способность соединений металлов к ионизации в растворах влияет на абсорб­цию, распределение и выведение токсикантов. Химическое состояние и степень окисления металла в соединениях значительно влияют на их токсичность. С другой стороны, условия внешней среды (рН, температура, наличие лигандов и т.д.) обусловливают форму нахождения металла в био- и экосистемах. С другой стороны, условия внешней среды (рН, температура, наличие лигандов и т.д.) обусловливают форму нахождения металла в био- и экосистемах. Соли металлов (ион­ная форма металлов) имеют токсические свойства, которые отличаются от таковых у металла, связанного в комплекс. Комплексы металлов в зависимости от геометрии молекул, природы лигандов, устойчивости и других факторов могут вести себя по-разному, что влияет на их аб­сорбцию и распределение в организме. Количественные изменения компонентов металлома — продуктов взаимодействия ионных и атомных форм металлов с нуклеотидами и нуклеозидами, белками и аминокислотами, углеводами и высшими жирными кислотами, гормонами и простагландинами, во многом, остаются неизвестными. Металл в живой клетке может находиться в виде кластера или комплекса, а также в ионной или молекулярной форме. Определение фор­мы нахождения металлов, биологически активных амфотерных элементов (например, селена) в клетке и среди субклеточных структур, а также их биомаркеров (метаболитов органической природы) становится реальностью в связи с внедрением новых технологий — метаболомики и метабономики и тандемных или комплексных аналитических систем ВЭЖХ-ИСП-МС, КЭ-ИСП-МС-ЯМР или ВЭЖХ-ИСП-МС-ЯМР. Переход металла из одной формы в другую в условиях окружающей среды обусловлен био­геохимическими циклами. В природе распространены координированные влияния элементов. Существуют пары и триады элементов, которые оказывают синергическое или антагонистическое влияние на раз­личные биохимические процессы и физиологические показатели (рис. 8-36), например, пары Ре/Мп, Ре/2п, 2п/Си, Сё/Си, Си/Мо и др., триады (I₂, Са, РСу ). (Мо. Си, S0₄²).

2. В организме человека обнаружено более 80 химических элементов.

Экспериментальные наблюдения показывают 3 большие проблемы патологии: элементная недостаточность, элементная интоксикация и элементный дисбаланс. Нарушения МЛГ вызывает превалирование или дефицит ионов металлов, увеличение или снижение концентрации лигандов. К трансформации свойств системы приводят не только количественные изменения ее элементов, но и их перегруппировка на всех уровнях – от молекулярного до организменного. Большинство лекарственных веществ содержат электронодонорные группы и являются активными лигандами. Устойчивость комплекса характеризуется константой устойчивости, что позволяет прогнозировать направление лагандообменных процессов (прочный комплекс имеет наименьшую константу нестойкости). Стабильность биокомплекса определяется многими факторами: комплементарность, стереоселективность, природа микроэлементов и лигандов, меж-и внутримолекулярные стабилизирующие и дестабилизирующие взаимодействия и др. Химические агенты, и в частности соединения металлов, способны нарушать регуляцию апоптоза клеток. Соединения металлов различной природы, обладающие как прямым, так непрямым генотоксическим свойством, могут быть использованы, могут быть использованы при скрытой форме биотеррористических актов.

Восстановление МЭ – трудная задача. В настоящее время большое внимание уделяется борьбе с дефицитом в организме отдельных микроэлементов, в первую очередь йода, селена, цинка и железа.

Форма выполнения: самостоятельное изучение темы, реферат

Критерии выполнения:

• работа с литературой по вопросам, предусмотренным данной темой

• подготовка реферата и сдача по графику

• получение максимального балла

Сроки сдачи: 2-я неделя

Литература

1. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

2. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

3. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272 с.

4. Вергейчик Т.Х. Токсиколгическая химия. – М.: МЕД-пресс информ, 2009

Контроль (вопросы)

1. Роль и значение макро- и мик­роэлементов в организме человека.

2. Синергическое и антагонистическое влияние элементов на различные биохимические процессы и физиологические показатели.

3. Взаимодействие элементов в организме. Влияние МЭ на процесс апоптоза.

4. Факторы, влияющие на токсичность металлов.

5. Оценка элементного статуса человека.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Кредит № 6