Ksenobiotyki.docx

KSENOBIOTYKI

Ksenobiotykami nazywamy substancje nie będące składnikami żywego organizmu. Są to substancje obce; które przenikają do wnętrza organizmu wraz ze pokarmem, wodą czy wdychanym powietrzem. Zalicza się do nich wszystkie związki, nie wykorzystywane na potrzeby metaboliczne organizmu.

Zaliczamy do nich:

• kosmetyki

• leki (trucizny)

• używki

• zanieczyszczenia żywności, powietrza, wody.

Ksenobiotyki podawane są celowo lub przedostają się do organizmu w sposób nie kontrolowany przez nas. W organizmie ulegają rożnym procesom nazywanym najogólniej metabolizmem ksenobiotyków.

Głównymi procesami składającym się na metabolizm tych substancji są:

• wchłanianie (absorpcja)

• rozmieszczanie (dystrybucja)

• przemiany biochemiczne (biotransformacja)

• wydalanie z organizmu (eliminacja)

Wchłanianie

Polega na przenikaniu ksenobiotyków ze środowiska zewnętrznego do

wewnętrznego (krwi, limfy, włókien nerwowych).

Absorpcja zachodzi wieloma drogami, przy czym najważniejszymi z

punktu widzenia ilości wnikającej substancji najważniejsze są trzy

drogi:

• pokarmowa (doustna)

• oddechowa (wziewna, inhalacyjna)

• skórna (dermalna)

Wyróżnia się również inne drogi, ale są one głownie drogami, poprzez które podaje się leki. Należą do nich drogi:

• pozajelitowa (parenteralna)                 

- podskórna

- doskórna

- dożylna

- domięśniowa

- dootrzewnowa

- dordzeniowa

• przez jamy ciała                             

- dospojówkowa

- donosowa

- dopochwowa

-doodbytnicza

Ilość wchłoniętej substancji zależy od pewnych czynników ułatwiających lub utrudniających wielkość absorpcji. Są to:

1) Masa cząsteczkowa (im większa masa tym trudniej związek ulega wchłanianiu).

2) Rozpuszczalność związku w lipidach (lipofilność) i wodzie (hydrofilność)

3) Stężenia związku

4) Stopnia jonizacji i rozdrobnienia

5) Kształtu cząsteczki (konfiguracji przestrzennej)

6) Wielkości powierzchni, przez którą odbywa się wchłanianie i stopień jej ukrwienia

Wchłanianie drogą pokarmową

Ta drogą wchłania się najwięcej ksenobiotyków.

Substancja chemiczna po przedostaniu się do przewodu pokarmowego może ulegać wchłanianiu już w jamie ustnej, z przełyku, w żołądku i jelicie cienkim przylegającym do dwunastnicy.

Jama ustna jest bardzo dobrze ukrwiona. Wchłaniają się z niej np. nitrogliceryna, nikotyna, kokaina, efedryna, chlorek potasu, alkohole, cyjanki, salicylany, środki znieczulające miejscowo, niektóre witaminy rozpuszczalne tłuszczach i in.

Na różnych odcinkach dochodzi do zmian pH środowiska, dlatego też na różnych odcinkach przewodu pokarmowego dochodzi do łatwiejszego wchłaniania jednych substancji, a trudniejszego innych.

-   pH soku żołądkowego wynosi 1-2,

-  w dwunastnicy pH wynosi 5-7 i ulega alkalizacji na dalszych odcinkach,

-  w jelitach pH waha się w zakresie 7-8.

Wchłanianie związków chemicznych z przewodu pokarmowego odbywa się w tej jego części, w której związek występuje w formie niezjonizowanej.

Związki niezjonizowane i rozpuszczalne w tłuszczach przenikają przez błony w procesie dyfuzji biernej (choć nie jest to jedyna forma transportu ksenobiotyków), a szybkość przenikania zależy od różnicy stężenia formy niezjonizowanej po obu stronach błony. Szybkość ta maleje w miarę zmniejszania się różnicy stężeń.

Z punktu widzenia mechanizmu transportu przez błony wyróżnia się oprócz wyżej wymienionej dyfuzji biernej również dyfuzję, przez pory, transport przenośnikowy i endocytozę.

Wchłanianie ksenobiotyków w żołądku zależy od:

• pH

•  stopnia wypełnienia żołądka

• enzymów trawiennych

Największą zdolność wchłaniania ksenobiotyków posiada jelito cienkie. Z jelit nie wchłaniają się w ogóle lub w niewielkim stopniu silnie zjonizowane związki, natomiast w przypadku substancji trudno rozpuszczalnych szybkość wchłaniania zależy od stopnia rozdrobnienia.

Wchłanianie drogą wziewną

Płuca stanowią dogodne miejsce szybkiego wchłaniania różnych ksenobiotyków  w  postaci  gazu, par, aerozolu.   Dostają  się  do pęcherzyków płucnych i tam dyfundują do krwi. Intensywność dyfuzji określa różnica ciśnień parcjalnych gazu lub pary między powietrzem pęcherzykowym a krwią.

%

W przypadku wchłaniania aerozoli i pyłów istotnym elementem jest wielkość cząsteczki. Im cząsteczki są mniejsze tym łatwiej, szybciej i głębiej mogą przenikać.

Miejsca zatrzymywania się aerozoli w drogach oddechowych

W przypadku leków poprzez dobór wielkości cząsteczek w aerozolach można z góry planować miejsce ich działania w drogach oddechowych.

O ilości zatrzymujących się aerozoli w drogach oddechowych decyduje szybkość przepływu powietrza i sposób oddychania, ich rozpuszczalność oraz miejsce zatrzymania.

Cząsteczki o dużych rozmiarach usuwane są stosunkowo szybko dzięki sprawnej pracy nabłonka migawkowego i wydzielanego przez niego śluzu oraz komórek żernych.

Usuwanie związków w postaci aerozoli lub pyłów jest zakłócone gdy dochodzi do uszkodzenia mechanizmów obronnych (układu śluzowo - migawkowego i komórek żernych). Układ ten może być niszczony pod wpływem substancji cytotoksycznych (np. substancji zawartych w dymie tytoniowym, NOx, O3 i in.). Zmienia się wówczas ilość wydzielanego   śluzu, jego skład   a  nawet  utrata  migawek  bądź spowolnienie   ich   ruchów.   Oczyszczanie   dróg   oddechowych   z ksenobiotyków jest wówczas utrudnione.

Dodatkowo uszkodzenie makrofagów lub obojętnochłonnych leukocytów (komórki żerne) może dochodzić do uwalniania przez nie enzymów lizosomalnych trawiących ściany pęcherzyków płucnych.

W konsekwencji może dochodzić do rozwoju rozedmy płuc. Komórki te mogą również wydzielać substancje fosfolipidowe pobudzające tkankę śródmiąższową do syntezy kolagenu co zapoczątkowuje proces zwłóknienia płuc.

Wchłanianie przez skórę

Powierzchnia skóry dorosłego człowieka wynosi 1,5-2 m2, a jej grubości zależnie od umiejscowienia waha się między 0.25 - 4 mm.

Wchłanianie przez skórę w porównaniu z innymi drogami zachodzi stosunkowo wolno i zależy od wielu czynników.

Czynniki wpływające na szybkość wchłaniania ksenobiotyków przez skórę