독성역학

이제 우리는 독성 물질과 표적 부위 사이에서 일어나는 반응의 유형을 설명할 것입니다.

반응 유형은 다음과 같습니다.

가역성(독성 물질과 생물학적 표적 사이의 비공유 결합);
비가역성(독성 물질과 생물학적 표적 사이의 공유 연결);
전자의 이동(REDOX 반응);
ENZYMATIC(뱀 독과 같은 독성 물질에 의한 가수분해 반응은 다음과 같은 다양한 위험 물질에 의해 형성됩니다.
- 신경전달물질인 아세틸콜린을 가수분해하는 아세틸콜린에스테라제;
- 콜라겐을 분해하는 콜라게나제;
- 인지질 막에서 발견되며 아라키돈산, 결과적으로 프로스타글란딘 및 트롬복산 생성을 담당하는 효소인 포스포리파제 A2;
- cGMP 및 cAMP와 같은 모든 2차 메신저의 분해를 담당하는 효소인 포스포디에스테라제.
- 유전자 가닥을 분해하는 효소는 DNA(디옥시리보뉴클레아제)와 RNA(리보뉴클레아제)입니다.

결과

지금까지 우리는 다양한 유형의 표적, 독성 물질과 표적 사이에 형성되는 다양한 연결을 보았습니다. 우리가 지금 스스로에게 던지는 질문은 "그런데 그러한 연결이 어떤 결과를 가져올까요?"입니다.
주요 결과는 5가지입니다.

세포의 흥분성 막 기능과의 상호 작용;
세포에 의한 에너지 생산에 대한 간섭;
칼슘 이온의 항상성의 변경;
특정 세포 그룹의 죽음;
체세포에서 치명적이지 않은 유전자 변형(발암).

1) 세포의 흥분성 막 기능과의 상호 작용.
첫 번째 결과 중 하나는 세포막의 흥분성의 변형입니다.독성-표적 상호 작용으로 인해 현상을 담당하는 막의 양면에있는 이온 분포에 변형이 있습니다. 세포의 탈분극 및 과분극. 물고기가 생성하는 독소인 유기염소(테트로도톡신) 및 에탄올과 같은 유기 용매는 다양한 이온 채널의 개폐 작용 덕분에 세포막의 이온 투과성을 변경하여 세포를 더 흥분시키거나 자극에 덜 민감하게 만듭니다. 세포막에 존재.
나트륨 채널은 폐쇄, 개방, 최종적으로 비활성화 또는 둔감의 세 단계로 찾을 수 있습니다. 기억하는 바와 같이, 이러한 나트륨 채널에 작용할 수 있는 기원이 다른 여러 물질이 있습니다. 복어에 의해 생성된 테트로도톡신(TTX)은 다양한 전용 채널에서 나트륨의 통과를 차단합니다. 이런 식으로 막의 탈분극이 없으므로 세포 내 신호의 전달을 방지합니다.
유기용매의 경우 이온채널에 미치는 영향이 아니라 매우 지용성이어서 인지질막의 해체와 함께 비특이적 작용을 일으키기 때문이다. 마지막으로 DDT(디클로로디페닐트리클로로에탄)와 같은 유기염소가 세포 흥분성 문제를 일으키는 나트륨 이온 채널의 폐쇄.

2) 세포에 의한 에너지 생산 방해.
두 번째 유형의 결과는 세포의 ATP 생성을 방해하는 것입니다. 다양한 독성 물질이 산화적 인산화의 서로 다른 지점에 작용하여 아데노신 삼인산의 생성을 방지하므로 세포는 에너지를 잃게 됩니다. 독성 물질은 생성을 억제하여 작용합니다. ATP는 다음과 같습니다.

전자 수송 사슬 반응의 마지막 단계를 억제하는 시안화수소산 특히 Cytochrome C oxidase 효소를 비활성화하여 방출되는 H + 이온의 양을 줄이고 미토콘드리아 막 측면의 전위차를 수정합니다.
분리 물질(예: 클로로페놀)은 H + 이온에 대한 미토콘드리아 내막의 투과성을 증가시킵니다. 이러한 방식으로 H + 이온의 진입은 막의 양면에서 전위차의 감소와 함께 발생하고 결과적으로 ATP의 감소가 발생합니다.
미토콘드리아로의 산소 공급을 감소시켜 ATP 합성을 늦추거나 차단하는 물질.

ATP의 낮은 생산은 멤브레인, 이온 펌프 및 단백질 합성의 기능 변경을 의미합니다.

3) 칼슘 이온의 항상성의 변경.
모든 이온 중에서 칼슘은 외부에서 세포 내부로 신호를 전달할 수 있는 주요 2차 전달자 중 하나입니다. 세포내 침전물로부터 칼슘의 진입, 배출, 방출 및/또는 재진입을 수정하는 모든 물질은 어떤 식으로든 칼슘 항상성의 "변경"을 초래합니다.

세포 내부의 칼슘은 안정 상태에서 항상 일정한 농도를 유지해야 합니다. 특정 칼슘 조절 메커니즘 덕분에 농도가 안정적으로 유지되어 제거되거나 통합될 수 있습니다. 세포 외부의 Ca2 + 휴식 조건에서는 다음을 갖습니다. 농도가 1mM = 10-3이고 내부 0.1μM = 10-7이므로 c "는 내부와 외부의 10,000배의 차이입니다.

칼슘은 근육 수축과 호르몬 분비에 매우 유용하기 때문에 우리 몸에 매우 중요합니다.
세포는 이 균형을 어떻게 유지합니까? 세포에는 ON-OFF 메커니즘이 있습니다. ON 메커니즘은 세포의 칼슘 농도를 증가시키는 반면 OFF 메커니즘은 이온 농도를 감소시켜 반대 방향으로 작용합니다. 이러한 메커니즘은 항상 적절한 자극에 의해 활성화되어야 합니다.

켜짐 = + [농축]
꺼짐 = - [농축]

세포로 들어가는 Ca2+는 특정 펌프에 의해 능동적으로 배출되거나 특정 세포내 저장 장소에 격리 및 침착될 수 있습니다. 매우 중요한 것은 전체 항상성 메커니즘이 에너지 소비를 필요로 한다는 것입니다. 따라서 대뇌 및/또는 심장 허혈과 같은 모든 병리학적 상태, 또는 세포에서 사용할 수 있는 ATP를 감소시키는 모든 독성 물질은 "칼슘 항상성의 변화"를 결정합니다. 세포가 이 이온의 균형을 재조정하지 못하면 세포는 흥분성(EXCITOTOXICITY)이 크거나 괴사 또는 세포사멸로 인한 세포 사멸이 더 악화됩니다. 흥분성 독성은 CNS의 주요 흥분성 신경 전달 물질 중 하나인 글루타민산에 의해 유발됩니다. 글루탐산은 실제로 칼슘 채널에 작용합니다. 이온이 들어가게 하여 세포에 위험한 영향을 줍니다 높은 흥분성 외에도 막 지질, 핵산 및 단백질과 반응하기 시작하는 활성산소를 끌어당기므로 정상적인 조건에서 글루탐산은 다음과 같은 역할을 합니다. 신경 전달 물질이지만 특정 신경 퇴행성 병리학에 따라 매우 위험한 것으로 판명되었습니다. 또는 우리 몸을 위해.

4) 특정 세포군의 죽음.
세포 그룹의 선택적 죽음을 일으키는 독소가 있습니다. 예를 들어 갑상선에는 요오드 131, 배아의 원시 세포에는 탈리도마이드가 있습니다.

예를 들어 움직임 제어를 담당하는 CNS 영역에 위치한 도파민 뉴런의 퇴화와 같은 세포의 선택적 퇴화에 대해 말할 수 있습니다. 이 뉴런은 파킨슨병으로 알려진 퇴행성 신경 질환에 의해 파괴됩니다. 특정 뉴런 집단에 작용하는 다른 물질은 트리메틸틴과 같은 유기주석 유도체입니다. 살충제에 존재하는 이러한 물질은 변연계 및 피질의 모든 감각 영역과 같은 CNS의 다른 제한된 영역의 뉴런에 영향을 미칩니다.
선택적 축적의 경우 요오드 131을 예로 들 수 있는데, 이는 갑상선 세포에 축적되어 파괴를 유발합니다. 선택적 축적의 두 번째 예는 배아 발달 기간 동안의 탈리도마이드 작용으로, 이는 하지와 상지의 발달을 담당하는 세포를 파괴하여 소위 포코멜리아(FOCOMELIA)를 유발합니다.
탈리도마이드의 경우와 마찬가지로 일부 독소는 배아 세포를 퇴화시켜 유산이나 기형을 유발할 수 있습니다. 반면에 다른 독성 물질은 시안화물(사이토크롬 산화효소에 결합, 세포의 에너지 비축량 감소, 산화 스트레스 결정, 칼슘 항상성 변경) 또는 트리메틸틴(칼슘 항상성 변경)과 같은 여러 메커니즘을 가질 수 있습니다. , 합성 감소 ATP의 증가, 글루탐산의 방출을 증가시킵니다). 독성 물질이 어떻게 작용하는지 아는 것은 물질이 우리 유기체에 미칠 수 있는 영향을 예방하거나 퇴치하는 데 도움이 됩니다.

5) 체세포에서 치명적이지 않은 유전자 변형(발암)
주요 활동이 유전자 변형을 일으키는 독소가 있습니다. 이 모든 화합물은 발암 물질로 분류됩니다. 이 점은 나중에 발암에 관한 기사에서 더 자세히 살펴볼 것입니다.