Основные цели и методы изучения токсикокинетики

Токсикокинетика

Токсикология включает в себя несколько разделов. И если токсикометрия изучает измерение степени токсичности веществ, то токсикокинетика изучает процессы и их закономерности при прохождении вещества через организм.

Современная токсикокинетика продолжает непрерывно развиваться параллельно с техническим прогрессом и увеличением знаний об организмах, позволяющими осваивать новые способы химического и биологического анализа. Также как и с токсикометрией, токсикокинетика производит эксперименты и опыты в лабораторных условиях над подопытными животными с последующим уточнением полученных результатов на людях в условиях клиники и полного контроля.

Токсикокинетика изучает процессы резорбации ксенобиотиков, распределение, биотрансформации и экскреции. Организм является определенной системой, которая состоит из можества компонентов (ткани, органы, кровь, лимфа и т.д) каждый из которых имеет свои свойства.

При попадании в организм и выведении происходят следующие процессы:

Резорбция – это процесс непосредственного попадания химического вещества в кровь или лимфу. Резорбция, как правило, происходит пероральным путем (желудок или кишечник), ингаляционным (посредством легких) или транндермальным (через кожные покровы)

Диффузия – распределение общей массы вещества в соответствии с градиентом концетрации. Диффузия происходит из-за хаотического движения молекул. Диффузия как правило возникает в процессе прохождения токсинами различных «барьеров» в организме человека.

Растворение – химический процесс, характеризующий взаимодействие между частицами жидкой среды (растворителя) и растворяемого вещества. Растворение – это необходимый процесс на пути проникновения вещества в организм. Для этого токсины растворяются в поте, желудочном соке или жировой смазке.

Конвекция – это своеобразное смешивание среды, происходящее механическим путем. Конвекция создает баланс между средой и количеством ксенобиотика. Соединения, оказавшись в крови, распространяются именно посредством конвекции. Из-за скорости движения крови, в основном смешение токсичных веществ происходит в сердце или крупных сосудах.

Фильтрация является перемещением раствора под воздействием давления.

Осмосом называют перемещение под воздействием осмотического давления. Оно происходит при движении растворителя через мембрану в сторону более высокой концентрации растворенных веществ.

На все процессы, их закономерности, а также свойства вещества влияет как характеристика и структура всего организма, так и особенности каждого типа тканей и клеток.

Основные свойства включают в себя:

• Агрегатное состояние вещества. Токсины и яды (как и другие вещества) могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии. Именно их состояние влияет на метод попадания в организм, скорость растворения и проявления эффектов. Как правило, жидкие и газообразные вещества проникают и усваиваются быстрее. Проникновение газов возможно через легкие или кожу, а жидкостей – через пот, кишечный или желудочный сок.
• Вещества способны накапливаться в жирорастворимой среде (липиды) или в водорастворимой среде (плазма крови, клеточная жидкость). В какой их этих сред будет накапливаться вещество, позволяет выяснить отношение растворимости в липидах к растворимости в водной среде.
• Размер молекул веществ играет непосредственную роль в определении скорости усвоения и проникновения токсина в организм. Более крупные молекулы проникают в организм гораздо дольше из-за затрудненного процесса фильтрации, диффузии.
• Химические свойства веществ, степень диссоциации влияет на диссоциацию в среде организма и родство со структурными элементами.

Главные характеристики организма, влияющие на процессы токсикокинетики:

• Пропорциональное отношение воды к жиру определяет, где будет накапливаться вещество при попадании в организм.
• Наличие связывающих тканей и клеток, которые взаимодействуют с токсинами и затормаживают их проникновение в организм.

Наш организм содержит в себе целый ряд природных барьеров, призванных останавливать или задерживать токсичные вещества. К ним относятся различные структуры: клеточные мембраны, барьеры, покровные ткани. Однако из-за своего богатства липидами, вещества с высоким коэффициентом масло-жир легко преодолевают барьеры. Мембраны и барьеры также имеют ключевые особенности, способные затормозить или ускорить проникновение веществ в организм. К ним можно отнести толщину и площадь барьера, поры и механизмы транспортировки веществ.