Биохимические и токсикологические методы исследования реакций организма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уральский Государственный Медицинский Университет

Кафедра химии фармацевтического факультета

РЕФЕРАТ

по фармакологии

Биохимические и токсикологические методы исследования реакций организма

Выполнил:

Богатырева Ольга Сергеевна

Екатеринбург, 2014 год

1. Токсичные вещества

Токсикокинетика - раздел биохимической токсикологии, в рамках которого изучаются закономерности, а также качественные и количественные характеристики резорбции, распределения, биотрансформации ксенобиотиков в организме и их элиминации.

Конкретные характеристики токсикокинетики определяются как свойствами самого вещества, так и структурно-функциональными особенностями организма.

Важнейшими характеристиками вещества, влияющими на его токсикокинетические параметры, являются:

- коэффициент распределения в системе масло/вода - определяет способность накапливаться в соответствующей среде: жирорастворимые - в липидах, водорастворимые - в воде;

- размер молекулы - влияет на способность диффундировать в среде и проникать через поры биологических мембран и барьеров;

- константа диссоциации - определяет относительную часть молекул токсиканта, диссонировавших в условиях внутренней среды организма, т. е., соотношение молекул, находящихся в ионизированной и неионизированной форме. Диссонировавшие молекулы (ионы) плохо проникают через ионные каналы и не проникают через липидные барьеры;

- химические свойства - определяют сродство токсиканта к химическим и биохимическим элементам клеток, тканей и органов.

Свойства организма, влияющие на токсикокинетику ксенобиотиков.

Свойства компартментов:

- соотношение воды и жира в клетках, тканях и органах. Биологические структуры могут содержать либо мало (мышечная ткань), либо много жира;

- наличие молекул, активно связывающих токсикант. Например, в костях имеются структуры, активно связывающие не только кальций, но и другие двухвалентные металлы (свинец, стронций и т. д.).

Свойства биологических барьеров:

- толщина;

- наличие и размеры пор;

- наличие или отсутствие механизмов активного или облегченного транспорта химических веществ.

Исходя из этого, эксперт - химик, обладая соответствующими знаниями, умениями и навыками, обязан найти правильный подход к анализу любого объекта, чтобы дать объективное заключение по результатам исследования.

2. Проведение химико-токсикологических исследований

Химико-токсикологический анализ предполагает решение двух больших задач: выделение ядовитых веществ из объекта исследования (изолирование) и определение содержания этих веществ в изолированной фазе. Выбор методов изолирования определяется обстоятельствами дела, природой объекта, результатами предварительных испытаний.

Для извлечения определенных групп веществ применяют специальные методы. Выбор метода изолирования и очистки определяется следующими факторами:

- Конкретной практической задачей, т. е., природой объекта, метрологическими параметрами методики;

- Предысторией объекта (предварительное исследование, обстоятельства отравления, указание на происхождение и т. д.);

- Сочетаемостью выбранного метода изолирования и очистки с методом последующего обнаружения и определения ядовитого вещества в извлечении.

Например, при пробоподготовке крови к экстракции используют приемы, позволяющие разрушить комплекс анализируемого вещества с белком. Для этой цели рекомендованы следующие методы:

- Добавление к крови смешивающихся с водой органических растворителей (этилового, метилового спиртов, ацетона). Их количество в 10 раз превышает объем крови. Эффективность очистки от белков зависит от величины диэлектрической проницаемости используемого растворителя. При понижении диэлектрической проницаемости сила притяжения между молекулами растворенных веществ возрастает. В результате под влиянием ацетона и спиртов (этилового и метилового) происходит агрегация молекул белковых веществ крови, понижается растворимость и происходит выпадение их в осадок;

- Добавление химических агентов для коагуляции белков: кислот (трихлоруксусной, хлорной), солей тяжелых металлов (например, солей бария);

- Термическая обработка крови. Этот метод используют для ядовитых веществ, которые не разлагаются при повышенной температуре. Он не рекомендуется при анализе объекта, содержащего термолабильные соединения.

Процесс пробоподготовки крови к анализу - весьма ответственная операция, при которой возникает опасность адсорбции значительного количества анализируемого вещества на белке.

Слюна. Для снижения активности ферментов слюну при хранении замораживают. Перед экстракцией ее разбавляют водой очищенной в отношении 1:3, после чего экстрагируют токсические вещества органическими растворителями при соответствующем значении рН.

3. Критерии токсикологического исследования

Для обнаружения токсических соединений в биологических объектах в настоящее время применяются различные химические реакции, физические, физико-химические, биологические (фармакологические) и другие методы. Среди них выделяют методы и реакции предварительного анализа и методы и реакции подтверждающего исследования. Использование предварительного анализа преследует цель обнаружить или исключить из анализа группу веществ или какое-либо индивидуальное вещество. Если при использовании данного метода или реакции вещество или группа веществ не обнаружены, дальнейший анализ на эти соединения не проводят и в заключении указывают, что данное вещество или группа веществ в исследуемом объекте не найдены.

Предварительные реакции и методы должны быть чувствительными, но необязательно специфичными. Среди них - скрининговые методы (ТСХ, ГЖХ - скрининг, иммунохимические методы) и реакции, которые оцениваются как имеющие значение при отрицательном результате: групповые реакции осаждения, хромогенные реакции и др.

Предварительные реакции и методы обычно не позволяют определить индивидуальные вещества. Это требует проведения дополнительных исследований - подтверждающий анализ, подтверждающие (частные) реакции или частный внутригрупповой скрининг.

Среди них методы ВЭЖХ, ГЖХ, ТСХ, УФ- и ИК-спектрометрия, масс-спектрометрия, люминесцентный анализ, микрокристаллоскопический метод, процессы осаждения, экстракции и др.

Подтверждающие методы по чувствительности обычно выше или равны предварительным методам исследования.

Это позволяет снизить возможность получения ложноотрицательных результатов. токсикокинетика биохимический ксенобиотик

По специфичности подтверждающие методы обычно превосходят предварительные, что снижает количество ложноположительных результатов. При проведении анализа следует учитывать, что любое чужеродное вещество в организме частично или полностью подвергается метаболизму, и поэтому его можно не обнаружить известными реакциями. Также в процессе изолирования ядовитые вещества извлекаются не полностью и могут быть частично потеряны, поэтому используемые реакции должны отличаться высокой чувствительностью. Каждая используемая химическая реакция должна быть рекомендована в определенной модификации применительно к исследуемому объекту.

При комбинированных отравлениях (например, этиловым спиртом и его суррогатами) применение характерных реакций затруднено присутствием близких по химическим свойствам соединений. В этих случаях предусмотрено строгое соблюдение условий воспроизведения реакций (окисления, температурного режима и т. д.), чтобы предотвратить обнаружение одних соединений (более ядовитых) вместо других.

Например, при несоблюдении условий проведения реакции окисления можно переоткрыть метиловый спирт за счет этилового спирта.

Размещено на Allbest.ru