Поняття токсичності та канцерогенності елементів і сполук
Показниками негативного впливу елементів і сполук на живі організми є їх токсичність і канцерогенність.
Токсичність і канцерогенність – це властивості елементів і сполук, що негативно впливають на живі організми і призводять до зменшення тривалості їх життя.
Кількість, при якому хімічні інгредієнти стають дійсно небезпечними для навколишнього середовища, залежить не тільки від ступеня забруднення ними гідросфери або атмосфери, але також від хімічних особливостей цих інгредієнтів і від деталей їх біохімічного циклу. Для порівняння ступеня токсикологічного впливу хімічних інгредієнтів на різні організми користуються поняттям молярної токсичності, на якій заснований ряд токсичності, що відображає збільшення молярного кількості металу, необхідного для прояву ефекту токсичності при мінімальній молярної величиною, що відноситься до металу з найбільшою токсичністю. акторами навколишнього середовища, що впливають на токсичність, є температура, розчинений кисень, рН, жорсткість і лужність води, присутність хелатообразующіх агентів та інших забруднювачів у воді. Зменшення парціального тиску кисню і збільшення рН і жорсткості води призводять до зниження токсикологічного впливу речовин-забруднювачів на навколишнє середовище і живі організми, що мешкають в ній. Стійкість живого організму по відношенню до токсикантів може бути досягнута при: 1) зменшенні надходження токсиканту; 2) збільшенні коефіцієнта виділення токсиканта; 3) переведення токсиканта в неактивну форму в результаті його ізоляції або осадження. Наприклад, синтез металлотіонеінов обумовлюється декількома металами, включаючи ртуть, кадмій, цинк, мідь, срібло. Тому наявність одного з цих металів може викликати стійкість до іншого металу через неспецифичности лігандів.
Фактори, що впливають на доступність токсикантів, засвоєння, їх вплив на організм, можуть бути абсолютно різної природи:
– Хімічні (хімічні властивості, окислювально-відновні потенціали, частота впливу);
– Фізичні (освітленість, температура, турбулентність в розчинах);
– Біологічні (розміри, стадії розвитку, вгодованість, стан здоров’я).
Канцерогенез – це здатність металу проникати в клітку і реагувати з молекулою ДНК, приводячи до хромосомних порушень клітини. Канцерогенними речовинами є нікель, кобальт, хром, миш’як, берилій, кадмій. Різниця в канцерогенної активності визначається біодоступністю металопохідні: найбільш потенційно активні сполуки містять канцерогенні іони металу, здатні легко впроваджуватися в клітини і реагувати з молекулою ДНК. Наприклад, солі шестивалентного хрому СrО42- потенційно більш канцерогенні, ніж солі тривалентного хрому CrCl3, оскільки перші легше припадають в клітини, а другий – лише обмежено.
Канцерогенез залежить як від механізму надходження канцерогенних речовин у клітину, так і від кількості всередині клітини. Важливим фактором у цьому аспекті є загальна цитотоксическая активність конкретного металу. Так, наприклад, якщо іон металу також активний і цітотоксіч, як Hg2 +, то загибель клітини передуватиме канцерогенному відповіді.
Канцерогенні речовини можуть бути розділені на три категорії: 1) металовмісні частинки; 2) водорозчинні сполуки металів; 3) жиророзчинні сполуки. Найбільшою проникаючою здатністю в клітку володіють водорозчинні сполуки. Наприклад, такий водорозчинний іон металу, як хромат-іон CrО42-, здатний легко проникати в клітини з використанням SO42- – транспортної системи. А нікель в іонної формі не впроваджується в клітини з легкістю і тому багато водорозчинні солі нікелю не розглядаються як потенційно канцерогенно небезпечні. Жиророзчинні з’єднання металів, такі, наприклад, як карбоніл нікелю Ni (СО) 4, легко входять у клітину і тому дуже токсичні.
На механізм канцерогенезу сильно впливає рН середовища, температура, наявність у клітці амінокислот. При більш кислих значеннях рН спостерігається набольшая розчинність канцерогенів в клітинах. Присутність в клітці амінокислот, добре зв’язують метали (таких, як цистеїн, гістидин), сильно знижує здатність канцерогенів, наприклад, нікелю, проникати в клітини. Температура середовища є яскравим індикатором канцерогенезу.
Локалізація канцерогенних іонів металів в клітинах призводить до хромосомних порушень, які є результатом зшивання молекул ДНК з білком і трансформації клітини. Такі канцерогенні метали, як нікель і хром, утворюють дуже стабільні потрійні комплекси, які з ДНК, металу і білка. Утворившись, ці комплекси надзвичайно стійкі, вони втягують у канцерогенез нікель і хром, і перерозподіл іонів металів у міру утворення цих комплексів стає менш імовірним.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)