Ксенобиотиктер туралы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Лекциялардың қысқаша мазмұны

Лекция 1.
Кіріспе. Ксенобиотиктер – жалпы түсінік. Биосфераның химиялық
ластаушыларының негізгі топтарының сипаттамасы, оларға тән қасиеттері.

Пәннің өзектілігі ХХ1 ғасырда өндірістік өнеркәсіптердің,
автокөліктердің санының көбеіне, ракеталар мен космостық корабльдерді
ұшырудың нәтижесінде, мұнай танкерлерінде апаттардың болуынан, урбанизация
процесінің нәтижелерінен адамзат су және топырақ экожүйелерінің ластану
мәселелерінің жоғарлауымен адамзат күнбе күн ұшырасады. Қоршаған ортадағы
негізгі экологиялық проблемалары ксенобиотиктердің – тірі организмдерге
бөтен химиялық қосылыстар - көлемінің өсуімен анықталады.
Табиғаттың ластануы дегенде біз оған тән емес агенттердің енуі немесе
бар заттардың консентрациясының (химиялық, физикалық, биологиялық) артуын,
санның нәтижесінде қолайсыз әсерлер туғызуын түсінеміз. Ластандырушы
заттарға тек улы заттар ғана емес, зиянды емес немесе ағзаға қажет заттың
оптималды консентрациядан артық болуы да жатады. Бірақ, ксенобиотик деген
шартты түсінік – бір зат кейбір организмдергі ксенобиотик болып келсе,
келесілерге ол заттар метаболит болады. Мысалы – этанол – адам ағзаларына
ксенобиотик, ал этанолтүзуші ашытқыларға – метаболит ксенобиотик емес.

Дәріс 2. Қоршаған ортаның ластаушы заттары. Глобалді зат айналымы.
Табиғи және техногенді экожүйелерінің жұмыс істеуі, ерекшіліктері.

Атмосфераны ластайтын, қауіп тудыратын қосылыс ол- көмір қышқыл газы
(СО2). Соңғы онжылда атмосферадағы көмірқышқыл газының кездесуі күрт өсуде,
оған негізгі себеп болатын топырақтағы органикалық заттардың тотығуы,
ормандардағы ағаштарды кесу, қазба-отындарды қолдану. Бұл негізінен
климаттың тұрақсыздығына, климаттық зоналардың өзгерісіне және ғаламдық
жылулыққа алып келуі мүмкін. Көміртегінің монооксиді (СО) - көмірі бар
заттардың толық емес жануынан, угар газы түзіледі. Угар газының көп мөлшері
вулкан атқылау кезінде және атмосферада метанның тотығуынан түзіледі.
Кеңселердің ішінде СО отынның толық емес жануынан және темекі шеккеннен
пайда болады.
Биосфераны ғаламдық химиялық ластаушыларға келесі заттардың типтерін
жатқызуға болады.
-газ тәрізді заттар
-ауыр металдар
-тыңайтқыштар және биогенді элементтер
-органикалық қосылыстар
-радиоактивті заттар (радионуклеидтер)
Газ тәріздес қосылыстар: СО2 –көмірқышқыл газы. Ауа экожүйесенде
антропогенді факторларға байланысты СО2 мөлшері жоғарлап бара жатыр
Ауыр металдар:
Ауыр металдардың көпшілігі оксидоредуктазалардың коферменеттері болып
саналады, яғни клетка үшін өте қажет. Бірақ клетканың қфункциялануы үшін
олар өте аз мөлшерде қажет, одан жоғары көлемде олар токсинді және
мутагенді қасиет көрсетеді. Ауыр металдардың ірі объектілерген токсинді
әсері мынадай параметрлермен байланысты: ауыр металдардың организмге түсуі,
әр түрлі формаларының қозғалғыштығы, олардың тірі организмдерде
жинақталулары және тұрақтылықтары, токсинділік деңгейі.
Көміртегінің монооксиді адамға қауіп туғызады, себебі ол
қандағы гемоглобинмен тез (О2 қарағанда) байланыса алады, сөйтіп оттегінің
баратын жолын жабады. Ауада егер 0,1 % жоғары болса, 1 сағаттан соң өлімге
алып келеді. Одан басқа СО жоғары токсикалық қосылыс-карбинилді түзе алады.
Сонымен қатар азот және күкірт оксидтерінің атмосфераға түсуі қауіп
тудырады, олар қазба отындарды жаққанда түзіледі. Жылына 250-350 млн. тонна
азот оксиді аммиакпен бірге қоршаған ортаға тасталынады.
Атмосферадағы азот және күкірт оксидтері мен диоксидтері табиғи
процестер барысында жиналады-вулкандық атқылау, микрооргонизмдердің
тіршілігі барысында.
Атмосферада фторы бар көмірсулар жиналғанда озонның құрамы төмендейді.
әсіресе жануарлар оргонизміне қауіпті қосылыс, ол полициклді ароматты
көмірсулар , әр түрлі отындардың жануынан және басқад да жоғары
температуралық процестер кезінде мутагенді және кануерогенді эффектілер
байқалады.
Ең токсинді ауыр металдар қатарына кадмий, қорғасын, хром, сынап және
басқалар, олардың биообъектілерді зақымдауы концентрациясына байланысты
яғни 1 мгл аспау керек. Мырыш, титанның адам мен жылықанды жануалар үшін
токсинділігі төмен, бірақ балықтар мен су экожүйесіндегі қоректенушілерге
төмен концентрациясында да жоғары токсинді болып келеді.

Лекция 3.
Микроорганизм-деструкторлар тобтары. Жалпы сипаттамасы,
мүмкіндішілектері.
Ластануды жүйенің тепе – теңдігін бұзатын кез келген агент ретінде
бағалауға болады. Ластану әр түрлі белгілері бойынша жіктеледі.
Шығу тегі бойынша:
• табиғи және жасанды (антропогенді);
• пайда болу көзіне байланысты:
а) өндірістік, ауыл шаруашылық, транспорттық және т.б.;
ә) нүктелік (өнеркәсіп орнының құбыры), объектілі (өнеркәсіп
орны), шашыраған (егістік танабы, бүкіл экожүйе), трансгрессивті (басқа
аймақтар мен мемлекеттерден енетін);
• әсер ететін ауқымына байланысты: ғаламдық, аймақтық, жергілікті;
• қоршаған ортаның элементтері бойынша: атмосфера, топырақ, гидросфера
және оның әр түрлі құрам бөліктері (әлемдік мұхит, тұщы су, жер асты
сулары, өзен сулары және т.б.);
• әсер ететін жеріне байланысты: химиялық (химиялық заттар мен
элементтер), физикалық (радиоактивті, радиациялық жылулық, шу,
электромагниттік), физико – химиялық (аэрозольдер), биологиялық
(микробиологиялық және т.б);
• әсер етудің периодтылығына байланысты: бірінші ретті (өнеркәсіп
орындарының қалдықтары), екінші ретті (смогты құбылыстардың өнімдері);
• тұрақтылық дәрежесі бойынша: өте тұрақты – 100 және 1000 жыл тұратын
(азот, оттегі, аргон және басқа инертті газдар), тұрақты – 5-25 жыл
(көмірқышқыл газы, метан, фреондар), тұрақсыз (су буы, көміртегі
тотығы, күкіртті газ, күкіртсутек, азоттың қостотығы, озон қабатындағы
фреон).

Лекция 4. Метаболиттік плазмидалар
Микроорганизмнің ассоциациясы үшін биодеградациялы ксенобиотиктерді
қолдану тиімді. Олар біршама эффектілі және жеке алу түрлеріне қарағанда
сонымен бірге байланыс типі ассоциациодан ажыратылуы мүмкін.
Микроорганизмнің бір түрі ксенобиотиктерді ыдыратуға өзіндік қатысады, ал
басқа жетіспеген қоректік заттарды жеткізіп отырады. Бұл субстраттың
метоболистикалық атака кейде әртүрлі компоненттік ферменттің компоненті
синтезделеді немесе ферменттік реакциялардың тізбектері және тағы басқа.
Прокароиттрадың клеткасында ДНК болуы мүмкін және сыртында бактериалды
храмасомалары-плазмидада бірақ сонғы клеткалык компаненті міндетті болып
келмейді.
Жаңа заттар түскенде қоршаған ортада табиғи генетикалық құрастыру жүрүі
мүмкін,нәтижесінде каталистикалық функцияда микробты формасы пайда
болады.Басты рөлі генетикалық информациясына органикалық процестерге
тасмалдануы биохимиалық өзгергіш популяцияны тудырады,плазмидадағы сыртқы
генетикалық элемент.Катабалистикалық минерализацияны кодталатын реакциялар
немесе ксенобиотиктердің трансформациясы қоса беруші микроорганизмдердің
қабілеті деградативті гендердің пулы өз арасында қайта қайталану жүреді.

Дәріс 5. Ксенобиотиктердің клеткаларға тасмалдау жолдары.
Биоаккумуляция, биожетіктілік, биотрансформация, биодеструкция – жалпы
түсінік.

Көптеген ксенобиотиктер ағзаға түсіп, биотрансформацияға ұшырайды және
метаболиттер түрінде бөлінеді. Биотрансформация негізінде молекулалардың
энзиматикалық түрленуі жатыр. Құбылыстың биологиялық мағынасы-химиялық
заттың ағзадан шығарылу үшін қолайлы қалыпқа айналуы, сонымен оның әсер ету
уақытының қысқаруы.
Тотығу-қалпына келтіру немесе гидролитикалық түрленудің бірінші фазасы
барысында зат молекуласының полярлық функционалдық топтармен байытылады,
бұл оны реакциялық-қабілетті және суда еритін етеді. Екінші кезеңде
эндогенді молекулалармен метаболизмнің аралық өнімдерін конъюгациялаудың
синтетикалық процестері өтеді, нәтижесінде экскрецияның арнайы
механизмдерінің көмегімен ағзадан шығарылатын полярлық қосылыстар пайда
болады.
Биотрансформация энзимдерінің каталитикалық қасиеттерінің әртүрлілігі
және олардың төмен субстраттық ерекшелігі ағзаға әртүрлі құрылымдағы
заттардың метаболизденуіне мүмкіндік береді. Сонымен қатар, әртүрлі
жануарлар мен адамдарда ксенобиотиктер метаболизмі бірдей емес, өйткені
бөтен заттардың айналуына қатысатын энзимдер жиі түрлік спецификалық.
Ксенобиотик молекуласының химиялық модификациясының салдары болуы
мүмкін:
1. Уыттылықтың әлсіреуі;
2. Уыттылықты күшейту;
3. Уытты әсер ету сипатының өзгеруі;
4. Токсикалық процестің бастамасы.
Көптеген ксенобиотиктердің метаболизмі уыттылығы бойынша бастапқы
заттардан Елеулі кем түспейтін өнімдердің пайда болуымен қатар жүреді.
Мысалы, цианидтердің биопревосурациясы процесінде пайда болатын роданидтер
бастапқы ксенобиотиктерге қарағанда бірнеше жүз есе аз улы. Зарина, зоман,
диизопропилфторфосфаты ион фтор молекулаларының гидролитикалық ыдырауы осы
заттардың ацетилхолинэстераза белсенділігін бәсеңдету қабілетін жоғалтуына
және олардың уыттылығының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Биотрансформация
нәтижесінде токсиканттың уыттылығын жоғалту процесі "метаболикалық
детоксикация"деп белгіленеді.

Лекция 6.
Пестицидтер, пропестицидтер – сипаттамасы. Пестицидті парадокс
феномені.
Пестицидтер. Ксенобиотиктер ішінде ерекше орынды ауылшаруашылық
өсімдіктерді насекомдардан, саңырауқұлақтардан қорғайтын заттар алады. Бұл
кезде адам көп көлемде қорғайтын химялық заттарды қолдануға мәжбүр.
Пестицидтерді қолдану олардың биосфераға түсуіне алып келеді. Одан бөлек,
көп мөлшерде пестицидтер мен басқа да ксенобиотиктердің суқоймаларына түсуі
су экожұйелерінің деградациясына алып келеді. Кең көлемде пестицидтерді
қолдану экологиялық және медициналық проблемаларға алып келеді. Сондықтан
қауіптілігі төмен, бірақ қорғаныштылығы жағынан жоғары эффективті болу
керек.
ПХБ-синтетикалық қосылыстардың тобы, өндірістерде ПХБ-ны пайдалану оның
химялық инерттілігіне, жанбауына және диэлектикалық тұрақтылығы жоғарлығына
байланвысты пайдаланады. ПХБ-ны осы қасиеттеріне ибайланысты
трансформаторларда пластификатор ретінде, жақпа майлар мен пестицеттердің
құрамында болады.
ПХБ ның экологиялық қауіптілігі жоғары персистенттілігіне байланысты
және адам мен жануарлардың майлы ұлпаларында жинала алу қабілеті, сүтте
және барлық гидрофобты орталарда кездеседі.
Жануар организміне түскен ПХБ жануарлардың инфекцияға қарсы тұруын
төмендетеді,яғни спонтанды пневманияларды туғызады және репродуктивті
функцияларына кері әсер етеді. ХХ ғасырдың 30-шы жылдары ПХБ өндіретін
өнеркәсіптің жұмыскерлерінде мамандық ауруына шалдыққан адамдар болған.
Негізгі көріністері : теріде безеу тәрізді көпіршіктер тасып кетеді. 1968
жылы Японияда күріш майын пайдаланған соң ауырған адамдар саны тіркелген.

Лекция 7.
Табиғи қосылыстардың биодеструкциялары (целлюлоза, крахмал және т.б.)

Дәріс 8. Органикалық поллютанттардын микробилогиялық трансформациялануы

Клетка немесе организмдегi метаболизм клетка немесе сол организмдегi
ферменттермен жылжамдатылѓан барлыќ реакциялардыњ суммасымен аныќталады.
Метаболизм барлыќ организдердiњ µсуi мен кµбеюiне баѓытталады. Жалпы
төмендегiдей белгiмен көрсетуге болады.
ЌОРЕКТIК ЗАТ КЛЕТКАЛЫЌ МАТЕРИАЛДАР
ЌАЛДЫЌ ¤НIМДЕР ЖЫЛУ

1.Энергетикалыќ метаболизм (Катаболизм) - барлыќ энергияѓа байланысты
процестердi пайдаланып организмдегi пайдалы энергияны түзедi. (
Электрохимиялыќ , АТФ)
2.Конструктивтi метаболизм (анаболизм)- сырттан клеткаѓа кiрген заттар
нєтижесiнде клеткадаѓы заттар түзiледi.
Метаболизм көп тiзбектi ферментативтi реакциялар нєтижесiнде түзедi.
Негiнен 3 сатыдан тұрады.
1.Периферидi метаболизм- ферменттер әсерiнен субстарттар өзгередi
2.Аралыќ өнiм түзу сатысы (метаболиттер )
3.Аќырғы өнiмдер клетка - өнiмдерi түзiледi жєне энергия ќоршаѓан
ортаға бөлiнедi
Метаболизм түрлерi:
Ашыту, Дем алу, Фототрофты, Метаногендi.

Лекция 9.
Қоршаған ортадағы ксенобиотиктердің физика химиялық өзгерістері

Қоршаған ортада ксенобиотиктердің физика химиялық өзгерістері келесі
реакциялар арқылы жүзеге асады:
1) фотохимиялық
2) тотығу- тотықсыздану
3) гидролитикалық реакция
Зат баяу бұзылғанда ұзақ уақыт сақталады, ол оның тұнуына әкеліп
соғады.
1.Фотохимиялық өзгерістер.
Табиғи жағдайда кең тарағаны күн реакциясы, кейбір молекулаларды жақсы
сіңіреді. Көп жағдайда сіңірілген энергия молекулалардағы өзгерістерді
индукциялау қабілетіне ие. Оған қарама қарсы айналымдағы ортада бар
иондаушы сәулелер ол белгілі эффект тудыратындай концентрленген (тұнған)
емес. Табиғи ортада кең тараған инфрақызыл сәуленің энергиясы молекуласының
өзгерісін тудыруға жеткіліксіз.
Ультрафиолет сәулелерді сондай- ақ ксенобиотиктердің кейбір
молекулалары сіңіреді.
Фотохимиялық өзгерістер үш сатыда өтеді:
1. акт абсорбция белгілі бір толқынның ұзындығына байланысты сіңірілуі
және қозу жағдайының пайда болуына алып келеді.
2. Бірінші фотохимиялық процесс біріншілік фотохимиялық процесте
активті бөлшектің пайда болу процесі.
3. Екіншілік немесе реакция біріншілік фотохимиялық процестің
нәтижесінде әртүрлі заттардың пайда болуы біріншілік фотохимиялық
процесте пайда болған активті бөлшектер басқа молекулалармен қосылып
әсер ете алады.Мысалы О немесе сумен.Ондай реакциялар"күнгірт" деп
аталады.Ал фотохимиялық процесс аяқталғаннан кейін біз
кездестірмейтін зат мына қосымша өзгерістердің нәтижесінде пайда
болады.Қозғыш молекулалар т.б, молекулалар,иондаушы энергияны
эффективті сіңірушілер одан кейін бұзылатын басқа ксенобиотиктің
молекуласына береді.
Ксенобиотиктің фотохимиялық деструкциясы жүзеге асу үшін ол күн
сәулесін сіңіру керек.Сол себепті заттардың атмосферада орын ауыстыруды
немесе беткі бетінде қалуы оның фотохимиялық бұзылуға ұшырамайды.
Фотохимиялық процестегі ксенобиотиктердің деструкциясы оның қасиетіне
байланысты.Ол зат толқындағы,ұзындықтағы электромагнитті сәулені сіңіру
керек,химиялық өзгерістерге потенциалды қабілеті болу керек,сәуленің әсер
етуіне реакциялаушы байланыс болу керек.

Лекция 10
Ксенобиотиктердің биологиялық объектілеріне ену жолдары.
Поллютанттардың биологиялық белсенділігіне әсер ететін факторлар.

Ауылшаруашылықтан және жануар өсіруші фермадан түсетін нитраттардың
құрамы жоғары деңгейде болатын кейбір судың беткей беті экологиялық
проблема тудырушы мүмкін.Ең жоғары тотығу деңгейінде нитрат құрамында азот
болады,және ре-нің маңыздылығы жоғары болғанда пайда болады.Нитраттардың
болуы адам денсаулығына соның ішінде гемоглобинге қауіпті.Сондай-ақ
нитраттардың канцероген болып табылатын нитрозаминдер өндіруі өте
қауіпті.Ксенобиотиктердің тотығуы сутегі пероксидінен пайда болған судағы
еріген О есебінен жүзеге асады.Сутегі пероксидін суға гидробионттар және
бос радикалдар бөледі.Ксенобиотиктердің тотығу өнімдерінің үлылығы осыған
ұқсайтын заттардың үлылылғынан жоғары.Гептахлор,альдрина,фосфоамид тің
тотығу жағдайы да осылай болады.
Жоғарыда көрсетілгендей, көп клеткалы организмдердің бөтен заттардан
арылу жолының бірі бұл заттардың әртүрлі органикалық молекулалардың
коньюгациясы.Жануарлар организмінде ксенобиотик коньюгациясының биологиялық
мағынасы оларға жоғары суда ерігіштілікті беру және оларда суда еритін
коньюганттар түрінде шығару.Бірақ мәселе сол күйінде шешілмей қалады
себебі,ксенобиотик топыраққа немесе суға түсіп биогеоценозда циркуляциясын
жалғастырады.Ксенобиотиктердің коньюгатциялау типіне алкилдеуді айтуға
болады.
Ксенобиотиктердің одан арғы айналымы өте маңызды себебі алкилдеу
кезінде берілген байланыстың суда ерігіштігі және майда ерігіштігі
өзгереді.Ал заттардың аталған соңғы қасиеті гидрофильді топта гидрофобты
топқа өтуін анықтайды.Ксенобиотиктердің гидрофобтылығы оларды
биоаккумумерлену қабілетін жоғарылатады.Ксенобиотиктердің гидрофильді
ортадан гидрофобты ортаға өтудің маңыздылығы ферменттерге қажетті
молекулалардың болуында өзгеріс болады.
Ксенобиотик молекуласының сулы ортадан гидрофобты ортаға
өтуі,нәтижесінде олардың ферменттерге қажетті мөлшері азаяды.Ал ол өз
кезегінде оны биотрансформациясын және детоксикациясын төмендетеді.

Сәуле шығару, ластау факторы ретінде.
Жарық – бұл энергия, материяның ерекше түрі. Ол біздің білген-
білмегендігімізге тәуелсіз тіршілік етеді. Көрінетін жарық – бүкіл жарықтың
бір бөлігі ғана.
Көрінетін жарық - электромагниттік Тарифта “Көрінбейтін жарық” деген
сәуле шығару толқындық ұзындығына ( термин де пайда болды –
380-760 нм (көгілдірден қызыл түске ультракөгілдір жарық, инфрақызыл
дейін). жарық, радиотолқындар.

Лекция 11. Иондалған және диссоциирленген ксенобиотиктердің
биологиялық белсенділігі. Биологиялық белсенді заттар, детергенттердің
биологиялық белсенділігі

Рентген және Гамма –сәулелер
Ультракүлгін (УФ) сәулелердің 3 түрі: А; B; С. УК сәулелерінің
толқын узындығының диапазоны 400—10 нм аралығында болады. УК сәулелердің
жақын (400—200 нм) және алыс немесе вакуумді (200—10 нм) аймақтары
болады.
УК А - толқын узындығы 320-400 нм,
УК В толқын узындығы 290-320 нм,
УК С -10-290нм
Фотореактивация –УК әсерінен пайда болған бұзылыстардың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.