Toksikodynamikk

Nå vil vi illustrere hvilke typer reaksjoner som oppstår mellom det giftige og målstedet.

Typer reaksjoner kan være:

REVERSIBEL (ikke-kovalente koblinger mellom det giftige og det biologiske målet);
UREVERSIBEL (kovalente koblinger mellom det giftige og det biologiske målet);
OVERFØRING AV ELEKTRONER (REDOX -reaksjoner);
ENZYMATISK (hydrolysereaksjoner av giftige reaksjoner som slangegift dannet av forskjellige farlige stoffer som:
- Acetylkolinesterase, som hydrolyserer nevrotransmitteren acetylkolin;
- Kollagenaser, som bryter ned kollagen;
- Fosfolipase A2, enzymer som finnes i fosfolipidmembranen og er ansvarlige for produksjonen av arakidonsyre, følgelig av prostaglandiner og tromboxan;
- Fosfodiesteraser, som er enzymer som er ansvarlige for nedbrytningen av alle de andre budbringerne som cGMP og cAMP.
- Enzymer som nedbryter genstrengene, deretter DNA (deoksyribonuklease) og RNA (ribonuklease).

KONSEKVENSENE

Hittil har vi sett de forskjellige typer mål, de forskjellige koblingene som dannes mellom det giftige og målet. Spørsmålet vi stiller oss selv nå er: "men hvilke konsekvenser vil slike koblinger ha?".
De viktigste konsekvensene er fem:

INTERAKSJON MED FUNKSJONENE I SPENNELIGE MEMBRANER I CELLEN;
INTERFERENS MED ENERGIPRODUKSJONEN CELLEN;
ENDRING AV HOMEOSTASEN I KALCIUMJONET;
DØDEN FOR SPESIFIKKE GRUPPER AV CELLER;
IKKE-LETHAL GENEALTERING I SOMATISKE CELLER (Karsinogenese).

1) INTERAKSJON MED FUNKSJONENE I DE SPENNELIGE MEMBRANENE I CELLEN.
En av de første konsekvensene er modifikasjonen av cellemembranens eksitabilitet. På grunn av toksisk-mål-interaksjonen er det en modifikasjon av fordelingen av ionene på de to sidene av membranen, som er ansvarlige for fenomenene av depolarisering og hyperpolarisering av cellen. Organoklor, et toksin produsert av en fisk (tetrodotoksin) og organiske løsningsmidler som etanol, modifiserer den ioniske permeabiliteten til membranen, noe som gjør cellen mer eksitabel eller mindre følsom for eksitasjon, takket være virkningen ved åpning eller lukking av de forskjellige ionekanalene tilstede på cellemembranen.
Natriumkanalen finnes i tre trinn: lukket, åpen og til slutt inaktiv eller desensibilisert. Som husket er det flere stoffer med forskjellig opprinnelse som er i stand til å virke på disse natriumkanalene. Tetrodotoksinet (TTX) produsert av pufferfisken blokkerer passering av natrium i de forskjellige dedikerte kanalene; på denne måten er det ingen depolarisering av membranen, og forhindrer dermed overføring av intracellulære signaler.
Når det gjelder organiske løsningsmidler, er deres virkning ikke på ionekanaler, men på grunn av at de er veldig fettløselig og forårsaker en uspesifikk "virkning med en desorganisering av fosfolipidmembranen. Til slutt forstyrrer organoklorer som DDT (diklordifenyltrikloretan) forstyrrelser. med lukking av natriumionkanalene som forårsaker problemer med eksitabilitet i celler.

2) INTERFERENS MED ENERGIPRODUKSJONEN CELLEN.
Den andre typen konsekvens er forstyrrelser i cellens ATP -produksjon. Ulike giftige stoffer virker på forskjellige punkter ved oksidativ fosforylering, og forhindrer produksjon av adenosintrifosfat; derfor blir cellen igjen uten energi. De giftige stoffene som virker til å hemme dannelsen av ATP er:

Hydrocyansyre, som hemmer det siste trinnet i reaksjonene i elektrontransportkjeden. Spesielt inaktiverer det Cytochrome C oxidase enzym, reduserer mengden av H + ioner som blir utvist og endrer potensialforskjellen på sidene av mitokondriemembranen.
Frakobling av stoffer (f.eks. Klorfenoler) øker permeabiliteten til mitokondriens indre membran til H + -ioner. På denne måten skjer inntreden av H + -ionene med en reduksjon av potensialforskjellen på de to sidene av membranen, med en påfølgende reduksjon av ATP.
Stoffer som reduserer tilførsel av oksygen til mitokondriene, hvorved syntesen av ATP bremses eller blokkeres.

LAV PRODUKSJON AV ATP BETYDER FORANDRING AV MEMBRANETS FUNKSJONALITET, IONPUMPENE OG PROTEINSYNTESEN.

3) ENDRING AV HOMEOSTASEN I KALCIUMJONEN.
Av alle ioner er kalsium en av de viktigste andre budbringerne som tillater overføring av signaler fra utsiden til innsiden av cellen. Alle stoffer som modifiserer inntreden, utgang, frigjøring og / eller gjeninnføring av kalsium fra intracellulære forekomster, fører på en eller annen måte til en "endring av" kalsiumhomeostase.

Kalsium inne i cellen, i hvileforhold, må alltid ha en viss konsentrasjon.Konsentrasjonen holdes stabil takket være spesielle kalsiumreguleringsmekanismer, som gjør at den kan elimineres eller integreres. Ca2 + utenfor cellen, under hvileforhold, har den en konsentrasjon på 1mM = 10-3 og inne 0,1 μM = 10-7, så c "er en forskjell på 10.000 ganger mellom innsiden og utsiden.

Kalsium er veldig viktig for kroppen vår, da det er veldig nyttig for muskelsammentrekning og frigjøring av hormoner.
Hvordan holder cellen denne balansen? Cellen har PÅ-AV-mekanismer. ON -mekanismen øker konsentrasjonen av kalsium i cellen, mens OFF -mekanismen virker på motsatt måte ved å redusere konsentrasjonen av ionet. Disse mekanismene må alltid aktiveres av tilstrekkelige stimuli.

PÅ = + [kons.]
AV = - [kons.]

Ca2 + som kommer inn i cellen kan aktivt bli utvist av bestemte pumper, eller den kan bli sekvestrert og deponert på bestemte intracellulære lagringssteder. En veldig viktig ting er at hele den homeostatiske mekanismen krever ENERGIUTGIFTER. Derfor er alle patologiske tilstander, for eksempel cerebral og / eller hjerteiskemi, eller alle giftige stoffer som reduserer ATP tilgjengelig for cellen, en "endring av kalsiumhomeostasen. En mangel på å balansere dette ionet av cellen. Cellen fører til større eksitabilitet (EXCITOTOXICITY) eller verre til celledød på grunn av nekrose eller apoptose. Eksitotoksisitet er forårsaket av glutaminsyre, som er en av de viktigste eksitatoriske nevrotransmitterne i vårt CNS. Glutaminsyre virker faktisk på kanalene i kalsiumet ion, slik at ionet kan komme inn og dermed forårsake farlige effekter for cellen. I tillegg til høy eksitabilitet tiltrekker det seg oksygenfrie radikaler som begynner å reagere med membranlipider, nukleinsyrer og proteiner. Derfor fungerer glutaminsyre under normale forhold som en nevrotransmitter, men etter spesielle nevrodegenerative patologier viser det seg å være svært farlig. eller for kroppen vår.

4) DØDEN FOR SPESIFIKKE GRUPPER AV CELLER.
Det er giftstoffer som forårsaker selektiv død av cellegrupper; for eksempel jod 131 for skjoldbruskkjertelen og talidomid for urcellene i embryoet.

Vi kan snakke om selektiv degenerering av celler, for eksempel i tilfelle degenerasjon av dopamin -nevroner, som er lokalisert i et område av CNS som er ansvarlig for å kontrollere bevegelser. Disse nevronene blir ødelagt av en nevrodegenerativ sykdom kjent som PARKINSONS SYKDOM. Andre stoffer som virker på en bestemt neuronal populasjon er organotin -derivater, for eksempel trimetyltin. Disse stoffene, som finnes i plantevernmidler, påvirker nevronene i andre begrensede områder av CNS, for eksempel det limbiske systemet og alle sensoriske områder i cortex.
Ved selektiv akkumulering tas jod 131 som et eksempel, som akkumuleres i skjoldbruskkjertelcellene og forårsaker ødeleggelse. Det andre eksemplet på selektiv akkumulering er virkningen av talidomid i perioden med embryonal utvikling, som ødelegger cellene som er ansvarlige for utviklingen av nedre og øvre lemmer, noe som forårsaker den såkalte FOCOMELIA.
Som i tilfellet med talidomid, kan noen toksiner føre til at de embryonale cellene degenererer, noe som kan føre til spontanabort eller misdannelser. Andre giftstoffer, derimot, kan ha flere mekanismer, for eksempel cyanid (binder seg til cytokromoksidase, reduserer cellens energireserver, bestemmer oksidativt stress, endrer kalsiumhomeostase) eller trimetyltin (endrer kalsiumhomeostase)., Reduserer syntesen av ATP, øker frigivelsen av glutaminsyre). Å vite hvordan et giftstoff virker, bidrar til å forhindre eller bekjempe effekten stoffet kan ha på organismen vår.

5) IKKE-LETHAL GENE-ALTERING I SOMATISKE CELLER (Karsinogenese)
Det er toksiner hvis hovedaktivitet er å forårsake genmodifikasjoner. Alle disse forbindelsene er klassifisert som kreftfremkallende. Dette punktet vil bli nærmere utforsket senere i artiklene om karsinogenese.