Экотоксикология

Первая фаза метаболизма. В этой фазе наиболее важной является локализованная в основном в мембранах эндоплазматической сети (ЭПС) система цитохрома С 450. Ее основная функция — образование в молекуле ксенобиотика гидрофильных функциональных групп. Важными достоинствами системы являются локализация и высокая мощность на главных путях поступления ксенобиотиков в организм — пищевом (печень и желудочно-кишечный тракт) и дыхательном (легкие), а также многообразие путей метаболизма: гидроксилирование (бензол, фенол, полициклические ароматические углеводороды, барбитураты), эпоксилирование (ПАУ), окисление по сере (аминазин) и азоту (аминазин, никотин), восстановление нитро- (нитробензол, левомицетин) и азогрупп (сульфасалазин), диалкилирование по азоту (морфин, амидопирин), кислороду (кофеин, колхицин) и сере (6-метилтиопи-рин) и десульфарация (паратион, тиобарбитал). Транспорт атомов водорода и электронов в ЭПС печени при гидроксилировании субстрата (наиболее частый случай) происходит следующим образом:
Указанные реакции превращают, например, фенол в менее опасный пирокатехин: С6Н5ОН + НАДФ З + З + + 02 -> -» С6Н4(ОН)2 + НАДФ+ + Н20.
Однако этой системе присущи и некоторые недостатки: слабость или отсутствие во многих жизненно важных органах (сердце, головной мозг), меньшая защита при других путях проникновения (слизистые раны, инъекции). Токсификация некоторых веществ (система цитохрома С 450 превращает средство для наркоза хлороформ в боевое отравляющее вещество фосген: СНС12-> С12С = О; жаропонижающее лекарство парацетамол превращается в метаболит, в больших дозах повреждающий печень и почки; бенз(а)пирен — в канцерогенный метаболит дигидрокси-эпоксид). Система цитохрома С 450 получила название микросо-мальной системы метаболизма или монооксигеназной системы.
Существуют и внемикросомальные системы первой фазы: метаболизм этанола гиалоплазматическими алкоголь-, затем альдегиддегидрогеназами (СН3СН2ОН -> СН3СНО -> СН3СООН); окисление оксидазами пуринов и аминов; восстановление дисульфидов; гидролиз пептидазами белков и пептидов, эстеразами сложных эфиров (липиды, аспирин, дитилин), гликозидазами углеводов и сердечных гликозидов. При гидролизе освобождаются ранее ковалентно связанные группы СООН, NH2, ОН. Эти ферменты чаще локализованы в гиалоплазме и лизосомах, а моноами-нооксидазы — в митохондриях.

Независимо от пути проникновения в организм токсические вещества попадают в ток крови, где транспортируются в разных формах. Нереагирующие электролиты частично растворяются в жидкой части крови, частично проникают в эритроциты, где сорбируются, по-видимому, на молекулах гемоглобина. Многие чужеродные органические соединения связываются с белками плазмы, в первую очередь с альбуминами. Большинство металлов связываются вначале с альбуминами, в дальнейшем возможно их перераспределение на другие белковые фракции. В свободном состоянии в виде ионов транспортируются лишь щелочные металлы (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr). Связывание металлов с белками осуществляется через активные группы (NH2, COOH и др.). Около 90—99 % мышьяка крови содержится в эритроцитах. Основная масса свинца также циркулирует в эритроцитах.