Эмбриотоксическое и тератогенное действие этанола. Лекарства и беременность

(по книге доктора О.А. Мазура "Капилляротерапия излечивает 95% болезней")

По данным современной отечественной и зарубежной медицинской статистики, значительное количество женщин имеют на момент беременности или переносят в различные ее сроки экстрагенитальную патологию, то есть заболевания внеполовой сферы, напрямую не связанные с органами деторождения. Согласно тем же данным, до 80 % женщин за этот период принимают хотя бы один фармакологический препарат. В среднем, по данным зарубежных специалистов, каждая беременная женщина принимает 4 лекарственных вещества, не считая витаминов и препаратов железа.

Хорошо известно, что многие лекарства проникают через фетоплацентарный барьер и создают реальные концентрации в плазме крови развивающегося плода, что может негативно сказаться на его развитии. Слабость функции элиминирующих (выводящих токсины) органов будущего ребенка может вызвать фетотоксический (отравляющий плод) эффект при применении даже относительно безобидного для взрослого организма лекарства. Неправильно назначенное лечение может испортить всю дальнейшую жизнь человека после его рождения.

Врачи, назначающие фармакологические препараты беременным женщинам, должны знать и учитывать следующие важнейшие моменты:

• основные периоды внутриутробного развития организма;
• эмбриотоксическое (отравляющее зародыш), тератогенное (вызывающее уродства) и фетотоксическое действии лекарственных препаратов;
• метаболизм (превращение в организме) медикаментов у беременных;
• переход лекарств через плаценту и околоплодные воды;
• метаболические особенности развивающегося плода;
• основные периоды внутриутробного развития и воздействие лекарственных средств на будущего ребенка.

Как известно, человеческий организм в начальном периоде своего развития проходит три этапа:

1. Период бласто- и эмбриогенеза;
2. Период плодового развития;
3. Период новорожденности.

Поэтому лекарственные средства, применяемые беременной женщиной, могут вызвать три варианта воздействия на организм будущего ребенка: эмбриотоксическое, тератогенное и фетотоксическое.

Эмбриотоксическое действие

Эмбриотоксическое действие возникает в первые три недели после оплодотворения яйцеклетки и заключается в отрицательном влиянии лекарств на зиготу и бластоцист, находящиеся в просвете фаллопиевых труб или в полости матки (до имплантации в нее плодного яйца) и питающиеся маточным секретом. Повреждение и, как правило, гибель бластоциста вызывают следующие фармакологические вещества: гормоны (эстрогены, прогестагены, соматотропный гормон, дезоксикортикостерона ацетат), антиметаболиты (меркаптопурин, фторурацил, цитарабин и др.), ингибиторы углеводного (йодацетат) и белкового (актиномицин) обмена, салицилаты, барбитураты, сульфаниламиды, фторосодержащие вещества, антимитотические средства (колхицин и др.), никотин. Если зародыш человека продолжает развиваться в чреве матери, следовательно, он не поврежден.

Тератогенное действие

Тератогенное действие может развиться с третьей до десятой недели беременности (но многие специалисты справедливо предлагают продлить границы опасного периода до 12-й недели беременности) и приводит к различным нарушениям нормального развития плода, возникновению аномалий его внутренних органов и систем. Вариант порока зависит от срока беременности, от того, какие органы закладываются и интенсивно формируются у зародыша в период приема лекарственного средства. Считается, что наиболее опасный период для развития больших пороков, то есть для проявления тератогенности лекарственного препарата, — это 3-10-я неделя внутриутробного развития, что соответствует приблизительно 5–12-й неделе после первого дня последней менструации. Следовательно, тератогенное действие наиболее вероятно вскоре после имплантации яйцеклетки в стенку матки, то есть когда женщина часто еще не знает, что она беременна.

Вероятность развития порока у зародыша зависит не только от назначаемого беременной женщине фармакологического препарата, но и от ее возраста (вероятность возрастает, если беременная моложе 17 или старше 35 лет), от состояния ее здоровья, функционирования органов элиминации (выведения) лекарств, дозы препарата, длительности его назначения, генетической предрасположенности к развитию того или иного порока.

По степени опасности развития тератогенного эффекта исследователи делят лекарственные средства на три группы.

К 1-й группе веществ, черезвычайно опасных для развивающегося плода и поэтому абсолютно противопоказанных беременным женщинам, относятся: талидомид, антифолиевые препараты (метотрексат, триметоприм, ко-тримоксазол), андрогены, диэтилстильбэстрол и гормональные пероральные противозачаточные средства. Прием последних рекомендуют прекращать не менее чем за 6 месяцев до планируемой беременности.

Ко 2-й группе несколько менее опасных для плода средств относят лекарственные препараты, назначаемые страдающим эпилепсией, сахарным диабетом, злокачественными новообразованиями, и некоторые другие. Хронически протекающие заболевания сами по себе, безусловно, являются фактором, предрасполагающим к возникновению тератогенного эффекта. Однако велика и потенциальная опасность тератогенного действия фармакологических средств этой группы, к которой принадлежат: противоэпилептические средства (дифенин, гексамидин, фенобарбитал, вальпроевая кислота), алкилирующие противоопухолевые препараты (эмбихин, допан, сарколизин, хлорбутин), пероральные (применяемые внутрь) противодиабетические средства, а также этанол (этиловый спирт) и прогестерон.

К 3-й группе отнесены препараты, вызывающие пороки развития при предрасполагающих к этому условиях: I триместр беременности, юный или «пожилой» возраст беременной, высокие дозы лекарственного препарата и т. д. Эту группу лекарственных средств составляют: салицилаты, антибиотики групп левомицетина и тетрациклина, противотуберкулезные средства, хинин, имизин, фторотан (опасен для беременных женщин - работников анестезиологических отделений), антагонисты витамина К, мепротан, нейролептики, мочегонные средства, анаприлин.

Фетотоксическое действие

На поздних сроках беременности органы плода в основном сформированы, поэтому фармакологические средства уже не могут вызвать у него больших анатомических дефектов. Повреждение может проявиться в недоношенности, повреждении тканей, заторможенной или нарушенной функции какого-либо органа или нарушенной поведенческой реакции. Назначение беременной гормонов, андрогенов или прогестагенов сопровождается маскулинизацией плода. Йодиды, литий и антитиреоидные средства, применяемые в больших дозах, провоцируют развитие у него зоба. Тетрациклины нарушают развитие зубов и костей; хинолоны нарушают развитие хряща. Ингибиторы простагландинсинтетазы (ацетилсалициловая кислота и индометацин) могут замедлять наступление родов, а у плода вызывать нарушение функции сердечно-сосудистой системы, так как простагландины участвуют в поддержании проходимости артериального протока у плода, расслабляя его мускулатуру.

Фетотоксическое действие возникает вследствие чрезмерно выраженного и характерного для данного лекарства фармакологического воздействия на плод (чаще в последние недели беременности) или специфического для лекарства нежелательного эффекта. Например, назначение индометацина беременной женщине приводит к закрытию артериального протока у ее плода до наступления родов; бета-адреномиметики нарушают у плода углеводный обмен; аминогликозидные антибиотики оказывают на плод ототоксическое действие, то есть поражают ткани и функции внутреннего уха. Клинический опыт показывает, что назначение некоторых лекарственных средств беременным может привести к развитию перинатальной (связанной с родами) патологии и даже гибели плода или новорожденного ребенка.

Лекарства перед родами

Лекарственные препараты, применяемые накануне родов, могут вызывать негативные фармакологические эффекты в постнатальном (послеродовом) периоде. Например, затруднение дыхания через нос, сонливость, затруднения при кормлении ребенка проявляются при использовании резерпина. Антибиотик левомицетин вызывает у новорожденных сосудистый коллапс и нарушения кроветворения, так как у них он не коньюгируется. Сосудорасширяющие средства провоцируют снижение кровоснабжения матки и плода. При использовании бета-блокаторов может отсутствовать реакция плода на гипоксию. Сульфаниламидные препараты вытесняют билирубин из его связи с белками плазмы, в следствие чего ребенок рождается с желтухой. Антикоагулянты и антиагреганты повышают риск кровотечения. У детей, рожденных женщиной с зависимостью к опиоидным наркотическим средствам, может развиваться синдром отмены с проявлениями физического характера.

У детей, матери которых принимали в период беременности психотропные лекарственные средства, возможны изменения со стороны психики вследствие замедления развития центральной нервной системы. В частности, у таких детей в дальнейшем может быть затруднена обучаемость.

Отсутствие глубоких исследований, охватывающих большое количество лекарств, не позволяют дать четких рекомендаций по увеличению или уменьшению доз, поэтому большинству беременных препараты вводятся в обычных терапевтических дозах.

Лекарственные средства могут попадать в организм плода через плаценту (трансплацентарный путь) и амниотическую жидкость (околоплодные воды), которую он активно поглощает через свои трахеобронхиальное дерево и легкие, а также через желудочно-кишечный тракт. Для большинства фармакологических препаратов их накопление в амниотической жидкости невелико, однако некоторые создают значительные концентрации, например антибиотики ампициллин и оксациллин. Это их свойство используют при лечении внутриутробных инфекций плода.

Особенности обмена веществ у плода

Важную роль в процессах метаболизма (биохимического превращения) лекарств играет функция печени, которая у плода является незрелой как в функциональном, так и в морфологическом отношении. Функциональное созревание печени у плода и появление в ней ферментов, метаболизирующих лекарства, происходит параллельно с гистологическим (тканевым) созреванием до момента его рождения. Однако полноценный метаболизм возможен только в процессе послеродового развития. Недостаточная инактивация лекарственных средств печенью плода приводит к тому, что ряд лекарств (барбитураты, наркотические анальгетики, антикоагулянты непрямого действия и многие другие) оказывает на плод более выраженное токсическое действие, чем на материнский организм.

Преферанская Нина Германовна
Доцент кафедры фармакологии фармфакультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, к.фарм.н.

Идиосинкразия возникает при первом приеме вещества (агента) и при этом иммунитет не развивается, антитела не образуются, не возникает реакции «АГ+АТ». Например, врожденная аномалия фермента псевдохолинэстеразы удлиняет миорелаксирующее действие суксаметония йодида (Дитилин). У ряда больных с наследственной недостаточностью фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы может возникать гемолиз эритроцитов при применении противомалярийного препарата «Примахин» или антибиотика «Хлорамфеникол».

Аллергические реакции являются одними из наиболее часто встречающихся отрицательных видов действия ЛС. Многие из них (антибиотики, сульфаниламиды, препараты инсулина и др.) при попадании в организм людей с повышенной чувствительностью приводят к образованию и накоплению специфических антител. При повторных введениях этих ЛС происходит их взаимодействие с антителами и в результате возникают аллергические реакции. Лекарственная аллергия обусловлена нарушением иммунологических свойств организма, это приобретенная повышенная чувствительность организма к лекарственным веществам. Она протекает в виде аллергических реакций по немедленному или замедленному типу. К аллергическим реакциям немедленного типа относятся крапивница, отек Квинке, поллинозы, бронхиальная астма, сывороточная болезнь, лекарственный анафилактический шок. Они возникают при повторных курсах терапии, через несколько минут (≈20-30 мин.) после приема лекарства. Из аллергических реакций немедленного типа наиболее опасным является анафилактический шок. Анафилактический шок — быстроразвивающаяся реакция организма на повторное введение лекарства при имеющейся повышенной чувствительности к данному лекарственному веществу. Симптомы: боль за грудиной, отек гортани, спазм бронхов и удушье, снижение АД и ослабление сердечной деятельности, возможна потеря сознания. Если вовремя не оказать помощь, может наступить гибель организма. Аллергические реакции немедленного типа могут вызвать антибактериальные препараты (в частности, введение антибиотиков пенициллинового ряда), НПВС, анестетики, введение сывороток, вакцин.

Аллергические реакции замедленного типа развиваются через 24-48 часов и более, после повторного введения лекарственного вещества, к которому имеется сенсибилизация организма. Сенсибилизацией (лат. sensibilis — чувствительный) называется иммунологически опосредованная повышенная чувствительность организма к экзогенным или эндогенным антигенам. К ним относятся: лекарственная аллергия, вызывающая цитотоксический эффект в виде дерматитов, васкулитов, флебитов, аллергические реакции на пробы Манту, Пирке.

К отрицательным видам действия ЛС относится также «синдром отмены» — абстиненция (лат. abstinentia — воздержание), физическое и психическое состояние пациента после внезапного или полного прекращения препаратозависимой терапии. Синдром отмены может наблюдаться после прекращения приема опиоидных наркотических анальгетиков (Морфин, Тримеперидин); гормональных препаратов (Инсулин, глюкокортикостероиды); антигипертензивного средства «Клофелин», адреноблокатора «Анаприлин» и некоторых психотропных средств.

Всесоюзная организация здравоохранения (ВОЗ) рассматривает все случаи неблагоприятных реакций на организм зарегистрированных ЛС. Согласно определению ВОЗ, побочное нежелательное действие — это непредвиденные вредные (губительные) эффекты, которые возникают при использовании доз лекарственного средства, рекомендованных для профилактики и лечения заболеваний. При однократном введении лекарства неблагоприятные реакции могут не развиваться, не проявляться и никак не выявляться. При длительном применении ЛС побочный нежелательный эффект может стать причиной различных осложнений, в т.ч. обострения наследственных заболеваний. Различают нежелательные реакции, связанные с применением ЛС, на:

• побочные (негативные) реакции;
• серьезные нежелательные реакции (приводящие к различным осложнениям, инвалидности, угрозе жизни человека или к летальному исходу);
• непредсказуемые нежелательные реакции;
• серьезные непредвиденные нежелательные реакции.

Нежелательные эффекты, возникающие при применении ЛС в дозах, превышающих терапевтические, называются токсическими , как правило, это связано с передозировкой того или иного лекарственного препарата.

Согласно международной классификации выделяют 4 типа отрицательных побочных эффектов или нежелательных реакций на ЛС.

Тип А — предсказуемые реакции организма на введенное лекарство. Как правило, это дозозависимые побочные реакции, возникающие в 75% случаев от всех нежелательных реакций и приблизительно наблюдаются более чем у 1 из 100 больных. Эти реакции связывают с лекарственным взаимодействием, абсолютной, относительной передозировкой, индивидуальными особенностями организма. Летальность пациентов невысокая.

Тип В — непредсказуемые реакции организма, как правило, нечастые и возникают только у чувствительных людей. Это — дозонезависимые реакции, в ~ 25% случаев неизвестного генеза, иммунологические или неиммунологические (иммунопатии, энзимопатии, идиосинкразия, сенсибилизация, гиперчувствительность). Возникновение таких реакций — менее 1 на 1000 больных, высокая летальность.

Тип С — реакции организма, связанные с длительной терапией заболевания. Возникает синдром отмены, кумуляция, лекарственная зависимость, подавление выработки эндогенных веществ. Диагностика таких реакций затруднительна.

Тип D — тяжелые необратимые побочные эффекты на вводимое лекарство. Как правило, чаще всего наблюдаются отсроченные эффекты: мутагенность, канцерогенность и тератогенность. Предсказать такие реакции организма крайне трудно. В настоящее время все лекарства, которые регистрируются, проходят тестирование на вышеперечисленные необратимые побочные эффекты.

Одновременное использование нескольких ЛС с мало прогнозируемым результатом их совместного взаимодействия может привести к полипрагмазии (греч. poli, polys — многий, pragma — действие). У больных старше 60 лет нередко диагностируют одновременно несколько заболеваний. В норме врач назначает не более 3-5 лекарств. Использование 3-5 лекарств одновременно приводит к развитию нежелательных реакций у 4% пациентов. Применение 16-20 лекарств одновременно может вызвать развитие побочных нежелательных эффектов в 54% случаев.

Токсическое действие возникает также при абсолютной или относительной передозировке ЛС и проявляется в значительном, иногда обратимом нарушении функций отдельных органов или систем органов. Абсолютная передозировка бывает при повышении высших, суточных и курсовых доз, а относительная передозировка - при назначении средних (обычных) доз лицам с поражениями печени, почек, что сопровождается накоплением в организме применяемого действующего вещества, т.к. замедляется его инактивация и выделение из организма. Хорошо известно токсическое действие аминогликозидных антибиотиков (Стрептомицин, Канамицин) на слуховой нерв, когда поражается восьмая пара черепно-мозговых нервов и возникает ототоксический эффект. У больных наблюдается снижением слуха, шум, звон или заложенность в ушах, вплоть до глухоты.

Токсическое действие, кроме общего и местного, может обозначаться как ориентированное на определенные органы: нейро-, нефро-, гепато-, гемато- или кардиотоксический эффект и т.д.

При нейротоксическом эффекте повреждаются ткани нервной системы (ЦНС, периферическая нервная система). Примером нейротоксического действия является повреждающее действие ЦНС местным анестетиком «Новокаином» и близким к нему по химической структуре антиаритмическим препаратом 1А класса — «Новокаинамидом». При в/в введении возможно развитие головокружения, двигательного возбуждения или неприятные ощущения (чаще в конечностях), парестезии, которые проявляются онемением, покалыванием, жжением или эффектом «ползание мурашек». Антибиотик «Циклосерин», применяемый для лечения больных туберкулезом, может вызвать развитие психозов, галлюцинаций, псевдоэпилептических припадков.

Антибиотики из группы аминогликозидов вызывают нефротоксический эффект. Повреждение клубочкового аппарата или канальцевой системы нефрона почек могут возникать при применении полимиксинов и некоторых цефалоспоринов.

Гепатотоксическое действие — повреждение паренхимы печени и нарушение ее метаболической функции и др. Например, при применении Метациклина, Рифампицина.

Гематотоксическое действие (угнетение кроветворения) оказывают большинство цитостатиков , т.к. оказывают прямое угнетающее влияние на быстро размножающиеся ткани и в т.ч. на кроветворную систему (костный мозг). Это токсическое действие возникает только при резорбтивном применении хлорамфеникола (левомицетина). После местного применения препаратов, в состав которых входит левомицетин: 0,25% раствор левомицетина в глазных каплях, 1% глазной линимент, линимент синтомицина, содержащий рацемическую смесь (1 ч. хлорамфеникола + 1 ч. — его правовращающий изомер), комбинированная мазь «Левомиколь» и антибактериальный аэрозоль «Олазоль», таких побочных эффектов не возникает.

При назначении ЛС беременным женщинам возможно отрицательное действие на развивающийся плод. Эти отрицательные действия возникают при применении ЛС, проникающих через плацентарный барьер. Наиболее серьезными являются тератогенное и эмбриотоксическое действия.

Тератогенное действие (греч. teras — урод) проявляется врожденными уродствами, развившимися в результате влияния некоторых ЛС на организм плода (наиболее опасный период с 3 по 12 неделю беременности). Хорошо известна история применения в некоторых зарубежных странах успокаивающего и снотворного средства «Талидомид». У женщин, принимавших в первую треть беременности этот препарат, рождались дети, имевшие врожденные уродства (дефекты конечностей, их недоразвитие, пороки сердца, почек, нарушение функций желудочно-кишечного тракта и др. органов). Известны случаи уродств от применения некоторых гормональных препаратов, антибиотиков . Для предупреждения тератогенного действия рекомендуется воздерживаться от приема ЛС в первые три месяца беременности, особенно когда происходит закладка органов ребенка.

Эмбриотоксическое действие ЛС проявляется нарушением развития эмбриона, процессов имплантации (1-2 неделю беременности) и образования плаценты (3-6 неделю). В результате эмбриотоксического действия беременность или не развивается, или заканчивается самопроизвольным абортом.

Фетотоксическое действие связано с изменением функции органов и систем плода, а также обмена веществ в период с 9 по 38 неделю.

Мутагенное действие связано со стойким повреждением зародышевой клетки в период эмбриогенеза и ее генетического аппарата (до 12 недели беременности). Мутации могут проявляться в половых клетках, изменяя генотип потомства. Мутации в соматических клетках могут привести к развитию злокачественных образований (канцерогенному действию).

Безопасность ЛС должна изучаться на всех этапах продвижения препарата на фармацевтическом рынке (даже после тщательно проведенных доклинических и клинических испытаний). Одно только официальное разрешение на применение лекарства не является гарантией его безопасности для всех больных.

Диоксин – это ядовитое вещество, обладающее сильным иммунодепрессантным, мутагенным, канцерогенным и эмбриотоксическим действием. Риск заражения есть даже при осуществлении обычных бытовых процессов – кипячении водопроводной воды, стирке белья и употреблении блюд из жирного мяса.

Попадая с водой, пищей или воздухом в организм человека, яд вызывает серьезные нарушения процессов обмена, деления клеток, работы иммунной и эндокринной систем. Он стимулирует развитие злокачественных опухолей, пагубно воздействует на репродуктивную сферу у мужчин и женщин, поражает эмбрионы и становится причиной уродств и недоразвитости новорожденных.

Что такое диоксин?

Диоксины – группа сложных соединений, относящихся к хлористым производным органической химии. Это экотоксикант – вещество, образующееся исключительно в результате деятельности человека и противоестественное для окружающей среды. Относится к группе ксенобиотиков и является синтетическим кумулятивным ядом – накапливается в жировых клетках организма и очень медленно выводится. Период полураспада – от 7 до 11 лет.

Скопление яда в организме крайне отрицательно влияет на здоровье и приводит к тяжелейшим заболеваниям – раку, мутациям эмбрионов, хлоракне, поражениям печени, «химическому СПИДу».

Доза яда, вызывающая летальный исход, в тысячи раз меньше летальной дозы некоторых отравляющих веществ, применяемых в условиях боевых действий – например, зарина, зомана, табуна.

Образование и механизм токсического действия

Диоксины выделяются в результате взаимодействия хлористых соединений с органическими при высоких температурах. Чаще всего подобное происходит в промышленности – яды появляются в отходах и сточных водах предприятий металлургической, целлюлозно-бумажной, химической отрасли.

Известным примером глобального выброса диоксинов стала техногенная катастрофа в 1976 году в итальянском городе Севезо, на одном из химических предприятий которого произошел выброс облака яда в окружающую среду. В результате много лет после катастрофы в близлежащих городах рождались дети с болезнями и мутациями, а число патологий и смертность увеличились в разы.

Хлорфенольные пестициды часто используют для обработки растений от вредителей, а также для дефолиации. Если загорится лес, обработанный такими гербицидами, в атмосфере значительно увеличится концентрация диоксинов. Примером является дефолиация лесов во время Вьетнамской войны, когда после применения смеси синтетического происхождения Agent Orange пострадало целое поколение вьетнамцев.

Кроме того, по всему миру до сих пор существует много несанкционированных свалок. При сжигании техногенного мусора в воздух попадает большое количество отравляющих веществ.

Образуются ли диоксины при кипячении воды?

При кипячении чистой природной воды количество образующихся ядовитых веществ ничтожно мало. Оно гораздо выше при использовании воды из-под крана, содержание хлора в которой достаточно велико. Образование диоксинов при ее кипячении влечет за собой плохое самочувствие, слабость, снижение иммунитета.

Пути проникновения в организм

Диоксин поступает в организм человека с воздухом, водой и пищей, практически не имея преград. При вынашивании ребенка он попадает с плацентарной жидкостью. Значительное превышение уровня опасного соединения обнаруживается в воздухе городов и поселков, окружающих промышленные предприятия и находящихся на крупных автострадах. Лучшая среда для оседания этого вещества – жировые клетки.

Самые распространенные источники токсина среди пищевых продуктов:

• жирное мясо (свинина, баранина и др.);
• куриные яйца;
• жирная рыба (сельдь, сом и т. д.);
• молоко и молочные продукты;
• листовые растения.

Кроме того, при стирке хлорсодержащие средства контактируют с органическими соединениями на одежде, вследствие чего образуются яды.

У вещества нет запаха и вкуса, оно прозрачно, поэтому очень сложно понять, что произошло отравление.

Признаки интоксикации

В повседневной жизни, при отсутствии техногенных катастроф, диоксины накапливаются в человеческом организме долгие годы. При отравлении ими, носящем хронический характер, наблюдаются:

• Появление хлоракне – специфических воспалений кожных покровов.
• Нарушение работы эндокринной и нервной систем.
• Поражение покровов тканей и оболочек внутренних органов.

При значительном количестве отравляющего вещества появляются симптомы острой интоксикации:

• В течение первых 2-4 дней – слабость, головокружение и легкая тошнота.
• Покраснение и зуд кожи, возникновение рубцов в массовом порядке, хлоракне, пигментные пятна на веках и за ушами.
• Постоянная головная боль, ухудшение зрения.
• Снижение аппетита и, как следствие, потеря до трети массы тела.
• Сильная раздражительность, сонливость.
• Кашель, одышка, отхождение мокроты.
• Замедление регенеративных процессов кожных покровов: появившиеся раны на коже практически не заживают.
• Сильная отечность лица.

Если рассматривать каждый из симптомов в отдельности, легко можно перепутать отравление диоксинами с другими заболеваниями. Для установления правильной клинической картины необходимо обращать внимание на все признаки в совокупности.

Медицинская помощь при отравлении

Важно! Специфического антидота к диоксинам не существует.

Одна из особенностей отравления диоксинами – неуникальность симптомов. В домашних условиях сложно определить, что причиной плохого самочувствия являются именно эти вещества. Поэтому прежде всего необходимо немедленно отвезти пострадавшего в стационар для сдачи анализов.

Последствия воздействия диоксина на организм

Отравляющее вещество не только самостоятельно вмешивается в нормальную работу клеток, повреждая их ферменты, но и усиливает действие прочих токсинов – нитратов, хлорфенолов, и ртути. Организм становится более восприимчивым к воздействиям ионизирующей радиации.

Основные последствия интоксикации:

1. Снижение иммунитета из-за нарушения деления клеток, вплоть до «химического СПИДа».
2. Развитие злокачественных опухолей.
3. Сбои в работе эндокринной системы, расстройство процессов обмена.
4. Увеличение риска бесплодия либо появления детей с серьезными проблемами развития и даже мутациями.

Профилактика отравлений

Появление диоксинов связано с повсеместным загрязнением окружающей среды. Особенно опасны массовые сжигания пластмасс и загрязнение воды отходами предприятий. Избежать контакта с ядами невозможно, но можно снизить риск их поступления в организм.

Профилактические меры:

1. Продукты растительного и животного происхождения желательно выбирать из ассортимента фермерских предприятий, расположенных в экологически чистых районах.
2. Отказаться от приобретения продуктов питания импортного происхождения из-за большого количества нитратов и консервантов.
3. Снизить употребление жирной пищи (свинины, сельди и т.п.).
4. В домашних условиях не использовать для питья хлорированную воду.
5. Избегать выбора места жительства рядом с заводами или фабриками, а также вблизи полигонов бытовых отходов.

Из окружающей среды токсические элементы и их соединения мигрируют в различные экосистемы и по пищевым цепям, достигая больших концентраций в растениях и организмах животных разного уровня питания, попадают с пищей в организм человека.

Проникновение вредных веществ в тело человека может осуществляться непосредственно из воды и воздуха.

Большую роль в возникновении ВПР играют так называемые тератогенные факторы. Тератология - наука, изучающая причины возникновения, развития и профилактику врожденных пороков развития. Под термином «врожденные пороки» следует понимать стойкие морфологические изменения органа или всего организма, выходящие за пределы вариаций их строений. ВПР возникают внутриутробно в результате нарушения процессов развития зародыша или (много реже) после рождения ребенка, как следствие нарушения дальнейшего формирования органов.

Факторы окружающей среды, оказывающие повреждающее действие на эмбрион, называются эмбриотоксическими.

Тератогенные факторы в эмбриологии.

1. Физические факторы.

а) радиационное воздействие. Специфического комплекса пороков ионизирующее излучение не дает, однако, наиболее часто в таких случаях наблюдаются пороки нервной системы и черепа.

б) механическое воздействие. Возможно неправильное формирование органов плода (встречаются врожденные ампутации пальцев или стоп, сращивание отдельных органов и т.д.). В отдельных случаях может наблюдаться смерть плода.

2. Химические факторы.

Данные литературы о значении того или иного химического фактора в происхождении ВП исключительно противоречивы, а иногда и явно ошибочны.

Причины таких ошибок связаны главным образом с ретроспективным характером исследования, отсутствием адекватного контроля и большой возможностью сочетания рождения ребенка с ВП и воздействием на беременную женщину различных химических веществ. Все исследователи солидарны в том, что новые химические вещества, включая и медикаменты, прошедшие испытания на животных, до клинической апробации на тератогенность беременным женщинам лучше не назначать.

Но если применение лекарственных препаратов необходимо, то следует учитывать химическое строение вещества, его способность преодолевать плацентарный барьер, суммарную и одноразовую дозу введенного в организм беременной вещества, скорость распространения вещества.

Большое значение имеет доза вещества. Важно и то, как вводится медикамент: дробными дозами и неоднократно или за короткий отрезок времени получена «ударная» доза препарата. Дело в том, что некоторые препараты при хроническом применении стимулируют выработку метаболических ферментов, в результате чего эти препараты быстро выводятся из организма и не достигают концентрации, при которой возможен тератогенный эффект. Для некоторых гормонов известна обратная зависимость: длительное применение малых доз дает больший тератогенный эффект, чем однократная суммарная доза.

Тератогенное действие лекарственных веществ.

Из группы транквилизаторов тератогенная активность на эмбрионы человека доказана лишь для талидомида и диазепама. Талидомид – малотоксичный для взрослого организма препарат, введенный в организм беременной женщины приводит к нарушениям в строении верхних и нижних конечностей плода, к аномалиям наружного уха и глаз. Нарушения при этом внутренних органов редки, чаще других наблюдаются пороки желудочно-кишечного тракта, сердца и почек.

Диазепам значительно увеличивает частоту рождения детей с расщелиной губы и неба.

К тератогенам следует отнести и некоторые противосудорожные препараты, приводящие в организме к дефициту фолиевой кислоты, которая принимает активное участие в синтезе нуклеиновых кислот и нуклеотидов.

В случае приема варфарина у детей наблюдались нарушения строения носа, изменения в строении зрительных нервов, задержка развития.

Химические вещества, применяемые в быту и промышленности. Наибольший интерес исследователей привлекал алкоголь.

На значение хронического алкоголизма матери в происхождении врожденных пороков указывалось давно. Еще в 1959 г. Л.А. Богданович писал о том, что у женщин, которые хронически употребляют спиртные напитки, дети в 34,5 % случаев рождаются недоношенными, в 19 % - физически ослабленными и 3% случаев наблюдаются ВП развития. В таких случаях дети рождаются с дефицитом роста, массы тела, общей задержкой физического и психического развития. Наблюдалась частая поражаемость центральной нервной системы. Нередки пороки сердца и почек.

Причинно-следственная связь курения с врожденными пороками не установлена, однако известно, что масса тела новорожденных у курящих матерей ниже, чем у некурящих, чаще разрывы плодных оболочек и преждевременная отслойка плаценты. Это все объясняют прямым воздействием никотина на кровеносные сосуды матери и изменением состава крови матери.

Широко применяемые в промышленности и сельском хозяйстве бензин, бензол, фенолы, окись азота, многие ядохимикаты, а также свинец и пары ртути обладают эмбриотоксическими свойствами. Воздействие их может вызвать смерть плода или рождение ослабленного ребенка.

Наркотики. Вещества разных химических групп оказывают неодинаковое действие на организм матери, а как следствие и на плод. Опиаты (морфин, запрещенный к применению, героин) влияют мозаично (одни центры активизируют, другие тормозят). Кокаин, препараты конопли вызывают галлюцинации. При введении морфина и его аналогов сильно угнетается дыхательный центр, нередки смерти от остановки дыхания.

Канцерогенами называются химические вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей или сокращает период их развития у человека или животных.

Судьба этих веществ в организме, как и других ксенобиотиков, подчиняется общим законам токсикокинетики. Однако в действии на организм им присущ ряд особенностей. Так, развивающиеся под их влиянием эффекты носят отсроченный характер и являются следствием, как правило, длительного кумулятивного действия в малых дозах. Активность рассматриваемой группы веществ в отношении молекул - носителей наследственности в известной степени уникальна.

В настоящее время около 20 веществ, достаточно широко используемых в промышленности, отнесены к числу канцерогенов для человека (однако этот список постоянно увеличивается). Кроме того, убедительно доказано, что работа на целом ряде производств сопряжена с риском канцерогенеза, хотя конкретные причины (вещества), провоцирующие процесс не установлены. Это производства по синтезу аминов (рак мочевого пузыря), обработка изделий из хрома (рак лёгких), кадмия (рак простаты), никеля (рак слизистой полости носа и лёгких), резины (рак легких), гематитовые шахты (рак лёгких). Данные о смертности от новообразований, сопряженных с профессиональной деятельностью противоречивы. По оценкам специалистов США она может составлять от 5 до 20% всех смертей от рака в этой стране.

В ряде случаев канцерогенез есть результат сочетанного действия ксенобиотиков. Так, ведущим канцерогенным фактором для человека является табачный дым. Показано, что около 90% случаев рака лёгких есть следствие неумеренного курения. До 30% смертей от рака мочевого пузыря и желудочно-кишечного тракта также связано с этой привычкой.

Канцерогенными свойствами обладают некоторые вещества природного происхождения, например афлатоксины (провоцируют развитие рака печени). Высокое содержание афлатоксинов отмечается в продуктах питания, потребляемых жителями некоторых регионов мира (Африка, Восточная Азия). Здесь эти вещества поступают в организм человека в дозах, во много раз превосходящих канцерогенные для экспериментальных животных.

Индукция опухолевого роста химическими веществами - сложный, многостадийный процесс, включающий взаимодействие факторов окружающей среды и эндогенных факторов. Особенностью химического канцерогенеза является длительный период, отделяющий воздействие вещества, вызывающего опухолевый рост, от появления опухоли. Длительность периода не может быть объяснена медленным процессом созревания опухоли, т.е. превращением её из микро- в макрообразование. В ходе этого периода в "поврежденной" клетке осуществляются сложные процессы, течение которых иногда не возможно без действия дополнительных веществ (или факторов), приводящие, в конечном итоге, к её неопластической трансформации. Канцерогенез проходит через несколько стадий перед тем, как окончательно сформируется собственно опухоль. В эксперименте, как правило, выделяют три таких стадии развития опухоли: инициации, промоции, прогрессии.

Мутации - это наследуемые изменения генетической информации, хранящейся в ДНК клеток. Различные факторы химической и физической природы способны вызывать мутации. Наиболее изученными являются последствия действия ионизирующей радиации и таких веществ, как сернистый и азотистый иприты, эпоксиды, этиленимин, метилсульфонат и т.д. Химические вещества, способные вызывать мутации называются мутагенами.

Основными видами мутаций, вызываемых химическими веществами, являются: 1) точечная мутация, связанная с модификацией одного нуклеотида в структуре ДНК, (замещение нуклеотида, выпадение нуклеотида из цепи, включение дополнительного нуклеотида в цепь); 2) хромосомные аберрации, т.е. изменение структуры хромосом (разрывы молекул ДНК, транслокации фрагментов ДНК) или числа хромосом в клетке.

Часть химические вещества способны вызывать мутации лишь тех клеток, которые находятся в определенной фазе цикла, это так называемые цикло-специфичные вещества. Другие действуют на генетический аппарат не зависимо от того, в каком периоде клеточного цикла находится клетка (цикло-неспецифичные). Такая особенность в действии веществ определяется механизмом, посредством которого токсикант повреждает ДНК (см. выше). К числу цикло-неспецифичных принадлежат мутагены, способные вызывать химическое повреждение нуклеотидов (алкилирующие агенты и химические модификаторы нуклеотидов). Все остальные мутагены являются цикло-специфичными.

Репродуктивная функция осуществляется как сложноорганизованная последовательность физиологических процессов, протекающих в организме отца, матери, плода. Токсиканты могут оказывать неблагоприятное воздействие на любом этапе реализации функции.

Неблагоприятное действие токсикантов (и их метаболитов) на мужские и женские органы репродуктивной системы может быть обусловлено либо нарушением механизмов физиологической регуляции их функций, либо прямыми цитотоксическими эффектами.

Вещества, предположительно нарушающие репродуктивные функции:

* - фактор, действующий главным образом на мужчин

Основными проявлениями токсического действия химических веществ на органы и ткани, ответственные за репродуктивные функции организма, и непосредственно на плод, являются: бесплодие и тератогенез.

Существует четыре типа патологии развития плода: гибель, уродства, замедление роста, функциональные нарушения.

В ходе изучения тератогенеза, удалось выявить ряд закономерностей, среди них основными являются: 1) токсикокинетические; 2) генетической предрасположенности; 3) критических периодов чувствительности; 4) общности механизмов формирования; 5) дозовой зависимости.

Особенности токсикокинетики. Тератогенным действием на плод обладают лишь вещества, хорошо проникающие через плацентарный барьер. Многие тератогены подвергаются в организме матери или плода биоактивации

Генетическая предрасположенность. Чувствительность к тому или иному тератогену существенно различается у представителей различных видов, подвидов и даже индивидов одного и того же вида.

Критические периоды чувствительности. Период наивысшей чувствительности к тератогенам, в котором они оказывают наиболее значимое действие на плод и индуцируют появление грубых морфологических дефектов, это период закладки зародышевых листков и начала органогенеза (первые 12 недель эмбрионального развития). Период органогенеза начинается после дифференциации зародышевых листков и завершается формированием основных органов. За периодом органогенеза следуют периоды гистогенеза и функционального созревания органов и тканей плода.

Механизмы формирования. Различные вещества с различным механизмом токсичности, при действии на плод в один и тот же критический период, часто вызывают одинаковые виды нарушений. Из этого следует, что значимым является не столько механизм действия токсиканта, сколько сам факт повреждения клеточных элементов на определенном этапе развития организма, инициирующий во многом одинаковый каскад событий, приводящих к уродствам.

Дозовая зависимость действия. Большинство тератогенов имеют некий порог дозовой нагрузки, ниже которого вещество не проявляет токсических свойств. По всей видимости, появление дефектов развития предполагает повреждение некоего критического количества клеток, выше того, которое эмбрион в состоянии быстро компенсировать. Если количество поврежденных клеток будет ниже этого уровня, действие токсиканта пройдет без последствий, если значительно выше - произойдет гибель плода.

Методы лабораторного контроля воздушного бассейна, водной среды и почвы за содержанием основных токсических веществ

Вода является одним из самых ценных природных ресурсов нашей планеты, без нее невозможно существование человечества. Антропогенное загрязнение естественных водоемов началось много веков назад, постоянно возрастало с развитием цивилизации и в настоящее время достигло планетарных масштабов. Основные загрязнители: неорганические соединения; летучие органические соединения; органические соединения средней летучести; полициклические ароматические углеводороды; пестициды, гербициды и бифенилы; фенолы; анилины и нитроароматические соединения; бензидины; оловоорганические соединения; другие соединения. При проведении исследования вод различного происхождения: отбор пробы; пробоподготовка; обнаружение и идентификация ожидаемых компонентов; измерение концентрации найденных компонентов. Методы анализа, используемые в современных лабораториях, занимающихся контролем окружающей среды, включают: 1.различные варианты оптических методов анализа (например, спектрофотометрия в видимой УФ- и ИК-областях, атомно-абсорбционная и эмиссионная спектрометрия); 2.хроматографические методы (газовая, жидкостная, сверхкритическая); 3.электроаналитические методы (вольтамперометрия, ионометрия и другие). Ни один из перечисленных методов не является универсальным, некоторые из них пригодны для определения только органических веществ, другие – неорганических. Мероприятия, проводимые для очистки воды : очистка поверхностных и подземных вод, методики обеззараживания питьевой воды. очистка и обеззараживание канализационных и сточных вод, оборудование и методы лабораторного контроля качества питьевой воды, реагенты, фильтрующие материалы и их влияние на эффективность очистки воды, энергосбережение в работе водоканалов, порядок и механизмы ценообразования в системе водоснабжения населения, медицинские и гигиенические аспекты водоснабжения; создание централизованной информационной базы данных по фирмам и организациям водной отрасли экономики. Показатели качества сбрасываемых сточных вод определяются на каждом выпуске их в водные объекты, а также в точках передачи в городскую канализацию. Определение концентрации загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах производится постоянно или периодически путем гидрохимических анализов . Порядок лабораторного контроля за сбросом сточных вод, периодичность, время и места отбора проб устанавливаются, исходя из режима сброса загрязняющих веществ, и согласовываются с областными и Минским городским комитетами по экологии. Одновременно с отбором проб для анализов производится учет объемов сбрасываемых сточных вод. Анализ качества сбрасываемых сточных вод производится на содержание в них нефтепродуктов, взвешенных веществ, сухого остатка, сульфатов, хлоридов, фосфатов, азота аммонийного, нитратов, нитритов, СПАВ, фенолов, меди, цинка, хрома, никеля, железа, кобальта, свинца, молибдена, кадмия, роданидов, цианидов, а также других ингредиентов. Для определения годового количества загрязняющих веществ в составе сточных вод используется средневзвешенная концентрация , если одновременно с отбором проб производился учет объемов сбрасываемых сточных вод. В противном случае в расчет принимается средняя из зарегистрированных концентраций. Анализы проводятся в гидрохимлаборатории.Лабораторный контроль за загрязнением атмосферного воздуха вокруг предприятия используется для оценки эффективности мероприятий, используемых для снижения экологической нагрузки. Естественно, что такой контроль необходим, поскольку он дает объективную информацию о реальной экологической ситуации. Установка станций слежения за состоянием атмосферного воздуха. Организация лабораторного мониторинга. Классические загрязнители - диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, пыль - контролируются повсеместно, специфические загрязнители атмосферы - оксид азота, сероводород, сероуглерод, фенол, формальдегид, ДМТ, динил, параксилол, метанол, аммиак, бензпирен. Лабораторный контроль за состоянием почвы показывает повышенное содержание хрома меди, никеля, цинка, кадмия, марганца. Производится забор проб в различных частях населенного пункта и в лабораторных условиях проводится анализ на содержание токсических веществ, а так же их концентрации (соответствуют ли они ПДК).

57. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ОСБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МЕМБРАННЫХ ОРГАНОИДОВ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ .

Эукариотическая клетка состоит из трех основных компонентов: плазматическая мембрана, ядро и цитоплазма с органоидами.Органоиды (органеллы) - постоянные клеточные структуры, обеспечивающие выполнение клеткой специфических функций. Каждый органоид имеет определенное строение и выполняет определенные функции.

Различают: мембранные органоиды - имеющие мембранное строение, причем они могут быть одномембранными (эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных клеток) и двумембранными (митохондрии, пластиды, ядро). Кроме мембранных могут быть и немембранные органоиды - не имеющие мембранного строения (хромосомы, рибосомы, клеточный центр и центриоли, реснички и жгутики с базальными тельцами, микротрубочки, микрофиламенты).

В основе строения всех мембранных органоидов лежит биологическая мембрана. Согласно жидкостно-мозаичной модели, мембрана – жидкая динамическая система, с мозаичным расположением белков и липидов. Мембраны органоидов отличаются друг от друга лишь наборами входящих в них белков. Липиды (фосфолипиды, сфинголипиды, холестерин), составляют до 45 % массы мембран. Молекула фосфолипида состоит из полярной (гидрофильной) части (головка) и аполярного (гидрофобного) двойного углеводородного хвоста. В водной фазе молекулы фосфолипидов автоматически агрегируют хвост к хвосту, формируя каркас биологической мембраны в виде бислоя. В мембране хвосты фосфолипидов направлены внутрь бислоя, а головки обращены к наружи. Белки составляют более 50% массы мембран. Большинство мембранных белков имеет глобулярную структуру.Интегральные мембранные белки прочно встроены в липидный бислой. Их гидрофобные аминокислоты взаимодействуют с фосфатными группами фосфолипидов, а гидрофобные – с цепями жирных кислот. Примеры интегральных мембранных белков – белки ионных каналов и рецепторные белки (мембранные рецепторы). Молекула белка, проходящая через всю толщу мембраны и выступающая из нее как на наружной, так и на внутренней поверхности, - трансмембранный белок. Кэппинг – скопление интегральных белков на одном участке мембраны.Периферические мембранные белки (фибриллярные и глобулярные) находятся на одной из поверхностей клеточной мембраны и нековалентно связаны с интегральными мембранными белками. Примеры периф. мембр. белков, связанных с наружной поверхностью мембраны – рецепторные и адгезионные белки. Примеры периф. мембр. белков, связанных с внутренней поверхностью мембраны – белки цитоскелета (спектрин, анкирин, дистрофин), белки системы вторичных посредников.

Углеводы (преимущественно олигосахариды) входят в состав гликопротеинов мембраны, оставляя 2 – 10% ее массы. Цепи олигосахаридов, ковалентно связанных с гликопротеинами и гликолипидами плазмолеммы, выступают на наружной поверхности мембран клетки и формирует гликокаликс.

Основные функции плазматической мембраны: избирательная прницаемость, эндоцитоз и экзоцитоз.

Одномембранные органоиды.
1. Эндоплазматический ретикулум (ЭПР). Представляет собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство - полости ЭПР. Мембраны с одной стороны связаны с наружной цитоплазматической мембраной, с другой - с наружной оболочкой ядерной мембраны. Различают два вида ЭПР: шероховатый, содержащий на своей поверхности рибосомы и представляющий собой совокупность уплощенных мешочков и гладкий, мембраны которого рибосом не несут.
Функции: разделяет цитоплазму клетки на изолированные отсеки, обеспечивая, тем самым пространственное отграничение друг от друга множества параллельно идущих различных реакций. Осуществляет синтез и расщепление углеводов и липидов, стероидных гормонов, детоксикация, депонирование ионов кальция (гладкий ЭПР) и обеспечивает синтез белка (шероховатый ЭПР), накапливает в каналах и полостях, а затем транспортирует к органоидам клетки продукты биосинтеза.
2. Аппарат Гольджи. Органоид, обычно расположенный около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи центриоли), образован стопкой из 3-10 уплощенных цистерн с расширенными краями, с которой связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи). Цистерны АГ образуют три основных компартмента: цис-сторона, транс-сторона, промежуточный компартмент. Цис-сторона более осмиофильная, включает цистерны, обращенные к расширенным элементам гранулярной эндоплазматической сети, а также небольшие транспортные пузырьки.Транс-сторона образована цистернами, обращенными к вакуолям и секреторным гранулам. На небольшом расстоянии от краевой цистерны транс-стороны лежит транс-сеть. Промежуточный компартмент включает небольшое количество цистерн между цис- и транс-сторонами.
Функции: 1. Модификация секреторного продуктв; ферменты АГ гликозилируют белки и липиды; образующиеся гликопротеины, протеогликаны, гликолипиды и сульфатированные гликозааминогликаны предназначены для последующей секреции; 2. Концентрирование секреторных продуктов происходит в конденсирующих вакуолях, расположенных на транс-стороне. 3. Упаковка секреторного продукта, образование участвующих в экзоцитозе секреторных гранул; 4. Сортировка и упаковка секреторного продукта, образование секреторных гранул.
3. Лизосомы. Самые мелкие одномембранные органоиды клетки, представляющие собой пузырьки диаметром 0,2-0,8 мкм, содержащие до 60 гидролитических ферментов (рибонуклеазы, катепсины, сульфатазы, фосфолипазы, гликозидазы и др.) активных в слабокислой среде, для поддержания которой в мембрану лизосомы встроен протонный насос (Н + , К + -АТФаза). Образование лизосом происходит в аппарате Гольджи, куда из ЭПР поступают синтезированные в нем ферменты.
Различают: первичные лизосомы - лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи и содержащие ферменты в неактивной форме и вторичные лизосомы - лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с пиноцитозными или фагоцитозными вакуолями; в них происходит переваривание и лизис поступивших в клетку веществ (поэтому часто их называют пищеварительными вакуолями):
Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки. Иногда с участием лизосом происходит саморазрушение клетки. Этот процесс называют автолизом. Обычно это происходит при некоторых процессах дифференцировки (например, замена хрящевой ткани костной).
4. Пероксисомы – мембранные пузырьки размером 0,1-0,5 мкм с электронноплотной сердцевиной. В составе мембраны органеллы находятся специфические белки – пероксины, а в матриксе – матричные белки (каталаза, пероксидаза), катализирующие анаболические (биосинтез желчных кислот) и катаболические (β-окисление длинных цепей жирных кислот, деградация ксенобиотиков) процессы. Все компоненты пероксисом поступают из цитозоля. Продолжительность жизни пероксисом 5-6 суток. Новые органеллы возникают из предшествующих путем их деления.

5. Вакуоли - это полости, ограниченные мембраной; хорошо выражены в клетках растений и имеются у простейших. Возникают в разных участках расширений эндоплазматической сети. И постепенно отделяются от нее. Вакуоли поддерживают тургорное давление, в них сосредоточен клеточный или вакуолярный сок, молекулы которого определяют его осмотическую концентрацию. Считается, что первоначальные продукты синтеза - растворимые углеводы, белки, пектины и др. - накапливаются в цистернах эндоплазматической сети. Эти скопления и представляют собой зачатки будущих вакуолей.

Двухмембранные органоиды.

1. Ядро клетки играет основную роль в ее жизнедеятельности.
Ядро окружено двойной мембраной, в состав ядерной оболочки входят наружная и внутренняя ядерные мембраны, перинуклеарные цистерны, ядерная пластинка, ядерные поры. На поверхности наружной ядерной мембраны расположены рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарные цистерны, рассматриваемые как часть гранулярного ЭПР. Внутр. ядерная мембрана отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой. Ядерная пластинка толщиной 80 300 нм участвует в организации ядерной оболочки и перинуклеарного хроматина, может разделять комплексы ядерных пор и дезинтегрировать ядро в ходе митоза; содержит белки промежуточных филаментов – ламины А, В, С. Ядерная пора имеет диаметр 80 – 150 нм, содержит канал поры и комплекс ядерной поры. Содержимое ядра сообщается с цитозолем через ядерные поры, осуществляющие диффузию воды, ионов и транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Перенос макромолекул через ядерные поры осуществляют транспортные белки – кариоферины. Внутри ядра находится хроматин - спирализованные участки хромосом. Различают гетерохроматин (транскрипционно неактивный, конденсированный хроматин интерфазного ядра) и эухроматин (транскрипционно активный). Каждая хромосома содержит одну длинную молекулу ДНК и ДНК-связывающие белки; хроматин в составе хромосомы образует многочисленные петли. Хромосома состоит из структурных единиц – нуклеосом – сферических структур диаметром 10 нм.

Ядерный матрикс содержит сеть рибонуклеопротеинов, ядерные рецепторы, ферменты (АТФаза, ГТФаза, ДНК- и РНК-полимеразы) и множество других молекул, часто образующих ассоциации – ядерные частицы. В матриксе происходит транскрипция и процессинг мРНК и рРНК.

Ядрышко – компактная структура в ядре интерфазных клеток. Различают в ядрышке фибриллярный центр (ДНК, кодирующая рРНК) и фибриллярный компонент, где протекают ранние стадии образования предшественников рРНК, состоит из тонких рибонуклеопротеиновых фибрилл и транскрипционно активных участков ДНК; гранулярный компанент, содержит зрелые предшественники рибосомных субединиц, имеющих диаметр 15 нм.. Основные функции ядрышка – синтез рРНК и образование субединиц рибосом.
Функции ядра состоят в регуляции всех жизненных отправлений клетки, которую оно осуществляет при помощи ДНК и РНК-материальных носителей наследственной информации. В ходе подготовки к делению клетки ДНК удваивается, в процессе митоза хромосомы расходятся и передаются дочерним клеткам, обеспечивая преемственность наследственной информации у каждого вида организмов. .
2. Митохондрии. Двухмембранные органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Длина митохондрий 1,5-10 мкм, диаметр - 0,25-1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах, от 1 до 100 тыс., и зависит от ее метаболической активности. Число митохондрий может увеличиваться путем деления, так как эти органоиды имеют собственный геном (кольцевая ДНК, мРНК, тРНК, рРНК). Наружная мембрана митохондрий гладкая, проницаема для многих молекул. В межмембранном пространстве накапливаются ионы Н + , выкачиваемые из матрикса, что создает протонный градиент концентрации по обе стороны внутр. мембраны. Внутренняя мембрана образует многочисленные впячивания – кристы, их число может колебаться в зависимости от функций клетки, они увеличивают поверхность внутренней мембраны. Внутр. мембрана содержит транспортные системы для переноса веществ (АТФ, АДФ, Рi, пирувата, дифосфатов и др.) в обоих напрвлениях и комплексы цепи переноса электронов, связанные с ферментами окислительного фосфорилирования.
Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом. В матриксе содержатся кольцевая молекула митохондриальной ДНК, специфические иРНК, тРНК и рибосомы (прокариотического типа), осуществляющие автономный биосинтез части белков, входящих в состав внутренней мембраны. Но большая часть генов митохондрии перешла в ядро, и синтез многих митохондриальных белков происходит в цитоплазме. Кроме того, содержатся ферменты, образующие молекулы АТФ. Митохондрии способны размножаться путем деления.
Функции митохондрий – окисление в цикле Кребса, транспорт электронов, хемиосмотическое сопряжение, фосфорилирование АДФ, сопряжение окисления и фосфорилирования, функцию контроля внутриклеточной концентрации кальция, синтез белков, образование тепла. Велика их роль в апоптозе.

3. Пластиды. Различают три основных типа пластид: лейкопласты - бесцветные пластиды в клетках не-окрашенных частей растений, хромопласты - окрашенные пластиды желтого, красного и оранжевого цвета, хлоропласты - зеленые пластиды.
Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Наиболее часто происходит превращение лейкопластов в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету) обратный процесс происходит в темноте. При пожелтении листьев и покраснении плодов хлоропласты превращаются в хромопласты. Считают невозможным только превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты.
Хлоропласты. Основная функция – фотосинтез. Хлоропласты высших растений имеют размеры 5-10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет складчатую структуру. В результате образования выпячиваний внутренней мембраны, возникает система ламелл и тилакоидов. Внутренняя среда хлоропластов - строма - содержит кольцевую ДНК и рибосомы прокариотического типа. Пластиды способны к автономному делению, как и митохондрии.

Таким образом, клетка обладает тонкой и весьма сложной организацией. Обширная сеть цитоплазматических мембран и мембранный принцип строения органоидов позволяют разграничить множество одновременно протекающих в клетке химических реакций. Каждое из внутриклеточных образований имеет свою структуру и специфическую функцию, но только при их взаимодействии возможна гармоничная жизнедеятельность клетки.На основе такого взаимодействия вещества из окружающей среды поступают в клетку, а отработанные продукты выводятся из нее во внешнюю среду - так совершается обмен веществ.