Kiumbe cha binadamu kinawakilisha mfumo mgumu wa kibaolojia katika viwango mbalimbali vya shirika, kutoka ngazi ya molekuli-seli hadi tishu na viungo. Kiumbe hiki ni mfumo wazi, unaobadilishana maada na nishati na mazingira kupitia athari nyingi za kibayolojia katika usawa wa nguvu. Mazingira yanaweza kuchafuliwa, au kuchafuliwa na sumu mbalimbali.

Kupenya kwa molekuli au ioni za sumu kutoka kwa kazi au mazingira ya kuishi ndani ya mfumo kama huo wa kibayolojia ulioratibiwa kwa nguvu kunaweza kuvuruga kwa njia mbadala au kwa njia isiyoweza kurekebishwa michakato ya kawaida ya kibaolojia ya seli, au hata kuumiza na kuharibu seli (angalia "Jeraha la seli na kifo cha seli").

Kupenya kwa sumu kutoka kwa mazingira kwenda kwa tovuti ya athari yake ya sumu ndani ya kiumbe kunaweza kugawanywa katika hatua tatu:

1. Awamu ya mfiduo inajumuisha michakato yote inayotokea kati ya sumu mbalimbali na/au ushawishi juu yake wa mambo ya mazingira (mwanga, joto, unyevu, n.k.). Mabadiliko ya kemikali, uharibifu, uharibifu wa viumbe (na viumbe vidogo) pamoja na kutengana kwa sumu inaweza kutokea.
2. Awamu ya toxicokinetic inajumuisha kunyonya kwa sumu ndani ya kiumbe na taratibu zote zinazofuata usafiri na maji ya mwili, usambazaji na mkusanyiko katika tishu na viungo, biotransformation kwa metabolites na kuondoa (excretion) ya sumu na / au metabolites kutoka kwa viumbe.
3. Awamu ya toxicodynamic inarejelea mwingiliano wa sumu (molekuli, ayoni, koloidi) na tovuti maalum za kutenda ndani au ndani ya seli-vipokezi-hatimaye hutokeza athari ya sumu.

 

Hapa tutazingatia tu michakato ya toxicokinetic ndani ya kiumbe cha binadamu kufuatia kuathiriwa na sumu katika mazingira.

Molekuli au ioni za sumu zilizopo katika mazingira zitapenya ndani ya viumbe kupitia ngozi na mucosa, au seli za epithelial za njia ya kupumua na ya utumbo, kulingana na hatua ya kuingia. Hiyo ina maana kwamba molekuli na ayoni za sumu lazima zipenye kupitia utando wa seli za mifumo hii ya kibaolojia, na pia kupitia mfumo mgumu wa endembranes ndani ya seli.

Michakato yote ya toxicokinetic na toxicodynamic hutokea kwenye ngazi ya molekuli-seli. Sababu nyingi huathiri michakato hii na zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili vya msingi:

• katiba ya kemikali na mali ya physicochemical ya sumu
• muundo wa seli hasa mali na kazi ya utando karibu na seli na organelles yake ya ndani.

 

Sifa za Kifizikia-Kemikali za Vinywaji vya sumu

Mnamo 1854, mtaalam wa sumu wa Urusi EV Pelikan alianza masomo juu ya uhusiano kati ya muundo wa kemikali wa dutu na shughuli zake za kibaolojia - uhusiano wa shughuli za muundo (SAR). Muundo wa kemikali huamua moja kwa moja mali ya physico-kemikali, ambayo baadhi yao huwajibika kwa shughuli za kibiolojia.

Ili kufafanua muundo wa kemikali, vigezo vingi vinaweza kuchaguliwa kama maelezo, ambayo yanaweza kugawanywa katika vikundi anuwai:

1. Kemikali ya kifizikia:

• jumla - kiwango myeyuko, kiwango cha mchemko, shinikizo la mvuke, utengano wa mara kwa mara (pK_a)
• uwezo wa umeme-ionization, mara kwa mara dielectric, dipole moment, molekuli: uwiano wa malipo, nk.
• kemikali ya quantum—chaji ya atomiki, nishati ya dhamana, nishati ya resonance, msongamano wa elektroni, utendakazi tena wa molekuli, n.k.

 

 2. Steric: kiasi cha molekuli, umbo na eneo la uso, sura ya muundo, utendakazi wa molekuli, nk.
 3. Miundo: idadi ya vifungo idadi ya pete (katika misombo ya polycyclic), kiwango cha matawi, nk.

 

Kwa kila toxicant ni muhimu kuchagua seti ya maelezo kuhusiana na utaratibu fulani wa shughuli. Walakini, kwa mtazamo wa toxicokinetic vigezo viwili ni vya umuhimu wa jumla kwa sumu zote:

• Mgawo wa kizigeu cha Nernst (P) huanzisha umumunyifu wa molekuli za sumu katika mfumo wa maji wa oktanoli (mafuta) wa awamu mbili, unaohusiana na lipo- au umumunyifu wao wa maji. Kigezo hiki kitaathiri sana usambazaji na mkusanyiko wa molekuli za sumu katika viumbe.
• Kutengana mara kwa mara (pK_a) hufafanua kiwango cha ionization (utengano wa electrolytic) wa molekuli za sumu katika cations na anions zilizoshtakiwa kwa pH fulani. Hii mara kwa mara inawakilisha pH ambayo ionization 50% hupatikana. Molekuli zinaweza kuwa lipophilic au hydrophilic, lakini ayoni huyeyushwa pekee katika maji ya maji ya mwili na tishu. Kujua pK_a inawezekana kuhesabu kiwango cha ionization ya dutu kwa kila pH kwa kutumia equation ya Henderson-Hasselbach.

 

Kwa vumbi na erosoli za kuvuta pumzi, saizi ya chembe, umbo, eneo la uso na msongamano pia huathiri toxicokinetics yao na toxico- mienendo.

Muundo na Sifa za Utando

Seli ya yukariyoti ya viumbe vya binadamu na wanyama imezungukwa na utando wa cytoplasmic unaodhibiti usafirishaji wa vitu na kudumisha homeostasis ya seli. Oganeli za seli (nucleus, mitochondria) zina utando pia. Saitoplazimu ya seli imeunganishwa na miundo tata ya utando, retikulamu ya endo-plasmic na Golgi complex (endomembranes). Utando huu wote ni sawa kimuundo, lakini hutofautiana katika maudhui ya lipids na protini.

Mfumo wa kimuundo wa membrane ni bilayer ya molekuli za lipid (phospholipids, sphyngolipids, cholesterol). Uti wa mgongo wa molekuli ya phospholipid ni glycerol na vikundi viwili vyake vya -OH vilivyoimarishwa na asidi ya mafuta ya aliphatic na atomi za kaboni 16 hadi 18, na kundi la tatu lililowekwa na kikundi cha phosphate na kiwanja cha nitrojeni (choline, ethanolamine, serine). Katika sphyngolipids, sphyngosine ni msingi.

Molekuli ya lipid ni amphipatic kwa sababu inajumuisha "kichwa" cha hydrophilic polar (alkoholi ya amino, phosphate, glycerol) na "mkia" wa mapacha yasiyo ya polar (asidi ya mafuta). Bilayer ya lipid imepangwa ili vichwa vya hydrophilic vitengeneze uso wa nje na wa ndani wa membrane na mikia ya lipophilic imeinuliwa kuelekea mambo ya ndani ya membrane, ambayo ina maji, ioni mbalimbali na molekuli.

Protini na glycoproteins huingizwa ndani ya lipid bilayer (protini za ndani) au kushikamana na uso wa membrane (protini za nje). Protini hizi huchangia katika uadilifu wa muundo wa utando, lakini pia zinaweza kufanya kama vimeng'enya, wabebaji, kuta za pore au vipokezi.

Utando unawakilisha muundo unaobadilika ambao unaweza kutenganishwa na kujengwa upya kwa uwiano tofauti wa lipids na protini, kulingana na mahitaji ya utendaji.

Udhibiti wa usafirishaji wa vitu ndani na nje ya seli huwakilisha moja ya kazi kuu za utando wa nje na wa ndani.

Baadhi ya molekuli za lipophilic hupita moja kwa moja kupitia bilayer ya lipid. Molekuli za haidrofili na ioni husafirishwa kupitia pores. Utando hujibu mabadiliko ya hali kwa kufungua au kuziba pores fulani za ukubwa mbalimbali.

Taratibu na taratibu zifuatazo zinahusika katika usafirishaji wa vitu, pamoja na sumu, kupitia utando:

• kuenea kwa lipid bilayer
• kuenea kwa pores
• usafiri na carrier (kuwezesha kuenea).

 

Michakato inayotumika:

• usafiri amilifu na mtoa huduma
• endocytosis (pinocytosis).

 

Tofauti

Hii inawakilisha mwendo wa molekuli na ayoni kupitia lipid bilayer au tundu kutoka eneo la mkusanyiko wa juu, au uwezo wa juu wa umeme, hadi eneo la mkusanyiko wa chini au uwezo ("kuteremka"). Tofauti katika mkusanyiko au chaji ya umeme ni nguvu inayoendesha inayoathiri ukubwa wa mtiririko katika pande zote mbili. Katika hali ya usawa, kufurika itakuwa sawa na efflux. Kasi ya usambaaji hufuata sheria ya Ficke, inayosema kwamba inawiana moja kwa moja na uso unaopatikana wa utando, tofauti ya ukolezi (chaji) gradient na mgawo wa uenezi wa tabia, na inawiana kinyume na unene wa utando.

Molekuli ndogo za lipofili hupita kwa urahisi kupitia safu ya lipid ya utando, kulingana na mgawo wa kizigeu cha Nernst.

Molekuli kubwa za lipophilic, molekuli za mumunyifu wa maji na ioni zitatumia njia za pore za maji kwa njia yao. Ukubwa na usanidi wa stereo utaathiri kifungu cha molekuli. Kwa ions, badala ya ukubwa, aina ya malipo itakuwa maamuzi. Molekuli za protini za kuta za pore zinaweza kupata malipo chanya au hasi. Matundu membamba huwa ya kuchagua—mishipa yenye chaji hasi itaruhusu kupita kwa milio pekee, na kano zenye chaji chanya zitaruhusu kupitisha kwa anions pekee. Pamoja na ongezeko la kipenyo cha pore mtiririko wa hydrodynamic hutawala, kuruhusu upitishaji wa bure wa ioni na molekuli, kulingana na sheria ya Poiseuille. Uchujaji huu ni matokeo ya gradient ya osmotic. Katika baadhi ya matukio ayoni yanaweza kupenya kupitia molekuli changamano maalum—ionophores-ambayo inaweza kuzalishwa na viumbe vidogo vilivyo na athari za antibiotic (nonactin, valinomycin, gramacidin, nk).

Usambazaji uliowezeshwa au uliochochewa

Hii inahitaji uwepo wa carrier katika membrane, kwa kawaida molekuli ya protini (permease). Mtoa huduma hufunga vitu kwa hiari, vinavyofanana na tata ya enzyme ya substrate. Molekuli zinazofanana (pamoja na sumu) zinaweza kushindana kwa mtoa huduma mahususi hadi kiwango chake cha kueneza kifikiwe. Dawa za sumu zinaweza kushindana kwa mtoa huduma na wakati zimefungwa kwa njia isiyoweza kutenduliwa, usafiri umezuiwa. Kiwango cha usafiri ni tabia kwa kila aina ya carrier. Ikiwa usafiri unafanywa kwa njia zote mbili, inaitwa kuenea kwa kubadilishana.

Usafiri ulio hai

Kwa usafiri wa baadhi ya vitu muhimu kwa seli, aina maalum ya carrier hutumiwa, kusafirisha dhidi ya gradient ya mkusanyiko au uwezo wa umeme ("kupanda"). Mtoa huduma ni stereospecific sana na inaweza kujaa.

Kwa usafiri wa kupanda, nishati inahitajika. Nishati inayohitajika hupatikana kwa kupasuka kwa kichocheo cha molekuli za ATP hadi ADP kwa kimeng'enya cha adenosine triphosphatase (ATP-ase).

Dawa za sumu zinaweza kuingilia usafiri huu kwa kizuizi cha ushindani au kisicho na ushindani cha mtoa huduma au kwa kuzuia shughuli za ATP-ase.

Endocytosis

Endocytosis hufafanuliwa kama utaratibu wa usafiri ambapo utando wa seli huzingira nyenzo kwa kukunja ili kuunda vesicle inayoisafirisha kupitia seli. Wakati nyenzo ni kioevu, mchakato unaitwa pinocytosis. Katika baadhi ya matukio nyenzo zimefungwa kwa kipokezi na tata hii husafirishwa na vesicle ya membrane. Aina hii ya usafiri hutumiwa hasa na seli za epithelial za njia ya utumbo, na seli za ini na figo.

Unyonyaji wa Madawa ya sumu

Watu wanakabiliwa na sumu nyingi zilizopo katika mazingira ya kazi na maisha, ambazo zinaweza kupenya ndani ya mwili wa binadamu kwa njia tatu kuu za kuingia:

• kupitia njia ya upumuaji kwa kuvuta hewa chafu
• kupitia njia ya utumbo kwa kumeza chakula, maji na vinywaji vichafu
• kupitia ngozi kwa kupenya kwa ngozi, kwa ngozi.

 

Katika kesi ya mfiduo katika sekta, kuvuta pumzi inawakilisha njia kuu ya kuingia kwa sumu, ikifuatiwa na kupenya kwa ngozi. Katika kilimo, mfiduo wa viuatilifu kupitia ufyonzaji wa ngozi ni karibu sawa na matukio ya kuvuta pumzi kwa pamoja na kupenya kwa ngozi. Idadi ya watu kwa ujumla huathiriwa zaidi na kumeza chakula, maji na vinywaji vichafu, kisha kwa kuvuta pumzi na mara chache kwa kupenya kwa ngozi.

Kunyonya kupitia njia ya upumuaji

Kunyonya kwenye mapafu inawakilisha njia kuu ya kuchukua sumu nyingi za hewa (gesi, mivuke, mafusho, ukungu, moshi, vumbi, erosoli, n.k.).

Njia ya upumuaji (RT) inawakilisha mfumo bora wa kubadilishana gesi unao na utando wenye uso wa 30m.² (kumalizika muda) hadi 100m² (msukumo wa kina), nyuma ambayo mtandao wa takriban 2,000km ya capillaries iko. Mfumo huo, uliotengenezwa kwa njia ya mageuzi, umewekwa katika nafasi ndogo (cavity ya kifua) iliyohifadhiwa na mbavu.

Anatomically na physiologically RT inaweza kugawanywa katika sehemu tatu:

• sehemu ya juu ya RT, au nasopharingeal (NP), kuanzia kwenye pua ya pua na kupanuliwa kwa pharynx na larynx; sehemu hii hutumika kama mfumo wa kiyoyozi
• mti wa tracheo-bronchial (TB), unaojumuisha mirija mingi ya ukubwa tofauti, ambayo huleta hewa kwenye mapafu.
• sehemu ya mapafu (P), ambayo ina mamilioni ya alveoli (mifuko ya hewa) iliyopangwa katika makundi ya gabuduke.

 

Sumu za hidrofili huingizwa kwa urahisi na epithelium ya eneo la nasopharingeal. Epithelium nzima ya mikoa ya NP na TB inafunikwa na filamu ya maji. Sumu za lipofili hufyonzwa kwa kiasi katika NP na TB, lakini zaidi kwenye alveoli kwa kueneza kupitia kwa membrane ya alveolo-capilari. Kiwango cha kunyonya hutegemea uingizaji hewa wa mapafu, pato la moyo (mtiririko wa damu kupitia mapafu), umumunyifu wa sumu katika damu na kiwango chake cha metabolic.

Katika alveoli, kubadilishana gesi hufanyika. Ukuta wa alveoli huundwa na epithelium, kiunzi cha unganishi cha membrane ya chini ya ardhi, tishu-unganishi na endothelium ya capillary. Usambazaji wa sumu ni haraka sana kupitia tabaka hizi, ambazo zina unene wa karibu 0.8 μm. Katika alveoli, sumu huhamishwa kutoka kwa awamu ya hewa hadi awamu ya kioevu (damu). Kiwango cha kunyonya (usambazaji hewa kwa damu) wa sumu hutegemea ukolezi wake katika hewa ya tundu la mapafu na mgawo wa kizigeu cha Nernst cha damu (mgawo wa umumunyifu).

Katika damu, sumu inaweza kufutwa katika awamu ya kioevu kwa michakato rahisi ya kimwili au kufungwa kwa seli za damu na / au vipengele vya plasma kulingana na mshikamano wa kemikali au kwa adsorption. Maudhui ya maji ya damu ni 75% na, kwa hiyo, gesi za hydrophilic na mvuke zinaonyesha umumunyifu wa juu katika plasma (kwa mfano, alkoholi). Sumu za lipophilic (kwa mfano, benzene) kawaida hufungamana na seli au molekuli kuu kama vile albin.

Kuanzia mwanzo wa mfiduo kwenye mapafu, michakato miwili inayopingana hufanyika: kunyonya na kunyonya. Usawa kati ya michakato hii inategemea mkusanyiko wa sumu katika hewa ya alveolar na damu. Mwanzoni mwa mfiduo mkusanyiko wa sumu katika damu ni 0 na uhifadhi katika damu ni karibu 100%. Pamoja na kuendelea kwa mfiduo, usawa kati ya kunyonya na desorption hupatikana. Sumu za haidrofili zitapata usawa haraka, na kiwango cha kunyonya kinategemea uingizaji hewa wa mapafu badala ya mtiririko wa damu. Sumu za lipophilic zinahitaji muda mrefu zaidi ili kufikia usawa, na hapa mtiririko wa damu isiyojaa hutawala kiwango cha kunyonya.

Uwekaji wa chembe na erosoli katika RT inategemea mambo ya kimwili na ya kisaikolojia, pamoja na ukubwa wa chembe. Kwa kifupi, chembe ndogo zaidi itapenya ndani ya RT.

Uhifadhi mdogo wa mara kwa mara wa chembe za vumbi kwenye mapafu ya watu walio wazi sana (kwa mfano, wachimbaji) unapendekeza kuwapo kwa mfumo mzuri sana wa uondoaji wa chembe. Katika sehemu ya juu ya RT (tracheo-bronchial) blanketi ya mucociliary hufanya kibali. Katika sehemu ya mapafu, taratibu tatu tofauti zinafanya kazi.: (1) blanketi ya mucociliary, (2) phagocytosis na (3) kupenya kwa moja kwa moja kwa chembe kupitia ukuta wa alveolar.

Matawi 17 ya kwanza kati ya 23 ya mti wa tracheo-bronchial yana seli za epithelial za ciliated. Kwa mapigo yao cilia hizi daima husogeza blanketi ya mucous kuelekea mdomoni. Chembe zilizowekwa kwenye blanketi hii ya mucociliary zitamezwa mdomoni (kumeza). Blanketi ya mucous pia hufunika uso wa epithelium ya alveolar, ikisonga kuelekea blanketi ya mucociliary. Zaidi ya hayo, seli maalum zinazosonga-phagocytes-zingulf chembe na viumbe vidogo kwenye alveoli na huhamia pande mbili zinazowezekana:

• kuelekea blanketi ya mucociliary, ambayo huwapeleka kwenye kinywa
• kupitia nafasi za intercellular za ukuta wa alveolar kwa mfumo wa lymphatic ya mapafu; pia chembe zinaweza kupenya moja kwa moja kwa njia hii.

 

Kunyonya kupitia njia ya utumbo

Dawa za sumu zinaweza kumezwa katika kesi ya kumeza kwa bahati mbaya, ulaji wa chakula na vinywaji vilivyochafuliwa, au kumeza chembe zilizoondolewa kutoka kwa RT.

Njia nzima ya utumbo, kutoka kwa umio hadi mkundu, kimsingi imejengwa kwa njia ile ile. Safu ya mucous (epithelium) inasaidiwa na tishu zinazojumuisha na kisha kwa mtandao wa capillaries na misuli laini. Epithelium ya uso wa tumbo imekunjamana sana ili kuongeza eneo la uso wa ngozi / usiri. Sehemu ya matumbo ina makadirio mengi madogo (villi), ambayo yanaweza kunyonya nyenzo kwa "kusukuma ndani". Eneo la kazi la kunyonya kwenye matumbo ni karibu 100m².

Katika njia ya utumbo (GIT) michakato yote ya kunyonya ni kazi sana:

•  usafirishaji wa seli kwa kueneza kupitia safu ya lipid na/au vinyweleo vya utando wa seli, pamoja na uchujaji wa vinyweleo.
•  kuenea kwa paracellular kupitia makutano kati ya seli
•  kuwezesha uenezaji na usafiri amilifu
•  endocytosis na utaratibu wa kusukuma wa villi.

 

Baadhi ya ayoni za chuma zenye sumu hutumia mifumo maalum ya usafirishaji kwa vitu muhimu: thallium, cobalt na manganese hutumia mfumo wa chuma, wakati risasi inaonekana kutumia mfumo wa kalsiamu.

Sababu nyingi huathiri kiwango cha kunyonya kwa sumu katika sehemu mbalimbali za GIT:

• sifa za kemikali za sumu, hasa mgawo wa kizigeu cha Nernst na utengano wa mara kwa mara; kwa chembe, ukubwa wa chembe ni muhimu—kadiri ukubwa unavyopungua, ndivyo umumunyifu unavyoongezeka
• kiasi cha chakula kilichopo kwenye GIT (athari ya diluting)
• muda wa kukaa katika kila sehemu ya GIT (kutoka dakika chache kwenye kinywa hadi saa moja kwenye tumbo hadi saa nyingi kwenye matumbo.
• eneo la kunyonya na uwezo wa kunyonya wa epitheliamu
• pH ya ndani, ambayo inasimamia unyonyaji wa sumu iliyotenganishwa; katika pH ya asidi ya tumbo, misombo ya asidi isiyotenganishwa itafyonzwa haraka zaidi
• peristalsis (mwendo wa matumbo na misuli) na mtiririko wa damu wa ndani
• usiri wa tumbo na matumbo hubadilisha sumu kuwa bidhaa zaidi au chini ya mumunyifu; bile ni wakala wa emulsifying huzalisha complexes zaidi mumunyifu (hydrotrophy)
• mfiduo wa pamoja wa sumu zingine, ambazo zinaweza kutoa athari za usawa au pinzani katika michakato ya kunyonya.
• uwepo wa mawakala wa kuchanganya / chelating
• hatua ya microflora ya RT (kuhusu 1.5kg), kuhusu aina 60 za bakteria tofauti ambazo zinaweza kufanya biotransformation ya sumu.

 

Pia ni lazima kutaja mzunguko wa enterohepatic. Polar toxicants na / au metabolites (glucuronides na conjugates nyingine) hutolewa na bile ndani ya duodenum. Hapa vimeng'enya vya microflora hufanya hidrolisisi na bidhaa zilizokombolewa zinaweza kufyonzwa tena na kusafirishwa na mshipa wa mlango kwenye ini. Utaratibu huu ni hatari sana katika kesi ya vitu vya hepatotoxic, vinavyowezesha mkusanyiko wao wa muda katika ini.

Katika kesi ya sumu ya biotransformed kwenye ini hadi metabolites yenye sumu kidogo au zisizo na sumu, kumeza kunaweza kuwakilisha mlango usio hatari sana wa kuingia. Baada ya kunyonya kwenye GIT, sumu hizi zitasafirishwa kwa mshipa wa mlango hadi kwenye ini, na huko zinaweza kuondolewa kwa kiasi na biotransformation.

Kunyonya kupitia ngozi (dermal, percutaneous)

Ngozi (1.8 m² ya uso katika mtu mzima) pamoja na kiwamboute ya orifices ya mwili, inashughulikia uso wa mwili. Inawakilisha kizuizi dhidi ya mawakala wa kimwili, kemikali na kibaolojia, kudumisha uadilifu wa mwili na homeostasis na kufanya kazi nyingine nyingi za kisaikolojia.

Kimsingi ngozi ina tabaka tatu: epidermis, ngozi ya kweli (dermis) na tishu chini ya ngozi (hypodermis). Kutoka kwa mtazamo wa toxicological epidermis ni ya riba zaidi hapa. Imejengwa kwa tabaka nyingi za seli. Uso wa pembe wa seli zilizo bapa, zilizokufa (stratum corneum) ni safu ya juu, ambayo safu inayoendelea ya seli hai (stratum corneum compactum) iko, ikifuatiwa na membrane ya kawaida ya lipid, na kisha kwa stratum lucidum, stratum gramulosum na stratum. mucosum. Utando wa lipid unawakilisha kizuizi cha kinga, lakini katika sehemu zenye nywele za ngozi, follicles zote za nywele na njia za jasho hupenya kupitia hiyo. Kwa hivyo, ngozi ya ngozi inaweza kutokea kwa njia zifuatazo:

• ufyonzaji wa transepidermal kwa kueneza kupitia membrane ya lipid (kizuizi), haswa na vitu vya lipophilic (vimumunyisho vya kikaboni, dawa za wadudu, n.k.) na kwa kiwango kidogo na baadhi ya dutu haidrofili kupitia pores.
• kunyonya transfollicular kuzunguka bua ya nywele kwenye follicle ya nywele, kupita kizuizi cha membrane; unyonyaji huu hutokea tu katika maeneo yenye nywele ya ngozi
• kunyonya kupitia mirija ya tezi za jasho, ambazo zina eneo la sehemu mtambuka la takribani 0.1 hadi 1% ya jumla ya eneo la ngozi (kufyonzwa kwa jamaa iko katika sehemu hii)
• kunyonya kupitia ngozi wakati wa kujeruhiwa kwa mitambo, joto, kemikali au magonjwa ya ngozi; hapa tabaka za ngozi, ikiwa ni pamoja na kizuizi cha lipid, zinavunjwa na njia imefunguliwa kwa sumu na mawakala hatari kuingia.

 

Kiwango cha kunyonya kupitia ngozi kitategemea mambo mengi:

• mkusanyiko wa sumu, aina ya gari (kati), uwepo wa vitu vingine
• maudhui ya maji ya ngozi, pH, joto, mtiririko wa damu wa ndani, jasho, eneo la uso wa ngozi iliyoambukizwa, unene wa ngozi
• sifa za anatomiki na kisaikolojia za ngozi kutokana na jinsia, umri, tofauti za mtu binafsi, tofauti zinazotokea katika makabila mbalimbali na rangi, nk.

Usafirishaji wa Sumu kwa Damu na Limfu

Baada ya kufyonzwa na lango lolote kati ya hizi za kuingilia, sumu itafikia damu, limfu au maji maji mengine ya mwili. Damu inawakilisha chombo kikuu cha usafirishaji wa sumu na metabolites zao.

Damu ni chombo kinachozunguka maji, kusafirisha oksijeni muhimu na vitu muhimu kwa seli na kuondoa bidhaa za taka za kimetaboliki. Damu pia ina vipengele vya seli, homoni, na molekuli nyingine zinazohusika katika kazi nyingi za kisaikolojia. Damu inapita ndani ya mfumo uliofungwa vizuri, wa shinikizo la juu la mishipa ya damu, inayosukumwa na shughuli za moyo. Kutokana na shinikizo la juu, uvujaji wa maji hutokea. Mfumo wa limfu huwakilisha mfumo wa mifereji ya maji, kwa namna ya mesh nzuri ya kapilari ndogo za limfu zenye kuta nyembamba zinazopitia tishu laini na viungo.

Damu ni mchanganyiko wa awamu ya kioevu (plasma, 55%) na seli za damu imara (45%). Plasma ina protini (albumins, globulins, fibrinogen), asidi za kikaboni (lactic, glutamic, citric) na vitu vingine vingi (lipids, lipoproteins, glycoproteins, enzymes, chumvi, xenobiotics, nk). Vipengele vya seli za damu ni pamoja na erythrocytes (Er), leukocytes, reticulocytes, monocytes, na sahani.

Sumu hufyonzwa kama molekuli na ioni. Baadhi ya sumu katika pH ya damu huunda chembe za colloid kama fomu ya tatu katika kioevu hiki. Molekuli, ioni na colloids ya sumu zina uwezekano tofauti wa kusafirisha katika damu:

•  kuunganishwa kimwili au kemikali na chembechembe za damu, hasa Er
•  kufutwa kimwili katika plasma katika hali ya bure
•  kuunganishwa na aina moja au zaidi ya protini za plasma, iliyochanganywa na asidi za kikaboni au kushikamana na sehemu nyingine za plasma.

 

Sumu nyingi katika damu zipo kwa sehemu katika hali ya bure katika plasma na kwa sehemu zimefungwa kwa erithrositi na viunga vya plasma. Usambazaji unategemea mshikamano wa sumu kwa vipengele hivi. Sehemu zote ziko katika usawa unaobadilika.

Baadhi ya sumu husafirishwa na vipengele vya damu-hasa kwa erythrocytes, mara chache sana na leukocytes. Dawa za sumu zinaweza kutangazwa kwenye uso wa Er, au zinaweza kushikamana na mishipa ya stroma. Zikipenya ndani ya Er zinaweza kushikamana na haem (km kaboni monoksidi na selenium) au kwa globin (Sb).¹¹¹, Po²¹⁰) Baadhi ya sumu zinazosafirishwa na Er ni arseniki, cesium, thorium, radoni, risasi na sodiamu. Chromium ya hexavalent inafungamana pekee na Er na chromium trivalent kwa protini za plasma. Kwa zinki, ushindani kati ya Er na plasma hutokea. Takriban 96% ya risasi husafirishwa na Er. Zebaki ya kikaboni mara nyingi hufungamana na Er na zebaki isokaboni hubebwa zaidi na albin ya plasma. Sehemu ndogo za berili, shaba, tellurium na uranium hubebwa na Er.

Wengi wa sumu husafirishwa na protini za plasma au plasma. Elektroliti nyingi zipo kama ayoni katika msawazo na molekuli zisizotenganishwa bila malipo au zilizofungamana na sehemu za plasma. Sehemu hii ya ionic ya sumu huenea sana, hupenya kupitia kuta za capillaries ndani ya tishu na viungo. Gesi na mvuke zinaweza kufutwa katika plasma.

Protini za plasma zina jumla ya eneo la takriban 600 hadi 800km² inayotolewa kwa ajili ya kunyonya sumu. Molekuli za albin zina takriban ligandi 109 za cationic na 120 za anionic zinazopatikana na ayoni. Ioni nyingi hubebwa kwa sehemu na albin (km, shaba, zinki na cadmium), kama vile misombo kama dinitro- na ortho-cresols, nitro- na derivatives ya halojeni ya hidrokaboni yenye kunukia, na fenoli.

Molekuli za globulini (alpha na beta) husafirisha molekuli ndogo za sumu na vile vile ioni za metali (shaba, zinki na chuma) na chembe za koloidi. Fibrinogen inaonyesha mshikamano kwa molekuli fulani ndogo. Aina nyingi za vifungo zinaweza kuhusishwa katika kumfunga sumu kwa protini za plasma: Vikosi vya Van der Waals, mvuto wa malipo, ushirikiano kati ya vikundi vya polar na zisizo za polar, madaraja ya hidrojeni, vifungo vya ushirikiano.

Lipoproteini za plasma husafirisha sumu za lipophilic kama vile PCB. Sehemu nyingine za plasma hutumika kama chombo cha usafiri pia. Mshikamano wa sumu kwa protini za plasma unaonyesha mshikamano wao kwa protini katika tishu na viungo wakati wa usambazaji.

Asidi za kikaboni (lactic, glutaminic, citric) huunda mchanganyiko na baadhi ya sumu. Ardhi ya alkali na ardhi adimu, pamoja na vitu vingine vizito katika mfumo wa cations, vimechanganywa pia na oksidi ya kikaboni na asidi ya amino. Mchanganyiko huu wote kawaida huenea na husambazwa kwa urahisi katika tishu na viungo.

Ajenti za chelate za kisaikolojia katika plazima kama vile transferrin na metallothionein hushindana na asidi za kikaboni na amino asidi ili kanio kuunda chelate thabiti.

Ioni za bure zinazoweza kusambazwa, baadhi ya tata na molekuli za bure huondolewa kwa urahisi kutoka kwa damu hadi kwenye tishu na viungo. Sehemu ya bure ya ioni na molekuli iko katika usawa unaobadilika na sehemu iliyofungwa. Mkusanyiko wa sumu katika damu itasimamia kiwango cha usambazaji wake katika tishu na viungo, au uhamasishaji wake kutoka kwao ndani ya damu.

Usambazaji wa sumu katika viumbe

Kiumbe cha binadamu kinaweza kugawanywa katika zifuatazo vitengo. (1) viungo vya ndani, (2) ngozi na misuli, (3) tishu za adipose, (4) tishu-unganishi na mifupa. Uainishaji huu unategemea zaidi kiwango cha utiririshaji wa mishipa (damu) kwa utaratibu unaopungua. Kwa mfano viungo vya ndani (ikiwa ni pamoja na ubongo), ambavyo vinawakilisha 12% tu ya uzito wa jumla wa mwili, hupokea karibu 75% ya jumla ya kiasi cha damu. Kwa upande mwingine, tishu zinazounganishwa na mifupa (15% ya jumla ya uzito wa mwili) hupokea asilimia moja tu ya jumla ya kiasi cha damu.

Viungo vya ndani vilivyojaa vizuri kwa ujumla hupata mkusanyiko wa juu zaidi wa sumu katika muda mfupi zaidi, pamoja na usawa kati ya damu na chumba hiki. Unywaji wa sumu kwa tishu zilizo na manukato kidogo ni polepole zaidi, lakini uhifadhi ni wa juu na muda wa kukaa kwa muda mrefu zaidi (mkusanyiko) kutokana na upenyezaji mdogo.

Vipengele vitatu vina umuhimu mkubwa kwa usambazaji wa intracellular wa sumu: maudhui ya maji, lipids na protini katika seli za tishu na viungo mbalimbali. Mpangilio uliotajwa hapo juu wa vyumba pia unafuata kwa karibu kupungua kwa kiwango cha maji katika seli zao. Vioo vya haidrofili vitasambazwa kwa haraka zaidi kwenye viowevu vya mwili na seli zilizo na maji mengi, na sumu za lipophilic kwa seli zilizo na kiwango cha juu cha lipid (tishu zenye mafuta).

Kiumbe hiki kina vizuizi kadhaa ambavyo huzuia kupenya kwa vikundi fulani vya sumu, haswa haidrofili, kwa viungo na tishu fulani, kama vile:

• kizuizi cha damu-ubongo (kizuizi cha cerebrospinal), ambacho huzuia kupenya kwa molekuli kubwa na sumu za hydrophilic kwa ubongo na CNS; kizuizi hiki kinajumuisha safu iliyounganishwa kwa karibu ya seli za endothelial; kwa hivyo, sumu za lipophilic zinaweza kupenya kupitia hiyo
• kizuizi cha placenta, ambacho kina athari sawa juu ya kupenya kwa sumu ndani ya fetasi kutoka kwa damu ya mama.
• kizuizi cha histohematologic katika kuta za kapilari, ambacho kinaweza kupenyeza kwa molekuli ndogo na za kati, na kwa molekuli kubwa zaidi, na ioni.

 

Kama ilivyoonyeshwa hapo awali, ni aina tu za bure za sumu katika plasma (molekuli, ioni, colloids) zinapatikana kwa kupenya kupitia kuta za capilari zinazoshiriki katika usambazaji. Sehemu hii isiyolipishwa iko katika msawazo unaobadilika na sehemu iliyofungamana. Mkusanyiko wa sumu katika damu iko katika usawa wa nguvu na ukolezi wao katika viungo na tishu, kudhibiti uhifadhi (mkusanyiko) au uhamasishaji kutoka kwao.

Hali ya viumbe, hali ya kazi ya viungo (hasa udhibiti wa neuro-humoral), usawa wa homoni na mambo mengine yana jukumu katika usambazaji.

Uhifadhi wa sumu katika sehemu fulani kwa ujumla ni ya muda na ugawaji tena katika tishu nyingine unaweza kutokea. Uhifadhi na mkusanyiko unatokana na tofauti kati ya viwango vya unyonyaji na uondoaji. Muda wa uhifadhi katika compartment unaonyeshwa na nusu ya maisha ya kibaolojia. Huu ni muda ambao 50% ya sumu huondolewa kutoka kwa tishu au chombo na kusambazwa tena, kuhamishwa au kuondolewa kutoka kwa kiumbe.

Michakato ya biotransformation hutokea wakati wa usambazaji na uhifadhi katika viungo mbalimbali na tishu. Biotransformation hutoa polar zaidi, metabolites zaidi ya hydrophilic, ambayo huondolewa kwa urahisi zaidi. Kiwango cha chini cha mabadiliko ya kibayolojia ya sumu ya lipofili kwa ujumla itasababisha mkusanyiko wake katika chumba.

Dawa za sumu zinaweza kugawanywa katika vikundi vinne kuu kulingana na mshikamano wao, uhifadhi mkubwa na mkusanyiko katika chumba fulani:

1. Sumu mumunyifu katika viowevu vya mwili husambazwa sawasawa kulingana na maudhui ya maji ya vyumba. Kesheni nyingi za monovalent (kwa mfano, lithiamu, sodiamu, potasiamu, rubidium) na anions fulani (kwa mfano, klorini, bromini), husambazwa kulingana na muundo huu.
2. Sumu za lipophilic zinaonyesha mshikamano mkubwa kwa viungo vya lipid-tajiri (CNS) na tishu (mafuta, adipose).
3. Sumu zinazounda chembe za colloid hunaswa na seli maalum za mfumo wa reticuloendothelial (RES) wa viungo na tishu. Tatu na quadrivalent cations (lanthanum, cesium, hafnium) ni kusambazwa katika RES ya tishu na viungo.
4. Sumu zinazoonyesha mshikamano wa juu kwa mifupa na tishu-unganishi (vipengele vya osteotropiki, wanaotafuta mifupa) ni pamoja na cations divalent (kwa mfano, kalsiamu, bariamu, strontium, radoni, berili, alumini, cadmium, risasi).

 

Mkusanyiko katika tishu zenye lipid

"Mtu wa kawaida" wa uzito wa kilo 70 ana karibu 15% ya uzani wa mwili katika mfumo wa tishu za adipose, akiongezeka kwa fetma hadi 50%. Walakini, sehemu hii ya lipid haijagawanywa kwa usawa. Ubongo (CNS) ni chombo chenye lipid, na mishipa ya pembeni imefungwa kwa shehe ya myelini yenye lipid na seli za Schwann. Tishu hizi zote hutoa uwezekano wa mkusanyiko wa sumu ya lipophilic.

Vimumunyisho vingi visivyo vya elektroliti na visivyo vya polar vilivyo na mgawo unaofaa wa kizigeu cha Nernst vitasambazwa kwenye chumba hiki, pamoja na vimumunyisho vingi vya kikaboni (pombe, aldehidi, ketoni, n.k.), hidrokaboni za klorini (pamoja na wadudu wa organochlorine kama vile DDT), baadhi ya gesi ajizi (radon), nk.

Tissue za Adipose zitajilimbikiza sumu kutokana na mishipa yake ya chini na kiwango cha chini cha biotransformation. Hapa mkusanyiko wa sumu inaweza kuwakilisha aina ya "kutoweka" kwa muda kwa sababu ya ukosefu wa malengo ya athari ya sumu. Walakini, hatari inayowezekana kwa kiumbe huwa iko kila wakati kwa sababu ya uwezekano wa uhamasishaji wa sumu kutoka kwa chumba hiki kurudi kwenye mzunguko.

Uwekaji wa sumu kwenye ubongo (CNS) au tishu zilizo na lipid nyingi za sheath ya myelin ya mfumo wa neva wa pembeni ni hatari sana. Dawa za neurotoxic huwekwa hapa moja kwa moja karibu na malengo yao. Sumu zilizohifadhiwa katika tishu zenye lipid za tezi za endocrine zinaweza kusababisha usumbufu wa homoni. Licha ya kizuizi cha ubongo-damu, neurotoxicants nyingi za asili ya lipophilic hufikia ubongo (CNS): anesthetics, vimumunyisho vya kikaboni, dawa za kuulia wadudu, risasi ya tetraethyl, organomercurials, nk.

Uhifadhi katika mfumo wa reticuloendothelial

Katika kila tishu na chombo asilimia fulani ya seli ni maalumu kwa ajili ya shughuli phagocytic, engulfing viumbe vidogo, chembe, chembe colloid, na kadhalika. Mfumo huu unaitwa mfumo wa reticuloendothelial (RES), unaojumuisha seli zisizohamishika pamoja na seli zinazohamia (phagocytes). Seli hizi zipo katika umbo lisilotumika. Kuongezeka kwa vijiumbe na chembe zilizotajwa hapo juu kutawasha seli hadi kufikia kiwango cha kueneza.

Sumu kwa namna ya colloids itakamatwa na RES ya viungo na tishu. Usambazaji hutegemea saizi ya chembe ya colloid. Kwa chembe kubwa, uhifadhi kwenye ini utapendelewa. Kwa chembe ndogo za colloid, usambazaji wa sare zaidi au chini utatokea kati ya wengu, uboho na ini. Uondoaji wa colloids kutoka kwa RES ni polepole sana, ingawa chembe ndogo huondolewa kwa haraka zaidi.

Mkusanyiko katika mifupa

Takriban vipengele 60 vinaweza kutambuliwa kama vipengele vya osteotropiki, au watafutaji wa mifupa.

Vipengele vya Osteotropic vinaweza kugawanywa katika vikundi vitatu:

1. Vipengele vinavyowakilisha au kuchukua nafasi ya viambajengo vya kisaikolojia vya mfupa. Vipengele ishirini kama hivyo vipo kwa idadi kubwa zaidi. Nyingine huonekana kwa wingi. Chini ya hali ya mfiduo sugu, metali zenye sumu kama vile risasi, alumini na zebaki pia zinaweza kuingia kwenye tumbo la madini ya seli za mfupa.
2. Ardhi ya alkali na vipengele vingine vinavyotengeneza miunganisho yenye kipenyo cha ioni sawa na kile cha kalsiamu vinaweza kubadilishana nayo katika madini ya mfupa. Pia, anions zingine zinaweza kubadilishwa na anions (phosphate, hydroxyl) ya madini ya mfupa.
3. Vipengele vinavyotengeneza microcolloids (ardhi adimu) vinaweza kutangazwa kwenye uso wa madini ya mfupa.

 

Mifupa ya mwanamume wa kawaida huchukua 10 hadi 15% ya jumla ya uzito wa mwili, ikiwakilisha ghala kubwa la kuhifadhi sumu za osteotropiki. Mfupa ni tishu maalumu inayojumuisha kiasi cha 54% ya madini na 38% ya tumbo hai. Matrix ya madini ya mfupa ni hydroxyapatite, Ca₁₀(PO.)₄)₆(oh)₂ , ambayo uwiano wa Ca hadi P ni karibu 1.5 hadi moja. Eneo la uso la madini linalopatikana kwa adsorption ni kama 100m² kwa g ya mfupa.

Shughuli ya kimetaboliki ya mifupa ya mifupa inaweza kugawanywa katika makundi mawili:

• hai, mfupa wa kimetaboliki, ambapo michakato ya kufyonzwa tena na uundaji mpya wa mfupa, au urekebishaji wa mfupa uliopo, ni mkubwa sana.
• mfupa thabiti na kiwango cha chini cha urekebishaji au ukuaji.

 

Katika fetasi, mfupa wa kimetaboliki wa mtoto mchanga na mtoto mdogo (tazama "mifupa inayopatikana") huwakilisha karibu 100% ya mifupa. Kwa umri asilimia hii ya mfupa wa kimetaboliki hupungua. Uingizaji wa sumu wakati wa mfiduo huonekana kwenye mfupa wa kimetaboliki na katika sehemu za kugeuza polepole zaidi.

Kuingizwa kwa sumu kwenye mifupa hufanyika kwa njia mbili:

1. Kwa ioni, ubadilishanaji wa ioni hutokea kwa cations ya sasa ya kalsiamu ya kisaikolojia, au anions (phosphate, hidroksili).
2. Kwa toxicants kutengeneza chembe za colloid, adsorption juu ya uso wa madini hutokea.

 

Athari za kubadilishana ion

Madini ya mfupa, hydroxyapatite, inawakilisha mfumo mgumu wa kubadilishana ion. Kalsiamu zinaweza kubadilishwa na cations mbalimbali. Anions zilizopo kwenye mfupa pia zinaweza kubadilishwa na anions: phosphate na citrate na carbonates, hydroxyl na fluorine. Ioni ambazo hazibadiliki zinaweza kutangazwa kwenye uso wa madini. Wakati ioni zenye sumu zinapoingizwa kwenye madini, safu mpya ya madini inaweza kufunika uso wa madini, na kuzika sumu kwenye muundo wa mfupa. Kubadilishana kwa ioni ni mchakato unaoweza kubadilishwa, kulingana na mkusanyiko wa ioni, pH na kiasi cha maji. Kwa hivyo, kwa mfano, kuongezeka kwa kalsiamu ya lishe kunaweza kupunguza uwekaji wa ioni za sumu kwenye kimiani ya madini. Imetajwa kuwa kwa umri asilimia ya mfupa wa kimetaboliki hupungua, ingawa ubadilishaji wa ioni unaendelea. Kwa kuzeeka, resorption ya madini ya mfupa hutokea, ambayo wiani wa mfupa hupungua kweli. Katika hatua hii, sumu katika mfupa inaweza kutolewa (kwa mfano, risasi).

Takriban 30% ya ayoni zinazoingizwa kwenye madini ya mfupa hufungamana kwa urahisi na zinaweza kubadilishwa, kunaswa na mawakala wa chelating asilia na kutolewa nje, na nusu ya maisha ya kibaolojia ya siku 15. 70% nyingine imefungwa kwa nguvu zaidi. Uhamasishaji na uondoaji wa sehemu hii unaonyesha nusu ya maisha ya kibaolojia ya miaka 2.5 na zaidi kulingana na aina ya mfupa (michakato ya kurekebisha).

Wakala wa chelea (Ca-EDTA, penicillamine, BAL, n.k.) wanaweza kukusanya kiasi kikubwa cha baadhi ya metali nzito, na utolewaji wao katika mkojo kuongezeka sana.

Colloid adsorption

Chembe za koloidi hutangazwa kama filamu kwenye uso wa madini (100m² per g) na vikosi vya Van der Waals au chemisorption. Safu hii ya colloids kwenye nyuso za madini inafunikwa na safu inayofuata ya madini yaliyoundwa, na sumu huzikwa zaidi kwenye muundo wa mfupa. Kiwango cha uhamasishaji na uondoaji hutegemea michakato ya urekebishaji.

Mkusanyiko wa nywele na kucha

Nywele na kucha zina keratini, pamoja na vikundi vya sulphydryl vinavyoweza kutengenezea miundo ya metali kama vile zebaki na risasi.

Usambazaji wa sumu ndani ya seli

Hivi majuzi, usambazaji wa sumu, haswa metali nzito, ndani ya seli za tishu na viungo umekuwa muhimu. Kwa mbinu za ultracentrifugation, sehemu mbalimbali za seli zinaweza kutenganishwa ili kuamua maudhui yao ya ioni za chuma na sumu nyingine.

Uchunguzi wa wanyama umefunua kwamba baada ya kupenya ndani ya seli, ioni za chuma hufungwa kwa protini maalum, metallothionein. Protini hii ya chini ya uzito wa Masi iko kwenye seli za ini, figo na viungo vingine na tishu. Vikundi vyake vya sulphydryl vinaweza kuunganisha ioni sita kwa molekuli. Kuongezeka kwa uwepo wa ioni za chuma husababisha biosynthesis ya protini hii. Ioni za cadmium ni kishawishi chenye nguvu zaidi. Metallothionein hutumikia pia kudumisha homeostasis ya ioni muhimu za shaba na zinki. Metallothionein inaweza kuunganisha zinki, shaba, cadmium, zebaki, bismuth, dhahabu, cobalt na cations nyingine.

Ubadilishaji wa kibayolojia na Uondoaji wa sumu

Wakati wa uhifadhi katika seli za tishu na viungo mbalimbali, sumu huwekwa wazi kwa enzymes ambazo zinaweza biotransform (metabolize) yao, kuzalisha metabolites. Kuna njia nyingi za kuondoa sumu na/au metabolites: kwa hewa inayotolewa kupitia mapafu, mkojo kupitia figo, nyongo kupitia GIT, jasho kupitia ngozi, mate kupitia mucosa ya mdomo, na maziwa kupitia njia ya utumbo. tezi za mammary, na kwa nywele na kucha kupitia ukuaji wa kawaida na mabadiliko ya seli.

Kuondolewa kwa sumu iliyoingizwa inategemea lango la kuingilia. Katika mapafu mchakato wa kunyonya / kunyonya huanza mara moja na sumu hutolewa kwa sehemu na hewa iliyotolewa. Kuondolewa kwa toxicants kufyonzwa na njia nyingine za kuingia ni muda mrefu na huanza baada ya kusafirishwa kwa damu, hatimaye kukamilika baada ya usambazaji na biotransformation. Wakati wa kunyonya, kuna usawa kati ya mkusanyiko wa sumu katika damu na katika tishu na viungo. Utoaji wa kinyesi hupunguza mkusanyiko wa sumu katika damu na inaweza kusababisha uhamasishaji wa sumu kutoka kwa tishu hadi kwenye damu.

Sababu nyingi zinaweza kuathiri kiwango cha uondoaji wa sumu na metabolites zao kutoka kwa mwili:

• sifa za kifizikia-kemikali za sumu, haswa mgawo wa kizigeu cha Nernst (P), utengano wa mara kwa mara (pK_a), polarity, muundo wa molekuli, umbo na uzito
• kiwango cha mfiduo na wakati wa kuondolewa baada ya mfiduo
• portal ya kuingia
• usambazaji katika sehemu za mwili, ambazo hutofautiana katika kiwango cha ubadilishaji na damu na uingizaji wa damu
• kiwango cha mabadiliko ya kibayolojia ya sumu ya lipophilic kwa metabolites zaidi za hidrofili
• hali ya jumla ya afya ya viumbe na, hasa, viungo vya excretory (mapafu, figo, GIT, ngozi, nk).
• uwepo wa sumu zingine ambazo zinaweza kuingiliana na uondoaji.

 

Hapa tunatofautisha makundi mawili ya vyumba: (1) the mfumo wa kubadilishana haraka - katika vyumba hivi, mkusanyiko wa tishu wa sumu ni sawa na ile ya damu; na (2) ya mfumo wa kubadilishana polepole, ambapo mkusanyiko wa sumu kwenye tishu ni kubwa kuliko katika damu kutokana na kuunganishwa na mlundikano—tishu za adipose, mifupa na figo zinaweza kuhifadhi baadhi ya sumu, kwa mfano, arseniki na zinki kwa muda.

Sumu inaweza kutolewa kwa wakati mmoja kwa njia mbili au zaidi za uondoaji. Walakini, kawaida njia moja ndio inayotawala.

Wanasayansi wanaunda mifano ya hisabati inayoelezea uondoaji wa sumu fulani. Mifano hizi zinatokana na harakati kutoka kwa sehemu moja au zote mbili (mifumo ya kubadilishana), biotransformation na kadhalika.

Kuondolewa kwa hewa exhaled kupitia mapafu

Kuondoa kupitia mapafu (desorption) ni kawaida kwa sumu na tete ya juu (kwa mfano, vimumunyisho vya kikaboni). Gesi na mvuke zilizo na umumunyifu mdogo katika damu zitaondolewa haraka kwa njia hii, wakati sumu yenye umumunyifu mkubwa wa damu itaondolewa na njia zingine.

Vimumunyisho vya kikaboni vinavyofyonzwa na GIT au ngozi hutolewa kwa sehemu na hewa iliyotolewa katika kila kifungu cha damu kupitia mapafu, ikiwa wana shinikizo la kutosha la mvuke. Kipimo cha Breathalyser kinachotumiwa kwa madereva wanaoshukiwa kuwa walevi kinatokana na ukweli huu. Mkusanyiko wa CO-Hb katika hewa inayotolewa ni sawa na kiwango cha CO-Hb katika damu. Radoni ya gesi ya mionzi inaonekana katika hewa iliyotolewa kwa sababu ya kuoza kwa radiamu iliyokusanywa kwenye mifupa.

Uondoaji wa sumu kwa hewa inayotolewa kuhusiana na kipindi cha muda baada ya mfiduo kawaida huonyeshwa na curve ya awamu tatu. Awamu ya kwanza inawakilisha kuondolewa kwa sumu kutoka kwa damu, kuonyesha nusu ya maisha mafupi. Awamu ya pili, polepole inawakilisha uondoaji kutokana na kubadilishana damu na tishu na viungo (mfumo wa kubadilishana haraka). Awamu ya tatu, polepole sana ni kutokana na kubadilishana damu na tishu za mafuta na mifupa. Ikiwa sumu haijakusanywa katika sehemu kama hizo, curve itakuwa ya awamu mbili. Katika baadhi ya matukio curve ya awamu nne pia inawezekana.

Uamuzi wa gesi na mivuke katika hewa iliyotolewa katika kipindi cha baada ya mfiduo wakati mwingine hutumiwa kwa tathmini ya mfiduo kwa wafanyikazi.

Utoaji wa figo

Figo ni chombo maalumu katika uondoaji wa sumu na metabolites nyingi za mumunyifu katika maji, kudumisha homeostasis ya viumbe. Kila figo ina nephroni milioni moja zinazoweza kutoa kinyesi. Utoaji wa figo huwakilisha tukio tata sana linalojumuisha njia tatu tofauti:

• uchujaji wa glomerular na kibonge cha Bowman
• usafiri wa kazi katika tubule ya karibu
• usafiri wa passiv katika tubule ya mbali.

 

Utoaji wa sumu kupitia figo hadi mkojo hutegemea mgawo wa kizigeu cha Nernst, utengano wa mara kwa mara na pH ya mkojo, saizi ya Masi na umbo, kiwango cha kimetaboliki kwa metabolites zaidi za hydrophilic, na vile vile hali ya afya ya figo.

Kinetiki ya utaftaji wa figo ya sumu au metabolite yake inaweza kuonyeshwa na mkondo wa uondoaji wa awamu mbili, tatu au nne, kulingana na usambazaji wa sumu fulani katika sehemu mbali mbali za mwili zinazotofautiana katika kiwango cha ubadilishaji na damu.

Sali

Dawa zingine na ions za metali zinaweza kutolewa kwa njia ya mucosa ya kinywa na mate-kwa mfano, risasi ("line ya risasi"), zebaki, arsenic, shaba, pamoja na bromidi, iodidi, pombe ya ethyl, alkaloids, na kadhalika. Kisha sumu hizo humezwa hadi kufikia GIT, ambapo zinaweza kufyonzwa tena au kuondolewa na kinyesi.

Funika

Mengi yasiyo ya elektroliti yanaweza kuondolewa kwa sehemu kupitia ngozi kwa jasho: pombe ya ethyl, asetoni, phenoli, disulfidi kaboni na hidrokaboni za klorini.

Maziwa

Metali nyingi, vimumunyisho vya kikaboni na baadhi ya dawa za oganochlorine (DDT) hutolewa kupitia tezi ya matiti kwenye maziwa ya mama. Njia hii inaweza kuwakilisha hatari kwa watoto wachanga wanaonyonyesha.

nywele

Uchambuzi wa nywele unaweza kutumika kama kiashiria cha homeostasis ya vitu vingine vya kisaikolojia. Pia mfiduo wa baadhi ya sumu, hasa metali nzito, unaweza kutathminiwa na aina hii ya uchunguzi wa kibayolojia.

Uondoaji wa sumu kutoka kwa mwili unaweza kuongezeka kwa:

• uhamisho wa mitambo kupitia uoshaji wa tumbo, utiaji damu mishipani au dialysis
• kuunda hali ya kisaikolojia ambayo huhamasisha sumu kwa lishe, mabadiliko ya usawa wa homoni, kuboresha kazi ya figo kwa kutumia diuretics.
• utawala wa mawakala wa magumu (citrates, oxalates, salicilates, phosphates), au mawakala wa chelating (Ca-EDTA, BAL, ATA, DMSA, penicillamine); njia hii inaonyeshwa tu kwa watu chini ya udhibiti mkali wa matibabu. Utumiaji wa mawakala wa chelating mara nyingi hutumiwa kuondoa metali nzito kutoka kwa mwili wa wafanyikazi walio wazi wakati wa matibabu yao. Njia hii pia hutumika kutathmini jumla ya mzigo wa mwili na kiwango cha mfiduo uliopita.

 

Maamuzi ya Mfiduo

Uamuzi wa sumu na metabolites katika damu, hewa iliyotolewa, mkojo, jasho, kinyesi na nywele hutumiwa zaidi na zaidi kwa ajili ya tathmini ya mfiduo wa binadamu (vipimo vya mfiduo) na/au tathmini ya kiwango cha ulevi. Kwa hivyo vikomo vya udhihirisho wa kibayolojia (Thamani za MAC za Kibiolojia, Fahirisi za Mfiduo wa Kibiolojia—BEI) vimeanzishwa hivi karibuni. Uchunguzi huu wa kibayolojia unaonyesha "mfiduo wa ndani" wa kiumbe, yaani, kufichuliwa kwa jumla kwa mwili katika mazingira ya kazi na ya kuishi kwa njia zote za kuingilia (angalia "Njia za majaribio ya Toxicology: Biomarkers").

Athari Zilizounganishwa Kutokana na Mfichuo Mara Nyingi

Watu katika kazi na/au mazingira ya kuishi kwa kawaida huwekwa wazi kwa wakati mmoja au mtawalia kwa mawakala mbalimbali wa kimwili na kemikali. Pia ni muhimu kuzingatia kwamba baadhi ya watu hutumia dawa, kuvuta sigara, kunywa pombe na chakula kilicho na viungio na kadhalika. Hiyo ina maana kwamba kwa kawaida mfiduo nyingi hutokea. Wakala wa kimwili na kemikali wanaweza kuingiliana katika kila hatua ya michakato ya toxicokinetic na/au toxicodynamic, na kutoa athari tatu zinazowezekana:

1. Independent. Kila wakala hutoa athari tofauti kwa sababu ya utaratibu tofauti wa hatua,
2. Ushirikiano. Athari iliyojumuishwa ni kubwa kuliko ile ya kila wakala mmoja. Hapa tunatofautisha aina mbili: (a) nyongeza, ambapo athari iliyojumuishwa ni sawa na jumla ya athari zinazozalishwa na kila wakala kando na (b) kuwezesha, ambapo athari iliyojumuishwa ni kubwa kuliko nyongeza.
3. Mpinzani. Athari ya pamoja ni ya chini kuliko nyongeza.

 

Walakini, masomo juu ya athari za pamoja ni nadra. Utafiti wa aina hii ni changamano sana kutokana na mchanganyiko wa mambo mbalimbali na mawakala.

Tunaweza kuhitimisha kwamba wakati kiumbe cha binadamu kinakabiliwa na sumu mbili au zaidi kwa wakati mmoja au mfululizo, ni muhimu kuzingatia uwezekano wa baadhi ya madhara ya pamoja, ambayo yanaweza kuongeza au kupunguza kasi ya michakato ya toxicokinetic.

 

Back