Б1.В.ДВ.15.2 Трансформация ксенобиотиков

Вопросы для подготовки к зачету по дисциплине Б1.В.ДВ.15.2 Трансформация ксенобиотиков

 

  1. Ксенобиология как наука. Ксенобиохимия, ксенофизиология, ксенобиофизика. Приоритетные задачи. Связь с другими науками. Разнообразие ксенобиотиков.
  2. Химическое загрязнение биосферы. Типы глобального химического загрязнения биосферы. Эколого-токсикологическая характеристика основных типов химического загрязнения биосферы. Газообразные вещества. Тяжелые металлы. Удобрения. Органические соединения. Основные причины, усложняющие экологическую проблему.
  3. Пищевые продукты как источник ксенобиотиков. Пищевые добавки. Влияние удобрений и биогенных элементов на организм.
  4. Использование биологически активных веществ. Лекарственные препараты. Яды и их применение в медицине, антибиотики, стероидные глюкозиды, змеиный, пчелиный яды и т.п.).
  5. Структурные особенности, определяющие токсические свойства веществ. Организм как химическая машина. Принцип попадание-реакция. Факторы, определяющие разнообразие видов биологической активности. Формирование представлений о биологической активности веществ. Классификация ксенобиотиков по видам биологической активности.
  6. Токсическое действие ксенобиотиков. Классификация. Ионизация, ее природа, константа и степень ионизации, связь с биологической активностью веществ. Соотношение между структурой и биологической активностью ксенобиотиков. Негативное действие ксенобиотика на организм. Биоконцентрация.
  7. Мембранотропные эффекты и центры связывания веществ. Плазматическая мембрана - первичная мишень действия ксенобиотиков. Мембранактивные структуры. Рецепторы. Принцип Эрлиха. Мембранотропные эффекты. Типы мембранотропности ксенобиотиков. Химические связи, определяющие взаимодействие ксенобиотика с мембранактивными структурами. Антагонизм и синергизм. Механизмы взаимодействия агонистов и антагонистов с мембранными структурами. Примеры.
  8. Транспорт чужеродных веществ через биологические мембраны. Общие закономерности. Адсорбция. Зависимость доза-эффект. Основные этапы: связывание молекул эффектора с мембранактивными (рецепторными) структурами и «пострецепторное» развитие реакции. Взаимодействие эффектора с активными центрами. Кооперативность связывания. Многоканальная система передачи сигнала. Особенности мембранотропных эффектов и развитие реакции на действие поверхностно-активных веществ.
  9. Влияние ксенобиотиков на физико-химические свойства цитоплазмы и транспортные функции мембран. Пассивный и активный транспорт. Пиноцитоз и фагоцитоз. Основные пути поступления и выведения ксенобиотиков. Механизмы транспорта: пассивная и облегченная диффузия, активный перенос, редокс-цепи, пиноцитоз и фагоцитоз. Проницаемость мембран к веществам различной природы. Коэффициенты проницаемости и распределения. Пути поступления и выведения ксенобиотиков.
  10. Метаболические реакции I фазы биотрансформации. Общая схема процесса биотрансформации. Первая фаза биотрансформации ксенобиотиков: окисление, восстановление, гидролиз. Микросомальные ферментные системы. Цитохром Р-450. Строение гема и его связь с белком в цитохроме Р-450. Механизмы монооксигеназных реакций. НАДФН-зависимые реакции окисления ксенобиотиков. Окислительное деалкилирование. Окисление ароматических соединений. Окисление алифатических соединений. N-окисление. Окислительное дезаминирование. S-окисление и десульфирование.
  11. Другие ферментные системы, окисляющие ксенобиотики. НАДФН-зависимые реакции воостановления ксенобиотиков. НАДН-зависимые реакции. Гидролиз. Влияние ксенобиотиков на активность микросомальных ферментов. Реакции биоактивации ксенобиотиков.
  12. Метаболические реакции второй фазы биотрансформации. O-, N-, S-глюкурониды. β-глюкуронидаза. Образование эфирсульфатов. Метилирование, ацетилирование. Конъюгация с глицином.
  13. Влияние различных факторов на процессы биотрансформации ксенобиотиков. Факторы, влияющие на метаболизм чужеродных веществ. Особенности метаболизма ксенобиотиков у различных организмов. Видовые и половые различия. Физиологические факторы. Биоактивация ксенобиотиков.
  14. Металлы в живой клетке. Образование хелатных комплексов. Механизмы биологического действия хелатирующих агентов. Перспективы применения хелатообразующих соединений. Особенности действия неорганических ксенобиотиков. Металлы в живых системах и их биоцидные эффекты. Двухфазность реакции на действие тяжелых металлов. Хелатообразование и снижение токсических эффектов. Примеры биотрансформации неорганических соединений (неорганическая ртуть, цианиды, арсенаты и др.).
  15. Судьба ксенобиотиков в биогеоценозах. Взаимодействие биотических и абиотических факторов. Превращения ксенобиотиков в окружающей среде. Персистентные и неразлагающиеся ксенобиотики. Экологическая опасность биоразрушаемых и остатков неразложившихся ксенобиотиков.
  16. Тестирование биологических активностей ксенобиотиков. Общие представления о скрининге и мониторинге. Испытание ксенобиотиков на биологические активности. Выбор тест-объектов и тест-реакций. Принцип биологического эпиморфизма. Виды мониторинга: промышленный, сельскохозяйственный, экологический.

 

Рекомендуемая литература по дисциплине Б1.В.ДВ.15.2

Трансформация ксенобиотиков

 

а) основная литература

  1. Биохимия [Текст] : учебник / В. П. Комов, В. Н. Шведова. - 3-е изд., стер. - М. : Дрофа, 2008. - 639 с. ; 24 см. - (Высшее образование: Современный учебник). - Предм. указ.: с. 620-630. - ISBN 978-5-358-04872-0. (50 экз.).
  2. Биохимия [Электронный ресурс] : учеб. для академ. бакалавриата : для студ. вузов, обуч. по направл. 655500 "Биотехнология" / В. П. Комов. - 4-е изд., испр. и доп. - ЭВК. - М. : Юрайт, 2014. - 640 с. - (Бакалавр. Академический курс). - Режим доступа: ЭЧЗ "Библиотех". - Неогранич. доступ. - ISBN 978-5-9916-3929-3.
  3. Токсикология [Электронный ресурс] : учеб. для вузов по напр. подгот. бакалавров "Техносферная безопасность" / Н. Г. Занько. - ЭВК. - М. : Академия, 2014. - Режим доступа: ЭЧЗ "Библиотех". - 20 доступов. - ISBN 978-5-4468-0338-5.

 

б) дополнительная литература

  1. Основы общей и экологической токсикологии : учеб. пособие / А. Н. Батян, Г. Т. Форумин, В. Н. Базылев. - СПб. : СпецЛит, 2009. - 351 с. : ил. ; 21 см. - Библиогр.: с. 348-351. - ISBN 978-5-299-00410-6. (12 экз.).
  2. Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности : Лабораторный практикум: Учеб. пособие для студ. вузов / Н. Г. Занько, В. М. Ретнев. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2007. - 250 с. ; 21 см. - (Высшее профессиональное образование: Безопасность жизнедеятельности). - Библиогр.: с. 246-248. - ISBN 978-5-7695-4462-0. (4 экз.).
  3. Очерки химии окружающей среды [Текст] : учеб. пособие / Е. А. Зилов. - Иркутск : Изд-во ВСГАО, 2011. - 176 с. ; 20 см. - Библиогр.: с. 163-176. - ISBN 978-5-85827-694-4. (19 экз.).
  4. Физиология растений [Текст] : учебник / С. С. Медведев. - СПб. : БХВ- Петербург, 2013. - 496 с. : ил. ; 24 см. - (Учебная литература для вузов). - Библиогр.: с. 483-486. - ISBN 978-5-9775-0716-5. (1 экз.).
  5. Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ [Электронный ресурс] / Л. О. Никифорова, Л. М. Белопольский. - Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2015. - 81 с. : ил. ; 24 см. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/80243#book_name. - Режим доступа: ЭБС "Издательство "Лань". - Неогранич. доступ. - Библиогр.: с. 73-76. - ISBN 978-5-9963-2620-4 :