Виведення отрут з організму

Шляхи і способи природного виведення чужорідних сполук з організму різні. По їхньому практичному значенню вони розташовуються в такий спосіб: нирки — кишечник — легені — шкіра. Якщо включено кілька шляхів екскреції (ниркові і позаниркові), то тотальний кліренс (L) складає їхня сума, тобто L=l1+l2+l3…

Виділення токсичних речовин через нирки відбувається за допомогою двох основних механізмів — пасивної фільтрації й активного транспорту.

У результаті пасивної фільтрації в ниркових клубочках утвориться ультрафільтрат, що містить багато токсичних речовин, у тому числі неелектроліти, у тій же концентрації, що й у плазмі. Весь нефрон можна розглядати як довгу напівпроникну трубку, через стінки якої відбувається дифузійний обмін між кров'ю, що протікає, і сечею, що формується. При проходженні фільтрату по нефрону токсичні речовини дифундують через стінку нефрону назад у кров (тому що у фільтраті концентрація токсичних речовин у 3 - 4 рази вище, ніж у плазмі) по градієнту концентрації. Кількість токсичної речовини, яка виділяється з організму із сечею, залежить від інтенсивності її реабсорбції в дистальному відділі нефрону. Якщо проникність стінки нефрону для даної речовини висока, то на виході його концентрації в сечі й у крові вирівнюються. Це означає, що швидкість виведення прямо пропорційна швидкості і сечоутворення, а кліренс дорівнює добутку концентрації вільної форми токсичної речовини в плазмі на швидкість діурезу:

Це мінімальне значення ниркового кліренсу. Якщо стінка ниркового канальця цілком непроникна для токсичної речовини, то кліренс максимальний, не залежить від швидкості діурезу і дорівнює добутку об'єму фільтрації на концентрацію вільної форми токсичної речовини в плазмі:

Реальний кліренс ближче до мінімальних значень, ніж до максимальних. Проникність стінки ниркового канальця для водорозчинних електролітів визначається механізмами «неіонної дифузії», тобто пропорційна, по-перше, концентрації неасоційованої форми, а по-друге, ступеня розчинності речовини в ліпідах. Ці дві обставини дозволяють не тільки прогнозувати ефективність ниркової екскреції, але і керувати, хоча й обмежено, процесом реабсорбції. У ниркових канальцах неелектроліти, добре розчинні в жирах, шляхом пасивної дифузії можуть проникати в двох напрямках: з канальців у кров і з крові в канальці. Визначальним фактором ниркового кліренсу є концентраційний індекс (К):

Де С — концентрація токсичної речовини. Значення К < 1 свідчить про переважну дифузію речовин із плазми в сечу, а при значенні К > 1 — навпаки. Наприклад, значення К для метанових вуглеводнів складає близько 0,1; хлорованих вуглеводнів — від 0,1 до 1,0; кетонів — від 1 до 1,3; етилових алкоголів — 1,3.

Напрямок пасивної канальцевої дифузії іонізованих органічних електролітів залежить від рн сечі: якщо канальцева сеча більш лужна, ніж плазма, у сечу легко проникають слабкі органічні кислоти; якщо реакція сечі більш кисла, у ній проходять слабкі органічні основи.

Крім того, у ниркових канальцях здійснюється активний транспорт сильних органічних кислот і основ ендогенного походження (наприклад, сечової кислоти, холіну, гістаміну і т.д.), а також чужорідних сполук подібної з ними структури за участю тих же переносників (наприклад, чужорідних сполук, що містять аміногрупу — діметилгідрозан, бензидин і ін.). Що утворяться в процесі метаболізму багатьох отрутних речовин кон’югати з глюкуроновою, сарною й іншими кислотами також концентруються в сечі завдяки активному канальцевому транспорту і мають високий нирковий кліренс.

Метали виділяються переважно нирками не тільки у вільному стані, якщо вони циркулюють у виді іонів, але й у зв'язаному, у виді органічних комплексів (наприклад, етилендіамінтетрауксусна кислота — ЕДТА), що піддаються клубочковій ультрафільтрації, а потім через канальця проходять шляхом активного транспорту. Виділення токсичних речовин починається вже в порожнині рота, де в слині виявляються багато електролітів, важкі метали і т.д. Однак заковтування слини звичайно сприяє поверненню цих речовин у шлунок.

Через кишечник виводяться багато органічних отрут і утворюються в печінці їхні метаболіти, що з жовчю надходять у нього, частина їх виділяється з організму з калом, а частина повторно всмоктується в кров і виділяється із сечею. Можливий ще більш складний шлях, виявлений, наприклад, у морфіну, ноксирону й ін., коли з кишечнику чужорідна речовина попадає в кров і знову повертається в печінку (печінкова-кишково-печіночна циркуляція отрути).

Більшість металів, що затримуються в печінці, може зв'язуватися з жовчними кислотами (марганець) і з жовчю виділятися через кишечник. При цьому велику роль грає форма, у якій даний метал депонується в тканинах. Наприклад, метали в колоїдному стані довгостроково залишаються в печінці і виділяються переважно з калом.

Таким чином, через кишечник з калом віддаляються наступні речовини: 1) що не всмокталися в кров при їхньому пероральному надходженні; 2) що виділені з печінки з жовчю; 3) які потрапили в кишечник через його стінки. В останньому випадку основним способом транспорту отрут служить їхня пасивна дифузія по градієнті концентрації.

Більшість летучих неелектролітів виділяється з організму в основному в незміненому виді з видихуваним повітрям. Початкова швидкість виділення газів і парів через легені визначається їхніми фізико-хімічними властивостями: чим менше коефіцієнт розчинності у воді, тим швидше відбувається їхнє виділення, особливо тієї частини, що знаходиться в циркулюючій крові. Виділення їхньої фракції, депонованої в жировій тканині, затримується і відбувається набагато повільніше, тим більше що ця кількість може бути дуже значною, тому що жирова тканина може скласти більш 20 % загальної маси тіла людини. Наприклад, близько 50 % надійшовшого інгаляційним шляхом хлороформу виділяється протягом перших 8—12 г, а інша частина — у другій фазі виділення, що триває кілька діб.

Багато неелектролітів, піддаючись повільній біотрансформації в організмі, виділяються у виді основних продуктів розпаду: води і вуглекислого газу, що виходять з видихуваним повітрям. Останній утвориться при метаболізмі багатьох органічних сполук, у тому числі бензолу, стиролу, чотири-хлористого вуглецю, метилового спирту, етиленгліколю, ацетону і т.д.

Через шкіру, зокрема з потом, виходять з організму багато токсичних речовин — неелектроліти, а саме етиловий спирт, ацетон, феноли, хлоровані вуглеводні і т.д. Однак, за рідкісним винятком (наприклад, концентрація сірковуглецю в поті в кілька разів вище, ніж у сечі), загальна кількість токсичної речовини, що видаляється таким чином, невелике і не грає істотної ролі в його тотальному кліренсі.