Физиологическое действие токсических веществ на функциональные системы организма во многих случаях зависит от поведения этих веществ в организме. Организм с помощью защитных систем, сформировавшихся в процессе его эволюции, освобождается от токсического вещества в результате выведения его через выделительные системы, или же вещество подвергается детоксикации, когда образуются нетоксичные метаболиты или конъюгаты. Физиологическое действие химических веществ естественного или искусственного происхождения, по существу, определяется типом химических реакций, в которые вступает вещество, т. е. его метаболизмом. Меткаф (1966) характеризует основные типы химических превращений пестицидов в живом организме. Эти типы превращений характерны и для других токсикантов.
Инактивация. Это тип метаболизма, при котором происходит очень быстрое выведение токсического начала из организма, прежде чем оно достигнет «мишени», т. е. физиологических систем, в которых может проявиться его токсический эффект. Этот тип метаболизма свойствен водорастворимым соединениям, которые могут очень быстро выводиться мочевыделительной системой.
Гидролиз. В результате гидролиза происходит расщепление жиров, белков и углеводов до эфиров, кислот и спиртов. Возможно, за счет этих же ферментов, которые обеспечивают гидролиз биологических субстанций, обеспечивается гидролиз токсических веществ. Наиболее быстро метаболизируют по этому пути токсические вещества, являющиеся эфирами, например пестициды, производные фосфорной и карбаминовой кислот.
Окисление. Эти реакции у млекопитающих осуществляются в основном в печени в результате действия ферментов оксидаз. По этому типу происходит как дезактивация некоторых токсических веществ, так и повышение физиологической активности, например образование оксиизомеров фосфорорганических соединений, производных тио — и дитиофосфорных кислот. В результате такого метаболизма возможно возрастание их физиологической активности.
Редукция. По этому типу метаболизируют ароматические соединения, имеющие в составе нитрогруппы. Возможна их редукция в аминогруппы, в результате чего снижается физиологическая
Активность токсических веществ, например ДНОКа, метафоса, тиофоса, гербицидов триазинового ряда. Такое превращение происходит в основном под действием микроорганизмов, в частности бактерий рубца жвачных животных.
Конверсия. Это редкий тип метаболических реакций, возможных, по-видимому, под действием как оксидаз, так и микроорганизмов. При этом структура соединения значительно не изменяется, однако повышается стабильность самого соединения. Примером конверсии может служить образование эпоксида гептахло-ра из гептахлора.
Детоксикация. Обычно так называют реакцию, при которой образуется конъюгат между токсикантом и биологической субстанцией организма, например образование конъюгатов с глюкуроно-вой кислотой.
Метаболизм одного и того же токсического вещества в организме может идти одновременно несколькими путями, так как химическое соединение может быть атаковано сразу несколькими метаболизирующими агентами. Например, превращение п1п1 ДДТ может идти по пути образования п1п1 ДДД и п1п1 ДДЭ. В первом случае решающее значение имеют микроорганизмы, под действием которых происходит восстановительное дехлорирование П;п’ ДДТ в п1п1 ДДД и во втором — ферментов печени, в результате чего п1п1 ДДТ превращается в п1п1 ДДЭ. Преимущество того или иного пути зависит от активности обоих факторов в организме животного. Так, у жвачных животных значительную роль в обменных процессах играют микроорганизмы рубца, поэтому метаболизм п1п1 ДДТ идет в основном через п1п1 ДДД, тогда как у птицы этот фактор не играет решающей роли. В таком случае ведущее значение имеют ферменты печени, поэтому превращение п1п1 ДДТ идет в основном с образованием п1п1 ДДЭ.
Различия в характере метаболизма токсических веществ в организме животных разных видов, которые определяются преобладанием того или иного метаболизирующего фактора, играют ведущую роль в избирательности токсичности физиологически активных соединений.