Начнем с определения: биомаркер – это биохимический, физиологический или гистологический параметр, который указывает на то, что организм или его части испытывают воздействие ксенобиотических соединений. В рамках данного определения должны соблюдаться следующие 4 условия: 1) Ксенобиотик должен присутствовать в той же среде, в которой обитает сам организм; 2) Поллютант должен быть биологически доступным для организма; 3) Организм должен иметь возможность вступать в физический контакт с загрязнителем; 4) Организм должен поглощать ксенобиотик. Под поглощением поллютанта понимается его прохождение из окружающей среды во внутреннюю среду организма через клеточные мембраны. Существует три потенциальных пути проникновения ксенобиотиков в организм: 1) через покровы кожи; 2) через стенки органов дыхания и 3) через стенки пищеварительного тракта. После поглощения ксенобиотика, организм может разными способами и на разных уровнях ответить на его присутствие. Так, организм может аккумулировать ксенобиотик или вывести его в относительно неизмененном виде. Могут произойти также метаболические преобразования вещества, и уже его метаболиты могут аккумулироваться или выводиться из организма. Накопление поллютанта или его метаболитов может вызывать цепочку дальнейших реакций: от изменений структуры и функций молекул до гистологических преобразований (формирование различных отложений). Именно такие изменения и рассматриваются в качестве биомаркеров поглощения ксенобиотиков. Важно понимать, что любой биомаркер – это параметр, с помощью которого описывается только сам ответ организма на воздействие ксенобиотика. Однако не всегда при помощи того или иного биомаркера можно выявить негативное воздействие вещества или класса веществ. Так, например, под воздействием какого-либо вещества в организме могут начать вырабатываться определенные ферменты. В одних случаях обнаружение повышенных концентраций таких белков будет указывать лишь на то, что в организме включились нормальные биохимические механизмы, например, реакции детоксикации. Хотя в других случаях это может указывать уже на то, что организм находится в состоянии стресса, или что произошли изменения в его генетическом материале. Чтобы понимать механизмы воздействия ксенобиотиков на организм, необходимо представлять себе, каковы пути их биотрансформации: 1) Стадия диссимиляции: на этой стадии чужеродные для организма вещества переводятся в более реакционно способные соединения. Преимущественно это достигается за счет реакций окисления. Образующиеся в результате вещества могут оказаться более токсичными, чем исходное соединение. И хотя эти более токсичные метаболиты могут выводиться с желчью или мочой, часто происходит их накопление в жировых тканях, а также связывание с различными белками и даже с ДНК. 2) Стадия конъюгации: на этой стадии метаболиты с повышенной реакционной способностью соединяются с водорастворимыми эндогенными веществами клеток. Предполагается, что образование таких конъюгатов с ДНК и рядом белков как раз и вызывает большинство негативных эффектов при попадании ксенобиотиков в организм.