Действие вредных веществ на организм человека

Биологическое действие вредных веществ осуществляется через рецепторный аппарат клеток и внутри - клеточных структур.

Во многих случаях рецепторы токсичности представляют собой ферменты. Например, фермент ацетилхолинэстераза служит рецептором для фосфорорганических соединений (хлорофос, карбофос и пр.), образующих с этим ферментом прочный комплекс.

Кроме ферментов, рецепторами первичного действия ядов являются аминокислоты (гистидин, цистерн и др.), нуклеиновые кислоты, некоторые гормоны, витамины. Рецепторами токсичности часто бывают наиболее реакционно способные функциональные группы: сульфгидрильные — SH, гидроксильные — ОН, карбоксильные - CH₂, амин-NH₂ и фосфорсодержащие, которые играют жизненно важную роль в обмене веществ клетки. Максимальное токсическое действие яда про- является, когда минимальное количество его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки-мишени.

Например, токсины ботулинуса способны накапливаться в окончаниях периферических двигательных нервов и при содержании восьми молекул на каждую нервную клетку вызывать их паралич. Таким образом, 1 мг ботулинуса может уничтожить 1200 т живого вещества, а 200 г этого токсина способны погубить все население Земли.

Большое значение имеет обратимость связи яда с рецептором. Большинство токсических веществ, по-видимому, непрочно связывается с рецепторами и их можно "отмыть". Однако ковалентные связи ядов с рецепторами прочные и труднообратимые. К счастью, количество токсических веществ, способных образовывать ковалентные связи, невелико. К ним относятся, например, препараты мышьяка, ртути и сурьмы, механизм действия которых состоит во взаимодействии с сульфгидрильными группами белков.

Хотя ковалентные связи достаточно прочны, в определенных условиях они могут разрушаться. Так, сульфгидрильные группы пораженной ртутью клетки можно в какой-то мере регенерировать, если ввести достаточное количество антидота — унитиола, содержащего реакционно способные SH-группы.

Большинство известных в настоящее время токсических веществ и лекарственных средств взаимодействует с рецептором за счет более легко разрушающихся связей - ионных, водородных, ван-дер-ваальсовых, что дает возможность их успешного "отмывания" и удаления из организма.

Химические соединения могут вызвать в организме практически все патологические процессы и состояния. На рисунке 1 представлена классификация токсических веществ по времени воздействия на человека и по форме и времени проявления эффекта.

Наряду с этим в токсическом действии многих веществ отсутствует строгая избирательность. Их вмешательство в жизненные процессы основано не на химических воздействиях с определенными клеточными рецепторами, а на взаимодействии со всей клеткой в целом. Этот принцип, вероятно, лежит в основе наркотического действия разнообразных органических и неорганических веществ, общим свойством которых является то, что они представляют собой неэлектролиты. Обнаружив это, известный советский токсиколог Н. В. Лазарев предложил термин "неэлектролитное действие" для обозначения всех эффектов, которые прямо определяются физико-химическими свойствами вещества (наркотическое, раздражающее, прижигающее, гемолитическое действие и др.).

Для действия некоторых промышленных ядов характерно поражение функций центральной и периферической нервной системы.

К классическим ядам, оказывающим преимущественное действие на нервную систему, относятся пары металлической ртути, марганец, соединения мышьяка, сероуглерод, тетраэтилсвинец. Нейротропным действием обладают фосфорорганические соединения и многие наркотические вещества, в том числе углеводороды предельного, непредельного и циклического ряда, а также все нейротропные лекарственные препараты.

Рисунок 1- Классификация токсических веществ по времени воздействия на

человека и по форме и времени появления эффекта

Изменения крови при действии промышленных ядов можно условно разделить на общие гематологические реакции и специфические изменения. Общие гематологические реакции возникают при острой интоксикации любым токсическим веществом независимо от механизма его действия. При этом наиболее закономерными являются изменения со стороны белой крови: лейкоцитоз, эозинопения, лимфопения, увеличение числа моноцитов.

Специфические изменения крови обусловлены действием конкретного вредного вещества (бензол и его соединения, пестициды, оксид углерода, свинец и др.).

При этом развиваются такие заболевания крови, как лейкозы, гемолитические процессы, анемия, нарушение свертываемости крови.

Преимущественно поражения органов дыхания возникают при остром ингаляционном воздействии токсических веществ раздражающего действия. При этом возможно развитие нескольких основных клинических синдромов: острый токсический ларингофаринготрахеит; острый токсический бронхит, характеризующийся диффузным поражением бронхов крупного и среднего калибра; острый токсический бронхиолит - поражение мелких бронхов и бронхиол; острый токсический отек легких; острая токсическая пневмония. При хронических поражениях органов дыхания возможно развитие не только токсического бронхита, но и токсического пневмосклероза.

Поражение гепатобилиарной системы возникает в результате воздействия на организм химических веществ, которые можно выделить в группу так называемых гепатотропных ядов. К их числу относятся хлорированные углеводороды — метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорэтан и др.

Поражения мочевыделительной системы во многом зависят от химического состава токсических веществ, предшествующего состояния почек и организма в целом. Химические соединения по основной локализации и характеру вызываемого ими патологического процесса в почках можно разделить на две группы. К первой группе относятся те вещества, которые пре имущественно поражают ткани почек и вызывают так называемые токсические нефропатии. Это металлы и их соединения (ртуть, свинец, кадмий, литий, висмут, золото и др.), соединения мышьяка, органические растворители, различные ядохимикаты, бета-нафтол и др.

Ко второй группе относятся в основном ароматические аминосоединения (бензидин, дианизидин, альфа- и бета-нафтиламин). Длительный контакт с этими со единениями при неудовлетворительных санитарно-гигиенических условиях труда может привести к возникновению и развитию доброкачественных опухолей мочевыводящих путей, преимущественно мочевого пузыря, с возможным перерождением в рак, что позволяет рассматривать их в качестве канцерогенов.

Действие ядов может быть общим (резорбтивным) или местным. Общее действие развивается в результате всасывания яда в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы, например, нервная система при отравлении марганцем, органы кроветворения — при отравлении бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновения их с ядом: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов — чаще всего при контакте с щелочными и кислотными растворами и парами. Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада тканей и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний.

Производственные отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острым профессиональным отравлением называется заболевание, возникшее после однократного воздействия вредного вещества на работающего.

Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований технологического режима, правил техники безопасности и промышленной санитарии, когда содержание вредного вещества значительно, в десятки и сотни раз превышает предельно допустимую концентрацию. Возникающее в результате этого отравление может окончиться быстрым выздоровлением, оказаться смертельным, либо вызвать последующие стойкие нарушения здоровья.

Острые отравления характеризуются кратковременностью действия токсичных веществ, не более чем в течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах — при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов; ярки- ми клиническими проявлениями или через относительно небольшой — обычно несколько часов — скрытый (латентный) период. В развитии острого отравления, как правило, имеются две фазы: первая - неспецифических проявлений (головная боль, слабость, тошнота и др.), вторая - специфических (например, отек легких при отравлении окислами азота).

При чистке цистерн высокие концентрации паров бензина являются причиной быстро наступающего отравления, которое может закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Столь же быстрая гибель угрожает при вдыхании больших концентраций сероводорода.

Однако в отличие от смертельных исходов острого отравления парами бензина или сероводорода острое и даже смертельное отравление бромистым метилом выявляется после скрытого периода длительностью не менее 6...8 ч. Позднее развиваются признаки отравления в виде подергиваний, судорог, затем следует потеря сознания и смерть. Особенно коварными являются отравления оксидами азота из-за длительного (дни, недели) латентного периода, после которого может развиться тяжелый, зачастую смертельный, отек легких.

Во многих случаях следствием перенесенного отравления являются стойкие нарушения здоровья. Так, в течение месяцев и даже лет после острого отравления бромистым метилом могут сохраняться неверная походка, повышенная утомляемость, забывчивость, ослабление зрения, парезы периферических нервов; после отравления сероуглеродом — расстройство чувствительности, нарушение рефлексов, дефекты зрения и расстройство психической деятельности.

Хроническим отравлением называют заболевание, развивающееся после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества. Имеются в виду дозы, которые при однократном поступлении в организм не вызывают симптомов отравления. Заболевания развиваются вследствие накопления самого яда в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им изменений (функциональная кумуляция). Поражаемые органы и системы в организме при хроническом и остром отравлениях одним и тем же ядом могут отличаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система, при хроническом — система кроветворения. В связи с тем, что в современных условиях благодаря оздорови- тельным мероприятиям концентрации ядов в воздухе промышленных предприятий значительно снизились, проявления хронических интоксикаций нередко носят скрытый характер и они малоспецифичны.

Хронические отравления характерны для промышленных ядов. Причиной этого может быть тот факт, что концентрации, вызывающие острое отравление, в производственных условиях практически недостижимы. Классическими примерами таких ядов являются свинец, марганец, ртуть и другие тяжелые металлы; среди органических ядов — бензол, тринитротолуол и многие другие соединения.

В некоторых случаях хроническое отравление не может быть вызвано ядом из-за быстрого его расщепления в организме или выведения. Так, двухвалентное железо- парализующий яд, но оно чрезвычайно быстро окисляется в организме в трехвалентное комплексное соединение, и производственные отравления железом не встречаются.

Наряду с острыми и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые хотя и сходны по условиям возникновения и проявлениям с острыми отравлениями, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение.

Интермиттирующее¹ воздействие вредных веществ. На производстве, как правило, не бывает постоянных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в течение всего рабочего дня. Они либо постепенно увеличиваются, снижаясь за обеденный перерыв, и вновь увеличиваясь к концу рабочего дня, либо оказываются колеблющимися в зависимости от хода технологических процессов. Концентрации воздействующих веществ могут колебаться от нуля до превышающих предельно допустимые, т. е. в таких случаях имеет место интермиттирующее воздействие вредных веществ.

Из физиологии известно, что максимальный эффект наблюдается в начале и в конце воздействия раздражителя. Переход от одного состояния к другому требует приспособления, а потому частые и резкие колебания раздражителя ведут к более сильному воздействию его на организм. Главную роль при интермиттирующем действии ядов играет сам факт колебаний концентраций в крови, а не накопление веществ. В конечном итоге колебания интенсивности химического фактора, как на высоком, так и на низком уровне воздействия ведут к нарушению процессов адаптации.

Адаптация к ядам. Приспособление живого организма путем адекватного изменения процессов жизнедеятельности называется адаптацией. Для обозначения адаптации организма к периодическому воздействию вредных веществ часто применяется термин "привыкание". При этом имеют в виду понижение чувствительности к химическому веществу, происходящее под влиянием его длительного действия, что может проявляться ослаблением или полным исчезновением симптомов отравления.

К факторам, определяющим привыкание, относится концентрация токсического вещества, которая должна быть достаточной для развития приспособительной, но не чрезмерной реакции организма.

¹Слово "интермиттирующее", в точном смысле подразумевающее "перемежающееся" или "прерывистое", используется в токсикологии для обозначения действия концентраций вредного вещества, колеблющихся во времени.

В реакции организма на хроническое воздействие химического вещества можно выделить три фазы: первичную реакцию, развитие привыкания и срыв привыкания с выраженной симптоматикой отравления, характерной для действующего яда. При повторном воздействии одного и того же яда в субтоксической дозе может изменяться течение отравления и кроме выявления кумуляции и привыкания может развиться сенсибилизация, аллергия, идиосинкразия и также состояние зависимости.

Сенсибилизация - состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее. Эффект сенсибилизации связан с образованием в крови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организма белковых молекул, индуцирующих формирование антител. Повторное, даже более слабое токсическое воздействие с последующей реакцией яда с антителами вызывает извращенный Ответ организма в виде явлений сенсибилизации. К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и т. д.

Аллергическая реакция на данный препарат относится к типичным иммунологическим синдромам. Ее развитие возможно только в случае предварительной сенсибилизации, т. е. образования к данному препарату, выступающему в роли антигена, специальных антител.

Аллергическая реакция определяется не столько дозой воздействующего вещества, сколько состоянием систем организма, и проявляется типичными аллергическими симптомами (сыпь, кожный зуд, отеки, гиперемия кожи и слизистых оболочек и др.) независимо от вида препарата вплоть до анафилактическою шока. Наиболее выраженными антигенными свойствами обладают вещества, вступающие в связь с белками плазмы.

Аллергизация значительно усложняет течение острых и хронических интоксикаций, нередко приводя к ограничению трудоспособности.

Идиосинкразия - своеобразная гиперреакция организма на химический препарат (пищевые продукты, лекарства и т. п.), введенный в организм в субтоксической дозе, проявляется симптоматикой, соответствую- щей токсическому действию этого препарата. Подобная повышенная чувствительность обусловлена генетическими механизмами, так как сохраняется в течение всей жизни человека.

Состояние зависимости человека от химических препаратов чаще всего связано с токсикоманией, наркотиками, алкоголизмом и табакокурением.

Развитие толерантности, пониженной восприимчивости к данному препарату заставляет больного постоянно увеличивать его дозу для получения привычного эффекта.

Отдаленные последствия влияния ядов на организм. Вредные вещества могут оказывать на организм специфическое действие, которое проявляется не в период воздействия и не сразу по его окончании, а в периоды жизни, отделенные от периода химической экспозиции многими годами и даже десятилетиями. Проявление этих эффектов возможно и в последующих поколениях.

К отдаленным последствиям воздействия вредных веществ относят мутагенное, канцерогенное действие, влияние на репродуктивную функцию (гонадо- и эмбриотропное), а также ускорение процесса старения сердечно- сосудистой системы.

Контакт с разнообразными химическими соединениями может иметь генетические последствия, уже сейчас известно несколько сотен мутагенов. Вызываемые ими мутации - изменение генетической информации- подразделяются на две группы: соматические и генеративные.

Соматические мутации возникают в клетках тела. Они передаются от клетки к клетке при их делении, но не способны передаваться по наследству из поколения в поколение.

Соматические мутации могут являться причиной злокачественных опухолей, т. е. онкологических заболеваний. Вещества, вызывающие такие опухоли, называются канцерогенами (от лат. cancer — рак) или бластомогенами (греч. blastoma - опухоль).

По происхождению различают экзогенные канцерогены, образующиеся и присутствующие во внешней среде (полициклические углеводороды, ароматические амины), эндогенные - образующиеся внутри организма (некоторые гормоны в больших количествах, например, фолликулин, свободные радикалы, желчные кислоты и холестерин).

По химической природе канцерогенные вещества делят на органические и неорганические.

К неорганическим канцерогенным веществам относят хром, мышьяк, кобальт, никель, бериллий, свинец, кадмий и др. К органическим - полициклические углеводороды; ароматические амины; афлотоксины - вещества, образуемые плесенью aspergilus flavus, поражающие пищевые продукты; уретан; эпоксиды; винилхлорид; пластмассы и др.

Генеративные мутации возникают в половых клетках (гаметах) и передаются из поколения в поколение. В результате этого погибают либо гаметы, либо эмбрионы (зародыши), либо рождаются дети с наследственной патологией или отмечается воспроизведение мутации из поколения в поколение, генетические болезни.

Выделяются генные, хромосомиые и геномные мутации. Генные - это изменение в молекуле ДНК, хромосомные - это изменение структуры, а геномные мутации приводят к нарушению числа хромосом или всего хромосомного набора. Основную часть среди трех групп мутаций составляют генные — 96 %. Самыми сильными из всех мутагенов являются радионуклиды.

Среди химических мутагенов наиболее широко распространены следующие группы:

- полициклические ароматические углеводороды (основной из них — бенз(а)пирен, содержится в дыме, саже, копоти);

- нитросоединения (нитраты, нитриты, нитрозоамины), основной источник которых в окружающей среде — азотные удобрения;

- пестициды (наиболее известен как мутаген ДДТ, для полного выведения ДДТ из биосферы необходимо не менее 100 лет);

- тяжелые металлы (ртуть, свинец, хром, кадмий и др.); наиболее распространено загрязнение биосферы свинцом, так как в качестве присадки к бензину используется тетраэтилсвинец;

- галогенизированные углеводороды входят в со- став бытовых растворителей, обеззараживающих средств, аэрозолей; используются в производстве поли- мерных пленок, пластмасс, пластиков;

- алкилирующие соединения (эпоксидные смолы, сложные эфиры, альдегиды) изменяют молекулу ДНК, присоединяя к ней алкильные группы (метиловые, этиловые, пропиловые).

Опасность мутагенов в том, что они являются биологической миной замедленного действия, накапливаясь в генофонде популяций. По расчетам генетиков, при современном уровне накопления мутагенов в окружающей среде уже через 2...3 репродуктивных поколения (50...75 лет) генетически дефектных детей будет рождаться больше, чем нормальных. В этом случае может наступить необратимое генетическое вырождение вида Человек разумный.

Химические соединения могут приводить к нарушению развития плода, проявляя эмбриотропное или тератогенное (развитие уродств) действие.

Эмбриотропное действие производственных ядов. Влияние химических соединений во время беременности может вызвать в развитии плода различные нарушения, которые условно можно отнести к следующим типам эффектов: тератогенным (дефекты развития, биохимические, функциональные и другие нарушения функции органов и систем, проявляющиеся в постнатальном развитии); эмбриотоксическим (внутриутробная гибель, снижение массы и размеров эмбрионов при нормальной дифференцировке тканей).

Тератогенным действием обладают хлоропреновый латекс, фенолформальдегидные смолы, ДДТ и др.

Химические вещества в дозах, не вызывающих токсический эффект у матери, могут повредить плод. Эмбриотоксический эффект в значительной степени определяется состоянием плаценты. Например, никотин делает плаценту проницаемой даже для тех веществ, которые в обычных условиях через нее не проходят.

Высокой эмбриотоксичностью обладают такие вещества, как бензол, бензин, ацетилен, сероводород, фенол, метанол, дихлорэтан, ацетон, все основные группы пестицидов, а также некоторые металлы: ртуть, кадмий, свинец, марганец, медь, мышьяк и др.

Гонадотропное действие химических соединений. По укоренившемуся мнению, ответственность за бесплодие брака ранее возлагалась почти исключительно на женщину. Однако сейчас уже известно, что в значительном числе случаев "виновником" бесплодия брака может быть мужчина. Причиной этого является высокая чувствительность мужских половых желез к различным повреждающим факторам, и в частности к химическим, воздействующим на человека в процессе его трудовой деятельности.

Так, доказано нарушение функции гонад при воз- действии бензола и его гомологов, хлорорганических соединений, марганца, хлоропрена, капролактама, борной кислоты, фенола, свинца.

Имеются также данные о нарушении менструальной функции и функции яичников у женщин, работающих в производстве изопренового каучука, стирола, капролактама, при работе с соединениями марганца.

Гонадотропное действие проявляется нарушением сперматогенеза у мужчин и овогенеза у женщин.

Условия, влияющие на характер и силу токсического действия. Степень токсического эффекта зависит от биологических особенностей вида, пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма; строения и физико-химических свойств яда; количества попавшего в организм вещества; факторов внешней среды (температура, атмосферное давление и др.).

Химическая структура и характер действия ядов. Токсическое действие органических соединений в определенной степени зависит от их строения и свойств.

Возрастание токсичности наблюдается с ростом атомов углерода в гомологическом ряду углеводородов. Например, легкие бензины менее токсичны, чем тяжелые, бутиловый, амиловый и другие высшие спирты токсичнее этилового и пропилового.

Токсичность органических соединений возрастает с увеличением числа ненасыщенных связей, например, от этана (CH₃ - СН₃) к этилену (СН₂=СН₂) и ацетилену (СН=СН).

Токсичность снижается с увеличением разветвленности цепи. Это наблюдается среди углеводородов, являющихся изомерами, но имеющих различие в структуре (например, изогептан менее ядовит, чем гептан).

Циклические и ароматические углеводороды при их ингаляционном поступлении соединений действуют сильнее, чем пары соответствующих метановых углеводородосоединений.

Изменение характера действия, а часто и возрастание токсичности отмечаются при наличии в молекуле атомов галоидов (F, Cl, Br...), метильных (СН₂), амино- (NH₂) и нитрогрупп (NO₂). Так, введение в молекулу органических соединений хлора, фтора придает им обычно раздражающие свойства и нередко увеличивает токсичность, введение амино- (NH₂) — и нитрогрупп (NO₂) превращает соединения в метгемоглобинобразователи, усиливает их нейротропное действие.

Изменение валентности элемента в составе соединения не всегда ведет к определенным изменениям токсичности, но, например, в отношении мышьяка известно, что трехвалентный мышьяк токсичнее пятивалентного, но это не относится ко многим другим металлам, например, шестивалентный хром Cr⁺⁶ токсичнее трехвалентного Cr⁺³.

Из физических свойств ядов на токсичность их влияют растворимость, летучесть, агрегатное состояние.

Особенности организма, влияющие на проявления токсичности. Токсический эффект есть результат взаимодействия двух основных факторов - организма и токсического вещества. Биологические особенности организма нередко играют ведущую роль.

Видовые различия и чувствительность к ядам. О различной видовой чувствительности к ядам известно давно. Знание особенностей возникновения, развития и протекания интоксикации у животных различных видов очень важно для токсикологов потому, что данные о токсичности тех или иных вредных веществ, получаемые в экспериментальных условиях в опытах на животных (например, белые мыши и крысы), чаще всего экстраполируются на человека. В ряде случаев различия в чувствительности человека и животных к ядам обусловлены особенностями обмена веществ, различиями в продолжительности жизни, массой тела и др.

Влияние пола в формировании токсического эффекта не является однозначным. К некоторым ядам более чувствительны женщины, к другим — мужчины. Эго в первую очередь обусловлено специфическими признаками поражения (влияние на гонады мужчин или женщин, эмбриотоксическое действие). Отмечается большая чувствительность женского организма к действию некоторых органических растворителей, например бензола. Некоторые яды, например соединения бора, марганца, обладают избирательной токсичностью в отношении гонад мужского организма.

Влияние возраста на проявление токсического эффекта при воздействии на организм различных ядов не является одинаковым. Одни яды оказываются более токсичными для молодых, другие — для пожилых, токсический эффект третьих не зависит от возраста. Известна большая устойчивость детского организма (до 5 лет) к гипоксии (кислородному голоданию) и выраженная чувствительность к ней подростков и юношей, а также стариков. При отравлениях токсическими веществами, вызывающими гипоксию, эти различия особенно заметны.

Индивидуальная чувствительность к ядам выражена довольно значительно и зависит от особенностей течения биохимических процессов у разных лиц (так называемая биохимическая индивидуальность). Индивидуальная чувствительность определяется и состоянием здоровья. Снижению сопротивляемости способствуют хронические инфекции, например туберкулез.

На чувствительность организма к ядам оказывает влияние и характер труда. При тяжелой физической работе усиливаются процессы дыхания и кровообращения, что ведет к ускоренному поступлению яда в организм.

Пути поступления и судьба ядов в организме. Производственные яды могут поступать в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу, а также через слизистые оболочки глаз.

Поступление ядов через дыхательные пути. Так проникают в организм яды в виде газов, паров, аэрозолей, а также паро-газо-аэрозольных смесей. Попадание ядов через желудочно-кишечный тракт возможно при заглатывании со слизью из носоглотки, а также в результате несоблюдения правил личной гигиены или с пищей и питьевой водой. Через кожу проникают в основном вещества, хорошо растворимые в жирах и воде, в частности органические растворители, а также соли некоторых металлов, например ртути, свинца и др.

В быту, медицинской практике существуют и другие пути поступления химических компонентов в организм: внутривенный, накожный, подкожный, внутримышечный, полостной.

Большая часть производственных отравлений возникает в результате вдыхания токсических газов, паров, туманов, аэрозолей. Этому способствуют большая поверхность легочной ткани (100...120 м²), быстрота поступления в кровь и отсутствие дополнительных барьеров на пути яда из вдыхаемого воздуха в различные органы и системы. Дополнительную роль играют повышенная легочная вентиляция и усиление кровотока в легких при работе, особенно физической.

На быстроту поступления токсических веществ из воздуха в кровь влияет их растворимость в воде.

Чем выше концентрация яда в альвеолярном воздухе и больше растворимость его в воде, тем быстрее поступает он в кровь и тем выше его концентрация в ней.

Некоторые пары и газы (HCI, HF, SO₂, пары неорганических кислот и др.) подвергаются химическим превращениям непосредственно в дыхательных путях, поэтому их задержка в организме происходит с более постоянной скоростью. Кроме того, они обладают способностью разрушать саму альвеолярную мембрану, нарушать ее барьерную и транспортную функции, что ведет к развитию токсического отека легких. При многих производственных операциях образуются аэрозоли (пыль, дым, туман). Они представляют собой смесь частиц в виде минеральной пыли (угольная, силикатная и др.), окислов металлов, органических соединений и пр.

В дыхательных путях происходит два процесса: задержка и выделение поступивших частиц. На процесс задержки влияет агрегатное состояние аэрозолей и их физико-химические свойства (размер частиц, форма, гигроскопичность, заряд и пр.). В верхних дыхательных путях задерживается 80...90 % частиц величиной до 10 мкм, в альвеолярную область поступает 70...90 % частиц размером 1...2 мкм и менее.

Поступление ядов через желудочно-кишечный тракт. Некоторые ядовитые соединения могут всасываться уже из полости рта, поступая непосредственно в кровь. Из полости рта всасываются все липидорастворимые соединения, фенолы, некоторые соли, особенно цианиды.

Резорбция яда из желудка зависит в значительной степени от реакции желудочного сока, образования слизи, характера пищи, а также кровоснабжения слизистой оболочки желудка. Кислая среда желудочного сока может увеличивать токсичность некоторых веществ. Так, соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Из желудка всасываются все липидорастворимые соединения, молекулы органических веществ.

Всасывание ядов происходит также и в тонком кишечнике. На резорбцию ядов при этом существенно влияют изменения реакции среды, ферменты, свойства соединения. А такие, например, металлы, как церий, медь, уран, соединения ртути, повреждают эпителиальный покров и нарушают всасывание.

Поступление ядов через кожу. Через неповрежденную кожу в производственных условиях может проникать значительное количество химических соединений. Существуют три пути возможного проникновения ядов через кожу: через эпидермис, волосяные фолликулы и выводные протоки сальных и потовых желез.

Потенциальную опасность представляют вредные вещества, обладающие не только растворимостью в жирах, но и значительной растворимостью в воде (крови).

Среди органических производственных ядов, вызывающих интоксикацию при проникновении через кожу, наиболее опасны ароматические нитро- и амино соединения, фосфорорганические инсектициды, некоторые хлорированные и металлоорганические соединения. Электролиты через неповрежденную кожу практически не проникают. Повреждения кожи, безусловно, способствуют проникновению токсических веществ в организм.

Распределение ядовитых веществ в организме подчиняется определенным закономерностям. Первоначально происходит динамическое распределение вещества в соответствии с интенсивностью кровообращения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей. Существуют три главных бассейна, связанных с распределением вредных веществ: внеклеточная жидкость (14 л для человека массой 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань. Поэтому распределение веществ зависит от таких физикохимических свойств, как водорастворимость, жиро растворимость и способность к диссоциации.

Для липидорастворимых веществ наибольшей емкостью, например, обладает жировая ткань и органы, богатые липидами (костный мозг, семенники и некоторые другие). Для ряда металлов (серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк) характерно достаточно быстрое исчезновение их из крови с наибольшим накоплением в печени и почках. Остальные органы равномерно включаются в распределение элементов.

Растворимые и хорошо диссоциирующие соединения свинца, бериллия, бария, урана, склонные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором, накапливаются преимущественно в костной ткани.

Превращение вредных веществ в организме. Чужеродные органические соединения в организме претерпевают широкий ряд метаболических превращений.

Схема превращений вредных веществ в организме в самом общем виде представлена ниже].

После первичных реакций биотрансформации ядовитые соединения могут присоединять химически активные группы (ОН, СООН, NH₂ SH и др.), которые вступают в реакцию с глюкуроновой кислотой, сульфатом, уксусной кислотой, некоторыми аминокислотами. В результате образуются более полярные молекулы, легко выделяющиеся из организма с мочой. Таким образом, в организме трансформируются фенолы, спирты, карбоновые кислоты, аминосоединения и др.

Металлы и их соединения, попадая в организм, мо гут многократно менять свою форму. Большую часть пребывания в организме они существуют в виде комплексов с белками. Щелочные металлы содержатся в жидкой фазе в ионной форме, частично образуют непрочные, легко гидролизуемые комплексы. С аминокислотами через SH-группs соединяются ртуть, свинец, кобальт, кадмий; через СООН-группы медь, никель, цинк. Металлы, преимущественно с переменной валентностью, подвергаются в организме восстановлению и окислению. Так, пятивалентный мышьяк восстанавливается в организме до более токсичного трех валентного.

Комбинированное действие ядов. Изолированное действие ядов на производстве, особенно в химической промышленности, встречается редко. Обычно работающие подвергаются одновременному воздействию не скольких веществ, т. е. имеет место комбинированное действие ядов. Например, на металлургических заводах встречается комбинация оксид углерода + сернистый газ, при взрывных работах в шахтах — оксид углерода + оксиды азота и т. д. В реальной обстановке число одновременно присутствующих в воздухе рабочей зоны вредных веществ может быть значительным, что особенно наглядно при работах с растворителями при на несении лакокрасочных покрытий (выделение паров эфиров, спиртов, бензола и его гомологов и т. д.). Воз можно также комбинированное действие, как нескольких производственных ядов, так и производственных и бытовых, например алкоголя.

Комбинированное действие вредных веществ — это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько видов комбинированного действия ядов (рис. 2):

1. Однородное действие - компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме, при количественно одинаковой замене их друг другом токсичность смеси не изменяется. В этих случаях говорят о простой аддитивности (от addition — сложение, дополнение) или простом суммировании: суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов.

1-однородное (аддитивность); 2- потенцирование (синергизм);

3 - антагонистическое

Рисунок 2 - Комбинированное действие на объект нескольких веществ:

2. Независимое действие - компоненты смеси действуют на разные системы, токсические эффекты не связаны друг с другом, и в случае их возникновения (например, гибели) они являются результатом воздействия одного или другого наиболее токсичного компонента, а не развития комбинационного эффекта.

3. Потенцированное действие (синергизм) - комбинированное действие смеси веществ, которое по своему эффекту больше, чем сумма действий отдельных веществ смеси, эффект более аддитивного.

4. Антагонистическое действие - эффект комбинированного воздействия менее ожидаемого при простой суммации, эффект менее аддитивного.

Примером однородного действия, когда наблюдается простое суммирование эффектов, является наркотическое действие смеси углеводородов. Часто встречаются комбинации веществ с независимым действием (бензол и раздражающие газы, смесь взрывных газов и пылей в рудниках и т. д.).

Синергизм отмечен при совместном действии сернистого ангидрида и хлора, оксида углерода и оксидов азота, алкоголь повышает опасность отравлении анилином, ртутью.

Примером антагонистического действия может служить антидотное (обезвреживающее) взаимодействие между эзерином и атропином. При потенцированном и антагонистическом действии оценку можно проводить с учетом коэффициента комбинированного действия по формуле:

где К_КДn >1 — при потенцированном действии; К_КДn<1 — при антагонистическом.

Наряду с комбинированным действием ядов воз можно и комплексное воздействие веществ, т. е. такое воздействие, когда яды поступают в организм одновременно, но разными путями (через дыхательные пути с вдыхаемым воздухом, желудок с пищей и водой, кожные покровы). В связи с нарастающим загрязнением вредными веществами окружающей человека среды значение этого вида воздействия ядов возрастает.

Дата добавления: 2014-11-06