Общие закономерности действия промышленных ядов

  Снижению  сопротивляемости организма 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.

  Примеры:

  Очень опасна интоксикация тиоловыми ядами (соединениями ртути, мышьяка, кадмия, сурьмы и и др. тяжелых металлов). Тиоловыми такие яды называют по механизму их действия - связыванию с тиоловыми (-SH) группами белков:

  Связывание  металла с тиоловыми группами белков приводит к разрушению структуры  белка, что вызывает прекращение  его функций. Результат - нарушение  работы всех ферментных систем организма.

  Отравление  метанолом:

  При отравлении метанолом в организме  образуются очень токсичные соединения - формальдегид и муравьиная кислота. Они более токсичны, чем сам  метанол. Это пример летального синтеза.

  3. Пути поступления и выделения  ядов

  Промышленные  яды поступают в организм человека двумя основными способами: через  органы дыхания и кожу. Через дыхательные  пути попадают яды, находящиеся в  воздухе, преимущественно в виде пара, газа и пыли. Через кожу проникают  вещества жидкой и маслянистой консистенции, хорошо растворяющиеся в липидах (жирах  и жироподобных веществах). Возможно поступление ядов и через желудочно-кишечный тракт с загрязненных рук, при  приеме пищи.

  Наибольшее  значение имеет поступление их. через  органы дыхания. Поступившие в воздух помещений токсические пыли, пары и газы вдыхаются рабочими и проникают  в легкие. Через разветвленную  поверхность бронхиол и альвеол  они всасываются в кровь. Через  дыхательную систему яды поступают  в организм в виде газов, паров  и аэрозолей. Это основной и наиболее быстрый путь, так как всасывание веществ происходит с очень большой поверхности легочных альвеол (100 – 120 м2).

  Постоянный  ток крови по легочным капиллярам способствует проникновению веществ  из альвеол в кровь, которая транспортирует поступивший яд по всему организму (малый круг кровообращения, затем, минуя печень, через сердце в большой  круг кровообращения). К реагирующим  газам относятся такие яды, как  аммиак, сернистый газ, оксиды азота  и др. Вдыхаемые яды оказывают  неблагоприятное действие практически  на протяжении всего времени работы в загрязненной атмосфере, а иногда даже и по окончании работы, так  как всасывание их еще продолжается. Поступившие через органы дыхания  в кровь яды разносятся по всему  организму, вследствие чего токсическое  их действие может сказываться на самых различных органах и  тканях.

  В пищеварительном канале всасывание веществ может идти во всех отделах. Из полости рта всасываются все  липидорастворимые соединения, фенолы, некоторые соли, особенно цианиды. Вредные  вещества поступают в органы пищеварения  при заглатывании токсических пылей, осевших на слизистых оболочках  полости рта, либо путем занесения  их туда загрязненными руками. При  всасывании через слизистые оболочки полости рта и прямой кишки  химические агенты попадают в кровь, минуя печень.

  В кислой среде желудочного содержимого  яды могут распадаться с образованием более токсичных соединений.

  Так, соединения свинца, плохо растворимые  в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Из желудка попадают в кровь все  липидорастворимые соединения, неионизированные молекулы органических веществ. Большая  часть ядов, проникающих через  стенки пищеварительного канала в кровь  и через систему воротной вены, поступают в печень, где и обезвреживаются.

  В тонком кишечнике на резорбцию (поглощение, всасывание) ядов существенно влияют изменения реакции среды, ферменты. А такие металлы, как медь, уран, соединения ртути, церий, повреждают эпителиальный  покров и нарушают всасывание.

  Поступившие в пищеварительный тракт яды  на всем его протяжении всасываются  через слизистые оболочки в кровь. В основном всасывание происходит в  желудке и кишечнике. Поступившие  через органы пищеварения яды  кровью направляются в печень, где  некоторые из них задерживаются  и частично обезвреживаются, потому что печень является барьером для  поступающих через пищеварительный  тракт веществ. Только пройдя через  этот барьер, яды поступают в общий  кровоток и разносятся им по всему  организму.

  Токсические вещества, обладающие способностью растворять или растворяться в жирах и  липоидах, могут проникать через  кожный покров при загрязнении последнего этими веществами, а иногда и при  наличии их в воздухе (в меньшей  степени). Проникшие через кожный покров яды сразу поступают в  общий кровоток и им разносятся по организму. Наиболее опасны ароматические  нитро- и аминосоединения, фосфорорганические инсектициды, металлоорганические  соединения. Преодолевают кожный барьер и такие газы, как циановодород, оксиды углерода, сероводород и др.

  Выделение ядов из организма происходит главным  образом через почки и кишечник; наиболее летучие вещества выделяются также и через легкие с выдыхаемым воздухом.

  Через легкие выделяются летучие вещества, не изменяющиеся или медленно изменяющиеся в организме (бензин, бензол, этиловый эфир, хлороформ выделяются быстро; медленно выделяются спирты, ацетон, сложные  эфиры). Наибольшее значение для выведения  ядов имеют почки. При многих отравлениях  с помощью специальных средств, усиливающих мочеотделение, добиваются быстрого удаления вредных веществ  из организма. Но приходится считаться  и с повреждающим воздействием на почки некоторых выводимых ядов, например ртути.

  При тяжелых отравлениях этиленгликолем в почках задерживаются продукты метаболизма. При окислении этиленгликоля  образуется щавелевая кислота, и  в почечных канальцах выпадают кристаллы  оксалата кальция, препятствующие мочеотделению. Медленно через почки выделяются плохо растворимые в воде вещества, например мышьяк, тяжелые металлы: свинец, ртуть, марганец.

  Через желудочно-кишечный тракт выделяются нерастворимые или малорастворимые  вещества: свинец, ртуть, марганец, сурьма. Некоторые вещества выделяются со слюной в полости рта: свинец, ртуть. Через  кожу сальными железами выводятся все  жирорастворимые яды, потовыми железами выводятся ртуть, медь, мышьяк, сероводород  и др.

  4. Биотрансформация ядов

  Поступившие в организм тем или иным путем  яды могут относительно равномерно распределяться по всем органам и  тканям, оказывая на них токсическое  действие. Некоторые же из них скапливаются преимущественно в каких-то одних  тканях и органах: в печени, костях и др. Такие места преимущественного  скопления токсических веществ  называют депо в организме. Для многих веществ характерны определенные виды тканей и органов, где они, депонируются. Задержка ядов в депо может быть как кратковременной, так и более  длительной — до нескольких дней и  недель. Постепенно выходя из депо в  общий кровоток, они также могут  оказывать определенное, как правило, слабо выраженное токсическое действие. Некоторые необычные явления (прием  алкоголя, специфическая пища, болезнь, травма и др.) могут вызвать более  быстрое выведение ядов из депо, в результате чего их токсическое  действие проявляется более выражено.

  Сразу после поступления в кровь  яды разносятся по всем тканям и  органам. В первой фазе распределения  основное значение для накопления вредного вещества играет кровоснабжение этих тканей и органов – чем оно  больше, тем больше содержание яда.

  Таким образом, в первый период можно говорить о динамическом распределении вещества, определяемом интенсивностью кровоснабжения. В дальнейшем картина меняется, происходит перераспределение веществ и  преимущественное их накопление в тех  тканях, сорбционная емкость которых  для данного вещества оказывается  наибольшей. Окончательное распределение  можно назвать статическим.

  Для липидорастворимых веществ наибольшей емкостью, например, обладает жировая  ткань и органы, богатые липидами (костный мозг, семенники и другие). Достаточно быстро исчезают из крови  и накапливаются в печени и  почках серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк.

  Депо  для ртути – выделительные  органы. В костной ткани преимущественно  накапливаются соединения свинца, фтора, бария, урана, бериллия. Метаболизм (биотрансформация, превращение) направлен в основном на обезвреживание (детоксикацию) ядов. Почти все органические вещества метаболизируются путем различных  химических реакций: окисления, восстановления, гидролиза, дезаминирования, метилирования, ацетилирования и т.д. Не подвергаются превращениям лишь инертные вещества, как, например, бензин, выделяющийся легкими  в неизменном виде. Бензол окисляется до фенолов, диоксибензола, пирокатехина, гидрохинона.

  Толуол  окислятся до бензойной кислоты, ксилол – до толуоловой кислоты, некоторые  спирты жирного ряда – до углекислоты  и воды. Ароматические амины подвергаются дезаминированию, например бензиламин превращается в бензиловый спирт, в  дальнейшем окисляется в бензойную  кислоту. Нитросоединения восстанавливаются  до аминофенолов. Неорганические химические вещества также подвергаются изменениям. Например, свинец откладывается в  костях в виде трифосфат-свинца, фтор – в виде известковых соединений. Некоторые неорганические соединения окисляются: нитраты – в нитриты, сульфиды – в сульфаты, цианистые  соединения – в роданистые, мышьяковистая  кислота – в мышьяковую. Результатом  превращения ядов в организме  большей частью является их обезвреживание, получение менее токсичных веществ.

  Однако  имеются исключения, когда в результате превращений образуются более токсические  соединения. Например, метиловый спирт  окисляется в ядовитые продукты –  формальдегид и муравьиную кислоту. В дальнейшем формальдегид также  окисляется в муравьиную кислоту. Метилацетат  гидролизуется и расщепляется на метиловый спирт и уксусную кислоту; тионовые эфиры фосфорной кислоты  окисляются до высокотоксичных тиоловых. Основным органом, метаболизирующим вредные  химические вещества, является печень – главный барьер для распространения  ядов по всему организму.

  Способность к детоксикации имеют также почки, стенки желудка и кишечника, легкие и т.д. При изучении обезвреживающего метаболизма веществ следует  учитывать зависимость его интенсивности  от уровня интоксикации. При малых  действиях химических веществ резервы  защитных реакций организма достаточны.

  С увеличением интенсивности воздействия  ядов относительная активность метаболизма  снижается. Изучение процессов биотрансформации позволяет решить ряд практических вопросов токсикологии. Знание молекулярной сущности детоксикации дает возможность  оценить защитные функции организма  и направить воздействия на токсический  процесс (влияя с помощью определенных веществ на активность индуцированных ферментов, можно ускорить или затормозить  биохимические процессы). О величине, поступившей в организм дозы яда (лекарства), можно судить по количеству выделяющихся из почек, кишечника и  легких продуктов их превращений  – метаболитов, что дает возможность  контролировать состояние здоровья людей, занятых производством и  применением токсичных веществ.

  В зависимости от поражения тех  или иных органов и систем вредные  вещества делятся на нейротропные, гепатотропные, нефротоксические, кардиотоксические  и яды крови.

  5. Зависимость токсического действия  ядов от сопутствующих факторов

  Воздействие токсических веществ на человека в условиях производства не может  быть изолированным от влияния других неблагоприятных факторов, таких  как высокая и низкая температура, повышенная или пониженная влажность, шум, вибрация, излучения.

  При сочетании воздействия ядов с  другими факторами эффект может  оказаться более значительным, чем  при изолированном воздействии  того или иного фактора.

  Температурный фактор. При одновременном воздействии  вредных веществ и высокой  температуры возможно усиление токсического эффекта. Учащение дыхания и усиление кровообращения ведут к увеличению поступления ядов в организм через  органы дыхания. Расширение сосудов  кожи и слизистых повышает скорость всасывания токсических веществ  через кожу и дыхательные пути.

  Высокая температура воздуха увеличивает  летучесть ядов и повышает их концентрации в воздухе (наркотики, пары бензина, ртути, оксиды азота, углерода, хлорофос). В производстве нитро - и аминопроизводных бензола и его гомологов отравления чаще происходят в жаркий период года. Понижение температуры в большинстве  случаев ведет также к усилению токсического эффекта. Так, при пониженной температуре увеличивается токсичность  оксида углерода, бензина, бензола, сероуглерода и др.