Căile de intrare a substanțelor chimice toxice în organism. Efectele toxice ale substanțelor chimice periculoase asupra oamenilor

Există mai multe căi de intrare a substanțelor toxice în corpul uman:

1) inhalare – prin căile respiratorii. În acest caz, o substanță periculoasă din punct de vedere chimic de urgență, a cărei eliberare (vărsare) poate provoca răni în masă oamenilor prin inhalare, se numește – substanță chimică periculoasă cu acțiune prin inhalare (AHOVID);

2) percutanat – prin piele și mucoase neprotejate

3) oral – cu apă și alimente contaminate.

Amploarea și structura pierderilor sanitare ale populației din zona afectată de SDNA depind de mulți factori: cantitatea, proprietățile SDNA, amploarea zonei de infecție, densitatea populației, disponibilitatea echipamentului de protecție etc.

Protecția individuală este asigurată de:

· echipament individual de protectie pentru piele (SIZK), conceput pentru a proteja pielea umană de aerosoli, vapori, picături, faza lichidă a substanțelor chimice periculoase, precum și de foc și radiații termice;

· echipament personal de protectie respiratorie eu(RPE), oferind protecție pentru sistemul respirator, față și ochi împotriva aerosolilor, vaporilor și picăturilor de substanțe chimice periculoase.

Fiabilitate echipament de protectie colectiva oferi doar adăpost. Atunci când oamenii se află într-o zonă afectată de SDYAV într-o zonă deschisă fără mască de gaze, aproape 100% din populație poate suferi grade diferite de răni. Cu o aprovizionare de 100% cu măști de gaz, pierderile datorate utilizării premature sau defecțiunii unei măști de gaze pot ajunge la 10%. Prezența măștilor de gaz și utilizarea lor în timp util în cele mai simple adăposturi și clădiri reduce pierderile la 4 - 5%.

Structura preconizată a pierderilor în zona afectată de SDYAV (în procente):

În cazul accidentelor la obiecte periculoase din punct de vedere chimic, la 60–65% dintre victime ar trebui să se aștepte deteriorarea substanțelor active chimic, leziuni traumatice în 25%, arsuri în 15%. Totodată, la 5% dintre victime, leziunile pot fi combinate (SDYAV + traumatism; DYAV + arsură).

Sindromul tulburării de conștiență. Este cauzată de efectul direct al otravii asupra cortexului cerebral, precum și de tulburările circulatorii cerebrale și de deficiența de oxigen cauzate de aceasta. Acest tip de fenomen (comă, stupoare) apare în intoxicațiile severe cu hidrocarburi clorurate, compuși organofosforici (OPC), alcooli, preparate cu opiu și somnifere.

Sindromul tulburărilor de respirație. Adesea observată în stări comatoase, când centrul respirator este deprimat. Tulburările respiratorii apar și din cauza paraliziei mușchilor respiratori, care complică brusc cursul otrăvirii. Se observă disfuncție respiratorie severă cu edem pulmonar toxic și obstrucție a căilor respiratorii.

Sindromul leziunii sanguine. Caracteristică otrăvirii cu monoxid de carbon, oxidanți ai hemoglobinei, otrăvuri hemolitice. Aceasta inactivează hemoglobina și reduce capacitatea de oxigen a sângelui.

Sindromul tulburării circulatorii. Aproape întotdeauna însoțește otrăvirea acută. Cauzele disfuncției sistemului cardiovascular pot fi: inhibarea centrului vasomotor, disfuncția glandelor suprarenale, creșterea permeabilității pereților vaselor de sânge etc.

Sindromul de termoreglare. Se observă în multe intoxicații și se manifestă fie prin scăderea temperaturii corpului (alcool, somnifere, cianuri), fie prin creșterea acesteia (monoxid de carbon, venin de șarpe, acizi, alcali, FOS). Aceste modificări în organism, pe de o parte, sunt o consecință a scăderii proceselor metabolice și a creșterii transferului de căldură și, pe de altă parte, a absorbției în sânge a produselor toxice de degradare a țesuturilor, o tulburare a aprovizionării cu oxigen a creierului. , și complicații infecțioase.

Sindrom convulsiv. De regulă, este un indicator al otrăvirii severe sau extrem de severe. Crizele convulsive apar ca urmare a înfometării acute de oxigen a creierului (cianuri, monoxid de carbon) sau ca urmare a acțiunii specifice a otrăvurilor asupra structurilor nervoase centrale (etilenglicol, hidrocarburi clorurate, FOS, stricnina).

Sindromul tulburărilor mintale. Caracteristică otrăvirii cu otrăvuri care acționează selectiv asupra sistemului nervos central (alcool, dietilamidă a acidului lisergic, atropină, hașiș, plumb tetraetil).

Sindroame hepatice și renale. Ele sunt însoțite de multe tipuri de intoxicație, în care aceste organe devin obiecte de expunere directă la otrăvuri sau suferă din cauza influenței produselor metabolice toxice și a distrugerii structurilor tisulare asupra lor. Acest lucru este adesea însoțit de otrăvire cu dicloroetan, alcooli, esență de oțet, hidrazină, arsen, săruri de metale grele și fosfor galben.

Sindromul echilibrului hidro-electrolitic și al echilibrului acido-bazic. În otrăvirea acută, este în principal o consecință a disfuncției sistemului digestiv și excretor, precum și a organelor secretoare. În acest caz, sunt posibile deshidratarea corpului, distorsiunea proceselor redox în țesuturi și acumularea de produse metabolice sub-oxidate.

După cum sa menționat deja, acționând asupra organismului în cantități diferite, aceeași substanță provoacă efecte diferite. Valabil minim, sau prag, doză(concentrația) unei substanțe toxice este cea mai mică cantitate din aceasta care provoacă schimbări evidente, dar reversibile în viață. Doza minimă toxică- aceasta este o cantitate mult mai mare de otravă, care provoacă otrăvire severă cu un complex de modificări patologice caracteristice în organism, dar fără moarte. Cu cât otrava este mai puternică, cu atât dozele minime efective și minime toxice sunt mai apropiate. Pe lângă cele menționate, în toxicologie se obișnuiește să se ia în considerare doze letale (letale).și concentrațiile de otrăvuri, adică acele cantități care duc o persoană (sau animal) la moarte în absența tratamentului. Dozele letale sunt determinate prin experimente pe animale. În toxicologia experimentală cel mai des folosit doza letală medie(DL 50) sau concentrația (CL 50) a otravii, la care mor 50% din animalele de experiment. Dacă se observă 100% din moartea lor, atunci o astfel de doză sau concentrație este desemnată ca absolut letal(DL 100 și CL 100). Conceptul de toxicitate (otrăvire) înseamnă o măsură a incompatibilității unei substanțe cu viața și este determinat de reciproca DL 50 (CL 50), adică).

În funcție de căile de intrare a otravii în organism, se determină următorii parametri toxicometrici: mg/kg greutate corporală - atunci când este expus la otravă care a pătruns în organism cu alimente și apă otrăvite, precum și pe piele și mucoase; mg/l sau g/m 3 de aer - cu inhalare (adică prin organele respiratorii) pătrunderea otravii în organism sub formă de gaz, vapori sau aerosoli; mg/cm 2 suprafata - daca otrava ajunge pe piele. Există metode pentru evaluarea cantitativă mai aprofundată a toxicității compușilor chimici. Astfel, atunci când este expus prin tractul respirator, gradul de toxicitate al otravii (T) este caracterizat prin formula Haber modificată:

unde c este concentrația de otravă în aer (mg/l); t - timpul de expunere (min); ? - volumul ventilatiei pulmonare (l/min); g - greutatea corporală (kg).

Cu diferite metode de introducere a otrăvurilor în organism, sunt necesare cantități diferite pentru a provoca același efect toxic. De exemplu, DL50 al fluorofosfatului de diizopropil găsit la iepuri folosind diferite căi de administrare sunt după cum urmează (în mg/kg):

Un exces semnificativ al dozei orale față de doza parenterală (adică, introdusă în organism, ocolind tractul gastro-intestinal) indică, în primul rând, distrugerea celei mai multe dintre otrăvurile din sistemul digestiv.

Luând în considerare mărimea dozelor (concentrațiilor) letale medii pentru diferite căi de intrare în organism, otrăvurile sunt împărțite în grupuri. Una dintre aceste clasificări elaborate în țara noastră este dată în tabel.

Clasificarea substanțelor nocive în funcție de gradul de toxicitate (recomandată de Comisia pentru probleme din întreaga Uniune privind fundamentele științifice ale sănătății în muncă și patologiei ocupaționale în 1970)

Atunci când organismul este expus în mod repetat la aceeași otravă, cursul intoxicației se poate schimba din cauza dezvoltării fenomenelor de cumul, sensibilizare și dependență. Sub cumul se referă la acumularea unei substanțe toxice în organism ( cumul material) sau efectele pe care le provoacă ( cumul funcțional). Este clar că substanța care se elimină lent sau se neutralizează încet se acumulează, în timp ce doza efectivă totală crește foarte repede. În ceea ce privește cumulul funcțional, acesta se poate manifesta în tulburări severe atunci când otrava în sine nu este reținută în organism. Acest fenomen poate apărea, de exemplu, cu otrăvirea cu alcool. Gradul de severitate al proprietăților cumulate ale substanțelor toxice este de obicei evaluat coeficient de cumul(K), care este determinată într-un experiment pe animale:

unde a este cantitatea de otravă reintrodusă în animal, în valoare de 0,1–0,05 DL 50; b - numărul de doze administrate (a); c este o doză unică administrată.

În funcție de valoarea coeficientului de cumulare, substanțele toxice sunt împărțite în 4 grupe:

1) cu cumul pronunțat (K<1);

2) cu cumul pronunțat (K de la 1 la 3);

3) cu cumul moderat (K de la 3 la 5);

4) cu cumul slab exprimat (K>5).

Sensibilizare- o stare a organismului in care expunerea repetata la o substanta produce un efect mai mare decat cel precedent. În prezent, nu există o viziune unică asupra esenței biologice a acestui fenomen. Pe baza datelor experimentale, se poate presupune că efectul de sensibilizare este asociat cu formarea, sub influența unei substanțe toxice, în sânge și în alte medii interne a moleculelor de proteine ​​care s-au schimbat și au devenit străine organismului. Acestea din urmă induc formarea de anticorpi - structuri proteice speciale care îndeplinesc funcția de protecție a organismului. Aparent, efecte toxice repetate și mult mai slabe, urmate de o reacție a otravii cu anticorpi (sau structuri ale proteinei receptorului modificate) determină un răspuns pervertit al organismului sub formă de fenomene de sensibilizare.

Cu expunerea repetată la otrăvuri pe corp, se poate observa fenomenul opus - o slăbire a efectelor lor din cauza dependenta, sau toleranţă. Mecanismele dezvoltării toleranței sunt ambigue. De exemplu, s-a demonstrat că dependența de anhidrida de arsen este cauzată de apariția proceselor inflamatorii pe membrana mucoasă a tractului gastrointestinal sub influența sa și de o scădere a absorbției otrăvii. În același timp, dacă preparatele cu arsenic sunt administrate parenteral, nu se observă toleranță. Cu toate acestea, cea mai frecventă cauză a toleranței este stimularea sau inducerea de către otrăvuri a activității enzimelor care le neutralizează în organism. Acest fenomen va fi discutat în continuare în viitor. Acum, să remarcăm că dependența de unele otrăvuri, de exemplu, FOS, se poate datora și unei scăderi a sensibilității structurilor biologice corespunzătoare la acestea sau unei supraîncărcări a acestora din urmă din cauza impactului masiv asupra lor a unui număr excesiv de molecule ale unei substanțe toxice.

În legătură cu cele de mai sus, reglementarea legislativă capătă o semnificație deosebită concentratii maxime admise(MPC) de substanțe nocive în aerul zonei de lucru a întreprinderilor industriale și agricole, instituțiilor de cercetare și testare, birourilor de proiectare. Se consideră că concentrațiile maxime admise ale acestor substanțe în timpul lucrului zilnic de opt ore pe toată perioada de lucru nu pot provoca boli sau condiții de sănătate la lucrători care pot fi detectate prin metodele moderne de cercetare direct în timpul muncii sau pe termen lung. În comparație cu alte țări industrializate, URSS are o abordare mai strictă în stabilirea concentrațiilor maxime admise pentru mulți agenți chimici. În primul rând, acest lucru se aplică substanțelor care au un efect inițial imperceptibil, dar care crește treptat. De exemplu, Uniunea Sovietică a adoptat niveluri de MPC mai mici decât în ​​SUA pentru monoxid de carbon (20 mg/m3 față de 100 mg/m3), mercur și vapori de plumb (0,01 mg/m3 față de 0,1 mg/m3), benzen (5 mg/m3 față de 80 mg/m3), dicloroetan (10 mg/m3 față de 400 mg/m3) și alte substanțe toxice. În țara noastră, întreprinderile și instituțiile operează laboratoare speciale toxicologice și sanitare care exercită un control strict asupra conținutului de substanțe nocive din zonele de lucru, introducerea de noi procese tehnologice ecologice, funcționarea instalațiilor de colectare a gazelor și prafului, a apelor uzate etc. produs chimic, produs de industria URSS, este testat pentru toxicitate și primește caracteristici toxicologice.

Intrarea otrăvurilor în corpul uman poate avea loc prin sistemul respirator, tractul digestiv și piele. Suprafața uriașă a alveolelor pulmonare (aproximativ 80–90 m2) asigură absorbția intensă și efectul rapid al vaporilor și gazelor toxice prezente în aerul inhalat. În acest caz, în primul rând, plămânii devin „poarta de intrare” pentru cei dintre ei foarte solubili în grăsimi. Difuzând printr-o membrană alveolo-capilară de aproximativ 0,8 microni grosime, care separă aerul de fluxul sanguin, moleculele otrăvitoare pătrund în circulația pulmonară în cel mai scurt mod posibil și apoi, ocolind ficatul, ajung în vasele de sânge ale circulației sistemice prin inimă.

Cu alimente otrăvite, apă, precum și în formă „pură”, substanțele toxice sunt absorbite în sânge prin mucoasele gurii, stomacului și intestinelor. Cele mai multe dintre ele sunt absorbite în celulele epiteliale ale tractului digestiv și apoi în sânge prin mecanismul difuziei simple. În acest caz, factorul principal în pătrunderea otrăvurilor în mediile interne ale corpului este solubilitatea acestora în lipide (grăsimi), sau mai precis, natura distribuției dintre fazele lipidice și apoase la locul absorbției. Gradul de disociere a otrăvurilor joacă, de asemenea, un rol semnificativ.

În ceea ce privește substanțele străine insolubile în grăsimi, multe dintre ele pătrund în membranele celulare ale membranelor mucoase ale stomacului și intestinelor prin porii sau spațiile dintre membrane. Deși suprafața porilor este de numai aproximativ 0,2% din întreaga suprafață a membranei, ea permite totuși absorbția multor substanțe solubile în apă și hidrofile. Prin fluxul de sânge din tractul gastrointestinal, substanțele toxice sunt livrate către ficat, organ care îndeplinește o funcție de barieră împotriva marii majorități a compușilor străini.

După cum arată multe studii, rata de penetrare a otrăvurilor prin pielea intactă este direct proporțională cu solubilitatea lor în lipide, iar transferul lor în continuare în sânge depinde de capacitatea lor de a se dizolva în apă. Acest lucru se aplică nu numai lichidelor și solidelor, ci și gazelor. Acesta din urmă poate difuza prin piele ca printr-o membrană inertă. În acest fel, de exemplu, HCN, CO2, CO, H2S și alte gaze depășesc bariera pielii. Este interesant de observat că trecerea metalelor grele prin piele este facilitată de formarea de săruri cu acizi grași în stratul gras al pielii.

Înainte de a ajunge într-un anumit organ (țesut), otrăvurile din sânge depășesc o serie de bariere celulare și membranare interne. Cele mai importante dintre ele sunt structurile hematoencefalice și placentare - biologice care sunt situate la granița fluxului sanguin, pe de o parte, și sistemul nervos central și fătul matern, pe de altă parte. Prin urmare, rezultatul acțiunii otrăvurilor și medicamentelor depinde adesea de cât de pronunțată este capacitatea lor de a pătrunde în structurile de barieră. Astfel, substanțele care sunt solubile în lipide și difuzează rapid prin membranele lipoproteice, cum ar fi alcoolul, narcoticele și multe sulfatice, pătrund bine în creier și măduva spinării. Ele intră relativ ușor în sângele fetal prin placentă. În acest sens, este imposibil să nu menționăm cazuri de copii născuți cu semne de dependență de droguri dacă mamele lor erau dependente de droguri. În timp ce copilul este în pântec, el se adaptează la o anumită doză de medicament. În același timp, anumite substanțe străine nu pătrund bine în structurile de barieră. Acest lucru se aplică în special medicamentelor care formează baze de amoniu cuaternar în organism, electroliților puternici, unor antibiotice și soluțiilor coloidale.

Otrăvurile care intră în organism, ca și alți compuși străini, pot suferi o varietate de transformări biochimice ( biotransformare), care de cele mai multe ori are ca rezultat formarea de substanțe mai puțin toxice ( neutralizare, sau detoxifiere). Dar există multe cazuri cunoscute de toxicitate crescută a otrăvurilor atunci când structura lor în organism se modifică. Există și compuși ale căror proprietăți caracteristice încep să apară doar ca urmare a biotransformării. În același timp, o anumită parte a moleculelor otrăvitoare este eliberată din organism fără nicio modificare sau chiar rămâne în el pentru o perioadă mai mult sau mai puțin lungă, fixată de proteinele din plasma sanguină și țesuturi. În funcție de puterea complexului „otrăvire-proteină” format, efectul otrăvii încetinește sau se pierde complet. În plus, structura proteinei poate fi doar un purtător al unei substanțe toxice, livrând-o către receptorii corespunzători.

Studiul proceselor de biotransformare ne permite să rezolvăm o serie de probleme practice în toxicologie. În primul rând, cunoașterea esenței moleculare a detoxificării otrăvurilor face posibilă izolarea mecanismelor de apărare ale organismului și, pe această bază, schițarea modalităților de influență direcționată asupra procesului toxic. În al doilea rând, mărimea dozei de otravă (medicament) care intră în organism poate fi judecată în funcție de cantitatea produselor lor de transformare eliberate prin rinichi, intestine și plămâni - metaboliți, ceea ce face posibilă monitorizarea stării de sănătate a persoanelor implicate în producerea și utilizarea substanțelor toxice; În plus, în diferite boli, formarea și eliberarea din organism a multor produse de biotransformare a substanțelor străine este afectată semnificativ. În al treilea rând, apariția otrăvurilor în organism este adesea însoțită de inducerea enzimelor care catalizează (accelerează) transformările acestora. Prin urmare, prin influențarea activității enzimelor induse cu ajutorul anumitor substanțe, este posibilă accelerarea sau inhibarea proceselor biochimice de transformare a compușilor străini.

S-a stabilit acum că procesele de biotransformare a substanțelor străine au loc în ficat, tractul gastrointestinal, plămâni și rinichi (Fig. 1). În plus, conform rezultatelor cercetării profesorului I. D. Gadaskina, un număr considerabil de compuși toxici suferă transformări ireversibile în țesutul adipos. Totuși, importanța principală aici este ficatul, sau mai precis, fracția microzomală a celulelor sale. În celulele hepatice, în reticulul lor endoplasmatic, sunt localizate majoritatea enzimelor care catalizează transformarea substanțelor străine. Reticulul în sine este un plex de tubuli linoproteici care pătrund în citoplasmă (Fig. 2). Cea mai mare activitate enzimatică este asociată cu așa-numitul reticul neted, care, spre deosebire de reticulul aspru, nu are ribozomi pe suprafața sa. Prin urmare, nu este surprinzător că, în cazul bolilor hepatice, sensibilitatea organismului la multe substanțe străine crește brusc. Trebuie remarcat faptul că, deși numărul de enzime microzomale este mic, acestea au o proprietate foarte importantă - afinitate mare pentru diferite substanțe străine cu nespecificitate chimică relativă. Acest lucru le creează oportunitatea de a intra în reacții de neutralizare cu aproape orice compus chimic care intră în mediul intern al corpului. Recent, prezența unui număr de astfel de enzime a fost dovedită în alte organele celulare (de exemplu, în mitocondrii), precum și în plasma sanguină și microorganismele intestinale.

Se crede că principiul principal al transformării compușilor străini în organism este acela de a asigura cea mai mare viteză de eliminare a acestora prin transferul lor de la structuri chimice solubile în grăsimi la structuri chimice mai solubile în apă. În ultimii 10-15 ani, când se studiază esența transformărilor biochimice ale compușilor străini de la solubili în grăsimi la solubili în apă, se acordă o importanță tot mai mare așa-numitului sistem enzimatic monooxigenază cu funcție mixtă, care conține o proteină specială. - citocromul P-450. Are o structură apropiată de hemoglobina (în special, conține atomi de fier cu valență variabilă) și este veriga finală în grupul de enzime microzomale oxidante - biotransformatoare, concentrate în principal în celulele hepatice. În organism, citocromul P-450 poate fi găsit sub 2 forme: oxidat și redus. În starea oxidată, formează mai întâi un compus complex cu o substanță străină, care este apoi redusă de o enzimă specială - citocrom reductază. Acest compus redus reacţionează apoi cu oxigenul activat, rezultând formarea unei substanţe oxidate şi, de regulă, netoxice.

Biotransformarea substanțelor toxice se bazează pe mai multe tipuri de reacții chimice, care au ca rezultat adăugarea sau eliminarea radicalilor metil (-CH 3), acetil (CH 3 COO-), carboxil (-COOH), hidroxil (-OH) ( grupuri), precum și atomi de sulf și grupări care conțin sulf. De o importanță considerabilă sunt procesele de descompunere a moleculelor otrăvitoare până la transformarea ireversibilă a radicalilor lor ciclici. Dar un rol deosebit între mecanismele de neutralizare a otrăvurilor îl joacă reacții de sinteză, sau conjugare, în urma cărora se formează complexe netoxice - conjugate. În același timp, componentele biochimice ale mediului intern al organismului care intră în interacțiune ireversibilă cu otrăvurile sunt: ​​acidul glucuronic (C 5 H 9 O 5 COOH), cisteina ( ), glicină (NH 2 -CH 2 -COOH), acid sulfuric etc. Moleculele de otrăvuri care conţin mai multe grupe funcţionale pot fi transformate prin 2 sau mai multe reacţii metabolice. În treacăt, remarcăm o împrejurare semnificativă: întrucât transformarea și detoxifierea substanțelor toxice din cauza reacțiilor de conjugare sunt asociate cu consumul de substanțe importante pentru viață, aceste procese pot provoca o deficiență a acestora din urmă în organism. Astfel, apare un alt tip de pericol - posibilitatea de a dezvolta afecțiuni secundare dureroase din cauza lipsei metaboliților necesari. Astfel, detoxifierea multor substanțe străine depinde de rezervele de glicogen din ficat, deoarece din acesta se formează acidul glucuronic. Prin urmare, atunci când doze mari de substanțe intră în organism, a căror neutralizare se realizează prin formarea de esteri ai acidului glucuronic (de exemplu, derivați de benzen), conținutul de glicogen, principala rezervă de carbohidrați ușor de mobilizat, scade. Pe de altă parte, există substanțe care, sub influența enzimelor, sunt capabile să despartă moleculele de acid glucuronic și contribuie astfel la neutralizarea otrăvurilor. Una dintre aceste substanțe s-a dovedit a fi glicirizina, care face parte din rădăcina de lemn dulce. Glicirizina conține 2 molecule de acid glucuronic în stare legată, care sunt eliberate în organism, iar acest lucru, aparent, determină proprietățile protectoare ale rădăcinii de lemn dulce împotriva multor otrăviri, cunoscute de mult timp în medicina Chinei, Tibetului și Japoniei. .

În ceea ce privește îndepărtarea substanțelor toxice și a produselor lor de transformare din organism, plămânii, organele digestive, pielea și diferitele glande joacă un anumit rol în acest proces. Dar nopțile sunt cele mai importante aici. De aceea, în cazul multor intoxicații, cu ajutorul unor mijloace speciale care sporesc separarea urinei, se realizează cea mai rapidă îndepărtare a compușilor toxici din organism. În același timp, trebuie luate în considerare și efectele dăunătoare asupra rinichilor ale unor otrăvuri excretate prin urină (de exemplu, mercur). În plus, produsele transformării substanțelor toxice pot fi reținute în rinichi, așa cum este cazul intoxicației severe cu etilenglicol. Când se oxidează, în organism se formează acid oxalic, iar cristalele de oxalat de calciu precipită în tubii renali, împiedicând urinarea. În general, astfel de fenomene se observă atunci când concentrația de substanțe excretate prin rinichi este mare.

Pentru a înțelege esența biochimică a proceselor de transformare a substanțelor toxice în organism, să luăm în considerare câteva exemple referitoare la componentele comune ale mediului chimic al omului modern.

Aşa, benzen, care, ca și alte hidrocarburi aromatice, este utilizat pe scară largă ca solvent pentru diferite substanțe și ca produs intermediar în sinteza coloranților, materialelor plastice, medicamentelor și a altor compuși, se transformă în organism în 3 direcții cu formarea metaboliților toxici ( Fig. 3). Acestea din urmă sunt excretate prin rinichi. Benzenul poate rămâne în organism foarte mult timp (conform unor rapoarte, până la 10 ani), în special în țesutul adipos.

Un interes deosebit este studiul proceselor de transformare din organism metale toxice, care au un impact din ce în ce mai larg asupra oamenilor în legătură cu dezvoltarea științei și tehnologiei și dezvoltarea resurselor naturale. În primul rând, trebuie remarcat faptul că, ca urmare a interacțiunii cu sistemele tampon redox ale celulei, în timpul cărora are loc transferul de electroni, valența metalelor se modifică. În acest caz, trecerea la o stare de valență mai scăzută este de obicei asociată cu o scădere a toxicității metalelor. De exemplu, ionii de crom hexavalent se transformă în organism într-o formă trivalentă cu toxicitate scăzută, iar cromul trivalent poate fi îndepărtat rapid din organism cu ajutorul anumitor substanțe (pirosulfat de sodiu, acid tartric etc.). Un număr de metale (mercur, cadmiu, cupru, nichel) se leagă activ de biocomplexuri, în primul rând de grupe funcționale de enzime (-SH, -NH 2, -COOH etc.), ceea ce determină uneori selectivitatea acțiunii lor biologice.

Printre pesticide- substanțe destinate distrugerii ființelor vii și plantelor dăunătoare, există reprezentanți ai diferitelor clase de compuși chimici care sunt toxici pentru om într-un grad sau altul: organoclorurati, organofosforici, organometalici, nitrofenol, cianuri etc. Conform datelor disponibile, aproximativ 10 % din toate intoxicațiile fatale cauzate în prezent de pesticide. Cele mai semnificative dintre ele, după cum se știe, sunt FOS. Prin hidrolizare, de obicei își pierd toxicitatea. Spre deosebire de hidroliză, oxidarea FOS este aproape întotdeauna însoțită de o creștere a toxicității lor. Acest lucru se poate observa dacă comparăm biotransformarea a 2 insecticide - fluorofosfat de diizopropil, care își pierde proprietățile toxice prin îndepărtarea unui atom de fluor în timpul hidrolizei, și tiofos (un derivat al acidului tiofosforic), care este oxidat în fosfacol mult mai toxic (un derivat al acidului ortofosforic).

Printre cele utilizate pe scară largă substante medicinale somnifere sunt cele mai frecvente surse de otrăvire. Procesele transformărilor lor în organism au fost studiate destul de bine. În special, s-a demonstrat că biotransformarea unuia dintre derivații obișnuiți ai acidului barbituric - luminal (Fig. 4) - se desfășoară lent, iar acest lucru stă la baza efectului său hipnotic pe termen lung, deoarece depinde de numărul de luminal nemodificat. molecule în contact cu celulele nervoase. Dezintegrarea inelului de barbiturice duce la încetarea acțiunii luminale (precum și a altor barbiturice), care în doze terapeutice provoacă un somn care durează până la 6 ore. hexobarbital - nu este lipsit de interes. Efectul său hipnotic este mult mai scurt, chiar și atunci când se utilizează doze semnificativ mai mari decât Luminal. Se crede că aceasta depinde de viteza mai mare și de numărul mai mare de moduri de inactivare a hexobarbitalului în organism (formarea de alcooli, cetone, derivați demetilați și alți). Pe de altă parte, acele barbiturice care rămân aproape neschimbate în organism, precum barbitalul, au un efect hipnotic de durată mai lungă decât luminal. De aici rezultă că substanțele care sunt excretate nemodificate în urină pot provoca intoxicație dacă rinichii nu pot face față eliminării lor din organism.

De asemenea, este important de menționat că, pentru a înțelege efectul toxic neașteptat al utilizării simultane a mai multor medicamente, trebuie acordată importanța cuvenită enzimelor care afectează activitatea substanțelor combinate. De exemplu, medicamentul fizostigmină, atunci când este utilizat împreună cu novocaina, face din aceasta din urmă o substanță foarte toxică, deoarece blochează enzima (esteraza) care hidrolizează novocaina în organism. Efedrina se manifestă într-un mod similar, legându-se de oxidază, care inactivează adrenalina și, prin urmare, prelungește și intensifică efectul acesteia din urmă.

Un rol major în biotransformarea medicamentelor îl joacă procesele de inducție (activare) și inhibarea activității enzimelor microzomale de către diferite substanțe străine. Astfel, alcoolul etilic, unele insecticide și nicotina accelerează inactivarea multor medicamente. Prin urmare, farmacologii acordă atenție consecințelor nedorite ale contactului cu aceste substanțe în timpul terapiei medicamentoase, în care efectul terapeutic al unui număr de medicamente este redus. În același timp, trebuie luat în considerare faptul că, dacă contactul cu inductorul enzimelor microzomale se oprește brusc, acest lucru poate duce la un efect toxic al medicamentelor și va necesita o reducere a dozelor acestora.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că, conform Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), 2,5% din populație prezintă un risc semnificativ crescut de toxicitate medicamentoasă, întrucât timpul lor de înjumătățire plasmatică determinat genetic la acest grup de persoane este de 3 ori mai mult decât media. Mai mult, aproximativ o treime din toate enzimele descrise la oameni în multe grupuri etnice sunt reprezentate de variante de activitate diferită. Prin urmare - diferențe individuale în reacțiile la unul sau altul agent farmacologic, în funcție de interacțiunea multor factori genetici. Astfel, s-a constatat că aproximativ unul din 1-2 mii de oameni are o activitate puternic redusă a colinesterazei serice, care hidrolizează ditilina, un medicament folosit pentru relaxarea mușchilor scheletici timp de câteva minute în timpul unor intervenții chirurgicale. La astfel de persoane, efectul ditilinei este prelungit brusc (până la 2 ore sau mai mult) și poate deveni o sursă de boală gravă.

Printre oamenii care trăiesc în țările mediteraneene, Africa și Asia de Sud-Est, există o deficiență determinată genetic în activitatea enzimei glucozo-6-fosfat dehidrogenază a eritrocitelor (o scădere de până la 20% din normal). Această caracteristică face ca celulele roșii din sânge să fie mai puțin rezistente la o serie de medicamente: sulfonamide, unele antibiotice, fenacetină. Din cauza defalcării globulelor roșii la astfel de indivizi, în timpul tratamentului cu medicamente apar anemia hemolitică și icterul. Este destul de evident că prevenirea acestor complicații ar trebui să constea într-o determinare preliminară a activității enzimelor corespunzătoare la pacienți.

Deși materialul de mai sus oferă doar o idee generală a problemei biotransformării substanțelor toxice, arată că organismul uman are multe mecanisme biochimice de protecție care, într-o anumită măsură, îl protejează de efectele nedorite ale acestor substanțe, cel puțin din doze mici. Funcționarea unui astfel de sistem de barieră complex este asigurată de numeroase structuri enzimatice, a căror influență activă face posibilă modificarea cursului proceselor de transformare și neutralizare a otrăvurilor. Dar acesta este deja unul dintre următoarele subiecte. În prezentarea ulterioară, vom reveni la luarea în considerare a aspectelor individuale ale transformării anumitor substanțe toxice în organism în măsura necesară pentru înțelegerea mecanismelor moleculare ale acțiunii lor biologice.

Ce factori interni, adică cei legați de corpul uman și animal ca obiect de influență toxică, determină apariția, cursul și consecințele otrăvirii?

În primul rând trebuie să dăm un nume diferențe de specii sensibilitatea la otrăvuri, care influențează în cele din urmă transferabilitatea datelor experimentale obținute în experimente pe animale la om. De exemplu, câinii și iepurii pot tolera atropina în doze care sunt de 100 de ori letale pentru oameni. Pe de altă parte, există otrăvuri care au un efect mai puternic asupra anumitor tipuri de animale decât asupra oamenilor. Acestea includ acidul cianhidric, monoxidul de carbon etc.

Animalele care ocupă o poziție superioară în seria evolutivă sunt, de regulă, mai sensibile la majoritatea compușilor neurotropici, adică acționând în primul rând asupra sistemului nervos, compuși chimici. Astfel, rezultatele experimentale prezentate de K. S. Shadursky indică faptul că doze mari identice ale unor OP acţionează asupra cobaiului de 4 ori mai puternic decât asupra şoarecilor şi de sute de ori mai puternic decât asupra broaştelor. În același timp, șobolanii sunt mai sensibili la doze mici de plumb tetraetil, o otravă care afectează și sistemul nervos central, decât iepurii, iar aceștia din urmă sunt mai sensibili la eter decât câinii. Se poate presupune că aceste diferențe sunt determinate în primul rând de caracteristicile biologice inerente animalelor fiecărei specii: gradul de dezvoltare a sistemelor individuale, mecanismele și capacitățile lor compensatorii, precum și intensitatea și natura proceselor metabolice, inclusiv biotransformarea substanțe străine. Această abordare, de exemplu, face posibilă evaluarea biochimică a faptului că iepurii și alte animale sunt rezistenți la doze mari de atropină. S-a dovedit că sângele lor conține esterază, care hidrolizează atropina și este absentă la om.

Ca aspect practic, este în general acceptat că oamenii sunt mai sensibili la substanțe chimice decât animalele cu sânge cald. În acest sens, rezultatele experimentelor pe voluntari (medici de la unul dintre institutele medicale din Moscova) prezintă un interes indubitabil. Aceste experimente au arătat că oamenii sunt de 5 ori mai sensibili decât cobai și iepuri și de 25 de ori mai sensibili decât șobolanii la efectele toxice ale compușilor de argint. La substanțe precum muscarina, heroina, atropina, morfina, oamenii s-au dovedit a fi de zeci de ori mai sensibili decât animalele de laborator. Efectul unor OPC asupra oamenilor și animalelor a diferit puțin.

Un studiu detaliat al modelului de otrăvire a arătat că multe semne ale efectelor aceleiași substanțe asupra indivizilor din specii diferite diferă uneori semnificativ. Pentru câini, de exemplu, morfina are un efect narcotic, la fel ca și pentru oameni, dar la pisici această substanță provoacă agitație severă și convulsii. Pe de altă parte, benzenul, deși provoacă deprimarea sistemului hematopoietic la iepuri, ca și la oameni, nu duce la astfel de modificări la câini. Trebuie remarcat aici că chiar și cei mai apropiați reprezentanți ai lumii animale de oameni - maimuțele - diferă semnificativ de el în reacția lor la otrăvuri și medicamente. Acesta este motivul pentru care experimentele pe animale (inclusiv animale superioare) pentru a studia efectele medicamentelor și ale altor substanțe străine nu oferă întotdeauna temeiuri pentru judecăți precise cu privire la posibilul lor efect asupra corpului uman.

Se determină un alt tip de diferență în cursul intoxicației caracteristicile de gen. Un număr mare de observații experimentale și clinice au fost dedicate studiului acestei probleme. Și, deși în prezent nu există nicio impresie că sensibilitatea sexuală la otrăvuri are vreun tipar general, în termeni biologici generali este general acceptat că corpul feminin este mai rezistent la acțiunea diferiților factori nocivi de mediu. Conform datelor experimentale, femelele sunt mai rezistente la efectele monoxidului de carbon, mercurului, plumbului, substanțelor narcotice și hipnotice, în timp ce masculii sunt mai rezistenti la FOS, nicotină, stricnină și unii compuși de arsenic. La explicarea acestui gen de fenomen trebuie să se țină cont de cel puțin 2 factori. Primul este diferențele semnificative dintre indivizii de diferite sexe în rata de biotransformare a substanțelor toxice în celulele hepatice. Nu trebuie să uităm că, în urma acestor procese, în organism se pot forma și mai mulți compuși toxici și ei sunt cei care pot determina în cele din urmă viteza de debut, puterea și consecințele efectului toxic. Al doilea factor care determină răspunsul inegal al animalelor de sexe diferite la aceleași otrăvuri trebuie considerat specificitatea biologică a hormonilor sexuali masculini și feminini. Rolul lor în formarea rezistenței organismului la agenții chimici nocivi ai mediului extern este confirmat, de exemplu, de următorul fapt: la indivizii imaturi, diferențele de sensibilitate la otrăvuri între bărbați și femele sunt practic absente și încep să apară numai atunci când ajung la maturitatea sexuală. Acest lucru este evidențiat și de următorul exemplu: dacă șobolanii sunt injectați cu hormonul sexual masculin testosteron, iar masculii cu hormonul sexual feminin estradiol, atunci femelele încep să reacționeze la unele otrăvuri (de exemplu, medicamente) precum masculii și viciul. invers.

Datele clinice, igienice și experimentale indică despre o sensibilitate mai mare la otrăvuri la copii decât la adulți, care se explică de obicei prin unicitatea sistemelor nervoase și endocrine ale corpului copilului, caracteristicile ventilației pulmonare, procesele de absorbție în tractul gastrointestinal, permeabilitatea structurilor de barieră etc. Dar totuși, ca și în înțelegerea motivelor de gen diferențe de sensibilitate la otrăvuri, trebuie avute în primul rând din cauza activității scăzute a enzimelor hepatice de biotransformare a corpului copilului, motiv pentru care acesta este mai puțin capabil să tolereze otrăvuri precum nicotina, alcoolul, plumbul, sulfura de carbon, precum și ca medicamente puternice (de exemplu, stricnina, alcaloizi de opiu) și multe alte substanțe care sunt neutralizate în principal în ficat. Dar copiii (precum și animalele tinere) sunt chiar mai rezistenți la unii agenți chimici toxici decât adulții. De exemplu, din cauza sensibilității mai mici la înfometarea de oxigen, copiii sub 1 an sunt mai rezistenți la acțiunea monoxidului de carbon, otravă care blochează oxigenul, funcția de transmitere a sângelui. La aceasta trebuie să adăugăm că diferitele grupe de vârstă de animale prezintă, de asemenea, diferențe semnificative de sensibilitate la multe substanțe toxice. Astfel, G.N Krasovsky și G.G Avilova în lucrarea menționată mai sus observă că indivizii tineri și nou-născuți sunt mai sensibili la disulfura de carbon și nitritul de sodiu, în timp ce adulții și cei bătrâni sunt mai sensibili la dicloroetan, fluor și granosan.

Au fost deja acumulate o mulțime de date care indică dezvoltarea diferitelor stări dureroase perioade lungi după expunerea la anumite substanțe toxice din organism. Astfel, în ultimii ani, disulfurei de carbon, plumbului, monoxidului de carbon și fluorurilor au primit o importanță crescândă în apariția bolilor sistemului cardiovascular, în special a aterosclerozei. Efectul blastomogen, adică cauzator de tumori, al anumitor substanțe ar trebui considerat deosebit de periculos. Aceste substanțe, numite cancerigene, se găsesc atât în ​​aerul întreprinderilor industriale, cât și în zonele populate și spațiile rezidențiale, în corpurile de apă, sol, alimente și plante. Printre acestea sunt comune hidrocarburile aromatice policiclice, compușii azoici, aminele aromatice, nitrozaminele, unele metale și compușii arsenicului. Astfel, o carte a cercetătorului american Ekholm, publicată recent în traducere rusă, citează cazuri de efecte cancerigene ale unui număr de substanțe în întreprinderile industriale din SUA. De exemplu, persoanele care lucrează cu arsenic în topitorii de cupru, plumb și zinc fără măsuri de siguranță suficiente au o incidență deosebit de mare a cancerului pulmonar. Locuitorii din apropiere suferă, de asemenea, de cancer pulmonar în rate mai mari decât de obicei, aparent din cauza inhalării de arsenic din aer și a altor substanțe nocive conținute în emisiile de la aceste plante. Cu toate acestea, după cum notează autorul, în ultimii 40 de ani, proprietarii de afaceri nu au introdus nicio precauție atunci când lucrătorii intră în contact cu otrăvuri cancerigene. Toate acestea se aplică și mai mult minerilor din minele de uraniu și lucrătorilor din fabricile de vopsire.

În mod firesc, pentru a preveni afecțiunile maligne profesionale, este în primul rând necesar să eliminați substanțele cancerigene din producție și să le înlocuiți cu substanțe care nu au activitate blastomogenă. Acolo unde acest lucru este imposibil, cea mai corectă soluție care poate garanta siguranța utilizării lor este stabilirea concentrațiilor maxime admise ale acestora. În același timp, țara noastră își pune sarcina de a limita drastic conținutul de astfel de substanțe din biosferă la cantități semnificativ mai mici decât MPC. De asemenea, se încearcă influențarea agenților cancerigeni și a produșilor toxici ai transformărilor lor în organism folosind agenți farmacologici speciali.

Una dintre consecințele periculoase pe termen lung ale unor intoxicații sunt diferite malformații și deformări, boli ereditare etc., care depind atât de efectul direct al otravii asupra gonadelor (efect mutagen), cât și de tulburarea dezvoltării intrauterine a fătului. . Toxicologii includ benzenul și derivații săi, etilenimina, disulfura de carbon, plumbul, manganul și alte otrăvuri industriale, precum și pesticidele individuale, ca substanțe care acționează în această direcție. În acest sens, ar trebui denumit și infamul medicament talidomida, care a fost folosit ca sedativ de către femeile însărcinate într-o serie de țări occidentale și care a provocat deformări la câteva mii de nou-născuți. Un alt exemplu de acest gen este scandalul izbucnit în 1964 în Statele Unite ale Americii în jurul unui medicament numit Mer-29, care a fost promovat intens ca mijloc de prevenire a aterosclerozei și a bolilor cardiovasculare și care a fost folosit de peste 300 de mii de pacienți. Ulterior, s-a descoperit că „Mer-29”, atunci când este luat pentru o lungă perioadă de timp, a condus mulți oameni la boli severe de piele, chelie, scăderea acuității vizuale și chiar orbire. Preocuparea „U. Merrell & Co., producătorul acestui medicament, a fost amendat cu 80.000 de dolari, în timp ce în doi ani medicamentul Mer-29 a fost vândut cu 12 milioane de dolari. Și acum, 16 ani mai târziu, la începutul anului 1980, această îngrijorare este din nou pe bancă. El este dat în judecată pentru despăgubiri de 10 milioane de dolari pentru numeroase cazuri de malformații la nou-născuți din Statele Unite și Anglia ale căror mame au luat un medicament antigreață numit Bendectin la începutul sarcinii. Problema pericolelor acestui medicament a fost ridicată pentru prima dată în cercurile medicale la începutul anului 1978, dar companiile farmaceutice continuă să producă Bendectin, care aduce profituri mari proprietarilor lor.

Note:

Sanotsky I.V. Prevenirea efectelor chimice nocive asupra oamenilor este o sarcină complexă a medicinei, ecologiei, chimiei și tehnologiei. - ZhVKhO, 1974, nr. 2, p. 125–142.

Izmerov N.F. Progresul științific și tehnologic, dezvoltarea industriei chimice și problemele de igienă și toxicologie. - ZhVKhO, 1974, nr. 2, p. 122–124.

Kirillov V.F. Protecția sanitară a aerului atmosferic. M.: Medicină, 1976.

Rudaki A. Kasydy. - În cartea: Poezia iraniano-tajică / Trad. din farsi M.: Artist. lit., 1974, p. 23. (Ser. Lumea B-ka. lit.).

(Luzhnikov E. A., Dagaee V. N., Farsov N. N. Fundamentele resuscitării în otrăvirea acută. M.: Medicină, 1977.

Tiunov L. A. Baza biochimică a acțiunii toxice. - La carte: Fundamentele toxicologiei industriale generale / Ed. N. A. Tolokoyatseva și V. A. Filov. L.: Medicină, 1976, p. 184–197.

Pokrovsky A. A. Mecanismul enzimatic al unor intoxicații. - Uspekhi biol. Chimie, 1962, vol. 4, p. 61–81.

Tiunov L. A. Enzime și otrăvuri. - În cartea: Probleme de toxicologie industrială generală / Ed. I. V. Lazareva. L., 1983, p. 80–85.

Loktionov S.I. Câteva probleme generale de toxicologie. - În cartea: Asistență de urgență pentru intoxicații acute / Ed. S. N. Golikova. M.: Medicină, 1978, p. 9–10.

Green D., Goldberger R. Aspecte moleculare ale vieții. M.: Mir, 1988.

Gadaskina I. D. Semnificația teoretică și practică a studiului. transformarea otrăvurilor în organism. - În carte: Mater. ştiinţific sesiune, Rev. 40 de ani de la Institutul de Cercetare de Igienă Muncii și prof. boli. L., 1964, p. 43–45.

Koposov E. S. Otrăvirea acută. - În cartea: Reanimatologie. M.: Medicină, 1976, p. 222–229.

În ceea ce privește terapia medicamentoasă, apropierea acestor doi indicatori indică adesea inadecvarea medicamentelor farmacologice corespunzătoare în scopuri terapeutice.

Franke Z. Chimia substanțelor toxice / Trad. cu el. editat de I. L. Knunyants și R. N. Sterlin. M.: Chimie, 1973.

Demidov A.V. Toxicologie aviatică. M.: Medicină, 1967.

Zakusav V.V., Komissarov I.V., Sinyukhin V.N. Repetabilitate a acțiunii substanțelor medicinale. - În cartea: Farmacologie clinică / Ed. V.V. Zakusova. M.: Medicină, 1978, p. 52–56.

Citat de: Khotsyanov L.K., Khukhrina E.V. Munca și sănătatea în lumina progresului științific și tehnologic. Tașkent: Medicină, 1977.

Amirov V.N. Mecanismul de absorbție a substanțelor medicamentoase atunci când sunt administrate pe cale orală. - Sănătate Kazahstan, 1972, nr. 10, p. 32–33.

Prin termenul „receptor” (sau „structură de receptor” vom desemna „punctul de aplicare” al otrăvurilor: enzima, obiectul acțiunii sale catalitice (substrat), precum și proteine, lipide, mucopolizaharide și alte corpuri care fac Ideile molecular-farmacologice despre esența acestor concepte vor fi discutate în capitolul 2.

Metaboliții sunt, de asemenea, înțeleși în mod obișnuit ca diverși produse biochimice ale metabolismului normal (metabolism).

Gadaskina I. D. Țesut adipos și otrăvuri. - În cartea: Probleme actuale în toxicologie industrială / Ed. N. V. Lazareva, A. A. Golubeva, E. T. Lykhipoy. L., 1970, p. 21–43.

Krasovsky G. N. Sensibilitatea comparativă a oamenilor și a animalelor de laborator la efectele substanțelor toxice. - În cartea: Probleme generale de toxicologie industrială / Ed. A, V. Roshchin și I. V. Sanotsky. M., 1967, p. 59–62.

Krasovsky G. N., Avilova G. G. Specii, sex și vârstă sensibilitate la otrăvuri. - ZhVKhO, 1974, nr. 2, p. 159–164.

Din cancer (latină - cancer), genos (greacă - naștere).

Ekholm E. Mediul și sănătatea umană. M.: Progres, 1980.

Ogryzkov N.I. Beneficiile și daunele drogurilor. M.: Medicină, 1968.

Următoarele sunt modalitățile prin care otrăvurile intră în organism:

1. oral;

2. inhalare;

3. percutanat (prin piele intactă și deteriorată);

4. prin mucoasele (conjunctiva ochiului);

5. parenterală.

Una dintre modurile comune prin care substanțele toxice pătrund în organism este orală. O serie de compuși toxici liposolubili - fenoli, unele săruri, în special cianuri - sunt absorbiți și intră în fluxul sanguin deja în cavitatea bucală.

De-a lungul tractului gastrointestinal, există gradienți semnificativi de pH care determină rate diferite de absorbție a substanțelor toxice. Substanțele toxice din stomac pot fi absorbite și diluate de mase alimentare, în urma cărora contactul lor cu membrana mucoasă este redus. În plus, viteza de absorbție este influențată de intensitatea circulației sângelui în mucoasa gastrică, peristaltism, cantitatea de mucus etc. Practic, absorbția substanței toxice are loc în intestinul subțire, al cărui conținut are un pH de 7,5 - 8,0. Fluctuațiile pH-ului mediului intestinal, prezența enzimelor, un număr mare de compuși formați în timpul digestiei în chim pe molecule mari de proteine ​​și sorbția pe acestea - toate acestea afectează resorbția compușilor toxici și depunerea lor în tractul gastrointestinal.

Fenomenele de depunere a substanțelor toxice în tractul gastrointestinal în timpul otrăvirii orale indică necesitatea curățării sale temeinice în timpul tratamentului.

Intoxicația prin inhalare se caracterizează prin intrarea cea mai rapidă a otravii în sânge. Acest lucru se explică prin suprafața mare de absorbție a alveolelor pulmonare (100-150 m2), grosimea mică a membranelor alveolare, fluxul sanguin intens prin capilarele pulmonare și absența condițiilor pentru depunerea semnificativă a otrăvurilor.

Absorbția compușilor volatili începe în tractul respirator superior, dar este cea mai completă în plămâni. Are loc conform legii difuziei în conformitate cu gradientul de concentrație. Mulți neelectroliți volatili intră în organism într-un mod similar: hidrocarburi, hidrocarburi halogenate, alcooli, eteri etc. Rata de aport este determinată de proprietățile lor fizico-chimice și, într-o măsură mai mică, de starea organismului (intensitatea respirației și circulația sângelui în plămâni).

Pătrunderea substanțelor toxice prin piele este, de asemenea, de mare importanță, mai ales în mediile militare și industriale.

Există cel puțin trei moduri de a face acest lucru:

1. prin epidermă;

2. foliculi de păr;

3. canalele excretoare ale glandelor sebacee și sudoripare.

Epiderma este considerată ca o barieră lipoproteică prin care diferite substanțe pot difuza în cantități proporționale cu coeficienții lor de distribuție în sistem. lipide/apă. Aceasta este doar prima fază de penetrare a otravii a doua fază este transportul acestor compuși din derm în sânge. Deteriorările mecanice ale pielii (abraziuni, zgârieturi, răni etc.), arsurile termice și chimice contribuie la pătrunderea substanțelor toxice în organism.

Distribuția otrăvurilor în organism. Unul dintre principalii indicatori toxicologici este volumul de distribuție, adică. caracteristicile spațiului în care este distribuită o anumită substanță toxică. Există trei sectoare principale de distribuție a substanțelor străine: lichid extracelular (aproximativ 14 litri pentru o persoană care cântărește 70 kg), lichid intracelular (28 litri) și țesut adipos, al cărui volum variază semnificativ. Volumul de distribuție depinde de trei proprietăți fizico-chimice principale ale unei substanțe date:

1. solubilitate în apă;

2. solubilitate în grăsimi;

3. capacitatea de disociere (formarea ionilor).

Compușii solubili în apă se pot răspândi în întregul sector de apă (fluid extracelular și intracelular) al organismului - aproximativ 42 l; substanțele liposolubile se acumulează (se depun) în principal în lipide.

Îndepărtarea otrăvurilor din organism. Modalitățile și mijloacele de îndepărtare naturală a compușilor străini din organism sunt diferite. După semnificația lor practică, ele sunt localizate astfel: rinichi - intestine - plămâni - piele. Gradul, viteza și căile de eliminare depind de proprietățile fizico-chimice ale substanțelor eliberate. Rinichii excretă în principal compuși neionizați care sunt foarte hidrofili și slab reabsorbiți în tubii renali.

Următoarele substanțe sunt îndepărtate prin intestine cu fecale: 1) cele care nu sunt absorbite în sânge atunci când sunt luate pe cale orală; 2) izolat din ficat cu bilă; 3) a intrat în intestin prin pereții săi (prin difuzie pasivă de-a lungul unui gradient de concentrație).

Majoritatea neelectroliților volatili sunt excretați din organism, în principal neschimbați, în aerul expirat. Cu cât este mai mic coeficientul de solubilitate în apă, cu atât mai rapid are loc eliberarea lor, în special partea care se află în sângele circulant. Eliberarea fracției lor depuse în țesutul adipos este întârziată și are loc mult mai lent, mai ales că această cantitate poate fi foarte semnificativă, deoarece țesutul adipos poate reprezenta mai mult de 20% din greutatea corporală totală a unei persoane. De exemplu, aproximativ 50% din cloroformul ingerat prin inhalare este eliberat în primele 8-12 ore, iar restul este eliberat în a doua fază de eliberare, care durează câteva zile.

Prin piele, în special cu transpirație, multe substanțe toxice - non-electroliți (alcool etilic, acetonă, fenoli, hidrocarburi clorurate etc.) părăsesc organismul. Cu toate acestea, cu rare excepții (concentrația de disulfură de carbon în transpirație este de câteva ori mai mare decât în ​​urină), cantitatea totală de substanță toxică eliminată în acest fel este mică.

Principalele simptome patologice în intoxicația acută:

1) simptome de disfuncție cardiovasculară: bradicardie sau tahicardie, hipotensiune arterială sau hipertensiune arterială, șoc exotoxic.

65-70% dintre decesele cauzate de otrăvire sunt asociate cu șoc exotoxic. Astfel de pacienți sunt în stare gravă, prezintă agitație sau retard psihomotorie, pielea este palidă cu o nuanță albăstruie, rece la atingere, dificultăți de respirație și tahicardie, hipotensiune arterială și oligurie. În acest caz, funcțiile aproape tuturor organelor și sistemelor vitale sunt perturbate, dar insuficiența circulatorie acută acționează ca una dintre principalele manifestări clinice ale șocului.

2) Simptome ale tulburărilor sistemului nervos central: cefalee, pierderea coordonării mișcărilor, halucinații, delir, convulsii, paralizie, comă.

Cele mai severe forme de tulburări psihoneurologice în intoxicațiile acute sunt coma toxică și psihozele de intoxicație. Coma se dezvoltă cel mai adesea în caz de otrăvire cu substanțe care inhibă funcțiile sistemului nervos central O trăsătură caracteristică a tabloului neurologic al comei toxice este absența simptomelor focale persistente și ameliorarea rapidă a stării victimei ca răspuns la măsurile de eliminare. otrava din corp. Psihozele de intoxicație pot apărea ca urmare a otrăvirii severe cu atropină, cocaină, tubazidă, etilenglicol, monoxid de carbon și se manifestă cu o varietate de simptome psihopatologice (stupefacție, halucinații etc.). Persoanele care abuzează de alcool pot dezvolta așa-numitele psihoze alcoolice (halucinoză, „delirium tremens”). În caz de otrăvire cu anumite substanțe neurotoxice (OP, pahicarpină, bromură de metil), apar tulburări ale conducerii neuromusculare odată cu dezvoltarea parezei și paraliziei, iar ca o complicație - miofibrilația.

Din punct de vedere diagnostic, este important de știut că deficiența vizuală acută până la orbire este posibilă în caz de otrăvire cu alcool metilic și chinină; vedere încețoșată din cauza miozei - intoxicație cu FOS; midriaza – în caz de otrăvire cu atropină, nicotină, pahicarpină; „viziune de culoare” - în caz de otrăvire cu salicilat; dezvoltarea deficienței de auz – în caz de otrăvire cu chinină, anumite antibiotice (monosulfat de kanamicină, sulfat de neomicină, sulfat de streptomicină).

După otrăvire severă, astenia, o stare de oboseală crescută, iritabilitate și slăbiciune persistă de obicei mult timp.

3) Simptome de afectare a sistemului respirator: bradipnee, tahipnee, tipuri patologice de respirație (Kussmaul), laringospasm, bronhospasm, edem pulmonar toxic. In cazul afectiunilor respiratorii de origine centrala, tipice intoxicatiei cu otravuri neurotoxice, datorate deprimarii centrului respirator sau paraliziei muschilor respiratori, respiratia devine superficiala, aritmica pana la oprirea totala.

Asfixia mecanică apare la pacienții care sunt în comă atunci când căile respiratorii sunt închise ca urmare a retractării limbii, a aspirației de vărsături, a hipersecreției glandelor bronșice și a salivației. Din punct de vedere clinic, „asfixia mecanică” se manifestă prin cianoză, prezența unor rafale mari de barbotare peste trahee și bronhii mari.

În cazul arsurilor căilor respiratorii superioare, este posibilă stenoza laringiană, care se manifestă prin răgușeală sau pierderea vocii, dificultăți de respirație, cianoză, respirație intermitentă și agitație a pacientului.

Edemul pulmonar toxic este cauzat de afectarea directă a membranei pulmonare de către o substanță toxică, urmată de inflamația și umflarea țesutului pulmonar. Cel mai des se observă în caz de otrăvire cu oxizi de azot, fosgen, monoxid de carbon și alte substanțe toxice cu efecte asfixiere, inhalarea vaporilor de acizi caustici și alcaline și aspirarea acestor substanțe, însoțită de o arsură a căilor respiratorii superioare. Edemul pulmonar toxic se caracterizează prin stadii de dezvoltare: stadiu reflex - apariția durerii în ochi, durere la nivelul nazofaringelui, senzație de constrângere în piept, respirație superficială frecventă; stadiul de bunăstare imaginară – dispariția senzațiilor subiective neplăcute; stadiul manifestărilor clinice pronunțate - respirație cu barbotare, spumă spumoasă copioasă, o mulțime de rafale umede sub formă de bule fine peste plămâni. Pielea și mucoasele vizibile sunt cianotice, se dezvoltă adesea insuficiență cardiovasculară acută (colaps), iar pielea capătă o nuanță de pământ.

4) Simptome de afectare a tractului gastrointestinal: se manifestă sub formă de tulburări dispeptice (greață, vărsături), gastroenterocolită, arsuri ale tractului digestiv, sângerări esofago-gastrointestinale. Sângerarea este cea mai frecventă în caz de otrăvire cu otrăvuri cauterizante (acizi și alcaline); pot fi devreme (în prima zi) și târziu (2-3 săptămâni).

Vărsăturile în stadiile incipiente ale otrăvirii pot fi considerate în multe cazuri un fenomen benefic, deoarece ajută la eliminarea substanței toxice din organism. Cu toate acestea, apariția vărsăturilor la un pacient comat, în caz de otrăvire cu otrăvuri cauterizante la copii, în caz de stenoză laringiană și edem pulmonar este periculoasă, deoarece poate apărea aspirația vărsăturilor în tractul respirator.

Gastorenterita în caz de otrăvire este de obicei însoțită de deshidratarea organismului și dezechilibrul electrolitic.

5) Simptomele afectării hepatice și renale au clinica hepato- și nefropatiei toxice și pot avea 3 grade de severitate.

Gradul ușor se caracterizează prin absența manifestărilor clinice vizibile.

Grad moderat: ficatul este mărit, dureros la palpare, există icter, diateză hemoragică; cu afectare a rinichilor - dureri de spate, oligurie.

Grad sever: se dezvoltă insuficiență renală acută și insuficiență renală acută.

Studiile de laborator și instrumentale sunt de mare importanță în diagnosticul leziunilor toxice ale ficatului și rinichilor.

Toxicitate (din grecescul toxikon - otravă) - toxicitate, proprietatea anumitor compuși chimici și substanțe de natură biologică, atunci când sunt ingerate în anumite cantități într-un organism viu (uman, animal și plante), de a provoca perturbări în funcțiile sale fiziologice, rezultând în simptome de otrăvire (intoxicație, boli), iar în cazuri severe - moarte.

O substanță (compus) care are proprietăți toxice se numește substanță toxică sau otravă.

Toxicitatea este un indicator generalizat al răspunsului organismului la acțiunea unei substanțe, care este în mare măsură determinat de caracteristicile naturii efectului său toxic.

Natura efectului toxic al substanțelor asupra organismului înseamnă de obicei:

o mecanism de acțiune toxică a substanței;

o natura proceselor fiziopatologice și principalele simptome de deteriorare care apar după deteriorarea bio-țintelor;

o dinamica dezvoltării lor în timp;

o alte aspecte ale efectului toxic al unei substanțe asupra organismului.

Dintre factorii care determină toxicitatea substanțelor, unul dintre cei mai importanți este mecanismul acțiunii lor toxice.

Mecanismul de acțiune toxică este interacțiunea unei substanțe cu ținte biochimice moleculare, care este un declanșator în dezvoltarea proceselor ulterioare de intoxicație.

Interacțiunea dintre substanțele toxice și un organism viu are două faze:

1) efectul substantelor toxice asupra organismului - faza toxicodinamica;

2) acțiunea organismului asupra substanțelor toxice - faza toxicocinetică.

Faza toxicocinetică, la rândul său, constă din două tipuri de procese:

a) procese de distribuție: absorbția, transportul, acumularea și eliberarea de substanțe toxice;

b) transformări metabolice ale substanţelor toxice – biotransformare.

Distribuția substanțelor în corpul uman depinde în principal de proprietățile fizico-chimice ale substanțelor și de structura celulei ca unitate de bază a corpului, în special de structura și proprietățile membranelor celulare.

Un punct important în acțiunea otrăvurilor și toxinelor este că acestea au un efect toxic atunci când acționează asupra organismului în doze mici. În țesuturile țintă sunt create concentrații foarte scăzute de substanțe toxice, care sunt comparabile cu concentrațiile bio-țintelor. Rate ridicate de interacțiune a otrăvurilor și toxinelor cu bioținte sunt atinse datorită afinității mari pentru centrii activi ai anumitor bioținte.

Cu toate acestea, înainte de a „lovi” bioținta, substanța pătrunde de la locul aplicării în sistemul capilar al vaselor de sânge și limfatice, apoi se răspândește prin sânge în tot organismul și intră în țesutul țintă. Pe de altă parte, de îndată ce otrava intră în sângele și țesuturile organelor interne, suferă anumite transformări, care de obicei duc la detoxifierea și „consumul” substanței pentru așa-numitele procese nespecifice („laterale”).

Unul dintre factorii importanți este rata de penetrare a substanțelor prin barierele celule-țesut. Pe de o parte, aceasta determină rata de penetrare a otrăvurilor prin barierele tisulare care separă sângele de mediul extern, adică. rata de intrare a substanțelor prin anumite căi de intrare în organism. Pe de altă parte, determină rata de penetrare a substanțelor din sânge în țesuturile țintă prin așa-numitele bariere histohematice din zona pereților capilarelor sanguine ale țesuturilor. Aceasta, la rândul său, determină rata de acumulare a substanțelor în zona bioțintelor moleculare și interacțiunea substanțelor cu bioținte.

În unele cazuri, viteza de penetrare prin barierele celulare determină selectivitatea în acțiunea substanțelor asupra anumitor țesuturi și organe. Acest lucru afectează toxicitatea și natura efectului toxic al substanțelor. Astfel, compușii încărcați pătrund slab în sistemul nervos central și au un efect periferic mai pronunțat.

În general, se obișnuiește să se distingă următoarele etape principale în acțiunea otrăvurilor asupra organismului.

1. Stadiul contactului cu otrava și pătrunderea substanței în sânge.

2. Stadiul de transport al unei substanțe de la locul de aplicare prin sânge către țesuturile țintă, distribuția substanței în tot organismul și metabolismul substanței în țesuturile organelor interne - stadiul toxic-cinetic.

3. Etapa de penetrare a substanței prin barierele histohematice (pereți capilari și alte bariere tisulare) și acumularea în zona țintelor biomoleculare.

4. Stadiul de interacțiune a unei substanțe cu bioținte și apariția perturbărilor în procesele biochimice și biofizice la nivel molecular și subcelular - etapa toxico-dinamică.

5. Stadiul tulburărilor funcționale ale organismului, dezvoltarea proceselor fiziopatologice după „deteriorarea” bioțintelor moleculare și apariția simptomelor de deteriorare.

6. Stadiul de ameliorare a principalelor simptome de intoxicație care amenință viața persoanei afectate, inclusiv utilizarea echipamentului medical de protecție, sau stadiul rezultatelor (în cazul reflecțiilor de la toxodoze fatale și al utilizării premature a echipamentului de protecție, este posibilă moartea persoanelor afectate).

Un indicator al toxicității unei substanțe este doza. Doza unei substanțe care provoacă un anumit efect toxic se numește doză toxică (toxodoză). Pentru animale și oameni, este determinată de cantitatea de substanță care provoacă un anumit efect toxic. Cu cât doza toxică este mai mică, cu atât toxicitatea este mai mare.

Datorită faptului că reacția fiecărui organism la aceeași toxodoză a unei anumite substanțe toxice este diferită (individuală), severitatea otrăvirii în raport cu fiecare dintre ele nu va fi aceeași. Unii pot muri, alții vor suferi diferite grade sau nu vor suferi deloc. Prin urmare, toxodoza (D) este considerată o variabilă aleatorie. Din datele teoretice și experimentale rezultă că variabila aleatoare D este distribuită după o lege lognormală cu următorii parametri: D este valoarea mediană a toxodozei și dispersia logaritmului toxodozei - . În acest sens, în practică, pentru a caracteriza toxicitatea, se folosesc valori medii ale toxodozei în raport, de exemplu, cu greutatea animalului (denumit în continuare toxodoză).

Intoxicația cauzată de aportul de otravă din mediul uman este numită exogenă, spre deosebire de intoxicația endogene cu metaboliți toxici, care se pot forma sau acumula în organism în timpul diferitelor boli, cel mai adesea asociate cu disfuncția organelor interne (rinichi, ficat etc. .). În faza toxicogenă (când agentul toxic se află în organism într-o doză capabilă să producă un efect specific) a otrăvirii, se disting două perioade principale: perioada de resorbție, care durează până la atingerea concentrației maxime de otravă în sânge, și perioada de eliminare, din acest moment până când sângele este complet curățat de otravă. Efectul toxic poate apărea înainte sau după absorbția (resorbția) otrăvii în sânge. În primul caz se numește local, iar în al doilea - resorbtiv. Există și un efect reflex indirect.

În cazul otrăvirii „exogene” se disting următoarele căi principale de intrare a otravii în organism: orală - prin gură, inhalare - cu inhalare de substanțe toxice, percutanată (cutanată, în afaceri militare - cu resorbție cutanată) - prin piele neprotejată, injectare - cu administrare parenterală de otravă , de exemplu, cu mușcături de șarpe și insecte, cavitar - când otrava intră în diferite cavități ale corpului (rect, vagin, canal auditiv extern etc.).

Valorile tabulate ale toxodozelor (cu excepția căilor de penetrare prin inhalare și injectare) sunt valabile pentru o expunere infinit de mare, i.e. pentru cazul în care metodele externe nu opresc contactul unei substanţe toxice cu organismul. În realitate, pentru ca un anumit efect toxic să se manifeste, trebuie să existe mai multă otravă decât cele indicate în tabelele de toxicitate. Această cantitate și timpul în care otrava trebuie să rămână, de exemplu, pe suprafața pielii în timpul resorbției, pe lângă toxicitate, este în mare măsură determinată de rata de absorbție a otravii prin piele. Astfel, potrivit experților militari americani, agentul de război chimic vigas (VX) se caracterizează printr-o toxodoză cu resorbție cutanată de 6-7 mg de persoană. Pentru ca această doză să intre în organism, 200 mg picătură lichidă VX trebuie să fie în contact cu pielea timp de aproximativ 1 oră sau aproximativ 10 mg timp de 8 ore.

Este mai dificil să se calculeze toxodozele pentru substanțele toxice care contaminează atmosfera cu abur sau aerosol fin, de exemplu, în cazul unor accidente la instalațiile periculoase din punct de vedere chimic cu eliberarea de substanțe chimice periculoase (ACHS - conform GOST R 22.0.05-95). ), care provoacă daune oamenilor și animalelor prin sistemul respirator.

În primul rând, ei presupun că toxicoza prin inhalare este direct proporțională cu concentrația de substanțe periculoase în aerul inhalat și timpul de respirație. În plus, este necesar să se țină cont de intensitatea respirației, care depinde de activitatea fizică și de starea persoanei sau a animalului. Într-o stare calmă, o persoană ia aproximativ 16 respirații pe minut și, prin urmare, absoarbe în medie 8-10 l/min de aer. La activitate fizică medie (mers rapid, marș), consumul de aer crește la 20-30 l/min, iar la activitate fizică grea (alergare, terasament) este de aproximativ 60 l/min.

Astfel, dacă o persoană cu masa G (kg) inhalează aer cu o concentrație de C (mg/l) care conține substanțe periculoase pentru un timp τ (min) la o intensitate respiratorie V (l/min), atunci doza specifică absorbită de substanțe periculoase (cantitatea de substanțe periculoase ingerate) în organism) D(mg/kg) va fi egal cu

Chimistul german F. Haber a propus simplificarea acestei expresii. El a presupus că pentru oameni sau o anumită specie de animale în aceleași condiții, raportul V/G este constant, prin urmare poate fi exclus la caracterizarea toxicității prin inhalare a unei substanțe și a obținut expresia K = Cτ (mg min/l). Haber a numit produsul Cτ coeficient de toxicitate și l-a luat ca valoare constantă. Această lucrare, deși nu este o toxodoză în sensul strict al cuvântului, permite compararea diferitelor substanțe toxice în ceea ce privește toxicitatea prin inhalare. Cu cât este mai mică, cu atât substanța este mai toxică atunci când este inhalată. Cu toate acestea, această abordare nu ia în considerare o serie de procese (exhalarea unei părți a substanței, neutralizarea în organism etc.), dar cu toate acestea produsul Cτ este încă utilizat pentru a evalua toxicitatea prin inhalare (în special în afacerile militare și apărarea civilă). la calcularea eventualelor pierderi de trupe și populație atunci când sunt expuse la agenți de război chimic și la substanțe chimice periculoase). Adesea, această muncă este numită chiar incorect toxodoză. Denumirea toxicitate relativă prin inhalare pare mai corectă. În toxicologia clinică, pentru a caracteriza toxicitatea prin inhalare, se preferă parametrul sub forma concentrației unei substanțe în aer, care provoacă un anumit efect toxic la animalele de experiment în condiții de expunere prin inhalare la o anumită expunere.

Toxicitatea relativă a agenților în timpul inhalării depinde de sarcina fizică asupra persoanei. Pentru persoanele angajate în muncă fizică grea, aceasta va fi semnificativ mai mică decât pentru persoanele aflate în repaus. Odată cu creșterea intensității respirației, viteza de acțiune a agentului va crește și ea. De exemplu, pentru sarin cu ventilație pulmonară de 10 l/min și 40 l/min, valorile LCτ 50 sunt de aproximativ 0,07 mg min/l și, respectiv, 0,025 mg min/l. Dacă pentru substanța fosgen produsul Cτ 3,2 mg min/l la o intensitate respiratorie de 10 l/min este moderat letal, atunci cu ventilație pulmonară 40 l/min este absolut letal.

Trebuie remarcat faptul că valorile tabulate ale constantei Сτ sunt valabile pentru expuneri scurte, la care Сτ = const. La inhalarea aerului contaminat cu concentrații scăzute de substanță toxică în el, dar pe o perioadă de timp suficient de lungă, valoarea Cτ crește din cauza descompunerii parțiale a substanței toxice în organism și a absorbției sale incomplete de către plămâni. De exemplu, pentru acidul cianhidric, toxicitatea relativă în timpul inhalării LCτ 50 variază de la 1 mg min/l pentru concentrații mari în aer până la 4 mg min/l când concentrațiile substanței sunt scăzute. Toxicitatea relativă a substanțelor în timpul inhalării depinde și de sarcina fizică asupra persoanei și de vârsta acesteia. Pentru adulți va scădea odată cu creșterea activității fizice, iar pentru copii - cu scăderea vârstei.

Astfel, doza toxică care provoacă daune de severitate egală depinde de proprietățile substanței, calea de pătrundere a acesteia în organism, tipul de organism și condițiile de utilizare ale substanței.

Pentru substanțele care intră în organism în stare lichidă sau de aerosoli prin piele, tractul gastrointestinal sau prin răni, efectul dăunător pentru fiecare tip specific de organism în condiții staționare depinde numai de cantitatea de otravă care a pătruns, care poate fi exprimată în orice unități de masă. În toxicologie, cantitatea de otravă este de obicei exprimată în miligrame.

Proprietățile toxice ale otrăvurilor sunt determinate experimental pe diferite animale de laborator, așa că este adesea folosit conceptul de toxodoză specifică - o doză pe unitatea de greutate a animalului și exprimată în miligrame pe kilogram.

Toxicitatea aceleiași substanțe, chiar și atunci când intră în organism printr-o singură cale, este diferită pentru diferite specii de animale și pentru un anumit animal variază semnificativ în funcție de calea de intrare în organism. Prin urmare, după valoarea numerică a toxodozei, se obișnuiește să se indice între paranteze tipul de animal pentru care se determină această doză și metoda de administrare a agentului sau a otravii. De exemplu, intrarea: „sarin D moarte 0,017 mg/kg (iepuri, intravenos)” înseamnă că o doză de sarin 0,017 mg/kg injectată în vena unui iepure provoacă moartea.

Toxodozele și concentrațiile de substanțe toxice sunt de obicei împărțite în funcție de severitatea efectului biologic pe care îl provoacă.

Principalii indicatori de toxicitate în toxicometria otrăvurilor industriale și în situații de urgență sunt:

Lim ir este pragul de acțiune iritantă asupra membranelor mucoase ale căilor respiratorii superioare și ale ochilor. Exprimat prin cantitatea de substanță conținută într-un volum de aer (de exemplu, mg/m3).

O doză letală, sau letală, este cantitatea de substanță care, dacă intră în organism, provoacă moartea cu o anumită probabilitate. De obicei, se folosesc conceptele de toxodoze absolut fatale, care provoacă moartea corpului cu o probabilitate de 100% (sau moartea a 100% dintre cei afectați), și toxodoze moderat letale (lent letale) sau condițional fatale, rezultatul letal al care apare la 50% dintre cei afectaţi. De exemplu:

DL 50 (LD 100) - (L din latină letalis - letal) doză medie letală (letală), care provoacă moartea a 50% (100%) din animalele de experiment atunci când substanța este introdusă în stomac, cavitatea abdominală, piele (cu excepția inhalare) in anumite conditii conditii de administrare si o perioada specifica de urmarire (de obicei 2 saptamani). Exprimată ca cantitate de substanță pe unitatea de greutate corporală a animalului (de obicei mg/kg);

LC 50 (LC 100) - concentrația medie letală (letală) în aer, care provoacă moartea a 50% (100%) din animalele de experiment în timpul expunerii prin inhalare la o substanță la o anumită expunere (standard 2-4 ore) și un anumită perioadă de urmărire. De regulă, timpul de expunere este indicat suplimentar. Dimensiune ca pentru Lim ir

O doză incapacitante este cantitatea dintr-o substanță care, atunci când intră în organism, face ca un anumit procent din cei afectați să devină incapacitati, fie temporar, fie cu un rezultat fatal. Este desemnat ID 100 sau ID 50 (din engleza incapacitate - pus afara).

Doza prag - cantitatea de substanță care provoacă semne inițiale de deteriorare a organismului cu o anumită probabilitate sau, ceva la fel, semne inițiale de deteriorare la un anumit procent de oameni sau animale. Toxodozele de prag sunt desemnate PD 100 sau PD 50 (din limba engleză primară - inițială).

KVIO este coeficientul de posibilitate de intoxicație prin inhalare, care este raportul dintre concentrația maximă realizabilă a unei substanțe toxice (C max, mg/m 3) în aer la 20°C și concentrația medie letală a substanței pentru șoareci ( KVIO = C max /LC 50). Cantitatea este adimensională;

MPC - concentrația maximă admisă a unei substanțe - cantitatea maximă de substanță pe unitatea de volum de aer, apă etc., care, cu expunerea zilnică la organism pentru o perioadă lungă de timp, nu provoacă modificări patologice (abateri ale stării de sănătate, boli), detectate prin metode moderne de cercetare în procesul de viață sau durate de viață pe termen lung ale generațiilor prezente și următoare. Există MPC ale zonei de lucru (MPC r.z., mg/m 3), MPC maxim unic în aerul atmosferic al zonelor populate (MPC m.r., mg/m 3), MAC mediu zilnic în aerul atmosferic al zonelor populate (MPC s.s. , mg/m 3), concentrația maximă admisă în apă a rezervoarelor de diverse utilizări ale apei (mg/l), concentrația maximă admisă (sau cantitatea reziduală admisă) în produsele alimentare (mg/kg) etc.;

OBUV este un nivel aproximativ sigur de expunere la conținutul maxim admis al unei substanțe toxice în aerul atmosferic al zonelor populate, în aerul zonei de lucru și în apa corpurilor de apă pentru pescuit. Există o distincție suplimentară între TAC - nivelul aproximativ permis al unei substanțe în apa rezervoarelor pentru uz menajer.

În toxicometria militară, cei mai des utilizați indicatori sunt valorile mediane relative ale toxicității letale medii (LCτ 50), excretor medie (ICτ 50), efective medii (ECτ 50), pragului mediu (PCτ 50) toxicității în timpul inhalării, exprimate de obicei în mg min/l, precum și valori medii ale toxodozelor cu resorbție cutanată similare ca efect toxic DL 50, LD 50, ED 50, PD 50 (mg/kg). În același timp, indicatorii de toxicitate prin inhalare sunt folosiți și pentru a prezice (estima) pierderile populației și ale personalului de producție în timpul accidentelor la instalațiile periculoase din punct de vedere chimic cu eliberarea de substanțe periculoase utilizate pe scară largă în industrie.

În ceea ce privește organismele vegetale, în locul termenului de toxicitate, se folosește mai des termenul de activitate a unei substanțe, iar ca măsură a toxicității acesteia se folosește predominant valoarea CK 50 - concentrația (de exemplu, mg/l) de o substanță în soluție care provoacă moartea a 50% din organismele vegetale. În practică, se utilizează rata de consum a substanței active pe unitatea de suprafață (masă, volum), de obicei kg/ha, la care se obține efectul dorit.

Instituție de învățământ bugetară de stat

Studii profesionale superioare

„ACADEMIA MEDICALĂ DE STAT OSSETIA DE NORD”

Ministerul Sănătății și Dezvoltării Sociale al Rusiei

DEPARTAMENTUL DE IGIENĂ GENERALĂ ŞI

CULTURA FIZICĂ

EVALUAREA TOXICITĂȚII OTRĂVURILOR INDUSTRIALE PE CORP

Ghid de studiu pentru studenții care studiază

specialitatea „Stomatologie”

VLADIKAVKAZ 2012

Compilat de:

Ø asistent F.K. Khudalova,

Ø asistent A.R. Nanieva

Recenzători:

Ø Kallagova F.V. - manager Departamentul de Chimie și Fizică, Profesor, Doctor în Științe Medicale;

Ø I.F. Botsiev - Profesor asociat al Departamentului de Chimie și Fizică, Ph.D./M. n.

Aprobat de TsKUMS GBOU VPO SOGMA Ministerul Sănătății și Dezvoltării Sociale din Rusia

G., protocolul nr.

Scopul lecției: să familiarizeze elevii cu parametrii de bază care caracterizează gradul de toxicitate și pericol al substanțelor chimice în condiții de producție, cu principiile de bază ale regulilor sanitare și epidemiologice, cu principiile de prevenire primară în raport cu otrăvurile industriale.

Studentul trebuie sa stie:

Metode de evaluare a toxicității și pericolului otrăvurilor industriale; familiarizați-vă cu regulile de protecție împotriva otrăvurilor industriale.

Studentul trebuie să fie capabil să:

1. Dați caracteristicile toxicologice ale substanțelor pe baza constantelor fizico-chimice.

2. Enumerați principiile de prevenire primară în întreprinderile cu otrăvuri industriale.

3. Determinați rolul medicului în menținerea sănătății lucrătorilor.

Literatura de baza:

Ø Rumyantsev G.I. Igienă secolul XXI, M.: GEOTAR, 2009.

Ø Pivovarov Yu.P., Korolik V.V., Zinevich L.S. Igiena și fundamentele ecologiei umane. M.: Academia, 2004, 2010.

Ø Lakshin A.M., Kataeva V.A. Igiena generală cu bazele ecologiei umane: Manual. – M.: Medicină, 2004 (Manual pentru studenții universităților de medicină).

Lectură suplimentară:

Ø Pivovarov Yu.P. Ghid pentru exerciții de laborator și fundamente ale ecologiei umane, 2006.

Ø Kataeva V.A., Lakshin A.M. Un ghid pentru studii practice și independente despre igiena generală și elementele de bază ale ecologiei umane. M.: Medicină, 2005.

Ø „Manual pentru exerciții practice în sănătatea muncii.” Ed. N.F. Kirilova. Editura GEOTAR-Media, M., 2008

Ø GN 2.2.5.1313-03 „Concentrații maxime admise (MPC) de substanțe nocive în aerul zonei de lucru.”

Ø GN 2.2.5.1314-03 „Niveluri aproximative de expunere sigură (SEL) la substanțele nocive din aerul zonei de lucru.”

Ø R 2.2.755-99 “Metodologie de monitorizare a continutului de substante nocive in aerul zonei de lucru”

Substanțele chimice care, pătrunzând în organism în condiții de producție chiar și în cantități relativ mici, provoacă diverse tulburări în funcționarea normală, se numesc otrăvuri industriale.

CĂI PENTRU Otrăvurile ÎN CORP

Otrăvurile pot pătrunde în organism în trei moduri: prin plămâni, tractul gastrointestinal și pielea intactă. Prin căile respiratorii, otrăvurile pătrund în organism sub formă de vapori, gaze și praf, prin tractul gastrointestinal - cel mai adesea de la mâini contaminate, dar și din cauza ingerării de praf, vapori, gaze; Substanțele chimice organice cu consistență predominant lichidă, uleioasă și aluoasă pătrund în piele.

Intrarea otrăvurilor prin sistemul respirator este calea principală și cea mai periculoasă, deoarece Plămânii creează condiții favorabile pentru pătrunderea gazelor, vaporilor și prafului în sânge.

Gaze și vapori care nu reacţionează intră în sânge prin plămâni pe baza legii difuziei, adică. datorită diferenţei de presiune parţială a gazelor sau vaporilor din aerul alveolar şi din sânge. La început, saturația sângelui cu gaze sau vapori din cauza diferenței mari de presiune parțială are loc rapid, apoi încetinește, iar în final, când presiunea parțială a gazelor sau vaporilor din aerul alveolar și sânge este egalizată, saturația sângelui cu gaze sau vapori se oprește. După îndepărtarea victimei din atmosfera contaminată, începe desorbția gazelor și vaporilor și îndepărtarea lor prin plămâni. Desorbția are loc și pe baza legilor difuziei.

Dacă substanțele sunt foarte solubile în apă, atunci sunt foarte solubile în sânge. Un model diferit este inerent sorbției în timpul inhalării gaze care reacţionează, aceste. cele care reacționează rapid în organism atunci când aceste gaze sunt inhalate, saturația nu are loc niciodată. Cu cât o persoană rămâne mai mult timp într-o atmosferă poluată, cu atât este mai mare pericolul de otrăvire acută.

Intrarea otrăvurilor prin tractul gastrointestinal. Otrăvurile intră cel mai adesea în cavitatea bucală din mâinile contaminate. Un exemplu clasic al acestei căi este aportul de plumb. Acesta este un metal moale, se spală ușor, vă contaminează mâinile, nu poate fi spălat cu apă și poate pătrunde în cavitatea bucală când mănâncă și fumezi. Este posibil să se ingereze substanțe toxice din aer atunci când acestea sunt reținute pe membranele mucoase ale nazofaringelui și cavității bucale. Absorbția otrăvurilor are loc în principal în intestinul subțire și doar într-o mică măsură în stomac. Majoritatea substanțelor toxice absorbite prin peretele gastrointestinal intră prin sistemul venei porte în ficat, unde sunt reținute și neutralizate.

Intrarea otrăvurilor prin piele. Substanțele chimice care sunt foarte solubile în grăsimi și lipide pot pătrunde prin pielea intactă, de ex. non-electroliți; electroliții, adică substanțele care se disociază în ioni, nu pătrund în piele.

Cantitatea de substanțe toxice care pot pătrunde în piele depinde direct de solubilitatea lor în apă, de dimensiunea suprafeței de contact cu pielea și de viteza fluxului sanguin în ea. Acesta din urmă explică faptul că atunci când se lucrează în condiții de temperatură ridicată a aerului, când circulația sângelui în piele crește semnificativ, crește numărul otrăvirilor prin piele. Consistența și volatilitatea substanței sunt de mare importanță pentru pătrunderea otrăvurilor prin piele. Substanțele organice lichide cu volatilitate ridicată se evaporă rapid de pe suprafața pielii și nu intră în organism. În anumite condiții, substanțele volatile pot provoca otrăvire prin piele, de exemplu, dacă fac parte din unguente, paste și adezivi care rămân pe piele mult timp. În munca practică, cunoașterea modalităților prin care otrăvurile intră în organism determină măsuri de prevenire a otrăvirii.

DISTRIBUȚIE, TRANSFORMARE

ȘI ÎNCĂRTAREA TOIZONELOR DIN CORP

Distribuția otrăvurilor în organism. Pe baza distribuției lor în țesuturi și a pătrunderii în celule, substanțele chimice pot fi împărțite în două grupuri principale: neelectroliți și electroliți.

non-electroliți, dizolvandu-se in grasimi si lipoide, substanta patrunde in celula cu cat mai repede si in cantitati mai mari, cu atat este mai mare solubilitatea sa in grasimi. Acest lucru se explică prin faptul că membrana celulară conține multe lipoide. Pentru acest grup de substanțe chimice, nu există bariere în organism: distribuția non-electroliților în organism în timpul aportului lor dinamic este determinată în principal de condițiile de alimentare cu sânge a organelor și țesuturilor. Acest lucru este confirmat de următoarele exemple.

Creierul, care conține multe lipoide și are un sistem circulator bogat, este saturat cu eter etilic foarte repede, în timp ce alte țesuturi care conțin multă grăsime, dar cu alimentare slabă cu sânge sunt saturate cu eter foarte lent. Saturația creierului cu anilină are loc foarte repede, în timp ce grăsimea perinefrică, care are o aport slabă de sânge, este saturată foarte lent. Îndepărtarea non-electroliților din țesuturi depinde, de asemenea, în principal de alimentarea cu sânge: după încetarea pătrunderii otrăvirii în organism, organele de țesut bogate în vase de sânge sunt cel mai repede eliberate de aceasta. Din creier, de exemplu, îndepărtarea anilinei are loc mult mai rapid decât din grăsimea perinefrică. În cele din urmă, non-electroliții, după oprirea pătrunderii lor în organism, sunt distribuiți uniform în toate țesuturile.

Abilitatea electroliti pătrunderea în celulă este puternic limitată și depinde de sarcina stratului său de suprafață. Dacă suprafața celulei este încărcată negativ, nu permite trecerea anionilor, iar când este încărcată pozitiv, nu permite trecerea cationilor. Distribuția electroliților în țesuturi este foarte neuniformă. Cea mai mare cantitate de plumb, de exemplu, se acumulează în oase, apoi în ficat, rinichi, mușchi și la 16 zile după ce nu mai pătrunde în organism, tot plumbul trece în oase. Fluorul se acumulează în oase, dinți și în cantități mici în ficat și piele. Manganul se depune în principal în ficat și în cantități mici în oase și inimă, cu atât mai puțin în creier, rinichi, etc. Mercurul se depune în principal în organele excretoare - rinichi și intestinul gros.

Soarta otrăvurilor în organism. Otrăvurile care intră în organism suferă diferite transformări. Aproape toate substanțele organice suferă transformări prin diverse reacții chimice: oxidare, reducerea hidrolizei, dezaminare, metilare, acetilare etc. Nu suferă transformări numai substanțele inerte din punct de vedere chimic, precum benzina, care este eliberată din organism neschimbată.

Eliberarea otrăvurilor din organism. Toxinele sunt eliberate prin plămâni, rinichi, tractul gastrointestinal și piele. Substanțele volatile care nu se modifică sau se modifică lent în organism sunt eliberate prin plămâni. Prin rinichi sunt eliberate substanțe care sunt foarte solubile în apă și produse ale transformării otrăvurilor în organism. Substanțele slab solubile, cum ar fi metalele grele - plumbul, mercurul, precum și manganul și arsenul, sunt excretate lent prin rinichi. Substanțele slab solubile sau insolubile sunt eliberate prin tractul gastrointestinal: plumb, mercur, mangan, antimoniu etc. Unele substanțe (plumb, mercur) sunt eliberate împreună cu saliva în cavitatea bucală. Toate substanțele liposolubile sunt secretate prin piele de către glandele sebacee. Glandele sudoripare secretă mercur, cupru, arsenic, hidrogen sulfurat etc.

Concentrații și doze. Concentrația maximă admisă (MPC) a substanțelor nocive în aerul zonei de lucru, adică astfel de concentrații care, în timpul muncii zilnice în decurs de 8 ore pe toată durata experienței de muncă, nu pot cauza lucrătorului nicio abatere de la starea normală sau boli detectate de modernul metode de cercetare direct în procesul muncii sau pe termen lung. Concentrațiile maxime admise sunt foarte importante pentru evaluarea igienică a condițiilor sanitare de lucru.