3. Пути проникновения ядов в организм, пути выведения. Понятие о кумулятивном воздействии. Факторы, определяющие воздействие ядов.

В производственных условиях токсические вещества поступают в организм человека через дыхательные пути, кожу, а также через желудочно-кишечный тракт. Пути поступления веществ в организм зависят от их агрегатного состояния (газообразные и парообразные вещества, жидкие и твердые аэрозоли) и от характера технологического процесса (нагрев вещества, измельчение и др.).

Распределение в организме элементорганических и органических соединений связано с их взаимодействием с липидными компонентами тканей и, прежде всего, с липидными компонентами клеточных мембран, что определяет их проникновение в клетку и дальнейшую биотрансформацию.

Биотрансформация чужеродных соединений — это цепь последовательных ферментативных реакций.

Выделение поступивших в организм токсических веществ происходит различными путями — через легкие, желудочно- кишечный тракт, почки, кожу. С выдыхаемым воздухом через легкие выделяются летучие вещества (бензол, толуол, ацетон, хлороформ и многие другие) или летучие метаболиты, образовавшиеся при биотрансформации ядов. Например, одним из конечных продуктов биотрансформации хлороформа, четыреххлористого углерода, этиленгликоля и многих других веществ является углекислота, которая выводится через легкие. Резорбированные и циркулирующие в крови яды и их метаболиты выводятся почками путем пассивной фильтрации в почечных клубочках, пассивной канальцевой диффузии и активным транспортом.

Многие токсические вещества (ртуть, сероуглерод) выделяются потовыми железами кожи, а также слюнными железами. Многие яды и их метаболиты, образующиеся в печени, выделяются с желчью в кишечник. Такой путь выведения характерен для металлов (ртуть, свинец, марганец и др.). Обратная резорбция металлов из кишечника в кровь и из крови в печень обусловливает кишечно-почечную циркуляцию металлов, которая и определяет в итоге долю металла, выводимого кишечником.

Циркуляция, превращение и выведение токсических веществ отражают совокупность явлений, происходящих с ядом в организме, и определяют токсикокинетику процессов детоксикации, т. е. кинетику (динамику) прохождения токсических веществ через организм. В основе токсикокинетики лежат, как правило, экспериментальные данные о содержании веществ и их метаболитов в различных биосредах подопытных животных в определенные интервалы времени.

Математический анализ указанных данных позволяет выявить закономерности токсикодинамики любого химического вещества и экстраполировать их на человека с учетом особенностей обменных и других процессов.

Токсичность химических соединений обусловлена взаимодействием организма, токсического вещества и окружающей внешней среды. Токсичность ядовитых веществ зависит от таких факторов: дозы или концентрации, физических и химических свойств, путей и скорости проникновения ядов в организм, возраста и пола, индивидуальной предрасположенности к яду и т. д.

Доза и концентрация. Одним из важнейших факторов, определяющих токсичность химических соединений, является их доза (концентрация). Подробная классификация доз и их описание приводятся в ряде источников литературы. Мы же остановимся только на краткой характеристике терапевтической, токсической и смертельной доз.

Терапевтической (лечебной) называется доза вещества, вызывающая определенный лечебный эффект.

Токсической называется доза вещества, вызывающая патологические изменения в организме, не приводящие к летальному исходу.

Смертельной (летальной) называется такая доза вещества, которая вызывает гибель организма.

Дозы лекарственных и ядовитых веществ выражают по массе (в граммах, миллиграммах, микрограммах), объему (миллилитрах, каплях) и в единицах биологической активности (ME — международная единица).

Действие поступившего в организм вещества зависит не только от его дозы, но и от времени пребывания в организме. С этой точки зрения срок пребывания яда в организме можно выражать промежутком времени от начала его резорбции до момента полной элиминации. Период резорбции продолжается от момента поступления яда в организм до момента достижения максимальной его концентрации в крови. Период элиминации начинается от момента достижения максимальной концентрации вещества в крови до полного исчезновения его из крови.

Для сравнительной оценки токсичности ядов пользуются величиной ЛД 50. Эта величина является той средней дозой, после поступления которой (в желудок, брюшную полость, на кожу) в течение трех суток наступает гибель 50 % подопытных животных. Иногда для определения ЛД 50 подопытных животных наблюдают в течение не трех, а 14 суток. ЛД 50 выражается в миллиграммах вещества на килограмм массы животного (мг/кг).

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.

Физическая нагрузка активизирует основные вегетативные системы жизнеобеспечения — дыхание и кровоснабжение, усиливает активность нервноэндокринной системы, а также многие ферментативные процессы. Увеличение легочной вентиляции приводит к возрастанию общей дозы вредных веществ, проникающих в организм через дыхательные пути, увеличивается опасность отравления наркотиками, раздражающими парами и газами, токсическими пылями. Увеличение скорости кровотока и минутного объема сердца способствует более быстрому распределению яда в организме.

При недостаточности питания, несбалансированной диеты, недостатке витаминов, а так же незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза ферментов метаболизма ксенобиотиков, интенсивность дезактивации и выведения поступивших токсинов уменьшается.

После оказания токсического действия яды могут кумулироваться (накапливаться) в некоторых органах, а также подвергаться изменениям под действием основных химических процессов: окисления, восстановления, гидролиза.Кумуляция может быть материальной (накопление самого яда в организм, например, свинца) и функциональною (накопление эффекта при повторном воздействии вещества, например, ртуть, медь). Перераспределение химических веществ в организме зависит от сорбционной емкости тканей (накопление там, где сорбционная емкость наибольшая). Так, липидорастворимые вещества накапливаются в жировой ткани и органах богатых липидами (костный мозг, семенники). Некоторые металлы накапливаются в печени и почках (серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк). Соединения свинца, бериллия, бария, урана образовывают прочные связи с кальцием и фосфором и накапливаются преимущественно в костной ткани. Факторы, определяющие действие ядов:

• химическая структура

• валентность

• физическое состояние (дисперсность)

• растворимость

• условия труда

• аллергизация