токсикология.тяжелые металлы
.docxК тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы с атомной массой свыше 50 а. е. м. Иногда тяжелыми металлами называют элементы, которые имеют плотность более 7 – 8 тыс. кг/м³ (кроме благородных и редких).
В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.
К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами относят предприятия черной и цветной металлургии (аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу, промышленные стоки, загрязняющие поверхностные воды), машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт.
Кроме антропогенных источников загрязнения среды обитания тяжелыми металлами существуют и другие, естественные, например вулканические извержения: кадмий обнаружили сравнительно недавно в продуктах извержения вулкана Этна на острове Сицилия в Средиземном море. Увеличение концентрации металлов-токсикантов в поверхностных водах некоторых озер может происходить в результате кислотных дождей, приводящих к растворению минералов и пород, омываемых этими озерами.
Попав в организм, металлы-токсиканты чаще всего не подвергаются каким-либо существенным превращениям, как это происходит с органическими токсикантами, и, включившись в биохимический цикл, они крайне медленно покидают его.
В организм соли металлов попадают вместе с пищевыми продуктами, с воздухом, через кожные покровы и слизистые ткани. В организме соли накапливаются в органах и тканях месяцами, вызывая повреждения с последующими нарушениями их функций. Таким образом, хроническое отравление солями тяжелых металлов характеризуется поступлением небольших доз металлов в организм в течение длительного периода. Первые проявления отравления остаются незаметными: слабость, снижение работоспособности вследствие быстрой утомляемости. В более позднем периоде поступления токсических соединений в организм формируется развернутая картина нарушений, связанных с хроническим отравлением конкретным металлом.
Из перечня приоритетных металлов-загрязнителей рассмотрим ртуть, свинец и кадмий как представляющие наибольшую опасность для здоровья человека и животных.
Ртуть. В окружающей среде соединения ртути с различной степенью окисления металла могут реагировать между собой. Наибольшую опасность представляют собой органические, прежде всего алкильные, соединения. Самый емкий аккумулятор соединений ртути (до 97%) - поверхностные воды океанов. Около половины всей ртути в природную среду попадает по техногенным причинам.
Отравление ртутью (меркуриализм) встречается среди рабочих ртутных рудников и заводов. Ртуть, являясь жидким металлом, легко испаряется при комнатной температуре и в виде паров проникает в организм через верхние дыхательные пути. Экспериментально установлено, что концентрация ртути в мозге при вдыхании ее паров в 10 раз выше, чем при внутривенном введении такого же количества ртути. При случайном попадании в пищевой канал жидкая ртуть выделяется из организма, не причиняя ему никакого вреда. Клиническая картина острого отравления ртутью характеризуется появлением металлического вкуса во рту, головной боли, рвоты, поноса. Через несколько дней обнаруживаются язвенный стоматит, язвы на слизистой оболочке верхних дыхательных путей.
Свинец. Половина от общего количества этого токсиканта поступает в окружающую среду в результате сжигания этилированного бензина. В незагрязненных поверхностных водах суши содержание свинца обычно не превышает 3 мкг/л. В реках промышленных регионов отмечается более высокое содержание свинца. Снег способен в значительной степени аккумулировать этот токсикант: в окрестностях крупных городов его содержание может достигать почти 1 млн мкг/л, а на некотором удалении от них ~1-100 мкг/л.
Отравление свинцом (сатурнизм) встречается на свинцовых рудниках, на предприятиях, где производится выплавка свинца, изготовление свинцовых белил, аккумуляторов, пуль, дроби, на полиграфических и некоторых других производствах. Отравление происходит посредством вдыхания свинцовой пыли или паров. Возможны бытовые отравления свинцом при употреблении варенья или маринадов, хранящихся в глиняной посуде, покрытой свинцовой глазурью. Отравление свинцом на производствах носит обычно хронический характер.
Свинец циркулирует в крови в виде коллоидов фосфата и альбумината, депонируется в костях, печени, почках и в меньшей степени в селезенке и головном мозге. Острые отравления, наблюдающиеся обычно в быту, протекают тяжело, с развитием коматозного состояния, судорожных приступов. По выходе из комы у больных наблюдаются галлюцинаторная спутанность, пирамидные двигательные расстройства, общие или джексоновские эпилептические припадки.
Кадмий. По химическим свойствам этот металл подобен цинку. Источников поступления кадмия в окружающую среду еще несколько лет назад было достаточно много. После того как была доказана его высокая токсичность, их число резко сократилось (по крайней мере в промышленно развитых странах). Сейчас основной источник загрязнения окружающей среды этим токсикантом - места захоронения никель-кадмиевых аккумуляторов. Загрязнение почвенного покрова кадмием считается одним из наиболее опасных экологических явлений, так как он накапливается в растениях выше нормы даже при слабом загрязнении почвы. Наибольшие концентрации кадмия в верхнем слое почв отмечаются в горнорудных районах – до 469 мг/кг, вокруг цинкоплавилен они достигают 1700 мг/кг.
Отравление кадмием, основные представители:
Кадмия хлорид, нитрат, сульфат. Смертельная доза внутрь = 50-60 мг. Токсическая доза - с 10 мг.
Клиническая картина отравления:
Механизм токсического действия заключается в угнетении активности многих ферментов и в первую очередь ферментов, содержащих сульфгидрильные группы.
После попадания солей кадмия внутрь возникают тошнота, саливация, рвота, боли в животе, понос, мышечные боли, головная боль. Ингаляция паров кадмия приводит к появлению металлического вкуса в полости рта, поверхностному дыханию, болям в груди. У пострадавшего развивается воспаление легких. Исследование мочи обнаруживает гематурию, протеинурию. У больного развивается анемия и лейкопения, страдает функция печени. На вскрытии после ингаляционных отравлений обнаруживают воспаление и отек легких; при поражении через органы пищеварения - тяжелое воспаление желудка, кишечника и повреждения печени и почек.
В случае хронического ингаляционного отравления отмечаются кашель, одышка, похудание, раздражительность, желтое окрашивание зубов, повреждение печени, почек и поджелудочной железы.
НЕОТЛОЖНАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ОТРАВЛЕНИЯХ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
1) удалить яд с места его попаданиям организм: обработкам кожи и слизистых оболочек, промывание рта, носа, глаз, желудка, применения рвотных средств (апоморфин), солевых слабительных (сульфат натрия, сульфат магния);
2) уменьшить всасывание яда и тем самым уменьшить токсическое действие его на организм; использование адсорбирующих (активированный уголь), вяжущих и обволакивающих (танин, кисель, молоко, яичный белок) и солевых слабительных;
3) уменьшить концентрацию всосавшегося яда в крови и органах, для чего пострадавшему дают усиленное питье, внутривенно вводят изотонический раствор хлорида натрия, раствор глюкозы или гидрокарбоната натрия, назначают мочегонные, средства. При отравлениях газообразными веществами и летучими жидкостями для ускорения их выведения из организма делают искусственное дыхание и вводят вещества, возбуждающие дыхательный центр (цититон, гидрохлорид лобелина и др.).
4) если возможно, обезвредить яд, применением антидотов. При отравлении кислотами вводят слабые растворы щелочей (окись магния), для; нейтрализации щелочей – слабые растворы кислот (лимонной, уксусной), при отравлении солями тяжелых металлов используют антидоты, при отравлении мышьяком и другими ядами, блокирующие тиоловые ферменты (ртуть, висмут), — унитиол; средство, содержащее тиоловые группы), при отравлении синильной кислотой — амилнитрит и т. д.;
5) в дальнейшем лечение отравлений ведут по показаниям. Прежде всего устраняют возникшие нарушения жизненно важных функций.