Воздействия на организм некоторых ядов

Многие виды профессиональной деятельности, связанные с получением и переработкой сырья, изготовлением  и применением промышленной продукции, осуществляются в условиях воздействия  на организм химических веществ или  промышленных ядов.

 

Промышленные яды —  вещества, которые, попадая в организм во время производственной деятельности, оказывают на него вредное влияние. Эти вещества подробно изучает токсикология — наука, которая определяет их биологическую  активность, степень вредности и  опасности, разрабатывает гигиенические  нормативы и рекомендации. Заболевания, возникающие при воздействии  этих веществ, называют профессиональными  отравлениями.

 

Количество химических соединений, используемых в народном хозяйстве, в настоящее время составляет несколько тысяч. Так, только в химико-фармацевтической промышленности их насчитывается несколько  сотен. В зависимости от химического  строения вещества делятся на органические, неорганические и элементоорганические. По агрегатному состоянию их классифицируют на газы, пары и аэрозоли (жидкие и твердые). По степени опасности промышленные яды делят на четыре класса: чрезвычайно опасные (I класс), высокоопасные (II класс), умеренно опасные (III класс) и малоопасные (IV класс).

 

Основными путями проникновения  вредных веществ в организм являются органы дыхания и кожные покровы. Попадание токсичных веществ  через желудочно-кишечный тракт в производственных условиях наблюдается редко.

 

Действие химического  вещества в организме определяется его концентрацией в воздухе  производственных помещений. При этом яд может оказывать местное действие (т. е. биологический эффект развивается  до всасывания яда в кровь) и общее (резорбтивное). При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновения их с  ядом. Это может выражаться в раздражении  кожи, воспалении, ожогах.

 

Общее действие развивается  в результате всасывания яда в  кровь. Оно выражается в преимущественном поражении определенных систем и  органов: например, фосфорорганические вещества вызывают преимущественное поражение  нервной системы, бензол и свинец — органов кровообращения. Производственные отравления могут протекать в  острой, под острой и хронической формах. Острые отравления возникают при поступлении в организм относительно больших количеств химических веществ. Это чаще всего происходит при высоких концентрациях их в воздухе, ошибочном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов. При этом характерны кратковременность действия яда (7—8 ч) и непродолжительный скрытый (латентный) период. Первыми признаками отравления служат неспецифические изменения, которые проявляются в виде общей слабости, головной боли, головокружения, тошноты, рвоты и др. Затем развиваются специфические изменения — отек легких, поражение органа зрения, параличи нервных центров и т. д.

 

Хронические отравления наблюдаются  при длительном воздействии вредного вещества в малых концентрациях  и характеризуются постепенным  нарастанием функциональных и органических нарушений, обусловленных накоплением  яда в организме (материальная кумуляция) или суммацией вызываемых им изменений (функциональная кумуляция).

 

Подострые отравления чаще возникают  при тех же условиях, что и острые, но развиваются гораздо медленнее  и имеют затяжное течение.

 

Наряду с указанным  биологическим действием производственные яды могут вызывать аллергические  заболевания (хронические бронхиты, бронхиальная астма, экземы и др.), снижать  иммунологическую сопротивляемость организма. Ряд химических веществ оказывает  гонадо - и эмбриотоксическое действие, что обусловливает развитие уродств (тератогенный эффект). Некоторые яды влияют на генеративную функцию, обладают способностью вызывать опухоли (бластомогенный эффект) и мутации (мутагенный эффект).

 

В условиях современного производства работающие в основном подвергаются воздействию химических веществ в малых концентрациях. При этом токсическое действие вызывает неспецифические признаки поражения, что связано с напряжением общих защитных механизмов, поддерживающих постоянство внутренней среды.

 

Ингаляционный путь поступления  веществ является наиболее опасным, чему способствует большая поверхность  легочной ткани. Так, поверхность легочных альвеол при среднем их натяжении  равна 90—100 м2, толщина же альвеолярных мембран колеблется от 0,001 до 0,004 мм. Вначале насыщение крови газами или парами вследствие большой разницы парциального давления происходит быстро, но затем замедляется и при равном давлении газов или паров в альвеолярном воздухе и в крови прекращается. Количество сорбированного газа находится в прямой зависимости от объема дыхания. С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровотока сорбция вредного вещества происходит быстрее. Следовательно, при выполнении физической работы или пребывании в условиях высокой температуры воздуха, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление может наступить быстро. Характерно, что яды при ингаляционном пути поступления, минуя печень, сразу попадают в большой круг кровообращения, оказывая вредное действие на органы и системы организма.

 

На быстроту поступления  вредных веществ из воздуха в  кровь влияет их растворимость в  воде. При этом отмечено, что чем  выше концентрация вещества в альвеолярном воздухе и больше растворимость  его в воде, тем быстрее он поступает  в кровь. Вещества, обладающие хорошей  растворимостью в жирах и липоидах, могут проникать в кровь и  через неповрежденную кожу.

 

Проникновение ядов через  кожу зависит также от их растворимости  в воде. Через кожу легко проникают  такие вещества, как нитро - и аминопродукты ароматических углеводородов, тетраэтилсвинец, метиловый спирт, эфиры и др. Большое значение при поступлении ядов через кожу имеют консистенция и летучесть веществ. Жидкие органические вещества с большой летучестью быстро испаряются с поверхности кожи, поэтому представляют меньшую опасность. Для веществ, опасных для организма при поступлении их через кожу, в системе оздоровительных мер предусматриваются более низкие ПДК в воздухе рабочей зоны, средства защиты кожных покровов, обязательное принятие душа после работы и др.

 

Поступление ядов через желудочно-кишечный тракт обычно связано с несоблюдением  правил личной гигиены, частичным заглатыванием  паров и пыли, проникающих в  дыхательные пути, нарушением правил техники безопасности. Данный путь имеет небольшую поверхность  всасывания. Кроме того, вредные  вещества проходят кислую среду кишечника и через систему воротной вены попадают в печень — орган, активно участвующий в обезвреживании ядов.

 

Распределение ядов в организме  и проникновение их в клетки зависят  от физических свойств этих веществ  и прежде всего от растворимости  в жирах и липоидах. Поэтому  эти химические вещества в основном накапливаются в органах и  тканях, богатых жирами и липоидами. При этом важную роль играет кровоснабжение органов и тканей. Так, мозг, содержащий много липидов и имеющий богатую  кровеносную систему, насыщается этиловым эфиром очень быстро, в то время  как другие органы и ткани, содержащие много жира, например околопочечная  жировая ткань, но с плохим кровоснабжением, насыщается эфиром очень медленно. Эта зависимость сохраняется  при его выведении из организма. Богатые кровеносными сосудами органы и ткани быстрее освобождаются  от вредных веществ.

 

Яды, относящиеся к электролитам, обладают ограниченной способностью проникать  в клетку, что обусловлено, по-видимому, зарядом ее оболочки и структурой вещества. Если поверхность клетки заряжена отрицательно, она не пропускает анионов, а при положительном  заряде — катионов. Электролиты  весьма быстро исчезают из крови и  сосредоточиваются в отдельных  органах. Так, свинец, стронций и другие тяжелые металлы преимущественно  накапливаются (депонируются) в костях, марганец — в печени, ртуть —  в почках и толстом кишечнике. Выход ядов из депо в кровоток происходит при заболеваниях, нервном напряжении, охлаждении, перегревании, приеме алкоголя и др.

 

Токсичные вещества в организме  взаимодействуют с клеточными мембранами, белковыми структурами и другими  компонентами клеток и межтканевой  жидкости. При этом яды подвергаются разнообразным превращениям в ходе реакций, окисления, восстановления, гидролитического расщепления и др. В результате изменения химической структуры  ядов (метаболизм) в организме образуются в основном менее ядовитые вещества. В ряде случаев, наоборот, могут образовываться продукты, более токсичные: например, при окислении метилового спирта образуется высокотоксичный формальдегид.

 

Выведение ядов из организма  в зависимости от их физикохимических свойств и превращений происходит через органы дыхания, пищеварения, выделения, кожные покровы, железы. Так, тяжелые металлы преимущественно выделяются через желудочно-кишечный тракт и почки. Органические соединения алифатического и ароматического рядов также выделяются через почки, желудочно-кишечный тракт и в неизмененном виде — через легкие. В ряде случаев возможно выделение некоторых токсичных веществ с женским молоком (свинец, ртуть, алкоголь и др.). Зная общие закономерности превращения и поведения ядов в организме, можно ускорить процессы их обезвреживания и выведения. Это можно осуществить с помощью лекарственных препаратов, некоторых физиотерапевтических процедур и путем введения в организм определенных пищевых веществ.

 

8.2.5.1. Краткая токсикологическая  характеристика основных химических  соединений, применяемых в химико-фармацевтической  промышленности

 

Органические растворители широко используются в синтезе лекарственных  препаратов, а также применяются  для экстракции и растворения  различных химических продуктов. Используемые в лекарственной промышленности органические вещества по своему строению относятся к различным классам химических веществ: спирты (метиловый, этиловый, бутиловый и др.), эфиры (метилацетат, этилацетат, бутилацетат), кетоны (циклогекса - нон), предельные и непредельные соединения жирного ряда (бензин, этилен и др.), циклического или ароматического ряда (бензол и его гомологи), хлорированные углеводороды (дихлорэтан, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен и др.). Все эти вещества по физико-химическим свойствам относятся к растворителям. В производственных условиях получения лекарственных препаратов пары органических веществ проникают в организм главным образом через органы дыхания и в меньшей степени через кожу. При этом опасность развития интоксикации в значительной степени зависит от летучести органических соединений, поскольку загрязнение ими воздуха рабочей зоны происходит быстрее, чем малолетучими веществами.

 

К легколетучим органическим растворителям относятся этиловый эфир, бензин, бензол, толуол, дихлорэтан, хлороформ, эфиры уксусной кислоты, ацетон, трихлорэтилен, метиловый спирт и др. В группу среднелетучих веществ входят ксилол, хлорбензол, бутиловый спирт и др. Малолетучими органическими соединениями являются нитропарафины, этиленгли - коль, тетралин, декалин и др.

 

Насыщение организма органическими  веществами указанных групп и  их дальнейшая судьба определяются растворимостью в жирах и воде. Так, установлено, что при вдыхании летучие органические вещества задерживаются в верхних  дыхательных путях, причем чем выше коэффициент растворимости паров этих веществ в воде, тем большее количество вещества задерживается в верхних дыхательных путях. Например, задержка этилового спирта составляет 80 % (коэффициент растворимости 1500), ацетона — 42 % (к. р. 406,5), дихлорэтана — 16 % (к. р. 17,5).

 

Насыщение крови летучими органическими веществами и их проникновение  в различные ткани является результатом  сложных процессов, зависящих прежде всего от кровоснабжения органа и липотропности яда. Органическое вещество тем скорее и в большем количестве проникает в клетку, чем выше его растворимость в жирах, т. е. чем больше коэффициент масло/вода и лучше кровоснабжение данного органа. Химические соединения, обладающие большой липотропностью, легко проникают и через кожу. Такие вещества представляют значительную опасность для организма, поскольку насыщение его происходит одновременно двумя путями. Поэтому большое значение имеет соблюдение гигиенических требований, направленных на предупреждение возможности загрязнения кожи растворителями. Для таких веществ устанавливаются более низкие ПДК их паров в воздухе.

 

Освобождение организма  от поступивших летучих органических веществ происходит разными путями. Часть веществ (например, бензин) выделяется из организма в неизмененном виде через легкие. Через почки выделяются преимущественно вещества, обладающие хорошей растворимостью в воде. Большинство всосавшихся веществ подвергается в организме метаболизму с образованием разных продуктов, иногда более токсичных, чем исходные компоненты. Процессы обезвреживания протекают в основном в печени, меньше — в других органах.

 

Характер и степень  выраженности токсического действия на организм летучих органических веществ  в большинстве случаев определяются их физико-химическими свойствами. Эти вещества обладают способностью оказывать наркотическое действие. Степень выраженности и быстрота наступления наркотического эффекта  зависят от скорости насыщения ими  тканей организма. Вещества с высоким  коэффициентом распределения масло/вода быстро накапливаются в клетках  ЦНС, богатых липоидами, и оказывают  наркотическое действие значительно  быстрее, чем пары жидкостей, хорошо растворяющихся в воде.

 

Под влиянием органических соединений происходят физико-химические изменения  в цитоплазме клеток и биохимические  нарушения, в частности угнетение  активности некоторых ферментов  — холинэстеразы, ферментов, участвующих в окислительных процессах. Органические вещества (наркотики) резко снижают проницаемость клеточных мембран для ионов натрия, в результате чего затрудняется процесс возникновения волны возбуждения в постсинаптической мембране нейрона. При этом нарушается способность нейронов к генерации серии импульсов в ответ на раздражение, вследствие чего функциональная лабильность нервных центров уменьшается и в них возникает явление парабиоза (снижение возбудимости). Таким образом, благодаря высокой липотропности эти вещества способны избирательно накапливаться в липоидном материале мембран и нарушать их функции.