Воздействия на организм некоторых ядов

На токсическое действие существенное влияние оказывают  такие факторы внешней среды, как температура, барометрическое  давление, влажность и др. Так, установлено, что женский организм обладает большой  чувствительностью к действию некоторых  органических ядов, например бензола. Вместе с тем соединения бора характеризуются  выраженной токсичностью в отношении  мужских гонад.

Возраст влияет на токсические  свойства ядов по-разному. В отношении  ряда веществ детский организм в 2—5 раз более чувствителен, чем  взрослый.

Токсическое действие ядов во многом определяется индивидуальной чувствительностью  организма, что обусловлено особенностями  течения биохимических процессов  и функциональной активностью органов  и систем. При этом большую роль играет общее состояние здоровья, физиологический статус (беременность, климакс), характер труда и др. Установлено  также, что если воздействию химического  фактора предшествовало переутомление  и перенапряжение ЦНС, это может  повысить чувствительность организма  к яду. Резистентность его к действию яда снижается при заболеваниях печени, почек, поражениях кроветворного  аппарата, органов дыхания, расстройстве обмена веществ и ряде других патологических состояний.

Токсичность в значительной степени определяется химической структурой вещества. Для некоторых классов  химических веществ установлены  закономерности, согласно которым можно  в определенной мере прогнозировать действие еще не изученных веществ. В частности, установлено, что токсичность органических соединений возрастает с увеличением числа ненасыщенных связей, например от этана (СН3—СН3) к этилену (СН2=СН2) и ацетилену (СН=СН). Возрастание токсичности имеет место в гомологическом ряду углеводородов (алифатического ряда), спиртов, при введении в молекулу атомов галоидов, метальной, амино - и нитрогрупп. Другой общеизвестной закономерностью является так называемое правило разветвленных цепей, согласно которому разветвление углеродных атомов вещества ослабляет наркотическое влияние и, наоборот, при замыкании этой цепи токсичность возрастает.

На токсичность ядов существенное влияние оказывают такие их физические свойства, как растворимость, летучесть, агрегатное состояние. Так, установлено, что с увеличением растворимости  вещества в липоидах возрастает его  нейротропное действие. Чем выше летучесть вещества, тем большее его количество может находиться в воздухе, что повышает опасность. С ростом дисперсности вещества увеличивается его удельная поверхность, что способствует лучшему растворению и всасыванию яда в органах дыхания и крови.

Токсический эффект химических веществ в разных концентрациях  и дозах может проявляться  функциональными и патологическими  изменениями в организме или  гибелью животного. Биологический  эффект действия веществ принято выражать в среднесмертельных дозах (ЛД$о), летальных концентрациях (ЛК) и дозах (ЛД) и среднелетальных концентрациях (ЛК$д). По степени токсичности все вещества с учетом величины среднесмертельной дозы при поступлении в желудок делятся на четыре класса: 1-й класс — чрезвычайно токсичные (ниже 15 мг/кг), 2-й класс — высокотоксичные (15—150мг/кг), 3-й класс — умереннотоксичные (151—5000 мг/кг), 4-й класс — малотоксичные (более 5000 мг/кг). Кроме понятия токсичности химического вещества, для его характеристики введен термин "опасность яда". Под опасностью яда понимают возможность возникновения интоксикации в условиях производства. Опасность яда зависит не только от его токсичности, но и от ряда других факторов, в частности летучести. Так, малотоксичные, но высоколетучие вещества могут быть в условиях производства опаснее, чем высокотоксичные, но малолетучие.

Важно иметь в виду, что  токсическое действие различных  профессиональных ядов зависит от сочетания  их друг с другом. Установлено, что  при комбинированном действии производственных ядов наиболее характерно простое суммирование их токсических эффектов. Может наблюдаться  независимое действие, когда токсические  эффекты не связаны между собой, а также потенцирование (положительный  синергизм), о котором говорят  в случае, если сумма действий отдельных  веществ смеси по выраженности эффекта  меньше, чем комбинированное действие этих компонентов: например, отмечено, что алкоголь повышает токсичность  анилина, нитропроизводных бензола  и др.

По степени воздействия  на организм, согласно ГОСТу 12.1.007—76 "Вредные  вещества. Классификация и общие  требования", вредные вещества разделены  на четыре класса опасности, чрезвычайно  опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные. Приведенная классификация дает возможность выбрать менее вредные вещества при их использовании в технологическом процессе и определить степень строгости соответствующих гигиенических требований по предупреждению возможных отравлений.

В народном хозяйстве промышленно  развитых стан мира используются несколько  сотен тысяч разнообразных по строению и физико-химическим свойствам  химических веществ, с которыми контактируют работающие. Это неорганические, органические и элементоорганические соединения. Из неорганических соединений наиболее распространенными являются металлы (ртуть, свинец, олово, кадмий, хром, никель, цинк, марганец, ванадий, алюминий, бериллий и др.) и их соединения, галогены (фтор, хлор, бром, йод), сера и ее соединения (сероуглерод, сернистый ангидрид), соединения азота (аммиак, гидразин, окислы азота), фосфор и его соединения, углерод и его соединения.

Органические соединения, имеющие промышленное значение, также  весьма разнообразны и относятся  к различным классам и группам  веществ. Наиболее часто воздушная среда производственных помещений загрязняется алифатическими и ароматическими углеводородами — метаном, пропаном, этиленом, пропиленом, толуолом, ксилолом, стиролом, их галогенопроизводными — четыреххлористым углеродом, хлорбензолом, хлорированными нафталинами и др. Спирты и фенолы (метиловый спирт, этиленгликоль, хлорфенолы, крезолы), а также простые и сложные эфиры, альдегиды и кетоны также производятся и используются в значительных количествах. Весьма значительна и группа нитро - и аминосоединений жирного и ароматического рядов (нитрометан, метиламин, этиламин, нитробензол, нитротолуолы, анилин, хлоранилины и пр.). Безусловно, это далеко неполный перечень химических соединений, которые могут оказать неблагоприятное действие на здоровье работающих в различных отраслях промышленности. Всеили почти все химические вещества, встречающиеся в процессе трудовой деятельности человека в промышленности в качестве исходных, промежуточных, побочных или конечных продуктов в форме газов, паров или жидкостей, а также пыли, дыма или туманов и оказывающие вредное действие на работающих людей в случае несоблюдения правил техники безопасности и гигиены труда, являются промышленными ядами.

Яд — химический компонент  среды обитания, поступающий в  количестве (реже — качестве), не соответствующем  врожденным или приобретен-ным свойствам организма, и поэтому несовместимый с его жизнью.

Важнейшей характеристикой химического вещества является степень его токсичности (или ядовитости).

Токсичность — мера несовместимости вещества с жизнью; величина, обратная абсолютному  значению среднесмертельной дозы (1/DL50) или концентрации (CL50). Средняя смертельная доза (или концентрация) — количество яда, вызывающее гибель 50% стандартной группы подопытных животных при определенном сроке последующего наблюдения. Токсичность различных химических соединений для одних и тех же видов животных сильно различается. Так, DL50 этилового спирта для белых мышей при введении в желудок составляет 10000 мг/кг веса тела , а DL - ддиоксина при том же пути поступления в организм белых мышей равна 0,001 мг/кг.

Поэтому первоначально создавались многочисленныеклассификации ядов (в том числе и промышленных) по величине среднесмертельных доз или концентраций для многих видов лабораторных животных (белых мышей, крыс, морских свинок, кроликов и др.) при различных путях поступления в организм (ингаляции, введении в желудок, подкожно или внутрибрюшинно, аппликации на кожу). Однако в реальных производственных условиях вероятность развития интоксикации тем или иным веществом обусловлена не только его токсичностью, но и возможностью поступления в организм вопасных для жизни количествах. Для характеристики указанной особенности промышленного яда используется понятие "опасность" — вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства и применения химических продуктов.

По  степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности:

1. вещества чрезвычайно опасные
2. вещества высоко опасные
3. вещества умеренно опасные
4. вещества малоопасные

Показатели  опасности делятся на две группы. К первой группе относятся показатели потенциальной опасности — летучесть  вещества (или ее производное —  коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), равный отношению  летучести к токсичности при  ингаляции в стандартных условиях: 20°С, экспозиция — 2 ч, мыши), растворимость в воде и жирах и другие (например, дисперсность аэрозоля). Эти свойства определяют возможность попадания яда в организм при вдыхании, попадании на кожу и т. п.

Ко  второй группе относятся показатели реальной опасности — многочисленные параметры токсикометрии и их производные:

• Токсичность — обратно пропорциональна смертельным дозам (концентрациям), прямо пропорциональна опасности.
• Производные параметры токсикометрии — зона острого действия Zac, зона хронического действия Zch.

Понятие зоны острого действия было предложено одним из основателей российской промышленной токсикологии профессором  Н. С. Правдиным. Вещество тем опаснее  для развития острого отравления, чем меньше разрыв между концентрациями (дозами), вызывающими начальные  признаки отравления, и концентрациями, вызывающими гибель.

Так, например, аммиак имеет Zac>100 (естественный продукт метаболизма, к которому организмы приспособились). Это вещество мало опасно в смысле острого отравления. В то же время, например, амиловый спирт имеет очень узкую зону острого действия (Zac=3). Это опасное вещество в плане возможности развития острого отравления. Что касается зоны хронического действия, связанной с кумулятивными свойствами веществ, то ее величина прямо пропорциональна опасности хронического отравления.

Для характеристики качественной стороны  действия промышленных ядов, оценки их влияния на ту или иную функциональную систему организма предложено несколько  классификаций. В таблице 2 приведена  одна из них, разработанная Г. Г.Авиловой применительно к условиям хронического воздействия промышленных веществ в минимальных эффективных дозах и концентрациях. В указанной классификации опасность вещества по типу действия оценивается, в принципе, по степени необратимости изменений жизнедеятельности организма.

Однако классификация ядов может быть самой разнообразной, исходя от цели их изучения. Так, для судебномедицинских целей удобнее всего классифицировать яды по их воздействию на организм. Это и понятно, ведь различные группы ядов оказывают специфическое воздействие на определенные органы или системы организма человека, вызывая их поражения. Однако приведенная выше классификация наиболее удобна на производстве.

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.).

Токсическое действие веществ, их судьба в организме  зависят от физических характеристик  и химической активности, так как  биологическое действие является результатом  химического взаимодействия между  данным веществом и биологическими рецепторами. Это взаимодействие определяет степень задержки вещества в организме, процессы его биотрансформации, депонирования и выведения из организма.

При поступлении в легкие газы, пары и аэрозоли резорбируются в кровь. Степень резорбции для различных веществ не одинакова и зависит прежде всего от растворимости в биологических жидкостях и способности проникать через альвеолярные, сосудистые и клеточные мембраны. После резозоции в кровь и распределения по органам яды подвергаются превращениям (биотрансформации) и депонированию. Почти все неорганические, а также многие органические вещества длительно задерживаются в организме, накапливаясь в различных органах и тканях.