Тема
2. Свойства токсичных веществ
1. Классификация
токсичных веществ
2. Факторы, влияющие на
токсичность химических веществ
1. Классификация токсичных веществ
Существует несколько видов классификаций
токсичных веществ, в основу которых положены различные принципы, учитывающие
характер воздействия на организм, степень токсичности, практическое применение
веществ, их химические свойства и другие признаки.
Практическая классификация
токсичных веществ разделяет их по цели применения на шесть групп.
1. Промышленные вещества представляют наиболее разнообразную группу. Это неорганические
вещества, содержащие практически все элементы Периодической системы Д.И.
Менделеева и все классы органических соединений, начиная с простейших
алифатических углеводородов и заканчивая синтетическими высокомолекулярными
соединениями, а также веществами, сравнимыми по степени токсичности с боевыми
отравляющими веществами.
2. Пестициды – ядохимикаты, применяемые для борьбы с сорняками и вредителями
сельскохозяйственных культур: хлорорганические пестициды – гексахлоран, полихлорпинен и т. д.; фосфорорганические инсектициды – карбофос, хлорофос, фосфамид,
трихлорметафос-3, метилмеркаптофос и т. д.;
ртутьорганические вещества – гранозан; производные карбаминовой кислоты – севин и
др.
В зависимости от назначения
пестицидов различают:
·
инсектициды – уничтожающие
насекомых;
·
акарициды – уничтожающие
клещей;
·
зооциды – уничтожающие
грызунов;
·
фунгициды – уничтожающие грибковые
микроорганизмы;
·
бактерициды – уничтожающие
бактерии;
·
гербициды – губительно
действующие на растения, к которым относятся также дефолианты (для удаления листьев растений) и
десиканты (для их высушивания);
·
репелленты – отпугивающие
насекомых и т. д.
Без использования этих
веществ пока представляется немыслимым получение высоких урожаев сельскохозяйственных
культур.
3. Лекарственные средства, имеющие свою фармакологическую классификацию.
4. Бытовые химикалии: пищевые добавки, средства санитарии, личной гигиены и косметики;
средства ухода за одеждой, мебелью, автомобилем и т. д.
5. Растительные и животные яды, которые содержатся в различных растениях и грибах (аконит,
цикута и др.), животных и насекомых (змеи, пчелы, скорпионы и др.) и вызывают
отравления при попадании в организм человека.
6. Боевые отравляющие вещества (БОВ), которые применяются в качестве токсического оружия для массового
уничтожения людей (зарин, иприт, фосген и др.).
В основу гигиенической классификации положена количественная оценка токсической опасности химических веществ согласно экспериментальным данным по определению их средней смертельной концентрации CL50, средней смертельной дозы DL50 и предельно допустимой концентрации ПДК. Пользуясь этой классификацией, данное токсическое вещество можно отнести к определенной степени (разряду) токсичности, характеризующему его большую или меньшую опасность.
Мерой токсичности является
доза – количество вещества, введенное или попавшее в организм, способное вызвать
отравление или смерть. Устанавливают ее в эксперименте на лабораторных
животных.
Все химические вещества по
токсичности делят на четыре класса (табл. 1).
1. Чрезвычайно токсичные вещества –
боевые отравляющие вещества, некоторые наиболее опасные промышленные вредные вещества (яды) и инсектициды, многие производные
синильной кислоты, мышьяковистый ангидрид, мышьяковистый водород, органические
и неорганические соединения ртути, стрихнин, бруцин,
цинхонин и др.
2.
Высокотоксичные вещества – многие промышленные и сельскохозяйственные яды (метиловый
спирт, четыреххлористый углерод, гексахлорбутадиен,
дихлорэтан и др.).
3.
Умеренно токсичные вещества – промышленные яды (бензол, фенол), инсектициды (хлорофос, карбофос, метилнитрофос, севин), гербициды (производные 2,4-дихлорфеноксиуксусной
кислоты и др.).
4.
Малотоксичные вещества – многие углеводороды ряда метана, некоторые простые эфиры (диэтиловый эфир), гербициды (производные мочевины и др.).
Таблица 1. Гигиеническая классификация вредных веществ (ядов)
Степень (класс) токсичности |
Поступление через дыхательные пути |
Поступление перорально или через кожу |
|
LC50, мг/л |
ПДК, мг/м3 |
LD50, мг/кг |
|
I
— чрезвычайно токсичные |
<
1 |
<
1 |
<
15 |
II
— высокотоксичные |
1-10 |
<
10 |
15-150 |
III
— умереннотоксичные |
11-40 |
<
100 |
151-1500 |
IV
— малотоксичные |
>40 |
>
100 |
>
1500 |
Критерием токсичности по
этой классификации служит величина средней смертельной дозы вещества при поступлении
его в организм через дыхательные пути (ингаляционно),
кожу (перкутанно) или желудочно-кишечный тракт (перорально). При отнесении к
тому или иному классу принимается во внимание тот путь введения, при котором
вещество оказывается наиболее токсичным.
Токсикологическая классификация
разделяет химические вещества по характеру их токсического действия на
организм. Она позволяет поставить первичный клинический диагноз отравления,
разработать принципы профилактики и лечения токсического поражения и
определить механизм его развития (табл. 2).
Однако токсикологическая
классификация ядов имеет очень общий характер и обычно детализируется за счет
дополнительной информации об их «избирательной токсичности» (табл. 3).
Следует иметь в виду, что
«избирательное» токсическое действие яда не исчерпывает всего многообразия клинических
проявлений данной интоксикации, а лишь указывает на непосредственную
опасность, которая грозит определенному органу или системе организма как основному
месту токсического поражения.
Таблица 2. Токсикологическая
классификация ядов
Общее токсическое воздействие |
Токсичные вещества |
Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье,
судороги и параличи) |
Фосфорорганические
инсектициды (хлорофос, карбофос), никотин,
анабазин, боевые отравляющие вещества |
Кожно-резорбтивное
действие (местные воспалительные и некротические изменения в сочетании с
общетоксическими резорбтивными явлениями) |
Дихлорэтан,
гексахлоран, боевые отравляющие вещества (иприт, люизит), уксусная эссенция,
мышьяк и его соединения, ртуть (сулема) |
Общетоксическое
действие (гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи) |
Синильная кислота и ее
производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, боевые отравляющие
вещества |
Удушающее
действие (токсический отек легких) |
Оксиды
азота, боевые отравляющие вещества (фосген, дифосген) |
Психотропное
действие (нарушение психической активности, сознания) |
Наркотики
(кокаин, опий), атропин, боевые отравляющие вещества (BZ, LSD) |
Слезоточивое
и раздражающее действие (раздражение наружных слизистых оболочек) |
Хлорпикрин,
пары концентрированных кислот и щелочей |
Таблица 3.Классификация ядов по «избирательной токсичности»
Характер «избирательной токсичности» |
Характерные яды |
|
«Сердечные» яды |
Кардиотоксическое действие – нарушение ритма и проводимости сердца, токсическая
дистрофия миокарда |
Сердечные
гликозиды (дигиталис, дигоксин, лантозид и т. д.); трициклические антидепрессанты (имипрамин, амитриптилин); растительные яды (аконит,
чемерица, заманиха, хинин и т. д.); животные яды (тетродотоксин);
соли бария, калия |
«Нервные» яды |
Нейротоксическое действие
– нарушение психической активности, токсическая кома, токсические
гиперкинезы и параличи |
Психофармакологические
средства (наркотические анальгетики, транквилизаторы, снотворные средства);
фосфорорганические соединения; угарный газ; производные изониазида
(тубазид, фтивазид);
алкоголь и его суррогаты |
«Печеночные» яды |
Гепатотоксическое действие – токсическая дистрофия печени |
Хлорированные
углеводороды (дихлорэтан и т. д.); ядовитые грибы (бледная поганка и др.);
фенолы и альдегиды |
«Почечные» яды |
Нефротоксическое действие
– токсическая нефропатия |
Соединения тяжелых металлов;
этиленгликоль; щавелевая кислота |
«Кровяные» яды |
Гематотоксическое действие – гемолиз, метгемоглобинемия |
Анилин
и его производные; нитриты; мышьяковистый водород |
«Желудочно- кишечные» яды |
Гастеротоксическое действие – токсический гастроэнтерит |
Крепкие кислоты и щелочи; соединения
тяжелых металлов и мышьяка |
По специфике биологического последствия отравления выделяют следующие группы веществ.
1.
Сенсибилизирующие вещества (органические азокрасители, диметиламиноазобензол и другие антибиотики) повышают
чувствительность организма к химическим веществам, а в производственных
условиях приводят к аллергическим заболеваниям.
2. Канцерогенные вещества (бенз(а)пирен, асбест, нитроазосоединения, ароматические амины и др.) вызывают
развитие всех видов раковых заболеваний. Проявление заболевания может быть
отдалено от момента воздействия вещества на годы и даже десятилетия.
3. Мутагенные вещества (этиленамин, оксид этилена, хлорированные углеводороды,
соединения свинца и ртути и др.) оказывают воздействие на неполовые (соматические)
клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые
клетки (гаметы). Воздействие мутагенных веществ на соматические клетки вызывает изменения в
генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Они обнаруживаются в
отдаленном периоде жизни и проявляются в преждевременном старении, повышении
общей заболеваемости, злокачественных новообразованиях. При воздействии на
половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующем поколении или
даже спустя несколько поколений.
4. Химические вещества, влияющие на репродуктивную функцию человека (борная кислота, аммиак, многие химические вещества в
больших количествах), вызывают возникновение врожденных пороков развития и
отклонений от нормальной структуры у потомства, влияют на развитие плода и послеродовое развитие и здоровье потомства.
Существуют и другие принципы классификаций токсичных веществ.
По химическому строению токсичные вещества разделяют на органические, неорганические и элементоорганические.
Исходя из принятой химической номенклатуры определяют класс и группу этих
веществ.
По пути проникновения в организм выделяют вещества, действующие через
дыхательные пути, пищеварительную систему и кожу.
2. Факторы, влияющие
на токсичность химических веществ
Токсичность
химических соединений обусловлена взаимодействием организма, токсичного
вещества и окружающей среды. Факторы, влияющие на токсичность, могут быть
обусловлены природой токсиканта, особенностями
организма или свойствами окружающей среды (рис. 1).
Зависимость токсичности от
природы токсиканта.
Существует количественная связь между физико-химическими свойствами и биологической активностью химических веществ. Эта взаимосвязь используется для разработки ускоренных математических методов оценки токсичности и опасности новых химических веществ. Среди физико-химических свойств наибольшее влияние на токсичность веществ оказывают молекулярная масса, связанная с размером молекул веществ, структура молекул, определяющая химическую активность веществ, и пространственное расположение в молекулах замещающих групп (галогенов, нитро-, нитрозогрупп и др.), а также растворимость веществ в воде и липидах.
Природа токсиканта: - молекулярная масса; - химическое строение; - физико-химические свойства Особенности
организма: - пол; - возраст; - состояние здоровья; - индивидуальная чувствительность Свойства
окружающей среды: - температура; - влажность воздуха; - концентрация ксенобиотика Токсичность
Рисунок 1. Факторы, влияющие
на токсичность химических веществ
Чем
больше размер молекулы и молекулярная масса вещества, тем выше его
биологическая активность. Это правило, установленное в 1869 г. Ричардсоном, многократно
подтвердилось в гомологических рядах. Так, наркотические свойства и
токсичность углеводородов возрастают с увеличением их молекулярной массы. Это
же можно видеть и у спиртов, у которых наркотическое действие нарастает от
низших гомологов к высшим (исключение составляет лишь метанол). Причем
возрастание молекулярной массы примерно в 2 раза при превращении этилового
спирта (СН3–СН2–ОН) в амиловый (СН3(СН2)5–СН2ОН)
делает последний в 20 раз более токсичным, а превращение амилового спирта в октиловый (СН3–(СН2)6–СН2ОН)
при увеличении молекулярной массы в 1,5 раза увеличивает токсичность
по сравнению с этиловым уже в 1000 раз. При объяснении такой зависимости
исходят из того, что чем больше молекула, тем она более прочно связывается с
клеточными рецепторами за счет возрастания сил электростатического притяжения,
благодаря образованию водородных мостиков, а также все большим включением в
этот процесс ван-дер-ваальсовых сил.
Однако не
всегда сопоставление биологической активности вещества с величиной его молекул
выявляет прямую зависимость. Применительно к некоторым химическим соединениям
это справедливо до определенной величины молекулярной массы, за пределами
которой сила действия вещества уже не увеличивается и даже может снижаться. Это
обусловлено прежде всего тем, что в гомологических рядах растворимость в воде
падает быстрее, чем нарастает токсичность углеводородов при увеличении числа
СН2-групп в их молекулах. Правило Ричардсона справедливо для метанового, этиленового, диэтиленового,
ацетиленового, циклопарафинового и других гомологических рядов, кроме углеводородов ароматического ряда. Ему
не подчиняются первые члены гомологических рядов, обладающие не только
несравненно большей токсичностью, чем высшие представители ряда, но и нередко
оказывающие специфическое действие. Например, метиловый спирт поражает
зрительный нерв, что обусловлено его биотрансформацией
с образованием формальдегида и муравьиной кислоты.
Биологическая
активность химических веществ в значительной степени зависит от химической
структуры молекул.
Так, в соответствии с правилом разветвленных цепей соединения с линейной
углеродной цепочкой более токсичны по сравнению со своими разветвленными
изомерами (пропиловый и бутиловый спирты – более
наркотические вещества, чем изопропиловый и изобутиловый, пропилбензол
токсичнее изопропилбензола). Циклические соединения с одной длинной боковой
цепочкой более токсичны по сравнению с изомерами, имеющими две или несколько
более коротких цепочек (этилциклогексан более сильное
наркотическое вещество, чем диметилциклогексан).
При
замыкании цепи углеродных атомов в кольцо токсичность углеводородов при
ингаляционном воздействии возрастает (пары циклопропана, циклопентана,
циклогексана оказывают более выраженное наркотическое действие, чем
соответствующие алифатические аналоги – пропан, пентан, гексан).
Сила наркотического действия увеличивается при переходе от полиметиленового к
ароматическому кольцу (пары бензола более токсичны по сравнению с
циклогексаном, а толуола – с метилциклогексаном).
Наркотическое
действие нарастает при введении в молекулу кратных (ненасыщенных) связей.
Ацетилен (СН ≡ СН) токсичнее этилена (СН2 = СН2) и
в большей степени – этана (СН3–СН3). С увеличением числа
кратных связей в молекулах химических веществ наряду с наркотическим усиливается
раздражающее действие.
Очень
часто биологическая активность (токсичность) вещества определяется наличием в
его молекулах тех или иных функциональных групп радикалов. Введение в молекулу органического соединения
атома галогена почти всегда сопровождается усилением токсичности. Активность
атома галогена зависит от его расположения в молекуле: концевой атом
алифатической цепи гораздо активнее, чем присоединенный к углероду, включенному
в структуру циклического или ароматического ядра. Так, хлорэтилбензол
токсичнее этилхлорбензола; раздражающий эффект нарастает
в ряду бензол – хлорбензол – дихлорбензол.
Введение
в молекулу органического соединения нитрогрупп (–N02) и нитрозогрупп (–NO) обычно придает ему
токсичные свойства. Если нитрогруппа связана с кислородом, соединение
приобретает сосудорасширяющие и гипотензивные свойства (нитроглицерин, нитронг, эринит), а если нитро-
или нитрозогруппа присоединены к углероду, то такое
соединение обладает свойствами метгемоглобинообразователя
и способно действовать на нервную систему (нитробензол, динитробензол,
анилин, ароматические амины, нитрозосоединения
жирного и ароматического рядов и др.).
Введение
в молекулу гидроксильной группы приводит, как правило, к ослаблению токсичности
химических веществ, что объясняется увеличением их растворимости в
биологических средах. Спирты, например, менее токсичны, чем соответствующие
углеводороды.
Наличие
карбоксильной и ацетатной групп, обусловливающих увеличение полярности и
гидрофильности, уменьшает токсичность веществ за счет более быстрой их детоксикации в организме.
Сила
токсического действия зависит от пространственного расположения замещающих
радикалов в молекуле вещества (изомерия положения). Установлено, что сила
токсического действия, как правило, ослабевает при переходе от параизомеров к
мета- и ортоизомерам (изомеры нитробензола, нитроанилина, нитротолуола, нитрофенола, толуидина). Исключение составляют ортокрезилфосфат
и ортонитробензальдегид – вещества, более токсичные,
чем их мета- и параизомеры.
Что
касается неорганических соединений, то их токсичность зависит в первую очередь
от окислительно-восстановительных свойств катионов и
анионов, входящих в их состав. Так, практически нетоксичные катионы (Na+, К+, Cs+, Sr+) характеризуются сильным отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (и, следовательно,
их ионы – слабые окислители). По мере увеличения потенциала (Pb2+→Cd2+→Hg2+) токсичность катионов возрастает. В отношении
анионов принято считать, что наибольшей токсичностью обладают NO2-, F-, AsO43-, CN-, AsO2-, но в некоторых солях (ртути, свинца и др.)
анионы не играют существенной роли в формировании токсичности.
Другим
физико-химическим фактором, влияющим на токсичность химических соединений,
является их растворимость в воде и липидах. Жирорастворимые вещества легко проникают через кожу и
также легко попадают из крови в клетки через мембраны. Токсичность водорастворимых
веществ зависит от их диссоциации. Так, хлорид и нитрат бария хорошо диссоциируют в воде и обладают высокой токсичностью, а
сульфат бария не растворяется в воде и не токсичен.
Аналогичные
свойства характерны и для некоторых соединений мышьяка. Высокотоксичными
являются хорошо диссоциирующие в воде арсениты и
арсенаты.
Растворимые
в воде соли тяжелых металлов также более токсичны, чем их оксиды.
Нерастворимый в воде хлорид одновалентной ртути менее токсичен, чем растворимый
в воде хлорид двухвалентной ртути, а металлическая ртуть, поступившая в
пищеварительный канал, вообще не оказывает токсического действия до тех пор,
пока не начнет подвергаться химическим превращениям в желудке под действием
желудочного сока, растворяться и всасываться. Некоторые малорастворимые
вещества (BaSO4) при пероральном приеме выводятся из организма в
неизменном виде.
На
токсичность химических веществ влияют также агрегатное состояние и
дисперсность.
Газообразные вещества и пары летучих жидкостей, поступившие в организм через дыхательные
пути, проявляют токсическое действие значительно быстрее, чем твердые или
жидкие вещества, попавшие на кожу или поступившие в пищеварительный канал.
Токсичность
твердых веществ зависит от размера их частиц. Порошкообразные твердые вещества
являются более токсичными, чем те же вещества, имеющие крупные частицы. Это
объясняется различной растворимостью мелких и крупных частиц вещества, а следовательно, и неодинаковой скоростью поступления их в
кровь.
Влияние биологических особенностей организма на токсический
процесс.
Различия
в протекании токсического процесса обусловлены особенностями пола, возраста,
индивидуальной чувствительностью к ксенобиотикам. Существуют также межвидовые различия чувствительности к ядам, связанные с
особенностями биотрансформации чужеродных веществ. К
большинству химических веществ человек более чувствителен, чем животные.
Например, героин, атропин, морфин действуют преимущественно на нервную систему,
и чем выше животное в эволюционном ряду, тем оно чувствительнее к ним. Действие
фосфорорганических соединений (ФОС) на человека и животных различается мало.
Поэтому не всегда можно использовать данные экспериментов на животных по
воздействию чужеродных веществ, чтобы понять, как эти вещества будут влиять на
человеческий организм.
Межвидовые
различия чувствительности к ядам позволяют создавать вещества с
«избирательным» действием – это такие вещества, токсичность которых в отношении
определенного вида живых существ во много раз превосходит токсичность для
других видов. На этом принципе строится разработка многочисленных пестицидов, ксенобиотиков и т. д.
Существуют
также внутривидовые различия чувствительности к ксенобиотикам.
Токсичность ксенобиотиков для различных людей колеблется
в достаточно широких пределах. Эти колебания обусловлены внутривидовой изменчивостью,
в основе которой лежат генетические особенности организмов одного и того же
вида. Иногда генетические особенности людей и даже целых семей проявляются в
необычайно высокой чувствительности к тем или иным токсикантам.
Как правило, повышенная чувствительность обусловлена мутацией генов,
отвечающих за синтез некоторых ферментов (например, регуляторов биотрансформации ксенобиотиков),
рецепторных структур или транспортных белков. Например, люди с генетическими
дефектами гемоглобина реагируют на целый ряд веществ (сульфо-,
нитро-, аминосоединения и т. д.) бурным образованием
метгемоглобина и гемолизом. А у некоторых людей с очень низкой скоростью
протекает реакция ацетилирования ксенобиотиков
и их метаболитов, в которой участвует N-ацетилтрансфераза.
Количество лиц с дефектом этого фермента в Европе составляет около 50%. Им
противопоказан целый ряд медикаментов (нитрозепам, сульфа- пиридин, фенелзин и др.),
которые вызывают у них аллергические реакции. Существуют и другие аномалии
ферментов, имеющие большое токсикологическое значение. Среди них дефекты алкогольдегидрогеназы, параоксоназы,
каталазы, моноаминоксидазы, глутатионсинтетазы
и др.
Таким
образом, активность ферментных систем детоксикации
определяет индивидуальную чувствительность организма к ксенобиотикам.
Отличия в
восприятии токсичных веществ, связанные с полом, у человека выражены слабо и лишь по некоторым веществам. Различия
объясняются спецификой мужских и женских половых гормонов, что доказано в
опытах на животных. Самки более устойчивы к воздействию оксида углерода, ртути,
свинца, наркотическим и снотворным веществам, а самцы устойчивее к ФОС,
никотину, стрихнину, соединениям мышьяка. Вместе с тем анилин и его аналоги
подвергаются биопревращению в организме самцов и
самок с одинаковой скоростью. У неполовозрелых особей различия в
чувствительности к ядам между самцами и самками практически отсутствуют.
Кастрация нередко сопровождается снижением скорости метаболизма ксенобиотиков.
Отличия
токсичности веществ, связанные с возрастом, наиболее отчетливо проявляются у
новорожденных и людей пожилого возраста.
Дети
более чувствительны к ядам, чем взрослые, что связано с низкой активностью биотрансформационных печеночных ферментов организма
ребенка, из-за чего он хуже переносит такие яды, как никотин, алкоголь, свинец,
сильнодействующие лекарства и другие вещества, которые обезвреживаются в
основном в печени. Токсический процесс может стать следствием накапливающихся
в организме как исходных веществ, так и промежуточных метаболитов, не
подвергающихся дальнейшей биотрансформации. Дети
обычно лишены приобретенной взрослыми толерантности к ядам наркотического
действия (барбитураты, алкоголь, наркотики и др.), в связи с чем токсическое
действие этих ядов проявляется значительно быстрее.
В
старческом возрасте метаболизм ксенобиотиков печенью
нарушен вследствие уменьшения интенсивности печеночного кровотока, хронических патологических
процессов в печени и связанного с возрастом снижения активности ферментов.
Все это приводит к снижению в пожилом и старческом возрасте толерантности к
различным токсичным веществам. Кроме того, на фоне отравлений часто
обостряются хронические заболевания.
Состояние
здоровья имеет большое значение при воздействии токсичных веществ. Например,
люди с заболеваниями крови более чувствительны к действию «кровяных»
ядов, с заболеваниями легких – к действию раздражающих веществ и пылей. Снижению сопротивляемости организма способствуют
хронические инфекции, беременность, климакс.
Избыточная
в сравнении с нормой масса тела, как правило, является следствием избыточного
накопления жировой ткани. Вещества, накапливающиеся в жире, в этом случае действуют
слабее. Однако в процессе снижения веса липидорастворимые
ксенобиотики начинают выходить из «жирового депо», что приводит к интоксикации
организма. Кроме того, ожирение нередко сопровождается нарушением функций
печени, поэтому у тучных людей характер токсического действия некоторых ксенобиотиков может существенно изменяться.
Влияние
на токсичность условий окружающей среды.
На
восприимчивость организма к вредным веществам в первую очередь влияют
метеорологические условия окружающей среды, что связано с зависимостью от них
терморегуляции организма. Так, увеличение температуры воздуха ведет к
усиленному потоотделению, изменению свойств веществ и ускорению многих
биохимических процессов. Учащение дыхания и усиление кровообращения ведут к
увеличению поступления веществ в организм через органы дыхания. Расширение
сосудов кожи и слизистых оболочек повышает скорость всасывания токсичных веществ
через кожу и дыхательные пути. Высокая температура увеличивает летучесть
многих веществ и повышает их концентрации в воздухе. Усиление токсического
действия при повышенных температурах отмечено, например, в отношении таких
веществ: пары бензина, оксиды азота, пары ртути, хлорофоса и др.
Влажность
воздуха также может увеличивать опасность отравления, особенно раздражающими
газами. Это объясняется усилением процессов растворения газов и образованием
туманов кислот и щелочей, что ведет к усилению раздражающего действия на
слизистую оболочку дыхательных путей.
На чувствительность человека и животных к токсикантам существенное влияние оказывает питание – количество и качество потребляемой пищи. Дефицит в пище белков и липидов приводит к снижению интенсивности метаболизма ксенобиотиков печенью. Содержание углеводов в потребляемой пище мало сказывается на интенсивности процесса метаболизма ксенобиотиков и на их токсичности.
Хроническое
недоедание понижает резорбцию веществ в желудочно-кишечном тракте и скорость их
метаболизма. В итоге выведение из организма токсикантов
путем биотрансформации угнетается.
Патологическое
состояние, развивающееся вследствие взаимодействия токсичного вещества с
организмом, называется интоксикацией или отравлением.
В
токсикологии в практических целях используются различные классификации
отравлений.
По месту возникновения отравления разделяют на производственные,
бытовые и ятрогенные.
Производственные отравления развиваются вследствие воздействия промышленных ядов, непосредственно используемых на данном предприятии, при авариях или грубом нарушении техники безопасности при работе с вредными веществами.
Бытовые отравления связаны с повседневной жизнью
человека. Они происходят при неправильном использовании или хранении
лекарственных средств, домашних химикалиев, при неумеренном
приеме алкоголя и его суррогатов. Это самый распространенный вид отравлений.
Ятрогенные отравления возникают в медицинских учреждениях
при ошибке медицинского персонала в дозировке, виде или способе введения
лекарственных средств.
По пути поступления яда в
организм отравления разделяют на пероральные, ингаляционные, перкутанные,
инъекционные, полостные, экзогенные и эндогенные.
Пероралъные отравления связаны с поступлением ядов в организм через
рот, они наиболее часто встречаются в быту и известны как пищевые отравления.
Ингаляционные отравления наступают при вдыхании токсичных веществ, находящихся в окружающем воздухе; они наиболее часто встречаются на производстве.
Перкутанные (накожные) отравления связаны с проникновением
токсичных веществ через незащищенные кожные покровы.
Инъекционные отравления наблюдаются при укусах змей и
насекомых.
Полостные отравления происходят при попадании яда в
различные полости организма (слуховой проход, прямую кишку).
Отравления,
вызванные поступлением яда из окружающей человека среды, называются экзогенными.
Эндогенные интоксикации вызываются токсинами, которые
образуются и накапливаются в организме при различных заболеваниях, связанных
чаще всего с нарушением функции выделительных органов (почки, печень и т. д.).
По клиническому принципу различают отравления острые, хронические и
подострые.
Острые отравления развиваются при одномоментном
поступлении в организм токсической дозы вещества и характеризуются острым
началом и выраженными специфическими симптомами.
Существует
от 100 до 300 наименований химических веществ, обусловливающих острые
отравления, однако большинство отравлений возникает в результате действия
нескольких основных групп веществ. Часто регистрируются отравления кислотами и
щелочами, снотворными препаратами, этиловым спиртом, инсектицидами
(преимущественно фосфорорганическими), оксидом углерода.
Хронические отравления обусловлены длительным, часто
прерывистым поступлением ядов в малых дозах. Заболевание начинается с
появления симптомов, отражающих первичное нарушение функций нервной и эндокринной
систем.
Подострые отравления возникают при однократном введении
яда в организм. Клиническое развитие отравления очень замедленно и вызывает
продолжительное расстройство здоровья. Этот вид отравлений по признакам более
близок к острым отравлениям. Встречаются такие отравления редко.
По причине развития отравления разделяют на случайные и
преднамеренные.
Случайные отравления развиваются независимо от воли
пострадавшего: при несчастных случаях (взрыв или утечка ядовитого вещества),
вследствие самолечения или передозировки лекарственных средств, в результате
ошибочного принятия одного лекарства вместо другого.
Преднамеренные отравления бывают связаны с осознанным применением
токсичного вещества с целью самоубийства (суицидальные отравления) или
убийства (криминальные отравления).
«Полицейские»
отравления связаны с применением ядов (например, слезоточивого газа) для
разгона демонстраций, а боевые – с применением отравляющих веществ (БОВ) в
качестве химического оружия.
По степени тяжести отравления разделяют на легкие, средней
тяжести, тяжелые, крайне тяжелые и смертельные отравления.
Эта
классификация прямо зависит от выраженности клинической симптоматики и в меньшей
степени – от величины принятой дозы. Известно, что развитие осложнений
(пневмония, острая почечная или печеночная недостаточность и др.) значительно
ухудшает прогноз любого заболевания, поэтому осложненные отравления обычно
относятся к категории тяжелых.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТОРОЛЯ
1. В чем заключается практическая классификация токсичных веществ?
2. В чем заключается гигиеническая классификация токсичных веществ?
3.
В чем заключается
токсикологическая классификация токсичных веществ?
4. Какова классификация ядов по их «избирательной токсичности» ?
5. Какие группы токсичных веществ выделяют по специфике биологических
последствий отравления?
6. Какие факторы влияют на токсичность химических веществ?
7. Какие физико-химические свойства веществ влияют на их токсичность?
8. Какие биологические особенности организма влияют на токсический
процесс?
9. Какие условия окружающей среды влияют на токсичность веществ?
10. Какова классификация отравлений по месту возникновения и причине
развития?
11. Какова классификация отравлений по пути поступления яда в
организм?
12. Какова классификация отравлений по клиническому принципу и
степени тяжести?