Промышленные яды. Классификация промышленных раздражающих ядов

Обновлено: 27.04.2024

Сочетанные поражения легких. Хронические отравления раздражающими веществами

Для характеристики изменений дыхательной системы животных при ингаляции веществ в концентрациях на уровне Limir важное значение имеет и сочетание изменений тех или иных ее функций. Оказалось, что наиболее отчетливая и статистически значимая связь существует между снижением частоты дыхания и остротой обоняния при воздействии раздражающих веществ (р = 0,02). Одновременное снижение частоты дыхания и усиление миграции клеточных элементов на поверхность слизистой оболочки верхних дыхательных путей происходило после воздействия 60 % раздражающих веществ. Имеется связь между снижением остроты обоняния и увеличением клеточной реакции верхних дыхательных путей.

Перечисленные показатели характеризуют в основном состояние верхних дыхательных путей, хотя и с различных сторон. Если изменение частоты дыхания является следствием рефлекторной реакции, то снижение остроты обоняния и особенно усиление миграции клеток на поверхность слизистой оболочки свидетельствуют о непосредственном влиянии яда на слизистую оболочку (и в том числе на обонятельный анализатор).

Как и следовало ожидать, зависимости между изменениями биомаркеров, характеризующими функциональное состояние различных отделов дыхательного тракта, менее существенны. Так, частота дыхания и витальная окраска ткани легких одновременно изменялись лишь при ингаляции 26 % изученных веществ, а снижение частоты дыхания у животных и увеличение количества свободнолежащих клеток в легких имело место после воздействия 33 % исследованных соединений. Указанное, вероятно, связано с тем, что только некоторые вещества (йод, монохлористая сера, 2-хлорэтансульфохлорид, бромистый водород и др.) поражают дыхательный тракт на всем его протяжении.

Реакции легких на воздействие раздражающих соединений весьма разнообразны. Об этом свидетельствует тот факт, что одновременное изменение витальной окраски легких и миграции клеточных элементов на поверхность легких имело место после ингаляции лишь нескольких веществ.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать важный в практическом отношении вывод о том, что для установления Limir промышленных ядов должен быть использован комплекс показателей, отражающих функции различных отделов дыхательного тракта. Только многосторонняя оценка позволяет достаточно точно определить минимально эффективные концентрации промышленных веществ, оказывающих раздражающее действие при ингаляции.

С точки зрения общих принципов гигиенического нормирования полученные результаты свидетельствуют о необходимости комплексной оценки функционального состояния избирательно поражаемого органа или системы при установлении порога острого специфического действия, на котором основывается прогнозирование ПДК. вредных веществ в воздухе рабочей зоны и атмосфере населенных мест.

Хронические отравления раздражающими веществами

Анализ собственных и литературных данных о токсикодинамике развития хронической интоксикации раздражающими ядами, в частности об изменении биомаркеров функции различных органов и систем организма, свидетельствует о ведущей роли величины действующей концентрации вещества.

Для изучения закономерностей изменений биомаркеров функции дыхательной системы (специфичных для раздражающих веществ) и отдельных органов и систем организма были проведены исследования значительной группы раздражающих ядов (сернистый ангидрид, двуокись азота, бром, 2-хлорэтансульфохлорид и др.) при длительном ингаляционном воздействии в двух концентрациях — на уровне Limir и Limch.

Полученные данные свидетельствуют о различной динамике изменений интегральных и специфических показателей интоксикации при ингаляции раздражающих веществ в концентрациях на указанных уровнях.

Как следует из приведенных результатов исследования 3 типичных раздражающих ядов, изменения дыхательной системы у подопытных животных развивались с первого дня воздействия яда на уровне Limir и, как правило, сохранялись на протяжении всего периода наблюдений. Имели место изменения остроты обоняния клеточной реакции легких и верхних дыхательных путей, витальной окрашиваемости легких и при экспозиции двуокиси азота — сурфактанта легких. Изменения интегральных показателей и функции важнейших органов и систем организма наступали позднее (за исключением реакций эндокринной системы, которые характерны для периода так называемых первичных реакций) и носили фазовый характер.

Даже применение функциональных нагрузок на неспецифические поражаемые органы и системы организма (введение алкоголя, питуитрина, атропина и др.) не выявило каких-либо изменений.

Напротив, нагрузка на дыхательную систему позволяла обнаружить снижение у нее компенсаторных возможностей.
Исследование динамики изменений интегральных и специфических показателей при ингаляции раздражающих ядов в концентрациях на уровне Limch выявило несколько иные закономерности. Реакции дыхательной системы у подопытных животных развивались позже, чем при ингаляции веществ в более высокой концентрации, и, как правило, совпадали с реакциями эндокринной и нервной систем. Однако последние носили нестойкий характер, в то время как изменения дыхательной системы прогрессировали и выходили за пределы физиологической нормы.

Таким образом, воздействие раздражающих веществ в концентрациях на уровне Limch и особенно Limir приводило к развитию хронической интоксикации. При этом изменения дыхательной системы были наиболее выраженными, а отдельные показатели функции этой системы выходили за пределы физиологических колебаний, т.е. обладали критерием вредности.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Промышленные яды. Классификация промышленных раздражающих ядов

Изучение раздражающих свойств веществ при ингаляции проводили на различных видах животных. Чаще использовали кошек, кроликов и крыс.
По данным литературы, для регистрации эффекта раздражения у разных видов животных применяли различные показатели (например, сравнивались изменения частоты дыхания у кроликов и появление слюнотечения у кошки).

Очевидно, что сопоставление чувствительности животных правомерно лишь при использовании одних и тех же показателей раздражающего эффекта. Для решения этого вопроса было проведено определение в сравнительном плане Limir для кроликов и белых крыс путем регистрации одних и тех же показателей — частоты дыхания и прижизненной окраски ткани легких — после однократной 4-часовой затравки несколькими раздражающими ядами (сернистый ангидрид, бром и др.). Оказалось, что Limir раздражающих веществ для кроликов находится практически на одном уровне с Limir для крыс.

Представлялось важным сопоставить чувствительность к раздражающим веществам человека и экспериментальных животных, но обязательно с учетом показателей, используемых для регистрации эффекта.

Для оценки эффекта раздражения у человека применяют различные тесты — субъективные ощущения раздражения, частоту мигания, параметры вентиляции легких, клиренс инертных частиц из дыхательного тракта и некоторые другие.

Анализ многочисленных данных литературы не позволил нам отдать предпочтение какому-либо из них. Это связано с тем, что при кратковременном воздействии разных раздражающих веществ лимитирующими оказывались различные показатели. В указанном плане особенно показательно сравнение для таких наиболее изученных веществ, как сернистый ангидрид, двуокись азота и озон. В целом можно сделать вывод о том, что Limir по субъективным ощущениям для раздражающих веществ находится примерно на том же уровне, что и Limir по различным объективным тестам. Так, Limir формальдегида по субъективным и объективным показателям составляет 1 мг/м3. Аммиак в концентрации 70 мг/м3 вызывал рефлекторную задержку дыхания и раздражение тройничного нерва, а изменение электрокожного потенциала и учащение дыхания имели место при концентрации 20 мг/м3.

Снижение уровня подвижности ресничек слизистой оболочки носа и легкий дискомфорт у испытуемых развивались после вдыхания в течение 5 ч сернистого ангидрида в концентрации 2—6 мг/м3. При ингаляции формальдегида в концентрации 2,45 мг/м3 отмечены субъективные явления раздражения, но не найдены изменения вентиляции легких.

В опытах на животных также удалось отметить определенные параллели между Lirmir по субъективным и объективным тестам. Установлено, что специально обученные животные "выключали" подачу в зону дыхания аммиака из-за ощущения раздражения при концентрации 231 мг/м3. Данная концентрация совпадает с установленным нами Limir этого вещества по изменению клеточной реакции верхних дыхательных путей и витальной окраски легких.

Поскольку субъективные ощущения раздражения являются достаточно чувствительным показателем и который "увеличивается" с ростом концентрации" (Н.В.Лазарев), то они могут быть использованы для установления Limir.

Анализ собственных и литературных данных позволил предложить классификацию раздражающих веществ по величине Limir для человека и различных видов лабораторных животных, которая основана на принятой в РФ классификации токсичности и опасности химических веществ. Как показано в следующем разделе (9.6), для раздражающих веществ существует тесная зависимость между величиной Limir и ПДК в воздухе рабочей зоны. Поэтому при определении границ классов выраженности раздражающих свойств веществ по величине Limir при ингаляции (мг/м3) были использованы принятые в указанной классификации соответствующие значения ПДК (

Классификация производственных ядов

Наиболее частое применение находят следующие классификации промышленных ядов:

- по агрегатному состоянию (пары, газы, жидкости, аэрозоли, смеси),

- по характеру воздействия на организм человека (общетоксическое, раздражающее, сенсибилизирующее, канцерогенное, мутагенное, влияющее на репродуктивную функцию),

- по пути поступления в организм (действие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров),

- по химическому строению (органические, неорганические, элементоорганические).

- по степени опасности (вещества чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные, малоопасные).

- по степени токсичности (чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные, малотоксичные).

Общая характеристика действия ядов.

Патологические процессы, развивающиеся при воздействии производственных ядов на организм, могут рассматриваться как проявление дезорганизации его функционального и структурного состояния, необходимого для нормальной жизнедеятельности. Характер и степень выраженности таких изменений при действии яда обусловлены его концентрацией (дозой), временем действия и периодом элиминации (выведения) из организма.

Действие ядов может быть общим (резорбтивным) или местным. Общее действие развивается в результате всасывания яда в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы. Например, нервная система при отравлении марганцем, органы кроветворения при отравлении бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновения их с ядом: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов – чаще при контакте с щелочными и кислотными растворами и парами. Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний.

Производственные отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острые отравления характеризуются кратковременностью действия яда – не более чем в течение одной рабочей смены; поступлением в организм яда в относительно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов; яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент действия яда или через относительно небольшой – обычно несколько часов – скрытый (латентный) период. В развитии острого отравления имеются две фазы: первая – неспецифических проявлений (головная боль, слабость, тошнота и др.); вторая – специфических (например, отек легких при отравлении оксидами азота). Возникающее в результате этих явлений отравления, могут закончиться или быстрым выздоровлением, или оказаться смертельными, или вызвать стойкие последующие изменения и нарушения в состоянии здоровья.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах (имеются в виду дозы, которые при однократном поступлении в организм не вызывают симптомов отравления). Они развиваются вследствие накопления самого яда в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им изменений (функциональная кумуляция).

Подострые отравления сходны по условиям возникновения и проявления с острыми отравлениями, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение.

Производственные яды могут быть причиной не только специфических острых, подострых и хронических отравлений, но и других отрицательных последствий. Они могут снижать иммунобиологическую сопротивляемость организма, способствовать развитию туберкулеза, заболеваний верхних дыхательных путей, почек, сердечно-сосудистой системы и др. Имеются производственные яды, вызывающие аллергические заболевания (бронхиальная астма, экзема и др.) и ряд отдаленных последствий. Например, некоторые яды влияют на генеративную функцию, поражая гонады, оказывают эмбриотоксическое, тератогенное, канцерогенное действие и др.

Пути поступления производственных ядов в организм. Производственные яды могут поступать в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу, а также через слизистые оболочки глаз.

Через дыхательные пути яды проникают в организм в виде газов, паров, аэрозолей, а также паро-газо-аэрозольных смесей. Попадание ядов через желудочно-кишечный тракт возможно при заглатывании со слизью из носоглотки, а также в результате несоблюдения правил личной гигиены, или с пищей и питьевой водой. Через кожу проникают в основном вещества хорошо растворимые в жирах и воде, в частности, органические растворители, а также соли некоторых металлов, например, ртути, свинца.

Распределение, превращение и выведение ядов из организма. Промышленные органические вещества в подавляющем большинстве являются не электролитами. Основные закономерности распределения не электролитов между кровью и различными тканями организма сводятся к тому, что сразу не электролит разносится по всем тканям и органам и задерживается в них. В этой, первой фазе распределения основное значение для накопления вещества играет кровоснабжение ткани или органа - чем оно больше, тем больше содержание вещества. Таким образом, в первый период можно говорить о динамическом распределении вещества, определяемом интенсивностью кровоснабжения. Постепенно происходит перераспределение вещества с преимущественным накоплением в тканях, сорбционная емкость которых оказывается для данных веществ наибольшей. Окончательное распределение можно назвать статическим. Для липидорастворимых веществ наибольшей емкостью, например, обладают ткань и органы богатые липидами. Растворимые и хорошо диссоциирующие соединения свинца, бериллия, бария, урана, склонные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором, накапливаются преимущественно в костной ткани.

Превращение и обезвреживание вредных веществ в организме. Чужеродные органические соединения в организме претерпевают широкий ряд метаболических превращений, которые катализируются ферментами печени и ряда других тканей. При этом может меняться химическая структура яда и образование менее токсичных соединений. Некоторые яды могут депонироваться, тем самым уменьшая количество яда, циркулирующего в крови.

Выделение вредных веществ из организма. Токсичные вещества выделяются через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу, грудное молоко. При этом яды могут выделяться несколькими путями одновременно. Пути выведения ядов зависит от их физико-химических свойств и превращений в организме. Скорость выделения яда обычно наибольшая в первые дни после поступления их в организм, в дальнейшем она замедляется. Для характеристики ее может быть использован так называемый период полувыведения – время, в течение которого выводится половина поступившего в организм вещества. Знание путей выведения ядов из организма позволяет определить их в тех или иных экскретах (моча, кал, слюна и др.), что является важным для диагностики отравления.

Комбинированное (совместное) действие ядов - при одновременном воздействии на организм нескольких ядов. Различают несколько видов комбинированного действия ядов:

суммарное воздействие, т.е. суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов;

независимое воздействие, при котором компоненты смеси действуют на разные системы, токсические эффекты не связаны друг с другом и в случае их возникновения они являются результатом воздействия одного или другого компонента, а не развития комбинационного эффекта;

синергизм (потенцирование), т.е. комбинированное действие смеси веществ, которое по своему эффекту больше, чем сумма действия отдельных веществ смеси;

антагонизм, т.е. комбинированное действие смеси веществ, которое по своему эффекту меньше, чем сумма действия отдельных веществ смеси;

Сочетанное воздействие – это одновременное воздействие на организм рабочего производственного яда и другого вредного производственного фактора (микроклимат, запыленность, шум и вибрация, ультрафиолетовое излучение, тяжесть и напряженность труда). Токсичность ядов в определенном температурном диапазоне является наименьшей, усиливаясь как при повышении, так и при понижении температуры воздуха. При этом изменяется функциональное состояние организма: нарушается терморегуляция, происходит потеря воды при усиленном потоотделении, изменяется обмен веществ и ускоряются многие биохимические процессы. Увеличение дыхания и усиление кровообращения ведут к увеличению поступления ядов через органы дыхания, расширению сосудов кожи и слизистых оболочек, повышается скорость всасывания токсических веществ через кожу и дыхательные пути. В этом же направлении влияет усиленное потоотделение. Высокая температура воздуха увеличивает летучесть ядов и повышает их концентрацию в воздухе рабочей зоны.

Влажность воздуха может увеличивать опасность отравления, в особенности раздражающими газами, вследствие усиления процессов гидролиза, повышения задержки ядов на поверхности слизистых оболочек, изменения агрегатного состояния ядов. Растворение газов и образование мельчайших капелек кислых или щелочных растворов способствует возрастанию раздражающего действия.

На токсический эффект влияет изменение барометрического давления. При повышении атмосферного давления возрастает токсическое действие из-за роста парциального давления газов и паров в альвеолярном воздухе и ускоренной миграцией их в кровь. При пониженном давлении влияние яда совпадает с отрицательными последствиями гипоксии и гипоксемии.

При сочетанном действии ядов и ультрафиолетового излучения возможно усиление действия ядов вследствие происходящих процессов взаимодействия газов в смесях под влиянием УФИ. Кроме того, УФИ может вызывать сенсибилизацию организма. Действие ядов на организм усиливается при сочетании с воздействием шума и вибрации, вследствие изменения функционального состояния центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы.

Действие ядов на отдельные системы организма. Для действия некоторых промышленных ядов характерно поражение функций центральной и периферической нервной системы, проявляющиеся нейроинтоксикациями и нейротоксикозами. К классическим ядам, оказывающим преимущественно действие на нервную систему, относятся: пары металлической ртути, марганец, соединения мышьяка, сероуглерод, тетраэтилсвинец. Нейротропным действием обладают фосфорорганические вещества и многие наркотические, в том числе углеводороды предельного, непредельного и циклического ряда, а также все нейротропные лекарственные препараты. Клиническая картина большинства острых нейроинтоксикаций выражается совокупностью психических, неврологических, соматовегетативных симптомов, являющихся следствием сочетания прямого токсического воздействия на различные структуры нервной системы, а также развившегося в результате интоксикации поражения ряда органов и систем.

Изменения крови при действии промышленных ядов можно условно разделить на общие гемолитические реакции и специфические изменения. Общие гемолитические реакции возникают при острой интоксикации любым токсическим веществом независимо от механизма его действия. При этом наиболее закономерными являются изменения со стороны белой крови: нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, эозинопения, лимфопения, увеличение числа моноцитов.

Под специфическими изменениями крови следует понимать такие нарушения в ее составе, которые обусловлены действием определенного вредного химического фактора производственной среды. При этом развиваются заболевания крови, которые по нозологической форме соответствуют таковым в общей гемолитической клинике: гипопластические состояния, лейкозы, нарушение свертываемости крови.

Поражения органов дыхания возникают при ингаляционном воздействии токсических веществ раздражающего действия.

Поражение гепатобилиарной системы возникает в результате воздействия на организм химических веществ, которые можно выделить в группу так называемых гепатотропных ядов. К их числу относятся хлорированные углеводороды - метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ.

Поражение мочевыделительной системы во многом зависит от химического состава токсических веществ, предшествующего состояния почек и организма. Химические соединения по локализации и характеру вызываемого ими патологического процесса в почках можно разделить на 2 группы. К 1-ой группе относятся те химические соединения, которые преимущественно поражают паренхиму почек и вызывают так называемые токсические нефропатии. К ним относятся металлы и их соединения. Ко 2-ой группе относятся, в основном, ароматические аминосоединения.

Классификация промышленных ядов

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются на производстве.

Наиболее частое применение находят классификации промышленных ядов по классам химических соединений, по характеру воздействия на организм, по степени воздействия на организм.

По характеру воздействия на организм вещества подразделяются:

- на общетоксические – вызывающие отравления всего организма или поражающие отдельные системы, а также вызывающие патологические изменения печени и почек (угарный газ, свинец, ртуть, бензол);

- раздражающие – вызывающие раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов (хлор, аммиак, оксиды серы и азота, озон);

- сенсибилизирующие – действующие как аллергены (формальдегид, растворители, нитролаки);

- мутагенные – приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);

- канцерогенные – вызывающие злокачественные новообразования (ароматические углеводороды, хром, никель, асбест);

- влияющие на репродуктивную функцию (ртуть, свинец, стирол);

По пути проникновения в организм различают вещества, попадающие в органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу.

По степени необратимости изменений жизнедеятельности организма:

I класс опасности - вещества, оказывающие избирательное действие в отдаленный период: бластомогены, мутагены, атеросклеротические вещества, вызывающие склероз органов (пневмосклероз, нейросклероз), гонадотропные, эмбриотропные вещества;

II класс опасности - вещества, оказывающие действие на нервную систему: судорожные и нервно - паралитические, наркотики, вызывающие поражение паренхиматозных органов, наркотики, имеющие чисто наркотический эффект;

III класс опасности - вещества, оказывающие действие на кровь - вызывающие угнетение костного мозга, изменяющие гемоглобин, гемолитики;

IY класс опасности - раздражающие и едкие вещества: раздражающие слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, раздражающие кожу

Пути поступления химических веществ в организм:

1. Через дыхательную систему (ингаляционный)

2. Через желудочно-кишечный тракт (алиментарный)

3. Через кожу и слизистые (кожно-резорбтивный)

Поступление химических веществ через легкие.

Через дыхательную систему химические вещества поступают в виде паров и аэрозолей. Такой путь наиболее опасен, так как суммарная площадь поверхности легочных капилляров составляет 100-120 м 2 , поэтому вещество очень быстро всасывается в кровь. Возможность поступления токсического вещества через легкие и скорость всасывания определяется растворимостью вещества и размером его частиц.

Поступление веществ через ЖКТ.

Всасывание веществ начинается уже в ротовой полости. Некоторые вещества всасываются в ротовой полости и при этом не происходит их метаболизма в печени. При попадании в ЖКТ всасывание будет зависеть от рН.

Некоторые вещества могут уменьшать или увеличивать свою токсичность в процессе нахождения в ЖКТ. Например, соли свинца в кислой среде желудка переходят в более растворимые соединения, в результате чего токсичность их увеличивается. Некоторые вещества в кишечнике связываются с ионами кальция, что уменьшает их токсичность.

Надо отметить, что в целом поступление токсических веществ через ЖКТ менее опасно, чем ингаляционное поступление.

Поступление веществ через кожу.

Через неповрежденную кожу в организм могут попадать вещества, обладающие высокой липоидотропностью. При этом поступление может происходить через эпидермис, волосяные фолликулы, сальные железы. После проникновения через кожные покровы (или слизистые) может происходить всасывание вещества в кровь (резорбтивное действие).

Говоря о поступлении токсических веществ в организм, надо отметить, что кроме изолированного попадания в организм какого-то одного химического вещества тем или иным путем возможны следующие варианты:

1) Комплексное действие - поступление химического вещества в организм из различных сред (с воздухом, водой, пищей). Такое действие наиболее характерно для реальной жизни, так как большинство токсических веществ может содержаться в различных средах одновременно.

2) Комбинированное действие - такое действие, при котором несколько веществ поступает из одной среды (или из воды, или из воздуха, или из пищи). Такое действие также характерно для реальных условий, так как во всех средах содержится несколько токсических веществ.

3) Сочетанное действие. Это такое действие, при котором на организм кроме химических веществ действуют другие факторы, например, физические.

Судьба токсического вещества в организме.

Попадая в кровь, химические вещества могут связываться с альбуминами плазмы и с током крови разноситься по организму. Они могут проникать через барьеры (плацентарный, гематоэнцефалический) и накапливаться в органах и тканях.

Накопление (кумуляция) происходит в несколько фаз:

1. На первом этапе накопление зависит от степени кровоснабжения органа: чем интенсивнее кровоснабжение органа или ткани, тем интенсивнее происходит накопление вещества. Этот эффект носит название динамического равновесия.

2. Фаза статического равновесия. Количество накапливающегося вещества зависит от адсорбционной способности ткани и сродства вещества к лигандам.

Металлы и их соли в основном накапливаются в органах с очень интенсивным метаболизмом, а также там, где они присутствуют в норме как микроэлементы (например, костная ткань). Все вещества накапливаются в печени, где происходит их метаболизм.

Метаболизм токсических веществ в организме носит двухфазный характер:

1. На первом этане вещество подвергается реакциям окисления, восстановления, гидролиза. В результате появляются новые функциональные группы, обладающие химической активностью и увеличивается полярность вещества.

2. На втором этапе вещество подвергается реакциям конъюгации (ацетилирование, реакции с серной и глюкуроновой кислотами и тд.) с образованием метаболитов, которые не обладают активностью и хорошо выводятся из организма.

Выделение веществ из организма может происходить через легкие, почки, ЖКТ, кожу.

Выделение веществ протекает в 2-3 стадии:

1. Сначала выделяются вещества, которые не метаболизируются

2. Затем выделяются вещества, которые находятся в депо

3. Наконец, выделяются вещества, находящиеся в постоянном депо и хорошо связанные

Через легкие в основном вьщеляются летучие вещества в неизмененном виде. При этом выделение начинается сразу после прекращения поступления вещества в организм.

Через почки в основном выделяются вещества-метаболиты, находящиеся в крови и не связанные с лигандами. При этом возможны два механизма: простая диффузия и активный транспорт.

Через ЖКТ выделяются все метаболиты, образующиеся в печени.

Кроме выделение с калом, токсические вещества могут выводиться через ротовую полость (соли тяжелых металлов - ртуть, свинец).

Через кожу в основном выделяются летучие химические вещества (например, летучие жирные кислоты).

Выделяют следующие виды действия химических веществ:

1. Местное - характеризуется преимущественно реакциями со стороны кожи, слизистых. При этом вещество не всасывается в кровь. Местным действием обладают вещества с выраженной химической активностью - кислоты, щелочи.

2. Общетоксическое (резорбтивное) - действие вещества при попадании в кровь и распространении по всему организму.

3. Рефлекторное. Этот тип действия можно отнести к местным. Вещество действует на хеморецепторы органов чувств и оказывает рефлекторное влияние на дыхательный центр (кашель, удушье).

Эффекты совместного действия химических веществ:

1. Если эффект действия нескольких веществ равен сумме действия веществ по отдельности, то говорят о суммации эффектов.

2. Эффект может уменьшаться при совместном действии нескольких веществ - антагонистическое действие.

3. Если нет никаких изменений, то это аддитивное действие.

4. Возможно изменение характера эффекта при совместном действии нескольких вешеств - коалитивное действие.

Сердечно-сосудистая система.

Повреждение сердечно-сосудистой системы носит неспецифичный характер. Острых поражений не наблюдается, при хроническом отравлении чаще имеют место

 Дистрофические изменения со стороны миокарда (миокардиодистрофии)

 Органические повреждения миокарда, протекающие по типу инфекционного миокардита

Центральная нервная система.

Поражение ЦНС при отравлениях промышленными ядами может быть как острым, так и хроническим.

Острое отравление ЦНС может протекать по 2 направлениям:

1. Возбуждение ЦНС - клинически проявляется психомоторными реакциями, которые могут переходить в острые психозы.

2. Угнетение ЦНС - при этом возникает симптом оглушенности, кома (поверхностная или глубокая).

Хроническое отравление ЦНС вначале проявляется неспецифическими симптомами, например, астеновегетативным синдромом. Последний представляет собой симптомокомплекс, характеризующийся появлением головных болей, слабостью, утомляемостью, снижением аппетита.

На более поздних этапах ммут появиться токсические энцефалопатии - нарушения в коре головного мозга, характеризующиеся специфическими синдромами (снижением памяти, интеллекта, настроения). Также может наблюдаться мозжечково-вестибулярный синдром (неустойчивость в позе Ромберга, неустойчивая походка и тд.), диэнцефалический (гипоталамический) синдром (нарушение нейроэндокринной системы, вегетососудистые нарушения вплоть до появления несахарного диабета), эпилептиформные синдромы и др.

Желудочно-кишечный тракт.

В основном на ЖКТ оказывают действие вещества, обладающие раздражающим эффектом. Проявления могут наблюдаться уже в ротовой полости. При остром отравлении характерно появление ожогов вплоть до некрозов. При хронических отравлениях возникают гастриты, гастроэнтериты, диспепсические расстройства (тошнота, рвота, поносы , неприятный вкус во рту и тд.), нарушения моторики и др.

Система крови.

Реакции системы крови на действие химических веществ разделяются на общие гематологические неспецифические реакции и специфические реакции.

Общие гематологические неспецифические реакции являются одинаковыми для воздействия любого токсического вещества и характеризуются однотипными сдвигами (лейкоцитоз, эозинофилия и тд.)

Специфические реакции: 1. Нарушение гемопоэза(например, при воздействии циклических углеводородов). Наблюдается угнетение пролиферации, гипопластические состояния, снижение числа форменных элементов крови, гиперпластические состояния (например, лейкозы и тд.).

Нарушение синтеза порфирина и гема. Может вызываться веществами, относящимися к тиоловым ядам - свинцом, аминопроизводными углеводородов.

2. Изменение свойств гемоглобина. Например, при действии метгемогло-бинобразователей, которые приводят к образованию метгемоглобина. Он существует и в норме (0.5 - 2.5 %), обладает защитной функцией, связываясь с эндогенными перекисными соединениями в крови. При увеличении метгемоглобина до 10-15% наблюдается легкая степень отравления, а при концентрации метгемоглобина более 50 % - тяжелая форма. При этом возникает цианоз, гипоксия и тд. Сюда же относят угарный газ, который соединясь с гемоглобином дает карбоксигемоглобин, что также приводит к гипоксии за счет вытеснения кислорода.

1. Гемолитическая анемия - наблюдается при действии веществ, влияющих на мембраны эритроцитов.

Выделяют 3 группы веществ, воздействующих на кожу:

1)Вещества, оказывающие раздражающее действие. Могут быть обли- гатные раздражители, которые вызывают ожоги, некроз (кислоты, щело чи) и факультативные раздражители (слабые растворы кислот и щело чей).

При раздражающем действии могут возникать:

 Контактные дерматиты (органические растворители)

 Поражения фолликулярного аппарата (деготь, смазочные масла)

2) Соединения, обладающие фотосенситивным действием, т.е. вещества, вызывающие фотодерматиты (гудрон, асфальт, некоторые лекарственные вещества - нейролептики, сульфаниламиды, антибиотики).

3) Вещества-сенсибилизаторы (различные аллергены). Вызывают аллергические дерматиты, экземы и тд.

Раздражители оказывают острое, а вещества последних двух групп -хроническое действие на кожу.

Дыхательная система.

При остром отравлении может наблюдаться острый токсический, ларингофаринготрахеит, острый токсический бронхит, острый токсический бронхиолит, острый токсический отек легких, острая токсическая пневмония.

При хроническом отравлении будут наблюдаться хронические ток-сико-инфекционные воспаления: хронический токсический бронхит, катаральные изменения, трофические изменения бронхов.

Существуют вещества, избирательно поражающие паренхиму печени. При остром отравлении наблюдается острый гепатит, при хроническом -хронический гепатит, повреждение желчевыводящих путей. Процесс обычно имеет доброкачественное течение, но может осложняться циррозом.

Повреждение почек может протекать по двум механизмам:

1. Непосредственное повреждение клеток почечной ткани, приводящее к дистрофическим изменениям канальцев вплоть до некроза.

2. Расстройства гемодинамики, приводящие к ишемии почек, повреждению канальцевого аппарата почек.

При остром отравлении наблюдается острая почечная недостаточность (ОПН), при хроническом - токсические нефропатии. Поражение почек при хроническом отравлении не является специфическим.

Значение химического строения и физико-химических свойств токсических веществ.

По химическому составу и физико-химическим свойствам можно приблизительно судить о степени токсичности вещества.

Так, некоторую информацию можно получить по структурной формуле вещества. Определение токсичности по структурой формуле производят руководствуясь правилом Ричардсона:

 При увеличении углеродной цепи токсичность возрастает

 При появлении в молекуле углеводородов атомов галогенов, а также других радикалов (металлы, амино-, нитро-, сера и др.) их токсичность возрастает

 При наличии в веществе циклических структур токсичность возрастает

 Присоединение метальных или гидроксильных групп токсичность не изменяет

 Разветвление цепи уменьшает токсичность

 Для металлов с нарастанием атомной массы элемента токсичность возрастает

Физико-химические свойства в основном влияют на поступление вещества в организм.

Важное значение имеет коэффициент распределения масло/вода,

характеризующий поступление, распределение и выделение химических веществ из организма. Вещества, имеющие высокий коэффициент масло/вода (например, бензин, бензол) способны быстро насыщать кровь, ткани и клетки. В результате в организме достаточно быстро создаются высокие концентрации ядовитых веществ, обусловливающие быстрое развитие интоксикации. Вещества, характеризующиеся сравнительно малыми показателями коэффициента (например, ацетон, этиловый спирт и др.) медленно насыщают организм, отравление развивается относительно медленно.

При ингаляционном пути поступления токсического вещества в организм скорость всасывания зависит от коэффициента растворимости (отношение растворимости вещества в воде к растворимости вещества в воздухе). Чем больше растворимость вещества в воде, т.е. чем больше коэффициент растворимости, тем дольше оно насыщает организм, тем больше его может накопиться в организме. Например, для этилового спирта Крастворимости = 2000, а для этилового эфира Крастворимости = 20. Таким образом, этиловый спирт должен длительно поступать в организмингаляционным путем для того, чтобы вызвать токсический эффект, в то время как этиловый эфир вызовет отравление в 100 раз быстрее.

Немаловажное значение имеет и размер частиц токсического вещества:

 При размере частиц больше 100 мкм они не попадают в альвеолы

 При размере меньше 10 мкм частицы частично задерживаются в дыхательных путях

Алкилирующие раздражающие вещества. Механизмы раздражения алкилирующих веществ

К веществам раздражающего действия относятся алкилирующие соединения, обладающие избирательным действием на рецепторы чувствительных нервных окончаний слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей человека, вызывающие при этом рефлекторное слезотечение, блефароспазм, конъюнктивит, чиханье, кашель. Их характерная особенность в том, что они обладают раздражающим действием при низких концентрациях 103—104 мг/л.

В зависимости от основных симптомов раздражающие вещества традиционно делят на две группы: раздражающие преимущественно слизистые оболочки глаз (лакриматоры); раздражающие преимущественно слизистые оболочки верхних дыхательных путей (стерниты).

Однако эта классификация, принятая более полувека назад, во многом в настоящее время условна, особенно после появления таких веществ, как CS, CR и СН, которые могут быть отнесены как к одной, так и к другой группе. Кроме того, эти вещества вызывают раздражение кожных покровов человека. Поэтому в настоящее время за рубежом подобные вещества обычно объединяют в одну группу веществ раздражающего действия — ирританты.

В ряде стран ирританты CS и CR используются как "полицейские" газы. Армия США широко применяла вещество CS во время войны во Вьетнаме. По тактической классификации ирританты относятся к веществам, кратковременно выводящим человека из строя. Эти вещества не попадают под действие Конвенции по запрещению ХО.

Механизмы токсического действия. Во время 1-й мировой войны исследовалось и применялось большое количество (десятки) веществ раздражающего действия ("слезоточивые" и "чихательные" ОВ рефлекторного действия). Исследователей в области химии и токсикологии физиологически активных веществ интересовал вопрос, почему некоторые галоидные алкилы обладают наркотическим действием без проявления эффектов раздражения (хлороформ и др.), в то время как другие галоидные алкилы имеют выраженное раздражающее действие и не являются наркотиками (хлорпикрин, хлорацетофенон и др.).

В ходе этих исследований были выявлены определенные закономерности по связи между строением, реакционной способностью, физико-химическими свойствами и физиологической активностью различных типов соединений. В качестве примера в таблице приведены данные, иллюстрирующие основные закономерности по свойствам галоидных алкилов, галоидацетонов, галоидацетофенонов и их производных. Для сравнения в таблице включено CS как алкилирующее соединение. Галоидные алкилы, как правило, угнетают нервную систему. Раздражающее действие выражено мало вследствие недостаточной подвижности галоида и недостаточной реакционной способности по отношению к нуклеофильным группам чувствительных рецепторов слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей.

Введение в альфа-положение к атому углерода, ковалентно связанного с атомом галоида, электроотрицательных заместителей приводит к повышению реакционной способности. Так, при замене атома водорода в молекуле хлороформа (наркотическое вещество) на нитрогруппу проявляются явные свойства раздражающего вещества (хлорпикрина). Введение электроотрицательной карбонильной группы рядом с метиленовой группой, содержащей атом галогена, приводит к возникновению раздражающих свойств — переход от галоидных алкилов к галоидацетонам.

Важное значение имеет природа галогена. При переходе в ряду С1 -> ->Br -> I физиологическая активность галоидацетонов повышается, что находится в соответствии с представлениями о более выраженных алкилирующих свойствах этих соединений. Замена метальной группы на фенильную приводит к повышению подвижности атома галогена и увеличению физиологической активности. Примерами тому являются переходы от галогенацетонов к галогенацетофенонам.

Одновременно имеет место изменение целого ряда других свойств рассматриваемых соединений. При переходе от галоидацетатов к галоидацето-фенонам повышается липидофильность вещества. Так, коэффициенты распределения в системе оливковое масло — вода равны в случае хлорацетона — 1,0; хлорацетофенона — 99,0 и бромацетофенона 175,0. Благодаря выраженной липидофильности лакриматоры-ирританты легко впитываются в поверхностный слой слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, что способствует лучшему проникновению их к окончаниям чувствительных волокон, в биомембраны слизистых оболочек глаз и быстрому взаимодействию с биомишенями. Все лакриматоры являются электрофильными реагентами с достаточно выраженной реакционной способностью — они взаимодействуют с нуклеофильными (HS~) группами рецепторов чувствительных нервных волокон.

Эти вещества обладают выраженным рефлекторным действием. Напомним, что бромпроизводные не получили широкого применения в 1-ю мировую войну по "техническим причинам" — ввиду ограничения исходного сырья в странах Европы (Франции и др.). С другой стороны, важно отметить, что галоидацетофеноны являются твердыми веществами и в этом случае имеет место действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей частиц мелкодисперсного аэрозоля твердых веществ. По мнению военных химиков и токсикологов, это является важным фактором Для более эффективного проявления рефлекторного действия, чем действие паров веществ. Так, хлорацетофенон обладает более выраженными раздражающими свойствами, чем хлорпикрин. Именно так можно объяснить, почему низкие концентрации паров иприта не приводят к выраженным симптомам раздражения слизистых оболочек глаз, но вызывают их последующие тяжелые поражения.

Введение электроотрицательных заместителей в фенильное кольцо при наличии кратных связей в боковых заместителях, содержащих псевдогалоидные группы, как правило, приводит к получению более активных соединений. Примером тому является о-хлорбензальмалонодинитрила (вещество CS), обладающее выраженными свойствами раздражающего вещества.

В настоящее время наибольшее значение среди веществ раздражающего действия имеют вещества CN, CS и CR (шифры армии США), токсикологическая характеристика которых приводится ниже.

Читайте также: