Промышленные яды.

8.1. Общие представления. Все или 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 пылей, дымов 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 приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с жизнью.

Важнейшей характеристикой химического вещества является степень его токсичности, или ядовитости.

Токсичность – мера несовместимости вещества с жизнью, величина обратная значению среднесмертельной дозы (LD₅₀) или концентрации (СL₅₀). Средняя смертельная доза (или концентрация) яда – количество яда, вызывающее гибель 50 % стандартной группы подопытных животных при определенном сроке последующего наблюдения.

В реальных производственных условиях вероятность развития интоксикации обусловлена не только токсичностью вещества, но и возможность поступления его в организм в опасных для жизни количествах. Поэтому принято понятие «опасность» - вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства и применения химических веществ.

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

1- Вещества чрезвычайно опасные;

2- Вещества высокоопасные;

3- Вещества умеренно опасные;

4- Вещества малооапасные.

Раздел промышленной токсикологии, изучающий параметры токсичности химического вещества называется токсикометрией.

В производственных условиях токсичные вещества поступают в организм человека через дыхательные пути, кожу, желудочно-кишечный тракт. Пути поступления вещества в организм зависит от агрегатного состояния (аэрозоли, пары, газы, жидкости) и от характера технологического процесса.

Биологическое действие яда является результатом его химического взаимодействия с биологическими рецепторами. Это взаимодействие определяет степень задержки вещества в организме, процессы его биотрансформации, депонирования и выведения из организма. Степень резорбции из легких в кровь при ингаляционном поступлении для различных веществ не одинакова и зависит прежде всего от растворимости в биологических жидкостях и способности проникать через альвеолярные, сосудистые и клеточные мембраны. После резорбции в кровь и распределения по органам яды подвергаются превращениям (биотрансформации) и депонированию. Почти все неорганические и многие органические вещества длительно задерживаются в организме, накапливаясь в различных органах и тканях.

Циркуляция металлов в организме осуществляется путем образования биокомплексов с жирными кислотами и аминокислотами (глутаминовой и аспаргиновой кислотами, цистеином, метионином и др.). комплексы с аминокислотами образуют ртуть, свинец, медь, цинк, кадмий, кобальт, марганец и др. Наиболее устойчивы комплексы металлов с белками, что обеспечивает их длительную циркуляцию и депонирование в мягких тканях и паренхиматозных органах.

Металлы депонируются в тех тканях, где они присутствуют как микроэлементы или в тех, где идет интенсивный обмен веществ (печень, почки, эндокринные железы). Свинец, уран, бериллий образуют малорастворимые фосфаты и фиксируются в костях. Ртуть и кадмий накапливаются в паренхиматозных органах вследствие прочной связи с белками. Хром накапливается на мембранах эритроцитов. Элементоорганические и органические вещества взаимодействуют с липидными компонентами клеточных мембран, что определяет их проникновение в клетку и дальнейшую биотрансформацию.

Биотрансформация органических чужеродных соединений как правило подразделяется на две фазы. В реакциях первой фазы основная нагрузка приходится на семейство микросомальных ферментов цитохрома Р-450, локализованных в гладком эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов. Кроме того, превращение ксенобиотиков катализируют и ферменты, содержащиеся в плазме крови, цитозоле и митохондриях паренхиматозных органов. В первой фазе молекула яда в результате реакций восстановления, окисления, гидролиза, гидратации, дегалогенирования и др. получает функциональные группы, необходимые для второй фазы конъюгации. Образование промежуточных продуктов метаболизма иногда сопровождаются не снижением, а повышением токсичности. Так, тиофос образует в организме более токсичный параоксон.

Вторая стадия включает реакции синтеза (конъюгации) интермедиатов или поступивших ядов с эндогенными соединениями – глюкурановой, серной, уксусной кислотами, аминокислотами, глутатионом, а также реакции метилирования. В результате этих реакции ксенобиотики превращаются в более полярные (более растворимые) и как правило менее токсичные вещества, молекулярная масса и размеры молекул ксенобиотиков увеличиваются, улучшается их выведение из организма через почки, желудочно-кишечный тракт, кожу, легкие. Через легкие выделяются летучие соединения, резорбированные и циркулирующие в крови яды выделяются почками путем пассивной фильтрации в почечных клубочках, пассивной канальцевой диффузии и активным транспортом. Возможно выделение ядов потовыми железами, через кожу, сальными железами. Метаболиты образующиеся в печени, как и многие яды выделяются с желчью в кишечнике. Такой путь выведения характерен для металлов (ртуть, свинец, марганец и др.). Обратная резорбция металлов из кишечника в кровь и из крови в печень обуславливает кишечно-почечную циркуляцию металлов, которая и определяет в итоге долю металла, выводимую кишечником.

Циркуляция, превращение и выведение токсичных веществ отражают совокупность явлений, происходящих с ядом в организме, и определяют токсикокинетику процессов детоксикации, т. е., кинетику (динамику) прохождения вещества через организм.

Промышленные яды в зависимости от дозы и условий воздействия (концентрация/доза/время) могут вызвать острые и хронические отравления. Острое отравление – отравление, возникшее от однократного воздействия яда или нескольких доз в течение рабочего дня. Хроническое отравление – отравление, вызванное многократным в течение длительного времени действием малых доз вещества, каждая из которых вреда организму не наносит.

При воздействий промышленных веществ может развиться любой из известных патологических процессов – воспаление, дистрофия, сенсибилизация, фиброз, повреждение хромосомного аппарата клетки, канцерогенный эффект и др. При этом каждое вещество обладает как собственным, характерным для него, действием на организм, так и проявляет свойства, присущие химическому классу (группе), к которому оно относится.

Среди промышленных веществ выделяют раздражающие, нейротропные, почечные яды, яды крови, аллергены, мутагены, канцерогены, тератогены и некоторые другие. Это деление указывает на избирательный характер действия яда, которое проявляется при действии его в минимальных количествах. В более высоких дозах (концентрациях) или при действии вещества длительное время развиваются признаки общетоксического действия. Раздражающими веществами, вызывающими воспаление на месте контакта, являются хлор, сернистый ангидрид, двуокись азота, кислоты, щелочи и др. Преимущественное поражение нервной системы характерно для органических растворителей, некоторых металлов. К гепатотропным ядам относятся четыреххлористый углерод, аллиловый спирт и т. д.; выраженными аллергенными свойствами обладают хром, бериллий, формальдегид и др.; этиленгликоль и мышьяковистый водород действуют преимущественно на почки. К веществам, обладающим мутагенным, тератогенным, канцерогенным и гонадотропным эффектами, относятся бенз(а)пирен, никель, шестивалентный хром, гидразин и его производные, этиленамин, органические перекиси.