Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

Опасное химическое вещество (ОХВ) – химическое вещество, прямое или опосредствованное воздействие которого на людей может вызвать острые и хронические их заболевания или гибель.

Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) – опасное химическое вещество, применяемое в промышленности или сельском хозяйстве, при аварийном выбросе которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях.

Яд – вещества вызывающие отравления в малых количествах. Понятие «малое количество» носит субъективный характер. Некоторые яды вызывают смертельные исходы в дозах равных нескольким нанограммам (ботулотоксин), др. вещества (алкоголь) вызывают отравления при поступлении в организм в количестве десятков, сотен грамм.

Впервые на это указал еще в ХV в. известный врач и химик Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (Парацельс): «Все есть яд. Ничего не лишено ядовитости. И только доза делает это вещество или ядом, или лекарством» (например, О₂ – эффективное лечение состояния гипоксии, но высокие концентрации, ГБО могут вызвать тяжелую кислородную интоксикацию; боевое ОВ иприт в разведение с вазелином 1:1000 – мазь «псориазин»). Однако к, ядам в бытовом понимании, принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

Каждому веществу присуща токсичность – т.е. способность, действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, нарушать дееспособность, вызывать заболевание или даже смерть (действуя на биологические системы вызывать их повреждение или гибель). Чем в меньшем количестве они оказывают на биологические системы повреждающее действие, тем они токсичнее (ядовитее).

Токсикант – промышленный яд, вызывающий не только интоксикацию, но провоцирующий и другие формы токсического процесса на разных уровнях биологической организации.

Токсин – яд биологического происхождения.

Токсический процесс – это формирование и развитие реакции биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (нарушению функций, жизнеспособности).

Показатели токсикометрии и критерии токсичности вредных веществ – это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентрации ядов может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и недействующих концентраций и доз, а втором – в виде смертельных концентраций.

Вредное вещество – химическое соединение, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Резорбция – это процесс проникновения токсиканта из внешней среды в кровяное или лимфатическое русло.

При ингаляционном поражении всю толщину альвеолярно-капиллярной мембраны проходят только липофильные вещества, гидрофильные действуют местно. Огромная поверхность альвеол (80-90 м²), разветвленная капиллярная сеть с непрерывным током крови и высокая проницаемость альвеолярно-капиллярной мембраны обеспечивают быстрое всасывание OB в кровь.

Пероральным путём всасываются липофильные и гидрофильные вещества, причем ряд веществ начинают всасываться в полости рта.

Перкутанный путь возможен только для липофильных (жирорастворимые) токсикантов. Водорастворимые (гидрофильные) вещества через кожу не проникают. На участках кожи с истонченным эпидермисом, а также богатых потовыми и сальными железами отравляющие вещества всасываются быстрее. Гиперемия и увлажнение кожи также способствуют более легкому проникновению OB в кровь. Большую опасность представляет попадание OB в рану. В этом случае вследствие быстрого всасывания в кровь симптомы поражения наступают быстрее, чем при любых других путях проникновения в организм.

Местное действие обнаруживается на месте поступления OB и проявляется признаками воспаления и рефлекторными реакциями.

Всосавшееся вещество попадает в кровь и с током крови разносится по организму в свободной и связанной форме (с альбуминами, гликопротеидами и липопротеидами плазмы крови; липофильные вещества проникают через эритроцитарную мембрану и взаимодействуют с гемоглобином).

Депонирование – это накопление и длительное сохранение химического вещества в органах (тканях). В основе депонирования лежат два явления:

- высокое физико-химическое сродство ксенобиотика к неким компонентам биосистемы (напр. избирательное накопление липофильных веществ в жировой ткани);

- кумуляция благодаря избирательному, активному захвату токсиканта клетками органа (напр. печень активно захватывает различные вещества).

Элиминация – совокупность процессов, приводящих к снижению содержания токсиканта в организме. Она включает экскрецию (выведение) ксенобиотика из организма и его биотрансформацию.

Основными органами экскреции являются легкие (для летучих соединений), почки, печень, в меньшей степени слизистая ЖКТ, кожа и ее придатки.

Многие ксенобиотики в организме подвергаются биотрансформации (метаболическим превращениям), основной биологический смысл которой – превращение исходного токсиканта в форму, удобную для скорейшей экскреции. Биотрансформация – ферментативный процесс.

Выделяют 2 фазы биотрансформации:

- I фаза: окисление, восстановление, гидроз, т.е отщепление или присоединение различных групп – метильной, гидроксильной и пр. По окончании этой фазы образуются промежуточные продукты, обладающие высокой биологической активностью (неполярная молекула приобретает заряд). Основные ферменты первой фазы: цитохром Р-450, зависимые оксидазы смешанной функции, флавинсодержащие монооксигеназы смешанной функции – ФМО, алкогольдегидрогеназа – АДГ, альдегиддегидрогеназы и др.

- II фаза – синтетические превращения – реакции коньюгации (метилирование, ацетилирование, образование меркаптосоединений). Активное вещество взаимодействует с эндогенным коньюгатом (агентом). Образуется комплекс – коньюгат-яд, который легко выделяется из организма. Основные ферменты, активирующие процесс 2 фазы: УДФ-глюкуронозилтрансфераза, сульфотрансфераза, ацетил-КоА-амин-N-ацетилтрансфераза, глутатион-S-трансфераза, цистеинконъюгирующие лиазы и др.

Основным органом, метаболизирующим ксенобиотики, является печень. В меньшей степени активные превращения ксенобиотиков идут в легких, почках, кишечнике, коже, селезенке и других тканях. Некоторые вещества метаболизируют в крови. Некоторые вещества не подвергаются биотрансформации.

Ряд веществ вызывают отравления после 1 фазы (метанол – формальдегид) или после 2 фазы (метанол – муравьиная кислота).

Механизм токсического действия – это взаимодействие на молекулярном уровне токсиканта с организмом, приводящее к развитию токсического процесса. Биомишенями для токсикантов могут быть различные ферменты, медиаторы, белки, нуклеиновые кислоты и пр.

Механизмы антагонистических отношений между антидотом и токсикантом:

- химический антагонизм – антидоты непосредственно связываются с токсикантом, при этом осуществляется химическая нейтрализация свободно циркулирующего токсиканта и образование малотоксичного и пр.;

- биохимический антагонизм – вытеснение токсиканта из связи с субстратом и пр.;

- физиологический антагонизм – нормализация функционального состояния субклеточных биосистем;

- препятствие превращению ксенобиотика в высокотоксичные метаболиты (этиловый спирт – метиловый спирт).

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 (99) вредные вещества делятся на 4 класса опасности:

· чрезвычайно опасные (ртуть, этиленамин и т.д.);

· высоко опасные (хлор, фтор, фтористый водород и т.д.);

· умеренно опасные (пластик, метиловый спирт и т.д.);

· мало опасные (аммиак, бензин, ацетон, этиловый спирт и т.д.).

Значительную роль в здоровье человека играет комбинированное действие вредных веществ – это последовательное или одновременное действие нескольких ядов на организм при одном и том же пути поступления.

Типы действия комбинированных ядов (в зависимости от эффектов токсичности):

· аддитивный – суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов;

· потенцированный – компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого;

· антагонистический – компоненты смеси действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого;

· независимый – преобладают эффекты более токсичного вещества.

Механизм формирования и развития токсического процесса, прежде всего, определяется строением вещества и его действующей дозой. Проявление токсического процесса (или последствия его токсического действия) исследуются на клеточном, органном, организменном, популяционном уровне.

Если токсический эффект изучают на уровне клетки (как правило в опытах in vitro), то судят о цитотоксичности вещества.

Токсический процесс на клеточном уровне проявляется:

· обратимыми структурно-функциональными изменениями клетки (изменение формы, количества органелл, сродства к красителям и т.д.);

· преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз);

· мутациями.

Проявления токсического процесса на отдельных органах и системах при исследовании позволяет судить об органной токсичности соединений. В результате таких исследований регистрируют проявление гепатотоксичности, гематотоксичности, нефротоксичности и т.д., т.е. способность вещества, действуя на организм, вызывать поражение того или иного органа (системы).

Токсический процесс со стороны органа или системы проявляются:

· функциональными реакциями (миоз, спазм гортани, одышка, кратковременное падение артериального давления, учащение сердечного ритма и т.д.);

· заболевание органа (как установлено, различные вещества способны инициировать самые разные виды патологических процессов);

· неопластическими процессами.

Токсическое действие веществ, регистрируемое на популяционном и биогеоценотическом уровнях, может быть обозначено как экотоксическое.

Экотоксичность на уровне популяции проявляется:

· ростом заболеваемости, смертности, числа врожденных дефектов, уменьшением рождаемости;

· нарушением демографических характеристик популяции (соотношение возрастов, полов и т.д.);

· падением средней продолжительности жизни членов популяции, их культурной деградацией.

Формы токсического процесса, выявляемые на уровне целостного организма множественны и могут быть классифицированы следующим образом:

· интоксикации – болезни химической этиологии;

· транзиторные токсические реакции – быстро проходящие, не угрожающие здоровью населения, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (например, раздражение слизистых оболочек);

· аллобиотические состояния – наступающее при воздействии химического фактора изменение чувствительности организма к инфекционным, химическим, лучевым, другим физическим воздействиям и психогенным нагрузкам;

· специальные токсические процессы – беспороговые, имеющие длительный скрытый период, развивающиеся, как правило, в сочетании с дополнительными факторами (например, канцерогенез).