Токсичные соединения
3.5. Токсичные химические вещества и их поражающее действие
3.5. Токсичные химические вещества
Токсичные химические соединения
У разных людей отмечается разная интенсивность ответной реакции организма на токсичные химические вещества, а индивидуальная восприимчивость с возрастом изменяется. Это может быть вызвано рядом факторов, способных влиять на скорость абсорбции, распределение в организме, биотрансформацию и/или скорость выведения конкретного химического вещества. Кроме известных факторов наследственности, которые, как это было показано, связаны с повышенной чувствительностью людей к токсичности химических веществ (см. «Генетические детерминанты токсической ответной реакции»), также можно назвать следующие: характерные черты телосложения, связанные с возрастом и полом; предшествующие заболевания или снижение функции органов (неврожденные, т. е. приобретенные); пищевые привычки, курение, употребление алкоголя и лекарственных препаратов; сопутствующее воздействие биотоксинов (различных микроорганизмов) и физиологические факторы (радиация, влажность, чрезмерно низкая или высокая температура или барометрическое давление, особенно парциальное давление газа), а также сопутствующие физические нагрузки или ситуации, связанные с физиологическим стрессом; предыдущее воздействие конкретных химических веществ на производстве или загрязнителей окружающей среды, особенно сопутствующее воздействие других химических веществ, не обязательно токсичных (например, необходимые металлы). Возможное воздействие вышеперечисленных факторов на повышенную либо пониженную чувствительность организма к негативным эффектам на здоровье, а также механизмы их воздействия характерны для конкретного химического вещества. Таким образом, в настоящем разделе будут рассмотрены лишь наиболее общие факторы, основные механизмы и некоторые характерные примеры, тогда как подробную информацию о конкретных химических веществах можно найти в других разделах настоящей Энциклопедии.
Различия в чувствительности, связанные с полом, отмечаются при воздействии многих химических веществ (около 200), причем различия встречаются у многих видов млекопитающих. По-видимому, мужчины, в целом, более чувствительны к почечным токсинам, а женщины — к печеночным токсинам. Причина различной ответной реакции у мужчин и женщин должна быть связана с различиями в ряде физиологических процессов (например, женщины способны дополнительно выводить из организма некоторые токсичные химические вещества с менструальной кровью, грудным молоком и/или путем переноса их в плод, при этом подвергаясь дополнительному стрессу во время беременности, родов и лактации), активности ферментов, генетических восстановительных механизмов, гормональных факторов либо в присутствии относительно больших запасов жира у женщин, что приводит к повышенной аккумуляции некоторых липо-фильных токсичных химических веществ, таких как органические растворители и некоторые лекарственные средства.
Подсемейство CYP1A состоит из двух ферментов человека и других млекопитающих: согласно стандартной номенклатуре Р450 они обозначаются CYP1A1 и CYP1A2. Эти ферменты представляют значительный интерес, так как они участвуют в метаболической активации многих проканцеро-генов, а также индуцируются рядом соединений, представляющих интерес для токсикологии, включая диоксин. Например, CYP1A1 метаболически активизирует многие соединения, обнаруживаемые в табачном дыме. Фермент CYP1A2 метаболически активизирует многие ариламины - ассоциируемые с раком мочевого пузыря — часто встречающегося у работников, занятых в производстве химических красителей. Фермент CYP1A2 также метаболически активизирует 4-(ме-тилнитрозамин)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), нитроза-мин — производный табака. Высокая концентрация ферментов CYP1A1 и CYP1A2 также имеет место в легких курильщиков из-за индукции полициклических углеводородов, присутствующих в табачном дыме. Таким образом, уровень активности CYP1A1 и CYP1A2 является важной детер-минантой индивидуальной реакции на многие потенциально токсичные химические вещества.
Генетическая токсикология, по определению, является изучением того, как химические или физические агенты воздействуют на сложные процессы наследственности. Гено-токсичные химические вещества определяются как соединения, способные изменить наследственный материал живых клеток. Вероятность того, что конкретное химическое вещество вызовет генетическое поражение, в конечном счете зависит от ряда переменных, включая уровень воздействия химического вещества на организм, распределение и удержание химического вещества по мере попадания в организм, эффективность систем метаболической активации и/или де-токсикации в тканях-мишенях, а также способность химического вещества или его метаболитов создавать критические макромолекулы внутри клетки. Вероятность того, что генетическое поражение клетки вызовет заболевание, в конечном счете, зависит от характера поражения, способности клетки восстанавливать или усиливать генетическое поражение, возможности выражать любые внесенные изменения, а также способности организма обнаруживать и подавлять размножение аномальных клеток.
Химические вещества могут оказывать вредное воздействие на нервную систему в результате действия на любую из нескольких клеток-мишеней или биохимические процессы в центральной или периферийной нервной системе. Токсические эффекты на другие органы также могут оказывать действие на нервную систему, в качестве примера можно привести энцефалопатию. Проявления нейротоксичности включают влияние на способность к обучению (включая знания, память и интеллектуальные способности), соматосенсорные процессы (включая восприятие и проприорецепцию), двигательные функции (включая равновесие, походку и контроль движений), эмоциональные реакции (включая состояние личности и эмоциональность) и автономные функции (нервный контроль эндокринной функции и систем внутренних органов). Токсическое действие химических веществ на нервную систему часто зависит от степени восприимчивости и возраста: в процессе развития центральная нервная система может быть особенно чувствительна к токсическому поражению из-за затянувшегося процесса клеточной дифференциации, миграции и межклеточных контактов, происходящих в организме человека (ОТА, 1990). Кроме того, цитотоксиче-ское поражение нервной системы может иметь необратимый характер, так как нейроны после эмбриогенеза не восстанавливаются. Хотя центральная нервная система (ЦНС) в некоторой степени защищена от контакта с абсорбированными соединениями системой уплотненных клеток (гематоэнце-фалический барьер, состоящий из клеток эндотелия капилляров, подстилающих сосудистую сеть головного мозга), токсичные химические вещества могут проникать в ЦНС посредством трех механизмов: 1) растворители и липофиль-ные соединения могут проникать через клеточные мембраны; 2) некоторые соединения могут связываться с белками, переносящими эндогенные вещества, которые снабжают ЦНС питательными веществами и биомолекулами; 3) малые белки при ингаляции могут непосредственно попадать в обонятельные нервы и поступать в головной мозг.
Таблица 39.10 дает некоторые примеры типичных крупных химических аварий, произошедших в результате взрывов. В таблица 39.11 перечислены некоторые случаи крупных пожаров. В промышленности пожары случаются чаще взрывов и токсичных выбросов, хотя последствий с точки зрения гибели людей, как правило, меньше. Вероятно, объяснением могут служить лучшая профилактика и подготовленность к авариям. В таблице 39.12 перечислены некоторые крупные промышленные аварии, связанные с токсичными выбросами различных химических препаратов. Хлор и аммиак — токсичные химические вещества, чаще всего используемые в опасно больших количествах, и оба препарата имеют историю крупных аварий. Выброс огнеопасных или токсичных веществ в атмосферу также может привести к пожарам.
Количество отходов, производимых человеческим обществом, возрастает. Производственные и бытовые твердые отходы являются серьезной практической проблемой многих местных органов управления. Промышленные отходы обычно по объему бывают меньше, но в них более вероятно содержание опасных материалов, таких как токсичные химические вещества, горючие жидкости и асбест. Хотя общий объем промышленных отходов меньше, чем бытовых, удаление опасных промышленных отходов представляет более серьезную проблему в сравнении с бытовыми отходами, по причине их опасности для здоровья и риска загрязнения окружающей среды.
Теперь токсичные химические препараты чаще встречаются в повседневной жизни, чем в прошлом. Многие химические заводы или места удаления отходов, которые когда-то были изолированы или размещались на окраине города, оказались теперь внутри территории городов из-за роста пригородов. Теперь эта проблема более близка обществу, чем в прошлом. Некоторые сообщества сложились в непосредственной близости от старых мест захоронения отходов. Хотя происшествия, в которые вовлечены опасные вещества, принимают разные формы и могут быть очень индивидуальны, в подавляющее большинство обычно вовлечен относительно узкий спектр опасных веществ: растворители, краски и покрытия, растворы солей металлов, полихлорбифенилы, пестициды, кислоты и щелочи. В исследованиях, проводимых в США в местах захоронения отходов, требующих вмешательства государства, были обнаружены следующие десять опасных веществ: свинец, мышьяк, ртуть, хлористый винил, бензол, кадмий, полихлорбифениловые соединения, хлороформ, бензопирен и трихяорэтилен. И все же хром, тетрахлорэтилен, толуол и ди-2-этилгексилфталат также выделялись при таких исследованиях. Химические отходы могут быть различными по происхождению, которое зависит от конкретной ситуации, но обычно они состоят из отходов гальванических производств, неиспользуемых химических веществ, отходов химического производства и растворителей этих отходов.
Основа химического оружия — отравляющие вещества (ОВ), представляющие собой ядовитые (токсичные) соединения, применяемые для снаряжения химических боеприпасов. Они предназначаются для поражения незащищенных людей, животных и способны заражать воздух, продовольствие, корма, воду, местность и предметы, расположенные на ней.
няют быстрогорящие материалы, вьщеляющие при горении токсичные соединения. Каждый третий пожар возникает из-за неисправности бытовых приборов. При сгорании телевизора в помещение выделяются оксид углерода, стирол, формальгид, фенол. В 1988 г. по этой причине погибли 217 человек.
Газовая и плазменная резка металлов сопровождается выделением пыли и вредных газов. Пыль представляет собой конденсат оксидов металлов, размер частиц которого не превышает 2 мкм. Химический состав пыли определяется главным образом маркой разрезаемого материала. При резке обычно выделяются токсичные соединения хрома и никеля, марганец, вредные газы — оксид углерода и оксиды азота, а при плазменной резке образуется еще и озон. 268
ющие при горении токсичные соединения. Каждый третий пожар возникает из-за неисправности бытовых приборов. При сгорании телевизора в помещение выделяются оксид углерода, стирол, формальдегид, циановодород, фенол. В 1988 г. по этой причине погибли 217 чел.
Общая схема канализирования и очистки сточных вод цехов гальванических покрытий, рекомендуемая СЭВ, приведена на рис. 5.8. Очистка цианосодержащих сточных вод производится в основном реагентными методами и заключается в окислении комплексных и свободных цианидов в менее токсичные соединения — цианиты или азот и углекислый газ. В качестве окислителей применяют жидкий хлор, хлоридную известь, гипохлориты натрия, кальция и магния, озон, перманганат калия, сернокислое железо и т. д. В отдельных случаях очистка цианосодержащих сточных вод производится методом ионного обмена или электродиолиза.
В производстве ацетилена образуются газовые смеси, содержащие взрывоопасные вещества (ацетилен, водород, метан и др.) и токсичные соединения (например, окись углерода). При получении ацетилена применяются различные органические растворители, также являющиеся горючими жидкостями (диметилформамид, N-метилпирролидон) или легковоспламеняющимися жидкостями (метанол). Наиболее токсичны из этих растворителей диметилформамид и метанол. При авариях или неправильной эксплуатации наличие в производственном цикле перечисленных веществ может явиться причиной отравлений, ожогов и других несчастных случаев.
Определение в воздухе. Определение общего количества хлора и пересчет- на наиболее токсичные соединения смеси (Поляк и др.).
На пожарах ежегодно погибают около 8,5 тыс. чел. и получают травмы более 10 тыс. (данные по СССР за 1988 г.). Для сравнения, в США ежегодно гибнет около 6 тыс. чел. Основная часть людей гибнет на пожарах ( особенно крупных ) из-за отсутствия или загромождения путей эвакуации, удушья, поскольку при строительстве все еще применяют быстрогорящие материалы, выделяющие при горении токсичные соединения. Каждый третий пожар возникает из-за неисправности бытовых приборов. Особенно часто горят телевизоры. В 1988 г. по этой причине погибли 217 чел. При сгорании телевизора " Электрон" в помещение выделяются: оксид углерода, формальдегид, цианистый водород, фенол (Неделя, 1989. - № 32 ).
Уменьшение случаев хронических и острых отравлений может быть достигнуто устранением из процесса высокотоксичеоких веществ или заменой их на менее токсичные соединения (запрещение применения четыреххлориетого углерода в качестве растворителя, замена бензола и дихлорэтана бензином или спиртом). Ту же цель преследует гигиеническая стандартизация химической продукции, лимитирующей содержание вредных примесей (содержание бензола в бензине — растворителе должно быть не более 0,7—0,9%).
рода, ртути, свинца, наркотический и снотворным ве-шествам более устойчивы самки животных, в то время как самцы устойчивее самок к ФОС, никотину, стрихнину, некоторым мышьяковистым соединениям. При объяснении такого рода явлений надо учитывать по крайней море 2 фактора. Первый — это существенные различия особей разного пола в скорости биотрансформации ядовитых веществ в клетках печени. Не следует забывать, чт<) в итоге этих процессов в организме могут образовываться еще более токсичные соединения и именно они могут в конечном счете определять быстроту наступления,, силу и последствия токсического эффекта. Вторым фактором, определяющим неодинаковое реагирование животных разного пола на одни и те же яды, надо считать биологическую специфику мужских и женских половых гормонов.-Их роль в формировании устойчивости организма к вредным химическим агентам внешней среды подтверждается, например, таким фактом: у неполовозрелых особей различия в чувствительности к ядам между самцами и самками практически отсутствуют и начинают проявляться лишь при достижении ими половой зрелости. Об этом же свидетельствует и следующий пример: если самкам крыс вводить мужской половой гормон тестостерон, а самцам — женский половой гормон эстрадиол, то самки начинают реагировать на некоторые яды (например, наркотики) как самцы, и наоборот. Клинико-гигиенические и экспериментальные данные свидетельствуют о более высокой чувствительности к ядам детей, чем взрослых, что принято объяснять своеобразием нервной и эндокринной систем детского организма, особенностями вентиляции легких, процессов всасываемости в желудочно-кишечном тракте, проницаемости барьерных структур и др. Но все же, как и для понимания причин половых различий в чувствительности к ядам, надо прежде всего иметь в виду низкую активность биотрансформа-цпоннЫх печеночных ферментов организма ребенка, из-за него он хуже переносит такие яды, как никотин, алкоголь, свинец, сероуглерод, а также сильнодействующие лекарства (например, стрихнин, алкалоиды опия) и многие другие вещества, которые обезвреживаются главным образом в печени. Но к некоторым токсичным химическим е гейтам дети (равно как и животные раннего возрасти) оказываются даже более устойчивымиг чем взрослые.
Основная часть людей гибнет на пожарах (особенно крупных) вследствие отсутствия или загромождения путей эвакуации, из-за удушья, поскольку при строительстве все еще применяют быстрогоря-щие материалы, выделяющие при горении токсичные соединения. Каждый третий пожар возникает из-за неисправности бытовых приборов. При сгорании телевизора в помещение выделяются оксид углерода, стирол, формальдегид, фенол. В 1988 г. по этой причине погибли 217 человек.
 Читайте далее:
 Транспортеры рольганги
Транспортировки обезвреживания
Технических подпольях
Транспортных коммуникаций
Транспортных происшествий
Транспортными средствами
Транспортное оборудование
Трубопроводов находящихся
Травматизма показывает
Травматизма связанного
Травмированию работающих
Требований биологической
Требований настоящей
Требований нормативно
Требований промышленной
|
