Классификация токсикантов: неорганические токсиканты естественного происхождения, органические токсиканты естественного происхождения
В качестве токсикантов могут выступать практически любые соединения различного строения, если, действуя на биологические системы не механическим путем, они вызывают их повреждение или гибель. В настоящее время известны тысячи химических веществ, используемых человеком в быту, медицине, на производстве, в сельском хозяйстве. Поскольку, как следует из определения, по сути, любое из химических веществ при тех или иных условиях может вызвать токсический процесс, полная классификации токсикантов возможна только на принципе их химического строения. Среди многочисленных неорганических соединений естественного происхождения, вероятно, наибольшее токсикологическое значение имеют металлы и их соединения, а также газообразные вещества - поллютанты атмосферного воздуха и воздуха производственных помещений. Наибольшее токсикологическое значение имеют ртуть, кадмий, хром, мышьяк, свинец, цинк, медь, и др. В группу газообразных входят вещества, находящиеся в газообразном состоянии при нормальной температуре и атмосферном давлении, а также пары летучих жидкостей. Среди веществ, представляющих наибольшую опасность: монооксид и диоксид углерода, сероводород, оксиды азота, озон и др.Результатом горения топлива является образование большого количество оксидов углерода, азота, серы. Эксплуатация транспортных средств приводит к выбросу в атмосферу свинца, углеводородов. Производства – основной источник кислот, растворителей, хлора, аммиака. Токсичные газообразные вещества в бытовых условиях образуются при приготовлении пищи, курении, эксплуатации бытовой техники.
|
|
|
Основными природными источниками органических соединений являются залежи угля, нефти, вулканическая деятельность. Помимо предельных и непредельных алифатических углеводородов, среди представителей группы отличаются своей токсичностью полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Эти вещества также выделяются при неполном сгорании органических материалов и обнаруживаются в дыме при горении древесины, угля, нефти, табака, а также в каменноугольной смоле и жареной пище. Поскольку отдельные ПАУ являются канцерогенами, их рассматривают как опасные экотоксиканты.
5. Классификация токсикантов: синтетические токсиканты, органические растворители, лекарства, пищевые добавки, косметика, боевые отравляющие вещества (БОВ)
Токсикант - ядовитое для организма вещество. Подавляющее большинство известных химических соединений получены синтетическим путем. Нет такой области деятельности, в ходе которой современный человек не контактировал бы с химическими веществами. Некоторые группы веществ, несмотря на их широчайшее использование, в силу высокой биологической активности требуют особого внимания со стороны токсикологов. Это прежде всего пестициды, органические растворители, лекарства, токсичные компоненты различных производств, побочные продукты химического синтеза и т. д. Органические растворители представляют собой вещество органического происхождения, обладающее способностью растворять различные соединения.
|
|
|
Многие растворители представляют собой продукты нефтяного происхождения, например, нефрас и уайт-спирит. Другие являются спиртами, эфирами, кетонами. Растворители используются в жидком виде. Растворители могут состоять из одной или нескольких составных частей. Органические растворители представляют собой легковоспламеняющиеся жидкости и требуют соблюдения определенных правил при работе, хранении и транспортировке. Органические растворители проникают в организм через органы дыхания (в виде паров) и кожные покровы. Вещества этой группы оказывают на организм наркотическое и раздражающее действие, вызывают поражение нервной и кроветворной систем и паренхиматозных органов. Количество лекарств, выпускаемых в мире, составляет десятки тысяч тонн веществ многих сотен наименований. Практически любое лекарственное средство обладает токсичностью, и при неправильном его использовании может вызвать неблагоприятные реакции. В настоящее время ни один медикамент не разрешается к применению до исчерпывающего изучения его переносимости,определения оптимальных доз и схем использования по программам, утвержденным специальными государственными структурами. Тем не менее число отравленных лекарствами неизменно растет. Первое место как причина самоотравления занимают такие психофармакологические средства, как барбитураты, бензодиазепины, трициклические антидепрессанты. Еще одна токсикологическая проблема, связанная с использованием лекарств, – это наличие у многих из них так называемых побочных, то есть нежелательных, эффектов. Как правило, лекарство, принося пользу в одном, наносит ущерб в другом. Существуют весьма опасные медикаментозные средства, использование которых сопряжено с существенным риском. Оправданием их применения является угроза жизни пациента и отсутствие других медикаментозных средств, устраняющих эту угрозу. К числу таких средств относятся прежде всего противоопухолевые препараты. Столь же тщательную проверку на токсичность, проходят косметические средства и пищевые добавки. Острые отравления этими веществами практически не отмечаются. Однако у особо чувствительных лиц возможны неблагоприятные реакции, связанные с сенсибилизацией организма, особенно при длительном воздействии.
|
|
|
|
|
|
В ходе Первой мировой войны было применено около 130 тысяч тонн высокотоксичных соединений примерно 40 наименований. В годы Второй мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже и других странах, были созданы чрезвычайно токсичные фосфорорганические отравляющие вещества. В качестве БОВ в различное время испытывались такие вещества, как хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин, мышьяковистый водород, синильная кислота, хлорциан, и многие другие. В 1993 году в Париже была принята Конвенция о запрещении применения, разработки и накопления химического оружия. В настоящее время конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие годы предполагается уничтожить запасы химического оружия на планете.
Механизмы токсичного действия. Действие токсиканта на элементы межклеточного пространства, взаимодействие токсикантов с нуклеиновыми кислотами, взаимодействие токсикантов с белками.
Взаимодействие токсиканта или продуктов его превращения в организме со структурными элементами биосистем, лежащее в основе развивающегося токсического процесса, называется механизмом токсического действия. Взаимодействие осуществляется за счет физико-химических и химических реакции. Токсический процесс, инициируемый физико-химическими реакциями, как правило, обусловлен растворением токсиканта в определенных средах (водной или липидной) клеток и тканей организма. Чаще в основе токсического действия лежат химические реакции токсиканта с определенным структурным элементом живой системы. Структурный компонент биологической системы, с которым вступает в химическое взаимодействие токсикант, называется его "рецептором" или "мишенью". Механизмы токсического действия подавляющего большинства химических веществ в настоящее время неизвестны. Попав в межклеточную жидкость, токсикант может изменять её физико-химические свойства, вступать в химическое взаимодействие с её структурными элементами. Изменение свойств межклеточной жидкости немедленно приводит к реакции со стороны клеток. Возможны следующие механизмы токсического действия, обусловленные взаимодействием токсиканта с компонентами межклеточной жидкости:1) Электролитные эффекты - нарушение электролитного состава, нарушение ионного баланса.2) рН-эффекты.3) Связывание и инактивация структурных элементов межклеточной жидкости и плазмы крови.4) Нарушение осмотического давления. Многие ксенобиотики вступают во взаимодействие с нуклеиновыми кислотами, изменяя их свойства. 1)Химическая модификация нуклеиновых кислот. Токсиканты образуют ковалентные связи с аминогруппами пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в структуру нуклеиновых кислот. Измененные таким образом молекулы ДНК могут подвергаться дальнейшей ферментативной и неферментативной трансформации вплоть до разрушения под воздействием эндонуклеаз. Вещества с бифункциональными активными группами могут образовывать с двунитевой молекулой ДНК перекрестные связи, при этом становиться невозможным расхождение нитей "двойной спирали", необходимое для обеспечения синтеза белков, клеточного деления. Токсиканты способны вступать во взаимодействие не только с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, но и с углеводно-фосфатной основой молекулы нуклеиновой кислоты. При этом происходит её денатурация. 2)Нарушение конформации нуклеиновых кислот. Многие ксенобиотики образуют нековалентные связи с ДНК. При этом меняется конформация макромолекул. Так, известно высокое сродство к нуклеиновым кислотам производных акридина, которые, встраиваясь в молекулу ДНК между соседними парами оснований (интеркалация), изменяют её структуру. Антрациклин, хлорахин, актиномицин и некоторые другие антибиотики также изменяют конформацию нуклеиновых кислот, не образуя с ними ковалентных связей. Нарушение свойств белков химическим веществом возможно различными способами, зависящими как от структуры токсиканта, так и от строения и функций белка. Возможны: денатурация белка, блокада его активных центров, связывание активаторов и молекул, стабилизирующих протеин, и т.д. К числу веществ, денатурирующих белки, относятся крепкие щелочи, кислоты, окислители, ионы тяжелых металлов. В основе денатурации лежит повреждение внутрибелковых связей, поддерживающих вторичную, третичную структуру протеина.
7. Основы токсикометрии. Принципы установления ПДК. Порог вредного действия (однократного и хронического), КВИО, коэффициента запаса, кривая «доза-эффект»
Токсикометрия – это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. Используя целый ряд качественных и количественных критериев, токсикометрия позволяет осуществлять целенаправленный отбор менее токсичных и опасных веществ на стадии синтеза новых соединений для последующего внедрения их в сферу производства и быта. В основе токсикометрии лежит установление (ПДК) вредных веществ в различных средах. Эти ПДК составляют юридическую основу санитарного контроля. ПДК химических соединений во внешней среде - такая концентрация, при взаимодействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни - прямо или опосредованно через экосистемы, а также через возможный экономический ущерб - не возникает соматических (телесных) или психических заболеваний или изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Основанием для установления ПДК является концепция пороговости вредного действия веществ. Порог вредного действия - это минимальная концентрация вещества в объекте ОС, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая паталогия.
Порог токсического действия - наименьшая концентрация или доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на уровне целостного организма, выходящие за пределы приспособительных физиологических реакций.
КВИО - количественная характеристика способности химического вещества вызывать ингаляционное отравление: отношение летучести вещества (максимально достижимой концентрации в воздухе) при температуре 20° к величине его средней смертельной концентрации для мышей.
Для установления величины безопасного гигиенического регламента (ПДК) необходимо уменьшение заведомо токсичной концентрации. Это уменьшение характеризуется коэффициентом запаса, который устанавливается для каждого вещества с учетом количественных и качественных особенностей его действия и определяется отношением минимально действующей концентрации в хроническом опыте к ПДК. Он должен увеличиваться: с увеличением абсолютной токсичности; с увеличением КВИО; с уменьшением зоны острого действия; с увеличением кумулятивных свойств (коэффициент кумуляции, зона хронического действия, зона биологического действия); при значительных различиях в видовой чувствительности подопытных животных; при выраженном кожно-резорбтивном действии (для веществ, находящихся в газовой фазе). Численно коэффициент запаса обычно принимается не менее 3 и не более 20. При развитии необратимых эффектов коэффициент запаса должен быть увеличен.
ПДК= Спор*Кз
где Кз — коэффициент запаса, зависящий от класса опасности вещества.
В случае регламентирования содержания примесей в атмосферном воздухе населенных мест, Кз определяется для веществ:
1-го класса опасности на уровне (как минимум) 7,5;
2-то класса — на уровне 6;
3-го класса — на уровне 4,5;
4-го класса — на уровне 3.
Зависимость "доза-эффект" может быть прослежена на всех уровнях организации живой материи: от молекулярного до популяционного. При этом в подавляющем большинстве случаев будет регистрироваться общая закономерность: с увеличением дозы - увеличивается степень повреждения системы; в процесс вовлекается все большее число составляющих её элементов.
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 97; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!