Клиника и патологоанатомические изменения при интоксикации ФОС

Токсины химической природы

Токсикокинетика ФОС

Большинство ФОС не ионизируются и обладают значительными липофильными свойствами. В связи с этим при поступлении в организм через желудок, легкие, кожу они легко всасываются.

Всасывание через ЖКТ большинства ФОС протекает относительно быстро и эффективно. Максимальная концентрация в крови для различных ФОС наблюдается от нескольких часов до суток после введения яда и зависит от особенностей строения ФОС, дозы, вида животного и других факторов. Распределение ФОС между различными органами происходит неравномерно. При пероральном введении радиоактивно меченных ФОС вначале отмечается максимальный уровень в печени и легких, затем в крови и несколько позже в других органах.

Всасывание ФОС через легкие происходит быстро и для многих веществ может считаться полным. Рассчитаны коэффициенты поглощенной дозы для некоторых ФОС в зависимости от воздействующей концентрации. Показано, что при воздействии бутифоса, метилмеркаптофоса, хлорофоса, фосфамида в концентрациях от 0,01 до 0,09 мг/м наблюдается полное поглощение их паровой фазы в дыхательных путях животных. Коэффициент поглощения (Kv) равен 1,0. при повышении концентраций от 0,1 до 0,69 мг/м поглощается не все количество вещества, содержащееся в воздухе. В этом случае Kv для различных веществ составлял 0,53-0,83.

При дермальном пути поступления степень поглощения вещества зависит от дозы, концентрации, площади, целостности и состояния кожи, гидрофобности вещества, присутствия растворителей и эмульгаторов, которые могут способствовать всасыванию. Концентрация вещества в крови нарастает плавно, максимальный подъем определяется спустя несколько дней. Для высоколипофильных веществ, не проходящих стадию первичных метаболических превращений в печени (DEF,EPM), всасывание через кожу очень значительное, и их токсичность может быть такой же, как и при пероральном поступлении.

Наиболее опасный путь поступления ФОС - внутривенный. При внутривенном введении сразу создается высокая концентрация вводимого вещества в крови, что приводит к выраженному токсическому эффекту. Однако высокий уровень вещества сохраняется недолго. Дихлофос в дозе 1 мг/кг при внутривенном введении коровам снижал активность холинэстераз на одну треть. Та же доза дихлофоса, введенная под кожу или перорально, была неэффективной. Показано, что при внутривенном введении легкие являются своеобразным депо для ФОС, которые сорбируются на поверхности легочных капилляров. При этом концентрация ФОС в легких в 20-30 раз превышает уровень равномерного распределения.

В зависимости от введенной дозы, пути поступления, липофильности ФОС изменяются их распределение и накопление в различных органах и тканях. При дробном введении некоторых веществ может проявляться большой токсический эффект, чем от той же дозы, введенной одномоментно/ Распределение ФОС в различных органах и тканях организма также зависит от способности проникать через мембраны и гистогематические барьеры и неспецифической сорбции на мембранах, с белками и липопротеидами.

Большие концентрации ФОС обнаруживаются в печени и легких как первых органах на пути поступления веществ в организм и могут значительно превышать их содержание в крови в ранние сроки после введения. Высокие концентрации ФОС также отмечаются в почках. Более низкие концентрации обнаруживаются в жировой клетчатке, коже, мышцах, сердце, мозге, костях, в стенке желудка и составляют величины, в 20-3 раза меньшие, чем в крови.

Однако вещества с выраженными липофильными свойствами, содержащие циклическую структуру (аббат, корал, дурсбан, циклофос и др.), способны накапливаться в жировой ткани в неизменном виде и их содержание может составлять до 43% введенной дозы.

Независимо от способа введения концентрации многих ФОС в мозге значительно меньше, чем в других тканях. Это связанно с тем, что гематоэнцефалический барьер наиболее трудно проницаем для ФОС.

Значительное влияние на проницаемость ФОС через гематоэнцефалический барьер оказывают липофильность молекулы ингибитора и наличие в ней заряда. Чем выше липофильность вещества, тем больше оно проникает в мозг. ФОС, имеющие положительный заряд, практически не способы проникать в мозг. С увеличением дозы снижается роль гистогематических барьеров в распределении ФОС в организме и их распределение между органами приближается к равномерному.

Исследованиями на экспериментальных животных показано, что большая часть меченной радиоактивными изотопами дозы ФОС выводится с мочой и меньшая с воздухом и экскрементами. Некоторые соединения выделяются также с молоком.

Большинство ФОС быстро метаболизируются и выводятся из организма; скорость выведения обычно достигает пика за 2 дня, затем быстро снижается, однако не достигает нуля из-за накопления в жировой ткани и связывания с различными белковыми структурами.

С увеличением гидрофобности ФОС неспецифическая сорбция на мембранах эритроцитов, белках сыворотки крови (альбуминах), липопротеидах возрастает и носит обратимый характер. Постепенное высвобождение ФОС из связанного состояния может поддерживать свободную концентрацию их в крови, в связи с чем отмечается пролонгирование токсического эффекта.

Метаболизм ФОС

ФОС в организме теплокровных животных и человека могут подвергаться различным химическим превращениям. В результате метаболизма образуются продукты распада, имеющие большую полярность и гидрофильность по сравнению с исходным веществом, что обеспечивает их быстрое выведение почками.

Метаболизм ФОС может протекать по двум направлениям: детоксикации, когда образуются метаболиты, менее токсичные, чем исходное соединение, и активации, когда в ходе метаболических превращений возникают высокотоксичные метаболиты. На самом деле метаболизм ФОС - это сложный биологический процесс, включающий многообразие путей превращения с участием различных ферментных систем организма и направленный на поддержание химического гомеостаза.

Ниже представлены основные типы превращений ФОС в организме животных и человека.

Гидролиз.Гидролитическое расщепление представляет собой наиболее часто встречающийся путь ферментативного превращения ФОС и в большинстве случаев приводит к детоксикации.

Гидролиз ФОС осуществляется ферментами-гидролазами, широко представленными в тканях млекопитающих (печень, плазма, кишечник и др.). В зависимости от места гидролиза в молекуле ФОС выделяют фосфатазы - ферменты, расщепляющие связи при атоме фосфора; карбоксилэстеразы, действующие на сложноэфирные связи; карбоксиламидазы, осуществляющие гидролиз карбоксиламидной связи.

В результате ферментативного гидролиза образуются ионизированные продукты, обладающие большей гидрофильностью и лишенные антихолинэ- стеразных свойств.

Метаболизм ФОС, содержащих галоидангидридную связь (ДФФ, табун, зарин, зоман и др.), осуществляется путем гидролиза ангидридной связи при помощи ферментов, известных как А-эстеразы или фосфорилфосфатазы. Образующиеся диалкилфосф(он)аты чаще всего не подвергаются дальнейшим превращениям и выводятся в основном с мочой.

Гидролиз эфирных связей карбоновых кислот и карбоксиламидных связей в ФОС может катализироваться карбоксилэстеразами (В-эстеразами). Наиболее изучен гидролиз подобным путем у малатиона. Важность этого пути метаболизма подтверждается тем фактом, что при ингибировании карбоксилэстераз тканей токсичность малатиона повышается в 100 раз.

Трансферазные реакции. Трансферазы локализованы в печени и некоторых других тканях, участвуют в отщеплении в молекуле ФОС алкильных и арильных радикалов с последующей конъюгацией их с глутатионом или серной кислотой. Реакции конъюгации способствуют выведению первичных продуктов метаболизма, которые обычно не обладают антихолинэстеразной активностью и менее токсичны.

Биологическое окисление. Большую роль в биологическом окислении играют ферментные системы, локализованные в эндоплазматическом ретикулуме печени и других органов и имеющие общее название - оксидазы смешанных функций. Реакции окисления чужеродных соединений протекают с участием кофермента - восстановленного никотинадениндинуклеотида (НАДФН₂), иногда НАД Н₂, молекулярного кислорода, цитохромов Ь5 и Р450.

1. Окислительная десульфурация - это реакция отщепления серы, связанной с атомом фосфора, и замена ее кислородом. В результате окислительной десульфурации тио - и дитиофосфаты, не обладающие или имеющие слабую антихолинэстеразную активность, превращаются в кислородные аналоги, с выраженными антихолинэстеразными свойствами. Окислительная десульфурация доказана для метафоса, карбофоса, фосфамида, метилнитрофоса, ЕГ-20 и др. Большая скорость этой реакции наблюдается у насекомых, с чем, вероятно, связана избирательность действия тиофосфатов по отношению к насекомым.

2. Окислительное N-деалкилирование - отщепление алкильных радикалов, связанных с атомом азота. Окислительному N-деалкилированию подвергаются деалкиламидопроизводные кислот фосфора. Реакция протекает поэтапно. Вначале гидроксилируется метильная или этильная группа по а-углеродному атому. Затем следует отщепление алкоксильной группы в виде альдегида. Окислительное N-деалкилирование характерно для дикротофоса, нувакрона, фосфамида, октаметила.

3. Окислительное О-деалкилирование - реакция отщепления алкила, связанного с фосфором через кислород. В результате О-деалкилирования триэфиры преобразуются в диэфиры, обладающие меньшей антихолинэстеразной активностью и токсичностью. В связи с этим процесс превращения ФОС рассматривают как детоксикацию. О-деалкилирование показано для хлорфенвинфоса и гордоны.

4. О-деарилирование - тип окислительного превращения ФОС, представляющий собой отщепление ароматического радикала, связанного с фосфором через кислород. В отличие от О-деалкилирования, которое характерно для фосфатов, эта реакция протекает только с фосфоротиоатами (тионатами). О-деарилирование доказано для тиофоса и базудина. Обычно эта реакция протекает одновременно с окислительной десульфурацией. В отличие от последней, в результате О-деарилирования образуются продукты, лишенные антихолинэстеразных свойств и обладающие меньшей токсичностью.

5. Окисление тиоэфиров. Для алкилмеркаптоалкильных производных кислот фосфора (меркаптофоса, метилмеркаптофоса, тимета, байтекса, дисульфотона и др.) важное значение в их метаболизме имеет окисление сульфидного атома серы в фосфор-серо-углеродной части молекулы. В результате окисления образуются сульфоксиды и сульфоны, являющиеся более активными ингибиторами АХЭ, чем исходное соединение.

6. Окисление алкильных групп. Окисление алкильной группы впервые было установлено для триортокрезилфосфата. Образование циклического соединения идет через стадию гидроксилирования метильной группы с последующей циклизацией. Циклический продукт обладает более выраженной антнхолннэстеразной активностью и токсичностью. Окисление заместителей в алифатическом ядре характерно для диазинона, ТПЭФ, фенитротиона, метилпаратиона. Этот процесс протекает ступенчато с окислением простых алкильных групп до уровня гидрокси-, окси - или кар- боксипроизводных.

Другие виды ферментативных превращений ФОС. Определенную роль в метаболизме ФОС играют также реакции восстановления и дегидрохлорирования.

Реакции восстановления протекают при участии редуктаз, в присутствии кофермента НАДФ. Известны реакции восстановления нитрогруппы в аминогруппу и альдегидной группы в спиртовую. Примером реакции восстановления является восстановление нитрофенольной группы тиофоса, поскольку аминогруппа обладает электронодонорными свойствами и в силу индукционного эффекта снижает величину положительного заряда на атоме фосфора, что делает невозможным взаимодействие аминопроизводного тиофоса с эстеразным центром фермента. Восстановление альдегидной группы антио приводит к образованию фосфамида (диметоата) - более токсичного, чем антио.

Реакции дегидрохлорирования могут протекать в живом организме. Однако доказательств ферментативного характера этого процесса пока не имеется. По данным С.С. Михайлова и И.Г. Щербак, реакция дегидрохлорирования в организме животных может осуществляться спонтанно. В результате дегидрохлорирования хлорофоса образуется более токсичный ДДВФ (дихлофос).

Клиника и патологоанатомические изменения при интоксикации ФОС

Основными причинами интоксикации животных ФОС является контаминация воды, воздуха, кормов, превышающая ПДК и передозировка при обработках.

В растениеводстве и ветеринарии в настоящее время из ФОС (ФОП) применяют такие инсектициды и акарициды, как актеллик, фосбецид, антио, базудин, неоцидол и диазол, Би-58 новый, фосфамид и данадим, дурсбан, пиринекс, золон, карбофос и фуфанон, содержащие действующее вещество малатион, байтекс, лебайцид, сумитион, хлорофос, негувон, хостаквик и циодрин. В качестве гербицидов используют бетанал, глиалку, глипер, глисол, глифоган, глифосат, глифос, раундап, свип и ураган, содержащие действующее вещество глифосат.

В списке пестицидов по состоянию на 2001 г. числится более 25 торговых названий, по соображениям безопасности исключены из списка разрешенных к применению антио, хостаквик, хлорофос.

Клинические симптомы интоксикации обусловлены в основном токсикодинамикой и токсикокинетикой, зависят от дозы, состояния организма и окружающей среды. Различают сверхострую, острую и хроническую формы интоксикации ФОС.

При сверхостром течении симптомы наступают через 15-20 минут после противопаразитарной обработки кожного покрова молодняка крупного рогатого скота раствором хлорофоса, приготовленным на горячей (80-90°С) воде за 12-16 ч до его применения. При этом бывают резкое двигательное возбуждение, угасание зрительных и слуховых рефлексов, нарушение координации движений, резкая ригидность скелетных мышц, безудержное движение вперед. Затем животные падают, и у них наблюдают гиперсалевацию, паралич языка, миоз, затрудненное дыхание. В последующем снижается тонус скелетных мышц, наблюдают судороги конечностей, частую дефекацию и мочеиспускание. Погибают животные через 1-1,5 часа от асфиксии в связи с параличом межреберных мышц (Д.Д. Полоз, 1961).

Острая интоксикация всех видов животных сопровождается пугливостью, тремором скелетных мышц, шаткостью, миозом, слюнно- и слезотечением, усилением перистальтики кишечника, диареей, частым мочеиспусканием. Нарушается координация движений, угасают зрительные и слуховые рефлексы, снижаются кожная чувствительность и нервно- рефлекторная возбудимость. На последних стадиях интоксикации развиваются судороги, парезы, параличи, коматозное состояние.

В зависимости от вида животных имеются некоторые особенности в развитии клиники при отравлении ФОС. Так, у лошадей в начальный период интоксикации отмечают резкое возбуждение, явления бронхоспазма в форме свистящего удушья, усиление потоотделения, паралич языка и нижней губы, спазматические колики; у крупного рогатого скота - слюнотечение, атонию преджелудков и явления асфиксии; у овец - нарушение функции дыхания и развитие отека легких; у свиней - рвоту, явления бронхоспазма, цианоз пяточка и всей поверхности кожного покрова; у кур и уток - судорожное подергивание крыльями, судороги конечностей, цианоз гребешка и сережек.

При хронической интоксикации у животных наблюдают понижение аппетита, общее угнетение, снижение массы тела, миоз, слюнотечение, понижение подвижности, длительную диарею, частое мочеиспускание, мышечную слабость. Смерть животных наступает при значительном истощении, понижении температуры тела и коматозном состоянии.

Клиника интоксикации в значительной степени зависит от химической структуры ФОС. При отравлении животных производными фосфорной и фосфоновой кислот клиника острой интоксикации проявляется резко выраженным нервно-токсическим синдромом. В таких случаях наблюдают возбуждение, миоз, обильное слюнотечение, тремор скелетных мышц, парезы, параличи. При отравлении производными тио- и дитиокислот фосфора нервно-токсический симптомокомплекс выражен неярко. При этом отмечают общее угнетение, снижение аппетита, вялость движений, отсутствие миоза.

При патологоанатомическом вскрытии находят застойную гиперемию печени, почек, селезенки, поджелудочной железы, отек легкого, множественные кровоизлияния под эндокардом и эпикардом, резкое кровенаполнение сосудов брыжейки и кишечника, скопление пенистой жидкости в трахее и бронхах, набухание слизистых оболочек желудка и кишечника (последний четкообразно сокращен).

Диагностируют интоксикации на основании анамнестических данных, определения активности холинэстеразы крови, результатов патологоанатомического вскрытия и определения остатков ФОС в органах и тканях павших и вынужденно убитых животных. Для определения активности холинэстеразы крови в условиях практики наиболее целесообразно применять метод А.А. Покровского. Угнетение активности фермента более чем на 30% дает основание ставить диагноз на отравление ФОС.

Если на основании анамнестических данных не удается установить вид ФОС, то для определения остатков пестицидов в патологическом материале наиболее целесообразно использовать метод тонкослойной хроматографии с энзимным проявителем (М.А. Клисенко, 1983). Если установлен вид пестицида, вызвавший отравление, тогда используют специфические методы на основе тонкослойной и газожидкостной хроматографии.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 548; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!