Пути поступленияхимических веществ в организм:
1. Через дыхательную систему (ингаляционный)
2. Через желудочно-кишечный тракт (алиментарный)
3. Через кожу и слизистые (кожно-резорбтивный)
Поступление химических веществ через легкие.
Через дыхательную систему химические вещества поступают в виде паров и аэрозолей. Такой путь наиболее опасен, так как суммарная площадь поверхности легочных капилляров составляет 100-120 м, поэтому вещество очень быстро всасывается в кровь. Возможность поступления токсического вещества через легкие и скорость всасывания определяется растворимостью вещества и размером его частиц (см. предыдущий вопрос).
Поступление веществ через ЖКТ.
Всасывание веществ начинается уже в ротовой полости. Некоторые вещества всасываются в ротовой полости и при этом не происходит их метаболизма в печени. При попадании в ЖКТ всасывание будет зависеть от рН.
Некоторые вещества могут уменьшать или увеличивать свою токсичность в процессе нахождения в ЖКТ. Например, соли свинца в кислой среде желудка переходят в более растворимые соединения, в результате чего токсичность их увеличивается. Некоторые вещества в кишечнике связываются с ионами кальция, что уменьшает их токсичность.
Надо отметить, что в целом поступление токсических веществ через ЖКТ менее опасно, чем ингаляционное поступление.
Поступление веществ через кожу.
Через неповрежденную кожу в организм могут попадать вещества, обладающие высокой липоидотропностью. При этом поступление может происходить через эпидермис, волосяные фолликулы, сальные железы. После проникновения через кожные покровы (или слизистые) может происходить всасывание вещества в кровь (резорбтивное действие).
Говоря о поступлении токсических веществ в организм, надо отметить, что кроме изолированного попадания в организм какого-то одного химического вещества тем или иным путем возможны следующие варианты:
Ответы на экзаменационные вопросы П часть
1) Комплексное действие - поступление химического вещества в организм из различных сред (с воздухом, водой, пищей). Такое действие наиболее характерно для реальной жизни, так как большинство токсических веществ может содержаться в различных средах одновременно.
2) Комбинированное действие - такое действие, при котором несколько веществ поступает из одной среды (или из воды, или из воздуха, или из пищи). Такое действие также характерно для реальных условий, так как во всех средах содержится несколько токсических веществ.
3) Сочетанное действие. Это такое действие, при котором на организм кроме химических веществ действуют другие факторы, например, физические.
Судьба токсического вещества в организме.
Попадая в кровь, химические вещества могут связываться с альбуминами плазмы и с током крови разноситься по организму. Они могут проникать через барьеры (плацентарный, гематоэнцефалический) и накапливаться в органах и тканях.
Накопление (кумуляция) происходит в несколько фаз:
1. На первом этапе накопление зависит от степени кровоснабжения органа: чем интенсивнее кровоснабжение органа или ткани, тем интенсивнее происходит накопление вещества. Этот эффект носит название динамического равновесия.
2. Фаза статического равновесия. Количество накапливающегося вещества зависит от адсорбционной способности ткани и сродства вещества к лигандам.
Металлы и их соли в основном накапливаются в органах с очень интенсивным метаболизмом, а также там, где они присутствуют в норме как микроэлементы (например, костная ткань). Все вещества накапливаются в печени, где происходит их метаболизм.
Метаболизм токсических веществ в организме носит двухфазный характер:
1. На первом этапе вещество подвергается реакциям окисления, восстановления, гидролиза. В результате появляются новые функциональные группы, обладающие химической активностью и увеличивается полярность вещества.
2. На втором этапе вещество подвергается реакциям конъюгации (ацетилирование, реакции с серной и глюкуроновой кислотами и тд.) с образованием метаболитов, которые не обладают активностью и хорошо выводятся из организма.
Выделение веществ из организма может происходить через легкие, почки, ЖКТ, кожу.
Выделение веществ протекает в 2-3 стадии:
1. Сначала выделяются вещества, которые не метаболизируются
2. Затем выделяются вещества, которые находятся в депо
3. Наконец, выделяются вещества, находящиеся в постоянном депо и хорошо связанные
Через легкие в основном выделяются летучие вещества в неизмененном виде. При этом выделение начинается сразу после прекращения поступления вещества в организм.
Через почки в основном выделяются вещества-метаболиты, находящиеся в крови и не связанные с лигандами. При этом возможны два механизма: простая диффузия и активный транспорт.
Через ЖКТ выделяются все метаболиты, образующиеся в печени.
Кроме выделение с калом, токсические вещества могут выводиться через ротовую полость (соли тяжелых металлов - ртуть, свинец).
Через кожу в основном выделяются летучие химические вещества (например, летучие жирные кислоты).
33. Токсичность и опасность промышленных ядов. Параметры токсикометрии. Понятие о классах опасности. Отдаленные последствия действия химических веществ на организм.
Токсичность химических веществ и ее оценка.
Токсикометрия- определение количественных показателей взаимодействия вещества и организма, т.е. определение токсичности вещества.
Оценка токсичности вещества производится в несколько этапов по различным параметрам (параметры токсикометрии):
1) На предварительном этапе исследовать токсичность вещества можно по его физико-химическим свойствам, структурнойформуле. На основании этих показателей можно ориентировочно определить токсичность вещества. К физико-химическим свойствам относятся температура плавления, молекулярная масса, растворимость, электронная плотность орбиталий и тд. Определение токсичности по структурой формуле производят руководствуясь правилом Ричардсона (см. вопрос № 32).
2) Определение параметров острой токсичности. Эти параметры определяются при экспериментальном исследовании на лабораторных животных при однократном воздействии вещества. Определяют следующие параметры острой токсичности:
• Средняя смертельная доза (LD50) - это доза вещества, вызывающая гибель 50% экспериментальных животных.
• Средняя смертельная концентрация (LC50) - это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных.
• Порог острого действия (Limac) - минимальная концентрация вещества, вызывающая при однократном воздействии изменение показателей жизнедеятельности организма, отличающиеся от нормы.
• Порог кожно-резорбтивного действия. Определяется для веществ, обладающих жирорастворимостью и проникающих через кожу. Порог определяют на крысе, опуская ее хвост в исследуемое вещество и наблюдая изменение в деятельности систем организма животного.
3) Изучение хронического токсического действия. Оно заключается вмоделировании реальных условий поступления вещества в организм: воздействие малых концентраций в течение длительного времени. При этом лабораторные животные длительное время (4 месяца - 1.5 года) подвергаются токсическому воздействию и оценивается состояние их организма (периодически берется анализ крови, оцениваются физиологические характеристики, токсикологические показатели). Определяют, какая минимальная концентрация будет вызывать при длительном воздействии на организм какое-либо отклонение о нормы, т.е. определяют порог хронического токсического действия (Limd,) Это - минимальная доза или концентрация вещества, которая вызывает отклонение изучаемых показателей жизнедеятельности организма от физиологической нормы при длительном воздействии.