Общая классификация факторов, определяющих развитие отравлений

I	Основные факторы, относящиеся к ядам: - физико-химические свойства; - токсическая доза и концентрация в биосредах; - характер связи с рецепторами токсичности; - особенности распределения в биосредах; - степень химической чистоты и наличие примесей; - устойчивость и характер изменений при хранении.
II	Дополнительные факторы, относящиеся к конкретной «токсической ситуации»: - способ, вид и скорость поступления в организм; - возможность к кумуляции и привыкание к ядам; - совместное действие с другими токсичными веществами.
III	Основные факторы, характеризующие пострадавшего: - видовая чувствительность; - влияние массы тела, питания и физической нагрузки; - половая принадлежность; - возрастные особенности; - индивидуальная вариабельность и наследственность; - влияние биоритмов; - возможность развития аллергии и токсикомании; - общее состояние здоровья пострадавшего.
IV	Дополнительные факторы, влияющие на пострадавшего: - температура и влажность окружающего воздуха; - барометрическое давление; - шум и вибрация; - лучистая энергия и пр.

 

Основными факторами следует считать определенные качества ядов и организма пострадавшего, а дополнительными - прочие факторы окружающей среды и конкретно сложившейся «ток­сической ситуации». С точки зрения решающего влияния на характер и выраженность отравлений, указанное разделение факторов на основные (внутренние) и дополнительные (внеш­ние) является чисто условным, но необходимым. В самом деле, влияние дополнительных факторов редко может существенно изменить физико-химические свойства ядов и свойственную им токсичность, но, безусловно, сказывается на клинической карти­не отравления, его тяжести и последствиях.

 

Комбинированное действие ядов

В производственной и окружающей среде часто происходит комбиниро-ванное действие на организм двух или более ядов одновременно. Очень часты комбинации оксида углерода и диоксида серы при взрывных работах; паров бензола, нитробензола и оксидов азота в производстве нитробензола; паров бензола, толуола, ксилола, сероуглерода в коксохимическом производстве. Постоянное применение лекарственных препаратов является дополни­тельным фактором, который может оказывать влияние на токсикодинамику и токсикокинетику различных промышленных химических соединений в орга­низме людей, подвергающихся их воздействию.

Наличие двух или нескольких чужеродных веществ в организме может приводить к изменениям в абсорбции, транспорте, распределении, кумуляции, обмене веществ и выделении каждого из них. Поэтому во всех случаях, когда проводится оценка воздействия химических соединений на рабочих, не­обходимо учитывать комбинированное воздействие и принимать во внимание его последствия.

Комбинированное действие вредных веществ – это одно­временное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления.

Различают несколько видов комбинированного действия ядов.

1. Аддитивное действие – феномен суммированных эффектов. При этом суммарный эффект равен сумме эффектов действующих компонентов. Адди­тивность характерна для веществ однонаправленного действия, когда компо­ненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма, причем при количественно одинаковой замене компонентов друг другом токсичность смеси не меняется. Если в воздухе присутствуют пары двух раздражающих веществ, для которых установлена ПДК = 10 мг/м³ для каждого, то это значит, что в комбинации они окажут такое же действие, как концентрация 20 мг/м³ какого-либо одного из этих веществ.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что в большинстве случаев производственные яды в сочетании действуют по типу суммации.

2. Потенцированное действие (синергизм) – усиление эффекта. Компо­ненты смеси действуют при этом так, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме больше адди­тивного, и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях.

3. Антагонистическое действие – такое действие, при котором эффект комбиниро­ванного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси действуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект – менее аддитивного. Примером может служить антидотное взаимодействие между эзерином и атропином.

4. Независимое действие – комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичного вещества. Комбинации веществ с независимым действи­ем встречаются достаточно часто, например бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыли.

Наряду с комбинированным влиянием ядов возможно их комплексное действие, когда яды поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и ЖКТ, органы дыхания и кожу и т. д.).

Лекция 12

ВЗАИМОСВЯЗЬ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВ С ИХ
ТОКСИЧНОСТЬЮ

План лекций

1. Влияние числа атомов углерода в молекуле вещества.

2. Правило разветвленных цепей.

3. Правило кратных связей.

4. Влияние различных элементов и групп атомов на токсичность вещества.

5. Математическая зависимость «структура – токсичность».

 

История раскрытия связей между химической структурой веществ и их токсичностью насчитывает более ста лет. Изучение этих связей является одной из основных задач общей токсикологии как науки, имеющей профилактическое значение. Отметим основные моменты.

 

Влияние числа атомов углерода в молекуле вещества

По правилу Ричардсона, в гомологическом ряду сила наркотического действия неэлектролитов возрастает с увеличением числа атомов углерода в молекуле. Так, например, наркотическое действие усиливается от пентана (С₅Н₁₂) к октану (С₈Н₁₈), от метилового спирта (СН₃ОН) к аллиловому (С₄Н₉СН₂ОН).

Если принять силу наркотического действия этилового спирта за 1, то сила действия остальных выражается следующим образом: метиловый спирт (СН₃ОН) – 0,8; пропиловый спирт (С₂Н₅СН₂ОН) – 2; бутиловый спирт (С₃Н₇СН₂ОН) – 3; аллиловый (С₄Н₉СН₂ОН) – 4.

Однако правило Ричардсона имеет ряд исключений. Первые представители многих гомологических рядов – производные метана, обладают более сильным общим токсикологическим действием, чем последующие. Так, муравьиная кислота, формальдегид, метанол значительно токсичнее, чем соответственно уксусная кислота, ацетальдегид и этанол. Дальнейшее нарастание наркотического эффекта идет только для определенного ряда, а затем уменьшается, что связано с резким изменением растворимости.

Правило не действует также для углеводородов ароматического ряда.

С учетом этих исключений правило нарастания токсичности в гомологических рядах используется для предсказания токсичности новых веществ при помощи методов интерполяции и экстраполяции; оно может служить ориентиром для выбора в гомологическом ряду органического растворителя с меньшим наркотическим действием.

С усилением наркотического эффекта возрастает и гемолитическое действие веществ.

 

Правило разветвленных цепей

Важно также так называемое правило разветвленных цепей, согласно которому наркотическое действие ослабляется с разветвлением цепи углеродных атомов. Например, наркотическое действие изопентана (СН₃)₂СН(СН₂)СН₃ слабее

действия гептана СН₃(СН₂)₅СН₃, изопропилбензола слабее действия

 

пропил бензола С₆Н₅–СН₂–СН₂–СН₃ и т.д. Установлено также, что углеводороды, имеющие одну длинную боковую цепь, оказывают большее наркотическое действие, чем их изомеры, имеющие несколько коротких боковых цепей. Замыкание цепи углеродных атомов усиливает наркотическое действие вещества.

 

Правило кратных связей

Биологическая активность вещества возрастает с увеличением кратности связей, т.е. с увеличением непредельности соединения (правило кратности связей). Наркотическое действие этана (СН₃–СН₃) слабее, чем этилена (СН₂=СН₂), а действие последнего слабее, чем ацетилена (СНºСН).

Непредельность вообще оказывает влияние на химическую активность. Так, например, с увеличением непредельности усиливаются раздражающие свойства веществ.

 

Влияние различных атомов и групп атомов на токсичность вещества

Введение в молекулу углеводорода атома кислорода усиливает наркотическое действие вещества: пропан (С₃Н₈) и даже пентан (С₅Н₁₂) – более слабые наркотики, чем ацетон (СН₃СОСН₃).

Резко меняется действие вещества при введении галогенов в молекулу углеводорода, в частности атома хлора. Известно, что с увеличением числа атомов хлора в гомологическом ряду возрастает наркотическое действие, например от метана (СН₄) к хлороформу (СНСl₃). Исключение составляет четыреххлористый углерод (ССl₄), который обладает меньшим наркотическим действием, чем хлороформ.

Среди физиологически активных веществ видное место зани­мает группа соединений, содержащих в своем составе трихлорметильный фрагмент

 

Как, правило, это вещества с высокой физиологической активностью разного спектра дей­ствия. Достаточно назвать такие препараты, как ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) – один из самых эффективных инсектицидов, хлоральгидрат, кото­рый обладает снотворным действием сам и входит в состав некоторых сно­творных препаратов, хлороформ, употребляемый в медицине для общего наркоза и т.д.

 

 

 

Хлорзамещенные углеводороды жирного ряда очень токсичны, вызывают жировое перерождение паренхиматозных органов. Такого же рода токсичностью обладают хлорзамещенные спирты, хлорпроизводные бензола. Эти же соединения вызывают значительные поражения нервной системы и оказывают сильное раздражающее действие.