ЯДОВИТЫЕ ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА

Отравление — патологический процесс, возникающий в результате воздействия на организм поступающих из окружающей среды ядовитых веществ различного происхождения. В зависимости от количества яда, проникающего в организм в единицу времени, могут развиваться острые и хронические отравления.

Яд — это чужеродное химическое соединение, нарушающее течение нормальных биохимических процессов в организме, вследствие чего возникают расстройства физиологических функций разной степени выраженности — от слабых проявлений интоксикации до смертельного исхода. Степень ядовитости (токсичности) может колебаться в значительных пределах. Считается, что к собственно ядам относятся вещества с особо высокой токсичностью.

Для того, чтобы оценить потенциальную опасность того или иного вещества, нужно определить его токсичность.

Токсичность -  в основу суждения о токсичности вещества для человека (при отсутствии точных клинических данных) положены результаты опытов на животных. Основным показателем токсичности вещества для животных является ЛД 50 — доза (см. ЛЕТАЛЬНАЯ ДОЗА LD 50), вызывающая в эксперименте смерть 50 % подопытных животных. Ее обычно выражают в миллиграммах вещества на 1 кг массы тела. Конечно, не всегда имеется полная корреляция между чувствительностью к яду животных и человека. Тем не менее вещества, высокотоксичные для животных, как правило, токсичны и для людей.

Когда возникает вопрос об опасности ингаляционных отравлений какими-либо веществами, следует учитывать не только токсичность, но и летучесть соединений. По степени опасности летучие яды обычно подразделяют на три группы:

·            малоопасные — насыщающая концентрация меньше пороговой;

·            опасные — насыщающая концентрация больше пороговой;

·            весьма опасные — насыщающая концентрация равна или превосходит токсическую.

Под термином «летучие яды» подразумевают класс токсичных жидких органических веществ высокой липофильности и летучести; к летучим ядам также относят токсичные газы.

ЯДОВИТЫЕ ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА — ядовитые вещества, имеющие КВИО (см. КВИО) не менее 0,2.

Включение органического вещества в группу летучих ядов определяется, во-первых, его летучестью, т. е. низкой температурой фазового перехода жидкость — газ.

Токсиканты этой группы в обычных условиях находятся в газовой фазе или легко в нее переходят из жидкого состояния. Во-вторых, летучие яды можно изолировать из биологических материалов методом перегонки (дистилляции) или микродиффузии. В-третьих, токсиканты этой группы идентифицируют и количественно определяют методом газовой хроматографии (ГХ) и газожидкостной хроматографии (ГЖХ) (парофазный метод).

К летучим ядам относятся продукты перегонки нефти и большинство органических растворителей, применяемых в промышленности и быту, которые используют для растворения, разбавления или диспергирования материалов, нерастворимых в воде.

Многие летучие растворители, например, керосины и бензины, являются сложными смесями сотен химических компонентов. В число летучих ядов включают: алифатические углеводороды и их хлорпроизводные, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, разнообразные ароматические соединения и многочисленные токсичные газы.

Летучие яды классифицируют в основном согласно их химической природе с учетом молекулярного строения и присутствующих в молекуле функциональных групп. Незначительные различия химической структуры летучего яда могут привести к ощутимым различиям токсичности.

Летучие яды легко абсорбируются через легкие, кожу и желудочно-кишечный тракт. Липофильность растворителей возрастает с увеличением молярной массы, а летучесть при этом уменьшается.

Методы определения летучих ядов

Полный химический анализ состава проб газа и воздуха на содержание в них определенных компонентов производят в специализированных лабораториях. Анализу предшествует отбор проб газа.

Пробы отбирают в специальные емкости, тип которых определяется назначением анализа. Газ может пропускаться некоторое время через поглотительные приборы, в которых задерживается определяемое вещество, или собираться в газоприемники (аспираторы). Чтобы газ поступал в газоприемники самостоятельно, из них откачивается часть воздуха, то есть создается вакуум в 10–15 мм рт. ст. Иногда в качестве газоприемников используют резиновые баллоны, в которые газ засасывается с помощью груш.

Специальной санитарно-гигиенической комиссией для каждого конкретного случая разработаны условия отбора проб для определения допустимых максимальных разовых и среднесуточных концентраций. При изучении токсичности отработавших газов автомобилей, во избежание разбавления их атмосферным воздухом, пробы отбирают прямо из выпускных трубопроводов двигателей.

Поступающие в лабораторию пробы анализируют. При этом используют самые различные методы аналитической химии и соответствующие приборы.

Механизмы действия летучих ядов

Токсикодинамика и токсикокинетика летучих ядов устанавливают связь между дозой, скоростью и механизмами при абсорбции, распределении и выведении летучего яда.

Летучесть и липофильность органических растворителей влияют на степень абсорбции, механизмы и пути распределения и выведения. Поскольку многие летучие яды липофильны и имеют относительно низкую молекулярную массу, они свободно проникают через биологические мембраны путем пассивной диффузии.

Абсорбция. Всасывание паров летучего соединения происходит преимущественно в альвеолах, хотя отчасти абсорбция начинается в верхних отделах дыхательных путей. Практически сразу устанавливается равновесие между молекулами газообразного соединения в альвеолярном воздухе и крови капилляров легких. Коэффициент распределения может быть определен как отношение концентраций летучего вещества между указанными средами в состоянии равновесия.

Гидрофильные растворители, например, спирты и гликоли, имеют относительно высокие коэффициенты распределения в системе кровь — альвеолярный воздух, что связано с их высокой растворимостью в водной фазе (кровь). При абсорбции в кровь для восстановления концентрации токсиканта в альвеолярном воздухе дыхание учащается, соответственно возрастает кровоток к легким. Таким образом восстанавливается соотношение концентраций, что вновь приводит к увеличению легочной абсорбции.

Органические растворители хорошо абсорбируются также из желудочно-кишечного тракта. Большинство растворителей полностью всасывается при приеме внутрь. Их всасывание начинается уже в ротовой полости как через слизистую оболочку, так и в результате заглатывания слюны, которая содержит растворенный яд. Максимальное содержание токсиканта в крови достигается в течение нескольких минут после приема внутрь. Содержимое желудочно-кишечного тракта препятствует абсорбции растворителей.

Поступление растворителей в организм через кожу путем пассивной диффузии может сопровождаться локальными или системными эффектами. Скорость абсорбции через кожу зависит: от концентрации растворителя, площади абсорбирующей поверхности, продолжительности воздействия, повреждений на коже и толщины ороговевшего слоя, липофильности и молярной массы летучего вещества.

Распределение. Растворители, всасывающиеся из желудочно-кишечного тракта в систему портальной вены, попадают в печень и выделяются с желчью. Они могут также элиминироваться органами дыхания. Растворители, которые легко метаболизируются, подвержены элиминации еще до проникновения в артериальную кровь. Константа скорости печеночной элиминации зависит от количества токсиканта. Элиминация через легкие, напротив, представляет собой процесс первого порядка и константа скорости легочной элиминации не зависит от концентрации растворителя в крови.

Скорость переноса летучих ядов зависит от скорости артериального кровотока и коэффициента распределения растворителя в системе ткань — кровь. Относительно гидрофильные вещества имеют разную растворимость в плазме.

Липофильные растворители не взаимодействуют с белками плазмы и гемоглобином, но способны проникать в гидрофобные части их молекул. Липофильные растворители проникают в фосфолипиды, липопротеины и холестерин крови.

Содержание органических растворителей в крови быстро падает на начальной стадии элиминации. Это связано с интенсивной диффузией растворителя из крови в различные ткани. Жировые ткани увеличивают объем распределения липофильных растворителей, но равновесие с жировой тканью устанавливается медленно из-за незначительной (около 3 %) доли кровотока к ней.

В процессе биотрансформации токсичность летучих ядов может изменяться. Многие растворители плохо растворимы в воде и превращаются в относительно растворимые гидрофильные метаболиты, которые легко выводятся с мочой и/или желчью. Некоторые растворители в процессе метаболизма превращаются в активные метаболиты с цитотоксическими и/или мутагенными свойствами.

Предшествующее введение индукторов или ингибиторов ферментов биотрансформации приводит к потенцированию или уменьшению токсичности растворителей, подвергающихся метаболизму. Ингибиторы метаболических ферментов обычно увеличивают токсичность растворителей. Защита от токсичных растворителей повышается при активации метаболических ферментов.

Для исследования механизмов токсичности летучих ядов используют различные физиологические модели. Токсикокинетические модели позволяют установить взаимосвязь между введенной дозой и содержанием биологически активных форм в органе или ткани через определенные временные интервалы. Физиологические токсикодинамические модели позволяют, в частности, выявить соответствие воздействия токсиканта на лабораторных животных и человека.

Использование токсикодинамических и токсикокинетических моделей допускает экстраполяцию на человека результатов по дозам и эффектам, полученных для разных биологических видов. Например, в некоторых случаях дозу растворителя, вызывающую злокачественные новообразования у человека, можно определить по результатам, полученным на экспериментальных животных.

Литература

ГОСТ 19433-88* «Грузы опасные. Классификация и маркировка».