Материал: Талстая. Экалагічная медыцына. Электронны канспект лекцый
141
6.
Биологические
поллютанты
,
растительные
аллергены
,
мико
-
и
бактериальные
токси
-
ны
;
7.
Радионуклиды
.
Химические
факторы
различаются
по
их
токсическому
потенциалу
,
зависящему
от
химической
структуры
.
Химическая
структура
определяет
:
•
скорость
абсорбции
химического
вещества
,
•
его
метаболизм
,
•
экскрецию
.
Небольшие
изменения
в
структуре
могут
вызвать
значительные
изменения
в
токсич
-
ности
.
Классификация
химических
факторов
по
степени
токсичности
:
1.
Малотоксичные
соединения
(
аммиак
,
нафталин
,
этиловый
спирт
,
бензин
,
окись
угле
-
рода
,
бутан
,
нитраты
);
2.
Умеренно
токсичные
(
уксусная
и
некоторые
другие
органические
кислоты
,
спиты
–
метиловый
,
бутиловый
,
пропиловый
,
селен
,
табак
,
этилен
,
пыль
;
3.
Соединения
повышенной
токсичности
(
мышьяк
,
стронций
,
цинк
,
фенол
,
хлор
,
фосген
,
сероводород
и
сероуглерод
,
цианиды
и
др
.);
4.
Высоко
токсические
соединения
(
кадмий
,
ртуть
,
свинец
и
их
соединения
,
диоксины
,
полициклические
хлорированные
,
ароматические
углеводороды
,
токсические
радика
-
лы
кислорода
,
серы
,
азота
).
Химические
факторы
подразделяются
на
экзогенные
и
эндогенные
.
Научно
-
технический
процесс
(
НТП
)
привёл
к
тому
,
что
человеку
и
другим
живым
существам
на
Земле
приходится
контактировать
с
химическими
веществами
,
не
встречавши
-
мися
ранее
в
эволюционном
развитии
.
Или
же
приходится
взаимодействовать
с
веществами
,
естественными
для
состава
окружающей
среды
,
но
превышающими
их
изначальные
концен
-
трации
.
В
настоящее
время
широкомасштабное
применение
имеют
более
60
тысяч
химиче
-
ских
веществ
из
6
млн
синтезированных
.
Ежегодно
к
ним
прибавляется
окло
1
тыс
новых
химических
соединений
.
Это
пестициды
,
лекарства
.
пищевые
добавки
,
красители
,
полимеры
,
активаторы
полимеризации
и
т
.
д
.
Этапы
реакции
организма
на
загрязнение
природной
среды
:
1.
Накопление
загрязнителей
в
тканях
и
органах
.
2.
Возникновение
функциональных
изменений
,
выходящих
за
пределы
физиологиче
-
ской
нормы
.
3.
Заболевание
.
4.
Смерть
.
Следствия
химического
загрязнения
природной
среды
:
•
появление
мутантных
орагнизмов
с
различными
формами
патологии
,
•
устойчивые
изменения
наследственных
свойств
и
реактивности
организма
,
•
снижение
уровня
популяционного
гомеостаза
,
•
существенные
изменения
показателей
здоровья
населения
(
изменение
физиче
-
ского
развития
,
изменение
структуры
заболеваемости
и
смертности
,
снижение
репродуктивного
здоровья
,
усиление
тенденции
к
формированию
комбиниро
-
ванной
патологи
)
Действие
ксенобиотиков
:
•
токсическое
(
в
том
числе
иммунотоксическое
),
•
канцерогенное
,
•
аллергенное
,
•
мутагенное
,
•
нарушение
процессов
регуляции
(
эффекторы
нейро
-
эндокринной
систе
-
мы
).
Условия
,
определяющие
биологический
эффект
химических
факторов
:
142
1.
Внешние
:
•
доза
и
время
воздействия
,
•
путь
поступления
организм
,
•
усиление
действия
за
счёт
комбинированного
пути
воздействия
2.
Внутренние
:
•
индивидуальные
генетические
,
половые
и
возрастные
особенности
человека
,
•
исходный
уровень
состояния
здоровья
.
Взаимодействие
внешних
и
внутренних
факторов
определяет
:
•
соотношения
частота
дыхания
/
масса
тела
,
концентрация
в
воде
или
продуктах
питания
/
масса
тела
,
концентрация
в
воздухи
или
воде
/
площадь
кожных
покро
-
вов
,
•
поглощение
(contact rate),
•
общую
системную
сеть
первого
этапа
элиминации
и
дилюции
,
•
системную
элиминацию
или
период
полураспада
,
Элиминация
ксенобиотиков
происходит
:
•
в
желудочно
-
кишечном
тракте
,
•
в
почках
,
•
в
лёгких
,
•
в
коже
Печень
,
тонкий
кишечник
и
почки
являются
центральными
органами
,
в
которых
про
-
исходит
концентрация
и
элиминация
чужеродных
молекул
.
Эти
органы
,
как
и
поджелудоч
-
ная
железы
наиболее
чувствительны
к
клеточному
повреждению
ксенобиотиками
.
Очень
часто
такое
повреждение
происходит
за
счёт
химически
реактивных
продуктов
,
образую
-
щихся
в
результате
превращения
первичных
молекул
.
Эти
реактивные
продукты
повреждают
макромолекулы
,
включая
ДНК
и
белки
.
Различия
в
эффективности
элиминации
ксенобиоти
-
ков
в
этих
органах
влияет
на
риск
органнной
токсичности
.
Факторы
,
влияющие
на
индивидуальную
чувствительность
к
токсичности
ксенобио
-
тиков
через
модуляцию
активности
биотрансформации
:
•
генетическая
детерминированность
,
•
предшествующая
экспозиция
к
веществам
,
индуцирующим
или
ингибирующим
ферменты
,
Чувствительность
организма
к
химическим
факторам
тесно
связана
с
особенностью
биохимичесого
профиля
организма
и
биотрансформацией
химических
веществ
.
Индивиду
-
альная
чувствительность
каждого
человека
подвержена
значительным
колебаниям
.
Доказа
-
но
,
что
одни
и
те
же
уровни
загрязнения
окружающей
среды
вызывают
разные
реакции
в
разное
время
.
Порог
чувствительности
к
химическим
соединениям
определяется
:
•
скоростью
репарации
спонтанных
и
индуцировнных
повреждений
ДНК
,
•
активностью
ферментов
,
которые
обеспечивают
окисление
и
конъюгацию
химиче
-
ских
соединений
с
глюкуроновой
и
серной
кислотами
,
а
также
с
глютатионом
(
цито
-
хром
Р
-450,
М
-
ацетилтрансфераза
, ,
глутатион
-S-
трансфераза
),
•
активностью
системы
антиоксидантной
защиты
.
Незначительное
загрязнение
окружающей
среды
химическими
веществами
оказывает
слабое
воздействие
на
организм
человека
.
При
достижении
пороговой
концентрации
разви
-
вается
неблагоприятная
реакция
,
которая
усиливается
в
дальнейшем
при
хронических
воз
-
действиях
.
Порог
вредного
воздействия
–
это
минимальная
доза
вещества
,
при
котором
в
ор
-
ганизме
возникают
изменения
,
выходящие
за
пределы
физиологических
и
приспособитель
-
ных
реакций
,
или
скрытая
(
временно
компенсированная
)
патология
.
В
прошлом
токсикология
основывалась
на
мнении
«
доза
определяет
яд
».
Предполага
-
лось
,
что
малые
количества
яда
не
ведут
ни
к
каким
последствиям
,
а
большие
дозы
–
убива
-
ют
.
Классические
же
исследования
Rachel Carson
и
других
учёных
фундаментально
измени
-
143
ли
принципы
токсикологии
.
Сейчас
известно
,
что
частое
воздействие
малых
доз
токсинов
ведёт
к
более
серьёзным
последствиям
,
чем
однократное
воздействие
высоких
доз
.
Так
,
малые
количества
формальдегида
,
поступающие
в
жилые
помещения
из
изоли
-
рующих
материалов
и
мебели
могут
разрушить
здоровье
целой
семьи
.
Ежедневное
низкодо
-
зовое
испарение
ртути
из
амальгамы
пломб
может
привести
к
развитию
болезни
Альцгейме
-
ра
.
А
низко
-
дозовое
воздействие
пестицидов
или
хождение
босиком
в
ранние
критические
периоды
беременности
по
полу
,
изготовленному
из
прессованных
материалов
,
может
вы
-
звать
серьёзные
дефекты
центральной
нервной
системы
у
плода
с
необратимыми
интеллек
-
туальными
нарушениями
у
рождённых
детей
.
Экологическая
медицина
рассматривает
в
основном
хронические
формы
интоксика
-
циии
.
Острые
же
отравления
химическими
веществами
являются
предметом
токсикологии
.
Адаптация
человека
к
действию
химических
факторов
ведёт
к
напряжению
адаптаци
-
онно
-
компенсаторных
механизмов
,
возвращающих
гомеостаз
к
среднему
уровню
.
Первоначальная
реакция
организма
на
действие
токсических
веществ
направлена
на
стимуляцию
их
выведения
и
обезвреживания
.
Слабые
и
кратковременные
воздействия
хими
-
ческих
факторов
усиливают
формирование
защитных
мезанизмов
.
При
очень
слабых
изменениях
среды
или
её
отдельных
фаторов
защитно
-
приспособительные
реакции
могут
не
развиваться
.
В
то
же
время
появляется
повышенная
чувствительность
анализаторов
к
токсическим
влияниям
,
что
сопровождается
развитием
ве
-
гетативных
реакций
.
На
ранних
этапах
воздействия
токсических
соединений
в
организме
развиваются
мно
-
гообразные
неспецифические
метаболические
и
функциональные
нарушения
,
которые
ха
-
рактеризуются
:
•
различными
нарушениями
биоэнергетики
клеток
,
•
снижением
синтеза
белков
,
порфирина
и
гема
,
•
нарушением
систем
антиоксидантной
защиты
,
•
нарушением
метаболизма
аминокислот
и
жирных
кислот
,
•
иммунными
нарушениями
.
Такие
нарушения
наблюдаются
при
воздействии
множества
веществ
,
независимо
от
степени
их
токсичности
:
тяжёлые
металлы
,
диоксины
,
полициклические
ароматические
уг
-
леводороды
,
фенол
,
сероводород
,
ктслоты
и
др
.
При
длительном
действии
токсического
фактора
снижается
способность
организма
к
выведению
и
обезвреживанию
токсинов
,
истощаются
защитные
системы
.
В
течение
времени
на
фоне
продолжающегося
воздействи
ксенобиотиков
происходит
истощение
внутренних
резервов
.
Развивается
грубое
нарушение
электролитного
обмена
в
клетках
,
тканевая
гипок
-
сия
и
метаболический
ацидоз
.
Это
проявляется
симпомами
заболеваний
.
В
большинстве
слу
-
чаев
имеющиеся
отклонения
расцениваются
как
обратимые
пограничные
состояния
.
В
то
же
время
у
20%
больных
они
могут
прейти
в
хронические
заболевания
,
так
как
происходит
структурно
-
функциональная
перестройка
с
развитием
полиорганной
недоста
-
точности
.
Характер
недостаточности
органов
и
систем
определяется
природой
токсических
веществ
и
уровнем
здоровья
человека
.
Воздействие
комплекса
химических
веществ
в
концентрациях
,
наиболее
часто
встре
-
чающихся
в
реальных
условиях
,
в
большинстве
случаев
вызывают
неспецифические
реакции
разной
степени
выраженности
.
Из
комплекса
промышленных
выбросов
трудно
выделить
фактор
,
который
вызвал
за
-
болевание
.
Поэтому
дают
общую
характеристику
отрицательных
воздействий
токсических
воздействий
на
организм
человека
.
При
этом
токсические
факторы
при
развитии
заболеваний
могут
играть
роль
«
факторов
риска
».
Факторы
риска
не
являются
непосредственно
причиной
заболевания
,
но
увеличивают
вероятность
её
возникновения
.
Выделяют
3
типа
потенциального
риска
развития
патологии
:
1.
Риск
немедленных
эффектов
неблагоприятного
воздействия
химических
факторов
;
144
2.
Риск
хронического
воздействия
с
развитием
неспецифических
реакций
и
снижени
-
ем
иммунитета
;
3.
Риск
специфического
действия
с
развитием
специфических
,
иммунных
и
онкологи
-
ческих
заболеваний
,
а
также
развития
дисэмбриогенеза
.
При
комплексной
характеристике
токсического
воздействия
химических
соединений
учитыавется
:
•
долевой
вклад
каждого
токсического
соединения
,
•
сравнительная
токсичность
каждого
соединения
,
•
сравнительная
токсичность
при
разных
путях
поступления
их
в
организм
.
При
низких
концентрациях
токсических
ксенобиотиках
проявляется
нелинейная
модель
их
действия
.
Это
свидетельствует
о
том
,
что
могут
быть
опасными
даже
малые
их
дозы
.
Исследования
таких
биологических
материалов
,
как
кровь
,
слюна
,
мокрота
и
т
.
д
.
на
присутствие
токсических
веществ
могут
быть
безрезультатными
.
Это
связано
с
тем
,
что
хро
-
ническая
экологическая
патология
может
проявиться
через
длительный
промежуток
времени
после
контакта
с
вредным
химическим
веществом
.
Помощь
в
выявлении
этиологически
зна
-
чимого
химического
вещества
,
может
оказать
исследование
волос
(
в
случаях
,
когда
вещество
может
в
них
накапливаться
).
Факторы
,
снижающие
адаптацию
к
химическим
воздействиям
:
1.
Недостаточность
биоантиоксидантов
в
пищевом
рационе
:
•
низкое
содержание
биоантиоксидантов
в
пищевом
рационе
из
-
за
бедности
почв
,
не
-
достаточного
разнообразия
продуктов
(
низкое
содержание
в
пищевом
рационе
ово
-
щей
,
ягод
,
фруктов
),
а
также
их
разрушение
при
неправильном
хранении
и
обработке
,
под
воздействием
радиации
;
•
наличие
в
продуктах
питания
веществ
,
инициирующих
ПОЛ
или
угнетающих
антиок
-
сидантную
систему
(
нитриты
,
нитраты
,
продукты
окисления
жиров
,
ядохимикаты
,
ра
-
дионуклиды
,
тяжёлые
металлы
);
•
несоблюдение
принципов
рационального
питания
(
высокая
калорийность
пищи
,
чрезмерное
потребление
жиров
на
фоне
недостатка
свежих
овощей
и
фруктов
,
бога
-
тых
клетчаткой
,
втитаминами
и
микроэлементами
).
2.
Повышенная
потребность
в
биоантиоксидантах
:
•
особое
физиологическое
состояние
организма
(
интенсивный
рост
,
беременность
,
лак
-
тация
,
преждевременное
старение
);
•
стрессовое
состояние
,
•
инфекционные
и
неинфекционные
заболевания
,
•
вредные
привычки
(
курение
,
алкоголизм
,
наркомания
),
•
неблагоприятные
климатические
условия
проживания
,
•
острые
и
хронические
бытовые
и
производственные
интоксикации
,
•
лечение
лекарственными
препаратами
,
вызывающими
усиление
процессов
ПОЛ
.
Патологические
реакции
орагнизма
на
действие
химических
факторов
определяются
:
1.
Классом
токсичтости
химического
фактора
,
его
способности
накапливаться
в
тка
-
нях
;
2.
Дозами
экопатогенов
и
путями
поступления
;
3.
Временным
интервалом
(
временем
нахождения
в
условиях
загрязнённой
среды
);
4.
Состоянием
индивидуальных
генетически
запрограммированных
механизмов
за
-
щиты
,
возрастом
и
полом
.
Повреждающее
действие
химических
факторов
проявляется
на
уровне
клеток
и
тканей
вплоть
до
развития
некроза
.
При
развитии
некроза
патологический
процесс
может
стать
не
-
обратимым
даже
после
элиминации
токсического
агента
.
Такое
,
например
,
происходит
при
гибели
нейронов
на
фоне
свинцовой
интоксикации
.
Механизмы
токсического
действия
:
•
мутагенное
действие
(
гаметотоксичность
),
145
•
генотоксичность
;
•
ферментопатическое
действие
:
блокада
ферментных
систем
биоэнергетики
клетки
→
нарушения
гомеостаза
,
анаболических
процессов
→
дистрофия
;
•
апоптоз
(
гибель
клеток
в
связи
с
поражением
ядра
);
•
нарушение
физико
-
химических
свойств
мембран
→
мембранолиз
→
цитолиз
.
Ферментопатическое
действие
.
Ферментопатическое
действие
проявляется
угнетением
или
активацией
ферментных
систем
клеток
.
Это
действие
распространяется
на
многие
жизненно
важные
ферменты
,
участвующие
в
тканевом
дыхании
и
детоксикации
.
Механизмы
ферментопатического
действия
:
•
связывание
с
SH-
группами
аминокислот
;
•
блокада
кальциевых
каналов
→
повышение
концентрации
внутриклеточного
кальция
→
необратимая
активация
фосфолипаз
,
эндонуклеаз
,
протеаз
→
цито
-
лиз
(
гибель
клеток
);
•
активация
фосфолипазыА
→
повышение
клеточной
проницаемости
,
Многие
токсические
вещества
инактивируют
ферменты
в
результате
прямого
связы
-
вания
с
белковыми
структурами
, SH-
группами
аминокислот
.
Это
касается
,
в
первую
очередь
,
тяжёлых
металлов
.
Мутагенное
действие
.
Мутации
в
половых
клетках
могут
вызываться
малыми
дозами
ксенобиотиков
с
выра
-
женным
мутагенным
действием
(
например
,
тиофосфамид
).
Контакт
с
сильными
мутагенами
возможен
в
особых
производственных
условиях
.
В
то
же
время
в
зонах
экологического
не
-
благополучия
возможет
рост
частоты
малых
доминантных
мутаций
.
В
настоящее
время
известно
,
что
5 - 10 %
химических
соединений
,
используемых
в
хозяйственной
деятельности
,
являются
мутагенами
.
Эти
вещества
способны
вызывать
нару
-
шения
в
генетическом
аппарате
половых
клеток
.
Нарушение
в
половых
клетках
может
вести
к
:
•
бесплодию
•
гибели
эмбрионов
•
наследственным
дефектам
.
Установлено
,
что
около
10 %
детей
рождается
с
физическими
и
умственными
дефек
-
тами
,
обусловленными
нарушениями
в
генетическом
аппарате
.
По
генетическим
причинам
не
донашивается
25 %
беременностей
.
Цитогенетические
исследования
спонтанных
абортов
свидетельствуют
о
том
,
что
каждый
второй
из
них
связан
с
мутацией
в
половых
клетках
ро
-
дителей
или
оплодотворённой
яйцеклетки
на
ранних
стадиях
её
развития
.
В
некоторых
случаях
родители
являются
носителями
структурных
перестроек
.
Это
ве
-
дёт
к
снижению
репродуктивной
функции
(
спонтанные
аборты
,
мертворожденные
)
с
одной
стороны
,
а
также
к
хромосомным
аномалим
плода
, -
с
другой
.
Причины
,
вызывающие
структурные
перестройки
,
имеют
многофакторную
природу
.
Одни
из
них
–
вредные
химические
вещества
.
При
этом
работа
,
связанная
с
воздействием
му
-
тагенных
веществ
,
может
иметь
характер
пускового
механизма
,
способствующего
увеличить
в
последующих
покалениях
число
носителей
со
структурными
перестройками
.
Известно
,
что
у
проживающих
в
окрестностях
химических
предприятий
,
имеющих
в
составе
своих
выбросов
галогены
и
винилхлорид
,
повышаются
скорости
мутаций
по
доми
-
нантным
признакам
(
спонтанным
абортам
).
Имеются
многочисленные
данные
о
росте
генетического
груза
.
Так
,
у
населения
Ев
-
ропы
объём
генетического
груза
увеличился
в
2
раза
за
последние
10
лет
.
Сейчас
каждый
10-
й
европеец
отягащён
наследственной
болезнью
либо
серьёзным
пороком
развития
.
По
мнению
ряда
учёных
2-3%
врождённых
пороков
развития
обусловлены
химиче
-
скими
агентами
окружающей
среды
.
Анализ
распределения
инвалидности
по
частоте
хромо
-
сомных
нарушений
показал
существенное
накопление
с
частотой
аберраций
свыше
3%
в
сле
-
дующих
профессиональных
группах
населения
:
у
50 %
горновых
,
сталеваров
и
разливщиков