Понятия о ядах и отравлениях
2. Понятия о ядах и отравлениях. Основные параметры токсикометрии. Классификация ядовитых веществ и отравлений. Стадии острых отравлений.
Яд (лат.Venenum). В роли яда может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушение жизненно важных функций и создать опасность для жизни.
Предполагая это универсальное свойство химических веществ, знаменитый врач средневековья Парацельс (1493-1541) считал, что: «Все есть яд! Ничто не лишено ядовитости. Яд делает незаметным только доза!» Или: яд от лекарства отличается только дозой.
Многие химические вещества, поступившие в организм в оптимальной дозе, приводят к восстановлению нарушенных какой либо болезнью функций организма, проявляя при этом свои лечебные свойства. Другие соединения являются составной частью живого организма (белки, жиры, углеводы и т.д.), поэтому для проявления их токсических свойств нужны особые условия. Чаще токсический процесс вызывают чуждые живому организму вещества-«ксенобиотики» (xenos-чужой). Некоторые вещества, находясь в определенном количестве и состоянии в среде обитания или внутренней среде животного организма, являются обязательным условием их существования, например микроэлементы (серебро, селен и т.д.). Таким образом, одно и то же химическое вещество может быть ядом, лекарственным и необходимым для жизни средством в зависимости от ряда условий, при которых оно встречается и взаимодействует с организмом.
В настоящее время существуют два определения яд:
Юридическое: Яд - химическое сильнодействующее вещество, внесенное в законодательный список «А», способное в повышенных дозах вызвать заболевание или смерть, а поэтому подлежит особенному хранению, учету, применению.
Биологическое: Яд - это всякое химическое вещество, которое при соприкосновении с живым организмом в определенных условиях среды обитания и в определенном количестве способно оказывать повреждающее влияние на живые организмы, вплоть до их гибели.
Яды, как известно из истории, применяются давно. Люди использовали соки ядовитых растений для смазывания наконечников стрел в борьбе с хищными животными и для охоты. В настоящее время яды широко применяются в ветеринарной медицине, например: дигоксин, строфантин, атропин и другие.
Отравлениеили интоксикация- болезнь химической этиологии, которая является одной из форм токсического процесса.
Рекомендуемые материалы
Токсический процесс – формирование и развитие реакций биосистемы на действие яда или токсиканта, приводящих к ее повреждению или гибели. Кроме отравления различают и другие формы токсического процесса:
Транзиторные токсические реакции-быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния (раздражения слизистых оболочек). Они являются следствием только острого действия токсикантов.
Аллобиотические состояния- изменения чувствительности организма к различным факторам (инфекциям, радиации, стрессам и др.), наступающие под воздействием токсиканта. Это иммуносупрессия, аллергизация организма, фотосенсибилизация кожи, постинтоксикационные астении.
Специальные токсические процессы- это процессы имеющие скрытый период при действии токсиканта, чаще в сочетании с дополнительными факторами (канцерогенез, тератогенез). Они формируются как результат острого, подострого, но чаще хронического воздействия веществ.
Стадии острых отравлений. Последствия, связанные со специфическим воздействием на организм токсиканта, относятся к токсикогенному эффекту отравления и наиболее ярко проявляются в первой клинической стадии острых отравлений - токсикогенной, когда ЯД!находитсяв организме в дозе, способной вызвать специфическое действие. Одновременно могут включаться патологические механизмы, лишенные химической специфичности. Яд играет роль пускового фактора. Примером является гипофизарно-адреналовая реакция (стресс-реакция), «централизация кровообращения», коагулопатия и другие изменения относятся к соматогенному эффекту отравления и носят вначале характер защитных реакций. Они наиболее ярко проявляются во второй клинической стадии острых отравлений - соматогенной, наступающей после удаления или разрушения яда в виде «следового» поражения структуры и функций различных органов и систем организма. При отравлении всегда обнаруживается сочетание патогенных и защитных реакций, которые на различных этапах заболевания могут менять свою роль и значение. Например «централизация кровообращения», гипокоагуляция и фибринолиз, часто переходят в патогенные, что требует корригирующего воздействия. Некоторые из этих явлений могут играть гораздо бóльшую роль в развитии химической травмы, чем специфическое действие яда. Общий токсический эффект является результатом специфического действия яда и неспецифических реакций организма.
Раздел токсикологии, в рамках которого оценивается токсичность, называется «Токсикометрия» и представляет собой совокупность, систему принципов, методов и приемов оценки токсичности и опасности химических веществ.
Токсичность – внутренне присущая химическому веществу способность оказывать вредное действие, которое проявляется только при взаимодействии с живыми организмами. Токсичность- понятие количественное, при этом измерению подлежат биологический эффект, формирующийся в результате действия яда, и доза (концентрация), в которой он вызывает повреждения различной степени. Наиболее объективна оценка токсичности по смертельному эффекту. Токсичность зависит от пути проникновения ядов в организм, возраста, пола, вида, условий его обитания и других факторов. Токсичность вещества тем больше, чем меньше его количество вызовет расстройство жизнедеятельности организма.
Под опасностью понимают вероятность проявления химическим веществом своих токсических свойств в определенных условиях.
Степень опасности любого вещества определяет его доза, которую определяют опытным путем на лабораторных животных. Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D).
Основными параметрами токсикометрии являются:
Доза Lim ac - это минимальная пороговая доза токсиканта, выраженная в мг/кг при однократном введении внутрь, внутрибрюшинно, подкожно или внутримышечно, вызывающая у животных нарушения жизнедеятельности организма, выходящие за пределы приспособительных физиологических реакций, или порог однократного действия. Это наименьшее количество вещества, вызывающее изменения в организме.
LD0 - максимально переносимая доза токсиканта, выраженная в мг/кг, при однократном оральном, подкожном или внутрибрюшинном введении вызывающая токсический эффект без летального исхода в течение двух недель.
LD50-среднесмертельная доза токсиканта в мг/кг, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при однократном, определенном способе введения (внутрь, под кожу и т.д. кроме ингаляции) в течение двух недель последующего наблюдения.
LD100- абсолютно смертельная доза токсиканта в мг/кг, вызывающая гибель всех животных при однократном оральном, внутрибрюшинном или подкожном введении при наблюдении в течение двух недель.
CL50 и CL100 - это токсическая концентрация веществ в воздухе, выраженная в мг/м3, вызывающая гибель соответственно 50% и 100% подопытных животных при температуре +200С и экспозиции 2 часа при ингаляционном воздействии. Так же для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля используют величину обозначаемую как токсодоза (W). W=C∙t, и выражается в мг∙мин/м3.
ПДК - предельно допустимая концентрация токсиканта в воздухе, воде, почве выраженная в мг/м3, мг/л, мг/кг не вызывающая токсических явлений у подопытных животных, т.е. не влияет токсически на здоровых животных и человека. Определяется экспериментально.
МДУ - максимально допустимый уровень токсикантов в продуктах питания и кормах, выраженный в мг/кг, который при поступлении в организм на протяжении жизни не вызывает токсического процесса.
Время ожидания (срок ожидания) - это время, в течение которого ксенобиотик распадается во внешней среде или в организме животного до ПДК или МДУ, то есть время между последней обработкой пестицидом и уборкой урожая или обработкой животных и убоем на мясо или употреблением молока в пищу людям.
Классификация ядовитых веществ: По происхождению:
Эндогенные- яды, которые образуются в организме, как в норме, так и при патологиях (индол, скатол, кетоновые тела) что иногда приводит к аутоинтоксикации и к токсикологии имеет лишь косвенное отношение.
Экзогенные или ксенобиотики - яды, поступающие в организм человека и животных из вне. Их подразделяют на:
1. Биологического происхождения:
а) растительные (алкалоиды, гликозиды, эфирные масла);
б) грибковые (афлотоксины, фузариотоксины);
в) микробные (ботулотоксин);
г) животные (яды змей, пауков, насекомых).
2. Небиологического происхождения:
а) неорганические (соединения тяжелых металлов, мышьяка, фтора а так же газы- поллютанты (загрязнители) атмосферного воздуха: CO, CO2, H2S);
б) органические соединения (нефть).
3. Синтетические: огромное количество веществ с различным строением (фосфор- и хлорорганические соединения, карбаматы).
Классификация отравлений имеет в своей основе три ведущих принципа: этиопатогенетический, клинический и нозологический.
1. Этиопатогенетический
1) По причине развития: случайные (поедание токсичного корма, собственно ядов, аварии на химических производствах) и преднамеренные (с целью вызвать смерть или беспомощное состояние).
2) По условиям или месту развития:ятрогенные (передозировка лекарственных веществ).
3) По пути поступления яда:пероральные, парентеральные и т.д.
4) По происхождению яда:биологического, небиологического и тд.
2. Клинический
1) По особенностям клинического течения (молниеносные, острые и др.);
2) По тяжести заболевания (легкие, тяжелые);
3) По наличию осложнений (с осложнениями или без);
4) По исходу заболеваний (не смертельные и смертельные).
3. Нозологический
По названиям отдельных ядов, их групп или классов (отравление ФОП и тд.).
3. Пестициды и их классификация.
В сельском хозяйстве применяются пестициды. Это средства борьбы с вредителями растений и животных, которые должны обладать избирательным токсическим действием на вредителей, не проявляя такового на полезных насекомых, теплокровных животных, рыб и культурные растения.
1. Классификация пестицидов по производственному назначению:
1. Акарициды - для уничтожения клещей.
2. Арборициды - для ликвидации кустарников.
3. Альгициды - для уничтожения водорослей.
4. Аттрактанты - вещества привлекающие насекомых.
5. Афициды - для уничтожения тли.
6. Гербициды - для борьбы с сорной растительностью.
7. Дефолианты - уничтожают листья технических культур перед уборкой.
8. Десиканты - для подсушивания растений.
9. Зооциды (родентициды, ратициды) - для борьбы с грызунами.
10. Инсектициды - против насекомых.
11. Моллюскоциды (лимациды) - для борьбы с моллюсками и слизнями.
12. Ларвициды - для борьбы с личинками насекомых.
13. Овоциды - для уничтожения яиц насекомых.
14. Нематоциды - для уничтожения круглых червей.
15. Репелленты - для отпугивания насекомых.
16. Ретарданты - регуляторы роста растений.
17. Фунгициды - для уничтожения токсикогенных грибов.
18. Ихтиоциды - для уничтожения сорных видов рыб.
19. Хемостерилянты – для стерилизации самцов и самок вредных насекомых.
20. Синергины - усиливают действие пестицидов за счет блокады их метаболизма (пиперонилбутоксид).
2. Гигиеническая классификация пестицидов по основным параметрам вредности (по Л.И.Медведь, Ю.С.Каган, Е.И.Спыну, 1986).
I. По степени токсичности при введении в желудок (ЛД50).
1. Сильнодействующие (LD50 менее 50 мг/кг).
2. Высокотоксичные (LD50 от 50 до 200 мг/кг).
3. Среднетоксичные (LD50 от 200 до 1000 мг/кг).
4. Малотоксичные (LD50 более 1000 мг/кг).
Степень токсичности для рыб определяют по показателю CL50 - концентрации, вызывающей гибель 50% особей при 72 часовом их воздействии.
1.Высокотоксичные- до 1 мг/л;
2.Сильнотоксичные- 1-10 мг/л;
3.Умеренно токсичные- 10-100 мг/л;
4.Слаботоксичные- 100-1000 мг/л;
5.Очень слаботоксичные- более 1000 мг/л.
Для пчел токсиканты делят на группы по величине LD50 на пчелу, при нанесении пестицида на среднеспинку насекомого в виде ацетонового раствора:
1.Высокотоксичные- до 1 мкг/особь;
2.Среднетоксичные- 1-10 мкг/особь;
3.Малотоксичные- 10-100 мкг/особь;
4.Нетоксичные- больше 100 мкг/особь.
II. По кожно-резорбтивной токсичности.
1. Резковыраженная (LD50 менее 500 мг/кг, кожно-оральный коэффициент менее 3).
2. Выраженная (LD50 500-2000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент 3-10).
3. Слабовыраженная (LD50 более 2000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент более 10). Кожно-оральный коэффициент – отношение величины LD50 при однократном наружном применении к LD50 при однократном введении внутрь.
III. По степени кумуляции (с учетом коэффициента кумуляции).
Коэффициент кумуляции - это отношение суммы LD50 в хроническом опыте к LD50 в остром.
1. Обладающие сверхкумуляцией (Ккум менее 1).
2. Обладающие выраженной кумуляцией (Ккум от 1 до 3).
3. Обладающие умеренной кумуляцией (Ккум от 3 до 5).
4. Обладающие слабовыраженной кумуляцией (Ккум более 5).
IV. По стойкости.
1. Очень стойкие - период полураспада 1 - 2 года и более.
2. Стойкие - период полураспада от 6 месяцев до 1 года.
3. Умеренно-стойкие - период полураспада 1 - 6 месяцев.
4. Малостойкие - период полураспада до 1 месяца.
V. По способу проникновения в организм вредителей:
Контактные - проникают в насекомых через хитиновые покровы.
Системные- проникают в растения, циркулируют с соками и вызывают гибель вредителей после поедания ими растений или их соков.
Контактно-системные - проникают в организм вредителей и при контакте и при питании.
Фумигантные - проникают через органы дыхания в форме аэрозолей, паров или газов.
Кишечные- поступают в организм с пищей.
VI. По «избирательной токсичности», т.е. тропизму:
1. Желудочно-кишечные: гастроэнтеротоксическое действие- токсический гастроэнтерит (крепкие кислоты, соли тяжелых металлов, сапонины).
2. Печеночные яды: гепатотоксическое действие- токсическая дистрофия печени. Хлорированные углеводороды (дихлорэтан и т.д.), фенолы и альдегиды, ядовитые грибы (бледная поганка).
3. Почечные яды: нефротоксическое действие – токсическая нефропатия (мышьяк, эфирные масла, щавелевая кислота, этиленгликоль).
4. Сердечные яды: кардиотоксическое действие-нарушение ритма и проводимости сердца, токсическая дистрофия миокарда (сердечные гликозиды, антидепрессанты, аконит, чемерица, заманиха, тетрадотоксин, соли бария, калия).
5. Кровяные яды: гематотоксическое действие. Вызывают гемолиз эритроцитов- сапонингликозиды, токсальбумины; метгемоглобинемию- анилин и его производные, нитриты.
6. Ангиотропные - поражают сосуды (мышьяк, алкалоиды).
7. Нервные яды: нейротоксическое действие-возбуждение или угнетение, токсическая кома, гиперкинезы и параличи. Психофармакологические средства (наркотические анальгетики, транквилизаторы, снотворные средства); фосфорорганические соединения; угарный газ; производные изониазида (тубазид, фтивазид); спирты.
8. Дерматотропные: вызывают фотопериодические реакции (спорынья, гречиха, просо, зверобой, клевер).
9. Энзиматические - блокируют ферментные системы. Фосфорорганические соединения- ацетилхолинэстеразу; ртуть, мышьяк, кадмий - тиоловые ферменты. Существуют и другие классификации пестицидов:
- по химическому строению, степени летучести, бластомогенности, тератогенности, эмбриотоксичности, аллергенности.
В растениеводстве применяются минеральные удобрения, которые зачастую являются причиной отравлений животных, это:
азотные (селитры натриевая, калиевая, аммиачная) - источник накопления нитратов и нитритов, нитрозаминов; фосфорные (суперфосфаты) - содержат фтор; калийные удобрения (калия хлорид).
4. Понятие о биоценозах, биогеоценозах, миграции ядовитых веществ.
Биоценоз- это саморегулирующаяся экологическая система функционального единства существования живой и неживой природы с характерным биологическим круговоротом веществ. Биогеоценоз- это совокупность однородных природных явлений на известном протяжении земной поверхности: атмосфера, гидрологические условия, растения и животные, микроорганизмы и почва. Биологический круговорот- это миграция веществ по цепям питания. Животные, паразиты, грибы, микроорганизмы разлагают органические вещества до углекислого газа, воды и минеральных солей. Растения усваивают их и синтезируют белки, жиры, углеводы, которые впоследствии усваиваются животными. Вместе с круговоротом по пищевым цепям происходит и круговорот ядовитых веществ, что приводит к отравлению животных, птиц, рыб, человека. Например, для борьбы с вредителями используют хлорорганические соединения, которые попадают в землю, накапливаются в дождевых червях, которые к ним малочувствительны, а птицы, поедая червей, заболевают и погибают.
К наиболее опасным загрязнителям биосферы относят:
-металлы, металлоиды и их соединения: ртуть, кадмий, свинец, хром, молибден, цинк, сурьма, мышьяк, селен;
-радиоизотопы: цезий137, стронций90, иод131;
-нитраты, нитриты, нитрозосоединения и фосфаты (удобрения);
-пестициды и их метаболиты (ХОС, ДДТ и др.);
-угарный газ (основные загрязнители - автомобили);
-углекислый газ (энергетика, промышленность); нефть (аварии);
-полихлорированные и полибромированные бифенилы (пластификаторы в производстве резины, пластмасс). По строению близки к ДДТ и его метаболитам; полимерные и пластические материалы;
-окись азота, соединения фтора и серы, микотоксины, диоксины.
В зависимости от границ воздействия загрязнителей на окружающую средуих подразделяют:
1. Локальные (непосредственные) - действующие в месте их применения.
2. Ландшафтно-региональные. Сохранение и накопление ядовитых веществ, зависят от климата, рельефа, почвы.
3. Регионально-бассейновые. Стойкие вещества, способные мигрировать в бассейнах рек, морей. Вызывают отдаленные последствия.
4. Глобального действия. Переносятся яды воздушным и водным путем, миграцией птиц и животных. Вызывают весьма отдаленные последствия. Они могут охватывать планету в целом или отдельные ее компоненты. Последствия проявляются постепенно, иногда через несколько поколений (десятилетия, столетия).
Последствия воздействия пестицидов на окружающую среду подразделяют на группы:
1. Появление устойчивых к пестицидам вредных организмов в результате смены их популяций.
2. Неблагоприятное влияние на растения, животных и среду их обитания может привести к гибели или изменению последних и появлению второстепенных вредителей.
Лекция "28. Рынок промежуточных продавцов" также может быть Вам полезна.
3. Накопление и передача вредных веществ по пищевым цепям.
Остатки загрязнителей в окружающей среде поглощаются растениями, животными, птицами и т.д., которые поедаются другими животными, причем по цепи концентрация пестицида возрастает. Миграция пестицидов происходит примерно по следующим схемам:
1. Почва ® вода ® зоопланктон ® рыба ® птицы ® человек.
2. Воздух ® растения ® почва ® растения ® травоядные ® человек.
В связи с этим очень важно охранять биогеоценозы, особенно водные. Наиболее ценные: источники пресной воды, которые покрывают на планете 3% суши. Водные биогеоценозы могут быть загрязнены пестицидами, минеральными удобрениями, сточными водами сельскохозяйственных и промышленных предприятий. Все источники загрязнения водоемов оказывают соответствующее воздействие на биогеоценоз. Популяции рыб очень чувствительны к различным примесям. Хлор токсичен для них в минимальных концентрациях (0,005 - 0,2 мг/л), аммиак опасен в дозе 0,2 мг/л, сернистый газ оказывает токсическое действие в концентрации 0,5 мг/л. Нарушается жизнедеятельность гидробионтов при поступлении в водоемы минеральных удобрений, особенно азотных и фосфорных. Это приводит к резкому росту и развитию сине-зеленых водорослей. Затрудняется проникновение солнечных лучей в воду, уменьшается фотосинтез, возникает недостаток кислорода, нарушается процесс дыхания у рыб. Основными источниками отравления рыб в промышленных водоемах являются стоки предприятий и животноводческих комплексов; минеральные удобрения, нефтепродукты, химические средства защиты растений. Большая нагрузка приходится на полевые биоценозы, особенно при внедрении интенсивных технологий, что приводит к изменению структуры почвы, заселению ее микроорганизмами, насекомыми, животными, изменяется разнообразная растительность, которая становится беднее, чем в естественных условиях. Азотные удобрения способствуют накоплению нитратов и приводят к изменению питательной ценности кормов.
В каждом хозяйстве необходимо владеть ситуацией в полевых, пастбищных, лесных, водных, прифермских биоценозах и умело вносить необходимые соответствующие коррективы.
