Яды, вызывающие гемическую гипоксию - раздел Электроника, ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ Оксид Углерода. Со Относится К Числу Наиболее Распространенных Промышл...
Оксид углерода. СО относится к числу наиболее распространенных промышленных и бытовых ядов. Образуясь в процессе неполного сгорания углеродсодержащих материалов, этот газ является причиной острых отравлений. Атмосфера городов вследствие интенсивного развития автотранспорта загрязняется оксидом углерода, достигающим концентраций, опасных для здоровья. Параллельно идущие процессы поступления и удаления оксида углерода из атмосферы поддерживают его постоянный баланс.
Механизм токсического действия оксида углерода определяется его способностью взаимодействовать с гемоглобином. Взаимодействуя с Fe2+ гемоглобина, оксид углерода образует стойкое соединение карбоксигемоглобин (COHb), который не в состоянии осуществлять транспорт кислорода.
Кроме того, оксид углерода взаимодействует с важнейшим ферментом цитохромоксидазой, ответственной за процессы окислительного фосфорилирования, или дыхания, т.е. оксид углерода, вызывая нарушение транспорта кислорода, его использование в клетках и тканях, приводит к глубоким изменениям процессов биологического окисления. Это сопровождается усилением гликолиза, нарушением проницаемости клеточных мембран, увеличением уровня восстановления глутатиона, снижением активности ряда ферментов.
Для человека действие СО в концентрации 1,3 мг/л в течение 120 мин приводит к тяжелым отравлениям, а действии СО в течение 1-3 мин в концентрации 14 мг/л приводит к смертельному исходу. По степени возрастания устойчивости к действию СО животные располагаются в следующем порядке: собаки - кошки - мыши - крысы - кролики - морские свинки.
Действие СО и радиации. Многочисленные исследования на разных видах животных свидетельствуют о том, что отравление оксидом углерода ослабляет поражающее действие ионизирующего излучения, уменьшает смертность облученных животных. Например, выживаемость белых мышей, дышавших несколько секунд чистым оксидом углерода непосредственно перед рентгеновским облучением в дозе 800 р, повышается на 40-70%.
При изучении сочетанного действия СО и радиации следует учитывать как вид экспериментальных животных, так и концентрацию и время действия оксида углерода. Показано, что степень лучевого поражения находится в обратной зависимости от уровня карбоксигемоглобина в крови. Оптимальная концентрация СОHb в крови, при которой смертность от облучения минимальна, равна 50-60%. Дальнейшее повышение концентрации COHb приводит организм к гибели от токсического действия СО. То же самое наблюдается и при одновременном действии яда и радиации. Защитное действие оксида углерода проявляется в определенной концентрации при определенной дозе радиации, однако при комбинированном действии яда и радиации имеет значение не только концентрация, но и время воздействия яда.
Противолучевое действие оксида углерода объясняется развитием при его токсическом действии гипоксии, в результате которой происходит повышение уровня восстановления глутатиона и изменение окислительно-восстановительного потенциала тканей. В результате повышения содержания восстановленного глутатиона происходит активация гликолиза и повышение активности ряда сульфгидрильных гликолитических ферментов.
Радиозащитный эффект оксида углерода обусловлен также способностью снижать уровень активных радикалов в микросомах при взаимодействии с цитохромом.
Кроме радиозащитного эффекта оксида углерода в определенных условиях проявляется и поражающее действие СО при одновременном воздействии его и, но это действие зависит от дозы. В частности, в экспериментальных условиях было установлено токсическое действие СО на крыс лишь при облучении определенной дозой (800 и 1200 р при начальной дозе 400 р), что доказывает повышение чувствительности белых крыс к токсическому действию оксида углерода в определенном диапазоне доз радиации и концентраций СО. Данное явление может быть объяснено повреждением радиацией структуры и функции некоторых гемопротеидов (цитохром) и гемоглобина. Установлено, что под воздействием радиации в действительности происходят структурные изменения молекулы гемоглобина, сопровождающиеся появлением аномальных форм и как следствие - нарушением его транспортной функции.
Метгемоглобинобразователи. Образование метгемоглобина (MtHb) происходит в эритроцитах при воздействии эндогенных химических веществ, переводящих железо гема из Fe2+ в Fe3+. Образование MtHb идет разными путями: 1) в результате прямого воздействия на молекулу гемоглобина; 2) в результате повреждения биохимических систем и ферментов; 3) в результате и того, и другого (более подробно о механизмах метгемоглобинобразовании в соответствующем разделе данного учебного пособия).
Типичными метгемоглобинобразователями являются пероксид водорода, анилин, нитрит натрия, гидроксиламин.
Комбинированное действие метгемоглобинобразователей и радиации исследовалось в процессе изыскания противолучевых средств. Еще в 1952 г. было показано, что типичный метгемоглобинобразователь - нитрит натрия - оказывает защитный эффект при рентгеновском облучении животных в летальной дозе. Однако при увеличении дозы излучателя до 1000 р защитный эффект нитрита натрия исчезал.
При изучении комбинированного действия метгемоглобинобразователей и радиации было установлено, что наряду с защитными свойствами метгемоглобинобразователи при определенных условиях способствуют развитию лучевого поражения. Эти процессы зачастую идут параллельно. С одной стороны, при действии ядов развивается гипоксия, снижается содержание кислорода в тканях, повышается активность каталазы, что обеспечивает радиозащитный эффект. Но, с другой стороны, одновременно снижается уровень восстановленного глутатиона (который является радиопротектором) и происходит повышение содержания в тканях пероксида водорода и активных радикалов. Таким образом, противолучевое действие метгемоглобинобразователей определяется сбалансированностью противоположно направленных процессов, определяющих радиорезистентность. Степень преобладания защитных реакций и определяет противолучевой эффект. Проявление же радиозащитного эффекта у метгемоглобинобразователей наблюдается лишь в определенном диапазоне доз. Увеличение дозы ядов, приводящей к резкому увеличению уровня метгемоглобина, приводит к исчезновению защитного эффекта.
Диоксид азота NO2 и действие радиации. Диоксид азота - широко распространенный яд. Многие химические производственные процессы сопровождаются выделением в окружающую среду NO2. Из всех оксидов азота диоксид наиболее опасен. Токсичность его в 4-5 раз больше, чем оксида азота, так как диоксид азота является сильным окислителем, имеющим неспаренный электрон. При контакте NO2 c молекулой воды в клетках и тканях образуются радикалы водорода и гидроксила. Свободные радикалы взаимодействуют с ненасыщенными фосфолипидами биологических мембран, что вызывает нарушение их проницаемости. Вызванные этим изменения структур мембран клеток легких альвеол приводят в итоге к развитию отека легких. Кроме того, диоксид азота вызывает и гемолиз эритроцитов, и разрушение гемоглобина.
При комбинированном действии радиации в дозе 200 р и диоксида азота токсический эффект определяется только действием яда. При комбинированном же действии NO2 и радиации в дозе 600 р отчетливо прослеживается ослабление поражающего действия рентгеновского облучения. Дальнейшее увеличение дозы до 700 р сопровождается ослаблением защитного эффекта. Таким образом, и на этом примере прослеживается двойственная природа химического яда, который вызывает в организме разнонаправленные биохимические изменения, сбалансированность которых и определяет преимущественно радиозащитный или радиосенсибилизирующий эффект действия яда.
Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол). Острое ингаляционное воздействие бензола и его метильных производных (толуола и метилбензола) и ксилолов (диметилбензола) вызывает наркоз, поражение ЦНС, а при высоких концентрациях - судороги и смерть от паралича дыхательного центра. Острая токсичность всех этих соединений выражается величинами одного порядка.
Существует видовая чувствительность животных к действию этих ядов, что объясняется особенностями метаболизма этих ядов у различных животных. Например, у кроликов процесс метаболизма бензола протекает более медленно, чем у крыс, что и определяет большую устойчивость кроликов к действию бензола. Видовые особенности метаболизирования бензола тесно коррелируют с видовыми особенностями радиорезистентности. В частности, радиорезистентные кролики обладают минимальной скоростью метаболизирования, радиочувствительные морские свинки - максимальной скоростью превращения бензола.
Данные о комбинированном действии ароматических углеводородов и радиации очень ограничены.
При изучении комбинированного действия бензола и g-излучения в опытах на крысах показано (0,39 мг/л и 3,85 мкр/ч), что 3-месячное комбинированное воздействие характеризуется значительно более тяжелыми проявлениями, чем при изолированном действии этих факторов. При этом изменения некоторых показателей превышали простую сумму эффектов, вызываемых раздельным действием бензола и g-излучения (потенцирование или синергизм).
В условиях острого ингаляционного воздействия в момент облучения или перед ним ароматические углеводороды могут вызывать некоторое ослабление тяжести радиационного поражения. Смертность животных при комбинированном воздействии ниже, а продолжительность жизни больше, чем только при рентгеновском облучении. В одинаковых условиях эксперимента были исследованы разные яды, характеризующиеся общим признаком - способностью вызывать наркоз при острых ингаляционных воздействиях. Несмотря на этот общий признак, влияние их на течение радиационного поражения оказалось различным.
Этанол. Заслуживает внимания и еще один представитель ядов-неэлектролитов - этанол (механизм токсического действия этанола рассматривается в соответствующем разделе данного пособия).
При изучении комбинированного действия радиации и этанола было показано, что введение его мышам перед рентгеновским облучением в дозе 600 р он вызывает защитный эффект. Однако степень противолучевого действия этого яда невелика, т.к., вероятно, наряду с процессами, формирующими радиорезистентность, протекают реакции, препятствующие реализации радиопротекторных возможностей данного яда в связи с метаболизмом этанола.
При изучении комбинированного действия ядов-неэлектролитов установлено, что противолучевой эффект ядов-неэлектролитов проявляется лишь при воздействии их непосредственно перед облучением или одновременно с облучением. Радиозащитный эффект в условиях последовательного действия, когда интоксикация следует за облучением, не регистрируется. В этом случае отмечается либо независимое действие, если действие яда происходит сразу после облучения, либо происходит усугубление тяжести поражения, если яд действует на фоне уже развивающейся лучевой болезни.
Все темы данного раздела:
В В Е Д Е Н И Е
Любой вид человеческой деятельности прямо или косвенно связан с влиянием на организм химических веществ, количество которых составляет десятки тысяч и продолжает непрерывно расти. В числе таких хим
И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
Современная химическая промышленность создает колоссальное количество новых химических соединений, которые постоянно внедряются в различные сферы производства и быта. В промышленно развитых странах
Токсические вещества в воздухе
Определенную степень профилактики химической опасности можно обеспечить рядом запретительных и ограничительных мероприятий, касающихся употребления воды и пищи. Но в отношении ингаляционного пути в
Токсические вещества в воде
Основным источником химического загрязнения гидросферы являются промышленные и бытовые сточные воды, представляющие собой сложные гетерогенные смеси минеральных и органических веществ в растворенно
Токсические вещества в продуктах питания
Загрязнение продуктов питания происходит через воздух, воду и почву. Например, используемые в пищу растения, выращенные на почвах с содержанием химических удобрений и пестицидов, становятся источни
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТОКСИКОЛОГИИ
Токсикология (от греческих toxicon – яд и logos – учение) – это наука, изучающая взаимодействие организма и яда. В роли яда может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в колич
Основные параметры токсикометрии
Основными показателями токсичности ядов являютя DL50, DL100, CL50, CL100, ПДК, ОБУВ.
DL50, DL100 - это среднесмертельная (
Острые отравления
Острым профессиональным отравлением называется заболевание, возникающее после однократного воздействия вредного вещества на работающего. Острые отравления могут иметь место в случае аварий, значите
Хронические отравления
Хроническим отравлением называется заболевание, развивающееся после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества, то есть доз, которые при однократном посту
Воздействии токсических веществ
Для каждого яда есть граница эффективных концентраций и доз, ниже которой вредного действия при обычной производственной работе не наступает. Такие безопасные, или предельно допустимые концентрации
Воздействиях вредных веществ
На производстве, как правило, в течение всего рабочего дня не бывает постоянных концентраций вещества. Они либо постепенно увеличиваются, либо оказываются резко колеблющимися. В случае обслуживания
РАЗВИТИИ ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
Вопрос о соотношении специфического и неспецифического действия ядов до сих пор остается открытым, так как единой точки зрения среди специалистов нет.
Специфическое действие - это действие
Материальная и функциональная кумуляция
Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией, а накопление вызванных ядом изменений - кумуляцией функциональной.
Без функциональной кумуляции невозможно хроническое от
Свойств промышленных ядов
Традиционно количественная оценка функциональной кумуляции вредных веществ производилась по показателю гибели животных при повторных затравках. В этих случаях оцениваются результаты повторного введ
АДАПТАЦИИ И ПРИВЫКАНИЕ
Свойство живого организма приспосабливаться к меняющимся условиям среды существования путем коррекции процессов жизнедеятельности называется адаптируемостью.
Процессом адаптации обозначает
Интоксикации
Реакцию организма при хроническом воздействии яда можно условно разделить на 3 фазы: фаза первичных реакций; вторая фаза привыкания; третья фаза выраженной интоксикации.
Фаза перви
МЕХАНИЗМЫ ПРИВЫКАНИЯ К ЯДАМ
Привыкание к ядам на клеточном уровне обусловлено повышением сопротивляемости клеток за счет снижения их чувствительности к конкретному действующему фактору, или за счет повышения способности клето
Комплексном воздействии
Привыкание к комбинированному действию различных токсичных веществ в случае одно направленности всех составляющих сходно с привыканием к одному яду. Если на организм воздействуют одновременно вещес
Привыкание к ядам специфического действия
Привыкание к ядам специфического действия основано на ослаблении влияния ядов на структуры, имеющие сродство к данному яду.
Известно, что защитно-приспособительные механизмы животных и чел
О механизмах толерантности
Одним из наиболее сложных проявлений адаптации следует считать толерантность. Толерантность - это устойчивость (терпимость, переносимость) организма к воздействиям (часто повторным) химических веще
ГОМЕОСТАЗ И ХИМИЧЕСКАЯ ПАТОЛОГИЯ
В результате взаимодействия токсических веществ с живыми системами может произойти нарушение равновесия организма с внутренней средой, т.е. нарушение гомеостаза. Таким образом, понятие “гомеостаз”
О ТЕОРИИ РЕЦЕПТОРОВ КАК МЕСТЕ РЕАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЯДА
Представление о рецепторе как месте конкретной реализации токсического действия яда до настоящего времени остается не до конца выясненным, хотя идея эта была сформулирована Джоном Ленгли более 100
Яда с биологиЧеским объектом
Выделяют 4 стадии взаимодействия яда с биологическим объектом: поступление яда в организм; распределение между органами и тканями; биотрансформация (метаболизм) токсических веществ; выведение яда и
Дыхательные пути
Всасывание токсических веществ через дыхательную систему является наиболее быстрым путем поступления токсикантов в организм. Это объясняется большой поверхностью легочных клеток альвеол и непрерывн
Желудочно-кишечного тракта
Желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей проникновения в организм чужеродных соединений.
Часть ядовитых веществ может всасываться в кровь уже из полости рта благодаря про
Всасывание токсических веществ через кожу
Одним из возможных путей проникновения ядов в организм является кожа. Особенности строения кожи обеспечивают возможность быстрого проникновения жирорастворимых соединений через эпидермис - липопрот
Транспорт токсических веществ
Токсические вещества, независимо от пути их поступления в организм, далее попадают в кровь и лимфу. С током крови они переносятся в межклеточную жидкость, а затем в клетки. При этом различные ядови
Веществ в организме
Распределение химического вещества в организме определяется его относительной концентрацией в плазме крови, скоростью кровотока через различные органы и ткани, скоростью, с которой вещество проника
Превращение токсических веществ в организме
Большая часть ядов, попадая в организм, претерпевает в нем те или иные изменения. В зависимости от вида вещества его превращения могут быть более или менее глубокими и затрагивать все поступившие в
Выведение токсических веществ из организма
Пути и механизмы выделения многочисленных ядовитых соединений различны. Токсические соединения и их метаболиты выделяются через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу; часто они экскретируют
И ВОЗНИКАЮЩИМ ЭФФЕКТОМ
Известно, что чем больше доза или концентрация воздействующего на организм вредного вещества, тем, при прочих равных условиях, больший эффект эта доза вызывает.
Однако для развития эффекта
НА ДЕЙСТВИЕ ЯДОВ
Температура.Токсический эффект большинства ядов в различных температурных условиях проявляется по-разному. Эффект может усиливаться как при повышении, так и при понижении температу
ДЕЙСТВИЕМ
Известный русский токсиколог Е.П.Пеликан в середине прошлого века писал: “Действие ядов определяется их химическим составом или свойством, числом и расположением частиц, их образующих; поэтому веще
Их структурной сложностью
Сопоставление эффективности биологического действия большого количества принадлежащих к разным классам химических соединений с их молекулярной массой позволило установить закономерность, получившую
Состав вещества химических группировок и атомов
Существенные, подчас резкие сдвиги токсичности ряда химических соединений наблюдаются при введении в их молекулы галоидов. Например, атом хлора или фтора в молекуле углеводорода усиливает ее химиче
По чувствительности к ядам
В настоящее время общепризнанным является факт о различной видовой чувствительности животных к ядам. Например, при введении ацетофоса в DL50 активность фермента холинэстеразы через один
Зависимость токсического эффекта от пола
Вопрос о влиянии половых особенностей организма на проявление токсического эффекта до сих пор остается дискуссионным. В исследованиях одних авторов более чувствительными к яду являются самки, у дру
Возраст и токсический эффект
Сведения о влиянии возраста на проявление токсического эффекта при воздействии на организм различных ядов являются противоречивыми, т.е. одни яды оказываются более токсичными по отношению к молодым
Ферментные системы
Механизм токсического действия большой группы ядов обусловлен преимущественно воздействием их на ферментные системы организма. Известно, что большинство обменных процессов в клетке осуществляется с
ТИОЛОВЫЕ ЯДЫ, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
Важнейшими тиоловыми (“металлическими”) ядами являются соединения бария, висмута, кадмия, меди, ртути, свинца, хрома, цинка, серебра, таллия и некоторых других. К этой группе относят также соединен
Сульфгидрильные группы биомолекул
РТУТЬ. В чистом виде ртуть применяется в производстве некоторых медицинских и других препаратов, взрывчатых веществ (гремучая ртуть), ядохимикатов (гранозан), а также для заполнения термометров, ба
Химизм действия тиоловых ядов
Каков же общий механизм взаимодействия ядов с сульфгидрильными соединениями? Прежде всего надо отметить, что в результате реакции ионов металлов с SH-группами образуются слабо диссоциирующие и, как
Строение печени
В поддержании и регуляции гомеостаза значительная роль принадлежит печени. Это самый крупный из внутренних органов, участвующих в гомеостазе. Она контролирует многие обменные процессы, играющие важ
Функции печени
Печень выполняет несколько сотен функций, включающих тысячи различных химических реакций. Все эти функции связаны с положением печени в кровеносной системе и с тем огромным объемом крови, который п
СОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОРГАНИЗМ И ПУТИ БИОТРАНСФОРМАЦИИ ЭТАНОЛА
Угрожающая тенденция к росту потребления алкогольных напитков и, как следствие, увеличение числа больных алкоголизмом наблюдаются во многих странах. За последние 20-30 лет потребление алкоголя в ми
Алкоголь в организме: пути биотрансформации
Алкоголь (этанол, этиловый спирт, винный спирт) относится к первичным спиртам (СН3-СН2-ОН) и содержится не только в спиртных напитках, но в пределах долей процента обнаружен в
Метиловый спирт как высокотоксичный яд
Метиловый спирт широко применяется в качестве одного из исходных продуктов производства пластмасс, искусственной кожи, стекла, фотопленки, при синтезе ряда биопрепаратов и лекарств, а также как орг
ФУНКЦИИ КРОВИ У МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Кровь состоит из клеток, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. Клетки составляют около 45%, а плазма - 55% общего объема крови. Плазма состоит на 90% из воды и на 10% из растворенных и взв
Компоненты плазмы крови и их функции
Компонент
Функция
Компоненты,
постоянной
присутствующие в
концентрации
1. Вода
ГЕМОЛИЗА
Гемолитические яды - это яды, оказывающие прямое действие на гемоглобин и эритроциты, а также вызывающие ферментативные нарушения. Все гемолитические яды условно делят на:
1) вещест
НЕЙРОНЫ, СИНАПСЫ, МЕДИАТОРЫ
Для упорядоченного и эффективного функционирования сложного многоклеточного организма необходима согласованная деятельность его разных частей, а следовательно, необходимы механизмы, контролирующие
Нейроны
Нервная система построена из отдельных клеток - нейронов. Диаметр среднего нейрона составляет несколько менее 0,1 мм. В нейроне различают три части: тело клетки, длинный аксон,
Синапсы
Нервная система состоит из нейронов, но действует как единая система проводящих путей, т.е. между нейронами существуют функциональные связи. Межнейронные соединения называются синапсами - эт
Медиаторы нервной системы
Основные медиаторы нервной системы - ацетилхолин и норадреналин, хотя существуют и другие. Нейроны, высвобождающие ацетилхолин, называют холинэргическими, а норадреналин - адренэргиче
СОЕДИНЕНИЙ
Ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве, принадлежат к различным классам химических соединений. Все они объединены под общим названием “пестициды”. Пестициды - это химические ве
Естественные и искусственные радионуклиды
Естественными радиоактивными веществами принято считать такие радиоактивные вещества, которые образовались и постоянно вновь образуются без участия человека. Это, прежде всего, долгоживущие,
Поступление радиоактивных веществ в организм
Важнейшими оценочными критериями опасности радиоактивных веществ являются величина их всасывания, скорость выведения из организма и кратность накопления в том или ином органе или ткани.
Распределение радионуклидов в организме
Существует ряд факторов, влияющих на распределение радионуклидов в организме: скорость всасывания радиоизотопа в организм, путь поступления его, рН среды, где находится радиоизотоп, и т.д.
РАДИАЦИОННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
В реальных условиях в окружающей среде на человека действует сложный комплекс разнообразных факторов физической, химической и биологической природы, которые могут сочетаться с ионизирующим излучени
ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ЛУЧЕВОЙ И НЕЛУЧЕВОЙ ПРИРОДЫ
Знание отдаленных эффектов при совместных поражениях факторами лучевой и нелучевой природы позволяет оценить как значение каждого из факторов в патогенезе, так и их суммарный эффект.
В раб
ВЕЩЕСТВ
Радионуклиды обладают различной биологической эффективностью. По своему биологическому действию радиоактивные вещества различаются между собой в зависимости от вида, энергии излучения, периода полу
РАДИОТОКСИНЫ
При действии ионизирующих излучений на биосреды, органеллы, клетки, ткани и целые организмы в них образуется группа веществ с большой биологической активностью, объединяемых под общим названием “
МИКРООРГАНИЗМОВ-Деструкторов
Загрязнение окружающей среды происходит в результате выброса разнообразных ксенобиотиков, многие из которых плохо подвержены деструкции или биотрансформации во внешней среде. Эти вещества накаплива
Новости и инфо для студентов