Лекции по "Екологічна токсикорогія"

     вид: хімічні, біологічні (патогенні мікроорганізми), біотичні (продукти життєдіяльності організмів - екзометаболіти, алелопатичні речовини);

• походження: біогенні, абіогенні, антропогенні;
• періодичність появи: періодичні, постійні;

     -,черговість виникнення: первинні, повторні;

     - умови дії на організм: дія залежить або не залежить від концентрації;

       - спектр дії на організм: виборча або загальна дія;

     - токсичний ефект,  фізіологічні, психо-фізиологічніні, цито-генетичні, мутагенні,

     тератогенні. канцерогенні й ін.; 

• локалізація дії: локального, загального;
• ступінь впливу летальні, екстремальні (стресові), лімітуючі (обмежуючі) і інші;
• механізм дії порушують синтез клітинної мембрани, синтез білків, нуклеїнових кислот, цілісність клітинних мембран.

 

           Біотоксини (токсини, вироблювані живими організмами) за характером дії класифікують:

           - нейротоксини: блокують передачу нервового імпульсу (тайпогоксин, бунгаротоксини, деякі екзотоксини бактерій і ін.);

           - цитотоксини: діють як гідролітичні ферменти (токсини зміїних отрут, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus ін.), що дозволяє їм руйнувати мембрани, викликати лізис клітин; *

           - токсини-інгибірітори: придушують активність певних ферментів, відповідальних за процеси обміну речовин у клітині (дифтерійний токсин і ін.);

           - токсини-ферменти: фосфолІпази, протеази, й інші ферменти, що надходять у зовнішнє середовище з екзометаболітами нижчих організмів (бактерії, іриби, і ін.) потрапляють в організм "жертву", вбивають руйнуючи життєво важливі біохімічні структури. 

           За  принципом дії токсичні речовини класифікують як отрути:

• локальної дії (кислоти, луги, солі багатьох метанів, формальдегід, органічні кислоти);
• ферментні (фтор, ціаніди, сечовина, меркаптани);
• протоплазматичні (фосфорорганічні речовини, ціаніди, фториди, азіди, меркаптани);
• гемолітичні (Pb, Se, ціаніди, фосфорорганічні сполуки, токсини синьо-зелених водоростей);
• нервово-паралітичні (аміак, С0₂, F, нафтопродукти, феноли, хлорорганічні пестициди);
• наркотичні (органічні розчинники, хлорорганічні сполуки, альдегіди й інші неелектроліти);
• гонадотокенчпі отрути - викликають морфологічні, функціональні порушення статевих залоз;
• канцерогенні отрути - призводять до появи в організмі злоякісних новоутворень;
• мутагенні отрути - викликають мутації клітин, патологічні зміни хромосомного апарату і призводять до спадкового закріплення змін у наступних поколіннях, як наслідок - негативний вплив па генетичний фонд організмів, в тому числу - людини;
• тератогенні отрути - призводять до появи нащадків зі змінами, з неспадковими вадами розвитку, зумовленими пошкоджуючою дією токсичних речовин, починаючи з порушення обміну речовин і закінчуючи загибеллю тканинних структур;
• ембріотоксичні отрути - патологічно впливають на розвиток плоду: можливе переривання вагітності, у новонароджених може спостерігатися інтоксикація, у подальшому відставання.

 

           З урахуванням загального характеру дії токсини бувають:

• неспецифічні: вступають у хімічні реакції з різноманітними біомолекулами;
• специфічні: активно реагують тільки з певними біохімічними структурами клітини.

           У ряді випадків небезпеку  забруднювача оцінюють по його відносній  токсичності.

     Про токсичність компонентів вихлопних газів автотранспорту судять по токсичності СО, яка приймається за одиницю:

           Навіть малі дози деяких отрут (і радіонукліди), що мають кумулятивні властивості (тобто накопичуються в клітинах), при тривалому або хронічному впливанні с дуже небезпечними для організму, оскільки в кінцевому рахунку вони дають соматичний (переродження клітин) або і генетичний (вилив на майбутні покоління) ефекти.

           Вважають, що у геномі людини та ссавців є онкогени, (гени - відповідальні за розвиток ракових  пухлин. У здоровій клітині функція  онкогенів заблокована. Але при  ушкодженні геному хімічними речовинами (або випромінювачем) онкогени можуть активізуватися.

           Отрути - попередники структурних  аналогів субстратів. До цієї групи відносять токсини, що у процесі клітинного метаболізму стають структурними аналогами субстрату чи ферменту.

           Отрути - аналоги вітамінів (антивітаміни). Вони взаємодіють із коферментами, які є найважливішими вітамінами. Завдяки такій схожості антивітаміни витискують вітаміни з біохімічних систем. Але антивітаміни не спроможні виконувати біохімічні функції вітамінів.

           Отрути, що порушують синтез білків. До цієї групи токсинів відносяться в основному структурні аналоги амінокислот, ряд антибіотиків і інші складні органічні сполуки.

           Отрути, що реагують із функціонально  активними групами  білків. До них відносяться головним чином важкі метали, які здатні взаємодіяти із групами білків;

           Отрути, що роз'єднують процес окисного фосфорування, у цю групу входять токсини, які порушують процес синтезу АТФ шляхом зміни структури мітохондрій:

           Отрути, що денатурують білки; у цю групу входять токсини, які порушують активність ферментів і функціональні властивості білків шляхом зміни їх. 
 
 

     21. ХАРЧОВІ ОТРУЄНЬ, ОБУМОВЛЕНІ ТОКСИЧНОЮ ДІЄЮ ХІМІЧНИХ ПРЕПАРАТІВ  

     Мінеральні  добрива.

     Вже в процесі вирощування рослин при надмірному внесенні азотних добрив, деякі з них можуть накопичувати нітрати в формі, що погано виводиться з організму. В той же час, можна відмітити, що сільськогосподарської продукції без нітратів не буває, тому що нітрати є основним джерелом азоту в живленні рослин. В малих кількостях нітрати постійно присутні в організмі людини, як і в рослинах, і не викликають негативних явищ. Всі негативні прояви починаються, коли нітратів стає дуже багато.

     -  Підпорогова концентрація нітратів у воді, що визначають за органолептичним показником - 400 мг/л;

     - підпорогова концентрація NH4NO3, яка не впливає на санітарний режим водоймища - 10 мг/л;

     - максимальна концентрація NH4NO3, яка при постійному впливі не призводить до порушень біохімічних процесів - 2 мг/л. 

     Допустима добова доза (ДДД) нітратів для людини, згідно з рекомендаціями ФАО/ВООЗ - 5мг/кг; летальна - 8-15 г.

     При споживанні продуктів з підвищеним вмістом нітратів в організм людини надходять не тільки нітрати, але  й їх метаболіти: нітрити і нітрозо  сполуки.

     Головною  причиною всіх негативних наслідків  є не стільки нітрати, скільки їх метаболіти - нітрити. Нітрити взаємодіють з гемоглобіном, утворюючи метгемоглобін, нездатний переносити кисень. В результаті виникає кисневе голодування. Для утворення 2000 мг метгемоглобіну достатньо 1 мг нітриту натрію. В нормальних умовах у людини міститься в крові біль 2% метгемоглобіну. Якщо вміст метгемоглобіну зростає до 30%, то з'являються симптоми гострого отруєння (задишка, тахікардія, слабість, головна біль), при 50% метгемоглобіну може наступити смерть. Концентрація метгемоглобіну в крові регулюється метгемоглобінредуктазою, яка відновлює метгемоглобін до гемоглобіну. Метгемоглобінредуктаза починає вироблятись у людини тільки з трьохрічного віку, тому діти до року, перед нітратами беззахисні.

     При отруєнні високонітратними продуктами ушкоджуються шлунково-кишковий тракт, серцево-судинна і ЦНС, нітратною водою - серцево-судинна, дихальна, ЦНС.

     Ознаки  отруєння проявляються через 1-6 год  після потраплянні нітратів у  організм. Гостре отруєння починається  з тошноти, рвоти, поносу. Збільшується і болить печінка. Знижується артеріальний тиск. Пульс слабкий, кінцівки холодні. Дихання прискорюється. З'являється головна гіль, шум у вухах, слабість, судороги м'язів обличчя, відсутність координації рухів, втрата свідомості, кома. При легких випадках переважає сонливість і депресія.

     Хронічне  надходження субтоксичних доз нітратів приводе до тяжких наслідків не так  швидко, як при токсичних дозах, але  так же само незворотньо.

     Дослідження хронічних отруєнь у тварин показали, що пошкоджуються в першу чергу ті органи і тканини, де проходе інтенсивне ділення клітин. У тварин виявляється більше абортів.

     Нітрати не впливають на зберігання продукції.

     Кількість нітратів у продукції при зберіганні знижується до березня в картоплі в 4 рази, в буряках столових - в 1,5, в моркві - в 3, в капусті - в 3. Але при зберіганні і якість продукції погіршується в наслідок зниження вмісту білків, вітамінів, вуглеводів і підвищується вміст органічних кислот. Крім того, нітрати розглядаються, як попередники висококанцерогенних N-нітрозосполук. 

     Отруєння  нітрозосполуками. Кількість сполук цієї групи дуже велика. Вони широко розповсюджені в навколишньому середовищі і в продуктах харчування. Багато з нітрозо-сполук (НС) визнані як найбільш сильні канцерогенів. НС можуть виникати в результаті взаємодії нітритів з амінами, в тому числі за рахунок їх ендогенного синтезу.

     В першу чергу, уражають органи, для  яких характерна швидка зміна клітинних  популяцій: кровотворна, лімфоїдна, травна системи. Доведена імунодепресивна  дія НС, притаманна мутагенна активність, установлений ембріотоксичний та тератогенний ефект. Гострих отруєнь нітрозосполуками при їх надходженні до організму людини із забруднених ними харчових продуктів зареєстровано не було. Небезпеку становлять, насамперед, віддалені наслідки токсичної дії нірозосполук при їх надходженні до організму з їжею, а саме канцерогенні властивості НС.

     Тривале внесення в грунти великих доз  фосфорних і калійних добрив може призвести до деякого підвищення рівня важких металів (кадмій, уран, торій і т.ін.). 

     Харчові отруєння пестицидами

     Негативний  вплив пестицидів на стан здоров'я  населення може проявлятися у  вигляді гострого та підгострого  отруєння ними, обумовленого короткостроковим надходженням відносно великих кількостей препарату, а також у вигляді хронічного отруєння, яке викликане довгостроковим надходженням до організму людини малих доз пестициду, а також віддалених наслідків. Стосовно харчових продуктів, забруднених пестицидами, необхідно зазначити, що гострі отруєння ними в основному носять випадковий характер і виникають при грубих порушеннях правил використання пестицидів і правил використання продуктів, оброблених пестицидами. В цьому плані найбільшу небезпеку становлять порушення правил використання насінного зерна, яке спеціально оброблялося (протравлювалося) пестицидами. Використання такого зерна для харчування населення не дозволяється. Найбільше значення відносно продуктів, забруднених пестицидами, мають хронічні отруєння ними та віддалені наслідки отруєнь. 

     Гострі  отруєння пестицидами при їх надходженні до організму з харчовими продуктами.

     Особливо  чутливі до токсичної дії пестицидів діти.

     Найбільш  небезпечними в плані гострих  отруєнь харчовими продуктами, які  забруднені пестицидами, можуть бути ртутьорганічні сполуки (гранозан та меркуран, які використовуються для протравлення зерна). Діючою основою цих пестицидів є високотоксичні похідні ртуті - етилмеркурхлорид, який міститься в них у кількості 2-2,5%. Окрім високої токсичності, ртутьорганічні препарати відрізняються значною стійкістю в навколишньому середовищі, довгостроковістю зберігання в продуктах харчування та вираженими кумулятивними властивостями.

     При гострому отруєнні ними можуть виникати болі у стравоході, в ямці під  грудьми, відмічаються слинотеча, металічний присмак у роті, блювота, випорожнення з домішками слизу та крові, опухання язика, підщелепних та привушних залоз, кровотеча з ясен. На 2-3 добу з'являються симптоми гострої ниркової недостатності. Симптоми ураження ЦНС - збудження, судоми, коматозний стан. В тяжких випадках можливі смертельні наслідки.

     Певну небезпеку через високу токсичність, становлять фосфорорганічні пестициди. Фосфорорганічні пестициди нестійкі, швидко гідролізуються у навколишньому середовищі. Центральні симптоми отруєння - головний біль, дезорієнтація, судоми, коматозний стан.