Основы промышленной токсикологии

1. ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
БЕЗОПАСНОСТИ
Лекция № 14-15
ОСНОВЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ
лектор - к.м.н., доцент Емельянов В.В.
авторы-составители презентаций –
доценты кафедры иммунохимии УрФУ
к.м.н. Емельянов В.В., к.х.н. Максимова Н.Е.

2.

ТОКСИКОЛОГИЯ
Токсикология
(от греч.
toxicon – яд и logos –
учение) – это наука,
изучающая действие на
живые
организмы
вредных
химических
веществ,
с
целью
создания безвредных и
безопасных
условий
труда
и
жизнедеятельности.
ХИМИЧЕСКАЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
ПРОМЫШЛЕННАЯ
КЛИНИЧЕСКАЯ

3. ВРЕДНОЕ ВЕЩЕСТВО

Какое химическое
вещество следует
считать
безвредным?
Существуют ли
абсолютно
безвредные
вещества?
«Все есть яд, ничто не лишено
ядовитости»
Парацельс

4.

ВРЕДНОЕ ВЕЩЕСТВО (токсикант, токсагент)- это
вещество, которое при контакте с организмом
человека в случае нарушений техники безопасности
может вызвать заболевания или отклонения в
состоянии здоровья, обнаруживаемое современными
методами как в процессе контакта, так и в отдаленные
сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Яды – это вещества, которые проявляют свое вредное
действие в обычных условиях и в относительно
небольших количествах.
Производственные яды – это вредные химические
вещества, встречающиеся на производстве в качестве
сырья, промежуточных или конечных продуктов.

5. Характеристики вредного вещества

Токсичность – это способность наносить вред
живому (или мера несовместимости вещества с
жизнью). Токсичность зависит от дозы, физических
свойств вещества, длительности поступления,
индивидуальных особенностей организма.
Опасность – это вероятность вредного
воздействия вещества в реальных условиях
производства и применения.

6. Классификации вредных веществ

Общие
Специальные
Химическая (по химическому Патохимическая (по
строению)
механизму взаимодействия
с ферментами)
Практическая (по цели
применения)
Биологическая (по характеру
биологических последствий
отравлений)
Гигиеническая (по степени
токсичности)
Патофизиологическая (по
типу гипоксии)
Токсикологическая (по виду
общетоксического действия)
По степени канцерогенной
активности
По избирательной
токсичности

7. Общие классификации. 1. Химическая классификация

Химическое строение
Неорганические
Органические
Элементорганические
Классы
Оксиды
Кислоты
Основания
Соли
Углеводороды
Галогенпроизводные
Спирты и т.д.
Органические соединения
щелочных металлов
Магнийорганические
соединения и т.д.

8. 2. Практическая классификация

Область применения
Примеры
Промышленные
Органические растворители, топлива,
красители, пластификаторы и т.д.
Агрохимикаты
Пестициды(химические средства борьбы с
вредными организмами);
Удобрения, мелиоранты, кормовые добавки
и т.д.
Лекарственные средства
Фармакологическая классификация
Бытовые химикаты
Средства санитарии и гигиены,
косметические средства, пищевые добавки
Боевые отравляющие
вещества (БОВ)
Зарин, заман, иприт и др.

9. 3. Гигиеническая классификация

Класс
Степень токсичности (по
параметрам токсикометрии)
I
Чрезвычайно токсичные
II
Высокотоксичные
III
Умеренно токсичные
IV
Малотоксичные

10. 4. Токсикологическая

Общее токсическое
действие
Токсические вещества
Нервно-паралитическое
(бронхоспазм, удушье,
судороги, параличи)
Фосфорорганические инсектициды, ОВ
Кожно-резорбтивное
(местные воспаления и
некроз в сочетании с общетоскическим действием)
Дихлорэтан, гексахлоран, As и его соединения,
ОВ, ртуть (сулема)
Общетоксическое
(гипоксические судороги,
кома, отек мозга, паралич)
HCN и ее соли, СО, алкогольные суррогаты,
ОВ
Удушающее (токсический
отек легких)
Оксиды азота, ОВ (фосген, дифосген)
Слезоточивое и
раздражающее
Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин,
ОВ

11. 5. По избирательной токсичности

Характер избирательной
токсичности
Характерные представители
«Сердечные» яды
(кардиотоксические)
Соли металлов (бария, калия,
кобальта, кадмия)
«Нервные» яды (вызывают нарушения психической активности).
СО, H2S, фосфорорганические
соединения, спирты, анилин и др.
«Печеночные» яды (гепатотропные)
Галогенуглеводороды, фосфор,
селен, фенолы, альдегиды
«Почечные» яды
(нефротоксические)
Соединения тяжелых металлов,
этиленгликоль, щавелевая кислота
«Кровяные» яды
(гематотоксические,
миелотоксические)
СО, нитриты, свинец; ароматические
у.в., анилин
«Легочные» яды
Оксиды азота, озон, фосген и др.

12. Отравления

Патологическое состояние, развивающееся в результате
воздействия вредного химического вещества на организм,
называется отравлением или интоксикацией.
Острые отравления возникают в результате кратковременного
действия относительно больших доз (концентраций) вредных
веществ и характеризуются типичным проявлением
непосредственно в момент воздействия или после небольшого
скрытого (латентного) периода.
Острые отравления на производстве возникают в результате
аварий или грубых нарушений техники безопасности.
Хронические отравления развиваются постепенно, при
длительном действии небольших доз вредных веществ.
Изменения в состоянии здоровья проявляются в течение
длительного периода времени.
Хронические отравления возникают вследствие накопления
вредных веществ в организме (материальная кумуляция) или
вызываемых ими изменений (функциональная кумуляция).

13. Действие промышленных ядов на организм человека

Неспецифическое – химическое вещество способно реагировать
со многими компонентами клеток различных органов и систем. В
их токсическом действии отсутствует строгая избирательность.
Действие на организм проявляется в общем угнетении функций
организма.
Пример: действие наркотических, раздражающих, гемолитических
веществ
Специфическое (избирательное)- химическое вещество вступает в
реакции с определенным компонентом клетки, способно вызвать
отравление в относительно низких концентрациях. Внешнее
проявление специфического действия может быть различным.
Пример: действие хлорированных у.в. на клетки печени.
В большинстве реальных случаев воздействия ядов на организм
имеют место оба механизма.

14. Факторы, влияющие на токсичность химических веществ

15. Зависимость биологической активности химических веществ от химического строения

Химическая активность
Физико-химические свойства
Химическое строение
Биологическая активность

16.

ТОКСИЧНОСТЬ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ

17.

18. Химические элементы в живых системах

Группа
% от массы
тела
Органогены
98%
С 15-18%, Н 8-10%, O 65-75%, N 1,5-3%
Макроэлементы
Представители
> 0,01
Ca, P, K, Na, S, Cl, Mg
Микроэлементы
0,00001 –
0,01
Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si,
Cs, J, Mn,
Al, Pb, Cd, B, Rb
Ультрамикроэлементы
< 0,00001
Se, Co и другие

19. Правила Мертца

1) Для каждого элемента существует диапазон безопасной
экспозиции, при котором тканевые концентрации и функции этого
элемента оптимальны;
2) У каждого элемента имеется токсический диапазон концентраций,
при котором безопасная степень его экспозиции оказывается
превышена.
Металлы с низкими значениями диапазона концентраций условно
распределены по «степени опасности» (чем меньше диапазон
экспозиции, тем металл опаснее) на следующие группы:
I. Cd, Hg, Tl, Pb, Be, As;
II. В, Co, Cr, Сu, Mo, Ni, Sb, Sc, Zn;
III. Ba, Mn, Sr, V, W.
(по Г.К. Барашкову)

20. По Мэтьюсу токсичность металлов

Прямо пропорциональна атомной массе. Наиболее вероятным
фактором, с которым связана большая токсичность тяжелых
металлов, является электроотрицательность.
Обратно пропорциональна
значению потенциала ионизации металла (чем легче
ионизуется, тем токсичнее).
степени гидратации иона. Так, литий гидратирован сильно, а
цезий - мало; последний и более токсичен.
По современным представлениям, токсичность ионов металлов
зависит от стойкости образованных ими комплексов с
органическими лигандами, растворимости их в воде и липидах.

21. Токсичность неорганических соединений зависит от их растворимости в воде

Поскольку носителями токсичности по отношению к
биосубстрату являются катионы и анионы, то
проявление
токсичности
водорастворимыми
соединениями зависит от их способности к
ионизации.
Пример: BaSO4 – практически н.р. в воде. При
пероральном приеме выводится из организма в
неизменном виде; используется как контраст в
рентгенографии.
BaCl2 и Ba(NO3)2, х.р. в воде, являются сильными
электролитами, обладают высокой токсичностью.
М.р. oксиды ZnO, CuO, PbO, Fe2O3 независимо от
способа
поступления
проявляют
меньшую
токсичность, чем х.р. растворимые нитраты Zn(NO3)2,
Cu(NO3)2, Pb(NO3)2, Fe(NO3)3 или сульфаты ZnSO4,
CuSO4, PbSO4, Fe2(SO4)3.

22. Пример:

Образование м.р. соединений в биосреде приводит к
снижению их всасывания и, как следствие
уменьшению токсичности.
В слабощелочной среде содержимого кишечника
образуются м.р. основные соли сурьмы SbOHNO3
или железа FeOHCl, которые плохо всасываются и
удаляются в основном с каловыми массами.

23. Токсичность неорганических солей зависит как от характера катиона, так и аниона

Практически неядовиты катионы: Na+, K+,
Cs+, Sr2+, которые характеризуются сильно
отрицательным ОВП.
Наиболее токсичны катионы: Cu+, Cu2+,
Cd2+, Pb2+, Hg2+.

24. Пример: аргирия (аргироз)

Eo (Ag+/Ag0)=0,81
Ag+ + e
Ag0
Ag+ +RSH
RSAg + H+
серо-фиолетовая окраска тканей из-за
отложения частиц серебра и его
соединений

25. Среди анионов наибольшей токсичностью обладают:

NO2 F-,
AsO43-(арсенит-ион, Н3АsО4 – мышьяковая кислота),
AsO2- - метаарсенит-ион (НАsО2 метамышьяковистая
кислота),
CN- - цианид-ион.

26. Пример:

В крови устойчивой формой As является HAsO2,
которая блокирует тиоловые группы ферментов,
приводя к потере ими активности:
2RSH + O=As-OH
(RS)2-As-OH + H2O
Арсенат-ион (AsO43-) может замещать фосфат-ион
(РО43-) в реакциях, нарушая жизненно важные
процессы.
Арсин (летучий гидрид) – гемолитический яд:
3HbO2 + 4AsH3
3MetHb + 4As + 6H20
В некоторых солях (соли ртути, свинца) анионы
не играют существенной роли в формировании
токсичности, т.е. определяющая роль принадлежит
преимущественно катиону.

27.

ТОКСИЧНОСТЬ
ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ

28. ВЗАИМОСВЯЗЬ «СТРУКТУРА - БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ»

ВЗАИМОСВЯЗЬ «СТРУКТУРА БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ»
СТРУКТУРА
СОСТАВ
ЭЛЕКТРОННОЕ
СТРОЕНИЕ
ИЗОМЕРИЯ
РАСТВОРИМОСТЬ
КИСЛОТНОСТЬ
И ОСНОВНОСТЬ

29. Правило Ричардсона (1869 г.)

При прочих равных
условиях, чем больше
м.м. и размер молекулы,
тем выше биологическая
активность соединения
Объяснение: чем больше молекула, тем выше вероятность
ее связывания со специализированными клеточными
рецепторами.
Правило применимо к веществам алифатического ряда,
но не подтверждается в ряду ароматических соединений.
29

30. Пример : наркотическое и гемолитическое действие спиртов нарастает с увеличением длины углеводородного радикала

Название
спирта
Химическая
формула
М.м.
Относительная
токсичность
этиловый
С2Н5ОН
46
1
пропиловый
бутиловый
С3Н7ОН
С4Н9ОН
60
2
74
4
амиловый
С5Н11ОН
88
20
октиловый
С8Н17ОН
130
1000

31. Отклонения от правила Ричардсона:

первые представители гомологических рядов
оказывают более сильное общетоксическое и
специфическое действие, чем последующие.
Это связано с особыми путями их метаболизма в
организме;
закономерное нарастание токсичности с
увеличением м.м. идет до определенного
предела, а затем токсичность начинает падать.
Это обусловлено тем, что в гомологическом ряду
растворимость в воде падает быстрее, чем
нарастает биологическая активность.

32. Правило Ричардсона в графической форме

Токсичность
1
2
3
4
5
6
7
Число
атомов С

33. Правило разветвленных цепей

Химические соединения с линейной
углеродной цепью оказывают более
выраженный токсический эффект по
сравнению с разветвленными
изомерами.
Разветвление алкильной цепи
затрудняет окислительный метаболизм.

34. Пример 1

Спирты нормального строения – более
сильные наркотики, чем спирты изостроения:
СН3СН2СН2ОН > СН3СНОН
СН3
СН3СН2СН2СН2ОН > СН3СНСН2ОН
CН3

35. Пример 2

циклические соединения с одной длинной
боковой цепью более токсичны, чем изомеры
с 2 и более короткими С-цепями
СН3
СН2СН3
СН3

36. Замыкание цепи углеродных атомов увеличивает токсичность углеводородов при их ингаляционном поступлении Пример: пары

циклоалканов действуют сильнее,
чем пары соответствующих алканов
>
CН3CН2CН3
>
CН3(CН2)2CН3
>
CН3(CН2)3CН3
>
CН3(CН2)4CН3

37. Правило кратных связей

Биологическая активность вещества
возрастает с увеличением числа
кратных связей
CН3-CН3 > СН2=СН2 > СН =СН
токсичность растет

38. С увеличением числа кратных связей наряду с наркотическим усиливается раздражающее действие

СН3-СН2-С=О
Н
Пропаналь
– слабо токсичен;
СН2=СН-С=О
Н
Аллиловый альдегид – сильный лакриматор
(раздражающий слезоточивый газ)

39. Введение галогена в молекулу органического соединения сопровождается усилением токсичности и появлением токсических эффектов,

характерных для специфических ядов
Пример 1
СН4 < CH3Cl < CH2Cl2 < CHCl3
наркотическое действие возрастает
Пример 2.
Раздражающий эффект нарастает в ряду:
бензол – хлорбензол - дихлорбензол.

40. Введение в молекулу ОН - групп увеличивает растворимость в воде и, как правило, ослабляет силу токсического действия

Спирты менее токсичны, чем
соответствующие углеводороды.
Алкилирование или ацилирование ОНгруппы уменьшает полярность и делает
молекулу более устойчивой к
биохимическим превращениям.

41. Введение в молекулу - NO2, -NO или NH2- группы резко изменяет токсические свойства соединений

Введение в молекулу - NO2, -NO или NH2группы резко изменяет токсические
свойства соединений
Нитро- и нитрозосоединения, амины жирного
и особенно ароматического ряда оказывают
выраженное токсическое действие на ЦНС и
метгемоглобинообразование.
Нитробензол является кровяным ядом,
способствует окислению Hb, переводя его в
MetHb (Fe2+ Fe3+), не способный переносить
кислород.

42.

Для алкилэфиров азотной и азотистой
кислот, где группы - NO2, -NO связаны с
кислородом, характерно сосудорасширяющее и гипотензивное действие.
С2Н5О-NO, С5Н11О-NO,
С2Н5О-NO2, O2NО-СН2-СН-СН2-ОNO2
ОNO2

43. Влияние физико-химических свойств химических веществ

Агрегатное состояние.
Токсическое действие газообразных
веществ и паров летучих жидкостей,
проникающих через дыхательные пути,
проявляется гораздо быстрее, чем
жидких или твердых веществ, попавших
на кожу или поступивших в пищевой
канал.

44. Влияние физико-химических свойств химических веществ

Размер частиц химического
вещества (дисперсность).
Чем больше степень измельчения
вредного химического вещества, тем
оно токсичнее, т.к. лучше сорбируется,
легче растворяется и быстрее
поступает в кровь.

45. Влияние физико-химических свойств химических веществ

Соотношение растворимости в
воде и липидах.
Жирорастворимые вещества легко
проникают в организм через кожу и
легко проникают из крови в клетки,
минуя биомембраны, основу которых
составляет липидный бислой.

46. Влияние возраста

Организм подростков, как правило, в 2-
3 раза более чувствителен к действию
вредных веществ по сравнению со
взрослыми людьми.
Законодательно запрещен прием лиц
моложе 18 лет на ряд профессий
химических производств.

47. Влияние пола

Женский организм в общем более устойчив к
действию вредных факторов окружающей
среды.
В химической промышленности установлен
перечень профессий, к которым не
допускаются беременные женщины
(производство свинцовых красок, анилина,
бензола, нитробензола, солей ртути и др.).

48. Идивидуальная чувствительность

Скорость процессов детоксикации при
поступлении в организм вредных
веществ зависит от индивидуальных
особенностей человека (скорости
биохимических процессов,
функциональных особенностей его
физиологических систем).

49.

Большое значение имеет состояние
здоровья человека. Люди с заболеваниями крови более чувствительны к
действию «кровяных» ядов, с заболеваниями органов дыхания – к действию
раздражающих веществ и пылей.

50.

Снижению сопротивляемости
организма действию вредных веществ
способствуют хронические инфекции,
беременность, климакс.

51. Метеорологические условия среды

Увеличение температуры воздуха,
повышенная влажность воздуха усиливают
токсический эффект вредных веществ.
Усиление токсического действия при
повышенных температурах известно в
отношении паров бензина, оксидов азота,
паров ртути, некоторых инсектицидов.

52. ТЕМА

ОСНОВЫ
ТОКСИКОМЕТРИИ

53. Токсикометрия

- это количественная оценка токсичности
и опасности вредных веществ
Задачи токсикометрии
- первичная оценка токсичности и
опасности новых химических соединений;
- токсикологическая характеристика технологических
процессов;
- выработка медико-технических требований к
планировке производственных помещений, аппаратуре,
очистному оборудованию, средствам индивидуальной
защиты.

54. Характеристики вредного вещества

Доза вредного вещества – это
количества вредного вещества,
поступившее в организм, [мг/кг];
Концентрация вредного вещества – это
содержание вещества в объектах
окружающей среды [мг/м3],[мг/л]

55. Параметры токсикометрии можно расположить по уровням действия:

Limac
CL50
Биологический
эффект
Limsp
Limch
Zac
Zb.ef.
ПДК
Zsp
Кs
Zch
C (D)

56. Параметры токсичности промышленных ядов

CL50 – это концентрация вещества в воздухе,
вызывающая гибель 50% подопытных животных при
2-х или 4-х часовом ингаляционном воздействии.
DL50 – это доза вещества, вызывающая гибель 50%
подопытных животных при однократном введении в
желудок.
Токсичность ядов тем больше, чем меньше CL50 и
DL50, т.е. токсичность равна 1/ CL50 и 1/ DL50.

57. Оценка опасности острого отравления

а) Limас – пороговая концентрация
острого действия.
Чем меньше Limас, тем опаснее яд
для развития острого отравления
(выше активность вещества, организм
более чувствителен к его действию).

58. Оценка опасности острого отравления

б) Zac – зона острого действия.
Zac = CL50/ Limаc
Zac характеризует способность организма
приспосабливаться к действию яда и
свидетельствует об интенсивности процессов
детоксикации. Чем шире зона, тем сильнее
выражены компенсаторные свойства
организма по отношению к яду. Чем уже
зона, тем больше опасность отравления

59. Пример

Токсикант
Метилэтилкетон
Стирол
CL50,мг/ Limac,мг/л
л
40
1,5
35
0,5
Zac
26,6
70менее
опасен

60. Оценка опасности острого отравления

в) КВИО - коэффициент возможности
ингаляционного отравления.
КВИО = С20/ CL50,
где С20 - летучесть вещества (концентрация
насыщенных паров вещества в воздухе при 200С );
CL50 - среднесмертельная концентрация
вещества для мышей при
2-х часовой экспозиции
и 2-х недельном сроке наблюдения.

61. Оценка опасности хронического отравления

а) Limch
б) Zch – зона хронического действия
Zch = Lim аc/ Limch
Чем шире Zch , тем опаснее химическое вещество
за счет кумулятивных свойств.
( величина Limch слишком мала по сравнению с
Limас, значит в организме создаются благоприятные
условия для суммирования эффекта малых
концентраций, т.е. развития интоксикации).

62. Пример

Токсикант
Limас,мг/л Limch,мг/л Zch
Фуран
0,1
0,01
10
Этиленимин 0,01
0,004
25более
опасен

63. Оценка опасности хронического отравления

в) Zsp - зона специфического (избирательного)
действия:
Zsp = Limac/ Limsp
Величина Zsp позволяет оценить не только
опасность воздействия веществ, но и специфический
характер такого воздействия.

64. Оценка опасности хронического отравления

г) Z b.ef. – зона биологического
эффекта
Zb.ef. = CL50/ Limch
Z b.ef определяется при ежедневном 4-х
часовом поступлении вредного
вещества в организм.

65. ПДК (предельно-допустимая концентрация)

– это такая концентрация, при воздействии
которой на организм человека периодически
или в течение всей жизни – прямо или
опосредованно через экологические системы,
не возникает соматических (телесных) или
психических заболеваний (в том числе
скрытых и временно компенсированных) или
изменений состояния здоровья, выходящих за
рамки приспособительных физиологических
реакций, обнаруживаемых современными
методами сразу или в отдаленные сроки
жизни настоящего и следующих поколений.

66. ПДК

Для установления ПДК необходимо
уменьшение заведомо токсичной
концентрации. Это уменьшение
характеризуется коэффициентом запаса (Кs),
который устанавливается для каждого
вещества с учетом особенностей его
действия.
ПДК =Limch/ Кs
Обычно коэффициент запаса
принимается от 3 до 20.

67.

При развитии необратимых эффектов Кs
должен быть увеличен.
Кs должен увеличиваться:
- с увеличением абсолютной токсичности
- с увеличением КВИО
- с уменьшением зоны острого действия
- с увеличением кумулятивных свойств
- при значительных различиях в видовой
чувствительности подопытных животных
- при выраженном кожно-резорбтивном
действии.

68.

Все вредные вещества по показателям
токсикометрии разделены на 4 класса
опасности (гигиеническая классификация).
1 класс – чрезвычайно токсичные и
чрезвычайно опасные вещества;
2 класс – высоко токсичные и высоко
опасные;
3 класс – умеренно токсичные и умеренно
опасные;
4 класс – мало токсичные и мало опасные.

69. Гигиеническая классификация

Наименование
показателя
Класс опасности
1
2
3
4
ПДК вредного вещества
в воздухе рабочей зоны,
мг/м3
DL50 при введении в
желудок, мг/кг
DL50 при нанесении на
кожу, мг/кг
<0,1
0,11-1,0
1,1-10,0
>10
<15
15,1-150
151-5000
>5000
<100
101-500
501-2500
>2500
CL50 в воздухе, мг/м3
КВИО
Zac
Zch
<500
>300
<6
>10
501-5000
300-30
6-18
10-5,0
5001-50000
29-3
18,1-54,0
4,9-2,5
>50000
<3
>54
<2,5

70. Выбор класса опасности

При оценке опасности для одного и того
же вещества по ряду показателей
можно получить разные классы, но
определяющим должен быть
показатель, значение которого
соответствует наиболее высокому
классу опасности.

71. РАЗДЕЛ

ОСНОВЫ
ТОКСИКОКИНЕТИКИ

72. «ADMET»

ТОКСИКОКИНЕТИКА
absorbtion - всасывание
D distribution - распределение
M metabolism - метаболизм
E
excretion - выведение
T
toxicity – механизмы
ТОКСИКОДИНАМИКА
токсичности
A
ТОКСИКОКИНЕТИКА раздел общей токсикологии,
который изучает процессы, происходящие с ядовитыми
веществами в организме

73.

Основные стадии взаимодействия вредного
вещества с биологическим объектом
ТОКСИКОГЕННАЯ ФАЗА
СОМАТОГЕННАЯ ФАЗА

74. Поступление, распределение и выведение токсических веществ

пероральный
ингаляционный
через кожу
кровь, лимфа
межклеточная
жидкость
рот
ЖКТ
легкие
почки
железы
печень
фекалии
выдыхаемый
воздух
моча
секреты
внутренние
органы

75. ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЯДОВ В ОРГАНИЗМ

Путь
Химическая природа токсиканта
Проникновение в кровь
Ингаляционный
Газы, пары аэрозоли
Быстрое
Пероральный
Ядовитые вещества кислотного и основного характера всасываются в
виде недиссоциированных молекул. Большинство ядов всасываются Печеночный
в желудке и тонкой кишке. Скорость всасывания зависит от свойств
барьер
веществ, рН содержимого желудка и кишечника, состояния ЖКТ.
Через кожу
Через эпидермис, волосяные фолликулы, выводные протоки
сальных и потовых желез проникают нитросоединения и амины,
Быстрое,
ФОС, некоторые хлорированные углеводороды и
особенно - через
металлорганические соединения. Водорастворимые вещества
поврежденную
проникают через кожу в незначительных количествах. Соли металлов кожу
(Pb, Sn, Bi, Sb, Hg), соединяясь с жирными кислотами и кожным
салом, могут превращаться в жирорастворимые соединения и
проникать через кожу.
Парентеральный
Непосредственно
В производственных условиях встречаются редко
Через плаценту
Избирательно

76. Транспорт ядов в организме

Независимо от пути поступления вредные вещества
попадают в кровь и разносятся по организму.
Вредные вещества транспортируются по кровяному
руслу в разных формах:
в свободном виде (нелетучие электролиты)
в составе эритроцитов в связанной с Hb форме
(нелетучие неэлектролиты, металлы);
в комплексе с белками крови (металлы, органические
вещества);
-
-

77. Распределение ядов в организме

«Двухкамерная
модель»
1. Ограниченный
доступ токисканта к областям
организма с хорошим кровоснабжеием
2. Медленное выравнивание
концентрации
с другими областями организма
В органы, плохо снабжаемые кровью, поступление токсикантов идет
медленно, но период их пребывания в этих органах продолжительнее,
что обеспечивает большую степень удерживания.
Из кровеносных капилляров токсиканты поступают во внеклеточное
пространство, а затем, через мембраны, проникают в клетки.

78. Депонирование ядов в организме

Жирорастворимые токсические вещества, легко проникают через
биомембраны, быстро распределяются в богатых липидами, хорошо
снабжаемых кровью органах и тканях (в головном и костном мозге,
семенниках).
В жировой ткани депонируются органические растворители,
хлорпроизводные углеводородов и др. Растворимые в липидах
токсагенты медленно выводятся из организма и медленно превращаются
в нем. Например, удаление бензола из жировой ткани в эксперименте на
животных происходит через 30-48 часов, а инсектицид ДДТ сохраняется
многие месяцы.
Летучие
неэлектролиты
(хлороформ,
диэтиловый
эфир)
распределяются в тканях организма примерно одинаково, за
исключением перечисленных богатых липидами органов и тканей

79. Депонирование металлов

Металлы имеют тенденцию накапливаться в тех тканях, где они нормально
содержатся как микроэлементы, а также в органах с интенсивным обменом
веществ (печень, почки, эндокринные железы). Многие тяжелые металлы,
фиксируются на клеточной мембране, нарушая жизнедеятельность клетки
(мембранотокисны).
Металлы, склонные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором,
накапливаются преимущественно в костной ткани (свинец, барий, стронций,
уран и др.).
В коже откладываются золото и серебро.
Висмут, ртуть, кадмий, мышьяк, накапливаются в органах и тканях, богатых
белками, содержащими -SH или другие реакционноспособные функциональные
группы.
Ртуть накапливается в почках.

80. Метаболизм вредных веществ

Процесс превращения поступивших в организм вредных
веществ называется метаболизмом, а вещества,
образующиеся при этих превращениях, называются
метаболиты.
Метаболизм направлен на обезвреживание (детоксикацию)
ядов. В ряде случаев метаболиты являются более
токсичными, чем исходные вещества (летальный синтез).
Большинство ядов
метаболизирует в печени.
Метаболизм чужеродных соединений также частично
происходит в почках, легких, пищеварительном тракте, коже.

81. Метаболизм липофильных веществ

I. Микросомальное окисление. Чужеродные соединения
превращаются в метаболиты, которые содержат полярные
группы, лучше растворимы в воде и менее токсичны, чем
исходные вещества.
II. Конъюгация. Метаболиты, образующиеся на первой стадии,
взаимодействуют с определенными веществами,
находящимися в организме (аминокислотами, серной,
глюкуроновой кислотой). Это приводит к образованию хорошо
растворимых, нетоксичных конъюгатов, которые выводятся из
организма.

82. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ КСЕНОБИОТИКОВ

I ЭТАП: ОКИСЛЕНИЕ (СИСТЕМА ЦИТОХРОМА Р450)
O2
H2O
OH
НАДФH2 НАДФ+
II ЭТАП: КОНЪЮГАЦИЯ (ТРАНСФЕРАЗЫ)
O
OH
+ ФАФС
- ФАФ
O
S
OH
O

83. Метаболизм водорастворимых веществ

Если вредное вещество является
водорастворимым или содержит
реакционноспособные группы, его
детоксикация протекает в одну стадию конъюгацию.

84. Летальный синтез -

Летальный синтез это образование более токсичных
метаболитов, чем исходные вещества.
Пример: метанол в организме окисляется до
более токсичных формальдегида и
муравьиной кислоты.
H3C OH
H C
O
H C
H
O
OH
Отравление малыми дозами метанола приводит
к слепоте, большими – к летальному исходу.

85. Выделение вредных веществ и их метаболитов из организма

Основными путями выведения
вредных веществ и их метаболитов из
организма являются:
- почки
- кишечник
- легкие
- кожа.
Выделение яда может происходить по
нескольким каналам, но один из них преобладающий.
Пример: большая часть этилового спирта
в организме окисляется до
ацетальдегида; ~10% этанола
выделяется в неизменном виде с
выдыхаемым воздухом, небольшие
количества выводятся из организма с
мочой, калом, слюной и молоком у
кормящих.

86. Пути выведения токсикантов из организма

Путь
Химическая природа токсиканта
Через легкие Газообразные и летучие соединения
Примеры
СО, H2S, этанол, диэтиловый
эфир, ацетон, бензол, бензин,
некоторые хлорпроизводные
углеводородов
Через почки
Через почки с мочой выделяются из организма
Некоторые металлы в виде
- хорошо растворимые в воде соединения (независимо от рН мочи);
ионов или комплексов с
- органические основания (с мочой, имеющей кислую реакцию);
органическими веществами.
- органические кислоты (переходят в мочу, имеющую щелочную реакцию);
Через
кишечник
Метаболиты, образовавшиеся в печени, выделяются в кишечник с желчью.
В кишечнике часть этих веществ вместе с компонентами желчи может
Некоторые тяжелые и
повторно всасываться в кровь. Поэтому с калом из организма выводятся щелочноземельные металлы.
только те вещества, которые повторно не всасываются. Токсические
вещества и их метаболиты, снова всосавшиеся в кровь, выделяются
почками с мочой.
Через кожу
Через сальные железы выделяются жирорастворимые вещества.
Через потовые железы выводятся ртуть, медь, мышьяк, сероводород.
Количества выводимых через кожу веществ относительно невелики.
-
С молоком
Этим путем в организм грудного ребенка могут попадать
Коровье молоко может содержать отдельные пестициды, которыми
обрабатывают растения, поедаемые животными.
этиловый спирт, аспирин,
морфин, никотин,
барбитураты.

87. Повторное воздействие вредных веществ

В случае повторных воздействий вредных веществ на
биологический объект одновременно протекают два
процесса: кумуляция и адаптация.
материальная
накопление вредного
вещества в организме
при повторном
воздействии
Кумуляция
функциональная
нарастание функцинальных изменений
в организме, вызываемых
повторным действием
токсикантов

88. Оценка кумулятивных свойств

Коэффициент кумуляции отношение величины
суммарной дозы вещества,
вызывающей определенный
эффект (чаще смертельный)
у 50% подопытных животных
при многократном дробном
введении, к величине дозы,
вызывающей тот же эффект
при однократном
воздействии:
Кк = DL50 / DL50
1-3
Степень
кумуляции
слабая
умеренно
выраженная
выраженная
<1
сильная
Кк
>5
3-5

89. Привыкание

– это уменьшение или исчезновение реакции
на воздействие вещества после
определенного периода его действия.
Токсический эффект возникает лишь при
увеличении дозы действующего вещества.
Привыкание, как правило, является стадией
хронического отравления.
Привыкание к ядам специфического действия
развивается с большим трудом по сравнению
с неспецифическми ядами.
Привыкание зависит от режима воздействия
вещества.

90. Комбинированное действие вредных веществ -

Комбинированное действие
вредных веществ это одновременное или последовательное действие
на организм нескольких веществ при одном пути
поступления.
Варианты суммарного действия токсикантов:
1- суммация (аддитивность)
2 – синергизм (потенцирование). Общий эффект
больше, чем суммация (усиление эффекта действия
одного вещества в присутствии другого).
3 – антагонизм. Общий эффект меньше, чем при
простой суммации.

91. Виды комбинированного действия вредных веществ

2
1
Эффект
3
100% А
100% В
1-суммация; 2- синергизм; 3-антагонизм.

92. Аддитивный эффект

При аддитивном эффекте вредные вещества
действуют на разные рецепторы так, что получаемые
эффекты не связаны друг с другом, либо действуют
одинаково на одни и те же рецепторы,
взаимозаменяя друг друга.
При однократном комбинированном действии
вредных веществ аддитивный эффект
наблюдается у веществ наркотического действия
(бензол+ацетон; стирол+бензол) или раздражающих
газов (SO2 и аэрозоли H2SO4; Cl2 и оксиды азота).
В условиях хронического опыта аддитивное
действие наблюдается при действии СО + фреон12;
СО+ триэтиламин;Н2S + СО. Это случаи, когда
токсиканты имеют разные точки приложения.

93. Синергизм

Причиной синергизма может быть торможение
одним веществом процессов метаболизма другого
вещества, например, ферментных систем, которые
осуществляют его детоксикацию.
Так, при комбинированном действии некоторых
фосфорсодержащих инсектицидов наблюдается
усиление токсического эффекта. Это связано с
ингибированием фермента холинэстеразы одним из
веществ и торможением вследствие этого
биотрансформации другого. Такие пары веществ:
хлорфос + карбофос; карбофос + тиофос.

94. Антагонизм

Антагонизм при комбинированном
воздействии промышленных
химических токсикантов наблюдается
достаточно часто: СН4+СО; стирол +
формальдегид; СО + толуол.
Комбинированное действие СО и
толуола при их хроническом 30суточном воздействии на белых мышей

95. Антагонизм действия СО и толуола

Вещество
С,мг/л
Погибло
Выжило %
животных животных смертности
Контроль
-
-
25
0
СО
толуол
СО +
толуол
0,05
0,60
0,05 +0,60
1
24
13
24
1
12
4
96
52

96. Нормирование вредных веществ при аддитивном действии

Ci / ПДКi < 1,
где Сi – фактическая концентрация вредного
вещества в окружающей среде;
ПДКi- предельно-допустимая
концентрация вещества.
Сумма концентраций всех вредных
веществ, выраженных в % от
соответствующих ПДК не должна
превышать 1 (100%).

97. Нормирование вредных веществ при синергизме действия

В формулу вносятся поправки, учитывающие
усиление токсичности при совместном действии
вредных веществ:
Ci Yi / ПДКi < 1, где
Yi – коэффициент, учитывающий степень усиления
токсичности.
Для каждой смеси вредных веществ необходимо
найти свои коэффициенты.
Например, для смесей СО и оксидов азота эта
формула приобретает вид:
3С(окс. аз.) / ПДК(окс.аз.) + 1,5С(СО) / ПДК(СО) <1

98. Комплексное воздействие вредных веществ –

это одновременное поступление
нескольких вредных веществ, но
разными путями.
В основе комплексного нормирования
лежит установление соотношения
количеств вредных веществ,
поступающих из разных сред
(атмосферного воздуха, воды, с
продуктами питания).

99. Сочетанное действие вредных факторов -

Сочетанное действие вредных
факторов это одновременное или
последовательное действие на
организм факторов различной природы
(химических, биологических,
физических).

100. Этапы гигиенического нормирования содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

предварительная токсикологическая
оценка (обоснование ориентировочного
безопасного уровня воздействия - ОБУВ);
полная токсикологическая оценка
(обоснование ПДК);
клинико-статистический метод
(корректировка ПДК с учетом условий
труда работающих и состояния их
здоровья).

101. Расчет ориентировочных значений ПДК (ОБУВ)

существует четыре способа расчета ориентировочных
значений ПДК :
1) по экспериментально установленным параметрам
острой токсичности;
2) по физико-химическим свойствам веществ;
3) по структурным химическим формулам
4) на основании близости свойств в гомологических рядах

102.

По результатам предварительной токсикологической
оценки составляется первичный
токсикологический паспорт нового соединения,
который включает :
- область и условия применения вещества;
- сведения о физико-химических свойствах вещества
и способы определения этих свойств;
- сведения о токсичности вещества( основные
параметры токсичности, способность к кумуляции,
характер токсического действия в подостром опыте и
др., расчет ориентировочной ПДК)
- список литературы.

103.

Полная токсикологическая оценка включает в себя
проведение острых опытов на животных,
токсикологические испытания технологических
образцов, хронические опыты на животных,
обследование работающих на лабораторных и
полузаводских установках. Этот этап должен быть
завершен до приема промышленного объекта в
эксплуатацию. К моменту пуска технологического
процесса на каждое новое вещество, ПДК которого
отсутствовала, должен быть составлен
токсикологический паспорт.

104. Принципы лечения острых отравлений

105.

Личная безопасность
1. Не пытайтесь оказывать помощь,
если есть угроза для Вашей жизни.
2. Действуйте так, будто пострадавший
ВИЧ-инфицирован (резиновые
перчатки).
3. Если пострадавший в сознании, то
следует объяснить ему - что вы делаете.

106.

ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ОТРАВЛЕНИИ
НЕИЗВЕСТНЫМ ЯДОМ
1. Прекратить поступление яда в организм пострадавшего (например,
удалить из загазованной зоны).
2. Оценить состояние пострадавшего и оказать первую помощь в
зависимости от его тяжести. Оценить сознание: потрясти за плечи (шейктест) и задать вопросы (Как зовут? Где вы находитесь? Какое сегодня
число?).
3. Быстро опросить пострадавшего (попытаться выяснить, какой вид
отравляющего вещества был принят, в каком количестве и как давно) и
ВЫЗВАТЬ СКОРУЮ МЕДИЦИНСКУЮ ПОМОЩЬ
Выяснение этих вопросов может облегчить оказание первой помощи,
диагностику и интенсивную терапию отравления квалифицированными
специалистами в дальнейшем.
4. Если ядовитое вещество неизвестно, собрать небольшое количество
рвотных масс для последующей медицинской экспертизы.
5. Дождаться прибытия бригады СМП и передать медицинским
работникам упаковки из-под принятых пострадавшим лекарств и
сообщить, если возможно, время приема препарата, его дозу.

107.

Первая помощь при ПЕРОРАЛЬНОМ ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЯДА
Рекомендовать пострадавшему вызвать рвоту, выпив большое количество
воды (5-6 стаканов) и надавив двумя пальцами на корень языка. Следует
вызвать рвоту как можно в более короткий срок после приема вещества,
способного вызвать отравление. Рвоту нельзя вызывать, если
пострадавший находится без сознания. После рвоты необходимо
посоветовать пострадавшему выпить еще 5-6 стаканов воды, чтобы
уменьшить концентрацию ядовитого вещества в желудке и, при
необходимости, вызвать рвоту повторно. До прибытия СМП необходимо
контролировать состояние пострадавшего.
Первая помощь при ИНГАЛЯЦИОННОМ ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЯДА
Убедитесь, что место происшествия не представляет опасности, при
необходимости следует использовать средства индивидуальной защиты.
Надо изолировать пострадавшего от воздействия газа или паров, для этого
нужно вынести (вывести) пострадавшего на свежий воздух.
Первая помощь при ЧРЕСКОЖНОМ ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЯДА
Снять загрязненную одежду, удалить яд с поверхности кожи промыванием,
при наличии повреждений кожи – наложить повязку.

108.

Первая помощь при ОТСУТСТВИИ СОЗНАНИЯ
Придать пострадавшему устойчивое боковое положение. При отсутствии
дыхания приступить к проведению сердечно-легочной реанимации в объеме
давления руками на грудину пострадавшего и вдохов искусственного
дыхания, при этом следует использовать маску с одноходовым клапаном или
устройство для искусственного дыхания.

109. Общие принципы лечения острых отравлений ЛС:

Мероприятия по задержке
всасывания яда в кровь.
2. Обезвреживание
всосавшегося яда.
3. Снижение концентрации
(разведение) яда в крови.
4. Ускорение выведения из
организма.
1.

110. Методы лечения острых отравлений ЛС

Активация природных путей детоксикации
(промывание желудка, очищение кишечника,
энтеросорбция, форсированный диурез)
Методы экстракорпоральной детоксикации
(гемодиализ, гемосорбция, плазмосорбция,
перитонеальный диализ)
Детоксикация с использованием
специфических антидотов и
фармакологических антагонистов

111. Методы детоксикации

112. Энтеросорбенты

Антидотная терапия
Противоя́дие или антидо́т (от др.-греч.
ἀντίδοτον, букв. — даваемое против) —
лекарственное средство, прекращающее или
ослабляющее действие яда на организм.
Выбор антидота определяется типом и
характером действия веществ, вызвавших
отравление,
эффективность применения зависит от того,
насколько точно установлено вещество,
вызвавшее отравление, а также от того, как
быстро оказана помощь.

113. Антидотная терапия

Антидоты,
связывающие
ОВ и способствующие их
выведению
из
организма.
-тяжелые металлы (ртуть,
висмут,
медь,
свинец,
железо, мышьяк и др.
- сердечные гликозиды.
К ним относятся:
Унитиол, тетацинкальций, пентацин,
динатриевая соль
этилендиамин-

114.

Антидоты –
фармакологические
конкурентные антагонисты.
М-холиноблокаторы - для:
М-холиномиметиков и
ингибиторов ХЭ.
-адреноблокаторы – для:
-адреномиметиков,
- адреноблокаторы – для:
-адреномиметиков.