При смешанной кумуляции фиксируются не молекулы веществ, а их осколки (например, в реакциях ацилирования белковых молекул). Смешанный характер такого типа кумуляции состоит в том, что налицо присоединение материальной частицы, однако исходное вещество разрушается и, следовательно, накапливаться не может. Смешанным типом кумуляции обладают, например, фосфорорганические соединения.
Тип кумуляции характеризует кумулятивные свойства веществ лишь с качественной стороны.
Изучение кумулятивного действия особенно необходимо при решении задач охраны окружающей среды, так как следовые количества вещества могут действовать в течение длительного времени.
6.1.6 Методы детоксикации
Детоксикация - это процесс обезвреживания ядов и рения их выделения из организма. Различные методы детоксикации способствуют освобождению желудка и кишечника от невсосавшегося в кровь яда, а также освобождению крови и тканей организма от находящихся в них токсического вещества и метаболитов.
Освобождение организма от ядов производится усилением ределенных естественных физиологических процессов рвоты, промывание желудка, очищение кишок, диурез, гипервентиляция), искусственной детоксикации, перитониальный диализ, гемосорбция, и др.) или методом антидотной терапии.
Описанные выше методы освобождения организма от ядов производятся врачами. Однако специалисты в области безопасности должны знать принципы указанных выше мероприятий процедур, направленных на удаление из организма ядов и их болитов.
Вызывание рвоты. После поступления ядов в желудок может ступить рефлекторная рвота, как самопроизвольный акт. При этом часть яда удаляется из желудка с рвотными массами. Однако не всегда после поступления яда в желудок наступает рвота. Ее можно вызвать механическим раздражением глотки и корня языка, а так же применением некоторых лекарственных средств. При отравлении сильными кислотами и концентрированными растворами едких щелочей удаление яда из желудка с рвотными массами является нежелательным. Выделяясь во время рвоты наружу, эти вещества усиливают степень повреждения пищевода. Кроме того, рвотные массы, содержащие сильные кислоты и щелочи, могут попа дать в дыхательные пути и вызывать их ожог.
Промывание желудка. Для детоксикации широко применяется промывание желудка с помощью зонда. При отравлении хлорорганическими и фосфорсодержащими ядохимикатами желудок промывают несколько раз через 3-4 ч. Больные, отравленные наркотическими веществами, в течение нескольких суток могут находиться в бессознательном состоянии. Таким больным желудок промывают несколько раз (через 4-6 ч). При однократном промывании из желудка удаляется основная часть невсосавшегося яда. Однако после этого, в результате обратной перистальтики, из кишок в желудок может поступать определенное количество яда, для удаления которого необходимо проводить повторное промывание желудка. Желудок промывают также тем больным, у которых наступила рвота, но нет уверенности в том, что ее следствием было полное опорожнение желудка. Промывают желудок и при отравлении сильными кислотами. В этих случаях для промывания желудка нельзя применять раствор гидракарбоната натрия. При взаимодействии кислот и гидракарбоната натрия вьделяется большой объем оксида углерода (IV), который значительно рас ширяет стенки желудка. В результате этого усиливаются боли в области желудка и может возникнуть кровотечение. Промывание желудка противопоказано при отравлении ядами, вызывающими су дороги. Введение зонда таким больным увеличивает их частоту и тяжесть. Чтобы воспрепятствовать всасыванию яда, оставшегося в желудке после промывания, больным назначают суспензию активированного угля в воде или другие сорбенты, поглощающие яды и препятствующие проникновению их в кровь. Затем с помощью слабительных средств кишки освобождаются не только от находящегося в них яда, но и от ядов, уже всосавшихся в кровь, а затем вьделившихся в пищевой канал через слизистую кишок или с желчью.
Форсированное мочеиспускание (диурез). Это один из способов ускоренного удаления токсических веществ из организма, выделяющихся с мочой. Оно позволяет удалять уже всосавшийся яд из кровеносного русла (бьш предложен в 1948 г. для лечения острых отравлений снотворными средствами). С этой целью назначают мочегонные средства. Скорость выделения некоторых ядов из организма зависит от рН мочи. От рН мочи зависит диссоциация в веществ, являющихся слабыми кислотами или слабыми. Чем лучше диссоциируют ядовитые вещества, тем в больших количествах они выделяются с мочой. Метод форсированного мочеиспускания в основном применяется при отравлении веществами, которые легко выводятся из организма почками. Этот метод является малоэффективным в тех случаях, если вещества связаны с белками прочными связями, а также если относятся к числу жирорастворимых веществ.
Форсированное дыхание (гипервентиляция) является эффективным методом ускоренного выведения некоторых ядов из организма. Этот метод применяется только при отравлении летучими ядами, которые в определенной степени выводятся из организма легкими с выдыхаемым воздухом. Для вентиляции применяется аппарат искусственного дыхания. Метод показан при отравлении трихлорэтиленом, растворителями, оксидом углерода.
Гемодиализ - один из эффективных методов ускорения выведения токсических веществ из организма. Он основан на диализа, используемого для освобождения крови от токе веществ. Гемодиализ проводится с помощью аппарата, известного под названием "Искусственная почка". Этот аппарат полупроницаемой мембраной, через которую в процессе гемодиализа из крови выводятся токсические вещества. Он приме при отравлении веществами, которые имеют небольшую кулярную массу и проходят через полупроницаемую.
Метод гемодиализа применяется для выведения из организма битуратов, изониазида, дифенилгидантоина, этиленгликоля, типового спирта, четыреххлористого углерода, анилина, на, уксусной кислоты, производных фенотназина, солей ртути, мышьяка, кадмия, свинца, фторидов и других ществ, вызвавших отравление. Гемодиализ особенно в тех случаях, когда его применяют в ранней стадии острого отравления (в первые 24 ч после поступления токсического вещества в организм).
Гемосорбция (гемоперфузия) является одним из способов кусетвенной детоксикации организма. Этот метод основан на глощении сорбентами ядовитых веществ, находящихся в крови. гемосорбции в качестве сорбентов в основном применяются вираванный уголь и ионообменники (иониты). Гемосорбцию водят с помощью прибора (детоксикатора).
6.2 Токсикометрия
6.2.1 Параметры токсичности и опасности вредных химических веществ
Количественной оценкой токсичности и опасности ядов занимается раздел токсикологии, именуемый токсикометрией (в дословном переводе с греческого - измерение токсичности). Используя определенные качественные и количественные критерии, токсикометрия позволяет осуществлять целенаправленный отбор менее токсических и опасных веществ на стадии синтеза новых соединений и композиций для последующего внедрения их в сфере производства и быта.
Токсикометрия химических соединений включает большой диапазон исследований и оценок, обязательными среди которых являются установление смертельных и пороговых доз в остром опыте, выявление и количественная характеристика кумулятивных свойств, изучение кожно-раздражающего, кожно-резорбтивного, сенсибилизирующего действия, хронического воздействия на организм для установления пороговых концентраций. Особое значение приобретают исследования отдаленных эффектов онкогенного, мутагенного и нейротоксического воздействия на репродуктивную функцию и сердечно-сосудистую систему, а также критерии оценки таксикокинетических и метаболических эффектов.
Токсикометрия предусматривает определение в эксперимент параметров (показателей), характеризующих токсичность химических веществ на разных уровнях воздействия и опасность возникновения отравления в тех или иных условиях воздействия вредных веществ на организм (см. табл. 6.3).
На практике установление параметров токсичности и опасности химических соединений осуществляется моделированием интоксикаций в острых, подострых и хронических экспериментах на лабораторных животных (крысах, мышах, кроликах).
Хронические эксперименты на животных являются основой гигиенического нормирования химических веществ в различных средах. В хроническом эксперименте устанавливается порог общетоксического и специфического (если оно обнаружено) действия, изучается механизм (патогенез) интоксикации. Данные хронического эксперимента экстраполируются (переносятся) непосредственно на человека и в дальнейшем уточняются наблюдением за здоровьем людей. Длительность хронического эксперимента составляет от 4-6 мес. при нормировании вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в атмосфере до 10-12 мес. при установлении ПДК в пищевых продуктах и воде.
Эксперименты по изучению отдаленных последствий воздействия химических веществ могут продолжаться в течение всей жизни лабораторных животных.
Неблагоприятный эффект воздействия различных доз и концентраций может проявляться в форме гибели организма или функциональных изменений. В первом случае говорят о (смертельных) концентрациях (ЛК, или CL) или дозах (ЛД, DL), во втором - действующих, пороговых концентрациях (дозах).
Доза выражается в единицах массы или объема вредного вещества на единицу массы животного (мг/кг). Концентрация воздействующего вещества выражается обычно в следующих единицах: Мг/м, мг/л, мг/см 3, %, в частях на миллион (ppm).
Среднесмертельная (или абсолютно смертельная) доза при введении в желудок ЛД50ж - количество вредного вещества, вызывающего гибель 50 или 100% животных соответственно при однократном введении в желудок.
Среднесмертельная (или абсолютно смертельная) доза при нанесении на кожу Лдsок - количество вредного вещества, вызывающего гибель 50 или 100% животных соответственно при однократном нанесении на кожу.
Среднесмертельная (или абсолютно смертельная) концентрация вещества в воздухе ЛК50 - концентрация вещества, вызывающая гибель 50 или 100% испытуемых животных соответственно * при ингаляционном воздействии в течение 2-4 ч.
В токсикологической практике для оценки токсичности различных радионуклидов определяют летальные дозы (абсолютно летальную, минимально летальную и дозу, вызывающую гибель 50%.
Особенности обмена и депонирования радионуклидов в органах и тканях оценивают в единицах кБк/г, что отражает удельную радиоактивность массовой доли того или иного органа, подвергающегося воздействию. При этом необходимо иметь в виду различную радиочувствительность органов и тканей к облучению и разную скорость восстановительных процессов в них.
Опасность веществ устанавливается не только по показателям острой токсичности. Учитывается также степень опасности хронических отравлений по так называемым зонам острого и хронического действия. Для определения ранних функциональных изменений в биологических организмах определяют действующие дозы и концентрации, которые вызывают признаки интоксикации организма, а также пороговые и недействующие величины. Под термином порагавость понимают статистически достоверные изменения в организме, выходящие за пределы гомеостаза. Определение по рогов острого и хронического действия позволяет установить зоны острого и хронического действия и подойти к обоснованию пре дельно допустимых концентраций. Связь между величинами, характеризующими возможность отравления, приведена на рис. 6.4.
Порог вредного действия (однократного Limac и хронического Limch)- это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте окружающей среды, при воздействии которой в организме возни кают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, т.е. скрытая (временно компенсированная) патология.
Порог специфического (избирательного) действия Limsp-минимальная концентрация (доза), вызывающая изменения биологических функций отдельных органов и систем организма, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций.
Большое значение имеет выявление опасности веществ по показателям избирательности вызываемого эффекта: аллергенного, раздражающего и т.д. Соответствующие зоны специфического действия Z,P определяются отношением порога острого действия по интегральным показателям к соответствующему порогу специфического действия Lim,P.
Более полно характеризовать степень отравления живых организмов позволяют и другие показатели, приведенные в табл. 6.3.
Зона острого действия Zac соответствует изменению биологических показателей, выходящих за рамки приспособительных физиологических реакций, на уровне целостного организма.
Зона острого действия показывает диапазон концентраций (от начальных до крайних), оказывающих действие на организм при однократном поступлении. Чем меньше Zac и ниже порог, тем больше опасность острого отравления, тем опаснее вещество, так как. даже небольшое превышение пороговой концентрации может вызывать смертельный исход.
Зона хронического действия Zch показывает, насколько велик разрыв между концентрациями, вызывающими начальные явления интоксикации при однократном и длительном поступлении в организм.
Чем шире Z"h, тем опаснее вещество.
Зона специфического действия, превышающая единицу, свидетельствует об избирательном действии химического вещества на изучаемую функцию. Величина Z,P позволяет определить степень опасности вещества в развитии отдаленного эффекта.
Помимо непосредственного установления указанных параметров токсичности рассчитывается такой показатель опасности развития острого отравления как коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), который представляет собой отношение насыщающей концентрации вещества при 20 ос к среднесмертельной концентрации.
Таким образом, КВИО объединяет два важнейших показателя опасности острого отравления: летучесть вещества и дозу, вызывающую наибольший биологический эффект, т.е. гибель организма. Чем больше величина КВИО и уже зона острого действия, тем опаснее вещество (см. табл. 6.3).