A gyógyszerek negatív hatásai. Mérgező hatások, toxicitási besorolás Mit fogunk tenni a keletkező anyaggal?

A toxikus hatást számos tényező határozza meg. Ezek a tényezők a következőképpen osztályozhatók:

1) a toxikus faktor típusa és átvitelének formája;

2) a szervezet mérgekre adott reakciójának feltételei;

3) a toxin bejutásának módja;

4) a toxin által érintett szervezet típusa.

4. megjegyzés. Itt figyelembe kell venni az anyag felhalmozódásának állapotát, valamint a szervezetbe (hordozó) szállítását. Ez a két tényező együttesen határozza meg a toxin vérbe jutásának útvonalát (vagy módját). Például a levegőben szálló porral szállított szénhidrogének a tüdőn keresztül nagyon gyorsan, de a táplálékkal együtt szállított szénhidrátok sokkal lassabban jutnak a véráramba (a bélfalak elzáródása).

5. megjegyzés. Attól függően, hogy a xenobiotikumok milyen időpontban vannak kitéve a szervezetnek, valamint a hatás helyétől függően, beszélhetünk:

Akut lokális sérülés, amelyben egy adott szerv viszonylag rövid ideig (másodpercek, percek) szenved károsodást

Hosszútávú helyi akció, amelyben a kiválasztott szerv hosszú ideig (évekig) károsodást szenved;

Akut általános mérgezés, amikor egy rövid ideig ható toxin behatol a vérbe, majd egy fontos belső szervet érint;

Hosszútávú általános akció amikor a toxin hosszú ideig hat.

6. megjegyzés. A toxin a légzőkészülékeken, az emésztőszerveken és a bőrön keresztül juthat be a szervezetbe. E lehetőségek közül az utolsó, vagyis az ütés a bőrön keresztül(reszorpciós), az egyik leggyakoribb bejutási út - a bőr közvetlenül és folyamatosan ki van téve a szennyezett hatásoknak. környezet(1.1. ábra).

Rizs. 1.1.

A mérgező anyagok diffúzió útján akár a hajcsatornákon, akár a külső réteg faggyú- és verejtékmirigyein keresztül eljutnak a hámrétegbe, amely lélegzik és anyagcsere-folyamatokat végez, ezért ki vannak téve a rá ható mérgező anyagoknak. A bőr következő rétege, maga a bőr közvetlenül érintkezik a nyirokrendszerrel és az erekkel, megkönnyítve a méreganyagok bejutását. A reakcióidő és a stratum corneum vastagsága mellett a toxin behatolását meghatározó tényező a toxin tulajdonságai. A nem poláris vegyületek könnyebben, míg a poláris vegyületek nehezebben hatolnak át a lipofil bőrön. A poláris vegyületek lipidrétegeken keresztül történő transzportját elősegíthetik a permeázok csoportjába tartozó enzimek, amelyek hidrofil részecskéket szállítanak a nem poláris rétegeken keresztül. A gázok és folyadékok felhalmozódási állapota megkönnyíti a méreganyagok szállítását. A gázok és a folyadékok hajcsatornákat vagy mirigyeket használnak a szilárd anyagokhoz, ez nagyon összetett. A szilárd méreganyagoknak először verejtékben vagy olajban kell feloldódniuk a bőr felszínén.

Szájjal(szájon át), vagyis az emésztőszerveken keresztül jutnak a szervezetbe azok a környezetszennyező anyagok, amelyek az élelmiszerekben és a vízben találhatók. Ahhoz, hogy a toxin felszívódjon az emésztőrendszerből, fel kell szívnia a vérbe. A mérgező anyagok vérbe jutásának útja az emésztőrendszeren keresztül nagyon összetett (1.2. ábra). A gyomor falát borító nyálkahártya lipofil sejtjein keresztül a méreganyagok a vérbe jutnak.

Rizs. 1.2.

A nagyon savas pH-jú oldat (~1,0) elősegíti a toxinok anyagcsere-folyamatait, ezek nem poláris termékei átdiffundálnak a gyomor falán.

A bélben a pH változása után a gyenge bázisok, a gyomorban ionos formában vannak, semleges részecskékké alakulnak át, amelyek kevésbé polárisak és képesek a bélfalon keresztül diffúzióra. Mérgező anyagok a gyomorból és a belekből a rendszeren keresztül nyirokerek vagy a fordított vénán keresztül a májba jutnak. Itt enzimek hatására metabolikus reakciók lépnek fel. termékeik kevésbé mérgezőek, és ha jól oldódnak vízben, bejutnak a keringési rendszerbe, ami a szervezetben való eloszlással egyenértékű. Egyes metabolitok kiszűrődnek a vesékben, és kiürülnek a szervezetből. A Holloway-savak hatására nehezebben oldódó metabolitok, amelyek a máj epében találhatók, emulgeálódnak, és az epével együtt a duodenumon keresztül visszajutnak a bélbe, ahonnan eltávolíthatók vagy bekerülhetnek a következő ciklusba. anyagcsere folyamatok. Tehát a toxin tulajdonságaitól, a szállítás sebességétől, az anyagcsere-folyamatoktól és e folyamatok termékeinek eltávolításának sebességétől függően a xenobiotikumok differenciált része marad a szervezetben. Mennyiségét az úgynevezett xenobiotikus abszorpciós paraméter (p) határozza meg, amely e toxin vagy metabolitja orális expozíció utáni vérkoncentrációjának és az intravénásan bejutott toxin koncentrációjának az aránya:

p = Srotova / Svenozna

A toxinok bejutásának következő útja az Légzést segítő gép(belégzési út). Por, ködcseppek, légkört szennyező gázok, a belélegzett levegővel egyidejűleg bejutnak a tüdőbe. A tüdő szerkezete - az alveolusok igen fejlett felülete - és működése meghatározza az oxigén és a szén-dioxid cseréjét a vér és a tüdőben lévő gázok között, ami nagyon sérülékennyé teszi a toxinok adszorpciójával szemben. A vízben jól oldódó szennyező anyagok (hidrogén-klorid, ammónia) az orr- és torokváladékban, illetve a hörgőkben is nagymértékben feloldódnak, károsítva azokat, és kis mennyiségben a vérbe jutnak. A nagy porszemcsék beszorulhatnak a légzőrendszer tetején lévő szőrszálakon, ahonnan tüsszögéskor vagy köhögéskor az emésztőrendszerbe jutnak. Így a koromszemcséken lerakódott policiklusos szénhidrogének a tüdőbe jutnak.

Az alveolusokon keresztül történő diffúzió sebességét (D) jelzi ennek a gázszennyező anyagnak a vérben való oldhatósága, valamint Fitzco szabálya szerint az alveolusok felszíne (A), valamint az a levegőben és a vérben lévő gázrészecskék nyomása (ΔΡ). Ezért a diffúzió sebességét a következő képlet fejezi ki:

D= f(s, Α, ΔΡ)

jegyzet 7. A toxicitás értékelésénél figyelembe kell venni az életkort, az egészségi állapotot, az egyéni szervezet rezisztenciáját, valamint az életkörülményeket. Egy gyakori függőség a nagyobb toxicitás nagyon fiatal szervezetekben. Az általános rossz egészségi állapot szintén fokozza a xenobiotikumok hatását. -ben élő személy jó körülmények környezet, egészséges, jelentős méregellenállást mutatnak.


Megjelent a magazinban:
GYERMEKORVOSI GYAKORLAT, GYÓGYSZERTAN, 2006. június

S. S. POSTNIKOV, MD, PhD, professzor, Klinikai Farmakológiai Tanszék, Orosz Állami Orvosi Egyetem, Moszkva Sajnos nincs ártalmatlan gyógyszer, sőt, úgy tűnik, nem is lehet. Ezért továbbra is az egyik leginkább előírt gyógyszercsoport - antibakteriális szerek - mellékhatásairól beszélünk.

AMINOGLIKOZIDOK (AMG)

Az aminoglikozidok közé tartoznak azok a vegyületek, amelyek 2 vagy több aminocukrot tartalmaznak, amelyek glikozidos kötéssel kapcsolódnak a molekula magjához - aminociklitolhoz.

A legtöbb első AMF természetes AB (a Streptomices és Micromonospore nemzetséghez tartozó gombák). A legújabb AMG-ket - az amikacint (a kanamicin A származéka) és a netilmicint (a gentamicin félig szintetikus származéka) - természetes molekulák kémiai módosításával állítják elő.

AMG játék fontos szerep Gram-negatív mikroorganizmusok által okozott fertőzések kezelésében. Minden AMG, mind a régi (sztreptomicin, neomicin, monomicin, kanamicin), mind az új (gentamicin, tobramycin, szisomicin, amikacin, netilmicin) széles hatásspektrummal, baktericid hatással, hasonló farmakokinetikai tulajdonságokkal, hasonló mellékhatásokkal és toxikus reakciókkal rendelkezik (oto). - és nefrotoxicitás) és szinergikus kölcsönhatás β-laktámokkal (Soyuzpharmacy, 1991).

Orálisan beadva az AMH-k rosszul szívódnak fel, ezért nem használják a bélcsövön kívüli fertőzések kezelésére.

Az AMH azonban jelentősen felszívódhat (különösen újszülötteknél), ha helyileg alkalmazzák a testfelületről öntözés vagy alkalmazás után, és nefro- és neurotoxikus hatásai vannak (szisztémás hatás).

Az AMH behatol a placentán, és felhalmozódik a magzatban (az anyai koncentráció körülbelül 50%-a) lehetséges fejlesztés teljes süketség.

AZ AMH NEFROTOXICITÁSA

Az AMH szinte semmilyen biotranszformáción nem megy keresztül, és főként glomeruláris szűréssel választódik ki a szervezetből. A proximális tubulusok általi reabszorpciójuk is jelezhető. A túlnyomórészt renális eliminációs útvonal miatt ennek az AB-csoportnak minden képviselője potenciálisan nefrotoxikus(akut veseelégtelenséggel járó tubuláris nekrózis kialakulásáig), csak változó mértékben. E tulajdonság alapján az AMH a következő sorrendbe rendezhető: neomicin > gentamicin > tobramicin > amikacin > netilmicin (E.M. Lukyanova, 2002).

Az AMH nefrotoxicitás (2-10%) gyakrabban alakul ki poláris korcsoportokban (gyermekeknél). fiatalonés idősek) - életkorfüggő toxikus hatás. A nefrotoxicitás valószínűsége is nő a növekedéssel napi adag, a kezelés időtartama (több mint 10 nap), valamint a beadás gyakorisága, és a korábbi veseműködési zavartól függ.

A proximális tubulusok károsodásának leginformatívabb mutatója (az AMH toxikus hatásainak célpontja) a mikroglobulinok (β 2 -mikroglobulin és α 1 -mikroglobulin) megjelenése a vizeletben, amelyek általában szinte teljesen visszaszívódnak és a proximálisan katabolizálódnak. tubulusok és enzimuria (az N-acetil-β-glükózaminidáz megnövekedett szintje), valamint a 33 KD-nál nagyobb molekulatömegű fehérjék, amelyeket a glomerulusok szűrnek. Általában ezek a markerek 5-7 napos kezelés után észlelhetők, mérsékelten kifejeződnek és reverzibilisek.

A vese károsodott nitrogénkiválasztó funkciója a veseelégtelenség megnyilvánulásaként (a karbamid- és a szérum kreatininszint több mint 20%-os emelkedése) csak jelentős vesekárosodás esetén észlelhető az AMH hosszú távú, nagy dózisban történő alkalmazása, nefrotoxicitásuk fokozódása miatt. kacsdiuretikumokkal és/vagy amfotericin B-vel.

GENTAMICIN: a vesék felhalmozzák a beteg szöveteiben elosztott AB mintegy 40%-át (a „vese” AB több mint 80%-a a vesekéregben található). BAN BEN kérgi réteg vesékben a gentamicin koncentrációja több mint 100-szor haladja meg a vérszérumban megfigyelt koncentrációt. Hangsúlyozni kell, hogy a gentamicint magasabb fokú tubuláris reabszorpció és nagyobb felhalmozódás jellemzi a vesekéregben, mint a többi AMH-t. A gentamicin felhalmozódik (bár kisebb mennyiségben) a medullában és a vesepapillákban is.

A vese proximális tubulusai által felszívódó gentamicin a sejt lizoszómáiban halmozódik fel. A sejtekben gátolja a lizoszómális foszfolipázt és a szfingomielinázt, ami lizoszómális foszfolipidózist, mieloid részecskék felhalmozódását és sejtelhalást okoz. Kísérleti elektronmikroszkópos vizsgálat és humán vesebiopszia a proximális tubulusok duzzadását, a kefeszegélybolyhok eltűnését, az intracelluláris organellumok elváltozásait mutatta ki közepes terápiás dózisú gentamicin alkalmazásakor. A nagy (>7 mg/ttkg/nap) dózisú gentamicin kezelést akut tubularis nekrózis kísérheti akut veseelégtelenség kialakulásával és esetenként hemodialízis szükségességével, az oligurikus fázis időtartama kb. 10 nap, ill. , általában van teljes felépülés vesefunkció a gyógyszer abbahagyása után.

A gentamicin nefrotoxicitásának lehetőségét növelő tényezők a következők: korábbi veseelégtelenség, hipovolémia, más nefrotoxikus gyógyszerek (hidrokortizon, indometacin, furoszemid és etakrinsav, cefaloridin, ciklosporin, amfotericin B), radiokontraszt szerek egyidejű alkalmazása; a beteg életkora.

A nefrotoxikus reakciók előfordulási gyakorisága a gentamicin-kezelés során 10-12% és 25%, sőt 40% között változik, a dózistól és a kezelés időtartamától függően. Ezek a reakciók gyakoribbak, ha maximális koncentráció AB a vérben 12-15 mcg/ml. Mindazonáltal hangsúlyozzák a minimális (maradék) koncentrációk meghatározásának célszerűségét, mivel ezeknek az értékeknek az 1-2 μg/ml fölé történő emelkedése minden további beadás előtt a gyógyszer felhalmozódását és ezáltal lehetséges nefrotoxicitást jelzi. Ezért szükséges az AMH gyógyszerellenőrzése.

AMH OTOTOXICITÁS

A streptomycin, gentamicin, tobramycin alkalmazásakor gyakrabban fordulnak elő vestibularis zavarok, a kanamicin és származéka, amikacin pedig elsősorban a hallásra hat. Ez a szelektivitás azonban tisztán relatív, és minden AMH „széles” ototoxicitási spektrummal rendelkezik. Így a gentamicin behatol és hosszú ideig ott marad a belső fül folyadékában, a halló- és a hallás sejtjeiben. vesztibuláris készülék. Koncentrációja az endo- és perilimfában szignifikánsan magasabb, mint más szervekben, és megközelíti a vér koncentrációját, és 1 μg/ml-es szinten ott is marad a kezelés abbahagyása után 15 napig, degeneratív elváltozásokat okozva a külső sejtekben. a cochlea fő gyrusának csillós hámja (Y B. Belousov, S. M. Shatunov, 2001). BAN BEN klinikai kép Ezek a változások a magas tónusokon belüli halláskárosodásnak felelnek meg, és ahogy a degeneráció a fülkagyló csúcsa felé halad, a középső és mély hangok is. A vestibularis rendellenességek korai, reverzibilis megnyilvánulásai (a kábítószer-használat kezdetétől számított 3-5 nap) a következők: szédülés, fülzúgás, nystagmus, koordináció elvesztése. Az AMH hosszan tartó (több mint 2-3 hét) alkalmazása esetén kiürülésük a szervezetből lelassul a belső fül koncentrációjának növekedésével, aminek következtében a hallás- és egyensúlyszervekben súlyos mozgáskorlátozó elváltozások alakulhatnak ki. . A gentamicin esetében azonban nem volt kellő összefüggés a belső fülben lévő koncentráció és az ototoxicitás mértéke között, és a kanamicinnel, a monomicinnel és a neomicinnel ellentétben a süketség gyakorlatilag nem alakul ki a gentamicin kezelés során. Ugyanakkor az AMH között jelentős eltérések mutatkoznak ezen rendellenességek előfordulási gyakoriságában. Így egy 10 000 beteg bevonásával végzett vizsgálatban azt találták, hogy az amikacin az esetek 13,9%-ában, a gentamicin a betegek 8,3%-ában, a tobramicin 6,3%-ban és a neomicin 2,4%-ban okoz halláskárosodást. Frekvencia vestibularis rendellenességek rendre 2,8; 3,2; 3,5 és 1,4%.

Az ototoxikus reakciók a gentamicin-kezelés során sokkal ritkábban alakulnak ki felnőtteknél, mint gyermekeknél. Elméletileg az újszülötteknél fokozott az ototoxikus reakciók kialakulásának kockázata az eliminációs mechanizmusok éretlensége és az alacsonyabb glomeruláris filtrációs ráta miatt. A gentamicin terhes nők és újszülöttek körében történő széles körű alkalmazása ellenére azonban az újszülöttkori ototoxicitás rendkívül ritka.

A tobramicin hallás- és vesztibuláris toxikus hatása szintén összefügg a túladagolással, a kezelés időtartamával (>10 nap) és a beteg jellemzőivel - károsodott veseműködés, kiszáradás, egyéb olyan gyógyszerek szedése, amelyek szintén ototoxicitással rendelkeznek, vagy gátolják az AMH eliminációját.

Egyes betegeknél előfordulhat, hogy az ototoxicitás klinikailag nem jelentkezik, más esetekben a betegek szédülést, fülzúgást és az ototoxicitás előrehaladtával a magas hangok észlelését észlelik. Az ototoxicitás jelei általában jóval a gyógyszer abbahagyása után kezdenek megjelenni – késleltetett hatás. Ismert azonban egy eset (V.S. Moiseev, 1995), amikor ototoxicitás alakult ki a tobramicin egyszeri beadása után.

AMICACIN. Az amikacin molekula, a 4-amino-2-hidroxi-butiril-vajsav jelenléte az 1. pozícióban nem csak megvédi az AB-t a legtöbb rezisztens baktériumtörzs által termelt enzim pusztító hatásától, hanem más AMH-okhoz képest kisebb ototoxicitást is okoz ( kivéve a metilmicint) : hallási - 5%, vestibularis - 0,65% 1500 kezelt betegre. Egy másik, audiometriával kontrollált vizsgálatsorozatban (10 000 beteg) azonban a hallászavarok gyakorisága a gentamicinhez közeli gyakoriságot mutatott ki, bár a kísérlet azt találta, hogy az amikacin, mint más AMH-k, behatol a belső fülbe, és degeneratív elváltozásokat okoz a szőrsejtekben. A gentamicinhez hasonlóan azonban nem volt kapcsolat a belső fülben lévő amikacin koncentráció szintje és az ototoxicitás mértéke között. Azt is kimutatták, hogy a halló- és vesztibuláris rendszer szőrsejtjei túlélték, bár gentamicint találtak a sejtekben, és 11 hónappal a kezelés befejezése után. Ez azt bizonyítja, hogy nincs egyszerű összefüggés az AMH jelenléte és a hallás- és egyensúlykárosodás között. Ezért javasolták, hogy egyes betegeknél genetikai hajlam az AMF káros hatásaira (M.G. Abakarov, 2003). Ezt a helyzetet erősítette meg, hogy 1993-ban 15 halláskárosodásban szenvedő beteget fedeztek fel 3 kínai családból (AMH-kezelés után). genetikai mutáció A mitokondriális enzimeket kódoló 12S RNS A1555G pozíciója, amelyet 278, AMH-t is kapó, halláskárosodás nélküli betegnél nem sikerült kimutatni. Ez arra a következtetésre vezetett, hogy az AMH használata kiváltó oka ennek a mutációnak a fenotípusos kimutatásának.

Az utóbbi években egyre népszerűbbé vált az új AMH adagolási rend – a gentamicin (7 mg/kg) vagy a tobramycin (1 mg/kg) napi egyszeri beadása 30-60 perces infúzió formájában. Ez azon a tényen alapul, hogy az AMH koncentrációfüggő baktericid hatású, ezért a Cmax/mic arány > 10 megfelelő előrejelzője a klinikai és bakteriológiai hatásnak.

Bebizonyosodott, hogy az AMH beadásának új módszere hatékony a fertőzések ellen különféle lokalizációk- hasi, légzőszervi, húgyúti, bőr- és lágyszöveti, akut és krónikus (cisztás fibrózis). Azonban az AMH csúcskoncentrációi, amelyek ennél az adagolási rendnél jelentkeznek, gyakran meghaladja a 20 mcg/ml-t, elméletileg nephro- és ototoxicitás veszélyét jelenthetik. Eközben D. Nicolau kutatása, 1995; K. Kruger, 2001; T. Schroeter és munkatársai (2001) azt mutatják, hogy az AMH egyszeri beadása nemhogy nem rosszabb, de még biztonságosabb is, mint az AMH szokásos háromszori alkalmazása, valószínűleg a hosszabb kiürülési időszak miatt.

TETRACIKLINOK

Tetraciklinek - oszteotrópés ezért felhalmozódnak a csontszövetben, különösen a fiatal, burjánzó csontszövetben. Egy kutyákon végzett kísérletben tetraciklin lerakódását figyelték meg a maradó fogakban is.

Lipofilitásuk miatt a tetraciklinek áthatolnak a placenta gáton, és lerakódnak a magzat csontjaiban (biológiai aktivitástól mentes kalcium-kelát komplexek formájában), amihez növekedésük lassulása társulhat.

A tetraciklin AB-k alkalmazása gyermekeknél óvodás korú bizonyos esetekben a fogzománcban és a dentinben gyógyszerek lerakódásához vezet, ami a fogak hipomineralizációját, sötétedését (elszíneződését), a fogzománc hypoplasiáját, a fogszuvasodás gyakoriságának növekedését és a fogak elvesztését okozza. Ezen szövődmények előfordulási gyakorisága tetraciklinek alkalmazásakor körülbelül 20%.

A tetraciklinek gondatlan vagy téves alkalmazása nagy dózisban (több mint 2 g/nap) kialakulhat. tubulotoxicitás(tubuláris nekrózis) klinikai akut veseelégtelenséggel és bizonyos esetekben hemodialízis szükségességével.

Ezért a tetraciklinek alkalmazása terhes és szoptató nőknél (a tetraciklin behatol anyatej) és 8 év alatti gyermekek nem ajánlottak.

Összegezve a fentieket, szeretném még egyszer hangsúlyozni, hogy minden gyógyszer (és így az antibiotikumok) kétélű fegyver, amit egyébként az ősi orosz definíció is észrevett és tükrözött, ahol a „bájital” szó volt. kettős jelentésben használják - mind gyógyszerként, mind mérgező szerként. Ezért a gyógyszeres kezelés megkezdésekor nem hagyhatja magára a beteget a gyógyszerrel, és azt mondja neki (ahogy gyakran ugyanazon a klinikán történik), hogy „vegye be (a gyógyszert) egy-két hétig, majd térjen vissza”. Egyes betegeknél előfordulhat, hogy ez a „később” nem jön el. Azáltal, hogy orvosi tudatunkban a terápiás hatásra helyezzük a hangsúlyt, (talán akaratlanul is) lekicsinyeljük a kezelés másik legfontosabb szabályának, a biztonságosságának fontosságát. Az éberség elvesztése miatt nem vagyunk felkészülve a szükséges intézkedések megtételére, ha mellékhatások lépnek fel, amelyek néha helyrehozhatatlan következményekkel járhatnak.

Mérgező hatás

Paraméter neve Jelentése
Cikk témája: Mérgező hatás
Rubrika (tematikus kategória) Rádió

A testbe való bejutás útvonalai

Vegyi anyagok

- (szerves, szervetlen, elem-szerves) gyakorlati felhasználásuk alapján a következőkre oszthatók:

1. a gyártás során használt ipari mérgek: például szerves oldószerek (diklór-etán), üzemanyag (propán, bután), színezékek (anilin);

2. mezőgazdaságban használt növényvédő szerek: peszticidek (hexachlorán), rovarölő szerek (karbofosz) stb.;

3. gyógyszerek;

4. élelmiszer-adalékanyagok (ecetsav), személyi higiéniai termékek, kozmetikumok stb. formájában használt háztartási vegyszerek;

5. biológiai növényi és állati mérgek, amelyeket növények és gombák (szerzetesek, vérfű), állatok és rovarok (kígyók, méhek, skorpiók) tartalmaznak;

6. Mérgező anyagok (TS): szarin, mustárgáz, foszgén stb.

Minden anyag mérgező tulajdonságokat mutathat, például a konyhasó nagy adagokban vagy az oxigén magas vérnyomás. Ugyanakkor csak azok minősülnek méregnek, amelyek normál körülmények között és viszonylag kis mennyiségben fejtik ki káros hatásukat.

Az ipari mérgek közé tartozik nagy csoport vegyi anyagok valamint a termelés során nyersanyagok, köztes vagy késztermékek formájában fellelhető vegyületek.

Az ipari vegyszerek a légzőrendszeren keresztül juthatnak a szervezetbe, gyomor-bél traktusés ép bőr. A bejutás fő útvonala a tüdő. Az ipari mérgek az akut és krónikus foglalkozási mérgezések mellett a szervezet ellenálló képességének csökkenését és az általános megbetegedések növekedését is okozhatják.

A háztartási mérgezés leggyakrabban akkor fordul elő, amikor a méreg a gyomor-bél traktusba kerül (peszticidek, háztartási vegyszerek, gyógyászati ​​anyagok). Akut mérgezés és megbetegedés akkor lehetséges, ha a méreg közvetlenül a vérbe kerül, például kígyócsípés, rovarcsípés vagy gyógyászati ​​anyagok injekciója során.

A káros anyagok toxikus hatását toxikometriai mutatók jellemzik, amelyek szerint az anyagokat rendkívül mérgező, erősen mérgező, közepesen mérgező és alacsony toxikus kategóriába sorolják. Mérgező hatás különféle anyagok a szervezetbe jutó anyag mennyiségétől függ, annak fizikai tulajdonságok, a felvétel időtartama, a biológiai közegekkel (vér, enzimek) való kölcsönhatás kémiája. A hatás azonban függ a nemtől, az életkortól, az egyéni érzékenységtől, a be- és kilépési útvonalaktól, a szervezetben való eloszlástól, valamint a meteorológiai feltételektől és egyéb kapcsolódó környezeti tényezőktől.

A káros anyagok toxikológiai osztályozása

Általános toxikus hatások Mérgező anyagok
Idegbénító hatás (hörgőgörcs, fulladás, görcsök és bénulás) Bőrfelszívódás (lokális gyulladásos és nekrotikus elváltozások általános toxikus reszorpciós jelenségekkel kombinálva) Általános toxikus hatás (hipoxiás görcsök, kóma, agyödéma, bénulás) Toxikus pulmonalis hatás ödéma) Könnyező és irritáló hatás (külső nyálkahártya irritációja) Pszichotikus hatás (mentális aktivitás, tudatzavar) Szerves foszfortartalmú rovarirtó szerek (klorofosz, karbofosz, nikotin, 0B, stb.) Diklór-etán, hexaklórán, ecetesszencia, arzén és vegyületei, higany (szublimát) Hidrociánsav és származékai, szén-monoxid, alkohol és B nitrogén-helyettesítő vegyületei erős savak és lúgok, kloropikrin, 0B Gyógyszerek, atropin

A mérgek az általános mérgekkel együtt szelektív toxicitást mutatnak, ᴛ.ᴇ. a test egy-egy szervére vagy rendszerére jelentik a legnagyobb veszélyt. A szelektív toxicitás szerint a mérgeket megkülönböztetik:

Túlnyomóan kardiotoxikus hatással rendelkező szív; Ebbe a csoportba sok gyógyszer, növényi mérgek, fémsók (bárium, kálium, kobalt, kadmium) tartoznak;

Ideges, zavart okozva túlnyomórészt szellemi tevékenység ( szén-monoxid, szerves foszforvegyületek, alkohol és helyettesítői, gyógyszerek, altatók stb.);

Máj, amelyek közül külön említést érdemelnek a klórozott szénhidrátok, mérgező gombák, fenolok és aldehidek;

Vese - nehézfém-vegyületek etilénglikol, oxálsav;

Vér - anilin és származékai, nitritek, arzén-hidrogén;

Tüdő - nitrogén-oxidok, ózon, foszgén stb.

Mérgező hatás - koncepció és típusok. A "Toxikus hatás" kategória besorolása és jellemzői 2017, 2018.

-

A kalcium-, magnézium- és foszfátszint változásai során különféle patológiák Kalcitonin A kalcitonin egy polipeptid, amely 32 AA-ból áll, egy diszulfidkötéssel, amelyeket a pajzsmirigy parafollikuláris K-sejtjei vagy a mellékpajzsmirigy C-sejtjei választanak ki. ....Káros anyagok mérgező hatásai

A környezeti toxikológia a különböző szennyező anyagok sejtben és ökoszisztémában zajló élettani folyamatokra gyakorolt ​​hatásának molekuláris mechanizmusainak vizsgálatán alapul. A mikroorganizmusok evolúciója során mindig is jelen voltak különféle szennyező anyagok:... .


  • - Mérgező hatás

    Egy adott helyi érzéstelenítő biztonságos dózisának megválasztását a felszívódás és az elimináció sebessége, aktivitása és toxicitása határozza meg. Figyelembe veszik a beteg életkorát, testtömegét, szomatikus állapotát stb. helyi érzéstelenítők, okozhat... .


    • Amint azt az emberi betegségek kezelésére, megelőzésére vagy diagnosztizálására szolgáló gyógyszerek évszázados gyakorlata mutatja, ezek nemcsak pozitív hatással vannak a szervezetre, hanem nemkívánatos hatásokkal is járnak.

    Paracelsus (1493-1541), a bázeli egyetem professzora már a reneszánsz idején is hangsúlyozta a gyógyszerek adagjának fontosságát hatásukban. Azzal érvelt, hogy „minden méreg, semmi sem mentes a mérgezéstől, csak az adag teszi láthatatlanná a mérget”. Az emberiség minden kísérlete rendkívül hatékony és teljesen ártalmatlan gyógyszerek beszerzésére nem járt sikerrel, mert egy ilyen cél biológiai szempontból ellentmondásos. Ezért azt állítják, hogy szinte minden gyógyszer, kivéve pozitív hatást a testen (és ez a kívánt hatásuk), megfelelő körülmények között bizonyos negatív reakciókat válthatnak ki.

    Némelyikük még mérsékelt terápiás dózisban is nagyon erős negatív hatásés súlyos patológiát, akár halált is okozhat. Bármi negatív megnyilvánulásai A kábítószerek hatásait általában a „ mellékhatások"vagy" mellékhatások" A WHO ajánlásai szerint a gyógyszerek által okozott negatív hatások ezen osztályozását elfogadták. Ezek különösen a következők: mellékhatások, mellékhatások, súlyos mellékhatások, nem súlyos mellékhatások, előre látható mellékhatások, előre nem látható mellékhatások stb. Számos új gyógyszer széles körű bevezetése az orvosi gyakorlatba, különösen erősen aktív, mellékhatásaik gyakoriságának növekedésével jár, pl. a farmakoterápia szövődményei.

    A WHO adatai szerint az iparosodott országokban a nemkívánatos reakciók a kórházi betegek 10-20%-ánál, a fejlődő országokban pedig 30-40%-ánál fordulnak elő. Betegek, akiket felvettek kórházi kezelés a gyógyszerek mellékhatásai miatt az összes 25-28%-át teszik ki. A kezeléssel és a gyógyszerek mellékhatásai miatti egyéb költségekkel kapcsolatos gazdasági veszteségek például elérik az évi 77 milliárd dollárt az Egyesült Államokban.

    Angliában a mellékhatások az intenzív osztályra felvett betegek közel 3%-ánál jelentkeznek. Az ország kórházaiban a betegek 10-20%-ánál jelentkeznek ilyen hatások, és 2-10%-uknál van szükség további kezelésre. Az ilyen szövődmények halálozási aránya eléri a 0,3% -ot, és a gyógyszerek intravénás alkalmazásával - 1%. A mellékhatások mechanizmusától és az ehhez hozzájáruló feltételektől függően a következők:

    • allergiás jellegű mellékhatások;
    • toxikus reakciók;
    • embriotoxikus, teratogén és fetotoxikus;
    • mutagén és karcinogén megnyilvánulások.

    Nem allergiás jellegű mellékhatások

    A nem allergiás jellegű mellékhatások olyan reakciók, amelyek akkor jelentkeznek, ha nem allergiás gyógyszereket terápiás dózisokban alkalmaznak. Ők jelentik az elkerülhetetlen megnyilvánulást farmakológiai jellemzők gyógyszerek (elsődleges farmakológiai hatás), vagy megfelelő farmakológiai hatások következménye (másodlagos farmakológiai hatás).

    Az epilepsziás betegek álmossága különösen akkor nyilvánul meg, ha fenobarbitállal, légzésdepressziót - morfint, hipokalémiát - furoszemiddel stb. terápiás céllal, különösen szív- és érrendszeri betegségekben, cukorbetegségben, légúti betegségekben, rosszindulatú daganatokban stb.

    Gyakran szívglikozidok, antibiotikumok, citosztatikumok, káliumkészítmények, fájdalomcsillapítók és glükokortikoszteroidok okozzák. Ha csökkentik a bizonyos mellékhatásokat okozó gyógyszerek adagját, és még inkább azok abbahagyása után, ezek a mellékhatások megszűnnek. A nem allergiás jellegű másodlagos mellékhatások később jelentkeznek és lassabban tűnnek el. Így a széles antimikrobiális spektrumú antibiotikumok, amelyek kemoterápiás hatást mutatnak, elpusztíthatják a szaprofita bélflórát, ami gyakran polihipovitaminózis kialakulásához vezet, a novokainamid - szisztémás lupus erythematosushoz, az aminazin - a gyógyszer által kiváltott parkinsonizmushoz. Ilyen esetekben nemcsak az indukáló gyógyszer abbahagyására van szükség, hanem az ilyen szövődményekkel küzdő betegek utókezelésére is.

    Nem allergiás jellegű mellékhatások

    Allergiás jellegű mellékhatások csak olyan embereknél fordulnak elő, akik érzékenyek a gyógyszerekre vagy azok metabolitjaira vagy a készítményben lévő egyéb anyagokra. dózisforma, azaz azoknál az embereknél, akiknek szervezetükben megfelelő antitestek vannak jelen. Az ilyen vegyi anyagokkal való ismételt érintkezéskor kölcsönhatásba lépnek ezekkel az antitestekkel, ami allergiás reakciót eredményez. A gyógyszerekre adott allergiás reakciók nem függenek az adagjuktól.

    Különböző formákban és különböző súlyosságúak lehetnek - a teljesen ártalmatlantól az életveszélyesig, például anafilaxiás sokk formájában. Ebben az esetben elsősorban a bőr, a nyálkahártyák, a gyomor-bél traktus (GIT), a légutak, az erek stb.

    Az allergiás természetű nemkívánatos reakciókat a betegek integrált, alkalmazott gondozásával küszöböljük ki, amelynek kötelező összetevői az adrenalin, glükokortikoszteroidok, H1-blokkolók - hisztaminreceptorok alkalmazása, gyakran újraélesztési intézkedésekkel kombinálva.

    Mérgező hatások

    Mérgező hatások- ezek negatív reakciók, amelyek bármely gyógyszernek a terápiás dózist meghaladó dózisban történő bejuttatása után jelentkeznek. Így az antikoagulánsok túladagolása vérzéshez, inzulinhoz - hipoglikémiához, morfiumhoz - súlyos légzésdepresszióhoz stb. E hatások súlyosságát a túladagolás mértéke határozza meg, különösen azok a gyógyszerek, amelyek anyagi kumulációt okozhatnak, pl. szívglikozidok, hosszan tartó hatású barbiturátok, bromidok.

    A bőr vagy a nyálkahártya károsodásának mértéke szintén egyenesen arányos mind a gyógyszer koncentrációjával, mind a hatás időtartamával. Így a nehézfémek sói kis koncentrációban csak összehúzó hatást váltanak ki, míg nagy koncentrációban akár bőrelhalást is okoznak, különösen a nyálkahártyákon vagy a sebfelületeken.

    Toxikus hatások akkor is előfordulnak, ha a gyógyszereket terápiás dózisban alkalmazzák, különösen olyan betegeknél, akiknél a kémiai anyagok semlegesítésére szolgáló szervek (főleg a máj) és (vagy) a kiválasztó szervek (vese) elégtelenek. Ilyen körülmények között, különösen akkor, ha hosszú távú kezelés, a gyógyszerek tovább maradnak a szervezetben. Koncentrációjuk fokozatosan mérgező szintre emelkedik. Relatív kábítószer-túladagolás helyzete jön létre. Ezért a toxikus hatások megelőzésére azoknál a személyeknél, akiknél funkcionális károsodás máj és vese, a gyógyszerek adagja, valamint beadásuk vagy beadásuk gyakorisága csökken.

    Különleges hely között negatív reakciók A szervezet gyógyszerekre adott válaszát az örökletes betegségekben szenvedő betegeknél kialakuló toxikus hatások foglalják el. E betegségek némelyikében, például akut gyógyszer okozta örökletes hemolitikus vérszegénységben hemoglobinuriával vagy favismával, több tucat gyógyszer, még mérsékelt terápiás dózisokban is, súlyos súlyosságot okozhat. hemolitikus krízisés vérszegénység.

    Embriotoxikus, teratogén és fetotoxikus reakciók

    Másokkal örökletes betegségek Egyes gyógyszerek súlyosbodását okozzák. A vegyi anyagok, beleértve a gyógyszereket is, hosszú távú negatív hatásokat okozhatnak a szervezetben. Ez mindenekelőtt a leszármazottak reproduktív funkciójára és egészségére vonatkozik. Különösen károsíthatják a nemi szerveket (gonadotoxikus hatás), megzavarhatják a szervezet méhen belüli fejlődését (embriotoxikus és magzattoxikus hatás), sőt különféle fejlődési rendellenességeket is okozhatnak (teratogén hatás).

    Mutagén hatás

    Ezenkívül a vegyi anyagoknak való kitettség hosszú távú mellékhatásai közé tartozik a sejtek genetikai anyagának károsodása is, ami génmutációkat (mutagén hatásokat) eredményez stb. A toxikus hatásokkal ellentétben a gyógyszerek mellékhatásainak megnyilvánulásaként nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak azok a kóros állapotok, amelyek a szervezet nagy, akár halálos dózisú vegyi anyagoknak való kitettsége következtében alakulnak ki.

    Az ilyen anyagok a szervezet akut és krónikus mérgezését okozhatják. Ukrajnában a drogok biztonságos használatának ellenőrzése ben orvosi gyakorlat Ukrajna Egészségügyi Minisztériumának Állami Farmakológiai Központjának Farmakológiai Felügyeleti Osztálya végzi. Az előírás szerint az egészségügyi intézmények orvosai, osztályok alárendeltségétől és tulajdonosi formáitól függetlenül kötelesek rendszeresen tájékoztatást adni ennek a központnak minden mellékhatások gyógyszerek.

    A szervezetben egy toxikus anyag vagy átalakulási termékeinek kölcsönhatása a bioszisztémák szerkezeti elemeivel, amely a kifejlődő toxikus folyamat hátterében áll, toxikus hatásmechanizmusnak nevezzük. A kölcsönhatás fizikai-kémiai és kémiai reakciók következtében jön létre.

    A fiziko-kémiai reakciók által beindított toxikus folyamatokat általában a test sejtjeinek és szöveteinek bizonyos környezetében (vizes vagy lipid) feloldódó toxikus anyagok okozzák. Ebben az esetben az oldószer közeg fizikai-kémiai tulajdonságai (pH, viszkozitás, elektromos vezetőképesség, intermolekuláris kölcsönhatások erőssége stb.) jelentősen megváltoznak. Az ilyen típusú kölcsönhatások egyik jellemzője, hogy a fejlesztő hatás minősége szigorúan nem függ a toxikus molekula kémiai tulajdonságaitól. Így minden sav, lúg, erős oxidálószer, egyes szerves oldószerek és nagy molekulatömegű vegyületek specifikus aktivitás nélkül hat a szövetekre.

    Leggyakrabban a toxikus hatás alapja az kémiai reakciók egy élő rendszer meghatározott szerkezeti elemével rendelkező toxikus anyag. A biológiai rendszer szerkezeti komponensét, amellyel egy toxikus anyag kémiai kölcsönhatásba lép, „receptornak” vagy „célpontnak” nevezik.

    A vegyi anyagok túlnyomó többségének toxikus hatásmechanizmusa jelenleg nem ismert. Ebben a tekintetben a testet alkotó molekulák és molekulakomplexek számos alább ismertetett osztályát többnyire csak a mérgek hatásának valószínű receptorainak (célpontjainak) tekintik. Ebből a szemszögből való szemléltetésük jogos, mivel egyes jól tanulmányozott toxikus anyagok hatása pontosan ezen biomolekula-osztályok képviselőivel való interakción alapul.

    1. A „receptor” fogalmának meghatározása a toxikológiában

    A "receptor" fogalma nagyon tágas. A biológiában leggyakrabban a következő értelemben használják:

    1. Általános fogalom. A receptorok viszonylag specifikus kötődési helyek a xenobiotikumok (vagy endogén molekulák) bioszubsztrátján, feltéve, hogy a kötődési folyamat megfelel a tömeghatás törvényének. Fehérjék, nukleinsavak, poliszacharidok, lipidek vagy azok fragmentumai egész molekulái receptorként működhetnek. Egy biomolekula olyan töredékével kapcsolatban, amely közvetlenül részt vesz egy kémiai anyaggal komplexképződésben, gyakran használják a „receptor régió” kifejezést. Például a szervezet szén-monoxid receptora a hemoglobin molekula, a receptor régió pedig a hem porfirin gyűrűjébe zárt vasion.

    2. Szelektív receptorok. Az organizmusok evolúciós összetettségével speciális molekuláris komplexek jönnek létre - olyan biológiai rendszerek elemei, amelyek nagy affinitással rendelkeznek az egyes kémiai anyagokhoz, amelyek a bioregulátorok (hormonok, neurotranszmitterek stb.) funkcióit látják el. A biológiai rendszerek azon részeit, amelyek a legnagyobb affinitással rendelkeznek az egyes speciális bioregulátorokhoz, „szelektív receptoroknak” nevezzük. Azokat az anyagokat, amelyek a tömeghatás törvényének megfelelően kölcsönhatásba lépnek a szelektív receptorokkal, szelektív receptor ligandumoknak nevezzük. Az endogén ligandumok és a szelektív receptorok kölcsönhatása különösen fontos a homeosztázis fenntartásához.

    Sok szelektív receptor több alegységből áll, amelyek közül csak néhánynak van ligandumkötő helye. A „receptor” kifejezést gyakran csak az ilyen ligandumkötő alegységekre használjuk.

    3. A permanens receptorok szelektív receptorok, amelyek szerkezetét és tulajdonságait speciális gének vagy permanens génkomplexek kódolják. Fenotípusos szinten rendkívül ritkán alakulnak ki génrekombináció révén bekövetkező változások a receptorban. A szelektív receptort alkotó fehérje aminosav-összetételében bekövetkező változások, amelyek az evolúció során olykor a poligenetikus átalakulások miatt következnek be, általában kevéssé befolyásolják az utóbbi funkcionális jellemzőit, endogén ligandumok és xenobiotikumok iránti affinitását.

    Az állandó receptorok a következők:

    Neurotranszmitterek és hormonreceptorok. Más szelektív receptorokhoz hasonlóan ezek a receptorok is képesek szelektív kölcsönhatásra egyes xenobiotikumokkal (gyógyszerek, toxikus anyagok). A xenobiotikumok az endogén ligandumok agonistáiként és antagonistáiként is működhetnek. Ennek eredményeként egy bizonyos biológiai funkció aktiválódik vagy elnyomódik ennek a receptorkészüléknek az irányítása alatt;

    Az enzimek olyan fehérjestruktúrák, amelyek szelektíven kölcsönhatásba lépnek azokkal a szubsztrátokkal, amelyek átalakulását katalizálják. Az enzimek kölcsönhatásba léphetnek idegen anyagokkal is, amelyek ebben az esetben vagy inhibitoraivá, vagy alloszterikus szabályozóivá válnak az aktivitásukban;

    Transzportfehérjék - szelektíven kötik egy bizonyos szerkezetű endogén ligandumokat, lerakódásukat vagy átvitelüket különféle biológiai gátakon keresztül. A transzportfehérjékkel kölcsönhatásba lépő toxikánsok inhibitoraiként vagy alloszterikus szabályozóiként is hatnak.



    4. Változó szerkezetű receptorok. Ezek főként a T-limfociták antitestei és antigénkötő receptorai. Az ilyen típusú receptorok az érett prekurzor sejtekben képződnek sejtformák a szintézisüket szabályozó 2-5 gén külsőleg indukált rekombinációja miatt. Ha a rekombináció a sejtdifferenciálódási folyamat során megy végbe, akkor az érett elemekben csak egy bizonyos szerkezetű receptorok szintetizálódnak. Ily módon specifikus ligandumok szelektív receptorai képződnek, és a proliferáció az ezeket a receptorokat tartalmazó teljes sejtklón megjelenéséhez vezet.

    A fenti definíciókból következően a biológiában a „receptor” kifejezést elsősorban olyan struktúrák megjelölésére használják, amelyek közvetlenül részt vesznek a biológiai jelek észlelésében és továbbításában, és képesek szelektíven kötődni az endogén ligandumok (neurotranszmitterek, hormonok, szubsztrátok) mellett. ), néhány idegen vegyület.

    A toxikológiában (valamint a farmakológiában) a „receptor” kifejezés egy élő (biológiai) rendszer bármely szerkezeti elemére utal, amellyel egy toxikus (gyógyszer) kémiai kölcsönhatásba lép. Ebben az olvasatban ezt a fogalmat Paul Ehrlich (1913) vezette be a kémiai biológiába a huszadik század elején.

    A receptor-ligandum kölcsönhatás energetikai jellemzői szokatlanul szélesek: a gyenge, könnyen felbomló kötések kialakulásától az irreverzibilis komplexek kialakulásáig (lásd fent). A kölcsönhatás jellege és a kialakuló komplex szerkezete nemcsak a toxikus anyag szerkezetétől, a receptor konformációjától függ, hanem a közeg tulajdonságaitól is: pH, ionerősség stb. A tömeghatás törvényének megfelelően a kialakuló anyag-receptor komplexek számát a kölcsönhatási energia (affinitás) és a reakció mindkét komponensének (anyag és receptora) biológiai rendszerben való tartalma határozza meg.

    A receptorok lehetnek „némák” és aktívak. A „csendes” receptor egy biológiai rendszer szerkezeti összetevője, amelynek anyaggal való kölcsönhatása nem vezet válasz kialakulásához (például az arzén megkötése a hajat és a körmöt alkotó fehérjékkel). Az aktív receptor egy biológiai rendszer szerkezeti komponense, melynek kölcsönhatása egy toxikus anyaggal elindítja a toxikus folyamatot. A terminológiai nehézségek elkerülése érdekében a „receptor” kifejezés helyett gyakran a „célszerkezet” kifejezést használják olyan szerkezeti elemek megjelölésére, amelyekkel a toxikus anyag kölcsönhatásba lépve toxikus folyamatot indít el.

    A következő posztulátumok elfogadottak:

    Egy anyag toxikus hatása kifejezettebb, minél több aktív receptor (célszerkezet) lép kölcsönhatásba a toxikus anyaggal;

    Egy anyag toxicitása nagyobb, minél kisebb mennyiségben kötődik a „csendes” receptorokhoz, minél hatékonyabban hat az aktív receptorra (célszerkezet), annál inkább magasabb értéket rendelkezik egy receptorral és egy sérült biológiai rendszerrel az egész szervezet homeosztázisának fenntartásához.

    Bármely sejt, szövet, szerv hatalmas számú potenciális receptort tartalmaz különféle típusok(különféle biológiai reakciókat "kiváltva"), amellyel a ligandumok kölcsönhatásba léphetnek. Figyelembe véve a fentieket, egy ligandum (mind endogén anyag, mind egy xenobiotikum) kötődése egy adott típusú receptorhoz csak meghatározott koncentrációtartományban szelektív. Egy ligandum koncentrációjának növekedése egy biológiai rendszerben a receptortípusok tartományának bővüléséhez vezet, amelyekkel kölcsönhatásba lép, és ennek következtében megváltozik biológiai aktivitása. Ez a toxikológia egyik alapelve is, amelyet számos megfigyelés bizonyít.

    A toxikus hatások célpontjai (receptorai) a következők lehetnek:

    Az intercelluláris tér szerkezeti elemei;

    A testsejtek szerkezeti elemei;

    A sejtaktivitást szabályozó rendszerek szerkezeti elemei.

    2. A toxikus hatás az intercelluláris tér elemeire

    A test minden sejtjét vizes környezet veszi körül - intersticiális vagy intercelluláris folyadék. A vérsejtek számára az intercelluláris folyadék a vérplazma. Az intercelluláris folyadék fő tulajdonságai: elektrolit összetétele és bizonyos ozmotikus nyomása. Az elektrolit összetételét főként a Na+, K+, Ca2+, Cl-, HCO3- stb. iontartalom határozza meg; ozmotikus nyomás - fehérjék, más anionok és kationok jelenléte. Az intercelluláris folyadék számos szubsztrátot tartalmaz a sejtanyagcseréhez, a sejtanyagcsere termékeit és a sejtaktivitást szabályozó molekulákat.

    Az intercelluláris folyadékba kerülve a toxikus megváltoztathatja fizikai-kémiai tulajdonságait, és kémiai kölcsönhatásba léphet szerkezeti elemeivel. Az intercelluláris folyadék tulajdonságainak megváltozása azonnal reakcióhoz vezet a sejtekből. A toxikus hatás következő mechanizmusai lehetségesek a toxikus anyag és az intercelluláris folyadék komponenseinek kölcsönhatása miatt:

    1. Elektrolit hatások. Az elektrolit összetételének megsértése figyelhető meg olyan anyagokkal való mérgezés esetén, amelyek ionokat köthetnek. Így a fluoridokkal (F-), egyes komplexképző anyagokkal (Na2EDTA, DTPA stb.), egyéb toxikus anyagokkal (etilénglikol, amely oxálsavvá alakul), kalciumionok kötődnek a vérben és az intercelluláris folyadékban, akut hypocalcaemia alakul ki. , idegrendszeri tevékenység, izomtónus, véralvadási rendszer stb. Az ionegyensúly megsértése bizonyos esetekben kiküszöbölhető elektrolit oldatok bejuttatásával a szervezetbe.

    2. pH-hatások. A számos anyaggal való mérgezés, az intercelluláris folyadék nagy pufferkapacitása ellenére, a test belső környezetének sav-bázis tulajdonságainak jelentős megsértésével járhat. Így a metanol mérgezés a szervezetben való felhalmozódásához vezet hangyasav súlyos acidózist okozva. Az intersticiális folyadék pH-jának változása másodlagos toxikus hatások következménye is lehet, és a bioenergetikai, hemodinamikai (metabolikus acidózis/alkalózis) és a külső légzés (gázacidózis/alkalózis) folyamatainak zavarai következtében alakulhat ki. Súlyos esetekben a pH normalizálható pufferoldatok adagolásával az áldozatnak.

    3. Az intercelluláris folyadék és a vérplazma szerkezeti elemeinek megkötése és inaktiválása. A vérplazma olyan szerkezeti elemeket tartalmaz, amelyek nagy biológiai aktivitással rendelkeznek, és mérgező anyagok célpontjává válhatnak. Ilyenek például a véralvadási rendszer faktorai, a hidrolitikus enzimek (észterázok), a destruktív xenobiotikumok stb. Ennek a cselekvésnek a következménye nemcsak mérgezés, hanem allobiózis is lehet. Például a szerves foszforvegyületeket (OP) elpusztító plazma karboxil-észterázok aktivitásának tri-o-krezil-foszfáttal (TOCP) való gátlása az utóbbi toxicitásának jelentős növekedéséhez vezet.

    4. Az ozmotikus nyomás megsértése. A vér és az intersticiális folyadék ozmotikus nyomásának jelentős zavarai mérgezés során általában másodlagos jellegűek (a máj, a vesék, mérgező ödéma tüdő). Fejlődő hatás káros módonérinti funkcionális állapot az egész test sejtjei, szervei és szövetei.

    3. A toxikus anyagok hatása a sejtek szerkezeti elemeire

    A sejtek szerkezeti elemei, amelyekkel a toxikus anyagok kölcsönhatásba lépnek, általában a következők:

    Nukleinsavak;

    A biomembránok lipid elemei;

    Az endogén bioregulátorok (hormonok, neurotranszmitterek stb.) szelektív receptorai.

    TOXIOMETRIA

    FÜGGŐSÉG "DÓZIS-HATÁS" A TOXIKOLÓGIÁBAN

    A toxikus folyamat megnyilvánulási spektrumát a toxikus anyag szerkezete határozza meg. A kialakuló hatás súlyossága azonban a hatóanyag mennyiségének függvénye.

    A biológiai objektumra ható anyag mennyiségének jelölésére a dózis fogalmát használjuk. Például egy 250 g-os patkány és egy 2000 g-os nyúl gyomrába 500 mg-os toxikus anyag bejuttatása azt jelenti, hogy az állatok 2, illetve 0,25 mg/kg-os dózist kaptak. „adagról” az alábbiakban részletesebben lesz szó).

    A dózis-hatás összefüggés az élő anyag szerveződésének minden szintjén nyomon követhető: a molekuláristól a populációig. Ebben az esetben az esetek túlnyomó többségében egy általános minta kerül rögzítésre: a dózis növelésével a rendszer károsodásának mértéke nő; Egyre több alkotóeleme vesz részt a folyamatban.

    Attól függően, hogy a hatásos dózis Szinte minden anyag bizonyos körülmények között káros lehet a szervezetre. Ez igaz azokra a toxikus anyagokra, amelyek lokálisan és belső környezetbe való felszívódás után is hatnak.

    A dózis-hatás összefüggés megnyilvánulását jelentősen befolyásolja az élőlények intra- és interspecifikus variabilitása. Valóban, az azonos fajhoz tartozó egyedek jelentősen eltérnek egymástól biokémiai, fiziológiai és morfológiai jellemzőikben. Ezek a különbségek a legtöbb esetben genetikai jellemzőikből adódnak. Azonos genetikai jellemzők miatt a fajok közötti különbségek még hangsúlyosabbak. Ebben a tekintetben egy adott anyag dózisai, amelyekben ugyanazon és különösen különböző fajok élőlényeit károsítják, néha nagyon eltérőek. Következésképpen a dózis-hatás összefüggés nemcsak a toxikus anyag, hanem annak a szervezetnek a tulajdonságait is tükrözi, amelyre hat. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a toxicitás mennyiségi értékelését, a dózis-hatás összefüggés vizsgálatán alapuló, különböző biológiai objektumokon végzett kísérletekben kell elvégezni, és mindenképpen igénybe kell venni statisztikai módszerek a kapott adatok feldolgozását.

    Dózis-hatás összefüggés a mortalitás tekintetében

    4.1.3.1. Általános nézetek

    Mivel a toxikus hatás utáni halál egy alternatív reakció, amelyet a „mindent vagy semmit” elv szerint hajtanak végre, ezt a hatást tekintik a legkényelmesebbnek az anyagok toxicitásának meghatározására, ezt használják az átlagos halálos dózis értékének meghatározására (LD50).

    Az akut toxicitás „halálozási” indikátorral történő meghatározása az alcsoportok kialakításának módszerével történik (lásd fent). A mérgező anyagot az egyik lehetséges módjai(enterális, parenterális) ellenőrzött körülmények között. Figyelembe kell venni, hogy az anyag beadási módja befolyásolja legjelentősebben a toxicitás nagyságát.

    Azonos nemű, korú, súlyú, meghatározott étrenden, a szükséges tartási körülmények, hőmérséklet, páratartalom stb. A vizsgálatokat többféle laboratóriumi állaton megismétlik. A vizsgált vegyi vegyület beadása után megfigyeléseket végzünk az elhullott állatok számának meghatározására, általában 14 napos időszak alatt. Anyag bőrre történő felhordása esetén feltétlenül szükséges az érintkezés időpontjának rögzítése, valamint az alkalmazás feltételeinek megadása (az expozíció zárt vagy nyílt térből történt). Nyilvánvaló, hogy a bőrkárosodás mértéke és a reszorpciós hatás súlyossága mind a felvitt anyag mennyiségétől, mind a bőrrel való érintkezésének időtartamától függ. A belélegzéstől eltérő minden expozíciós mód esetében az expozíciós dózist általában a vizsgált anyag testtömegegységre vonatkoztatott tömege (vagy térfogata) adja meg (mg/kg; ml/kg).

    Inhalációs expozíció esetén az expozíciós dózist az egységnyi levegőtérfogatban jelenlévő vizsgált anyag mennyiségeként kell kifejezni: mg/m3 vagy ppm (ppm). Ennél az expozíciós módszernél nagyon fontos figyelembe venni az expozíciós időt. Minél hosszabb az expozíció, minél nagyobb az expozíciós dózis, annál nagyobb a káros hatások lehetősége. A belélegzett levegőben lévő anyag különböző koncentrációira vonatkozó dózis-hatás összefüggésről kapott információkat azonos expozíciós idővel kell megszerezni. A kísérletet eltérően lehet felépíteni, nevezetesen, hogy a kísérleti állatok különböző csoportjai azonos koncentrációban, de eltérő ideig lélegezzék be az anyagot.

    Az inhalációs hatóanyagok toxicitásának hozzávetőleges értékeléséhez, amely egyidejűleg figyelembe veszi a toxikus anyag koncentrációját és az expozíció idejét, szokásos a „toxodózis” értéket használni, amelyet a Haber által javasolt képlet alapján számítanak ki. század eleje:

    W = Ct, ahol

    W – toxodózis (mg perc/m3)

    C – toxikus koncentráció (mg/m3)

    t - expozíciós idő (perc)

    Feltételezzük, hogy az anyagok rövid távú belélegzése esetén ugyanaz a hatás (a laboratóriumi állatok elpusztulása) érhető el mind rövid ideig tartó nagy dózisú, mind pedig alacsonyabb koncentrációjú anyagoknak való hosszabb expozíció esetén, míg az anyag idő és koncentráció szorzata. változatlan marad. Leggyakrabban a toxodózisok definícióját használták a vegyi harci szerek jellemzésére.

    Az eredmények értelmezése és gyakorlati felhasználása

    A pozitív dózis-válasz összefüggés megállapítása során a toxikológus fő következtetése általában az, hogy ok-okozati összefüggés van a vizsgált anyagnak való kitettség és a toxikus folyamat kialakulása között. A függőségre vonatkozó információkat azonban csak azokkal a feltételekkel összefüggésben szabad értelmezni, amelyek között azokat megszerezték. Jellegét számos tényező befolyásolja, és minden egyes anyagra és biológiai fajra jellemző, amelyek képviselőire az anyag hat. Ebben a tekintetben számos körülményt kell figyelembe venni:

    1. Az LD50 érték kvantitatív jellemzőinek pontosságát gondos kísérletezéssel és a kapott eredmények megfelelő statisztikai feldolgozásával érjük el. Ha egy toxicitási kísérlet megismétlésekor a korábban kapottaktól eltérő mennyiségi adatokat kapunk, ez a felhasznált biológiai objektum tulajdonságainak és a környezeti feltételeknek a változékonyságának a következménye.

    2. Az anyag veszélyességének legfontosabb jellemzője a mérgező anyaggal való érintkezést követő halálozás időpontja. Így az azonos LD50 értékű, de eltérő halálozási idővel rendelkező anyagok eltérő veszélyt jelenthetnek. Gyors hatóanyagok gyakran veszélyesebbnek tekintik. A nagyon hosszú látens periódusú „lassú hatású” anyagok azonban gyakran hajlamosak felhalmozódni a szervezetben, ezért rendkívül veszélyesek is. A gyorsan ható mérgező anyagok közé tartoznak a vegyi harci szerek (FOV, hidrogén-cianid, irritáló anyagok stb.). A késleltetett anyagok a polihalogénezett policiklusos szénhidrogének (halogénezett dioxinok, dibenzofuránok stb.), egyes fémek (kadmium, tallium, higany stb.) és sok más.

    3. Továbbiak teljes értelmezés a toxicitás értékeléséhez kapott eredményeket a mennyiségi jellemzők meghatározása mellett megkövetelik részletes tanulmány halálokok (lásd a vonatkozó részt). Ha egy anyag különféle, potenciálisan végzetes hatásokat okozhat (légzésleállás, szívleállás, összeomlás stb.), meg kell érteni, hogy melyik hatás vezet, és azt is, hogy ez a jelenség okozhat-e komplikációt a dózis-válasz összefüggésben. Például különféle biológiai hatások halált okozhatnak a mérgezés akut és késleltetett fázisában. Így a diklór-etánnal való mérgezés már az első órákban egy kísérleti állat halálához vezethet központi idegrendszeri depresszió miatt (narkotikus, nem elektrolit hatás). A mérgezés késői szakaszaiban az állat akut vese- és májelégtelenségben (citotoxikus hatás) elpusztul. Nyilvánvalóan ez is fontos a toxicitás mennyiségi jellemzőinek meghatározásakor. Így a terc-butil-nitrit intraperitoneálisan egereknek beadva, és 30 percen belül rögzíti a halálos hatást, LD50 értéke 613 mg/kg; ha a halálozást 7 napon belül regisztrálják, az LD50 187 mg/kg. A halál az első percekben nyilvánvalóan az értónus gyengülése és a methemoglobin képződés következtében, a későbbi időszakban pedig a májkárosodás következtében következik be.

    4. Az akut kísérletben kapott LD50 érték nem jellemző az anyag toxicitására ismételt szubakut vagy krónikus expozíció esetén. Így a nagy felhalmozódási képességű anyagoknál a mérgező anyag környezeti halálos koncentrációjának egyszeri beadás után meghatározott értéke lényegesen magasabb lehet, mint a hosszan tartó expozíció esetén halált okozó koncentráció. A gyengén kumulatív anyagok esetében ezek a különbségek nem feltétlenül jelentősek.

    A gyakorlatban a dózis-válasz adatokat és az LD50 értékeket gyakran használják a következő helyzetekben:

    1. Rutin toxikológiai vizsgálatok során jellemezni az anyagok akut toxicitását, és összehasonlítani több kémiai vegyület toxicitását.

    TOXIKOKINETIKA

    A toxikokinetika a toxikológia egyik ága, amelyen belül a mintázatokat, valamint a xenobiotikumok szervezetben történő felszívódásának, eloszlásának, biotranszformációjának és eliminációjának minőségi és mennyiségi jellemzőit tanulmányozzák (1. ábra).

    1. ábra Egy organizmus xenobiotikummal való kölcsönhatásának szakaszai

    A test toxikokinetika szempontjából összetett heterogén rendszer, amely nagyszámú kompartmentből (osztódásból): vérből, szövetekből, extracelluláris folyadékból, intracelluláris tartalomból áll, különböző tulajdonságokkal, egymástól biológiai gátakkal elválasztva. Az akadályok közé tartoznak a celluláris és intracelluláris membránok, hisztohematikus akadályok(például hematoencephaliás), integumentáris szövetek (bőr, nyálkahártyák). Az anyagok kinetikája a szervezetben lényegében a biológiai akadályok leküzdése és a kompartmentek közötti eloszlása ​​(2. ábra).

    Az anyag felvétele, elosztása és eltávolítása során a keveredés (konvekció), a biológiai közegben való oldódás, a diffúzió, az ozmózis és a biológiai gátakon keresztüli szűrés folyamatai zajlanak le.

    A toxikokinetika sajátos jellemzőit mind magának az anyagnak a tulajdonságai, mind pedig a szervezet szerkezeti és funkcionális jellemzői határozzák meg.

    2. ábra Az anyagok mozgásának sémája a test fő rekeszeiben

    Egy anyag legfontosabb jellemzői, amelyek befolyásolják toxikokinetikai paramétereit:

    Megoszlási hányados az olaj/víz rendszerben - meghatározza a felhalmozódás képességét a megfelelő környezetben: zsírban oldódó - lipidekben; vízben oldódó - vízben;

    Molekulaméret - befolyásolja a környezetben való diffúzió képességét, és behatol a biológiai membránok és gátak pórusaiba;

    Disszociációs állandó - a test belső környezetének körülményei között disszociált toxikus molekulák relatív arányát határozza meg, pl. az ionizált és nem ionizált formában lévő molekulák aránya. A disszociált molekulák (ionok) nem hatolnak át jól az ioncsatornákon és nem hatolnak át a lipidgátakon;

    Kémiai tulajdonságok- meghatározza a toxikus anyag affinitását a sejtek, szövetek és szervek kémiai és biokémiai elemeihez.

    A test azon tulajdonságai, amelyek befolyásolják a xenobiotikumok toxikokinetikáját.

    A rekeszek tulajdonságai:

    A víz és a zsír aránya a sejtekben, szövetekben és szervekben. A biológiai struktúrák vagy kevés ( izom), vagy sok zsír (biológiai membránok, zsírszövet, agy);

    A toxikus anyagot aktívan megkötő molekulák jelenléte. Például a csontok olyan szerkezeteket tartalmaznak, amelyek nemcsak a kalciumot, hanem más kétértékű fémeket (ólom, stroncium stb.) is aktívan megkötik.

    A biológiai akadályok tulajdonságai:

    Vastagság;

    A pórusok jelenléte és mérete;

    A vegyi anyagok aktív vagy megkönnyített szállítására szolgáló mechanizmusok megléte vagy hiánya.

    A meglévő elképzelések szerint egy anyag szervezetre gyakorolt ​​hatásának erőssége a célszerkezettel való kölcsönhatás helyén lévő koncentráció függvénye, amelyet viszont nemcsak a dózis, hanem a xenobiotikum toxikokinetikai paraméterei is meghatároznak. . A Toxikokinetika megfogalmazza a választ arra a kérdésre: hogyan befolyásolja a toxikus folyamat kialakulását egy anyag dózisa és módja a szervezetnek?

    A XENOBIOTIKUMOK ANYAGCSERE

    Sok xenobiotikum a szervezetbe kerülve biotranszformáción megy keresztül, és metabolitok formájában szabadul fel. A biotranszformáció nagyrészt a molekulák enzimatikus átalakulásán alapul. A jelenség biológiai jelentése egy kémiai anyag átalakulása olyan formába, amely alkalmas arra, hogy a szervezetből eltávolítható legyen, és ezáltal lerövidül a hatásideje.

    A xenobiotikumok metabolizmusa két fázisban megy végbe (1. ábra).

    1. ábra Idegen vegyületek anyagcsere fázisai

    A redox vagy hidrolitikus átalakulás első fázisában az anyagmolekula poláris funkciós csoportokkal gazdagodik, ami reakcióképessé és vízben jobban oldódóvá teszi. A második fázisban az anyagcsere közbenső termékek endogén molekulákkal való konjugációjának szintetikus folyamatai zajlanak, melynek eredményeként poláris vegyületek képződnek, amelyek speciális kiválasztási mechanizmusok segítségével ürülnek ki a szervezetből.

    A biotranszformációs enzimek katalitikus tulajdonságainak sokfélesége és alacsony szubsztrátspecifitása lehetővé teszi a szervezet számára, hogy nagyon eltérő szerkezetű anyagokat metabolizáljon. Ugyanakkor a különböző fajokhoz tartozó állatokban és az emberben a xenobiotikumok metabolizmusa korántsem egyforma, hiszen az idegen anyagok átalakulásában részt vevő enzimek gyakran fajspecifikusak.

    Egy xenobiotikus molekula kémiai módosításának következményei lehetnek:

    1. Csökkentett toxicitás;

    2. Fokozott toxicitás;

    3. A toxikus hatás természetének megváltozása;

    4. A toxikus folyamat beindítása.

    Számos xenobiotikum metabolizmusa olyan termékek képződésével jár együtt, amelyek toxicitása lényegesen rosszabb, mint az eredeti anyagok. Így a cianid biokonverziója során keletkező tiocianátok több százszor kevésbé mérgezőek, mint az eredeti xenobiotikumok. A fluorion hidrolitikus eliminációja a szarin, a szomán és a diizopropil-fluorofoszfát molekuláiból ezen anyagok acetilkolinészteráz aktivitását gátló képességének elvesztéséhez és toxicitásuk jelentős csökkenéséhez vezet. Azt a folyamatot, amikor egy toxikus anyag elveszíti toxicitását a biotranszformáció következtében, „metabolikus méregtelenítésnek” nevezik.

    AZ ÖKOTOXIKOLÓGIA ALAPJAI

    Az ipar fejlődése elválaszthatatlanul összefügg a felhasznált vegyszerek körének bővülésével. A növényvédő szerek, műtrágyák és egyéb vegyszerek növekvő mennyisége a modern mező- és erdőgazdálkodás jellemzője. Ez az objektív oka a környezet kémiai veszélyének folyamatos növekedésének, amely az emberi tevékenység természetében rejtőzik.

    Alig néhány évtizeddel ezelőtt a termelésből származó vegyi hulladékot egyszerűen a környezetbe dobták, a növényvédő szereket és a műtrágyákat pedig haszonelvű megfontolások alapján szinte ellenőrizetlenül szórták ki hatalmas területekre. Ugyanakkor úgy vélték, hogy a gáznemű anyagoknak gyorsan fel kell oszlaniuk a légkörben, a folyadékoknak részben fel kell oldódniuk a vízben, és el kell vinniük a kibocsátási helyekről. Bár a részecskék jelentős mértékben felhalmozódtak a régiókban, az ipari kibocsátás lehetséges veszélyét alacsonynak ítélték. A növényvédő szerek és műtrágyák használata többszörösen nagyobb gazdasági hatást fejtett ki, mint a mérgező anyagok által a természetben okozott kár.

    Azonban már 1962-ben megjelent Rachel Carson „Csendes tavasz” című könyve, amelyben a szerző leírja a madarak és halak tömeges elpusztulását a peszticidek ellenőrizetlen használatából. Carson arra a következtetésre jutott, hogy a szennyező anyagoknak a vadon élő állatokra gyakorolt ​​​​hatásai előrevetítik a közelgő katasztrófát az emberek számára is. Ez a könyv mindenki figyelmét felkeltette. Megjelentek a xenobiotikumok kibocsátását szabályozó környezetvédelmi társaságok és kormányzati jogszabályok. Ezzel a könyvvel tulajdonképpen egy új tudományág – az állattoxikológia – fejlődése kezdődött meg.

    Az ökotoxikológiát önálló tudományként azonosította Rene Traut, aki először 1969-ben kapcsolt össze két teljesen különböző tárgyat: az ökológiát (Krebs szerint az élőlények elterjedését és élőhelyét meghatározó kapcsolatok tudománya) és a toxikológiát. Valójában ez a tudásterület a jelzetteken kívül más természettudományok elemeit is magában foglalja, mint például a kémia, a biokémia, az élettan, a populációgenetika stb.

    Fejlődése során maga az ökotoxikológia koncepciója bizonyos fejlődésen ment keresztül. 1978-ban Butler az ökotoxikológiát olyan tudománynak tekintette, amely a vegyi anyagok élő szervezetekre gyakorolt ​​toxikus hatásait vizsgálja, különösen a populáció és a közösség szintjén, meghatározott ökoszisztémákon belül. Levin és munkatársai 1989-ben úgy határozták meg, mint a vegyi anyagok ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatásának előrejelzését. 1994-ben W. és T. Forbes a következőképpen határozta meg az ökotoxikológiát: Az a tudásterület, amely összefoglalja a kémiai szennyező anyagok populációkra, közösségekre és ökoszisztémákra gyakorolt ​​ökológiai és toxikológiai hatásait, nyomon követve az ilyen szennyező anyagok sorsát (szállítását, átalakulását és elhelyezését) környezet.

    Így az ökotoxikológia a szerzők szerint a szennyező anyagok hatása által megnyilvánuló káros hatások kialakulását vizsgálja a legkülönfélébb élő szervezetekre (a mikroorganizmusoktól az emberig), általában a populációk vagy az ökoszisztémák egészének szintjén, valamint a vegyi anyag sorsa a rendszer biogeocenózisában.

    Később az ökotoxikológia keretein belül önálló irányként kezdték kiemelni annak egyik szekcióját, a környezettoxikológiát.

    Volt egy tendencia, hogy az ökotoxikológia kifejezést csak a vegyi anyagoknak az embereken kívüli ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatásaira vonatkozó ismeretek gyűjtésére használják. Így Walker és munkatársai (1996) szerint az ökotoxikológia a káros hatások vegyi anyagok az ökoszisztémákon. Azáltal, hogy az ökotoxikológia által figyelembe vett tárgyak köréből az emberi tárgyakat kizárja, ez a meghatározás meghatározza az ökotoxikológia és a környezeti toxikológia közötti különbséget, és meghatározza az utóbbi vizsgálatának tárgyát. A környezeti toxikológia kifejezést csak a környezeti szennyező anyagok emberre gyakorolt ​​közvetlen hatásainak vizsgálatára javasolják használni.

    A környezetben jelenlévő vegyi anyagok emberre és emberi közösségekre gyakorolt ​​hatásának vizsgálata során a környezeti toxikológia a klasszikus toxikológia már kialakult kategóriáival és koncepcióival dolgozik, és főszabályként a hagyományos kísérleti, klinikai és epidemiológiai módszertanát alkalmazza. A kutatás tárgya a toxikus anyagok káros hatásainak mechanizmusai, fejlődési dinamikája, megnyilvánulásai és átalakulásuk termékei a környezetben az emberre.

    Miközben általánosságban osztjuk ezt a megközelítést és pozitívan értékeljük gyakorlati jelentőségét, meg kell jegyezni, hogy az ökotoxikológia és a környezettoxikológia közötti módszertani különbségek teljesen eltűnnek, amikor a kutató feladata a szennyező anyagok emberi populációra gyakorolt ​​közvetett hatásainak felmérése (pl. , amelyet a bióta toxikus módosulása okoz), vagy éppen ellenkezőleg, a környezetben lévő vegyi anyagok hatásmechanizmusainak megismerése egy adott élőlényfaj képviselőire. E tekintetben elméleti szempontból a környezettoxikológia, mint tudomány, csak a környezettoxikológia sajátos problémája, míg a módszertan, fogalmi apparátusés a tudományok szerkezete egységes.

    1. A környezet xenobiotikus profilja

    A toxikológus szemszögéből nézve az általunk környezetnek nevezett abiotikus és biotikus elemek mind összetett, olykor szervezett agglomerátumok, számtalan molekula keveréke.

    Az ökotoxikológia szempontjából csak azok a molekulák érdekesek, amelyek biológiailag hozzáférhetőek, pl. képes nem mechanikusan kölcsönhatásba lépni az élő szervezetekkel. Általában ezek olyan vegyületek, amelyek gáznemű ill folyékony halmazállapot, vizes oldatok formájában, talajszemcséken és különböző felületeken adszorbeálva, szilárd anyagok, de finom por (szemcseméret kisebb, mint 50 mikron), végül a táplálékkal a szervezetbe kerülő anyagok.

    A biológiailag hozzáférhető vegyületek egy részét az élőlények hasznosítják, részt vesznek a környezettel való képlékeny- és energiacseréjük folyamataiban, pl. élőhely erőforrásként működnek. Másokat, amelyek bejutnak az állatok és növények testébe, nem energiaforrásként vagy műanyagként használják fel, hanem elegendő adagokatés koncentrációja jelentősen módosíthatja a normál lefolyást élettani folyamatok. Az ilyen vegyületeket idegennek vagy xenobiotikumnak (életidegen) nevezik.

    A környezetben (vízben, talajban, levegőben és élő szervezetekben) található idegen anyagok összessége olyan formában (aggregált állapotban), amely lehetővé teszi számukra, hogy kémiai és fizikai-kémiai kölcsönhatásba lépjenek az ökoszisztéma biológiai objektumaival, alkotják a biogeocenózis xenobiotikus profilját. . A xenobiotikus profilt az egyik legfontosabb környezeti tényezőnek kell tekinteni (a hőmérséklet, fény, páratartalom, trofikus viszonyok stb. mellett), amely minőségi és mennyiségi jellemzőkkel írható le.

    A xenobiotikus profil fontos eleme az élőlények szerveiben és szöveteiben található idegen anyagok, mivel ezeket előbb-utóbb más élőlények is elfogyasztják (azaz biohasznosulásuk van). Ellenkezőleg, a szilárd, levegőben nem diszpergálható és vízben oldhatatlan tárgyakban (kőzet, szilárd ipari termékek, üveg, műanyag stb.) rögzített vegyszerek nem rendelkeznek biológiai hozzáférhetőséggel. Ezek a xenobiotikus profil kialakulásának forrásaiként tekinthetők.

    A bolygón évmilliók óta lezajlott evolúciós folyamatok során kialakuló környezet xenobiotikus profiljait természetes xenobiotikus profiloknak nevezhetjük. A Föld különböző régióiban eltérőek. Az ezekben a régiókban (biotópokban) létező biocenózisok bizonyos fokig a megfelelő természetes xenobiotikus profilokhoz igazodnak.

    A különféle természeti ütközések és az utóbbi években az emberi gazdasági tevékenység időnként jelentősen megváltoztatja számos régió (különösen az urbanizált térségek) természetes xenobiotikus profilját. A környezetben a számára szokatlan mennyiségben felhalmozódó, a természetes xenobiotikus profilban változást okozó vegyi anyagok ökoszennyezőként (szennyezőként) hatnak. A xenobiotikus profil megváltozását okozhatja egy vagy több ökoszennyező anyag túlzott felhalmozódása a környezetben.

    Ez nem mindig jár káros következményekkel a vadon élő állatokra és a lakosságra nézve. Ökotoxikusnak csak az az ökoszennyező anyag minősíthető, amely olyan mennyiségben halmozódott fel a környezetben, amely elegendő ahhoz, hogy a biocenózisban (az élőanyag szerveződésének bármely szintjén) toxikus folyamatot indítson el.

    Az ökotoxikológia egyik legnehezebb gyakorlati feladata annak meghatározása, hogy egy ökoszennyező anyag milyen mennyiségi paraméterek mellett alakul át ökotoxikussá. A probléma megoldása során figyelembe kell venni, hogy valós körülmények között a környezet teljes xenobiotikus profilja befolyásolja a biocenózist, módosítva ezzel az egyes szennyező anyagok biológiai aktivitását. Ezért a különböző régiókban (különböző xenobiotikus profilok, különböző biocenózisok) a szennyező anyag ökotoxikussá való átalakulásának mennyiségi paraméterei szigorúan véve eltérőek.

    2. Ökotoxikokinetika

    Az ökotoxikokinetika az ökotoxikológia egyik ága, amely a xenobiotikumok (ökoszennyező anyagok) környezeti sorsát vizsgálja: megjelenésük forrásait; eloszlás a környezet abiotikus és biotikus elemeiben; xenobiotikum átalakulása a környezetben; eltávolítása a környezetből.

    2.1. A xenobiotikus profil kialakulása. A környezetbe kerülő szennyező anyagok forrásai

    A biológiailag hozzáférhető xenobiotikumok természetes forrásai a WHO (1992) szerint a következők: szél által szállított porrészecskék, tengeri só aeroszol, vulkáni tevékenység, erdőtüzek, biogén részecskék, biogén illékony anyagok. A xenobiotikumok másik forrása a környezetben, amelynek jelentősége folyamatosan növekszik, az emberi tevékenység

    A legfontosabb elem A szennyező anyagok ökotoxikológiai jellemzői a források azonosítása. A probléma megoldása korántsem egyszerű, mert... Néha egy anyag apró mennyiségben kerül a környezetbe, néha szennyeződések formájában teljesen ártalmatlan anyagokká. Végül, más anyagok abiotikus vagy biotikus átalakulása következtében ökoszennyező anyag képződése lehetséges a környezetben.

    2.2. Kitartás

    A környezetben számos abiotikus (élő szervezetek részvétele nélkül lejátszódó) és biotikus (élő szervezetek részvételével lejátszódó) folyamat az ökoszennyező anyagok eltávolítására (eltávolítására) irányul. Sok xenobiotikum a levegőben, a talajban és a vízben minimális kárt okoz az ökoszisztémákban, mivel expozíciós ideje elhanyagolható. Azok az anyagok, amelyek ellenállnak a pusztítási folyamatoknak, és ennek következtében hosszú ideig megmaradnak a környezetben, általában potenciálisan veszélyes ökotoxikus anyagok.

    A környezetben tartósan megmaradó szennyező anyagok folyamatos kibocsátása a bioszisztéma legsérülékenyebb (érzékeny) részének felhalmozódásához és ökotoxikus anyagokká történő átalakulásához vezet. Miután a perzisztens mérgező anyag kibocsátása megszűnik, hosszú ideig a környezetben marad. Így az Ontario-tó vizében a 90-es években nagy koncentrációban határozták meg a Mirex növényvédő szert, amelynek használatát a 70-es évek végén beszüntették. Az Egyesült Államok légierejének floridai tesztterületének tározóiban, ahol 1962-1964-ben az Agent Orange-t kutatási célból permetezték, 10 év elteltével az iszap 10-35 ng/kg TCDD-t tartalmazott (0,1 pkg/kg arányban a Amerikai szabványok, Oroszország - 10 pkg/kg).

    A környezetben hosszú ideig megmaradó anyagok közé tartoznak a nehézfémek (ólom, réz, cink, nikkel, kadmium, kobalt, antimon, higany, arzén, króm), policiklusos polihalogénezett szénhidrogének (poliklórozott dibenzodioxinok és dibenzofuránok, poliklórozott bifenilek stb.). ), egyes szerves klórtartalmú peszticidek (DDT, hexaklórán, aldrin, lindán stb.) és sok más anyag.

    2.3. átalakítás

    Az anyagok túlnyomó többsége különféle átalakulásokon megy keresztül a környezetben. Ezen átalakulások természete és sebessége határozza meg stabilitásukat.

    2.3.1. Abiotikus átalakulás

    Egy anyag környezetben való megmaradását számos folyamat befolyásolja. A főbbek a fotolízis (fény hatására bekövetkező pusztulás), a hidrolízis és az oxidáció.

    Fotolízis. A fény, különösen az ultraibolya sugárzás tönkreteheti kémiai kötésekés ezáltal a vegyi anyagok lebomlását okozzák. A fotolízis elsősorban a légkörben, valamint a talaj és a víz felszínén megy végbe. A fotolízis sebessége a fény intenzitásától és az anyag azt elnyelő képességétől függ. A telítetlen aromás vegyületek, például a policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) a legérzékenyebbek a fotolízisre, mert aktívan elnyeli a fényenergiát. A fény felgyorsítja az anyagok más lebontási folyamatait is: a hidrolízist és az oxidációt. A fotooxidánsok közegben, például ózonban, nitrogén-oxidokban, formaldehidben, akroleinben és szerves peroxidokban való jelenléte viszont jelentősen felgyorsítja az egyéb szennyező anyagok fotolízisének folyamatát (a PAH-ok esetében).

    Hidrolízis. A víz, különösen melegítve, gyorsan elpusztít sok anyagot. Az észterkötések például a szerves foszforvegyületek molekuláiban nagyon érzékenyek a víz hatására, ami meghatározza e vegyületek közepes stabilitását a környezetben. A hidrolízis sebessége nagymértékben függ a pH-tól. A környezetben lévő vegyi anyagok átalakulása következtében új anyagok keletkeznek. Toxikusságuk azonban néha magasabb lehet, mint a kiindulási anyagé.

    Biotikus átalakulás

    A vegyi anyagok abiotikus lebomlása általában alacsony sebességgel megy végbe. A xenobiotikumok sokkal gyorsabban bomlanak le a biota, különösen a mikroorganizmusok (főleg baktériumok és gombák) részvételével, amelyek tápanyagként használják fel őket. A biotikus pusztulás folyamata enzimek részvételével megy végbe. Az anyagok biotranszformációi az oxidáció, hidrolízis, dehalogénezés, a molekula ciklikus szerkezeteinek felhasadása, az alkilgyökök eltávolítása (dealkilezés) stb. folyamatain alapulnak. Egy vegyület lebomlása a teljes pusztulását eredményezheti, azaz. mineralizáció (víz, szén-dioxid, egyéb egyszerű vegyületek képződése). Lehetőség van azonban olyan anyagok biotranszformációjának közbenső termékeinek kialakítására, amelyek néha mérgezőbbek, mint az eredeti szer. Így a szervetlen higanyvegyületek fitoplankton általi átalakulása mérgezőbb szerves higanyvegyületek, különösen metil-higany képződéséhez vezethet. Hasonló jelenség zajlott le Japánban a Minamato-öböl partján az 50-es és 60-as években. A nitrogénvegyületek előállítására szolgáló gyár szennyvízével az öböl vizébe kerülő higanyt a bióta metil-higannyá alakította. Ez utóbbi a tengeri élőlények és a halak szöveteiben koncentrálódott, amelyek táplálékul szolgáltak a helyi lakosság számára. Ennek eredményeként a halat fogyasztó emberekben komplex neurológiai tünetegyüttes jellemezte a betegséget, és az újszülött gyermekeknél fejlődési rendellenességeket észleltek. Összesen 292 Minamato-kóros esetet jelentettek, amelyek közül 62 végződött halállal.

    2.4. Megsemmisítéssel nem összefüggő eliminációs folyamatok

    Egyes környezetben lezajló folyamatok hozzájárulnak a xenobiotikumok kiürüléséhez a régióból, megváltoztatva azok környezeti összetevőkben való eloszlását. Szennyező anyag -val magas érték A gőznyomás könnyen elpárologhat a vízből és a talajból, majd légáramlatokkal más régiókba kerülhet. Ez a jelenség a viszonylag illékony szerves klórtartalmú rovarirtó szerek, például a lindán és a hexaklór-benzol mindenütt jelenlétének hátterében.

    A mérgező részecskék vagy a talaj mozgása, amelyen a szél és a légköri áramlatok adszorbeálják az anyagokat, szintén fontos módja a szennyező anyagok újraeloszlásának a környezetben. Ebben a tekintetben tipikus példa a policiklusos aromás szénhidrogének (benzpirének, dibenzpirének, benzantracének, dibenzantracének stb.). A benzpirén és rokon természetes (főleg vulkáni) és antropogén eredetű vegyületek (kohászati, olajfinomító, hőerőművek stb. kibocsátása) aktívan részt vesznek az anyagok bioszféra körforgásában, egyik környezetből a másikba kerülve. Általában azonban a légköri por szilárd részecskéihez kapcsolódnak. A finom por (1-10 mikron) sokáig a levegőben marad, a nagyobb porszemcsék a képződés helyén gyorsan leülepednek a talajra és a vízre. A vulkánkitörések során a hamu nagy mennyiségben tartalmaz ilyen anyagokat. Ráadásul minél nagyobb a kibocsátás, annál nagyobb távolságra jutnak el a szennyező anyagok.

    A vízben lebegő részecskéken lévő anyagok szorpciója, majd ülepedése a vízoszlopból való eltávolításukhoz, de a fenéküledékekben való felhalmozódásához vezet. Az ülepedés drámaian csökkenti a szennyezőanyag biológiai hozzáférhetőségét.

    A vízben oldódó anyagok újraeloszlását az eső és a talajvíz mozgása segíti elő. Például az atrazin gyomirtó szer, amelyet az Egyesült Államok mezőgazdaságában és parkjaiban a széleslevelű növények védelmére használnak, mindenütt jelen van a felszíni vizekben. Egyes jelentések szerint a vizsgált amerikai víztestek 92%-a tartalmazza ezt a növényvédő szert. Mivel az anyag meglehetősen stabil és vízben könnyen oldódik, a talajvízbe vándorol és ott felhalmozódik.

    2.5. Bioakkumuláció

    Ha egy környezetszennyező anyag nem tud bejutni a szervezetbe, az általában nem jelent jelentős kockázatot a szervezet számára. Belső környezetben azonban sok xenobiotikum képes felhalmozódni a szövetekben (lásd az UToxikokinetika című részt). Bioakkumulációnak nevezzük azt a folyamatot, amelynek során az organizmusok az abiotikus fázisból (víz, talaj, levegő) és a táplálékból (trófikus transzfer) kivonva toxikus anyagokat halmoznak fel. A bioakkumuláció eredménye káros következményekkel jár mind magára a szervezetre (a kritikus szövetekben káros koncentrációt érve el), mind azokra a szervezetekre, amelyek ezt a biológiai fajt táplálékként használják fel.

    A vízi környezet biztosítja legjobb körülmények között vegyületek bioakkumulációjához. Számtalan vízi élőlény él itt, amelyek hatalmas mennyiségű vizet szűrnek és haladnak át, miközben kivonják a felhalmozódó mérgező anyagokat. A hidrobionok olyan koncentrációban halmozzák fel az anyagokat, amelyek néha több ezerszer nagyobbak, mint a vízben.

    A bioakkumulációt befolyásoló tényezők

    Az ökotoxikus anyagok biológiai felhalmozódási hajlama számos tényezőtől függ. Az első a xenobiotikum megmaradása a környezetben. Egy anyag szervezetben való felhalmozódásának mértékét végső soron a környezetben lévő tartalma határozza meg. A gyorsan kiürülő anyagok általában nem halmozódnak fel jól a szervezetben. Kivételt képeznek azok a körülmények, amelyek mellett a szennyező anyag folyamatosan kerül a környezetbe (iparközeli régiók stb.).

    Így a hidrogén-cianid, bár mérgező vegyület, sok szakértő szerint nagy illékonysága miatt nem potenciálisan veszélyes környezetszennyező. Igaz, eddig nem lehetett teljesen kizárni, hogy az aranybányászati ​​vállalkozások közelében élő nők bizonyos betegségei és terhességi zavarai, ahol hatalmas mennyiségben használnak cianidot, nem járnak együtt az anyag krónikus hatásaival.

    Miután az anyagok bejutottak a szervezetbe, sorsukat toxikokinetikai folyamatok határozzák meg (lásd a megfelelő részt). A szervezetben lassan metabolizálódó zsírban oldódó (lipofil) anyagok rendelkeznek a legnagyobb bioakkumulációs képességgel. Zsírszövet, általában a xenobiotikumok hosszú távú lerakódásának fő helye. Így sok évvel az expozíció után magas TCDD-szintet találtak a vietnami háborúban részt vevő amerikai hadsereg veteránjainak zsírszövetéből és vérplazmájából vett biopsziás mintákban. Számos lipofil anyag azonban hajlamos a vízből és levegőből lerakódott részecskék felületén történő szorpcióra, ami csökkenti biológiai hozzáférhetőségüket. Például a benzpirén huminsavak általi szorpciója háromszorosára csökkenti a toxikus biológiai felhalmozódási képességét a halszövetekben. A vízben alacsony lebegőrészecske-tartalmú víztestekből származó halak több DDT-t halmoznak fel, mint a magas lebegőanyag-tartalmú eutróf víztestekből származó halak.

    A szervezetben metabolizálódó anyagok kisebb mennyiségben halmozódnak fel, mint az várható lenne fizikai-kémiai tulajdonságaik alapján. A xenobiotikus bioakkumulációs faktorok értékeiben mutatkozó fajok közötti különbségeket nagyrészt metabolizmusuk sajátos jellemzői határozzák meg.

    Bioakkumulációs érték

    A bioakkumuláció nemcsak krónikus, hanem késleltetett akut toxikus hatások hátterében is állhat. Így a gyors zsírvesztés, amelyben nagy mennyiségű anyag halmozódott fel, a mérgező anyag vérbe jutásához vezet. Az állatok zsírszövetének mobilizálása gyakran megfigyelhető a szaporodási időszakban. Az ökológiailag kedvezőtlen régiókban ez az állatok tömeges elpusztulásával járhat, amikor elérik az ivarérettséget. A perzisztens szennyező anyagok az utódokra is átvihetők, madarakban és halakban - a tojássárgája tartalmával, emlősökben - a szoptató anya tejével. Ebben az esetben az utódokban olyan hatások alakulhatnak ki, amelyek nem nyilvánulnak meg a szülőkben.

    2.6. Bionagyítás

    A vegyi anyagok a táplálékláncon keresztül a zsákmányszervezetektől a fogyasztó szervezetekig eljuthatnak. Erősen lipofil anyagok esetében ezt a mozgást a toxikus anyag koncentrációjának növekedése kísérheti minden egyes következő organizmus szöveteiben - ez egy láncszem a táplálékláncban. Ezt a jelenséget biomagnifikációnak nevezik. Így a DDT-t szúnyogok irtására használták az egyik kaliforniai tavon. A kezelés után a növényvédőszer szint a vízben 0,02 ppm (ppm) volt. Egy idő után a DDT-t planktonban határozták meg 10 ppm koncentrációban, a planktievő halak szöveteiben - 900 ppm, a ragadozó halak - 2700 ppm, a halakkal táplálkozó madarak - 21 000 ppm. Vagyis a peszticidnek közvetlenül nem kitett madarak szöveteinek DDT-tartalma 1 000 000-szer magasabb volt, mint a vízben, és 20-szor magasabb, mint a tápláléklánc első láncszemének számító halak testében.

    Rachelle Carson korábban említett könyvében, a Csendes tavaszban is szerepel egy ilyen példa. A szilokat megtámadó holland F betegség vektorának, a Scolytes multistriatus szilácsnak a leküzdésére a fákat DDT-vel kezelték. A növényvédő szer egy része a talajba került, ahol felszívódik földigilisztákés felhalmozódott a szövetekben. A vándorló rigóknál, amelyek elsősorban gilisztát esznek, növényvédőszer-mérgezés alakult ki. Némelyikük elpusztult, mások szaporodási funkciója károsodott – steril tojásokat tojtak. Ennek eredményeként a fabetegség elleni védekezés az Egyesült Államok több régiójában a vándorrigók szinte teljes kipusztulásához vezetett.

    3. Ökotoxikodinamika

    3.1. Általános fogalmak

    Az ökotoxikodinamika az ökotoxikológia egyik ága, amely az ökotoxikus anyagok biocenózisra és/vagy az azt alkotó egyes fajokra gyakorolt ​​hatása által okozott toxikus folyamatok sajátos fejlődési mechanizmusait és formáit vizsgálja.

    A mechanizmusok, amelyek révén az anyagok káros hatásokat okozhatnak a biogeocenózisokban, számos, és valószínűleg minden esetben egyediek. Ugyanakkor besorolhatók. Így megkülönböztethetjük az ökotoxikus anyagok közvetlen, közvetett és vegyes hatását.

    A közvetlen cselekvés egy adott populáció vagy több populáció élőlényeinek közvetlen károsodása (biocenózis) egy adott xenobiotikus környezeti profilú ökotoxikus anyaggal vagy ökotoxikus anyagok halmazával. Az emberekben hasonló hatásmechanizmusú anyagokra példa a kadmium. Ez a fém már akkor is felhalmozódik a szervezetben, ha a környezetben lévő tartalma minimális, és a kritikus koncentráció elérésekor toxikus folyamatot indít el, amely a légzőrendszer, a vese károsodásában, az immunszuppresszióban és a karcinogenezisben nyilvánul meg.

    A közvetett a környezet xenobiotikus profiljának hatása a populáció élőhelyének biotikus vagy abiotikus elemeire, aminek következtében a környezet adottságai és erőforrásai megszűnnek a létezéshez optimálisak lenni.

    Sok mérgező anyagnak lehet közvetlen és közvetett hatása is, pl. vegyes akció. A vegyes ökotoxikus hatásmechanizmusú anyagokra példa különösen a 2,4,5-T és 2,4-D herbicidek, amelyek kis mennyiségben tartalmaznak 2,3,7,8-tetraklór-dibenzo-p-t. dioxin (TCDD) mint szennyeződés. Ezeknek az anyagoknak az amerikai hadsereg által Vietnamban történő széleskörű felhasználása jelentős károkat okozott az ország növény- és állatvilágában, valamint közvetlenül az emberi egészségben.

    3.2. Ökotoxicitás

    Az ökotoxicitás egy adott xenobiotikus környezeti profil azon képessége, hogy káros hatásokat váltson ki a megfelelő biocenózisban. Azokban az esetekben, amikor a természetes xenobiotikus profil megsértése csak egy szennyező anyag túlzott felhalmozódásával jár a környezetben, feltételesen csak ennek az anyagnak az ökotoxicitásáról beszélhetünk.

    Az ökológiában a biológiai rendszerek szerveződési szintjeinek elképzelésével összhangban három szakaszt szokás megkülönböztetni (G.V. Stadnitsky, A.I. Rodionov, 1996):

    Autekológia - környezeti hatások leírása szervezeti szinten;

    Demekológia - környezeti hatások lakossági szinten;

    Szinekológia - hatások a biocenózis szintjén.

    Ebben a tekintetben tanácsos figyelembe venni a káros ökotoxikus hatásokat:

    Testi szinten (autekotoxikus) - más aktív környezeti tényezőkkel szembeni csökkent ellenállásban, csökkent aktivitásban, betegségekben, a szervezet halálában, karcinogenezisben, rendellenességekben nyilvánul meg reproduktív funkciók stb.

    Népességi szinten (demekotoxikus) - a lakosság halálával, a megbetegedések, a mortalitás növekedésével, a születési ráta csökkenésével, a veleszületett fejlődési rendellenességek számának növekedésével, a demográfiai jellemzők megsértésével (életkor, a nemek aránya stb.), az átlagos várható élettartam változásai, a kulturális degradáció.

    A biogeocenózis szintjén (szinekotoxikus) - a cenózis populációs spektrumának megváltozásával nyilvánulnak meg, egészen az egyes fajok eltűnéséig és újak megjelenéséig, amelyek nem jellemzőek az adott biocenózisra, az interspecifikus kapcsolatok megsértésével .

    Ha csak egy anyag ökotoxicitását csak egy élőlényfaj képviselőire vonatkozóan értékelik, akkor a klasszikus toxikológiában elfogadott minőségi és mennyiségi jellemzőket (akut, szubakut, krónikus toxicitás értékei, mutagént okozó dózisok és koncentrációk, rákkeltő és egyéb hatások stb.). Többben azonban összetett rendszerek, az ökotoxicitást nem számokban mérik (mennyiségileg), számos mutató jellemzi minőségileg vagy félkvantitatívan, a Veszély vagy Környezeti Kockázat fogalmakon keresztül.

    Az ökotoxikus anyagok ökoszisztémára gyakorolt ​​hatásának időtartamától függően beszélhetünk akut és krónikus ökotoxicitásról.

    3.2.1. Akut ökotoxicitás

    Az anyagok biocenózisra kifejtett akut toxikus hatása olyan balesetek és katasztrófák következménye lehet, amelyek egy viszonylag instabil mérgező anyag nagy mennyiségének a környezetbe kerülésével vagy a vegyszerek nem megfelelő használatával járnak együtt.

    A történelem már ismeri az ilyen eseményeket. Így 1984-ben Bhopalban (India) baleset történt a Union Carbide növényvédő szereket gyártó amerikai vegyipari vállalat üzemében. Ennek eredményeként nagy mennyiségű pulmonotróp anyag, a metil-izocianát került a légkörbe. Illékony folyadék lévén, az anyag instabil fertőzési fókuszt képezett. Körülbelül 200 ezer embert azonban megmérgeztek, ebből 3 ezren meghaltak. A halál fő oka az akut tüdőödéma.

    Egy másik jól ismert akut toxikus-ökológiai katasztrófa Irakban történt. Ennek az államnak a kormánya nagy adag gabonát vásárolt vetőmagként. A kártevők leküzdésére a vetőmagot metil-higany gombaölő szerrel kezelték. Ez a gabonatétel azonban véletlenül eladásra került, és kenyérsütésre használták. A környezeti katasztrófa következtében több mint 6,5 ezer ember mérgezett meg, akik közül mintegy 500-an meghaltak.

    2000-ben Romániában, az egyik nemesfémbányászati ​​vállalkozásnál egy baleset következtében szivárgás történt. hidrogén-cianidés cianid tartalmú termékek. Mérgező anyagok benne hatalmas szám belépett a Duna vizébe, megmérgezve az összes élőlényt több száz kilométeren keresztül a folyótól lefelé.

    A legnagyobb környezeti katasztrófa a rendkívül mérgező vegyszerek katonai célú felhasználása. Az első világháború idején a harcoló országok mintegy 120 ezer tonna mérgező anyagot használtak fel a harctereken. Ennek következtében több mint 1,3 millió ember mérgezett meg, ami az emberiség történetének egyik legnagyobb környezeti katasztrófájának tekinthető.

    Az akut ökotoxikus hatások nem mindig vezetnek halálhoz ill akut betegségérintett embereket vagy más fajok tagjait. Így az első világháborúban használt vegyszerek között volt a kénes mustár. Ez az anyag, mivel rákkeltő, a daganatos betegek késői halálát okozta.

    3.2.2. Krónikus ökotoxicitás

    A szubletális hatások általában az anyagok krónikus toxicitásával járnak. Ez gyakran káros reproduktív funkciókat, immunrendszeri változásokat, endokrin patológia, fejlődési rendellenességek, allergia stb. Azonban a mérgező anyagoknak való krónikus expozíció is vezethet halálesetek bizonyos fajok egyedei között.

    Az ökotoxikus anyagok emberre gyakorolt ​​​​hatásának megnyilvánulásai nagyon sokrétűek lehetnek, és bizonyos expozíciós intenzitási szintek esetén az aktív tényezőre jellemzőnek bizonyulnak.

    Az ökotoxicitás mechanizmusai

    A modern irodalom számos példát mutat be a vegyi anyagok élő természetre gyakorolt ​​hatásmechanizmusaira, lehetővé téve az összetettségük és váratlanságuk értékelését.

    1. A mérgező anyagok közvetlen hatása, amely az érzékeny fajok képviselőinek tömeges elpusztulásához vezet. A hatékony peszticidek használata a kártevők tömeges elpusztulásához vezet: rovarok (rovarölő szerek) vagy gyomok (herbicidek). A vegyszerek használatának stratégiája ezen az ökotoxikus hatáson alapul. Egyes esetekben azonban a kísérő negatív jelenségek is megfigyelhetők. Tehát Svédországban, az 50-60-as években. A metil-higany-dicianamidot széles körben használták gabonamagvak kezelésére. A szem higanykoncentrációja több mint 10 mg/kg volt. A pácolt vetőmag madarak általi időszakos csípése oda vezetett, hogy néhány évvel később a fácánok, galambok, fogolyok és más magevő madarak tömegesen elpusztultak a krónikus higanymérgezés következtében.

    A környezeti helyzet értékelésénél szem előtt kell tartani a toxikológia alaptörvényét: a különböző típusú élőlények vegyi anyagokra való érzékenysége mindig eltérő. Ezért egy szennyező anyag megjelenése a környezetben még kis mennyiségben is káros lehet a legérzékenyebb fajok képviselőire. Így az ólom-klorid 24 órán belül elpusztítja a daphniát, ha körülbelül 0,01 mg/l koncentrációban van vízben, ami kevés veszélyt jelent más fajok képviselőire.

    2. A xenobiotikum közvetlen hatása, ami allobiotikus állapotok kialakulásához és a toxikus folyamat speciális formáihoz vezet. A 80-as évek végén mintegy 18 ezer fóka pusztult el vírusfertőzések következtében a Balti-, az Északi- és az Ír-tengeren. Nagy mennyiségű poliklórozott bifenilt (PCB) találtak az elhullott állatok szöveteiben. Ismeretes, hogy a PCB-k más klórtartalmú vegyületekhez hasonlóan, mint a DDT, hexaklór-benzol, dieldrin immunszuppresszív hatást fejtenek ki emlősökre. A szervezetben való felhalmozódásuk a fókák fertőzésekkel szembeni ellenálló képességének csökkenéséhez vezetett. Így anélkül, hogy közvetlenül okozta volna az állatok pusztulását, a szennyező anyag jelentősen megnövelte az érzékenységüket az egyéb kedvezőtlen környezeti tényezők hatásaival szemben.

    Az ökotoxikus hatás ezen formájának klasszikus példája a daganatok számának növekedése és a szaporodási képességek csökkenése az ökotoxikus anyagokkal szennyezett régiókban (Dél-Vietnam - dioxin) élő emberek populációiban.

    3. Ökoszennyező anyagok embriotoxikus hatása. Jól bebizonyosodott, hogy a madarak, például tőkés récék, halászsasok, kopasz sasok szöveteiben felhalmozódó DDT a tojáshéj elvékonyodásához vezet. Ennek eredményeként a fiókák nem keltethetők ki, és elpusztulnak. Ez a madárállomány csökkenésével jár együtt.

    A különféle xenobiotikumok (beleértve a gyógyszereket is) emberi és emlős embriókra gyakorolt ​​toxikus hatásaira széles körben ismertek példák (lásd az Uteratogenezis című részt).

    4. A szennyező biotranszformációs termék közvetlen hatása szokatlan hatással. Az elevenszülő halak (pontyfogak) helyszíni megfigyelései Florida államban lehetővé tették a nagyszámú nőstény populáció azonosítását, amelyek nyilvánvalóan a maszkulinizáció jeleit mutatják (sajátos viselkedés, az anális uszony módosulása stb.). Ezeket a populációkat egy diófeldolgozó üzem alatti folyóban találták meg. Kezdetben azt feltételezték, hogy a szennyvíz maszkulinizáló anyagokat tartalmaz. A vizsgálatok azonban kimutatták, hogy a kibocsátásban nincsenek ilyen anyagok: a szennyvíz nem okozott férfiasodást. Továbbá kiderült, hogy ben szennyvíz fitoszteront tartalmazott (a nyersanyagok feldolgozása során keletkezett), amely a folyóvízbe kerülve az itt élő baktériumok hatásának lett kitéve, és részvételükkel androgénné alakult. Ez utóbbi kedvezőtlen hatást váltott ki.

    Ökotoxicometria

    Általános módszertan

    Az ökotoxikometria az ökotoxikológia egy része, amelyen belül olyan módszertani technikákat vesznek figyelembe, amelyek lehetővé teszik a xenobiotikumok ökotoxicitásának (prospektív vagy retrospektív) értékelését.

    A klasszikus kvantitatív toxikológiai vizsgálatok minden típusát teljes mértékben felhasználják a xenobiotikumok ökotoxicitásának meghatározására (lásd az UToxikometria című részt).

    Az ökoszennyező anyagok akut toxicitását kísérletileg több olyan fajon határozzák meg, amelyek az ökoszisztéma különböző szintű trofikus szerveződését képviselik (algák, növények, gerinctelenek, halak, madarak, emlősök). Egy bizonyos mérgező anyagot tartalmazó víz minőségére vonatkozó kritériumok meghatározásakor az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége megköveteli, hogy a víz toxicitását legalább 8 különböző édesvízi és tengeri élőlényfajon határozzák meg (16 teszt).

    Ismételt kísérletek történtek az élőlényfajok xenobiotikumokkal szembeni érzékenységük szerinti rangsorolására. A különböző mérgező anyagok esetében azonban az élőlények rájuk való érzékenységének aránya eltérő. Ezenkívül az ökotoxikológiában az ökológiai szerveződés bizonyos szintjei képviselőinek használata a xenobiotikumok ökotoxicitásának meghatározására tudományos szempontból nem helyes, mivel az állatok érzékenysége, még a közeli rokon fajoké is, néha nagyon eltérő. szignifikánsan.

    Az ökotoxicitás értékelésénél figyelembe kell venni, hogy bár szinte minden anyag okozhat akut toxikus hatást, krónikus toxicitás nem minden vegyületben mutatható ki. Az anyag krónikus hatása alatti veszélyességi fokát jelző közvetett érték az akut (LC50) és krónikus (toxikus hatás küszöbértéke) hatást kiváltó koncentrációk aránya. Ha ez az arány 10-nél kisebb, az anyag a krónikus expozíció szempontjából alacsony kockázatúnak tekinthető.

    Egy anyag krónikus ökotoxicitásának értékelésekor a következő körülményeket kell figyelembe venni:

    1. A veszélyességi együttható meghatározása csak a legelső lépés az anyag ökotoxikus potenciáljának meghatározásában. Laboratóriumi körülmények között a mérgező anyagok krónikus hatásának küszöbkoncentrációit a csoport mortalitásának, növekedésének és szaporodási képességének felmérésével határozzák meg. Az anyagoknak való krónikus expozíció egyéb következményeinek tanulmányozása néha eltérő számszerű jellemzőket eredményezhet.

    2. A toxicitási vizsgálatokat laboratóriumi körülményeknek megfelelő állatokon végzik. A kapott eredmények nem tekinthetők abszolútnak. A mérgező anyagok bizonyos fajoknál krónikus hatásokat okozhatnak, másokban azonban nem.

    3. Egy toxikus anyag kölcsönhatása a környezet biotikus és abiotikus elemeivel jelentősen befolyásolhatja toxicitását természetes körülmények között (lásd fent). Ez azonban nem tanulmányozható feltételek mellett

    Anyagok a szekcióból Bőrgyógyászat, venereológia
    Ghrelin és szerepe a szervezetben Ghrelin és a reproduktív rendszer aktivitásának elnyomása
    Ghrelin és szerepe a szervezetben Ghrelin és a reproduktív rendszer aktivitásának elnyomása
    Pénzügyi kimutatás elemzése
    Pénzügyi kimutatás elemzése