Какие бывают отравления токсичными веществами и как они влияют на организм?

С классификацией пищевых отравлений и мероприятиями по их предотвращению должен быть знаком каждый сотрудник кухни заведения общепита. Понимая этиологию разных патологий, удастся свести риск случаев отравлений среди посетителей кафе или ресторана к нулю.

Это важно не только, чтобы избежать внимания органов санитарно-эпидемиологических контроля и штрафных санкций. Гигиена питания является фундаментом гарантии безопасности пребывания в заведениях общепита, без которой не удастся заполучить устойчивую положительную репутацию (какими бы акциями или маркетинговыми изысками не пытались завлечь клиентов).

Какие отравления относятся к числу пищевых?

Это понятие включает все случаи попадания в организм пищевых продуктов, содержащих патогенные микроорганизмы или их токсины, а также любые иные ядовитые вещества. В зависимости от конкретного источника заболевания все пищевые отравления классифицируют кратко на три основных вида. Ниже представлена схема, отражающая основные из них.

Из схемы видно, что все патологии с установленной этиологией разделяют на две основные группы:

• микробного происхождения;
• немикробной природы.

Также в медицинской практике редко, но встречаются пищевые отравления третьего типа – с неустановленной этиологией. Другими словами, точной информации о причине их развития нет.

Примером такого заболевания является Гаффская болезнь. Это отравление, сопровождающееся нарушениями работы почек и сильными болями в мышцах, способными даже ограничить способность двигаться. Встречается такая патология у жителей определенных водоемов, доказана ее связь с такими рыбами, как судак, окунь и щука. Но точную причину (конкретных условий или веществ), провоцирующую ее развитие ученые до сих пор не могут назвать.

С развитием науки и методов исследования подобных пищевых отравлений с неустановленной этиологией становится все меньше, но все же они еще встречаются. Поэтому так важно строго придерживаться принципов гигиены питания, ведь до сих пор не для всех заболеваний установлен четкий алгоритм оказания медицинской помощи.

Основные признаки пищевых интоксикаций

При размножении в организме человека патогенной микрофлоры возникает интоксикация организма. Это проявляется ярко выраженными симптомами. Если на их фоне происходит значительное ухудшение состояния нужно принимать срочные меры. Первые признаки пищевого отравления, в большинстве случаев, проявляются в течение 2-6 часов после того как опасные микроорганизмы вместе с некачественными или испорченными блюдами попали в организм.

При интоксикации всегда отмечается сильная слабость и повышение температуры тела. Иногда показатели могут достигать критических значений. Дополнительно возникает тошнота и рвота. Другие симптомы зависят от вида токсина и особенностей организма. Может наблюдаться:

• Изжога.
• Диарея.
• Сильное слюновыделение
• Повышенный метеоризм.

На фоне слабости и недомогания возникает отвращения к пище и появляется озноб. В тяжелых случаях наблюдается падение артериального давления, помутнение или потеря сознания.

Документы, регулирующие вопросы безопасности продуктов питания

В помощь администрации заведений общепита для соблюдения гигиены питания и обеспечения безопасности разработана нормативная база. Ключевыми документами в ней являются:

1. ГОСТ Р 51705.1-2001 (описываются основные принципы управления качеством продуктов питания с учетом требований современных принципов ХАССП).
2. ГОСТ Р ISO 22000-2019 (приведены основы менеджмента безопасности в работе с продуктами питания).
3. СП 2.3.6.1079-01 (санитарные правила, описывающие эпидемиологические требования к обороту продукции в сфере общественного питания).

В этих документах можно отыскать не только информацию о требованиях, но и обоснования к ним. Например, условие использования только профессионального оборудования и поверхностей обусловлено их эксплуатационными характеристиками. В частности, изделия из нержавеющей пищевой стали позволяют применять для поддержания гигиены соответствующие требованиям общепита концентрированные моющие средства.

Обзор особенностей пищевых отравлений микробного происхождения

Согласно общей классификации сюда относятся отравления, спровоцированные микроорганизмами или продуктами их жизнедеятельности. В зависимости от точной причины выделяют такие виды пищевых отравлений микробного происхождения:

• токсикоинфекции (возникают при попадании живых бактерий в организм, где они будут выделять токсичные для человека продукты жизнедеятельности);
• токсикозы (развиваются при употреблении продуктов без живых микроорганизмов, но содержащих из токсичные продукты метаболизма);
• микотоксикозы (патологическое состояние развивается в результате отравления продуктами, зараженными токсинами микроскопических грибов).

Ниже приведена таблица с примерами наиболее распространенных заболеваний всех трех видов.

Рассмотрим кратко особенности каждого из распространенных заболеваний, чтобы сформировать понимание о путях проникновения микроорганизмов и эффективно его предотвращать.

Отравление кишечной палочкой

Заражение чаще всего происходит от переносчиков возбудителя (животного или человека) при его контакте с любыми продуктами питания. Причем риск развития пищевого отравления максимален в случае контакта с готовыми изделиями (салатами, картофельное пюре и пр.). Это объясняется тем, что кишечная палочка погибает при термической обработке (от +60°C).

Отравление протейной палочкой

В данном случае обсеменение продуктов чаще всего происходит в процессе неправильно организованной перевозки или разделки мяса, овощей. То есть, если рабочие столы или инвентарь на кухне общепита не обрабатываются надлежащим образом.

Переносчиками возбудителя являются животные и люди. Протекание данного заболевания очень похоже на симптомы отравления кишечной палочкой.

Ботулизм

Развивается такое пищевое отравление при употреблении в пищу продуктов, зараженных токсинами ботулиновой палочки. Среди шести основных вариаций такого микроорганизма наиболее опасной является тип А.

В благоприятной среде возбудители ботулизма активно живут и размножаются практически в любой еде (как животного, так и растительного происхождения). При этом наибольший риск заражения отмечается в ситуациях с рыбными и мясными консервами.

Стафилококковый токсикоз

Отравление провоцируется одним из шести существующих стафилококковых энтеротоксинов. Чаще всего встречаются они в молоке и продуктах, полученных в процессе его переработки (в частности, твороге).

Помимо пищевых расстройств представители стафилококковых могут вызывать проблемы и с другими системами органов. Но серологически возбудителей энтеротоксикозов относят к отдельной группе микроорганизмов.

Эрготизм

Развивается при употреблении мучных изделий, изготовленных из зараженного микрогрибом спорыньей (она же маточный рожок) зерна. Для его предотвращения важно добросовестное очищение специальными способами продовольственного сырья.

Поскольку этот процесс достаточно кропотлив установлена предельно допустимая концентрация в крупе или муке этого микроорганизма, безопасная для здоровья (до 0,05%). Интересно, что спорынья широко используется в фармации для изготовления лекарств.

Афлотоксикоз

Патология провоцируется приемами в пищу злаковых (например, риса или кукурузы), содержащих соединения афлотоксинов. К таковым относится более двух десятков веществ. Наиболее опасным является представитель под шифром B1.

Первая помощь

При появлении признаков интоксикации в срочном порядке необходимо вызывать скорую помощь. До приезда специалистов требуется промыть желудок. Для этого человек должен выпить большое количество теплой чистой воды или слабого отвара ромашки, после чего следует спровоцировать рвоту. Также по возможности необходимо сделать клизму. Обязательно после промывания желудка следует купить и принять абсорбенты.

Поскольку рвота и понос могут привести к обезвоживанию, после стабилизации состояния следует постоянно употреблять большое количество жидкости. Это могут быть травяные чаи без добавления сахара, компот или настой из сухофруктов, минеральная вода без газа. В тяжелых случаях для восстановления назначают прием раствора для пероральной регидратации.

Для того чтобы минимизировать риски пищевого отравления, важно строго соблюдать правила личной гигиены. Обязательно нужно мыть руки перед едой, обрабатывать кипятком продукты, которые употребляют в пищу в сыром виде, соблюдать сроки хранения блюд. При малейшем подозрении на то, что продукты испортились, от них следует отказаться.

Характеристика пищевых отравлений немикробной этиологии

Такие патологии развиваются вследствие трех основных причин:

1. Попадание в продукты питания ядов и химических примесей (например, при выращивании их в регионах с высоким уровнем радиации).
2. Употребление растительной или животной пищи, ядовитых по своей природе (в частности, при неправильной идентификации ягод или грибов).
3. Отравление вследствии использования при приготовлении еды продукции животного или растительного происхождения, приобретающей ядовитые свойства в определенные периоды (например, определенные экзотические водоросли можно использовать только в особые периоды роста и развития).

Чаще всего по статистике встречаются ситуации пищевого отравления блюдами, в которых используются грибы.

Второе место по распространению занимают расстройства, развивающиеся вследствие попадания в еду солей определенных тяжелых металлов. Например, цинка или меди. Само попадание может происходить как с тары или технического оборудования, так и с гастроемкостей.

В данном случае пищевое отравление проявляется не в острой, а в хронической форме (что особенно характерно для солей свинца). Объясняется это способностью соединений накапливаться в организме, оказывая медленно развивающееся разрушающее воздействие на организм человека.

Отдельно следует упомянуть и соли азотистой кислоты (т.н. нитраты), также способные провоцировать серьезные расстройства пищеварения. В настоящее время особенно популярно их использование в самые разнообразные продукты для улучшения их товарного вида. Также нитраты могут накапливаться в растениях при избыточном использовании синтетических азотистых удобрений.

4

3.1. Доза (концентрация) ядовитого вещества 3.2. Виды, классификация, клинические стадии отравлений 3.3. Пути поступления ядов в организм 3.4. Всасывание ядовитых веществ 3.5. Распределение ядов в организме 3.6. Особенности токсического действия некоторых ядовитых веществ

3.1. Доза (концентрация) ядовитого вещества

Степень опасности ядов для организма человека (животных) определяется конкретными поня­тиями, характеризующими глубину токсического воздействия, вызывающего нарушения нор­мального физиологического состояния вплоть до гибели организма. Все степени токсического действия химических веществ на живой организм объединены в раздел «токсикометрия».

Основные параметры токсикометрии

LD50 (LD100) – среднесмертельная (смертельная) доза ядовитого вещества, вызывающая гибель 50 (100%) подопытных животных при определенном способе введения (внутрь, на кожу и т.д., кроме ингаляции) в течение 2 нед. последующего наблюдения. Выражается в мг/кг массы тела животного.

LC50 (LC100) – концентрация (доза) ядовитого вещества, вызывающая гибель 50 (100%) подопытных животных при ингаляционном воздействии. Выражается в мг на 1 м3 воздуха.

ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия вещества. Выражается в мг на 1 м3 воздуха.

Таблица 1. Токсические и смертельные концентрации некоторых чужеродных соединений в плазме крови человека

LDmin — минимальная токсическая доза. Это наименьшее количество яда, способное вызвать картину острого отравления без смертельного исхода с возможными отдаленны­ми последствиями интоксикации.

Токсическая опасность химического вещества характеризуется величиной зоны острого токсического действия: LD50/LDmin

Чем больше эта величина, тем безопаснее данное вещество.

В таблице 1 приведена концентрация в плазме крови некоторых ядовитых соединений.

3.2. Виды, классификация, клинические стадии отравлений

Комплекс патологических изменений, возникающих в организме под влиянием ток­сических веществ, называется отравлением или интоксикацией.

Виды отравлений

Острые отравления – это одномоментное поступление в организм токсической дозы вещества. Характеризуется острым началом и проявлением специфических симптомов отравления. Острые отравления могут заканчиваться смертельным исходом в течение нескольких минут (синильная кислота и ее соли), часов или суток.

Хронические отравления возможны при повторном воздействии (в течение дли­тельного периода времени) малых доз кумулирующихся в организме ядовитых веществ, не вызывающих острых отравлений, но достаточных для поражения той или иной функ­ции организма. Они характеризуются медленным течением и неясно выраженными сим­птомами.

Классификация отравлений

Случайные отравления, возникающие при использовании различных веществ лицами, которым может быть неизвестно их токсическое действие и последствия приема. Эти отравления могут быть при передозировке лекарственных средств и, особенно, содер­жащих сильнодействующие, наркотические и психотропные вещества. К подобным от­равлениям можно отнести отравления алкогольными напитками, а также бытовые отрав­ления и отравления при несчастных случаях на производстве.

Преднамеренные отравления происходят при использовании ядовитых веществ ли­цами, которые заранее знают последствия их применения. Такие отравления, как правило, преследуют криминальные цели: доведение жертвы до гибели или беспомощного состоя­ния с целью насилия или грабежа. К преднамеренным отравлениям следует отнести и суи­цидальные отравления – истинные и демонстративные (симуляционные). Следует подчер­кнуть, что к суицидальным отравлениям часто приводит алкоголизм. По статистике 40% суицидов дает алкогольное опьянение. Использование некоторых веществ может провоци­ровать алкогольный психоз (например, барбитураты на фоне хронического алкоголизма).

Производственные отравления, как правило, носят хронический характер. Они имеют место на предприятиях, где работники контактируют с ядовитыми веществами при отсутствии должной охраны труда и техники безопасности.

В токсикологии различают две клинические стадии отравления:

1. Токсикогенная стадия. В этот период токсический агент находится в организме в дозе, способной вызвать специфическое действие.

2. Соматогенная стадия. Она наступает после удаления или разрушения токсического агента в виде «следового» поражения структуры и функций различных органов и си­стем организма.

Токсикогенная стадия включает 2 фазы распределения ядовитого вещества – резорбцию (до достижения максимальной концентрации яда в крови) и элиминацию (до момента полного выведения яда и его метаболитов из организма). На этой стадии принимаются специальные меры по детоксикации и лечению отравлений. Соматогенная стадия предполагает симптоматическое лечение последствий отрав­ления.

3.3. Пути поступления ядов в организм

Отравляющие вещества могут поступать в организм через желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, кожу, слизистые оболочки, плаценту, а также путем внутривенного, внутримышечного или подкожного введения.

Наибольшее судебно-медицинское значение имеет поступление ядов через рот. Этот путь проникновения ядов в организм является характерным для большинства пищевых и бытовых отравлений.

Через дыхательные пути проникают ядовитые соединения из окружающего воздуха в виде газов, паров, пыли. Это возможно при отравлении бытовым газом, оксидом углерода (II) и различными газообразными веществами в помещениях с плохой вентиляцией.

Через кожные покровы проникают растворимые в липидах вещества. Растворимые в воде яды через кожу могут проникать в незначительных количествах.

Отравления путем парентерального поступления ядов (путем инъекций под кожу, в мышцы, в вену) встречаются редко и характеризуются тем, что вещество, минуя пище­варительный канал, сразу поступает в кровь.

Через плаценту ядовитые вещества поступают от матери к плоду (например, этило­вый спирт, лекарственные вещества, хлорсодержащие пестициды, соли тяжелых метал­лов и др.).

Помимо указанных путей, ядовитые вещества могут поступать в организм через сли­зистые оболочки глаз, носа, половых органов, прямой кишки, брюшины, плевры и др.

3.4. Всасывание ядовитых веществ

Всякое вещество, в том числе яд, для проявления биологического действия должно прой­ти через одну или несколько клеточных мембран. Из курса нормальной физиологии сту­дентам известно, что клеточная мембрана обеспечивает проникновение в клетку и из нее молекул и ионов, необходимых для выполнения специфических функций клеток, изби­рательный транспорт ионов через мембрану для поддержания трансмембранного потен­циала и специфических клеточных контактов.

Опуская многие вопросы, касающиеся функции мембран, мы должны остановиться на строении мембран, чтобы понять пути проникновения различных ядов в клетку.

Мембрана клетки — это эластичная структура толщиной 7-11 нм. Она состоит из ли­пидов и белков. До 90% всех липидов составляют фосфолипиды, которые образуют двой­ной слой фосфолипидных молекул. Эти группы связаны с белковыми молекулами, ча­стично погруженными в липидную мембрану. Липидный бислой представляет собой жидкокристаллическую структуру. Благодаря этому мембраны обладают некоторой под­вижностью, что облегчает процессы транспорта через них.

Схема мембраны, постулированная в 1930-е годы Даусоном и Даниелли, представ­лена на рисунке 1.

Гидрофобная область состоит из двух слоев фосфолипидов. Наружная часть этой области представляет собой полярную головку, образованную за счет одной фосфорилированной гидроксильной группы глицерина. В свою очередь остаток фосфорной кислоты связан со спиртом холином. Неполярная часть образуется за счет остатков жирных кислот, связанных с двумя оксигруппами глицерина. Снаружи фосфолипидная гидрофобная часть мембраны покрыта мукополисахаридами, мукопротеинами или полипептидной цепочкой. Такое представление и в настоящее время имеет основополагающее значение, хотя и не полностью отражает отдельные свойства мембран.

Валлахом и Цалером представлена мозаичная модель мембраны (рис. 2). Согласно этой модели предполагается, что протеины на полярных концах не образуют мономолекулярного слоя, а существуют в виде глобулярных протеиновых клубочков, которые насквозь пронизывают липидный слой или погружены в него.

Основными механизмами транспорта веществ через мембраны являются: пассивная диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, фильтрация и пиноцитоз.

Пассивная диффузия играет важную роль для транспорта веществ в клетку. Она обусловлена физическими закономерностями диффузии веществ, растворимых в липи­дах и воде. Особенностью этого механизма является то, что транспорт осуществляется только в сторону низкой концентрации и следует до достижения равновесия по обе сто­роны мембраны. Перенос вещества зависит от градиента концентрации между наруж­ной и внутренней сторонами мембраны. Закон Фика описывает этот процесс следующим уравнением:

q = A/d · D (Ca-Ci),

где q – скорость диффузии; А – площадь мембраны; d – толщина мембраны; D – коэф­фициент диффузии данного вещества; (Ca–Ci) – градиент концентрации.

Коэффициент диффузии, прежде всего, зависит от коэффициента распределения ве­щества между водой и липидами:

D = k · VK,

где k – константа диффузии; VK – коэффициент распределения.

Чем выше растворимость вещества в липидах, тем лучше вещество проникает через мембрану. К таким веществам относятся диэтиловый эфир, этиловый спирт, фенол, дих­лорэтан, ацетон, четыреххлористый углерод, синильная кислота, некоторые газообразные соединения и др.

Большинство лекарственных веществ являются слабыми электролитами и могут на­ходиться в организме в неионизированной и ионизированной форме. Соотношение этих форм зависит от величины константы ионизации и значения pH среды. Степень диффу­зии для таких веществ пропорциональна количеству неионизированной формы вещества. Ионизированная форма плохо диффундирует через мембрану.

Облегченная диффузия происходит с участием специфических переносчиков. Как и при пассивной диффузии, вещества транспортируются без расхода энергии по концентрационному градиенту, но скорость ее выше, чем при пассивной диффузии. Примером облегченной диффузии является транспорт витамина В12 с помощью специфи­ческого переносчика – гастромукопротеида.

Активный транспорт веществ через мембрану происходит против градиента кон­центраций и сопровождается затратой метаболитической энергии. С помощью активного транспорта осуществляется всасывание катионов натрия, калия, кальция, аминокислот, сердечных гликозидов, гормонов, витаминов и др. Активный транспорт наиболее часто осуществляется с помощью аденозинтрифосфатаз (АТФазы). В настоящее время доста­точно хорошо изучены белковые каналы мембран, через которые происходит активный избирательный транспорт веществ.

Пиноцитоз – это транспорт веществ путем впячивания (инвагинации) поверхности мембраны с последующим образованием везикулы вокруг транспортируемого вещества. Образовавшиеся везикулы мигрируют сквозь мембрану в протоплазму клетки. Путем пиноцитоза через мембрану могут проходить многие крупные молекулы, в том числе пептиды, жирные кислоты и др.

Фильтрация веществ через поры мембран зависит от осмотического давления. Поры в мембране могут иметь небольшой диаметр (около 0,4 нм), поэтому через них возможен перенос некоторых неорганических ионов или небольших гидрофильных молекул (мо­чевина), а также воды.

Общая скорость всасывания зависит от морфологической структуры органа, в кото­ром находится ядовитое вещество, от величины поверхности всасывания. Наибольшую поверхность всасывания имеет желудочно-кишечный тракт (за счет йикроворсинок) – около 120 м2. Поверхность легких составляет 90-100 м2. Поверхность кожи небольшая – около 1,6-1,8 м2. Это следует учитывать при определении скорости воздействия ядови­того вещества на организм человека. Всасывание отравляющих веществ через слизистую оболочку желудка зависит от многих причин: растворимости вещества в воде или жирах, степени воздействия на вещества желудочного сока, наполнения желудка пищей, характера желудочного содержи­мого и т.д. Лучше всего в желудке всасываются водо- и липидорастворимые вещества, находящиеся в жидком состоянии, хуже – твердые и малорастворимые соединения.

Кислая среда желудочного сока может изменять химическую структуру, а иногда и растворимость ядов. Прием отравляющего вещества натощак ускоряет процесс инток­сикации. Пища и ее характер влияют на процесс всасывания яда. Например, молоко и мо­лочные продукты препятствуют всасыванию солей тяжелых металлов, кислая реакция пищевых масс способствует всасыванию цианидов, дубильные вещества в чае связывают некоторые алкалоиды.

При всасывании в желудке и кишечнике яды проходят через печень, которая задер­живает их и обезвреживает. Если барьерная функция печени хорошо выражена, многие яды проявляют себя как малотоксичные вещества.

Водорастворимые соединения при поступлении в прямую кишку (применение клиз­мы), при подкожном и внутривенном введении, через слизистые глаз, носа, половые ор­ганы, брюшину, плевру после всасывания сразу попадают в большой круг кровообраще­ния, минуя печень. В этих случаях действие яда оказывается более быстрым и сильным. Некоторые отравляющие вещества (порошкообразные, газообразные, парообразные) попадают в организм через дыхательные пути и всасываются в легких. Слизистые дыха­тельных путей обладают значительной всасывающей способностью. Особенно быстро через них всасываются водорастворимые вещества, например, «летучие» яды. Иногда смерть может наступить до того, как концентрация яда в крови достигнет критических значений. В этом случае возможен смертельный исход уже после нескольких вдохов вследствие рефлекторной остановки дыхания и деятельности сердца.

3.5. Распределение ядов в организме

После всасывания ядовитое вещество разносится кровью по всем органам и тканям. Первоначально ядовитого вещества будет больше в тех тканях и органах, которые в боль­шей степени снабжены кровеносными сосудами. Наибольшее количество яда в единицу времени поступает обычно в легкие, почки, печень, сердце, мозг.

Яды, по мере их всасывания в кровь, разносятся по всему организму и на первой стадии распределяются между межклеточной и внутриклеточной жидкостью. Для по­давляющего большинства ядовитых веществ характерно неравномерное распределение в организме. Одни вещества проходят через эндотелий капилляров и неспособны про­никать через другие биологические мембраны. Такие вещества остаются только в меж­клеточной жидкости. Другие свободно проходят через цитоплазматические оболочки и распределяются по всему организму. Основным результатом процессов распределе­ния, с точки зрения клинической токсикологии, считается поступ ление ядовитых веществ к месту воздействия, в результате которого проявляется токсический эффект. Содержание токсического вещества в определенной ткани зависит от его количества, поступившего из крови в ткань и из ткани в кровь. Большую роль играет соотношение скорости крово­тока и скорости диффузии веществ в ткани.

В крови часть токсических веществ может связаться с белками. В таком состоянии яд плохо проникает через биологические мембраны и не участвует в формировании ток­сического процесса. Однако по мере снижения концентрации яда в крови и тканях такие комплексы расщепляются, при этом поддерживается равновесие концентрации свобод­ного яда и его комплекса с белками. Это равновесие может сдвигаться в ту или другую сторону в зависимости от интенсивности всасывания яда, метаболических его превраще­ний, дезинтоксикации, выделения из организма.

При обезвоживании организма токсичность яда усиливается за счет увеличения кон­центрации его в межклеточной жидкости и резкого сокращения «белковогорезерва».

В дальнейшем токсические вещества в различных органах и тканях распределяются неравномерно. Это зависит от их структуры, растворимости в воде, липидах, ионизации, а также функциональных особенностей органов и тканей.

В жировой ткани депонируются жирорастворимые яды (органические растворите­ли, алкилгалогениды, хлорсодержащие пестициды и др.). В костной ткани способны от­кладываться свинец, барий, фтор и др. В коже накапливаются золото, свинец, серебро. Элементы висмут, ртуть, мышьяк накапливаются в органах и тканях, богатых белками, содержащими сульфгидрильные и другие функциональные группы. Ртуть накапливается в почках и вызывает в них некротические изменения.

Место локализации некоторых токсических веществ зависит от характера отрав­ления. Например, при остром отравлении ядовитые вещества накапливаются в печени и почках, а при хроническом – в ногтях, костях, нервной ткани, волосах. Многие нарко­тические вещества накапливаются в ногтях, волосах, коже.

Знание распределения чужеродных соединений в организме человека особенно важ­но при выборе объектов для химико-токсикологического анализа.

З.6. Особенности токсического действия некоторых ядовитых веществ

Острые отравления рассматривают как химическую травму, развивающуюся вследствие попадания в организм токсической дозы чужеродного химического соединения.

Ядовитые вещества могут проявлять местное и резорбтивное действие на организм. Особенно опасны токсические соединения, которые вызывают необратимые поражения клеточных структур.

Ядовитые вещества, действующие местно

К числу таких веществ относятся «едкие яды», оказывающие раздражающее, прижигаю­щее, некротизирующее и расплавляющее действие.

Местное действие является основным и определяющим во вредном воздействии ядовитого вещества и находится в прямой зависимости от его концентрации. Болевые ощущения, возникающие вследствие химического ожога, могут вызвать шок и быструю смерть. При затянувшемся отравлении проявляется общетоксическое, резорбтивное дей­ствие яда.

Сильными раздражающими свойствами обладают минеральные кислоты (серная, хлороводородная, азотная), едкие щелочи (гидроксиды калия, натрия, кальция, аммиак, оксид кальция), органические кислоты (уксусная, щавелевая), фенол, формальдегид, «ме­таллические» яды и др.

У кислот степень токсического воздействия зависит от силы кислоты и ее концентра­ции. Водородные ионы способны обезводить ткани и вызвать свертывание белков с обра­зованием кислых альбуминов, разрушить белок и привести к коагуляционному (сухому) некрозу. Серная и хлороводородная кислоты обуславливают выделение тканями большо­го количества тепла и «вспенивание» их. При этом гемоглобин расщепляется и образуют­ся его дериваты: гематопорфирин, метгемоглобин, кислый гематин. Ткани приобретают темно-коричневый или буровато-черный цвет.

Возникает сильное раздражение, воспаление, ожог; ткани разрушаются, образуются плотноватые струпы и участки воспаления.

Щелочи – хорошо растворимы в воде. Они также оказывают разъедающий эффект и при всасывании могут вызывать расщепление биологически важных веществ в орга­низме.

При действии щелочи на белок наблюдается его набухание, затем расплавление и разжижение. Образуются щелочные альбуминаты, которые хорошо растворимы в воде. Щелочи легко проникают в глубину тканей, образуя толстый слой влажного некроза.

Они растворяют эпителий, клетки мышц, нервной ткани и даже плотные ткани кожи, волос, ногтей.

Характерно, что кровь на поврежденных участках не свертывается, гемоглобин при этом превращается в щелочной гематин, придавая пораженным тканям зеленовато-бурый цвет.

Таким образом, щелочи вызывают при отравлении более тяжелые местные пораже­ния по сравнению с кислотами. Однако их резорбтивное действие сравнительно неве­лико. В крови избыток ОН-ионов приводит к повышению щелочности крови и тканей. Нарушается клеточный метаболизм, поражается ЦНС и ослабляется сердечная деятель­ность. В резорбтивном действии щелочей определяющую роль играют катионы (особен­но калий, аммоний), влияющие на сердечную мышцу.

Органические кислоты жирного ряда (кроме НСООН) – слабые кислоты. Их натрие­вые и калиевые соли в водных растворах за счет гидролиза дают щелочную реакцию. Органические кислоты ароматического ряда более сильные. Местное действие прояв­ляется в разрушающем действии на ткани в результате необратимых изменений в со­стоянии коллоидов. Такое действие обусловлено водородными ионами, образующимися при диссоциации кислот. В действии большинства органических кислот преобладающим является резорбтивное, а не местное действие.

В качестве примера можно привести уксусную кислоту. Ее местное действие вы­ражено в меньшей степени по сравнению с неорганическими кислотами и щелочами. На месте действия уксусной кислоты образуется поверхностный струп, который пре­пятствует ее более глубокому проникновению. В результате даже высокие концентрации уксусной кислоты в основном оказывают поверхностное действие и практически не вы­зывают прободений.

Фенол (карболовая кислота) относится к нервно-протоплазматическим ядам. При со­прикосновении с тканями фенол сворачивает белок, обезвоживает и образует сухой струп беловатого цвета. Концентрированные растворы фенола способны разъедать кожные по­кровы, слабые концентрации вызывают более глубокие поражения кожи. Наблюдается бледность кожных покровов, потеря чувствительности, появление признаков гангрены.

Формальдегид способен при местном действии на ткани быстро свертывать бел­ки. При этом образуется хрупкий белый струп. Формальдегид фиксирует эритроциты. Некротизированные ткани не окрашиваются кровяным пигментом. Он оказывает также общетоксическое действие на центральную нервную систему и вызывает дистрофиче­ские изменения почек, печени, миокарда.

Местное действие «металлических» ядов на кожу, слизистые желудка, кишечника, носоглотки, легких основано на деструкции ткани, уплотнении, денатурации белка с об­разованием струпа. Степень деструктивного воздействия зависит от способности соеди­нений металлов к диссоциации. Это заметно при сравнении местного воздействия солей сильных и слабых кислот (соли азотной, хлороводородной, серной кислот действуют сильнее по сравнению с солями уксусной, пропионовой кислот).

Действие ядовитых веществ на рецепторы

В настоящее время при характеристике резорбтивного действия ядовитого вещества на организм многие токсикологи придерживаются теории рецепторов токсичности. Эта теория является скорее попыткой общего и цельного объяснения механизма дей­ствия различных соединений. Согласно этой теории условием проявления биологиче­ского (токсического) действия веществ является связь молекулы вещества со специфиче­ским для него местом на клеточной мембране или с соответствующей микроструктурой клетки, т.е. с рецептором.

В настоящее время пока не до конца описано, как выглядят рецепторы, каково их фи­зическое и химическое строение, какие физико-химические силы играют роль в процес­се связывания химического вещества с рецептором. Можно представить, что рецепторы как белково-липидные структуры являются фрагментами структуры энзимов либо иных соединений, имеющих активные группы, способные связывать химические вещества. Рецепторы имеют настолько специфические свойства, что их вид и пространственное строение активных групп позволяет образовывать ограниченный круг связей и реакций между рецептором и химическим веществом.

Типы возможных связей вещество-рецептор представлены в таблице 2.

Возникновение тех или иных связей зависит как от химической структуры вещества и рецептора, так и от фазы взаимодействия. На первой стадии взаимодействия возможно образование ионной связи, которая может путем химического взаимодействия перейти в ковалентную. Местом непосредственного взаимодействия могут быть остатки амино­кислот, ферментов, гормонов.

Например, оксигруппа серина, входящая как составная часть в молекулу фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ), служит местом связи с рецептором для фосфорорганических пестицидов (хлорофос, параоксон и др.), которые фосфорилируют гидроксильную группу серина.

Кинетические исследования показали, что фосфорорганические соединения и фер­мент за счет ковалентных связей сначала образуют переходное соединение, которое рас­падается в результате фосфорилирования фермента. Характеристикой этого практически необратимого процесса служит константа фосфорилирования, которая известна для мно­гих фосфорорганических соединений (ФОС) и АХЭ.

Аналогично ведут себя в организме производные карбаминовой кислоты (например, севин — системный инсектицид). Карбаматы вначале образуют соединения включения с ферментом, перенося группу R2NCO на гидроксильную группу серина, а затем его карбамоилируют.

Спонтанный процесс реактивации карбамоильных производных АХЭ идет гораздо быстрее, чем фосфорилированных, что объясняется неустойчивостью N-алкильной груп­пы. Период полураспада карбаматов равен 15 мин, а фосфорсодержащих соединений – 8 ч. Поэтому восстановление организма, пострадавшего после отравления карбаматами, происходит быстрее, чем у ФОС.

В роли рецепторов токсичности могут выступать различные участки медиато­ров и гормонов. Например, опиатным рецептором является участок гормона гипофиза р-липотрофина.

Местом первичного действия ядов являются отдельные аминогдислоты. Высокой способностью связывать «металлические» яды обладают две аминокислоты: гистидин и цистеин, которые способны образовывать хелатные комплексы. Сюда можно добавить цистин – эффективный специфически действующий агент, способный связывать медь.

Рецепторами часто выступают наиболее реакционноспособные функциональные группы органических соединений, такие как сульфгидрильные, гидроксильные, карбок­сильные, которые играют важную роль в жизнеспособности клетки.

Так, с SH-группами белков и ферментов связаны физиология нервной деятельности, клеточное дыхание, мышечное сокращение, проницаемость клеточной оболочки, в част­ности, митохондрий, где происходит ряд важных обменных процессов.

Повреждение или инактивация SH-групп металлами ведет к серьезным расстрой­ствам.

Известно более 100 ферментов, активность которых может тормозиться при блоки­ровании в них SH-групп при отравлении металлами.

При этом образуются нерастворимые меркаптиды:

R-SH + Ме+ = R-S-Me + Н+ меркаптид

Это действие неспецифично и является общим для многих металлов (медь, серебро, золото, ртуть, мышьяк, сурьма и др.). Некоторые металлы (железо, таллий, молибден, ванадий и др.) легче соединяются с лигандами, которые содержат кислород. Большинству металлов свойственно специфическое угнетение определенных ферментов в малых кон­центрациях. Поэтому особенности общетоксического действия этими металлами выяв­ляются при длительном контакте с ними.

Таким образом, по современным представлениям, любое химическое вещество, для того чтобы проявлять токсическое действие, должно обладать, по крайней мере, дву­мя независимыми признаками: сродством к рецептору и собственной физико-химической активностью. Исходя из этого, токсическое действие вещества пропорционально площади рецепторов, занятой молекулами этого вещества.

Максимальное токсическое действие яда проявляется тогда, когда минимальное коли­чество его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки-мишени.Скорость образования комплекса яда с рецепторами, их устойчивость и способность к обратной диссоциации часто играют большую роль, чем степень насыщения ядом ре­цепторов.В токсическом действии многих веществ отсутствует строгая избирательность. Их вмешательство в жизненные процессы основано не только на специфическом хими­ческом взаимодействии с определенными клеточными рецепторами, но и на взаимодей­ствии с другими частями клетки.

Большинство известных в настоящее время токсических веществ взаимодействуют с рецептором за счет лабильных, легко разрушающихся связей – ионных, водородных, ван-дер-ваальсовых. Это дает возможность их успешного «отмывания» и удаления из ор­ганизма. Современные методы детоксикации базируются на возможности разрушения комплекса «яд-рецептор».

Профилактика пищевых отравлений

Чтобы не допустить ситуации заражения клиентов общепита опасными микроорганизмами или их продуктами жизнедеятельности, а также провоцирование отравлений немикробной природы, важно соблюдать следующие рекомендации:

1. Приобретать сырье у проверенных производителей, способных доказать высокое качество и безопасность своих товаров.
2. Уделить должное внимание не только происхождению продуктов, но также организации их надлежащей транспортировки.
3. Соблюдать все установленные современными санитарно-эпидемиологических нормами требования не только в отношении обработки сырья, но и касательно используемого на предприятии оборудования, инвентаря.
4. Отслеживать выполнение рекомендаций по правилам приготовления блюд (особенно по части термической обработки).
5. Создать на кухне и в подсобках заведения общественного питания условия для безопасной работы персонала. Оборудовать соответствующим образом туалет, моечные раковины, раздевалки.
6. Не игнорировать сроки и регулярность прохождения персоналом медицинского осмотра (контролируя достоверность его проведения).
7. Организовать взаимодействие с лабораториями для проведения периодического (согласно законодательству) контроля качества блюд и используемого на предприятии сырья. В большинстве случаев определить по внешнему виду или органолептическим свойствам наличие возбудителей или ядовитых примесей практически невозможно.

Отравление кислотами и щелочами

В бытовых условиях наиболее часто происходят отравления уксусной эссенцией — 80%-ным раствором уксусной кислоты.

Признаки —

При приеме уксусной кислоты внутрь возникает резкая боль в ротовой полости, глотке и по ходу желудочно-кишечного тракта. Это связано с химическим ожогом слизистых. При глотании боль усиливается и сохраняется не менее недели. При ожоге желудка наблюдаются резкая боль и рвота с примесью крови. Кроме болевых ощущений, у пострадавшего отмечаются: осипший голос; отек дыхательных путей; синюшность кожи; удушье, сильной жаждой; слюнотечением; кровавой рвотой.