2.2. Пути поступления, распределения и превращения в организме

человека. Факторы, определяющие действие вредных веществ

на человека

Общее число вредных веществ – промышленных ядов, на долю которых приходится основное количество случаев профессиональных интоксикаций (отравлений работников и их болезненного состояния, обусловленного действием на организм вредных веществ), сравнительно невелико и составляет всего 80—100 соединений. Значительный удельный вес профессиональных интоксикаций приходится в основном на химическую, горнодобывающую, машиностроительную промышленность и сельское хозяйство.

Вредные вещества могут поступать в организм человека через верхние дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, слизистые оболочки, кожу.

Реакции на вредные вещества могут иметь острую или хроническую форму, а воздействие их может быть локальным или общим.

Локальное воздействие токсичных веществ может проявиться в точке контакта или поступления их в организм (т. е. в верхних дыхательных путях, в слизистой носа, тканях горла или бронхов, в пищеварительном тракте, на коже, на слизистой оболочке глаз). Преимущественно происходит местное раздражение или разрушение поверхностных покровов наиболее пораженных органов.

Воздействие загрязняющего вещества после его поглощения организмом может быть гораздо более сложным. Этот процесс зависит главным образом от природы вещества. Оно может накапливаться в организме или поступать в кровь и, следовательно, переноситься к различным органам и там воздействовать на биологические процессы, приводя к дальнейшему разрушению организма.

Пылевые частицы, превышающие определенный размер (порядка 2—5 мкм), отделяются в носоглотке и верхних дыхательных путях, так что не попадают в глубь дыхательных путей и, следовательно, не слишком опасны. Однако иногда эти частицы могут оказывать большее разрушающее действие, чем мелкие. Например, попав в глаз, грубые частицы могут вызвать сильное раздражение конъюнктивы или вызвать ожог. Частицы меньшего размера не задерживаются в носоглотке или верхних дыхательных путях, а поступают внутрь дыхательного тракта. Если они нерастворимы, то, накапливаясь в лимфатических узлах, могут привести к отложениям пыли в легких. Растворимые вещества поступают в организм с циркулирующими в нем растворами. Необходимо отметить, что верхние дыхательные пути обладают ярко выраженной способностью удалять частицы пыли. Частицы покрываются слизью, выделяемой соответствующими железами, и удаляются из дыхательных путей за счет сокращения мышечных тканей. Эта способность дыхательных путей может быть существенно понижена, если в воздухе содержатся вещества с наркотическим эффектом, такие как углеводороды, альдегиды и кетоны, и если человек имеет длительный стаж курения сигарет.

В зависимости от растворимости газообразных загрязняющих веществ изменяются области дыхательных путей, подвергающиеся наибольшему разрушению. Так, хорошо растворимые газообразные вредные вещества сорбируются тканями носоглотки и верхних дыхательных путей и лишь незначительное их количество поступает в глубь дыхательного тракта. Однако газы с меньшей растворимостью поглощаются в носоглотке и верхних дыхательных путях лишь в незначительной степени, а большинство этих вредных веществ проникает внутрь органов дыхания. Действие вредных веществ на различные органы также может различаться. Поглощенные вещества могут ускорить или затормозить биохимические процессы в организме. Одно и то же вещество или химическое соединение может, например, в зависимости от концентрации или дозы, давать прямо противоположные эффекты. В малых количествах оно может быть ускорителем (стимулятором), а в больших – оказывать тормозящее действие.

Интоксикации в производственных условиях могут быть острые и хронические. Острые профессиональные отравления возникают быстро, при наличии относительно высоких концентраций паров и газов. Хронические интоксикации развиваются медленно, постепенно, в результате накопления в организме яда (материальная кумуляция) или суммирования (потенцирования) функциональных изменений, вызванных ядом (функциональная кумуляция). Многие промышленные яды могут вызывать острые и хронические отравления (бензол, окись углерода, фосфорорганические соединения), другие – могут быть причиной лишь острых отравлений (синильная кислота) или хронических интоксикаций (марганец, свинец).

Считается, что разрушительное воздействие ряда промышленных загрязнений, содержащихся в производственных выбросах (особенно кратковременных, но высококонцентрированных загрязнений), четко прослеживается по состоянию организма человека. Например, хлор наносит ущерб органам зрения и дыхания. Фториды, которые вследствие растворимости в соляно-кислотном растворе попадают в организм главным образом через пищеварительный тракт, обладают ярко выраженным эффектом вымывания кальция из костей и снижения содержания его в крови. При вдыхании фториды сильно поражают дыхательные пути. Гидросульфид поражает роговицу глаз и дыхательные органы, а также вызывает головные боли. При высоких его концентрациях интоксикация такова, что может привести к летальному исходу. Весьма опасен и дисульфид углерода, который является ядом нервного действия, что может вызвать психические расстройства. Острая форма отравления приводит к наркотической потере сознания. Некоторые металлы, особенно тяжелые, представляют опасность при вдыхании их паров или соединений. Чрезвычайно опасны для здоровья соединения бериллия. Диоксид серы и нитрозные газы сильно поражают дыхательные пути.

Наиболее опасными из множества химикатов, даже в малых концентрациях, являются альдегиды и кетоны. В малых концентрациях альдегиды часто оказывают раздражающее воздействие на органы зрения и обоняния, действуя в то же время как наркотик на центральную нервную систему. Ненасыщенные альдегиды по сравнению с насыщенными приводят к более тяжелым последствиям. Поражения нервной системы могут быть вызваны фенольными соединениями, тиолами (меркаптанами) и органическими сульфидами.

Считается, что более опасны долговременные воздействия малых концентраций, чем кратковременные, но высококонцентрированные. Более того, на организм человека обычно действует не одно загрязняющее вещество, а наблюдается тенденция совместного влияния нескольких из них или даже суммарный эффект смеси загрязнений, причем каждое из них в отдельности может и не быть разрушительным. Поражающий фактор может быть как простой суммой соответствующих эффектов отдельных веществ, так и превышать эту величину. В то же время могут сложиться такие ситуации, что вредное воздействие индивидуальных веществ уменьшится или даже полностью нивелируется. В качестве примера синергетического (совместного, согласованно действующего) эффекта или изменения конечного воздействия в результате независимого влияния нескольких вредных веществ можно привести независимое загрязнение атмосферы бериллием и фторидами. Наличие фторида ускоряет процесс в легких, инициируемый бериллием. Комбинация диоксида азота со смолоподобными веществами приводит к обострению рака легких. Легочные заболевания встречаются гораздо чаще, если атмосфера загрязняется диоксидом серы в сочетании с пылевыми выбросами. Мелкодисперсные частицы сажи могут адсорбировать бензапирены и заносить их в глубь легких, где, оставаясь длительное время, они могут привести к раку легких.

В регионах с высоким уровнем загрязнения атмосферы выявлено значительное количество временных и хронических изменений в организме человека, являющихся следствием указанных разрушающих воздействий. Например, комбинация химически неактивных твердых частиц с такими газами, как диоксид серы, может привести к патологическим изменениям дыхательных путей, что выражается в их сужении и, следовательно, затрудненном дыхании. В конечном счете, это может привести к астме и ее осложнениям. Сильно загрязненный воздух является также причиной часто встречающихся хронических бронхитов и роста некоторых инфекционных заболеваний – ослабленные функции дыхательных органов ограничивают освобождение верхних дыхательных путей от бактерий и посторонних веществ. В регионах с сильно загрязненным воздухом могут наблюдаться также изменения в составе крови и замедленный рост костной ткани у детей.

Исследования показывают взаимосвязь уровня загрязнения атмосферы и уровня смертности. На рис. 2.1 приведена зависимость различных нарушений в состоянии здоровья населения в зависимости от концентрации взвешенных в воздухе частиц диаметром менее 10 мкм.

Рис. 2.1.Связь между нарушениями в состоянии здоровья и концентрацией взвешенных частиц диаметром менее 10 мкм

Влияние вредных веществ на организм человека зависит от их растворимости в жидкостях, от дисперсности, концентрации, продолжительности воздействия, а также от индивидуальных особенностей человека.