Поступление, транспорт, распределение, превращение и выделение ядов из организма

 

Общие закономерности поступления, транспортировки, распределения и депонирования, превращений ядовитых соединений, выведения из организма

Токсическое действие ядовитых веществ многообразно, однако установлен ряд общих закономерностей в отношении путей поступления их в организм, сорбции, распределения и превращения в организме, выделения из него, характера действия ядов в связи с их химической структурой и физическими свойствами.

Яды могут поступать в организм тремя путями: через легкие, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу.

Таким образом, яды проникают в организм в виде паров, газов и пыли, через желудочно-кишечный тракт - чаще всего с загрязненных рук, но также и вследствие заглатывания пыли, паров, газов, через кожу проникают органические химические вещества преимущественно жидкой, маслянистой и тестообразной консистенции.

Органы дыхания являются основным и наиболее опасным путем поступления ядов в организм. Поверхность легочных альвеол при среднем их растяжении равна 90-100 м2, толщина же альвеолярных мембран колеблется в пределах 0,001-0,004 мм, поэтому в легких создаются благоприятные условия для проникания газов, паров и пыли в кровь. Можно установить вполне определенную закономерность сорбции ядов через легкие для двух больших групп химических веществ.

Первую группу составляют так называемые нереагирующие пары и газы, к которым относятся пары всех углеводородов ароматического и жирного ряда и их производные. Названы эти яды нереагирующими потому, что вследствие своей малой химической активности они в организме не изменяются (таких мало) или их превращение происходит медленнее, чем накопление в крови (таких большинство).

Вторую группу составляют реагирующие газы. К ним относятся такие яды, как аммиак, сернистый газ, окислы азота и др., которые быстро растворяясь в жидкостях организма, легко вступают в химические реакции или претерпевают другие изменения. Конечно, могут быть яды, которые в отношении сорбции их в организме не подчиняются закономерности, установленной для указанных двух групп веществ. Нереагирующие газы и пары поступают в кровь через легкие на основе закона диффузии, т. е. вследствие разницы парциального давления газов или паров в альвеолярном воздухе и крови.

Вначале насыщение крови газами или парами вследствие большой разницы парциального давления происходит быстро, затем замедляется и, наконец, когда парциальное давление газов или паров в альвеолярном воздухе и крови уравнивается, оно прекращается. После удаления пострадавшего из загрязненной атмосферы начинается десорбция газов и паров и выведение их через легкие. Десорбция также происходит на основе законов диффузии.

Коэффициент распределения (К) представляет собой отношение концентрации паров в артериальной крови и концентрации их в альвеолярном воздухе.

Чем меньше коэффициент распределения, тем быстрее, но на более низком уровне происходит насыщение крови веществами. Коэффициент распределения является для каждого из нереагирующих газов величиной постоянной и характерной. Зная коэффициент распределения для каждого вещества, можно предусмотреть опасность быстрого и даже смертельного отравления.

С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровотока сорбция происходит быстрее, поэтому при выполнении физической работы или пребывании в условиях высокой температуры воздуха, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление может наступить быстрее.

Поступление ядов через желудочно-кишечный тракт наблюдается сравнительно редко. В полость рта яды чаще всего попадают с загрязненных рук.

Классическим примером такого пути может служить поступление свинца. Это мягкий металл, он легко загрязняет руки, не отмывается водой и при еде и курении может попасть в полость рта. Таким же путем могут поступать в организм кристаллические нитропроизводные бензола и его гомологов, например, тринитротолуол и др. Возможно заглатывание ядовитых веществ из воздуха при задержке их на слизистых оболочках носоглотки и полости рта.

В желудочно-кишечном тракте по сравнению с легкими условия всасывания ядов затруднены. Это объясняется тем, что желудочно-кишечный тракт имеет относительно небольшую поверхность; кроме того, при этом проявляется избирательный характер всасывания - легко это делают, хорошо растворимые в липоидах. Кислая среда желудочного сока может изменить химические вещества в неблагоприятную для организма сторону. Так, соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются.

Всасывание ядов происходит главным образом в тонких кишках и лишь в незначительной степени в желудке. Большая часть ядовитых веществ, всосавшихся через желудочно-кишечную стенку, поступает через систему воротной вены в печень, где они задерживаются и обезвреживаются.

Через неповрежденную кожу (эпидермис, потовые и сальные железы, волосяные мешочки) могут проникать химические вещества, которые хорошо растворяются в жирах и липоидах, т. е. неэлектролиты (углеводороды ароматического и жирного ряда, их производные, металлоорганические соединения и др.); электролиты же, т. е. вещества, которые диссоциируют на ионы, через кожу не проникают.

Количество ядовитых веществ, которое может проникнуть через кожу, находится в прямой зависимости от их растворимости в воде, величины поверхности соприкосновения с кожей и скорости кровотока на ней.

Большое значение для поступления ядов через кожу имеет консистенция и летучесть вещества. Жидкие органические вещества с большой летучестью быстро испаряются с поверхности кожи и в организм не попадают. При известных условиях летучие вещества могут вызвать отравление через кожу, например, если они входят в состав мазей, паст, клеев, задерживающихся длительное время на коже.

Твердые и кристаллические органические вещества всасываются через кожу медленно и могут вызвать отравление. Наибольшую опасность в этом отношении представляют малолетучие вещества маслянистой консистенции, например анилин, нитробензол и др. Они хорошо проникают через кожу и длительно задерживаются в ней.

По распределению в тканях и прониканию в клетки химические вещества можно разделить на две основные группы: неэлектролиты и электролиты.

Неэлектролиты растворяются в жирах и липоидах. Мозг, содержащий много липоидов и имеющий богатую кровеносную систему, насыщается этиловым эфиром очень быстро, в то время как другие ткани, содержащие много жира, но с плохим кровоснабжением насыщаются эфиром очень медленно. Насыщение анилином мозга происходит очень быстро, в то время как околопочечный жир, имеющий слабое кровоснабжение, насыщается очень медленно.

Способность электролитов проникать в клетку резко ограничена и, как полагают, зависит от заряда ее поверхностного слоя. Если поверхность клетки заряжена отрицательно, то она не пропускает анионов, а при положительном заряде она не пропускает катионов. Распределение электролитов в тканях очень неравномерно.

К особенностям распределения в организме электролитов относится, прежде всего, их способность быстро удаляться из крови и, накапливаясь в отдельных органах, образовывать в организме депо. Для свинца и фтора депо образуется в костях, для ртути - в выделительных органах, для марганца - в печени.

Некоторые вещества этой группы, например свинец, не попадают в головной и спинной мозг, так как задерживаются гематоэнцефалическим барьером.

Почти все органические вещества подвергаются превращениям путем различных химических реакций: окисления, восстановления, гидролиза, дезаминирования, метилирования, ацетилирования, образования парных соединений с некоторыми кислотами (гликуроновой, серной, аминокислотами). Не подвергаются превращениям лишь химически инертные вещества, как, например, бензин, выделяющийся из организма в неизмененном виде.

Неорганические химические вещества также подвергаются в организме изменениям. Характерной особенностью этих веществ является способность откладываться в каком-либо органе, чаще всего в костях, образуя депо.

Результатом превращения ядов в организме большей частью является их обезвреживание. Вновь образующиеся продукты менее токсичны или из-за большей полярности (следовательно, меньшей силы действия, меньшей способности проникать в клетку), или из-за большей растворимости (следовательно, быстрого выведения из организма почками).

Обезвреживание ядов может происходить в разных органах, но основную роль в этом процессе играет печень.

Яды выделяются через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу. Через легкие выделяются летучие вещества, не изменяющиеся или медленно изменяющиеся в организме. Скорость выделения зависит от коэффициента растворимости в крови (коэффициент распределения): чем меньше коэффициент распределения, тем быстрее выделяется вещество.

Так, например, через легкие быстро выделяются бензин, бензол, хлороформ, этиловый эфир, медленно - спирты, ацетон, сложные эфиры.

Через почки выделяются хорошо растворимые в воде вещества и продукты превращения ядов в организме. Плохо растворимые вещества, например тяжелые металлы - свинец, ртуть, а также марганец, мышьяк - выделяются через почки медленно.

Через желудочно-кишечный тракт выделяются плохо растворимые или нерастворимые вещества: свинец, ртуть, марганец, сурьма и др. Некоторые вещества (свинец, ртуть) выделяются вместе со слюной в полости рта. Через кожу сальными железами выделяются все растворимые в жирах вещества. Потовыми железами выделяются ртуть, медь, мышьяк, сероводород и др. Вещества, растворимые в жирах, например спирт, хлороформ, бензол и др., выделяются также через молочные железы вместе с молоком.