Пути поступления вредных веществ в организм человека.

Введение

Вредным называют такое химическое вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать отклонения в состоянии здоровья, заболевания, или травмы, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений [4]. На сегодняшний день известны более 11 миллионов химических соединений, которые широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, быту. Воздействие некоторых из них может вызывать практически все известные патологические процессы и состояния, оказывать канцерогенный, мутагенный, аллергизирующий эффекты [4].
Безграничные возможности химии обусловили постоянный рост загрязнения внешней среды (атмосферы, воздуха рабочей зоны и жилых помещений, пищевой воды, продуктов питания, одежды, бытовых принадлежностей, игрушек). Все это обуславливает возникновение неадекватной процессам жизнедеятельности химической обстановки.
Токсикологическое действие вредных веществ различно, однако установлен ряд общих закономерностей, в частности в отношении путей поступления их в организм. Вредные вещества могут поступать в организм человека 3 основными путями:
- через легкие при вдыхании (ингаляционный путь);
- через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой (пероральный);
- через неповрежденную кожу путем резорбции (перкутантный)[7].
Цель данной работы – изучить пути поступления вредных веществ в организм, сравнить их значение и опасность для здоровья человека.


Раздел 1. Поступление вредных веществ через органы дыхания
Поступление вредных веществ через легкие является самым опасным путем попадания в организм. Обусловлено это тем, что в легких создаются наиболее благоприятные условия для проникновения газов, паров и пыли непосредственно из воздуха в кровь. Дыхательная система включает верхние дыхательные пути (носоглотку и трахеобронхиальное дерево) и нижнюю часть, состоящую из бронхиол и альвеол. Частичное всасывание летучих соединений (НF, HCl, SO2, ацетальдегида, этилового спирта, ацетона) происходит уже в верхних дыхательных путях и трахее. С точки зрения поглощения веществ в легких главную роль играют альвеолы [8]. Поверхность легочных альвеол при спокойном ровном дыхании составляет 90-100 м2, а толщина альвеолярной стенки составляет всего 0,001-0,004 мм. Химические вещества диффундируют в кровь за счет разницы парциального давления газов или паров в воздухе и крови [3]. Попав в кровь, вредные вещества кратчайшим путем, минуя печень, попадают в малый круг кровообращения, а оттуда достигают сердца и всех органов и тканей [5].
Водорастворимые газы легко растворяются в воде, содержащейся в слизистой оболочке дыхательных путей. Менее растворимые вещества могут реагировать с эпителием альвеол и вызывать местные повреждения. Всасывание неэлектролитов осуществляется по принципу простой диффузии из области повышенной концентрации в область пониженной. Таким образом диффундируют углеводороды, галогеноуглеводороды, эфиры, спирты.
Дальнейшее распределение и превращение вредного вещества в организме зависит от его химической активности. Так называемые нереагирующие газы и пары обладают низкой химической активностью в организме, изменяются очень медленно и поэтому достаточно быстро накапливаются в крови. К ним относятся пары углеводородов ароматического и жирного ряда и их производные.


Растворимость вещества в крови отражается коэффициентом распределения, который равен отношению концентрации паров в артериальной крови к их концентрации в альвеолярном воздухе. Для каждого газа (пара) коэффициент распределения индивидуален. Например, для паров бензина К=2,1, поэтому он при больших концентрациях может вызвать мгновенное острое отравление. Для бензола К = 9,3, и острое отравление развивается медленнее [1,6] (рис.1.1).

Рисунок 1.1. – Динамика насыщения крови парами бензола и бензина при вдыхании
Вначале вследствие большой разницы парциального давления насыщение крови вредными веществами протекает быстро

. Затем при уравнивании парциального давления между газами или парами в альвеолярном воздухе и крови насыщение прекращается. После удаления пострадавшего из загрязненной атмосферы начинается обратный процесс: десорбция вредных веществ и их удаление через легкие. Десорбция также происходит за счет диффузии. Если при постоянной концентрации паров или газов в воздухе в течение короткого времени не наступило острое отравление, но оно уже не наступит, т.к. состояние равновесия концентраций в крови и альвеолярном воздухе устанавливается очень быстро.
К реагирующим веществам относятся такие, которые легко растворяются в биологических жидкостях и претерпевают различные изменения. Это оксиды азота, аммиак, сернистый газ [3]. Для них характерна другая закономерность – при вдыхании этих газов насыщение никогда не наступает. Часть газа сорбируется с постоянной скоростью, поэтому чем дольше человек находится в зараженной атмосфере, тем тяжелее отравление [6].
С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровообращения сорбция вредных газов и паров происходит быстрее, поэтому при выполнении физической работы или в условиях повышенной температуры отравление наступает быстрее [3].
Аэрозоли (смеси частиц разного размера) оседают на всем протяжении дыхательных путей. В процессе самоочищения органов дыхания они вместе со слизью продвигаются вверх и постепенно удаляются из организма. Однако, если аэрозоль хорошо водорастворима, всасывание может идти и в дыхательных путях. Некоторое количество аэрозольных частиц выбрасывается в глотку, откуда попадает в ЖКТ [5].

Раздел 2. Поступление вредных веществ через желудочно-кишечный тракт
Поступление вредных веществ через желудочно-кишечных тракт (ЖКТ) возможно с пищей, водой, с загрязненных рук, при ошибочном приеме внутрь, нарушении правил личной гигиены, во время курения [9]. В быту пероральный путь поступления вредных веществ преобладает в результате случайного попадания ядов в рот с пищей и питьем. На производстве этот путь поступления наблюдается достаточно редко [1].
В ЖКТ вещества всасываются труднее по сравнению с легкими, так как ЖКТ имеет меньшую площадь поверхности, и здесь проявляется избирательный характер всасывания. Некоторые вещества могут всасываться еще из полости рта. К ним относятся все липидорастворимые вещества (фенолы, цианиды). Такие соединения минуют действие пищеварительных соков и метаболизм в печени, что увеличивает их токсический эффект [5]. На протяжении желудочно-кишечного тракта существуют градиенты рН, определяющие скорость всасывания различных веществ. В кислой среде желудка все кислоты и основания находятся в высокоионизированном состоянии и не всасываются путем пассивной диффузии. Возможна фильтрация металлов через поры клеточной мембраны, при этом они меняют свою форму (например, Fe2+ →Fe3+). Ядовитые вещества в желудке могут сорбироваться и разбавляться пищевыми массами, за счет чего сокращается время их контакта со слизистой желудка.
Большая часть вредных веществ всасывается в тонком кишечнике, кислотность которого равна 7,5-8,0. Липидорастворимые вещества всасываются путем диффузии, проникая через клеточные мембраны слизистых оболочек по порам или пространствам между мембранами. Током крови от желудочно-кишечного тракта они доставляются в печень. Всасывание электролитов зависит от степени их ионизации. Слабокислые и слабощелочные вещества всасываются быстро, а сильные кислоты – медленно, образуя комплексы с кишечной слизью [5]. Часть веществ всасывается путем пиноцитоза, протекающего особенно активно в зоне микроворсинок щеточной каемки тонкой кишки. Большинство металлов всасываются путем активного транспорта. Хром, марганец и цинк всасываются в подвздошной кишке; железо, кобальт, медь, таллий, сурьма – в тощей