4.2. Токсикокинетика загрязнителей в организме

Масштабное загрязнение объектов природной среды токсическими веществами, полиморфность вызываемых ими нарушений в здоровье, доступность обнаружения токсикантов в организме способствовали развитию нового направления известного как биологический мониторинг.

Биологический мониторинг – периодический или систематический отбор биопроб у человека и других биологических объектов с целью проведения анализа концентрации загрязнителя, продуктов обмена и биотрансформации. Результаты биомониторнига используют для выявления ранних признаков риска для здоровья человека и применения мер по его защите и коррекции. Существуют различные пути поступления поллютантов в организм, что определяет их последующую токсикокинетику.

Водно-пищевой путь – до 95% тяжелых металлов, диоксинов, пестицидов, радиоактивных нуклидов поступают в организм с пищей и водой.

Аэрогенный путь – поступление загрязнителей через органы дыхания.

Перкутантный путь – загрязнители поступают через поврежденную кожу и слизистые. Тонкий эпидермис, разветвленная подкожная капиллярная сеть и поведенческие реакции детей делают их наиболее уязвимыми к загрязнителям, поступающим в организм этим путем.

Кумуляция. Органы и ткани обладают разной способностью поглощать и накапливать загрязнители, что является главной причиной специфических болезнетворных эффектов. Поглощение эритроцитами свинца приводит к свинцовой анемии, накопление кадмия в костях – кадмиевая остеомаляция, а в почках – кадмиевая нефропатия и прочее.

Токсикокинетика – процесс поглощения организмом токсических веществ, их биотрансформация, распределение веществ и их метаболитов в тканях и выведение из организма. Биотрансформация – это превращение загрязнителей в менее ядовитые соединения, которые легче выводятся из организма. Однако возможно образование более ядовитых метаболитов, что усиливает эндоинтоксикацию.

Биомаркеры экологического токсикоза организма

Между содержанием элементов в индикаторных средах и различных объектах окружающей среды установлены корреляционные зависимости, что позволило установить физиологические, допустимые и критические уровни. Физиологический уровень соответствует фоновому содержанию элементов в организме человека, не имеющего с ними профессионального контакта. Допустимым уровнем накопления принято количество вещества в индикаторных средах, которое при постоянном его содержании не вызывает видимых изменений в здоровье. Критический уровень содержания элементов вызывает напряжение адаптации, биохимические и клинические изменения в организме.

Биологический маркер – количественная характеристика содержания поллютанта или его производных в биосубстратах организма, с которой можно связать биохимические, физиологические, морфо­логические, клинические и другие нарушения здоровья человека.

Перечень биосубстратов (прижизненных индикаторных сред), в которых можно обнаружить различные тяжелые металлы, довольно обширен: кровь, лимфа, моча, кал, пот, волосы, ногти, зубы, материнское молоко и пр. Большинство из них являются экскреторными биосубстратами.

Таблица 4.1

Приоритетные вещества и биосубстраты

для диагностики экологического токсикоза организма

Вещества	Биологический маркер – диагностические биосубстраты человека
Оксид углерода	Карбоксигемоглобин в крови
Кадмий	Моча, волосы
Свинец	Кровь, волосы
Ртуть, метилртуть	Кровь, моча, волосы
Пентахлорфенол	Моча
Никель	Моча
Летучие органические растворители	Метаболиты в моче
Алкогольные напитки	Этанол в выдыхаемом воздухе
Органические растворители	Метаболиты в моче
Табачный дым	Выдыхаемый воздух, моча
Диоксины, пестициды	Грудное молоко

Биомониторинг токсических веществ реализуется в ряде стран, прежде всего в интересах защиты здоровья детей и беременных женщин.

Грудное молоко – биомаркер экспозиции высокотоксичных органических соединений (полихлордифенолы, диоксиды, хлорорганические и прочие).

Разные концентрации этих соединений обнаруживают в грудном молоке женщин, проживающих в индустриально развитых странах, сельскохозяйственных регионах, а также в странах, где в пище преобладают продукты моря, загрязненные персистирующими органическими поллютантами.

Во время грудного вскармливания токсиканты накапливаются в организме младенцев, что может быть причиной нарушения роста и развития, повреждения интеллекта и иммунитета, в последующие возрастные периоды у детей могут наблюдаться и другие симптомы интоксикации, подобные «масляной» болезни Юшо-Ю-Ченга.

Кровь рассматривается как приоритетный маркер экспозиции свинца. Американские специалисты рекомендуют как критическую концентрацию свинца в крови детей – 10 мкг/дл. Более высокие концентрации свинца в крови детей сопровождаются снижением интеллектуального потенциала (IQ) проблемы в поведении и обучении детей и другие неблагоприятные последствия.

Возможные источники загрязнения свинцом растущего организма многочисленны: продукты питания, свинецсодержащие краски в жилище, свинцовые водоводы для питьевой воды, загрязнение почвы и пыль, особенно на территориях с горнорудной и металлургической индустрией. Сохраняется самый опасный и повсеместно распространенный подвижный источник- транспорт, работающий на этилированном бензине. Воздействие воздушного пути поступления в организм существенно уменьшается при использовании неэтилированного бензина и переходе на альтернативные экологически безопасные энергетические источники для транспорта.

Волосы являются второй по порядку метаболической активности тканью после костного мозга с определенной динамикой роста. Они растут на 0,2-0,5 мм в день и хронометрируют обмен веществ, как в ближайшем прошлом, так и в более отдаленном периоде. Уникальным свойством волос является то, что они могут хранить информацию о процессах минерального обмена. Литературные данные свидетельствуют, что содержание элементов в волосах отражает элементный статус организма в целом.