3. Интермиттирующее воздействие вредных веществ.

На производстве, как правило, не бывает постоянных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в течение всего рабочего дня. Они либо постепенно увеличиваются, снижаясь за обеденный перерыв, и вновь увеличиваясь в концу рабочего дня, либо оказываются колеблющимися в зависимости от хода технологических процессов.

Концентрации воздействующих веществ могут колебаться от нуля до превышающих предельно допустимые, т.е. в таких случаях имеет место интермиттирующее воздействие вредных веществ.

Слово «интермиттирующее» в точном смысле подразумевающее «перемежающееся» или «прерывистое», используется в токсикологии для обозначения действия концентраций вредного вещества, колеблющихся во времени.

Из физиологии известно, что максимальный эффект наблюдается в начале и в конце воздействия раздражителя. Переход от одного состояния к другому требует приспособления, а потому частые и резкие колебания раздражителя ведут к более сильному воздействию его на организм, однако эффект усиления зависит и от других причин.

Например, прерывистая затравка парами хлороформа вызывает более существенные сдвиги безусловного двигательного рефлекса, чем вдыхание воздуха с постоянной концентрацией этого яда. Вместе с тем, подобные же опыты с этанолом не обнаруживают четких различий при двух режимах воздействия.

Главную роль при интермиттирующем действии ядов играет сам факт колебаний концентраций в крови, а не накопление веществ.

Расчет накопления чужеродного медленно метаболизирующего вещества в организме при различной частоте перерывов экспозиции показывает, что при одной и той же концентрации в воздухе в организме накапливается тем больше веществ, чем больше суммарная экспозиция.

Даже очень частые перерывы при одной и той же суммарной экспозиции не могут создать различия в накоплении больше, чем в 2 раза по сравнению с непрерывной экспозицией.

Следовательно, накопление веществ при одинаковой концентрации мало зависит от режима частоты смен экспозиций и перерывов, если суммарная экспозиция одинакова. В конечном итоге колебания интенсивного химического фактора как на высоком, так и на низком уровне воздействия ведут к нарушению процессов адаптации.

4. Комбинированное, комплексное и сочетанное действие.

В реальных условиях в окружающей среде мы сталкиваемся с действием на один и тот же объект нескольких веществ или других неблагоприятных факторов окружающей среды, например, шумы, вибрация, различного рода излучения, высокая и низкая температура и т.п.

Комплексное воздействие неблагоприятных факторов усложняет проблему изучения воздействия вещества на биологический объект. При этом может реализовываться несколько ситуаций. Рассмотрим важнейшие из них.

I. Комбинированное действие вредных веществ – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути поступления. Комбинированное действие веществ может приводить к нескольким случаям (рис.3).

1. Аддитивное действие – феномен суммированных эффектов, индуцированных комбинированным воздействием. При этом суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов.

Полагают, что при аддитивных эффектах вещества либо воздействуют на одну и ту же систему рецепторов, т. е. одно вещество может заменить другое, либо на различные так, что получаемые эффекты не связаны друг с другом.

Комбинированное воздействие может происходить как при однократном (остром), так и при хроническом воздействии ядов.

При однократном действии аддитивный эффект наблюдается у веществ наркотического действия и у раздражающих газов: хлора и оксидов азота, оксидов азота и сернистого газа, сернистого газа и аэрозолей серной кислоты.

2. Потенцированное действие (синергизм) – усиление эффекта, действие больше, чем суммация.

Причиной синергизма может быть торможение одним веществом процессов биотрансформации или метаболизма другого вещества.

Так, удаление токсического эффекта наблюдалось при комбинированном воздействии некоторых пар фосфорорганических препаратов (подавление холинэстеразы одним веществом и торможение вследствие этого детоксикации другого). Хлорофос и карбофос, хлорофос и метафос, карбофос и тиофос дают эффект потенцирования.

3. Антагонистическое действие – эффект комбинированного воздействия, менее ожидаемого при простой суммации.

Явление антагонизма известно для большого количества промышленных вредных веществ: оксидов азота и сернистого ангидрида, метана и оксида углерода, стирола и формальдегида, оксида углерода и толуола. Антагонизм может возникать при совместном воздействии однотипных по механизму действия вредных веществ.

Так, высокие концентрации этилового спирта заметно снижают токсический эффект метилового спирта за счет конкуренции этих спиртов при их метаболизме в организме. При этом в большей степени метаболизируется этиловый спирт, преимущественно расходуя окислитель и исключая возможность летального синтеза формальдегида и муравьиной кислоты из метанола.

При хроническом воздействии веществ эффект синергизма из-за действия малых доз и концентраций наблюдается значительно реже, чем в случае специфического действия химических веществ.

Следует подчеркнуть, что явление антагонизма при комбинированном воздействии промышленных химических соединений наблюдается довольно часто.

4. Независимое действие – комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда. Преобладает эффект наиболее токсичного вещества.

3

II. Для вопросов охраны окружающей среды большое значение имеет комплексное воздействие веществ, когда они поступают организм одновременно, но разными путями (через дыхательные пути, через желудок, через кожные покровы).

Комплексное воздействие связано с проблемой комплексного гигиенического нормирования - одновременного установления гигиенических нормативов содержания вредных веществ в продуктах питания, в воде и атмосферном воздухе.

Это нормирование должно быть основано на экспериментальном определений максимальной допустимой дозы для животных, допустимой суточной дозы для человека с учетом коэффициента запаса, отражащего различный уровень чувствительности человека и животного,и установления соотношения количеств вредных веществ, поступающих в организм из разных сред.

При этом необходимо учитывать возможность перераспределения химических веществ в биосфере, т.е. атмосферный воздух, вода и почва в экосистеме находятся в контакте друг о другом.

III. Одновременное или последовательное действие на организм факторов различной природы (химических, биологических, физических) называется сочетанным действием.

Кратко рассмотрим влияние разных факторов на проявление токсического эффекта, вызванного воздействием химических соединений.

Температурный фактор. При одновременном воздействии вредных веществ и высокой температуры возможно усиление токсического эффекта.

Выраженность токсического эффекта при сочетанном воздействии с повышенной температурой может зависеть от многих причин: от степени повышения температуры, пути поступления яда в организм, концентрации или дозы яда. К одной из основных причин следует отнести изменение функционального состояния организма, нарушение терморегуляции, потери воды при усиленном потоотделении, изменение обмена веществ и ускорение многих биохимических процессов. Учащение дыхания и усиление кровообращения ведут к увеличению поступления ядов в организм через органы дыхания. Расширение сосудов кожи и слизистых повышает скорость всасывания токсических веществ через кожу и дыхательные пути. Высокая температура воздуха увеличивает летучесть ядов и повышает их концентрации в воздухе рабочей зоны. Усиление токсического действия при повышенной температуре воздуха отмечено в отношении многих летучих ядов: наркотиков, паров бензина, оксидов азота, паров ртути, оксида углерода, хлорофоса и др. Понижение температуры в большинстве случаев ведет также к усилению токсического эффекта. Так, при пониженной температуре увеличивается токсичность оксида углерода, бензина, бензола, сероуглерода и др.

Повышенная влажность воздуха. При повышенной влажности может увеличиваться опасность отравлений, в осо­бенности раздражающими газами. Причина, по-видимому, в усилении процессов гидролиза, повышении задержки ядов на поверх­ности слизистых оболочек, изменении агрегатного состояния ядов. Растворение газов и образование мельчайших капелек кислот в щелочей способствует возрастанию раздражающего действия.

Изменение барометрического давления. Возрастание токсического эффекта зарегистрировано как при повышенном, так и при пониженном барометрическом давлении. При повышенном давлении возрастание токсического действия происходит по двум причинам: во-первых, вследствие усиленного поступления яда, обусловленного ростом парциального давления газов и паров в альвеолярном воздухе и ускоренным переходом их в кровь; во-вторых, вследствие изменения многих физиологических функций, в первую очередь дыхания, кровообращения, со­стояния ЦНС и анализаторов. При пониженном давлении первая причина отсутствует, то усиливается влияние второй. Например, при понижении давления до 500—600 мм рт. ст. токсическое действие оксида углерода возрастает в результате того, что влияние яда усиливает отрицательные последствия гипоксии а гиперкапнии.

Шум и вибрация. Производственный шум может усиливать токсический эффект. Это доказано для оксида углерода, стирола, алкилнитрила, крекинг-газа, нефтяных газов, аэрозоля борной кислоты.

Промышленная вибрация аналогично шуму также может усиливать токсическое действие ядов. Например, пыль кобальта, кремниевые пыли, дихлорэтан, оксид углерода, эпоксидные смолы оказывают более выраженное действие при сочетании действия с вибрацией по сравнению с воздействием чистых ядов.

Лучистая энергия. УФ-облучение может понижать чувствительность белых мышей к этиловому спирту вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого обезвреживания яда. Известно об уменьшении токсического эффекта оксида углерода при УФ-облучении. Причина этого — ускорение диссоциации карбоксигемоглобина и более быстрое выведение оксида углерода из организма.

Физическая нагрузка. Работающий соприкасается с промышленными ядами, как правило, выполняя одновременно большую или меньшую физическую работу. Физическая нагрузка, оказывающая мощное и разностороннее влияние на все органы и системы организма, не может не отразиться на условиях резорбции, распределения, превращения и выделения ядов, а в конечном итоге — на течении интоксикации.

Динамические физические нагрузки активизируют основные вегетативные системы жизнеобеспечения — дыхание и кровообращение, усиливают активность нервно-эндокринной системы, а также многие ферментативные процессы. Увеличение легочной вентиляции приводит к возрастанию общей дозы газообразных веществ и паров, пропинающих в организм через дыхательные пути. В связи с этим увеличивается опасность отравления наркотиками, раздражающими парами и газами, токсическими пылями. Более быстрому распределению яда в организме способствует увеличение скорости кровотока и минутного объема сердца. Повышение функциональной активности печени, желез внутренней секреции, нервной системы увеличение кровоснабжения в интенсивно работающих органах может сделать их более «доступными» действию яда.

Усиление токсичности при физических нагрузках отмечается при воздействии паров хлористого водорода, четыреххлористого углерода, некоторых веществ антихолинэстеразного действия, дихлорэтилсульфида, свинца, оксида углерода. Работа может влиять не только па «силу» действия яда, но и на локализацию повреждения — парезы и параличи при ртутной и свинцовой интоксикации развиваются в первую очередь на интенсивно работающей руке.