Понятие токсичности. Физиологические и патофизиологические механизмы токсичности. Общие механизмы детоксикации.

Под токсичностью вещества понимают его способность нарушать биологические процессы в живых организмах. Диапазон нарушений биологических процессов лежит в пределах от минимальных отклонений до летальных исходов. В практических целях рассматривают три качественных нарушения состояния живых организмов (токсические эффекты). Это:

Дискомфортные состояния, при которых обнаруживаются начальные проявления токсического действия - пороговые эффекты.

Состояния, не позволяющие выполнять возложенные функции - эффект выведения из строя.

Сосотояния, приводящие к смертельному исходу (эффекту).

Мера токсичности АХОВ - это количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект, отнесенное к единице массы организма. Размерность токсичности выражается в г/кг или мг/кг. Так, например, к сильнодействующим ядовитым веществам относятся вещества с токсичностью <15 мг/кг, которая вызывает смертельный эффект.

Чем меньше мера токсичности, тем более токсичным является вещество. Однако реальное определение токсичности АХОВ во многих случаях затруднено (даже при экспериментах на биологических объектах), т.к. вещества могут попадать в организм такими путями, которые практически исключают возможность точного измерения количества поступившего АХОВ (например, при кожной резорбции или ингаляции).

Поэтому для АХОВ, проникающих в организм ингаляционно, количество вещества условно заменяется величиной, которую называют дозой и которая является произведением концентрации паров или аэрозолей в воздухе на время вдыхания зараженного воздуха.

Концентрация выражается количеством АХОВ в одном кубическом метре: С г/м.куб, мг/м.куб.

Доза определяется как: D = C t г мин/м.куб, мг мин/м.куб.

Доза, вызывающая конкретный токсический эффект, называется токсодозой и является характеристикой токсичности АХОВ.

В связи с этим различают пороговую или минимальную токсодозу (PD), выводящую из строя или поражающую токсодозу (ID), а также смертельную (LD). Токсодозами удобно пользоваться для ориентировочной оценки токсичного действия АХОВ.

Поскольку действие большинства АХОВ проявляется на достаточно коротком интервале, ограниченном обычно временем нескольких вдохов, то при определении токсодоз берется экспозиция, равная 1 мин. В этом случае также можно характеризовать концентрации АХОВ по токсическому воздействию: пороговая концентрация (PC), выводящая из строя (IC) и смертельная (LC), считая, что время нахождения в зараженном воздухе равно 1 мин.

Как было сказано выше, одним из факторов, влияющих на поражение организма, являются его индивидуальные особенности, поэтому по примеру военной токсикологии токсодозам и токсическим концентрациям часто придается вероятностный характер. Обычно рассматриваются средние токсодозы и концентрации, которые характеризуют наступление токсических эффектов у 50% людей, подвергшихся воздействию АХОВ: PD50, ID50, LD50, PС50, IС50, LС50. Иногда применяют абсолютные токсодозы, вызывающие поражение у 100% подвергшихся воздействию.

Наиболее употребительными значениями, характеризующими АХОВ по токсичности, являются: средние выводящие из строя токсодоза ID50 и концентрация IС50, а также средние смертельные токсодоза LD50 и концентрация LС50.

Следует отметить, что токсодозы обычно определяются для спокойного состояния человека, когда дыхание равномерное, с нормальным объемом вдыхаемого воздуха. При физической нагрузке объем вдыхаемого воздуха увеличивается (в спокойном состоянии человек вдыхает около 10 литров воздуха в минуту, при средней физической работе - 15л, а при тяжелой физической нагрузке - 40л), следовательно, за единицу времени в организм может поступить больше АХОВ и токсическая концентрация, как характеристика, в этом случае должна быть уменьшена.

Детоксикация — это действие по выведению вредных веществ из организма.

В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений, из которых 60 тыс. применяются в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500...1000 новых химических соединений и смесей. Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья.

К вредным веществам, которые воздействуют на здоровье человека, относятся:

- промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители, топливо, красители;

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды, инсектициды;

- лекарственные средства, наркотики и алкоголь;

- бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметика и т.д.;

- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах, у животных и насекомых.

В организм человека вредные вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Токсические вещества нарушают нормальный химический баланс человека или вмешиваются в естественные химические процессы организма. Некоторые из них могут вызвать полную катастрофу, препятствуя или мешая жизненно важным функциям организма, делая его слабым или больным. У организма человека есть свои естественные механизмы детоксикации, с помощью которых он пытается себя очистить - это пищеварительная система, дыхательная система, система мочевыделения и кожные покровы.

Когда человек регулярно принимает наркотики, организм пытается приспособиться к его присутствию. Естественные процессы начинают прерываться или изменяться. Наркотики сжигают или лишают организм жизненно важных питательных веществ, таких как витамин В1 и кальций.

 

55. Понятие о температурном комфорте. Гигиенические требования к микроклимату; зависимость этих требований от форм деятельности. Гипертермия.

Тепловой комфорт, комфортное тепловое состояние, функциональное состояние организма человека, характеризующееся определённым содержанием и распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при минимальном напряжении аппарата терморегуляции. Субъективно такое состояние оценивается как наиболее предпочитаемое. Объективно оно характеризуется постоянством температуры тела, минимальной активностью потовых желёз (неощутимое потоотделение 40—60 г/ч),небольшими периодическими колебаниями температуры конечностей, особенно кистей и стоп (в диапазоне 30—31 °С) при почти неизменном уровне температуры кожи в области туловища (около 33 °С), относительным постоянством средней температуры кожи (32—33 °С), оптимальным уровнем функционирования сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной и других физиологических систем организма, а также наивысшим уровнем умственной работоспособности. Тепловой комфорт наблюдается у человека, находящегося в состоянии мышечного покоя при теплопродукции около 80 ккал/ч (1 ккал = 4,19 кдж) или при лёгкой работе с теплопродукцией, не превышающей 150 ккал/ч (канцелярский труд, работа инженера, оператора, научного сотрудника и т. п.), при известном сочетании параметров микроклимата — температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения. Нормативы микроклимата для жилых и общественных зданий, обеспечивающие тепловой комфорт, разрабатываются дифференцированно, применительно к разным климатическим зонам, сезонам года и возрастным группам. У большинства взрослых практически здоровых людей, постоянно проживающих в умеренной климатической зоне и одетых в обычную комнатную одежду, тепловой комфорт наблюдается зимой при температуре воздуха 18—22 °С, летом 23—25 °С, при разнице температур воздуха и ограждений не более 3 °С, относительной влажности 30—60%, скорости движения воздуха 0,05—0,15 м/сек(зимой) и 0,2—0,4 м/сек (летом). Зоне комфорта обнажённого человека соответствует температура воздуха 28—30 °С. Под влиянием ряда факторов (физическая работа, акклиматизация к теплу или холоду, некоторые патологические состояния) зона теплового комфорта несколько изменяется. Тренировка и закаливание организма путём применения воздушных ванн и водных процедур с постепенным снижением температуры раздражителя, а также динамического микроклиматического воздействия, понижая нижнюю границу, расширяют зону теплового комфорта, чем повышают сопротивляемость организма к простудным факторам. В ночное время рекомендуется умеренное понижение температуры вдыхаемого воздуха на 1—2 °С при хорошей теплоизоляции тела, что способствует глубине сна. У детей в первые годы жизни, особенно у новорождённых, и у пожилых людей из-за функциональной недостаточности аппарата терморегуляции зона комфортного микроклимата сужается. Индивидуальные различия границ зоны теплового комфорта зависят от особенностей основного обмена, акклиматизации, развития подкожного жирового слоя, привычки к ношению одежды с той или иной теплоизоляцией и т. п.

Существенное влияние на работоспособность оказывают метеорологические условия в помещении или микроклимат, который зависит от теплофизических особенностей технологического оборудования, сезона года, условий отопления и вентиляции. Микроклимат определяют действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, температуры окружающих поверхностей, интенсивностью теплового облучения.

Основным фактором микроклимата является температура — степень нагретости воздуха. На изменение температуры воздуха в производственных помещениях влияет теплота (кинетическая энергия молекул), поступающая от различных источников в основном за счет теплового излучения от нагретых поверхностей и конвекции.

Владжность воздуха

Влажность воздуха — содержание в нем водяных паров, она характеризуется следующими понятиями:

§ абсолютная влажность (выражается давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха (г/м3) при определенных давлении и температуре);

§ максимальная влажность (количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре, г/м3);

§ относительная влажность (характеризует степень насыщения воздуха водяными парами и определяется как отношение абсолютной влажности к максимальной), %.

Для насыщенного воздуха относительную влажность принимают за 100%. Для определения относительной влажности существуют психрометрические таблицы, графики и диаграммы, позволяющие найти значение относительной влажности в зависимости от температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам.

Подвижность воздуха

Подвижность воздуха в помещениях создается конвекционными потоками за счет разности температур внутри помещения и снаружи, а также работой механической вентиляции. Единица измерения — м/с.

Интенсивность теплового облучения

Интенсивность теплового облучения тела человека — тепловая энергия источника на единицу поверхности тела человека, Вт/м2.

Терморегуляция организма человека

Терморегуляция организма человека. Организм человека имеет постоянную температуру 36,6 оС. Для сохранения ее постоянства на коже человека находятся два вида анализаторов: одни реагируют на холод, другие — на тепло. Температурные анализаторы защищают организм от переохлаждения и перегрева, помогают сохранять постоянную температуру тела. Совокупность процессов теплообразования и теплоотдачи, происходящих в организме и позволяющих поддерживать температуру тела постоянной, называется терморегуляцией.

Механизм теплообразования имеет химическую терморегуляцию, а теплоотдача — физическую терморегуляцию. Усиление теплообразования достигается за счет увеличения интенсивности энергетического обмена, и главный вклад в него вносит мышечная активность. Так в состоянии покоя теплообразование составляет 111,6-125,5 Вт, а при интенсивной мышечной работе — 313,6-418,4 Вт.

Теплоотдача организма в окружающую среду в зависимости от метеорологических параметров происходит:

§ в виде инфракрасных лучей, излучаемых поверхностью тела в направлении окружающих предметов с более низкой температурой (радиация);

§ нагревом воздуха, омывающего поверхность тела (конвекция);

§ испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожи) и слизистых оболочек дыхательных путей;

§ теплопроводностью через одежду;

§ отдачей тепла выдыхаемым воздухом.

Отклонение параметров микроклимата от нормативных значений существенно влияет на здоровье и производительность труда. Высокая температура вызывает интенсивное потоотделение, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов. Следствием этого являются сгущение крови, нарушение водносолевого баланса, изменение желудочной секреции, развитие витаминного дефицита. Высокая температура вызывает учащение дыхания (до 50%), ослабление внимания, ухудшение координации движений, замедление реакции. Длительное воздействие высокой температуры приводит к накоплению тепла в организме, а температура тела может повышаться до 38-40 оС. В результате этого может возникнуть тепловой удар с потерей сознания. Низкая температура может быть причиной охлаждения и переохлаждения организма человека. При охлаждении организма в нем рефлекторно уменьшается теплоотдача и усиливается теплообразование за счет интенсивности окислительных обменных процессов. Компенсация теплопотерь происходит до тех пор, пока запасы энергии не иссякнут. Дрожь тела — это попытка организма за счет микродвижений выработать дополнительное тепло и ускорить движение крови.

Гигиеническое нормирование микроклимата

Нормы параметров микроклимата установлены СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”, в которых представлены оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата в рабочей зоне производственных помещений в теплый, холодный и переходный периоды года для работ различных категорий тяжести — легкой, средней и тяжелой. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше 10оС, холодный (переходный) период года — меньше или равной 10оС.

Оптимальные микроклиматические условия

Оптимальные микроклиматические условия — это сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия

Допустимые микроклиматические условия — это сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать напряжение механизмов терморегуляции, не выходящее за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, но наблюдаются быстро нормализующиеся дискомфортные теплоощущения.

Согласно нормам оптимальная относительная влажность не зависит от времени года и категории тяжести работ и составляет 40-60%.

Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры — обычными системами вентиляции и отопления.