Вредное воздействие нитратов на организм человека.
Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 70-х годах, когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, при их чрезмерной подкормке аммиачной селитрой (1).
В мировой науке о нитратах знали уже гараздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельско-хозяйственных животных :
1. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. Врезультате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и востановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.
3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:
· синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;
· тошнота, рвота, боли в животе;
· понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;
· головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;
· одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
· при выраженном отравлении - смерть.
4. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие горманов, а через них влияют на все виды обмена веществ.
5. У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин - снижение потенции.
6. При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.
7. Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.
8. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровеное давление.
При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.
1.22 Тяжелые металлы: Кадмий (латинское Cadmium, обозначается символом Cd) — элемент с атомным номером 48 и атомной массой 112,411. Является элементом побочной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева. При нормальных условиях простое вещество кадмий — тяжелый (плотность 8,65 г/см3) мягкий ковкий тягучий переходный металл серебристо-белого цвета.
Природный кадмий состоит из восьми изотопов, шесть из которых стабильны: 106Cd (изотопная распространённость 1,22 %), 108Cd (0,88 %), 110Cd (12,39 %), 111Cd (12,75 %), 112Cd (24,07 %), 114Cd (28,85 %). Для двух других природных изотопов обнаружена слабая радиоактивность: 113Cd (изотопная распространённость 12,22 %, -распад с периодом полураспада 7,71015 лет) и 116Cd (изотопная распространённость 7,49 %, двойной -распад с периодом полураспада 3,01019 лет).
Сорок восьмой элемент периодической системы был открыт немецким профессором Фридрихом Штромейером в 1817 году, это открытие можно назвать случайным. Дело в том, что провизоры Магдебурга при изучении препаратов, содержащих оксид цинка ZnO, заподозрили в них присутствие мышьяка. Так как окись цинка входит в состав многих мазей, присыпок и эмульсий, применяемых при различных кожных болезнях, проверяющие категорически запретили продажу всех подозрительных лекарств. Естественно, что производитель лекарственных препаратов, отстаивая свои интересы, потребовал независимой экспертизы. В роли эксперта выступил Штромейер. Он выделил из ZnO коричнево-бурый оксид, восстановил его водородом и получил серебристо-белый металл, который был им назван «кадмием» (от греч. kadmeia — нечистый оксид цинка, также цинковая руда). Независимо от профессора Штромейера кадмий был обнаружен в силезских цинковых рудах группой немецких ученых — К. Германом, К. Карстеном и В. Мейснером в 1818 году.
Кадмий хорошо поглощает медленные нейтроны, по этой причине кадмиевые стержни применяют в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах, входит как компонент в некоторые сплавы. Так, например, сплавы меди, содержащие порядка 1 % Cd (кадмиевые бронзы), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как эти сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Ряд легкоплавких сплавов, например, применяющиеся в автоматических огнетушителях, содержат сорок восьмой элемент. Кроме того, кадмий входит в состав некоторых ювелирных сплавов. Этот металл применяется для кадмирования стальных изделий, ведь он несет на своей поверхности оксидную пленку, обладающую защитным действием. Дело в том, что в морской воде и в ряде других сред кадмирование более эффективно, чем цинкование. Кадмий имеет долгую историю использования в гомеопатической медицине. Широкое применение нашли и соединения сорок восьмого элемента — сульфид кадмия применяется для изготовления желтой краски и цветных стекол, а фтороборат кадмия — важный флюс, применяемый для пайки алюминия и других металлов.
Кадмий обнаружен в организме всех позвоночных животных, установлено, что он влияет на углеродный обмен, активность ряда ферментов и синтез гиппуровой кислоты в печени. Однако соединения кадмия ядовиты, а сам металл является канцерогеном. Особенно опасно вдыхание паров оксида кадмия CdO, нередки случаи со смертельным исходом. Вредно и проникновение кадмия в желудочно-кишечный тракт, но случаев смертельного отравления не зафиксировано, вероятнее всего это связано с тем, что организм сам стремится избавиться от токсина (рвота).
Биологические свойства
Оказывается, кадмий присутствует практически во всех живых организмах — в наземных содержание сорок восьмого элемента приблизительно равно 0,5 мг на 1 кг массы, в морских организмах (губки, кишечнополостные, иглокожие, черви) — от 0,15 до 3 мг/кг, содержание кадмия в растениях составляет порядка 10-4 % (на сухое вещество). Несмотря на присутствие кадмия в большинстве живых организмов, его специфическое физиологическое значение пока достоверно не установлено. Ученым удалось выяснить, что этот элемент влияет на углеводный обмен, на синтез в печени гиппуровой кислоты, на активность ряда ферментов, а также на обмен в организме цинка, меди, железа и кальция. Существует предположение, обоснованное некоторыми исследованиями, что микроскопические количества кадмия в пище могут стимулировать рост у млекопитающих. По этой причине некоторые ученые причисляют кадмий к условно-эссенциальным микроэлементам, то есть жизненно-важным, но токсичным в определенных дозах. Даже в организме вполне здорового человека содержится небольшое количество кадмия. И все-таки, несмотря на это, кадмий относят к наиболее токсичным тяжелым металлам — Российским СанПиНом он отнесен ко 2-му классу опасности — высокоопасные вещества — куда входят также сурьма, стронций, фенол и другие отравляющие вещества. В бюллетене «Проблемы химической безопасности» от 29 апреля 1999 года кадмий фигурирует как «наиболее опасный экотоксикант на рубеже тысячелетий»!
Как и прочие тяжелые металлы, кадмий является кумулятивным ядом, то есть, он способен накапливаться в организме — период его полувыведения составляет от 10 до 35 лет. Человеческий организм к пятидесяти годам способен накопить от 30 до 50 мг кадмия. Основными «депо отложения» сорок восьмого элемента в человеческом теле являются почки, содержащие от 30 до 60 % суммарного количества этого металла в организме, печень (20—25 %). В меньшей степени накапливать кадмий способны: поджелудочная железа, селезенка, трубчатые кости, другие органы и ткани. В небольших количествах сорок восьмой элемент присутствует даже в крови. Однако, в отличие от свинца или ртути, кадмий не проникает в мозг. По большей части кадмий в организме находится в связанном состоянии — в комплексе с белком-металлотионеином — это своеобразный защитный механизм, реакция организма на присутствие тяжелого металла. В таком виде кадмий менее токсичен, однако, даже в связанном виде он не становится безвредным — накапливаясь годами этот металл способен привести к нарушению работы почек и повышенной вероятности образования почечных камней. Намного опаснее кадмий, находящийся в ионной форме, ведь он химически весьма близок к цинку и способен замещать его в биохимических реакциях, выступая в качестве псевдоактиватора или, наоборот, ингибитора содержащих цинк белков и ферментов. Кадмий связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их, изменяет активность многих гормонов и ферментов, что объясняется его способностью связывать сульфгидрильные (-SH) группы. Кроме того, сорок восьмой элемент, в связи с близостью ионных радиусов кальция и кадмия, способен замещать кальций в костной ткани. Такая же ситуация с железом, которое кадмий также способен замещать. По этой причине недостаток кальция, цинка и железа в организме способен привести к повышению усвояемости кадмия из желудочно-кишечного тракта до 15—20 %. Считается, что безвредной суточной дозой кадмия для взрослого человека является 1 мкг кадмия на 1 кг собственного веса, большие количества кадмия чрезвычайно опасны для здоровья.
Каковы же механизмы поступления кадмия и его соединений в организм? Отравление происходит при употреблении воды (ПДК для питьевой воды составляет 0,01 мг/л), загрязненной кадмиесодержащими отходами, а также при употреблении в пищу овощей и зерновых, произрастающих на землях, расположенных вблизи от нефтеперегонных заводов и металлургических предприятий. Особо опасно употребление грибов с таких территорий, так как они, по некоторым сведениям, способны накапливать более 100 мг кадмия на кг собственного веса. Курение — еще один источник поступления кадмия в организм, причем, как самого курящего, так и окружающих его людей, ведь металл находится в табачном дыме. Характерными признаками хронического отравления кадмием являются, как говорилось ранее, поражения почек, боли в мышцах, разрушение костной ткани, анемия. Острое пищевое отравление кадмием наступает при поступлении больших разовых доз с пищей (15—30 мг) или с водой (13—15 мг). При этом наблюдаются признаки острого гастроэнтерита — рвота, боли и судороги в эпигастральной области, однако случаи смертельного отравления соединениями кадмия, попавшими в организм с пищей, науке неизвестны, но по оценкам ВОЗ летальная разовая доза может составлять 350—3500 мг. Гораздо опаснее отравление кадмием при вдыхании его паров (CdO) или кадмийсодержащей пыли (как правило, это происходит на связанных с использованием кадмия производствах). Симптомами подобного отравления являются отек легких, головная боль, тошнота или рвота, озноб, слабость и диарея. В результате таких отравлений были зафиксированы смертельные случаи.
Противоядием при отравлении кадмием является селен, который способствует снижению усвояемости сорок восьмого элемента. Однако требуется сбалансированный прием селена, связано это с тем, что избыток его в организме приводит к снижению содержания серы, а это обязательно приведет к тому, что кадмий вновь станет легко усваиваться организмом.
1,23 Фосфорорганические пестициды -органические производные фосфорных кислот из группы пестицидов; применяются для борьбы с вредителями и болезнями растений, эктопаразитами домашних животных (паразитируют на теле), синантропными насекомыми и клещами (, с сорными растениями, в качестве бактерицидов и регуляторов роста растений. Мало стабильны в окружающей среде, что исключает возможность их накопления в опасных для живых организмов количествах. Большинство Ф. п. разлагается в объектах окружающей среды, образуя нетоксичные продукты (H3PO4, CO2 и H2O). К недостаткам относится сравнительно высокая токсичность многих Ф. п. для человека и животных, что вызывает необходимость соблюдать меры предосторожности при их использовании.
Фосфорорганические соединения
1. Общая характеристика группы фосфорогранических пестицидов. Токсичность. Пути метаболизма.
. Краткие сведения о свойствах (метафос, хлорофос, карбофос).
. Методы изолирования.
. Анализ экстракта.
Фосфорорганические ядохимикаты
К фосфорорганическим ядохимикатам относят:
) производное фосфорной кислоты - метафос,
) производное дитиофосфорной кислоты карбофос,
) производное фосфоновой кислоты – хлорофос
По токсичности метафос относится к высокотоксичным,
хлорофос и карбофос - ядохимикаты средней токсичности.
Хлорофос и метафос применяют как инсектициды (для уничтожения вредных насекомых), карбофос - инсектицид и акарицид (для борьбы с клещами).
Типы отравлений: острые и хронические.
Пути поступления в организм:
ингаляционно,
перорально,
через кожу.
Причины и источники отравления ФОС:
) доступность ядохимикатов;
) небрежное хранение;
) несоблюдение сроков хранения;
) прием токсикоманами с целью одурманивания.
ФОС - яды центральной и вегетативной нервной системы. Являются блокаторами холинэстэразы, в результате чего ацетилхолин накапливается в большом количестве и нарушает функцию, прежде всего нервной системы, наступает блокада выработки АТФ, нарушается ионный состав в мышечной ткани. ФОС вызывают изменения со стороны дыхания, кровообращения, желез внешней и внутренней секреции. Оказывают отдаленное нейротоксическое действие.
Симптомы отравления ФОС:
В отравлении различают 3 стадии:
) стадия возбуждения (легкая степень отравления).
Идет стимуляция М - холинореактивных систем. Наблюдаются мускариноподобные симптомы: тошнота, рвота, слюно- и слезотечение, брадикардия, бронхоспазм;
) стадия судорог и гиперкинезов (средняя степень отравления).
Наряду с мускариноподобными симптомами наблюдают никотиноподобные: повышение тонуса дыхательной мускулатуры - подергивание мышц языка, лица, всего тела;
) стадия параличей (тяжелая степень отравления).
К вышеперечисленным симптомам добавляются центральные: нарушение психики, изменения речи, тремор, судороги, парезы и параличи. Развивается коматозное состояние, наступает угнетение дыхания и сердечной деятельности.
ФОС способны депонироваться в организме. В связи с выходом из депо состояние пострадавшего периодически ухудшается.
Помощь при отравлении:
при пероральном: обильное питье, лучше с гидрокарбонатом натрия, вызвать рвоту, активированный уголь;
при попадании ФОС на кожу - промыть ее 5%-10% раствором аммиака и 2%-5% раствором хлорамина, затем водой с мылом.
Врачебная помощь: антидотная терапия - холинолитические препараты (атропина сульфат, амизил), реактиваторы холинэстеразы.
Метаболизм происходит по следующим направлениям:
) окисление серы;
) замещение серы на кислород;
) гидролиз с образованием:
метафос - п- нитрофенола;
карбофос - малооксона;
хлорофос - диметилдихлорвинилфосфата;
) конъюгация с глюкуроновой кислотой.
% ФОС выводятся через почки с мочой, 20% через дыхательные пути, остальные через ЖКТ.
По физико-химическим свойствам представляют собой кристаллические вещества; технические препараты - маслянистые жидкости, растворимые в органических растворителях. Легко проникают через кожу, гематоэнцефалический барьер. В щелочной среде легко гидролизуются, при высокой температуре разлагаются с образованием более токсичных соединений.
Метафос
Химически чистый препарат - белое кристаллическое вещество, температура плавления 360С, технический метафос - 20% концентрат эмульсии. Представляет собой густую жидкость от желтого до коричневого цвета со специфическим, неприятным запахом. Хорошо растворим в органических растворителях (спиртах, кетонах), плохо в бензине, петролейном эфире. В воде растворим при 250С 60 мг\л.
Разрушается солнечным светом. В щелочной среде легко гидролизуется до п-нитрофенола. При высокой температуре разлагается с образованием более токсичных соединений.
Форма выпуска: 20% концентрат эмульсий, 2,5% дуст, смачивающий порошок.
Летальная доза 0,2-2,0 г.
Хлорофос
Белый кристаллический порошок с приятным запахом, температура плавления 740С. Технический препарат - загустевшее белое вещество со специфическим запахом.
Хлорофос хорошо растворим в спирте, бензоле, воде, хуже в четыреххлористом углероде. Быстро гидролизуется в щелочных растворах, медленнее в кислых.
Форма выпуска: 75% технический препарат, 7% гранулированный порошок (для борьбы с мухами, паразитами человека и животных).50 для хлорофоса 50-100г.
Карбофос
Чистое вещество - слабо окрашенное в желтый цвет масло со слабым неприятным запахом.
Растворимо в воде при комнатной температуре, хорошо растворимо в спиртах, кетонах, эфирах. При продолжительном нагревании изомеризуется. Медленно гидролизуется водой. При контакте с железом теряет инсектецидные свойства.
Форма выпуска: 30% концентрат эмульсии (для борьбы с тлей, клещами на деревьях, полевых культурах).
Летальная доза карбофоса - 5-10г.
1,24 Гормональные препараты это лекарственные средства, которые содержат гормоны или гормоноиды, которые проявляют фармакологические эффекты подобно гормонам. Их применяют в виде таких препаратов:
экстракты гормонов, полученные с эндокринных желёз забойных животных (адреналин, инсулин);
синтетические гормоны, которые полностью соответствуют структуре естественных и действуют аналогично им;
синтетические соединения, которые не идентичны по химическому строению естественным гормонам, но проявляют выраженное гормональное действие;
фитогормоны — растительные препараты, которые проявляют гормональную активность при введении в организм животных.
В траве паслёна содержатся гормоны, которые вызывают фармакологические эффекты подобно кортизону. В молодой кукурузе содержится куместрол, который проявляет эстрогенное действие у самок животных.
Активность гормональных препаратов определяют биологическими методами на соответствующих органах-мишенях животных и выражают в единицах действия (ЕД) или в международных единицах (МЕ), а синтетических препаратов, которые имеют постоянную активность — в весовых единицах (мг).
Гормоны не имеют видовых особенностей и у всех животных действуют одинаково. На ткани они проявляют специфическое действие, направленное на изменение соответствующих физиологических реакций. Каждый гормон влияет лишь на те органы, которые имеют высокоспецифические рецепторы, с которыми связывается гормон. То есть их действие проявляется на органы-мишени. Так, два близких по химическому строению гормона — окситоцин и вазопрессин, которые образуются в гипофизе, проявляют разное фармакологическое действие. Окситоцин влияет на мышечную ткань матки, а вазопрессин — на мышцы мелких сосудов.
Механизм фармакологического действия гормонов на клеточном уровне заключается в изменении проницаемости клеточных мембран для кальция, или в активизации каталитической активности клеточных ферментов. В первом случае гормон блокирует активность Na+-, K+-АТФазы, что способствует проникновению в цитоплазму клеток ионов кальция, во втором — активизируется циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) клеточных ферментов или его синтез, что способствует проявлению гормонального эффекта.
Стероидные гормоны, проникая в клетку, образуют комплексные соединения с цитоплазматическими рецепторами. Комплекс транспортируется в ядро, где гормон освобождается от рецептора и взаимодействует с ядерным хроматином и через РНК регулирует синтез белка, проявляя гормональный эффект.
Нестероидные гормоны активизируют аденилатциклазу клеточной оболочки и в цитоплазме образуют циклический аденазинмонофосфат (цАМФ), который в свою очередь активизирует протеинокинез и, вызывая синтез белка, проявляет гормональный эффект.
Фармакологическое действие нестероидных гормонов наступает сразу после их применения; стероидных гормонов — через несколько часов или дней, что зависит от скорости синтеза новых белков, которые обеспечивают гормональный эффект.