Хімічні речовини та шляхи їх попадання в організм людини

Можливість надходження речовини через легені визначається насамперед її агрегатним станом (пара, газ, аерозоль). Цей шлях проникнення виробничих отрут в організм є основним і найбільш небезпечним, оскільки поверхня легеневих альвеол займає значну площу (100—120 м²), а кровопотік у легенях досить інтенсивний.

Швидкість усмоктування хімічних речовин у кров залежить від їх агрегатного стану, розчинності у воді і біосередовищах, парціаль­ного тиску в альвеолярному повітрі, величини легеневої вентиляції, кровопотоку в легенях, стану легеневої тканини (наявність запаль­них вогнищ, транссудатів, ексудатів), характеру хімічної взаємодії з біосубстратами дихальної системи.

Надходження у кров летких хімічних речовин (газів і парів) підпо­рядковано певним закономірностям. По-різному усмоктуються не-реагуючі і реагуючі газо- і пароподібні речовини. Усмоктування нереагуючих газів і парів (вуглеводні жирного й ароматичного рядів та їх похідні) здійснюється у легенях за принципом простої ди­фузії у напрямі зниження градієнта концентрації.

Для нереагуючих газів (парів) коефіцієнт розподілу є величиною постійною. За його значенням можна судити про небезпеку виник­нення тяжкого отруєння. Пари бензину (К = 2,1), наприклад, при великих концентраціях здатні викликати миттєве гостре і навіть смертельне отруєння. Пари ацетону, які мають високий коефіцієнт розподілу (К = 400), не можуть викликати гострого, тим більше смертельного отруєння, оскільки ацетон, на відміну від бензину, на­сичує кров повільніше, при виникненні симптомів інтоксикацію легко відвернути.

При вдиханні реагуючих газів насичення тканин організму не настає через їх швидке хімічне перетворення; чим швидше прохо-

дять процеси біотрансформації отрут, тим менше вони нагромаджу­ються у вигляді Вихідних продуктів. Сорбція реагуючих газів і парів відбувається з постійною швидкістю. Процент сорбованої речовини знаходиться у прямій залежності від об'єму дихання. Внаслідок цього небезпека гострого отруєння тим значніша, чим довше люди­на знаходиться у забрудненій атмосфері; розвитку інтоксикації може сприяти фізична робота, яка виконується в умовах нагрівного мікро­клімату.

Точка прикладення дії реагуючих газів і парів може бути різною. Деякі з них (хлороводень, аміак, оксид сірки (IV)), які добре розчи­няються у воді, сорбуються переважно у верхніх дихальних шля­хах. Речовини (хлор, оксид азоту (IV)), які гірше розчиняються у воді, проникають в альвеоли і сорбуються в основному там.

Механізм усмоктування хімічних речовин через шкіру склад­ний. Можливе їх пряме (трансепідермальне) проникнення через епідерміс, волосяні фолікули і сальні залози, протоки потових за­лоз. Різні ділянки шкіри мають неоднакову здатність до всмокту­вання виробничих отрут; більш придатна для проникнення токсич­них агентів шкіра на медіальній поверхні стегон і рук, у паховій ділянці, статевих органів, грудей і живота.

На першому етапі токсичний агент проходить через епідерміс — ліпопротеїновий бар'єр, проникний лише для газів і жиророзчин­них органічних речовин. На другому етапі речовина потрапляє з дерми у кров. Цей бар'єр доступний для сполук, добре або частково розчинних у воді (крові). Так, через шкіру проникають ті речовини, які поряд з доброю жиророзчинністю водорозчинні. Небезпека шкірно-резорбтивної дії значно зростає, якщо вказані фізико-хімічні властивості отрути поєднуються з високою токсичністю.

До виробничих отрут, здатних викликати інтоксикацію у разі проникнення через шкіру, відносять ароматичні аміно- і нітроспо­луки, фосфорорганічні інсектициди, хлоровані вуглеводні, металоор­ганічні сполуки, тобто сполуки, яким не властива дисоціація на іони (неелектроліти). Електроліти через шкіру не проникають; вони за­тримуються, як правило, у роговому або блискучому шарі епідермі­су. Виняток становлять важкі метали (свинець, олово, мідь, миш'як, вісмут, ртуть, сурма) та їх солі. З'єднуючись з жирними кислотами і шкірним салом на поверхні або всередині рогового шару епідермі­су, вони утворюють жиророзчинні солі, здатні долати епідермаль­ний бар'єр.

Через шкіру проникають не тільки рідкі речовини, що забрудню­ють її, а й леткі газо- і пароподібні неелектроліти. Відносно них шкіра є інертною мембраною, через яку вони проникають за допомогою дифузій. Із збільшенням жиророзчинності проникаюча здатність легких неелектролітів зростає.

Усмоктування токсичних речовин з травного каналу у більшості випадків носить вибірний характер, оскільки різні його відділи ма­ють свою особисту будову, іннервацію, хімічне середовище і фер­ментний склад.

Деякі токсичні речовини (всі жиророзчинні сполуки, феноли, де­які солі, особливо ціаніди) всмоктуються вже у порожнині рота. При цьому токсичність речовин збільшується за рахунок того, що вони не піддаються дії шлункового соку і, минаючи печінку, не зне­шкоджуються у ній.

Із шлунка всмоктуються всі жиророзчинні речовини і неіонізо-вані молекули органічних речовин за допомогою простої дифузії. Через пори клітинної мембрани шлункового епітелію можливе про­никнення речовин фільтрацією. Багато отрут, у тому числі сполуки свинцю, у шлунковому вмісті розчиняються краще, ніж у воді, тому краще й усмоктуються. Деякі хімічні речовини, потрапивши у шлу­нок, повністю втрачають токсичність або вона значно зменшується через інактивацію шлунковим вмістом. Так, отрута кураре, тетану­су, змій і комах, бактеріальні токсини, потрапляючи всередину через травний канал, практично нешкідливі.

На характер і швидкість всмоктування суттєво впливають ступінь наповнення шлунка, розчинність у шлунковому вмісті і його рН. Речовини, прийняті натщесерце, всмоктуються, як правило, інтен­сивніше.

Усмоктування токсичних речовин з травного каналу відбувається в основному у тонкій кишці. Жиророзчинні речовини добре всмок­туються за допомогою дифузії. Ліпофільні сполуки швидко проника­ють у стінку кишок, однак порівняно повільно всмоктуються у кров. Для швидкого всмоктування речовина має добре розчинюватись у ліпоїдах і воді. Розчинність у воді сприяє всмоктуванню отрути із стінки кишки у кров. Швидкість всмоктування хімічних речовин залежить від ступеня іонізації молекули. Кислі речовини всмокту­ються за умови, що їх негативний логарифм константи іонізації (рКа) перевищує 3, лужні — до 8, тобто погано всмоктуються речовини, які у слабокислому або слаболужному середовищі знаходяться в іонізо-

ваному стані. Сильні кислоти та луги всмоктуються повільно через утворення комплексів з кишковим слизом. Речовини, близькі за бу­довою до природних сполук, усмоктуються через слизову оболонку активним транспортом, який забезпечує надходження поживних ре­човин.