У всьому світі відкрито, здобуто, синтезовано кілька мільйонів хімічних речовин і сполук. Більшість із них тією чи іншою мірою використовується у промисловості, сільському господарстві, медицині та у побуті. Збільшення необхідних або мимовільних контактів людини з хімічними речовинами може негативно впливати на її здоров'я, викликаючи отруєння.
Теоретично отруєння можливе будь-якою фізіологічно активною речовиною, але на практиці частіше спостерігається отруєння найбільш розповсюдженими в побуті речовинами, а їх кількість сягає п'ятсот найменувань.
Токсикологія (від гр. токсикон — отрута, логос — вчення) — наука, що вивчає отруйні речовини та викликані ними отруєння організму.
Токсикологія вивчає фізичні і хімічні властивості отрут, шляхи їх введення і дії на організм, розробляє методи якісного та кількісного визначення отрути в організмі чи навколишньому середовищі, питання лікування і профілактики отруєнь.
Сфери застосування хімічних речовин дуже різноманітні, а знання вже настільки широкі, що загальна токсикологія поділена на окремі галузі.
Виробнича токсикологія пов'язана з вивченням хімічних речовин у промисловості, сільському господарстві і їх впливом на навколишнє середовище.
Військова токсикологія вивчає дію бойових отруйних речовин у бойовій обстановці та застосування інших хімічних речовин у військах.
Харчова токсикологія займається харчовими отруєннями.
Під отруєнням розуміють розлад здоров 'я або смерть людини, що викликані отрутою, яка потрапила до організму.
Не всяка хімічна речовина, введена до організму, є отрутою. Наприклад, кухонна сіль, без якої не готується майже жодна страва, при вживанні одночасно великої кількості призводить до тяжкого розладу водно-сольового обміну, що може закінчитися навіть смертю.
Отрутою прийнято вважати речовину, яка, будучи введеною в організм із зовні, у невеликій кількості, діючи хімічно чи фізико-хімічно, за певних умов викликає розлад здоров 'я чи смерть.
Із визначення поняття отрути очевидно, що нею не можуть бути токсичні речовини, які утворюються в організмі, внаслідок порушення внутрішньоорганного чи клітинного обміну, хімічні речовини, яких для розладу здоров'я потрібно прийняти велику кількість, хвороботворні агенти та інші.
Умови дії отрути
НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ
У природі не існує таких хімічних речовин чи токсинів, які б, потрапивши до організму, при будь-яких умовах діяли як отрута. Тому і сам термін «отрута» можна вважати умовним. Наприклад, слабка хлористоводнева (соляна) кислота виробляється у шлунку спеціальними залозами і сприяє перетравлюванню та засвоюванню страв, а 5—10 г тієї самої, але концентрованої кислоти, введеної у шлунок, достатньо для того, щоб викликати отруєння зі смертельним кінцем. Практично всі лікарські препарати, прийняті у великих дозах, або коли їх концентрація зросте до певного рівня, можуть стати отруйними.
Токсична дія хімічної речовини на організм залежить від деяких умов, які характеризують отруту та організм,
З боку отрути — це:
— хімічна структура;
— фізичний (агрегатний) стан;
— доза;
— концентрація;
— розчинність у воді чи жирах;
— шляхи введення;
— супутні речовини, що вводилися до організму разом з отрутою;
— умови та термін зберігання отрути до застосування. З боку організму — це:
— вік людини;
— стан здоров'я;
— маса тіла;
— звикання до конкретної хімічної речовини;
— у деяких випадках — статева належність.
Звісною мірою на дію отрути впливає і навколишнє середовище.
Щоб отрута почала діяти, вона повинна бути введена до організму і розчинитися у його середовищах — воді чи жирах.
Якщо ж речовина не розчинна у цих середовищах, вона не може справити на людину токсичної дії.
Якраз через це не розчинний у рідинах організму сірчанокислий барій застосовується як контрастна речовина при рентгенівському дослідженні травного тракту, тоді як розчинні солі — вуглекислий та хлористий барій, потрапивши до організму, можуть викликати отруєння.
Має значення і початковий агрегатний стан отрути; тверда маса, рідина чи газ. Відомо, що газоподібна та рідка речовини діють значно швидше й ефективніше за тверду.
Шляхи потрапляння
ОТРУТИ В ОРГАНІЗМ
Перш ніж почати діяти на організм у цілому чи вибірково на системи та органи, отрута повинна потрапити у кров. Найшвидше й ефективніше діє речовина, яка безпосередньо введена в кров (внутрішньовенно). На другому місці — внутрішньом'я-зове введення та через слизові оболонки дихальних шляхів (для паро- й газоподібних речовин) і травного тракту. Причому введенням отрути через пряму кишку досягається швидким проникнення її у кров обминаючи печінку, де відбувається нейтралізація і відфільтрування шкідливих речовин. Звісно, що результат дії однакової дози отрути буде сильнішим і швидшим при введенні
через пряму кишку, ніж через шлунок. Обминає печінку і частина отрути, що всмокталася безпосередньо у роті. Якість і швидкість всмоктування зі шлунка великою мірою залежить від його вмісту. Дуже швидко отрута всмоктується з порожнього шлунка, особливо, якщо на його слизовій оболонці є виразки. Навпаки, велика кількість їжі викликає відносно повільне всмоктування отрути, крім того, подразнення слизової оболонки отрутою при переповненому шлунку дуже часто викликає блювоту з виведенням більшої кількості, а то й усієї хімічної речовини, що ще не всмокталася у кров.
З інших слизових оболонок істотне значення може мати оболонка носа, через яку вводиться, шляхом втягування через ніздрі, наркотична речовина — кокаїн, та слизові оболонки жіночих статевих органів — при введенні засобів з метою переривання вагітності. Через неушкоджену шкіру також всмоктуються деякі речовини: фенол, йодоформ, сулема, тетраетилсвинець, гідразин та інші отрути. Це, звичайно, нещасні випадки. Характер токсичної дії в таких випадках обумовлює не тільки хімічна структура отруйної речовини, а й площа контакту.
Мають значення також речовини, що потрапили до організму разом з отрутою.
Велика кількість рідини, прийнята разом з алкоголем, значно знижує його концентрацію і уповільнює всмоктування. Білки, що містяться у стравах, адсорбують солі важких металів. Міцний чай і кава послаблюють дію таких алкалоїдів, як стрихнін, атропін, морфін, бо дубильні речовини утворюють з ними солі, що погано всмоктуються зі шлунку і кишок. Кисла реакція шлунка сприяє швидкому всмоктуванню ціанідів, а молоко та інші страви, що містять у своєму складі жири, прискорюють отруєння речовинами, які містять фосфор, тощо.
Термін і умови зберігання
Термін і умови зберігання обумовлюють гарантії очікуваної дії хімічних речовин. Так, більшість ліків потребує дотримання вказаних умов. На упаковці завжди вказується кінцевий термін зберігання. Більшість таблетованих форм розкладається під дією вологи та ультрафіолетових променів і тому вони випускаються у непроникних для них упаковках, а настої, відвари й інші форми рекомендується зберігати у прохолодних місцях.
ДОЗИ І КОНЦЕНТРАЦІЯ
Речовина може діяти тільки тоді, коли вона потрапила до організму у певній кількості (дозі). Якщо кількість речовини досить мала, вона не справляє на організм помітного впливу — така доза зветься індиферентною. Мінімальна доза, яка викликає отруєння організму, буде токсичною, а така, що викликає смерть, — летальною. Між індиферентною і токсичною дозами, стосовно лікарських речовин, розміщуються лікувальні дози (разова, добова, курсова — окремо для дорослих та дітей). Коли говорять про дозу, мова не йде про якусь сталу величину, скажімо, 0,5 г. Бо така доза кухонної солі для організму буде індиферентною, але вона буде лікувальною для аспірину, анальгіну тощо, токсичною — для кокаїну і смертельною — для морфіну. З цього видно, що величина дози обумовлена, в першу чергу, хімічною природою речовини. Токсична дія речовини зростає не пропорційно зростанню дози. Частіше токсичність отрути зростає швидше, ніж дає збільшення дози. Наприклад, підвищення дози у два рази може підвищити токсичність у 10, а то й у 20 разів. Вважають, що це явище обумовлене різким падінням опірності клітин при насиченні органа отрутою.
Як уже зазначалося, для отруєння більше значення має не абсолютна доза прийнятої отрути, а її концентрація в організмі, що перебуває у прямій залежності від маси тіла. Отже, одна і та сама доза речовини для людини масою 100 кг буде лікувальною, а для такої, що має масу 50 кг, може бути токсичною.
Поряд з характеристиками отруйної речовини для її дії неабияке значення має і організм, до якого отрута потрапляє.
Відомо, що люди, які страждають на хронічні захворювання серцево-судинної, дихальної систем, крові, а особливо на захворювання печінки і нирок, переносять однакову концентрацію отрути значно гірше за фізично здорових суб'єктів. Хвороби печінки тягнуть за собою зниження її дезінтоксикаційної функції, а захворювання нирок уповільнює виведення отрути з організму аж до повного його припинення. Внаслідок цього навіть препарати, що призначені з метою лікування, накопичуються в організмі і можуть викликати отруєння. Важливе значення на перебіг отруєння справляє і стан центральної нервової системи. Температура тіла в клініці отруєння також відіграє важливу роль. Наприклад, отрути, що діють на нервову систему, підсилюють свій вплив при зниженні температури тіла. Препарати наперстянки значно знижують свій ефект на серце при підвищенні температури тіла, бо такі препарати блокують центри блукаючого нерва.
Старі люди страждають більше за людей молодих і середнього віку, бо в них спостерігаються вікові порушення з боку всіх систем і органів. Малі діти також значно гірше переносять отруєння, особливо алкоголем і наркотиками, а от до стрихніну, хініну і солей йоду вони менш чутливі.
ШЛЯХИ ВИВЕДЕННЯ ОТРУТИ З ОРГАНІЗМУ
Отрути чи їх метаболіти виводяться з організму головним чином нирками, легенями, через кишечник і в значно меншій мірі іншими шляхами.
Нирками виводяться всі водорозчинні і не леткі отрути.
Легенями виводяться газоподібні і леткі речовини або леткі метаболіти інших отрут (етиловий спирт, фенол, хлороформ, ефір та інші).
Через слизову оболонку шлунка виділяється більшість алкалоїдів, йод, метиловий спирт.
Через слизову оболонку кишечнику виділяються солі важких металів.
Печінкою виводяться ефірні олії, наркотичні речовини тощо.
Деяка кількість отрути виводиться слинними, слізними, молочними, потовими залозами. Зокрема, солі важких металів, наркотичні сполуки.
Виводячись через вказані органи і системи організму, токсичні речовини спричиняють їх зміни, іноді — досить значні. Ці зміни тягнуть за собою тяжкі розлади здоров'я постраждалої людини.
Класифікація отрут і отруєнь
Незважаючи на те, що отруєння вивчаються вже протягом кількох століть, загальновизнаної класифікації їх ще й досі не існує. Медиків у найбільшій мірі задовольняє класифікація, що відображає дію отрути на організм. За цією класифікацією всі отрути можна розподілити на ті, що діють переважно у місці їх контакту з організмом (корозійні отрути), та ті, які переважно починають діяти після всмоктування у кров (резорбтивні отрути).
3. Інші корозійні отрути— перманганат калію, перекис вод ню та ін.
II. Група резорбтивних отрутбільш об'ємна. В ній прийнято виділяти три підгрупи: кров'яні, деструктивні та функціональні отрути,
1. Кров'яні отрути.До них відносяться окис вуглецю (чадний газ), бертолетова сіль, анілін, нітроанілін, нітробензол, дінітробе- нзол, окис азоту та інші. Отрути крові зв'язують гемоглобін, утворюючи карбоксигемоглобін та метгемоглобін, сполуки, які є досить стійкими. Крім того, від дії цих отрут частково руйнують ся еритроцити. До отрут крові слід віднести ще такі, що ведуть до гемолізу еритроцитів — миш'яковий водень, отрута гриба блідої поганки— аманітгемолізин. Щоправда, остання має зна чення лише при уживанні сирих, солоних, маринованих грибів, бо під час нагрівання вище 70 °С ця отрута розкладається на не- токсичні похідні.
2. Деструктивні отрути— речовини, які, потрапляючи до ор ганізму, викликають некротичні та дистрофічні зміни внутрішніх органів, в основному таких, як печінка, нирки, серце, головний мозок. До цих отрут належать:
а) солі важких металів (ртуті, свинцю, цинку, миш'яку);
б) сполуки неметалів (фосфор);
в) інші деструктивні отрути (фторид натрію, сполуки міді тощо). Деструкцію паренхіматозних органів викликають також деякі
в) діючі на периферійну нервову систему (кураре, боту лото к- син та ін.).
3.3. Хімічні речовини, що переважно впливають на серцево-су динну систему(серцеві глікозиди, антиарит-мічні, спазмолітичні).
3.4. Хімічні речовини, які переважно діють на матку(естро гени, ерготамін).
Звичайно, більшість функціональних отрут викликає порушення діяльності всіх органів і тканин, тому така класифікація досить умовна.
Клінічний перебіг отруєнь
Отруєння можуть розвиватися і протікати у різні проміжки часу: гостро — від кількох хвилин до кількох днів; хронічно — від кількох тижнів до місяців і навіть років; та підгостро.
Гостріотруєння мають місце, коли отрута досить сильна, діє одноразово, короткочасно. Серед гострих виділяють окремо так звану блискавичну форму отруєння, перебіг якої обмежується кількома хвилинами. Це спостерігається при дії бойових отруйних речовинах (синильної кислоти, фенолу та деяких інших). Діагностика блискавичних форм досить складна, бо стадії клінічного перебігу нашаровуються одна на одну. Гостре отруєння більшістю речовин протікає протягом кількох діб і стадії його розпізнаються досить чітко.
Хронічніформи отруєння спостерігаються, коли діюча отрута невеликими дозами надходить до організму протягом кількох тижнів, місяців і навіть років, наприклад, солі свинцю у поліграфії. В міру того, як отрута накопичується в організмі, повільно розвиваються і хворобливі зміни.
Підгострі отруєння мають місце при одноразовому надходженні до організму отрути, яка всмоктується поступово, повільно і через це викликає розлад здоров'я, який триває досить довго. Найчастіше така форма буває при отруєнні вісмутом, сулемою, бертолетовою сіллю та іншими речовинами.
У перебігу отруєння можна виділити ті ж самі стадії, що і при захворюванні. Особливо типовими у цьому відношенні є інфекційні хвороби.
Виділяють такі стадії отруєння:
а) прихована стадія — від введення отрути в організм до пер ших симптомів;
б) продромальна — початкові нетипові та неясні симптоми;
в) стадія нарощування — характеризується підсиленням ти пових ознак та з'явленням нових;
г) стадія вищого розвитку — коли всі ознаки досягають най більшої сили;
ґ) стадія розв 'язання — зниження дії отрут, яке відбувається або швидко, або повільно;
д) стадія одужання — повернення до нормального стану;
є) заключна стадія, або повне повернення до стану здоров'я, або перехід у хронічну форму, за якою проявляється метотоксич-на дія отрути. Іноді відбувається перехід до інвалідності.
Смерть зазвичай настає або на стадії нарощування, чи найвищого розвитку або, рідше, у більш пізній стадії— від будь-яких ускладнень.
Походження отруєнь
За походженням розрізнюють виробничі та побутові отруєння.
Виробничі отруєння трапляються у випадках порушення техніки безпеки праці або, частіше, у випадках аварій на хімічних підприємствах чи в лабораторіях.
Побутові отруєння, в свою чергу, поділяються на випадкові та навмисні.
Випадкові побутові отруєння найчастіше мають місце при недбалому зберіганні ліків чи інших отруйних речовин, які застосовуються у побуті, городництві або садівництві. Найчастіше страждають малі діти або дорослі, які перебувають у нетверезому стані. Щоправда, іноді дорослі тверезі люди випадково вживають отруту, переплутавши її з іншими речовинами.
Мав місце випадок, коли один господар, готуючись до обприскування саду, в одну пластикову літрову ємкість налив інсектициду Бі-58 (рогор), а в іншу, таку ж саму, — питної води. У процесі роботи він випадково, замість води, відпив невеликий ковток рогору. Зрозумівши свою помилку, постраждалий намагався самостійно промити шлунок, викликав блювоту, але через кілька годин настала смерть.
«Медичні» отруєння— це такі, що викликали розлад здоров'я чи смерть внаслідок застосування отрути замість лікарського препарату або коли не зроблена попередня проба на чутливість організму до конкретних ліків.
Як приклад, можна навести випадок, що мав місце у районній лікарні, коли чотирирічній дівчинці з приводу перелому плечової кістки була накладена пов'язка, де замість гіпсу застосували хлорне вапно. На скарги дитини на сильний пекучий біль у руці медичні працівники не звернули увагу, пояснюючи батькам біль та збудження переломом кістки. Лише через 12 годин попутним транспортом дитина була доставлена до обласної клінічної дитячої лікарні, де, нарешті, встановили помилку і зняли пов'язку, але на четверту добу дівчинка померла від деструкційної пневмонії. Відомо, що хлорне вапно, замочене у воді, має властивість всмоктуватися через неушкоджену шкіру. У процесі токсикокінетики хлорного вапна в організмі відділяється вільний хлор, який виводиться через легені, ушкоджуючи їх тканину. Під час досудового слідства було встановлено, що в аптеці, де хлорне вапно розфасовувалося у пакети, воно випадково було вміщене до паперового пакету з написом «гіпс». Медична сестра, що безпосередньо накладала пов'язку, звернула увагу на запах хлору від мокрого «гіпсу», але не надала цьому належного значення. Всі винні медичні працівники були притягнуті до кримінальної або дисциплінарної відповідальності.
Отруєння окремими хімічними речовинами та сполуками