Экотоксикология: токсичные вещества живых организмов и человек (взаимодействие)

Среди животных и растений, обитающих на Земле, имеется немало видов, которые принято называть ядовитыми. Понятие ядовитости ассоциируется с той потенциальной опасностью, которую несут для человека такие животные, как змеи, пауки, жалоносные насекомые и другие, или такие растения, как белена, дурман.

При оценке потенциальной опасности экотоксикантов особое место занимает анализ путей поступления химических веществ в организм. При определении приоритетных путей поступления токсичных веществ в организм оцениваются вероятность накопления вещества в организме и развитие токсического эффекта. ингаляционный вдыхание газов, аэрозолей и твёрдых частиц алиментарный поступление токсичных компонентов вместе с водой и пищевыми продуктами резорбтивный проникновение токсичных соединений через кожу и слизистые Основными путями поступления экотоксикантов в организм являются:

Механизмы, посредством которых экополлютанты могут вызывать неблагоприятные эффекты в биогеоценозах, многочисленны и в каждом конкретном случае уникальны. Выделяют:

Формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящих к её повреждению или гибели называется токсическим процессом. Токсические процессы дифференцируют на пороговые и беспороговые. ПОРОГОВЫЙ При действии веществ в дозах ниже определённых уровней токсический процесс не развивается; при достижении определённой дозы процесс развивается непременно. БЕСПОРОГОВЫЙ Вероятность формирования токсического эффекта сохраняется при действии на организм даже одной молекулы токсиканта. Вместе с тем у отдельных организмов токсический процесс может и не развиться, несмотря на значительное увеличение дозы вещества.

ПЕРВИЧНО-ЯДОВИТЫЕ ЖИВОТНЫЕ различаются по способам выработки яда и его применения Активно-ядовитые животные Пассивно-ядовитые животные представляют опасность только при попадании в пищеварительный канал. Различаются постоянством ядовитости. Вооруженные имеют специализированный ядовитый аппарат, снабженный ранящим устройством Невооруженные ядовитые аппараты которых лишены ранящего приспособления

При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретает их путь введения в организм. Белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью вооруженного ядовитого аппарата парентерально, т.е. вводятся минуя желудочно-кишечный тракт, так как многие из них разрушаются ферментами пищеварительного тракта. Токсины небелковой природы эффективны и при поступлении внутрь (токсические алкалоиды амфибий, токсины некоторых рыб, моллюсков). Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, например жук-бомбардир. Эффективность такого воздействия зависит во многом от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсического вещества.

Скорость проникновения яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта. Большинство зоотоксинов подвергается в организме биотрансформации, т.е. обезвреживанию (детоксикации) ядов в результате метаболизма. Биотрансформация в определенной степени обусловливает биологическую устойчивость ряда животных к зоотоксинам. При детоксикации и выведении зоотоксинов из организма основная нагрузка приходится на печень и почки – отсюда широкая распространенность поражения этих органов при отравлении. Частично зоотоксины могут выводиться и другими путями, например через кожу или с молоком кормящей матери. Наиболее эффективным средством борьбы с отравлениями зоотоксинами является применение противоядных сывороток.

Фитотоксины Амигдалин, гликозид, открытый вначале в горьком миндале, а затем в ядрах косточек вишен, персиков, абрикосов и других семействах розоцветных, в кислой среде желудка расщепляется на виноградный сахар, бензойный альдегид и синильную кислоту. Употребление в пищу 100 г ядрышек косточек, например, абрикоса соответствует приему во внутрь 1 г амигдалина, что может оказаться смертельным для человека.

Фитотоксины Папаверин, содержащийся в опиуме мака, по действию близок к морфину и кодеину. Значительно токсичнее папаверина лауданозин, который также содержится в опиуме мака, он вызывает столбняк. В настоящее время появилось такое понятие как биотерроризм.

По классам токсичности фитотоксины располагаются так: I класс токсичности (чрезвычайно опасные вещества). К этому классу отнесены токсальбумины. II класс (высокотоксичные вещества) К этому классу отнесены алкалоиды (кокоин, никотин, анабазин). III класс (умеренно опасные вещества). К этому классу относятся гликозиды. IV класс (малотоксичные вещества) – эфирные масла. Прозрачные желтые жидкости, за исключением масла ромашки, которое синего цвета, не растворимы в воде.

Микотоксины Наиболее токсичными являются афлатоксины плесневых грибов. Они вызывают заболевания животных и человека, плодов и повреждают различные корма. Самым токсичным из ядов названных грибов является афлатоксин-В и его производное афлатоксин-М1, который образуется в организме коров и других жвачных животных при окислении афлатоксин-В и легко проникает в молоко. Многие высшие грибы вырабатывают ядовитые циклопептиды, сильно действующими из которых являются токсины бледной поганки: фаллоидин и L-аманитин и их производные, а также токсины мухомора – мускорин и мусказон.

альготоксины В число сине-зеленых водорослей входят анатоксин, цианобактерин, свободные радикалы и др., являющиеся по своему действию нервно-паралитическими, гематотоксическими и дыхательными ядами. Временное употребление воды и рыбы из водоемов, «цветущих» этими водорослями, вызывает у человека аллергию, желудочно-кишечные заболевания, а длительное употребление – гаффскую болезнь, которая начинается с поражения нервной системы, печени, почек, мышц, органов кроветворения, кровоизлиянием в ткани и органы и заканчивается состоянием, напоминающем паралич. Смертность людей на планете от гаффской болезни составляет 1-2% от общей смертности.

Токсины патогенных бактерий Токсины патогенных бактерий являются экзотоксинами. Они характеризуются строгой специфичностью. Так, тетанические токсины вызывают столбняк, ботулинические – ботулизм, дифтерийный токсин – дифтерию и т.д. Исходя из этого, токсины патогенных бактерий условно разделяются на следующие группы: 1. Антибактериальные токсины - подавляют (бактериостатическое действие) либо убивают другие бактерии; 2. Противоопухолевые токсины - задерживают деление злокачественных клеток; 3. Противогрибковые токсины - подавляют рост грибов. Прижизненные и посмертные токсины патогенных бактерий способны вызвать у человека аллергические реакции, являющиеся результатом антропогенного влияния этих токсинов, и могут усугубить течение основных болезней. Но при определенных условиях аллергические реакции являются полезными, т.е. они обеспечивают дальнейшую невосприимчивость организма к повторному заражению возбудителем данного заболевания.