Действие комплекса вредных факторов окружающей среды

В среду, окружающую человека, ежегодно поступают все новые и новые химические агенты. Это приводит к беспрерывному изменению химического состава среды проживания человека. Кроме того, на человека воздействуют и другие вредные факторы окружающей среды: физической (шум, вибрация, ионизирующее излучение, неблагоприятный микроклимат и др.), биологической (препараты биотехнологии, микробиологических процессов) и психофизиологической природы.

В некоторых случаях влияние комплекса химических факторов производственной среды обусловлено многокомпонентным составом применяемых в производстве или получаемых продуктов (каменноугольные смолы и лаки, комбинированные пестициды), технологических выбросов (сварочные аэрозоли). Современные технологические процессы характеризуются одновременным поступлением в воздух рабочей зоны производственных помещений н одиночных, а, как правило, нескольких или многих вредных химических веществ. Например, в производстве высокомолекулярных соединений (синтетических смол и пластических масс, каучу- ков, резин, синтетических волокон), а также многих продуктов нефте-, коксо- и сланцехимии рабочие подвергаются вредному действию не двух-трех, а нескольких десятков токсических веществ.

В связи с этим различают комбинированное, комплексное и сочетанное действие вредных факторов различного происхождения. Под комбинированным действием подразумевают совместное действие двух или нескольких факторов одной природы (например, комбинаций ядов; шума и вибрации; вибрации и охлаждающего микроклимата). Сочетанное действие означает совместное влияние факторов различной природы (например, физических и химических: шума или вибрации и токсических веществ). О комплексном воздействии говорят в тех случаях, когда производственные яды воздействуют на организм в результате поступления разными путями (например, пары бензола могут поступать в организм через органы дыхания и всасываться через кожу, пестициды попадают в организм человека с пищевыми продуктами, питьевой водой и атмосферным воздухом).

Комбинированное действие. Биологический эффект от комбинированного действия нескольких факторов одного происхождения может равняться сумме эффектов, которые наблюдаются при раздельном влиянии каждого из них, быть большим или меньшим этой суммы. Выделяют три вида комбинированного действия:

1) аддитивное (суммирование) — совместный эффект равняется сумме эффектов каждого из химических веществ при изолированном воздействии на организм;

2) более чем аддитивное (синергизм, или потенцирование) — совместный эффект превышает сумму эффектов каждого из веществ, входящих в комбинацию, при их изолированном воздействии на организм;

3) менее чем аддитивное (антагонизм) — совместный эффект меньше суммы эффектов каждого из веществ, входящих в комбинацию, при их изолированном воздействии на организм. Данная классификации дает возможность осуществлять не только качественную, но и количественную оценку комбинированного эффекта вредных факторов.

Показателем типа и степени выраженности комбинированного действия в данном случае служит соотношение наблюдаемого эффекта и эффекта, который теоретически ожидается в случае аддитивного типа комбинированного действия. Обнаружение эффекта комбинированного действия, для которого это соотношение > 1, свидетельствует о потенцировании, при соотношении < 1 речь идет об антагонизме.

Установлено, что в большинстве случаев производственные токсические вещества (яды) при совместном влиянии действуют по типу суммирования. Это относится, в первую очередь, к смесям углеводородов, которым свойственно наркотическое действие, а также раздражающих веществ и гемолитических ядов, т.е. соединений, которые имеют общие точки приложения и однотипный характер действия.

Аддитивный эффект зарегистрирован при действии бензола и изопропилбензола, пропилена, этилена и бутилена, стирола и никеля, ацетона и фенола, циклогексана и бензола, фенола и ацетофенола.

Нередко при одновременном воздействии высоких концентраций таких производственных ядов, как оксид утлерода(П) и тетраэтилсвинец, оксид углерода(ІІ) и адреналин, оксид углерода(ІІ) и цианиды, оксид утлерода(ІІ) и этанол, наблюдается сверхадци- тивный эффект (потенцирование). Эффект, превышающий суммирование, зарегистрирован при комбинированном действии озона с аэрозолем серной кислоты и оксидами азота.

Наиболее вероятной причиной потенцирующего эффекта является блокирование или угнетение одним веществом процессов биотрансформации другого вещества, например фермента, осуществляющего его детоксикацию. Примером такого взаимодействия могут служить такие сочетания веществ как хлорофоса и карбофоса, хлорофоса и метафоса, карбофоса и тиофоса.

Антагонистический эффект зарегистрирован при совместном воздействии большого количества промышленных ядов: оксидов азота и серного ангидрида; диметиламида и муравьиной кислоты, метана и оксида утлерода(П), стирола и формальдегида, оксида углерода(Н) и толуола. Механизм этого эффекта может быть обусловлен либо взаимодействием компонентов газовой смеси с образованием менее токсических соединений (серный ангидрид и хлор, аммиак и углекислый газ, аммиак и сернистый ангидрид), либо противоположно направленным действием на одни и те же физиологические системы.

Исследование механизмов, которые лежат в основе антагонистического эффекта, имеет большое значение для разработки средств антидотной терапии при интоксикациях химическими веществами.

влияния на токсичность химических соединений качества и коли чества пищи.

Рассмотрим детально каждую из перечисленных проблем.

Алкоголь и химические вещества. Проблема комбинированного!® действия алкоголя и токсических веществ приобретает особую ак* туальность в связи с возможным сочетанием указанных факторов. Употребление алкогольных напитков является основной причиной несчастных случаев на рабочем месте, в быту, на улице, а также признанным фактором, который способствует возникновению цирроза печени и онкологических заболеваний.

Хорошо изучено комбинированное действие алкоголя и фармакологических средств на физиологическую и психическую активность человека. С точки зрения безопасности жизнедеятельности большой интерес представляет влияние алкоголя на токсичность и биотрансформацию экзогенных химических веществ, загрязняющих окружающую среду, прежде всего токсических агентов, которые встречаются в производственных условиях. Известно, например, что у работников, которые подвергаются воздействию три- хлорэтилена, может наблюдаться повышение чувствительности к алкоголю. Употребление даже небольших количеств алкоголя (0,5 мл/кг массы тела) приводит к покраснению кожи лица из-за выраженного расширения сосудов у лиц, которые подвергаются действию паров трихлорэтилена (20 — 200 мг/м³) на протяжении нескольких часов в сутки продолжительностью 3 нед. У рабочих, подвергавшихся воздействию сероуглерода, наблюдается подобная сверхчувствительность к алкоголю (антабус-синдром). Лица, стра-' дающие алкоголизмом, проявляют повышенную чувствительность к токсическому воздействию сероуглерода, очевидно, вследствие комбинированного воздействия на нервную систему.

Имеются данные о комбинированном воздействии алкоголя и пестицидов.

Курение и химические вещества. Курение может обусловить загрязнение сигарет и других табачных изделий веществами, присутствующими в воздухе окружающей среды, в частности, в воздухе рабочей зоны. Эти вещества могут попадать в организм в результате дыхания, проглатывания или через кожу. Таким образом, табачные изделия могут способствовать поступлению вредных химических веществ в организм. В литературе имеется много сообще- ний о загрязнении табачных изделий тяжелыми металлами (в частности, свинцом), пестицидами, органическими растворителями и другими веществами.

Сгорание сигарет обусловливает превращение химических веществ, которыми они загрязнены, в более токсические соединения. Так, при загрязнении сигарет политетрафторэтиленовой (тефлоновой) пылью вследствие пиролиза этого вещества при сгорании сигарет у курильщиков возникает заболевание, получившее название тефлоновой лихорадки. Выздоровление от нее обычно наступает быстро (через 12—48 ч), однако может возникать поражение легких после повторного воздействия продуктов пиролиза тефлона в сочетании с табачным дымом.

Многие вещества, содержащиеся в табаке, присутствуют в воздухе рабочей зоны производственных помещений. К ним относятся цианид водорода, оксид утлерода(П), дихлорид метилена, ацетон, акрил, альдегиды (в частности, формальдегид), мышьяк, кадмий, никель, метилнитрит, оксид азота(П), фенол, полицик- лические соединения. Таким образом, курение сигарет на рабочем месте может усиливать действие указанных химических веществ.

Аддитивный эффект установлен при изучении комбинированного действия курения и паров хлора. В резиновой промышленности исследовано комбинированное действие табачного дыма, талька и угольной пыли у курящих и некурящих. Риск развития заболеваний легких среди курящих оказался в 10—12 раз выше, чем у некурящих. Особенно опасным фактором риска курения является развитие рака легких у работников, контактирующих с асбестом и асбестосодержащими материалами.

Влияние питания на токсичность химических соединений. Сбалансированное питание создает условия для защиты организма от действия химических веществ, обеспечивая их ферментативную детоксикацию или связь с аминокислотами, вследствие чего образуются нетоксичные водорастворимые вещества.

Голодание или нарушение питания может усиливать поражає - мость организма при воздействии факторов окружающей среды, в частности химических. На токсичность экзогенных химических веществ может влиять дефицит в пище аминокислот, витаминов или минеральных веществ, вследствие чего может изменяться скорость биотрансформации токсических веществ вследствие активации или ингибирования ферментов.

Большинство научных данных о влиянии питания на токсич-. ность химических веществ в разных дозах и сочетаниях основывается на экспериментальных исследованиях с использованием лабораторных животных. Объем исследований, проведенных на людях, более ограничен.

Исследования на лабораторных животных показали, что неполноценное питание изменяет распределение жирорастворимых соединений, в том числе токсических, и влияет на активность печеночных ферментов. В условиях ограниченного питания с последующей потерей в массе тела у лабораторных животных жирорастворимые токсические вещества или перераспределяются в тканях и органах, или выделяются. Увеличение содержания их избыточных количеств в органах может обусловить появлен ие признаков острого отравления и даже смерти. Голодание мобилизует ДЦТ, гексахлорбензол, откладывающиеся в жировых депо, вынуждая их перемещаться в другие органы, а также усиливает степень поражения печени, обусловленного сероуглеродом.

Недостаточное питание или ограничение в приеме пищи может также обусловить изменение активности ферментов у лабораторных животных. Этим объясняется зависимость процесса детоксикации от фосфолипидов. Адекватное содержание аминокислот в пище, как и адекватное поступление полиненасыщенных жирных кислот, является необходимым условием для полного выражения активности фермента. Качество и количество белка в пище может влиять на токсичность пестицидов, органических растворителей, металлов и их соединений. Так, низкий уровень содержания казеина в пище повышает чувствительность к карбамиду. Среднесмертельная доза указанных соединений понижается параллельно снижению процентного содержания казеина в пище животных, которые подвергаются действию пестицидов.

Дефицит в пище белка, кальция, фосфора и железа приводит к существенному изменению содержания и распределения некоторых тяжелых металлов, особенно свинца. Так, инъекция соединения свинца под кожу крысам, которые содержались на диете с относительно низким уровнем белка (до 9 % казеина), приводила к повышению содержания свинца в тканях и понижению выделения металла из организма по сравнению с контрольной группой животных.

Существенное влияние на биотрансформацию экзогенных химических веществ и их токсичность может оказать дефицит витаминов. Так, дефицит или, напротив, избыток ретинола (витамина А) у крыс, которые подвергались воздействию 1,1-дихлорретенилиден- бис-4-хлорбензола, приводили к повышению содержания остаточных количеств этого вещества и триглицеридов в ткани печени.

Добавка пиридоксина (витамина В₆) к пище экспериментальных животных приводила к устранению дефектов его метаболизма, обусловленных воздействием сероуглерода.

Добавки аскорбиновой кислоты у лабораторных животных замедляли развитие железодефицитной анемии, обусловленной кадмием, способствовали их росту, защищали животных от токсического действия свинца, угнетали образование нитрозаминов. Дефицит аскорбиновой кислоты усиливает токсичность некоторых металлов (мышьяка, кадмия, хрома), а также нитратов и нитритов.

Гигиеническое нормирование комплексов вредных химических факторов в воздухе производственных помещений определяется характером комбинированного действия их составляющих. В связи с тем, что на низких уровнях воздействия, а тем более на уровнях ПДК, наиболее универсальным является суммирующий эффект, при одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ однонаправленного действия их гигиеническую оценку осуществляют по формуле

!— + і—

ПДК, пдк₂

С-

где С], С₂, ...,С_п — фактические концентрации вредных веществ в воздухе; ПДК!, ПДК₂, ..., ПДК„ — предельно допустимые концентрации вредных веществ.

При одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ разнонаправленного действия ПДК остаются такими же, как и при изолированном действии. Следует учитывать, что при комбинированном действии смесей химических веществ, которые содержат в своем составе ферментные яды (оксид углерода(П), цианистые соединения, некоторые пестициды), даже при низких уровнях воздействия, возможно потенцирование эффектов. Для оценки степени опасности комбинаций химических веществ при потенцировании их действия чрезвычайно важно знать количественную характеристику этого явления. Установлены математические закономерности, которые позволяют прогнозировать степень потенцирования при любых сочетаниях ядов. При отсутствии таких данных можно использовать ориентировочные коэффициенты, которые характеризуют степень усиления эффекта. Так, для гигиенического нормирования смеси оксидов азота в присутствии оксида углерода используется формула

^ссо ₊ ^no₂

ьо

-j

L/1

NJ

-J

NJ

NJ

-J

Окончание прил.