Токсины и зоотоксины. Отравляющие вещества

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 21.12.2024

При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретает их путь введения в организм. В естественных условиях пути введения определяются особенностями биологии ядообразующего организма и химической природой токсинов [4]. Как правило, 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. Напротив, 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.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение токсичных соединений оказывают биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические) мембраны и плацентарный барьер. При укусах и ужалениях в месте инокуляции яда (в месте ведения яда) образуется первичное депо яда - место преимущественного скопления токсических веществ, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную системы. 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.

Токсикометрия зоотоксинов

Токсикометрия - это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В токсикометрии зоотоксинов важнейшей их характеристикой является токсичность - свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать патологические изменения, ведущие к нарушению основных процессов жизнедеятельности организма и приводящие к его гибели. Токсичность - один из основных количественных параметров, отражающих биологическую активность зоотоксинов. Токсичность принято выражать в величинах, кратных средней смертной дозе (DL50), т.е. дозе, вызывающей гибель 50% экспериментальных животных в течение фиксированного интервала времени (обычно 12 или 24 ч) [2].

Из-за высокой токсичности зоотоксины иногда включают группу ультраядов - химические вещества, токсичность которых выше цианистого калия и не превышает 1 мг/кг (табл. 1).

Табл. 1. Сравнительная токсичность различных ядов животного происхождения [4].

Токсин и источник его получения

DL50 мыши, мкг/кг

Мускарин (алкалоид мухоморов)

Зоман (боевое отравляющее вещество)

Нейротоксин кобры (Naja oxiana)

Нейротоксин скорпиона (Androctonus australis)

Тетродотоксин (из рыбы фугу Tetradon)

Сакситоксин (из динофлагеллят Gonyaulax sp.)

Батрахотоксин (кожный яд амфибий Phyllobates sp.)

Тайпоксин (из яда змеи Oxyuranus scutellatus)

Пилитоксин (из кишечнополостных Palythoa sp.)

Алкалоиды [1] -- азотсодержащие органические основания, в подавляющем большинстве с гетероциклической структурой, т.е. в состав которых наряду с углеродом входят и атомы других элементов. Известно более 5000 алкалоидов, многие из которых в разной степени токсичны. Избирательность действия многих алкалоидов на различные системы и органы человека и животных позволяет использовать их в качестве лекарств. Алкалоиды классифицируются по характеру гетероцикла. Как правило, алкалоиды содержатся в растениях в виде солей органических кислот (лимонной, яблочной, щавелевой, янтарной и др.). Алкалоиды -- обычно бесцветные кристаллические соединения, горькие на вкус и практически нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях -- эфире, хлороформе, бензоле. Соли алкалоидов, напротив, хорошо растворимы в воде, но не растворяются в органических растворителях.

Нейротоксин [4] -- токсин, специфически действующий на нервные клетки, обычно взаимодействуя с белками мембраны, такими как ионные каналы. Некоторые нейротоксины поражают нервную ткань, но, например, бунгаротоксин, который относится к нейротоксинам, поражает нервно-мышечные синапсы. Нейротоксинами являются ботулотоксин, понератоксин, тетродотоксин, батрахотокин, компоненты ядов пчел, скорпионов, змей. Многие яды и токсины, используемые организмами для защиты от позвоночных, являются нейротоксинами. Наиболее частый эффект -- паралич, наступающий очень быстро. Некоторыми животными нейротоксины используются при охоте, так как парализованная жертва становится удобной добычей.

Мускарин -- алкалоид, содержащийся в грибах. Название происходит от латинского названия красного мухомора. В мухоморах содержание мускарина не превышает 0,02 %. Мускарин также получают синтетическим путём. Алкалоиды -- группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения (чаще всего растительного), преимущественно гетероциклических, большинство из которых обладает свойствами слабого основания. Токсикологическое значение мускарина заключается, прежде всего, в отравлении грибами, которые его содержат. Для таких отравлений характерен так называемый мускариновый синдром: саливация (повышенное слюноотделение), потоотделение, рвота, понос, брадикардия, лёгкое сужение зрачков, нарушение зрения. В тяжёлых случаях наступают коллапс (падение кровяного давления и ухудшение кровоснабжения жизненно важных органов), нарушения дыхания, отёк лёгких. Симптомы отравления возникают через 0,5--2 ч после приёма мускарина или мускариносодержащих грибов. Смертельная доза мускарина для человека -- 0,525 грамм, которые содержатся в 4 килограммах свежих красных мухоморов. Регулярный прием может вызывать наркотическую зависимость.

Тетродотоксин считается сильным небелковым ядом естественного происхождения, нейропаралитического (курареподобного) действия, уступает по токсичности батрахотоксину, сакситоксину, палитоксину, майтотоксину. Большое количество тетродотоксина содержится в рыбе фугу, (особенно в печени и в икре), в калифорнийском тритоне (Taricha torosa), а также токсин встречается у ряда бычковых рыб (Gobiidae), у Синекольчатого осьминога, в коже и яйцах коста-риканских лягушек рода Ателопы (Atelopus), в тканях краба Atergatis floridus и других животных. Тетродотоксин представляет собой соединение аминопергидрохиназолина с гуанидиновой группой. Благодаря большим физическим размерам всей молекулы тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна теряют способность проводить импульсы. Тетродотоксин легко всасывается в кровь и быстро проникает через различные биологические барьеры организма, накапливаясь преимущественно в тканях почек и сердца. Симптомы острого отравления: через 10--45 минут появляются зуд губ, языка и других частей тела, отмечаются обильное слюнотечение, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Возникают подергивания мышц, потеря чувствительности кожи, затрудняется глотание. Смерть наступает от паралича дыхательных мышц. Умирает более 60 % отравившихся.

Батрахотоксин -- сильнейший яд небелковой природы из группы стероидных алкалоидов. Содержится в кожных железах некоторых видов лягушек-древолазов из рода листолазов (Phyllobates); сравнительно недавно вещества из группы батрахотоксинов были обнаружены у птиц Новой Гвинеи из рода дроздовых мухоловок (Pitohui). При попадании в кровь через слизистую оболочку или трещину в коже, яд вызывает аритмию (экстрасистолию), ведущую к остановке сердца, в результате которой наступает летальный исход. Эффективного противоядия не найдено. Сильный антагонист -- тетродотоксин. При комбинации с ядом скорпиона токсичность яда повышается в 12 раз.

Токсины и зоотоксины. Отравляющие вещества

Любое природное или синтетическое соединение может причинить вред при избыточном воздействии. Точно определить такие термины, как «токсин», «зоотоксин» и «отравляющее вещество», невозможно, поскольку любое соединение может нанести вред при введении в большой дозе. Является ли соединение зоотоксином, токсином или отравляющим веществом — зависит главным образом от источника, а не от действия. Таким образом:
• токсинами изначально называют яды, вырабатываемые микроорганизмами, но сегодня этот термин широко используют и для других организмов (например, СО-конотоксины брюхоногих моллюсков);
• зоотоксины — это яды, вводимые от одного вида животных другому;
• отравляющие вещества — это природные или синтетические соединения, которые могут нарушить функции организма. Помимо токсических, они могут иметь полезные эффекты. Токсины и зоотоксины обычно являются белками или полипептидами, вырабатывают их в основном позвоночные, а отравляющие вещества, как правило, представлены малыми молекулами. Беспозвоночные и растения также вырабатывают токсины; большинство растительных ядов — алкалоиды (азотсодержащие органические молекулы).

Токсины, зоотоксины и отравляющие вещества по-разному влияют на нашу жизнь. Токсины, зоотоксины и отравляющие вещества по разным причинам представляют опасность для человека. К ним относят:
• природные токсины и отравляющие вещества, пероральные или ингаляционные (курение табака);
• токсины, продуцируемые вирусами и бактериями;
• токсины окружающей среды из природных источников;
• промышленные токсины в окружающей среде;
• зоотоксины;
• отравляющие вещества, используемые в качестве боевого оружия или в терактах.

Мир вокруг нас насыщен токсичными элементами и соединениями. Процесс эволюции привел к продолжающейся биологической борьбе между конкурирующими видами. В результате возникло огромное количество различных токсичных соединений — от сравнительно простых молекул до сложных белковых структур. Помимо этого процесс индустриализации привел к появлению миллиардов токсичных соединений, которые были намеренно созданы как потенциально токсичные для других видов, а в некоторых случаях — для нашего вида. Многие промышленные соединения обладают побочным токсическим действием, но их потенциальная угроза не была распознана в течение многих лет.

Более опасным аспектом является применение ядов и токсинов в качестве оружия или других форм насилия, таких как терроризм. Биологическое оружие не является новым видом оружия. В течение веков военные пытались использовать инфекционные болезни против неприятеля. В настоящее время люди расширили свои знания о возможностях токсинов и ядов, используемых в насильственных целях. Этот список включает помимо биологического оружия токсичные газы, ингибиторы холинэстеразы и природные токсины. Некоторые из них уже были применены в террористических целях.

Таким образом, наш мир наполнен потенциальной химической угрозой, но ее значение не следует переоценивать, т.к. бдительность со стороны медицинских работников и регламентирующих органов помогает относительно быстро выявлять потенциальную угрозу. Например, как только было обнаружено наличие афлатоксинов (гепатотоксинов) в загрязненном арахисе, в развитых странах были предприняты шаги для снижения их опасности. Также в странах с развитой инфраструктурой проводится постоянный мониторинг и определение других возможных опасностей, например введение запрета на этилированное топливо. К сожалению, страх неизвестного, публикации в СМИ и сомнительные политические мотивы могут раскрутить незначительную угрозу до уровня истерии. Для оценки значения реальной опасности важно правильно определить степень угрозы и сравнить ее с пользой. Так, мы ежедневно используем машины для передвижения и принимаем удобство в обмен на опасность, которую в действительности мы мало контролируем.

Также необходимо помнить, что эволюция снабдила нас разными биохимическими и физиологическими механизмами защиты. Классическим примером является рвотный рефлекс в ответ на яды, поступившие с пищей и определенные рвотным центром в заднем поле ромбовидной ямки, который, активируясь, инициирует рвоту, очищая желудок от потенциально ядовитого содержимого. В этих отделах ЦНС отсутствует гематоэнцефалический барьер, поэтому они быстро чувствуют яды, циркулирующие в крови. Печень посредством CYP-ферментов, подобных ферментов в кишечнике и других органах обезвреживает поглощенные и циркулирующие яды. К сожалению, действие указанных механизмов направлено и против потенциально полезных биологических молекул, в частности лекарственных средств.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Токсины и зоотоксины. Отравляющие вещества

Фармакокинетика зоотоксинов изучает закономерности всасывания, распределения, метаболизма и выведения токсинов из организмов.

При оценке токсичности зоотоксинов важное значение приобретают пути их введения в организм. Существующие пути введения обычно подразделяются на энтеральные (через пищеварительный тракт) и парентеральные (минуя пищеварительный тракт). В естественных условиях пути введения зоотоксинов в организм жертвы определяются особенностями жертвы определяется особенностями биологии организма – продуцента и химической природой токсинов. Как правило, белковые токсины (змей, насекомых, паукообразных) вводятся с помощью вооруженного ядовитого аппарата парантерально, так как многие из них разрушаются пищеварительными ферментами. Напротив токсины небелковой природы эффективны и при энтеральном введении (токсические алкалоиды амфибий, токсины рыб, моллюсков и др.). Некоторые животные, защищаясь, разбрызгивают свои яды в виде аэрозоля, эффективность которых зависит от состояния покровов жертвы и локальной концентрации токсических веществ. В эксперименте способ введения токсинов определяется задачей исследования.

Попавший в организм яд распределяется весьма неравномерно. Существенное влияние на распределение оказывает биологические барьеры, к которым относят стенки капилляров, клеточные (плазматические мембраны), гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. При парентеральном введении (укусы, ужаления) в месте инокуляции образуется первичное депо яда, из которого происходит поступление токсинов в лимфатическую и кровеносную систему. Скорость дренирования яда во многом определяет быстроту развития токсического эффекта.

Большинство зоотоксинов подвергается в организме определенным химическим превращениям. К сожалению, биотрансформация зоотоксинов в организме реципиента – наименее разработанная область токсикологии. Биотрансформация в определенной мере обуславливает биологическую резистентность некоторых животных к зоотоксинам. В последнее время в крови некоторых грызунов были обнаружены белковые факторы, инактивирующие геморрагическое действие змеиных ядов.

При выделении зоотоксинов из организма основную тяжесть на себя принимают почки – отсюда и широкая распространенность нефритов при отравлении зоотоксинами. Частично зоотоксины могут выводиться и с другими веществами, например с молоком кормящей матери.

Фармакодинамика зоотоксинов изучает наиболее типичные эффекты этих веществ, локализацию и механизм действия. Действие зоотоксинов может носить местный и резорбтивный (поглощающий) характер. И в том и в другом случае зоотоксины оказывают прямое и рефлекторное влияние. Действие зоотоксинов развивающееся в месте его первичного воздействия называется местным. В зависимости от химической природы ядов местное действие может быть сильным (яды кишечнополостных, гадюк, гремучников, жалоносных насекомых); в тяжелых случаях приводящие к некрозу (омертвению) пораженной ткани. В других случаях превалируют общие симптомы отравления, развивающиеся после всасывания яда из первичного депо (яды элапид, каракуртов). Нужно заметить, что истинно местное действие, как правило, не наблюдаются, так как определенное количество токсинов всасывается и оказывает резорбтивный эффект. Скорость проявления резорбтивного эффекта зависит от путей введения токсинов и их способности проникать через биологические барьеры.

Важное значение в формировании интегральной картины отравления зоотоксинами имеет и их рефлекторное действие, связанное с влиянием на экстерорецепторы или интерорецепторы и с соответствующим изменением функционального состояния нервных центров либо эффекторных органов.

При изучении действия зоотоксинов на организменном, органном, клеточном и молекулярном уровне в первую очередь выявляют биологический субстрат, на который направлено действие того или иного токсина. Иными словами - обнаружение рецепторов зоотоксинов в сложных биосистемах, что позволяет не только понять патогенез отравления, но и использовать зоотоксины для выделения и характеристики этих рецепторных структур. Примерами такого использования зоотоксинов может служить характеристика холинорецептора с помощью нейротоксинов змеиных ядов и компонентов натриевых каналов нервных мембран с использованием токсинов амфибий, рыб и скорпионов. В случае, когда эффект зоотоксинов на рецепторы аналогичен физиологическому, говорят о действии токсинов как агонистов. Это действие может быть стимулирующим или угнетающим данную физиологическую функцию. Часто зоотоксины выступают в роли антагонистов эндогенных физиологических регуляторов, вызывая нарушение деятельности системы, органа или всего организма. Высокая специфичность действия зоотоксинов определяет во многих случаях конкурентный характер их антагонизма по отношению к эндогенным веществам (например, к медиаторам).

Обратимый или необратимый характер действия токсина зависит от связи лиганд – рецептор, которая может быть прочной (ковалентной) или менее прочной (электростатической, гидрофобной и др.). Важной характеристикой зоотоксинов является избирательность их действия, т. е. способность повреждать определенные клетки-мишени, не затрагивая другие, даже если оба вида клеток находятся в непосредственном контакте. В основе избирательности лежит сродство токсина к рецептору. Сродство токсина к данному типу рецепторов определяется структурно-пространственной организацией молекулы и ее активных функциональных группировок, обеспечивающих узнавание рецептора и связывание с его активным центром. В простейшем случае, когда одна молекула токсина [T] соединяется с одним рецептором [P] (при избытке токсина), образование комплекса “токсин-рецептор” [TP] описывается уравнением

k 1 - константа скорости образования комплекса [TP], k -1 - константа скорости диссоциации этого комплекса. Отношение констант прямой и обратной реакции: k 1 / k –1 = К С называют константой сродства, а обратную ей величину – константой диссоциации К Д . Численно К Д равна концентрации вещества, дающего 50% эффекта, и может быть найдена по графику зависимости доза – эффект. Причем чем меньше значение К Д , тем выше сродство токсина к данному рецептору (К Д – аналогична константе Михаэлиса (К М ), характеризующей диссоциацию комплекса фермент – субстрат при описании кинетики обратимых ферментативных реакций).

Некоторые особенности фармакодинамики зоотоксинов

Высокая поражающая способность большинства ядов животного происхождения связана с присутствием в их составе токсинов, характеризующихся высокой специфичностью действия на определенные биосубстраты. Таковы, например, нейротоксины змей, нарушающие передачу возбуждения в нервно-мышечных синапсах; токсины амфибий (батрахотоксин), рыб (тетродотоксин), простейших (сакситоксин), блокирующие распространение нервного импульса по нервному волокну; ферменты ядов гадюк и гремучников, воздействующие на систему свертывания крови, и др. По своей химической структуре токсины природного происхождения весьма разнообразны, в их числе можно встретить алифатические и гетероциклические соединения, алколоиды, стероиды, неэнзиматические полипептиды и ферментативные белки. Некоторые из этих соединений можно условно назвать “истинными токсинами” в том смысле, что они не встречаются в организме реципиента и являются для него ксенобиотиками ( чужеродными веществами). В этом случае, по выражению Барбье (1978): “Отравление выглядит как несчастный случай, вызванный столкновением двух несовместимых типов метаболизма”.

Другая группа компонентов природных ядов образована химическими веществами, встречающимися и в организме реципиента. К ним относятся ацетилхолин, гистамин, катехоломины (адреналин, норадреналин, дофамин), производные индола, различные ферменты и их ингибиторы. Токсический эффект этих соединений обусловлен избыточностью дозировки, значительно превышающей физиологические приделы их действующих концентраций в организме.

Важное значение в механизме действия зоотоксинов имеют аутофармакологические реакции, обусловленные гиперсекрецией эндогенных физиологических активных веществ под влиянием компонентов ядов. Например, высвобождение гистоминов из тучных клеток под влиянием гистаминлибераторных пептидов ядов перепончатокрылых; массивное высвобождение нейромедиаторов при действии токсина каракурта и нейротоксинов скорпиона; брадикининлибераторное действие змеиных ядов. Аутофармакологические реакции играют большую роль в патогенезе отравления зоотоксинами.

Биологическое значение зоотоксинов для их продуцентов связано с использованием ядов как оружия защиты или нападения. Защитное действие реализуется с помощью различных механизмов: алкогенного (болевого), репеллентного (отпугивающего) и некоторых других. При нападении на жертву на первый план выступают паралитическое (обездвиживающее) действие.

При экспериментальном изучении зоотоксинов важное значение приобретает адекватный выбор объекта исследований. Как правило, изучение зоотоксинов проводят на стандартных лабораторных животных (мышах, крысах, кроликах и др.). это позволяет получить сопоставимые результаты исследований, проводимых в различных лабораториях. Однако следует учитывать, что имеется корреляция между особенностями действия ядов и биологией их продуцентов. Поэтому важно знать, кто является типичной жертвой или врагом данного ядовитого животного.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

Токсины и зоотоксины. Отравляющие вещества

Таким образом:
• токсинами изначально называют яды, вырабатываемые микроорганизмами, но сегодня этот термин широко используют и для других организмов (например, СО-конотоксины брюхоногих моллюсков);
• зоотоксины — это яды, вводимые от одного вида животных другому;
• отравляющие вещества — это природные или синтетические соединения, которые могут нарушить функции организма. Помимо токсических, они могут иметь полезные эффекты. Токсины и зоотоксины обычно являются белками или полипептидами, вырабатывают их в основном позвоночные, а отравляющие вещества, как правило, представлены малыми молекулами. Беспозвоночные и растения также вырабатывают токсины; большинство растительных ядов — алкалоиды (азотсодержащие органические молекулы). Токсины, зоотоксины и отравляющие вещества по-разному влияют на нашу жизнь. Токсины, зоотоксины и отравляющие вещества по разным причинам представляют опасность для человека.

К ним относят:
• природные токсины и отравляющие вещества, пероральные или ингаляционные (курение табака);
• токсины, продуцируемые вирусами и бактериями;
• токсины окружающей среды из природных источников;
• промышленные токсины в окружающей среде;
• зоотоксины;
• отравляющие вещества, используемые в качестве боевого оружия или в терактах.

Давно замечено, что жизнь — это токсический процесс. Кислород, который настолько необходим для аэробной жизни, потенциально токсичен для всех тканей вследствие своей способности образовывать свободные радикалы, повреждающие биологические молекулы. Мир вокруг нас насыщен токсичными элементами и соединениями. Процесс эволюции привел к продолжающейся биологической борьбе между конкурирующими видами. В результате возникло огромное количество различных токсичных соединений — от сравнительно простых молекул до сложных белковых структур. Помимо этого процесс индустриализации привел к появлению миллиардов токсичных соединений, которые были намеренно созданы как потенциально токсичные для других видов, а в некоторых случаях — для нашего вида. Многие промышленные соединения обладают побочным токсическим действием, но их потенциальная угроза не была распознана в течение многих лет. Более опасным аспектом является применение ядов и токсинов в качестве оружия или других форм насилия, таких как терроризм.

Биологическое оружие не является новым видом оружия. В течение веков военные пытались использовать инфекционные болезни против неприятеля. В настоящее время люди расширили свои знания о возможностях токсинов и ядов, используемых в насильственных целях. Этот список включает помимо биологического оружия токсичные газы, ингибиторы холинэстеразы и природные токсины. Некоторые из них уже были применены в террористических целях. Таким образом, наш мир наполнен потенциальной химической угрозой, но ее значение не следует переоценивать, т.к. бдительность со стороны медицинских работников и регламентирующих органов помогает относительно быстро выявлять потенциальную угрозу. Например, как только было обнаружено наличие афлатоксинов (гепатотоксинов) в загрязненном арахисе, в развитых странах были предприняты шаги для снижения их опасности. Также в странах с развитой инфраструктурой проводится постоянный мониторинг и определение других возможных опасностей, например введение запрета на этилированное топливо. К сожалению, страх неизвестного, публикации в СМИ и сомнительные политические мотивы могут раскрутить незначительную угрозу до уровня истерии. Для оценки значения реальной опасности важно правильно определить степень угрозы и сравнить ее с пользой.

Так, мы ежедневно используем машины для передвижения и принимаем удобство в обмен на опасность, которую в действительности мы мало контролируем. Также необходимо помнить, что эволюция снабдила нас разными биохимическими и физиологическими механизмами защиты. Классическим примером является рвотный рефлекс в ответ на яды, поступившие с пищей и определенные рвотным центром в заднем поле ромбовидной ямки, который, активируясь, инициирует рвоту, очищая желудок от потенциально ядовитого содержимого. В этих отделах ЦНС отсутствует гематоэнцефалический барьер, поэтому они быстро чувствуют яды, циркулирующие в крови. Печень посредством CYP-ферментов, подобных ферментов в кишечнике и других органах обезвреживает поглощенные и циркулирующие яды. К сожалению, действие указанных механизмов направлено и против потенциально полезных биологических молекул, в частности лекарственных средств.

Токсины животных (зоотоксины)

Любой живой организм синтезирует огромное количество биологически активных веществ, которые после выделения, очистки и введения другим организмам в определенных дозах могут вызывать тяжелые интоксикации (в том числе и при введении в организм, продуцирующий это соединение). Часть биологически активных веществ, вырабатываемых животными, - пассивные зоотоксины. Они оказывают действие при поедании животного-продуцента. Другие - активные токсины. Они вводятся в организм жертвы с помощью специального аппарата (жала, зубов, игл и т.д.).

Некоторые животные самых разных семейств, родов и видов продуцирует настолько токсичные вещества, что это позволяет выделить их в особую группу ядовитых (опасных) животных. Часть из них являются вторично-ядовитыми, поскольку не продуцируют, но аккумулируют яды, поступающие из окружающей среды (например, моллюски, накапливают в тканях сакситоксин, синтезируемый одноклеточными организмами, которыми эти моллюски питаются и т.д.). Химическое строение зоотоксинов чрезвычайно разнообразно. Это и энзимы, и другие протеины, олиго- и полипептиды, липиды, биогенные амины, гликозиды, терпены и др. Очень часто активный зоотоксин представляет собой сложную смесь большого числа биологически активных веществ. Так, в состав яда скорпионов входят: фосфолиапаза А, фосфолипаза В, ацетилхолинэстераза, фосфатаза, гиалуронидаза, рибонуклеаза и др. В состав яда змей входят вещества, имеющие сложное белковое строение. Ежегодно от укусов ядовитых животных в мире погибает несколько тысяч человек.

Высокотоксичные соединения относительно простого строения обнаружены в тканях некоторых насекомых, моллюсков, рыб и земноводных. Отдельные представители этой группы веществ рассматривались как возможные боевые отравляющие вещества или диверсионные агенты (сакситоксин, тетродотоксин, батрахотоксин, буфотенин и др.). Сакситоксин и тетродотоксин, являясь избирательными блокаторами натриевых каналов возбудимых мембран, широко используются в лабораторной практике. Буфотенин - известный галлюциноген. Кантаридин - вещество, продуцируемое жуком-нарывником, способно вызывать гибель клеток, с которыми приходит в контакт, и потому его действие зависит от способа аппликации.

Неорганические соединения естественного происхождения

Среди многочисленных неорганических соединений естественного происхождения, вероятно, наибольшее токсикологическое значение имеют металлы и их соединения, а также газообразные вещества - поллютанты атмосферного воздуха и воздуха производственных помещений.

В естественных условиях металлы встречаются в форме руд и минералов. Они определяются в воздухе, почве и воде. Выплавка металлов из руд и использование в самых разнообразных отраслях человеческой деятельности привели к существенному увеличению их содержания в окружающей среде. Наибольшее токсикологическое значение имеют ртуть, кадмий, хром, мышьяк, свинец, бериллий, цинк, медь, таллий и др. Ртуть нашла применение в электронной промышленности и производстве фунгицидов. Кадмий воздействует на человека при проведении сварочных работ и в ходе других производств. В настоящее время кадмий рассматривается как один из опаснейших экотоксикантов (вещества, загрязняющие окружающую среду). Широчайшее использование свинца в хозяйственной деятельности также приводит к постепенному накоплению металла в окружающей среде. Большую опасность представляют некоторые органические соединения металлов (ртути, свинца, олова, мышьяка).

В группу газообразных токсикантов входят вещества, находящиеся в газообразном виде при нормальной температуре и атмосферном давлении, а также пары летучих жидкостей. Среди веществ, представляющих наибольшую опасность: монооксид и диоксид углерода (СО, СО₂), сероводород (Н₂S), оксиды азота (N_xO_y), озон (О₃), оксиды серы (S_xO_y) и др. Обмен многих поллютантов в атмосфере происходит естественным путем. Так, в процессе вулканической активности в атмосферу выбрасываются оксиды серы, галогены, сероводород. В ходе лесных пожаров выделяется огромное количество СО, оксидов азота, сажи. Основным источником газообразных веществ в атмосфере являются растения. Источниками газообразных загрязнителей антропогенного происхождения являются:

1. Продукты сгорания топлива;

2. Отходы эксплуатации транспортных средств;

3. Промышленные производства;

4. Добывающая и горнорудная промышленность.

Результатом горения топлива является образование большого количество оксидов углерода, азота, серы. Эксплуатация транспортных средств также приводит к выбросу в атмосферу свинца, СО, NO, углеводородов. Производства - основной источник кислот, растворителей, хлора, аммиака, а также металлов. Некоторые виды добывающей промышленности сопряжены с выходом в атмосферу высокотоксичных веществ (например, при экстракции золота из руды в большом количестве используется синильная кислота).

Газообразные вещества в бытовых условиях образуются при приготовлении пищи, эксплуатации бытовой техники.

Читайте также: