Металлоаллергены в общей проблеме безопасности жизнедеятельности человека

М.Н.Тихонов; В.Н.Цыган, д.м.н, проф., ФГУП “НИИ промышленной и морской медицины” ФМБА России;  Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова, г. Санкт-Петербург

Систематизирован и обобщен обширный материал по негативному воздействию металлоаллергенов на организм человека. Рассмотрены механизмы токсического, аллергического и сенсибилизирующего действия соединений металлов, профессиональные дерматозы, респираторные аллергозы и сопутствующие заболевания. Проведен анализ и дана оценка неблагоприятного воздействия металлоаллергенов на здоровье работающих при производстве и обработке сплавов цветных металлов и при утилизации атомных подводных лодок. Показана необходимость донозологической диагностики работающих.

METALLOALLERGENES IN GENERAL PROBLEM OF LIFE ACTIVITY SAFETY


Tichonov M.N., Tsygan V.N. Doct.med.Sci., Professor

SRI of Industrial and Marine Medicine GUP, Ministry of Public Health of Russia, Military Medical Academy S.M.Kirov, S. Petersburg

There are systematized and generalized the vast material on negative metalloallergenic impact on human organism. The mechanisms of toxic, allergic and sensibilization action of metal compound, occupational dermatosis and associated diseases are considered. The analysis was carried out and the estimation was done on negative influence of metalloallergenes on working men health in production and treatment of nonferrous metal compounds and by nuclear submarines utilization. The necessity of undernosology diagnostics of personnel was demostrated.

Key words: mechanism of metalloallergenes toxic effects, pathogenesis of metalloallergoses, allergic reactions classification, professional diseases, the worker prior to nosology diagnostic.

Общая характеристика проблемы

По данным ВОЗ (1999), человек контактирует с 60 тыс. химических соединений, причем это число ежегодно пополняется 200 – 1000 новых веществ, создаются условия для промышленного загрязнения биосферы, что, в свою очередь, приводит к формированию так называемых искусственных техногенных провинций с повышенным содержанием вредных веществ.

«Бомбой замедленного действия» называет Н.Hxfling (1981) экологическую ситуацию в мире и с этим определением трудно не согласиться. Достаточно сказать, что в 1969 г. автомобили ФРГ выбросили в воздух 5,9х106 кг свинца. В России не ведется подобная статистика, однако можно полагать, что масштабы загрязнения среды свинцом, ртутью и другими тяжелыми металлами не меньше, а скорее даже существенно больше вследствие многолетнего пренебрежения вопросами защиты и охраны окружающей среды. Большинство экологических организаций мира относят Россию к числу наиболее загрязненных территорий. По официальным данным Greenpeace, более 70% общего объема потребляемой пресной воды не соответствует международным критериям безопасности. Над большинством промышленных городов России постоянно висит облако смога (табл. 1).

Таблица 1

Поступление химических элементов в окружающую среду
в промышленном городе*

Химический элемент
Коэффициент концентрации относительно фона
Выпадение из атмосферы
Твердые отходы

Сточные воды

Ванадий
76,2
2,7
-
Хром

80
154
5,4
Марганец

36
1,7
2,8
Никель

156
26,3
3,1
Кобальт

74
26,4
1,9
Цинк

374
189
12,8
Медь

274
208
7,4
Стронций

25
14
1,7
Кадмий

769
330
11,0
Свинец

313
74
4,5
Ртуть

466
-
-
Цирконий

23,7
-
-
Вольфрам

866
735
-

* Геохимические исследования для целей экологической оценки урбанизированных территорий: Проект МАБ-11 (Е.П.Сорокина, Б.А.Ревич, Ю.Е.Свет, Р.С.Смирнова.-М.: Ин-т географии АН СССР, 1985, с. 3-20.

Не случайно в этих городах наблюдается устойчивая тенденция к росту легочных и аллергических заболеваний (Фешбах М., Френдли А., 1992). Таким образом, химическая угроза не миф и не досужая выдумка «зеленых», а реальность сегодняшнего бытия.

В последние годы появляется все больше сообщений о выявлении аллергизирующего влияния металлов на людей, которые с ними контактируют, особенно в производственных условиях (табл. 2). В наибольшей мере выявлено сенсибилизирующее действие соединений металлов: платины, палладия, хрома, кобальта, никеля, меди, бериллия, вольфрама, ванадия, молибдена, титана, циркония, марганца, селена, золота. Видимо, подобное влияние могут оказывать и другие металлы, но в меньшей степени (рутений, иридий, теллур, серебро, цинк, кадмий и другие).

Таблица 2

Основные промышленные источники поступления металлов и металлоидов в окружающую среду*

Промышленные источники
Обнаруженные элементы
Литейное производство цветных металлов
Al, Ag, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Sb, Zn
Производство и обработка стали
As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Ni, Sb, Sn, Zn
Красильное производство
Cr
Бумагоделательные машины
Cr, Cu, Hg, Pb, Ni, Zn
Производство удобрений
Al, As, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Pt, Ni
Производство фосфатов
Zn, F, As
Гальванопластика
Cr, Zn, Ni, Cd
Очистка газов от аммиака и производство мочевины
As
Ткацкое производство
Cu, Cr, Zn
Автомобильное производство (включая производство покрышек)
Cl, Ag, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni
Производство щелочных неорганических соединений хлора
Al, As, Cd, Cr, Hg, Fe, Pb, Sn, Zn
Нефтехимическое производство
Al, As, Cd, Cr, Hg, Fe, Pb, Sn, Zn
Очистка нефти Al, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Fe, Pb, Ni, Zn
Производство и обработка оконного стекла, цемента и асбеста
Cr, Zn
Производство керамики, красителей и пестицидов
As
Электротехническое производство, производство вискозных волокон
Zn
Металлическое покрытие
Cu

* Таиров О.П., Литвинов Н.Н., Козлова И.Н. Влияние антропогенных изменений окружающей среды на здоровье населения.-М., ВНИИТИ, 1986.

В результате соединения металлов с сывороточными и тканевыми белками образуются комплексные антигены, в которых металлам принадлежит ведущая роль как гаптенам.

Действие металлов проявляется также в их способности, непосредственно взаимодействуя с тучными клетками и базофилами, вести к высвобождению большой группы биологически активных веществ (медиаторов), которые стимулируют местные изменения в тканях и воспалительный процесс.

Химические соединения металлов вызывают в организме комплексные изменения, связанные с токсическими влияниями, гистаминолиберацией и с сенсибилизацией. Это объединяет по механизму действия значительное число веществ, которые могут быть выделены в группу металлов-аллергенов. В патогенезе патологического процесса, который развивается при этом в организме, общим является стрессовое влияние на регуляторную нейроэндокринно-медиаторную систему, сопровождающееся некоторой активацией выработки катехоламинов, гормонов коры надпочечников и других систем, с последующим истощением многих из них. На первый план выступают регуляторные нарушения. Это же касается и изменений в иммунокомпетентной системе, где происходит вовлечение в процесс Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, иммуноглобулинов, нейтрофильных и других лейкоцитов. Сдвиги иммунитета носят фазовый характер, и ведущее место принадлежит дисрегуляторным нарушениям в этой системе.

Болезнь характеризуется не одним, а чаще многими синдромами, которые комбинируются между собой в различных вариантах. Первично шоковый орган, т.е. очаг поражения, чаще обусловлен путями проникновения аллергена в организм, но вскоре происходит вовлечение в патологический процесс многих органов.В основном эти болезни относятся к профессиональным, но могут рассматриваться и как аллергические, хотя в отличие от чисто аллергических болезней при металлоаллергозах, наряду с иммунными нарушениями, большую роль играют также гистаминолиберация и токсические влияния.

На сегодня еще не ясны точные механизмы комбинаций при действии соединений металлов токсического, гистаминолиберирующего и сенсибилизирующих влияний, особенно спорными остаются вопросы о фазе сенсибилизации в условиях длительного последующего контакта с тем же аллергеном (почему все же не развивается болезнь?) и по какой причине  наступает в тех же условиях длительная стойкая ремиссия (толерантность, десенсибилизация), хотя в обоих случаях аллергические пробы остаются положительными. Не могут считаться решенными в полной мере вопросы профотбора, возвращения после лечения на то же производство, а также проблемы простой, дешевой и эффективной лабораторной диагностики различных фаз активности металлоаллергозов. Одновременно должны существенно совершенствоваться методы первичной и вторичной профилактики, лечения и реабилитации.

В условиях производства воздействию металлов и их соединений подвержены люди не только в металлургии и металлохимии, но практически во всех отраслях добывающей и обрабатывающей промышленности, в строительстве, транспорте, теплоэнергетике, машиностроении, химической промышленности (табл. 2). В последнее десятилетие металлопатология приобретает все более широкое распространение из-за угрожающе быстрого загрязнения металлами окружающей среды(ОС). К сожалению, диагностика металлоаллергозов до сих пор направлена, главным образом, на выявление этой патологии у рабочих, а между тем внимание врачей нужно привлечь к поиску болезней, обусловленных металлами в различных группах населения, включая детей.

В современных условиях металлоаллергозы из сугубо локальной медицинской проблемы в недалеком прошлом вышли на одно из первых мест по распространенности и приобрели в связи с этим большое экономическое, социальное и экологическое значение. Поэтому решение их возможно только на основе комплексных и глубоких разработок с привлечением широкого круга специалистов.

В Российской Федерации удельный вес аллергических заболеваний зависит от региона, климато-географических условий, экономической и социально-экономической ситуации и колеблется в пределах от 3 до 40%. В структуре аллергических заболеваний преобладают следующие нозологические формы:

1. Бронхиальная астма – от 23 до 60%.

2. Поллиноз, аллергический ринит, конъюнктивит – 10–70%.

3. Аллергодерматозы – 7–73%, в том числе хроническая рецидивирующая крапивница, ангио-невротические отеки Квинке, атопический дерматит, контактный дерматит, тяжелый атопический синдром и др. В последние годы в структуре аллергодерматозов (наряду с крапивницей) отмечается возрастание удельного веса больных с атопическим дерматитом (от 10 до 54%). Считается, что из 60 тыс. наиболее распространенных загрязнителей не менее 1 тыс. можно отнести к контактным аллергенам. При этом постепенно возрастает удельный вес аллергодерматозов, вызванных металлами, особенно никелем (Сидоренко Г.И. и др., 1997).

4. Лекарственная и пищевая аллергия – 10–30%.

5. Инсектная аллергия – 0,5–3,5%.

6. Анафилактический шок – 0,1–1,5%.

7. Прочие аллергические заболевания – 3,5–5,2% (Лусс Л.В. и др., 1995).

Иммунотоксическое действие. Около 30 лет назад зародилось направление иммунотоксикологии. Экологическая иммунотоксикология изучает влияние на иммунный гомеостаз токсичных химических веществ, загрязняющих окружающую среду (Забродский П.Ф., Кажекин А.А., 1990).

Основные реакции иммунного гомеостаза при воздействии токсикантов:

           снижение неспецифической резистентности организма и супрессия наиболее значимых показателей гуморального и клеточного иммунитета (хлор- и ртутьсодержащие пестициды, полициклические ароматические углеводороды, полигалогенированные ароматические углеводороды, в том числе диоксины, ксилол, стирол, метилизоцианат, ацетонитрил, сернистый ангидрид, сероуглерод, оксид углерода и др.);

           понижение неспецифической резистентности организма и активация некоторых реакций иммунной системы (хлориды кадмия и бериллия, NH3, фенол, НСl, HF, свинец, бензил, ртуть, NO2, формальдегид);

           активация основных показателей неспецифической резистентности организма и супрессия гуморальных и клеточных иммунных реакций (ФОС, карбаматы, бензол).

При хронической интоксикации в результате химического загрязнения ОС чаще встречаются 2 варианта:

           снижение неспецифической резистентности и супрессия иммунной системы (большинство вредных веществ);

           супрессия неспецифической резистентности и активация некоторых показателей иммунной системы (чаще за счет аллергических или аутоиммунных реакций). Такой эффект выявляется у хрома, кобальта, никеля, ванадия, висмута, вольфрама, молибдена, свинца, оксида этилена, NO2, формальдегида, 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и других токсикантов.

С иммунотоксическим действием экотоксикантов и суперэкотоксикантов напрямую связан рост онкологической и инфекционной заболеваемости. Усиление химического загрязнения ОС может иметь отношение и к пандемии СПИДа.

Канцерогенное, эмбриотоксическое действие характерно для солей тяжелых металлов, хлорорганических пестицидов, асбеста, бензпиренов и других химических веществ.
.
ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

1.1. Краткая характеристика металлоаллергенов

Токсичные тяжелые металлы называют так по причине их высокой атомной массы. Металлы, в том числе и тяжелые, являются естественным компонентом среды обитания, и любой из них может быть определен прецизионными методами химического анализа в любом обследуемом объекте. Однако в ряде случаев складываются ситуации, при которых содержание того или иного металла в среде существенно возрастает, и это уже представляет угрозу для здоровья человека.

Тяжелые металлы опасны для окружающей среды тем, что они обладают способностью накапливаться в организмах, вмешиваться в метаболический цикл. Они способны быстро изменять свою химическую форму при переходе из одной среды в другую, не подвергаясь биохимическому разложению, а также вступают в многочисленные химические реакции друг с другом и с биологически важными неметаллами. Тяжелые металлы катализируют многочисленные химические реакции, протекающие в любой сфере, как-то окисление-восстановление, гидратацию-дегидратацию и др.

Бериллий. Растворимые соединения бериллия обладают в основном раздражающим действием. Нерастворимые соединения могут оказывать аллергенный, общетоксический и канцерогенный эффекты. ПДК 0,001мг/м3.

К основным областям деятельности человека, где возможно воздействие бериллия (С.А. Куценко и др., 2000), относятся:  производство бериллия, изготовление керамики, компьютерная техника, электроника, элементы ядерных реакторов, штампы, телекоммуникации, космические исследования, сжигание бытовых и промышленных отходов, изготовление красителей и др.

Острые интоксикации наблюдаются при массивном воздействии растворимых соединений бериллия: развивается картина поражения верхних дыхательных путей – ринофаринголарингит, а при большей глубине поражения – бронхит и бронхобронхиолит. При попадании на кожу отмечаются признаки контактного дерматита, а при попадании в глаза – конъюнктивита.

Кадмий обладает раздражающим и общетоксическим политропным действием. ПДК 0,1мг/м3. Острые отравления проявляются клинически через несколько часов после вдыхания аэрозоля окиси кадмия, главным образом поражением дыхательных путей.

К основным,  в плане  воздействия кадмия, производствам и процессам принадлежат [С.А. Куценко и др., 2000]: производство (выплавка) кадмия, выплавка цинка и свинца, электроанодирование металлов, изготовление кадмиево-никилиевых батарей, переплавка анодированных кадмием металлов, производство сплавов (с медью, серебром), производство стабилизаторов пластмасс, производство красителей, ювелирное производство, электронная промышленность.

Это могут быть поражения верхних дыхательных путей – ринофаринголарингиты, а также трахеобронхиты, токсический отек легких в зависимости от концентрации вещества в воздухе и времени экспозиции. Одновременно отмечаются изменения в желудочно-кишечном тракте: тошнота, рвота, понос, боли в животе. Могут нарушаться функции печени и почек [Реакции организма…, 1991].

Кобальт обладает раздражающим и аллергическим действием. ПДК 0,5 мг/м3.

Марганец. ПДК в виде пыли, паров, аэрозолей в воздухе рабочих помещений 0,3 мг/м3.

Марганец поступает в организм через дыхательные пути, пищеварительный тракт, реже – через кожу. Выделяется из организма кишечником, почками, слюнными и молочными железами.

Никель и его соединения обладают аллергическим, раздражающим, слабым фиброгенным и канцерогенным действием. ПДК для закиси, окиси и сульфида никеля 0,5 мг/м3.

Ртуть. ПДК 0,01 мг/м3. Пары ртути проникают в организм через дыхательные пути. Из организма ртуть выводится с мочой, калом, потом, слюной, грудным молоком, желчью.

Острые отравления парами ртути в промышленных условиях встречаются крайне редко, наиболее характерно развитие хронической интоксикации ртутью, возникающей в результате длительного воздействия повышенных концентраций паров ртути на организм.

Мышьяк. При хронической интоксикации отмечаются трофические нарушения кожи – пигментация, шелушение, гиперкератозы ногтей (полосы Меса), выпадение волос.

Таблица 3

Проявления хронической интоксикации мышьяком

(Куценко С.А. и др., 2000)
Система
Эффект
Системные эффекты
Гиповолемия-гипотония
Кожа и слизистые
Экзема

Гиперкератоз ладоней и стоп

Кератомы

Меланоз/витилиго

Раздражение/изъязвление слизистой

Аллопеция

Чашуйчатоклеточный рак
ЖКТ
Диарея
Кровь
Лейкопения

Анемия

Панцитопения

Острая миелогенная лейкемия
Почки
Почечная недостаточность
Нервная система
Спутанность сознания/делирий

Энцефалопатия

Судороги

Сенсомоторная нейропатия

Поражение дыхательных путей проявляется преимущественным поражением носа с последовательным развитием воспаления, изъявлением слизистой, а затем перфорацией носовой перегородки. Могут присоединяться признаки полиневрита (чаще чувствительная форма), гастрита, гепатита. При длительной работе с мышьяком увеличивается риск заболевания раком легких.

Свинец. ПДК 0,01 мг/м3. Свинец и его соединения чрезвычайно широко используются в различных отраслях промышленности. Для большинства производств, где используется свинец, характерно его воздействие в виде аэрозолей.

Таблица 4

Производства, связанные с опасностью воздействия свинцом
(Куценко С.А. и др., 2000)

Плавление свинца
Производство аккумуляторных батарей
Металлосварочные работы
Производство резины и резиновых изделий
Производство пластмасс
Полиграфическая промышленность
Ремонт радиаторов
Производство добавок к бензину
Сжигание твердых отходов
Производство свинецорганических соединений
Производство красителей
Выплавка цинка
Выплавка меди

При профессиональном воздействии основной путь поступления свинца в организм – ингаляционный. Но при нарушении правил техники безопасности (курение и прием пищи на рабочих местах, загрязнение рук и т.д.) возможно его поступление через желудочно-кишечный тракт. Выведение свинца, поглощенного организмом, осуществляется с мочой (около 75%) и через желудочно-кишечный тракт (около 15%). На долю других путей выведения свинца (потовых желез, слюны и др.) приходится менее 6–7%. Возможно содержание небольших количеств свинца в грудном молоке.

Свинец – яд политропного воздействия. Ведущим патогенетическим механизмом его токсического воздействия на организм является энзимопатический эффект, приводящий к инактивации ряда ключевых ферментов за счет блокады активных центров (соединение с сульфгидрильными (–SH–), карбонильными группами). К наиболее существенным проявлениям энзимопатического действия свинца относятся вызываемые им нарушения в биосинтезе порфиринов и гема, а также изменения активности ряда эритроцитарных и печеночных ферментов.

Метаболиты порфиринового обмена – аминолевулиновая кислота (АЛК) и копрофирин (КП), содержание которых в моче увеличивается при отравлении свинцом, являются ранними специфическими диагностическими критериями сатурнизма.

Таллий. ПДК для аэрозоля иодида и бромида таллия 0,01 мг/м3. Таллий поражает нервную систему, желудочно-кишечный тракт, печень, почки. Он опасен при остром, подостром и, в меньшей степени, хроническом воздействиях. Как и другие металлы, вещество может вступать во взаимодействие с многочисленными лигандами, нарушая свойство биомолекул. Кроме того, таллий является конкурентом калия в организме.

Титан и его соединения составляют 0,45-0,57% земной коры и встречаются, главным образом, в виде следующих минералов: ильменит, рутил, анатаз, брукит, лейкоксен и др. Соединения титана находят широкое применение в авиационной промышленности, ракетной технике, металлургии и медицине. Диоксид титана (TiO2) является компонентом производства красок, лаков, эмали, пластмасс, диэлектриков.

Хром. ПДК для растворимых соединений 0,01 мг/м3, для нерастворимых соединений 0,5–1,0 мг/м3. Обладает раздражающим, аллергическим, общетоксическим и канцерогенным эффектом действия.

Таблица 5

Производства, использующие хром
(Куценко С.А. и др., 2000)

Анодирование металлов
Изготовление красителей для цветных телевизионных экранов
Стеклянная промышленность
Литография
Металлические работы
Очистка нефти
Фотография
Изготовление сплавов
Текстильная промышленность
Кожевенная промышленность

В производственных условиях соединения хрома проникают в организм главным образом через органы дыхания и кожу. При контакте со слизистой оболочкой дыхательных путей проявляется раздражающее действие: першение в горле, кашель, чихание, развиваются хронические катары верхних дыхательных путей. Особую тропность соединения хрома имеют к слизистой оболочке носа, где последовательно развиваются воспаление, изъязвление, а затем перфорация носовой перегородки.

В быту и на производстве возможен контакт с металлической формой токсикантов (валентность – 0; отравление парами ртути), их неорганическими и органическими соединениями. Токсичность различных соединений одного и того же металла различна и колеблется в очень широких пределах. Биологическая активность неорганических соединений металлов (оксиды, хлориды, сульфаты, нитраты и т.д.) определяется их валентностью (токсичность соединений трехвалентного мышьяка в несколько раз выше, чем пятивалентного) и другими свойствами, например, растворимостью в воде.

Многие металлы способны образовывать ковалентные связи с атомом углерода с образованием металлорганических соединений. В подавляющем большинстве случаев эти соединения обладают свойствами, существенно отличающимися от свойств неорганических соединений металлов. Так, тетраэтилсвинец (ТЭС), триэтилолово, триметилвисмут, метилртуть (в отличие от неорганических соединений, образующих их металлов) вызывают тяжелые поражения ЦНС, что обусловлено их способностью легко проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и клеточные мембраны. Токсичность органических соединений металла определяется главным образом строением радикалов. Вещества, содержащие алкильные радикалы, как правило, более токсичны, чем содержащие арильные группы. В целом, чем длиннее алкильный радикал в металлорганическом соединении, тем оно менее токсично.

Источником поступления металлов в организм является окружающая среда (воздух, вода, продовольствие растительного или животного происхождения), значительно реже лекарства, диагностические препараты и т.д.

В воздухе металлы могут присутствовать в форме паров (металлическая ртуть, органические соединения металлов, оксиды металлов на производствах, связанных с их термической обработкой) и твердых частиц (аэрозоли). Во всех случаях форма, в которой металл присутствует в воздухе, определяется только экспериментально.

В воде металлы могут существовать в четырех формах:

           растворы соединений;

           растворы комплексных соединений;
           взвесь органических и неорганических соединений металла;

           адсорбированные на частицах простые и комплексные соединения металлов.

Соотношение этих форм зависит от свойств воды (рН, жесткость, загрязненность и т.д.), металла и других факторов. При анализе экологической ситуации, важно знать в какой форме (формах) существует в воде изучаемый металл, так как это существенно влияет на его биодоступность (способность проникать во внутренние среды организма) и активность.

В пище металлы могут находиться в форме различных соединений, связанных и не связанных с молекулами пищевого продукта. Правил, позволяющих apriori определить формы, в которых металлы встречаются в продовольствии, не существует.


1.2. Металлы, необходимые для организма

Часть металлов являются необходимыми для организма, поскольку формируют активные комплексы с энзимами, выполняют иные функции. К числу наиболее известных относятся Са, Fe, Cu, Zn, Mo, Сr и т.д.

В больших концентрациях химические элементы вредны для организма, а в малых многие из них необходимы для его жизнедеятельности, поэтому, естественно, между вредными и полезными дозами и концентрациями должны быть критические, пороговые и подпороговые уровни, знание которых важно для медиков, в том числе гигиенического профиля. Для определения таких уровней очень важно знать механизмы действия элементов как в больших, так и в малых дозах, т.е. как их вредное, так и полезное действие.

Кривая зависимости доза-эффект для таких металлов отражает их биологическое значение. При низких концентрациях они активируют биологические процессы, при высоких – угнетают их. Дефицит таких металлов в организме столь же пагубен, сколь и их избыток. Иногда дефицит эссенциальных элементов развивается при попадании в организм других металлов, вытесняющих их из связи с белковыми комплексами.

Для нормального состояния кожи необходимо наличие натрия, калия, железа, магния, фосфора, меди и цинка, а также других микроэлементов, которые входят в состав ферментов, витаминов или играют роль активаторов биологических процессов. Из многих микроэлементов наибольшее внимание уделено селену, так как он играет весьма важную роль в возникновении патологических состояний организма, особенно при его дефиците. Селен обладает способностью активировать иммунитет, обусловленный лимфоцитами крови. Эта способность, как показали исследования, зависит не только от дозы и времени воздействия селена, но и от вида изучавшегося в эксперименте его соединения. Активность естественных киллерных клеток угнеталась при их инкубации с селенитом натрия и возрастала при инкубации с селенометионином. При этом критическая концентрация селена, при которой возможно пороговое повышение или понижение активности естественных киллеров (лимфоцитов), составила 394,5 мкг/л.

Так как селен является эссенциальным элементом, в частности компонентом глутатионпероксидазы, изучали эффективность пополнения организма селеном. С этой целью 20 здоровых волонтеров в течение 8 недель получали селен по 120 мкг/сут, а затем определяли его содержание в плазме, цельной крови и в коже в сроки до 14 нед. Исследования показали, что через 14 нед после начала добавления селена в пищу уровень его в плазме возрос с 3 до 104 нг/мл, в цельной крови – с 93 до 130 нг/мл; в коже увеличения уровня селена не наблюдали. Следовательно, селен достаточно абсорбируется из кишечника и способен пополнять организм при дефиците (Печенникова Е.В., 1997).

Железо находится в митохондриях и других органеллах клеток кожи, где оно входит в состав окислительных ферментов – пероксидазы и цитохромоксидазы, обеспечивающих клеточное дыхание. Железо является также кофактором в реакциях, участвующих в синтезе коллагенов. В США в эксперименте на крысах изучали влияние уровня железа на состояние животных с дефицитом меди. Исследования показали, что снижение уровня железа в печени и поджелудочной железе у крыс с дефицитом меди способствует благоприятной инсулиновой и глюкозной реакциям.

Магний представлен в коже преимущественно в виде хлорида и в меньшей степени в виде сульфита и фосфата. Уменьшение его содержания при экземе и диффузном нейродермите может быть одним из механизмов угнетения холинэстераза.

Медь как коэнзим входит в тирозиназу, СоА-дегидрогеназу и другие ферменты. Необходима для образования меланина и коллагена. Отмечается возможность влияния меди на остеопороз у животных и человека. В исследовании, проведенном в Ирландии, 24 женщины в возрасте 45-56 лет получали добавки меди к рациону в виде хелата аминокислоты в течение 2 лет. Методом компьютерной томографии у обследованных установлена сохранность плотности костных минеральных веществ в тканях II-IV поясничных позвонков. В то же время у 32 контрольных женщин этот показатель за 2 года значимо снизился.

При различных формах аллергодерматозов, детских экземах и других кожных заболеваниях у детей часто отмечается недостаток кальция. В терапевтической и особенно в педиатрической практике следует избегать введения больших доз кальция и фосфора. Нельзя назначать детям 10% раствор кальция и употреблять так называемый кальцинированный творог (створаживание молока с помощью 50%-го раствора кальция).

Цинк и мышьяк положительно действуют на состояние эпидермиса и рост волос. Цинк является коэнзимом карбоксипептидазы и карбонильной ангидразы. Недостаточность цинка у крыс приводит к замедлению роста волос, аллопеции, поражению кожи, а у свиней вызывает развитие паракератоза, напоминающего псориаз. Избыток кальция вытесняет цинк и создает его дефицит. Показано положительное действие цинка, вводившегося в организм в виде сульфата, на больных при лечении синдрома Дауна.

Мышьяк можно применять в лечении псориаза, красного плоского лишая, аллопеции и других заболеваний кожи. Мышьяк, цинк и медь в своем действии на организм связаны друг с другом. Цинк считается конкурирующим антагонистом в отношении абсорбции и накопления меди в организме. Образующийся под влиянием цинка в слизистой кишечника металлотионеин может связывать медь в кишечных клетках, блокируя его абсорбцию.

Была сделана попытка выяснить роль микроэлементов, а вместе с ними и энзимов на примере лиц, пораженных ожогами, достигающими 20% поверхности тела. Результаты исследований показали, что в острый период ожоговой болезни у больных развивается дефицит в крови селена, цинка, а также витамина D и фолиевой кислоты. Предполагается активизация антиоксидантной системы, так как концентрация витамина Е и активность глутатионпероксидазы обнаружили тенденцию к снижению.

Микроэлементы наряду с витаминами необходимы людям с недостаточным питанием, в том числе больным СПИДом, что следует учитывать в рекомендациях по улучшению питания больных.

Недостаточность кобальта в пище дает симптомы В12 авитаминоза, из-за нарушения синтеза витамина с бактериями в кишечной трубе. Прибавление в пищу кобальта усиливает рост шерсти у овец и пуха у кроликов (Колосовский Э.Д., 1997).

В наиболее употребляемых пищевых продуктах содержится различное количество микроэлементов (табл. 6).

Таблица 6

Количество микроэлементов в некоторых пищевых продуктах


*Продукты, обладающие аллергенными свойствами


Следует отметить, что отдельные из них требуют для переваривания значительного количества ферментов и обладают аллергенными свойствами, поэтому их не всегда можно вводить в рацион детям, имеющим заболевания пищеварительного аппарата и кожи.

В организме человека при весе 70 кг содержится 1050 г Са (в основном в костях), 245 г К, 105 г Na и 35 г Mg. Далее идут железо (3 г), цинк (2,3 г) и рубидий (1,2 г). Из этих трех элементов жизненно важными являются железо и цинк, а рубидий, вероятно, необязателен.

Другие элементы, относящиеся к металлам, в организме человека присутствуют в количестве менее 1 г каждый, но по крайней мере семь из них играют существенную роль. К ним относятся медь (100 мг), марганец (20 мг) и кобальт (~ 5 мг). Роль других элементов – хрома (< 6 мг), олова и ванадия – для высших животных была выявлена лишь недавно. По всей вероятности необходимыми являются также никель, свинец и ряд других элементов (Мецлер Д., 1980, с. 169).

В одном эритроците находится 7•105 атомов меди и 105 атомов жизненно необходимого элемента олова. присутствуют также 2•104 атомов серебра – металла, обладающего токсическим действием. В эритроците содержатся также бор и алюминий (по 3•105 атомов каждый), мышьяк (7•105 атомов), свинец (7•104 атомов) и никель (2•104 атомов). Из всех элементов периодической таблицы (кончая ураном) лишь четыре (Ac, Po, Pa и Ra) присутствуют в среднем в количестве менее 1 атома на клетку.

Некоторые из элементов, считающиеся несущественными, в частности Сs, Rb, Sr и Ni (последний, возможно, существен), относительно нетоксичны. Другие же высокотоксичны, например Sb, As, Ba, Be, Cd, Pb, Hg, Ag, Tl и Th.



Рис. 1. Жизненно важные для живых организмов элементы (они расположены в закрашенных клетках). 11 элементов – С, Н, O, N, S, P, Na, K, Mg, Ca и Cl – составляют 99,9 % массы тела человека. Для жизнедеятельности высших организмов необходимо присутствие в следовых количествах еще 13 элементов. Высшим растениям необходим бор; для животных, микроорганизмов и водорослей этот элемент, по-видимому, необязателен.

Микроэлементы могут находиться в организме в недостаточном количестве из-за снижения поступления их с пищей или в результате плохой всасываемости. Для более успешного всасывания микроэлементов, находящихся в пище, гомеопатических препаратах и в отдельных травах, применяются фитосборы, влияющие на пищеварительную систему, в состав которых можно включить ту или иную траву.

В некоторых случаях уместно применять травы, которые содержат микроэлементы в различной комбинации. В листьях черники содержатся следующие микроэлементы: калий, натрий, магний, кальций, железо, сера, фосфор, хлор, йод. Чабрец содержит большое число минеральных веществ, которые хорошо усваиваются при применении его в виде настоев. В листьях брусники найдены соли марганца и калия. Мята перечная содержит медь, марганец, стронций, а в крапиве обнаружены соли железа и кремния. В бессмертнике находятся соли кальция, калия, железа и кремния. Соединения йода имеются в толокнянке и в вахте трехлистной. Горец почечуйный содержит оксолат кальция, а тысячелистник обладает действием подобно хлориду кальция. Хвощ полевой способствует выделению свинца из организма. Листья одуванчика содержат железо, кальций и фосфор, поэтому их уместно применять при рахите (Колосовский Э.Д., 1997).

Эффективным способом введения микроэлементов является применение лечебных и лечебностоловых минеральных вод.

Необходимые металлы не так часто вызывают интоксикации, поскольку в организме имеются системы, обеспечивающие поддержание постоянства их содержания. Однако гомеостатические механизмы могут оказаться несостоятельными при поступлении в организм большого количества металла. Кроме того, местное действие металлов на кожу, дыхательные пути не подвержено гомеостатическому регулированию, вследствие чего может сопровождаться развитием токсического процесса. Так, хотя хром и является необходимым микроэлементом, хроматы вызывают тяжелое поражение кожи, слизистых дыхательных путей, легких. Ингаляция оксида цинка приводит к развитию лихорадки плавильщиков.

1.3. Клинические проявления интоксикации

Бериллий. Хроническая форма заболевания от воздействия нерастворимых соединений бериллия известна под названием берриллиоз. Начало заболевания возможно и в период работы с ним, и в отдаленные сроки, что связано со способностью бериллия длительно задерживаться в организме, главным образом в легких. Отличительная особенность бериллиоза – отсутствие зависимости интенсивности и времени контакта с возможностью развития патологии. Заболевание проявляется развитием в легких диссиминированного грануломатозного процесса часто прогрессирующего течения с клиникой бронхо-бронхиолита, развитием легочной, а затем и сердечной недостаточности. Заболевание протекает на фоне выраженных иммунологических сдвигов, в том числе и аутоиммунного типа, имеет ремиттирующее течение, что напоминает клинику коллагеновых болезней.

Заболеваемость бериллиозом среди работающих с бериллием невелика. Большое значение в его развитии имеет индивидуальная предрасположенность (Реакции организма человека…, 1991).

Кадмий. Острые отравления в условиях производства редки. При хронических отравлениях начальные признаки отражают формирующуюся патологию носа: развивается гипосмия, а затем аносмия. Одновременно отмечается воспаление слизистой оболочки, изъязвление и в последующем прободение носовой перегородки. Характерно окрашивание зубов в желтый цвет, желтая кайма на деснах или вокруг шейки зубов. Нередко отмечается поражение печени с нарушением ее функций. Специфическим считают поражение кадмием почек: наблюдается стойкая протеинурия с выделением белка с низким удельным весом (бета-2-микроглобулин).

Нередко отмечается поражение печени с нарушением ее функций. Специфическим считают поражение кадмием почек: наблюдается стойкая протеинурия с выделением белка с низким удельным весом (бета-2-микроглобулин).

В более тяжелых случаях интоксикации в процесс могут вовлекаться кости: развивается остеопороз и остеосклероз, отмечаются поперечные борозды на лопатках, костях таза, эпифизах бедренных и большеберцовых костей.

При хронической интоксикации возможно поражение легких в форме умеренно выраженного диффузного пневмосклероза. Интоксикация протекает на фоне неврастенического синдрома в сочетании с вегетативными расстройствами, а также умеренной анемии (Реакции организма человека…, 1991).

Кобальт
. В производственных условиях имеют значение хронические интоксикации, которые характеризуются хроническими ринофаринголарингитами, нередко с явлениями гипо- или аносмии, возможно развитие бронхитов и бронхиолитов с последующим исходом в пневмосклероз. У отдельных лиц могут развиваться аллергические синдромы: бронхиальная астма и аллерогодерматозы. Могут проявляться и общетоксические свойства кобальта, что проявляется поражением мышцы сердца – так называемая «кобальтовая миокардиопатия», нарушением функции печени и почек (Реакции организма человека…, 1991).

Марганец.
Характерными для хронической интоксикации марганцем являются астенические расстройства: повышенная утомляемость, сонливость, снижение активности, круга интересов, ухудшение памяти.

В неврологическом статусе отмечается гипомимия, гипокинезия, нарушения мышечного тонуса в виде гипотонии, дистонии или гипертонус по пластическому типу, возможно оживление или равномерное снижение сухожильных рефлексов, гипестезия дистальных отдельных конечностей, периферические и центральные вегетативные нарушения.

Наиболее информативными для диагностики хронической интоксикации марганцем являются – электромиографическое исследование и психологическое тестирование, в меньшей степени электро- и реоэнцефалография (Реакции организма человека…, 1991).

Никель
. Острые интоксикации возможны при воздействии карбонила никеля и протекают по типу «литейной лихорадки»: после латентного периода продолжительностью 3–6 ч появляется озноб, повышение температуры до 38–39 °С, нарушается общее самочувствие – слабость, головная боль, боли в мышцах, небольшой кашель. Лихорадочный период продолжается в течение нескольких часов, после чего температура довольно резко падает, отмечается проливной пот. Затем самочувствие восстанавливается, каких-либо последствий не остается.

При больших дозах воздействия интоксикация протекает более тяжело: отмечается головная боль, тошнота, рвота, развивается картина токсической пневмонии или токсического отека легких.

При хронических интоксикациях отмечаются поражения верхних дыхательных путей – хронические субатофические ринофарингиты, гипо- и аносмия. Отмечается серый налет по краю десен. Для хронического воздействия наиболее значимы аллергические проявления – аллергодерматозы, реже - астматические бронхиты и бронхиальная астма. От вдыхания пыли сульфитов и закиси никеля могут развиваться пневмокониозы. При длительном контакте с соединениями никеля возможно развитие карцином носа, придаточных полостей носа и легких.

Ртуть
. Клиническими синдромами хронической интоксикации ртутью являются вегетативно-сосудистая дистония, неврастения, в выраженных случаях ртутная энцефалопатия. Основными жалобами больных при хронической интоксикации ртутью являются: общая слабость, повышенная утомляемость, раздражительность, боли и парестезии в конечностях, головные боли, нарушения сна, нарушения фона настроения, эмоциональная лабильность, снижение памяти, сопровождающиеся тахикардией, неустойчивостью АД, преимущественно в сторону повышения, выраженной вегетативной лабильностью, наличием тремора, нередко явлениями гиперфункции щитовидной железы, нарушением менструального цикла, патологическими изменениями десен.

При диагностике хронической ртутной интоксикации необходимо применять ряд дополнительных методов исследования: электроэнцефалографию, электромиографию, психологическое тестирование, проведение повторных исследований содержания ртути в моче. Последний тест самостоятельного значения для диагностики интоксикации не имеет и должен сочетаться с клиническими ее проявлениями.

В то же время «носительство ртути» при отсутствии клинических признаков интоксикации указывает на необходимость более тщательного динамического наблюдения за обследуемым.

Свинец.
Клиника сатурнизма характеризуется рядом синдромов, среди которых ведущими являются поражение крови, нервной системы и желудочно-кишечного тракта.

Изменение крови складываются из нарушений в порфириновом обмене и изменений в красной крови. Наиболее рано в биосинтезе порфиринов страдает активность фермента дегидратазы АЛК. Снижение активности Д-АЛК рассматривается как наиболее чувствительный индикатор контакта со свинцом.

Увеличение содержания в моче АЛК и КП, ПП в эритроцитах рассматривается как ранние, информативные диагностические признаки сатурнизма. Установлена зависимость выраженности изменений метаболитов ПО от уровня воздействия и степени тяжести интоксикации. Ретикулоцитоз и увеличение количества эритроцитов с базофильной зернистостью рассматриваются как неспецифические симптомы воздействия свинца. Однако их диагностическая ценность несомненна при групповом динамическом анализе работавших в контакте со свинцом. Развитие анемии наблюдается при действии весьма высоких концентраций свинца и значительном содержании его в крови. Появление анемии свидетельствует о тяжести интоксикации.

Изменения нервной системы при воздействии свинца наиболее часто выражаются в виде начальной периферической полиневропатии (вегетативно-сензитивная форма). Симптоматика в этих случаях характеризуется преобладанием вегетативно-трофических нарушений, боли, парестезии, чувство онемения в конечностях, особенно в состоянии покоя (ночью), цианоз или бледность кожных покровов пальцев рук, гипергидроз, гипотермия. Отмечаются дистальные нарушения чувствительности, сначала в виде гиперестезии, а затем - гипестезии. Нередко наряду с периферическими нарушениями диагностируются симптомы астенического или астеновегетативного синдрома.

Изменения желудочно-кишечного тракта при сатурнизме – наиболее часто проявляются в виде дискинезии тонкого кишечника гипермоторного типа с нарушением всасывательной моторноэвакуаторной функции. За счет ингибирующего действия свинца на кишечные ферменты страдает функция пристеночного пищеварения. Наиболее тяжелой формой расстройств желудочно-кишечного тракта при воздействии свинца является свинцовая колика, имеющая следующие характерные симптомы:

1) приступообразные резкие боли в животе;

2) стойкий запор, продолжительность которого может достигнуть 5–7 суток, неподдающийся действию слабительных средств;

3) подъем АД нередко в сочетании с брадикардией;

4) повышение температуры;

5) умеренный лейкоцитоз.

Возможно развитие атипичных, стертых форм колики, протекающих в виде соляролгий.

Изменения печени при современном легкопротекающем сатурнизме носят неспецифический характер и выражаются в виде нарушения отдельных функциональных проб (ОКТ, ГГТП), сдвигов в белковом спектре. Изменения сердечно-сосудистой системы носят неспецифический характер и определяются выраженностью основного процесса. Они характеризуются лабильностью АД с тенденцией к гипертензии, повышением тонуса периферических сосудов.

Таллий. Острые отравления проявляются прежде всего поражением нервной системы: беспокойством, бессонницей, болями и слабостью в конечностях, судорогами, иногда парезами. Наряду с этим наблюдаются боли в животе приступообразного характера, тошнота,повторная рвота. Отмечаются признаки токсических гепатита и нефропатии с развитием печеночной и почечной недостаточности. Значительные изменения отмечаются со стороны сердца по типу токсической миокардиопатии. При острой интоксикации характерны изменения ногтей – их исчерченность и выпадение волос.

Таблица 7

Основные проявления интоксикации таллия
(С.А. Куценко, М.А. Луцик, В.П. Мельничук, 2000)

Острое отравление:
Тошнота
Рвота
Боли в животе
Желудочно-кишечные кровотечения
Тремор
Атаксия
Нейропатия черепно-мозговых нервов (птоз, офтальмоплегия, неврит, неврит лицевого нерва)
Психоз
Судороги
Кома
Параличи
Мышечная атрофия
Подострое отравление:
Утомляемость
Эмоциональные нарушения
Атаксия
Дистальная парастезия
Дистальная мышечная слабость
Восходящая нейропатия
Полиневрит
Запоры
Алопеция
Психозы
Дерматит (эритема, изменение ногтей, шелушение кожи)

Острые интоксикации в условиях производства редки. Хронические отравления проявляются теми же признаками: утомляемость, головные боли, плохой сон, боли в конечностях. Нередко появляются диспепсические расстройства, боли в животе, неустойчивый стул. Отмечается повышенное выпадение волос, ломкость ногтей. Возможно развитие дерматитов. В некоторых случаях выявляются нарушения со стороны печени и почек.

Хром
. При контакте с кожей могут образовываться глубокие поражения – «хромовые язвы». Наряду с этим и наиболее часты аллергические поражения кожи – дерматиты и экземы. Аллергические проявления возможны и со стороны органов дыхания в форме астматических бронхитов и бронхиальной астмы. При длительном контакте с бихроматами и хромовыми пигментами возможно заболевание раком легких. Кроме специфических эффектов действия, контакт с хромом предполагает к более частому развитию гастритов, гепатита, астено-невротических расстройств.
Основным источником поступления металлов в окружающую среду в настоящее время является производственная и хозяйственная деятельность (табл. 2).

Токсические процессы, развивающиеся в результате действия металлов, в зависимости от свойств и условий проявляются в форме острых, подострых и хронических интоксикаций, аллобиотических состояний (нарушение иммунитета, аллергизация организма и т.д.), специальных токсических процессов (мутагенез, тератогенез, канцерогенез и т.д.) (табл. 8).

Опасность металлов для человека определяется токсичностью соединений, в форме которых они действуют, агрегатным состоянием этих соединений в окружающей среде и способностью накапливаться в организме.

Таблица 8

Клинические проявления токсического действия тяжелых металлов

(Колбасов С.Е., Ливанов Г.А., Нечипоренко С.П., Соболев М.Б., 1999)

Назад

Материалы из архива

10.2007 Программный комитет ярмарки «Атоммед-2007» провел первое заседание

Программный комитет ярмарки «Атоммед-2007» провел первое организационное заседание. В его работе приняли участие представители Российского агентства по здравоохранению, Комитета Государственной Думы по образованию и науке, Комитета Государственной Думы по охране здоровья, Главного военно-медицинского управления Министерства Обороны, Торгово-промышленной палаты РФ, ОАО «Российские железные дороги», Московского научно-исследовательского Онкологического института им. П.А. Герцена

3.2007 «Не догоним, так погреемся»

Мы выкладываем эту статью на сайте до ее публикации в журнале «Атомная стратегия». Имя автора не раскрываем и полностью сохраняем авторскую лексику и орфографию. Надеемся на адекватные комментарии и планируем, подборку из того, что получится в результате обсуждения, поместить в апрельском выпуске АС.Прошло около года со времени появления на сайте proatom статьи под названием «Стратегия выживания».

6.2006 Синдром эмоционального выгорания

С.Г.Кривенков, к.б.н., д. ф. в области философии и психологии личности; Ж.В.Волкова, психолог СПбНЦЭПР Еще в 1970-е годы XX века было введено понятие "синдром эмоционального выгорания". Прежде всего это явление характерно для представителей профессий типа "человек - человек", которые вынужденны постоянно общаться с другими людьми, причем не по собственному выбору. Несколько десятилетий назад Кристиной Маслач была дана "хлесткая" формулировка: "Сгорание - плата за сочувствие".