Природний тип отрут

3. Природний тип отрут

До отрут природного походження відносяться: природні отрути геологічного походження; мікробні токсини; токсини водоростів; токсини нижчих грибів (мікотоксини); отрути тваринного походження (зоотоксини); токсини рослинного походження тощо.

На території України не виключені хімічні катастрофи, викликані природними отрутами геологічного походження (Крим, Карпати). Такі отрути, як диоксид та триоксид сірки, оксиди азоту, аміак, монооксид та двооксид вуглецю, сірководень, меркаптани, метан можуть утворюватися у природних умовах і бути причиною хімічних катастроф. Оксиди сірки, оксиди азоту, аміак мають подразнюючу дію і уражають бронхо-легеневий апарат і з наступним токсичним набряком легень. Двоокис вуглецю у високих концентраціях може викликати рефлекторну зупинку дихання. У механізмах токсичної дії сірководню та меркаптанів основну роль відіграють гістотоксичні процеси. Є вказівки літератури, що при отруєнні сірководнем метиленовий синій виявляє суттєвий антидотний ефект. Монооксид вуглецю відноситься до типових гемічних отрут. Ефективні антидоти вказаних отрут не розроблені. Застосування кисню - антидоту монооксиду вуглецю у екстремальних умовах при масових ураженнях населення по ряду причин може бути утруднене. Характер медичної допомоги ураженим іншими отрутами геологічного походження розглянутий у розділі, присвяченому СДОР.

Серед природних отрут біологічного походження мікробні токсини є найбільш частою причиною масових та групових отруєнь після вживання забруднених ними харчових продуктів.

У сучасний період найбільш часто причиною отруєнь за кількістю інцидентів та кількістю потерпілих є токсини мікробного походження. Вважають, що на відміну від інфекційних захворювань, для виникнення харчової токсикоінфекції обов’язковою умовою є попадання в організм продуктів харчування із значною кількістю мікробів, які в них накопичилися. Якщо захворювання пов’язане з надходженням в організм з їжею тільки мікробних токсинів, то його відносять до харчових інтоксикацій.

Розрізняють три групи мікробних токсинів: екзотоксини, які виділяються у середовище в процесі життєдіяльності мікроба; ендотоксини, які виділяються у середовище після загибелі мікробів; та мезотоксини, що являють собою токсичні речовини, які не міцно зв’язані зі стромою мікробної клітини і можуть частково проникати у середовище культивування з живих мікробів.

В залежності від характеру відповідної реакції організму мікробні токсини можуть бути специфічними, коли вони вибірково діють на певні клітини та тканини організму, що проявляється конкретним інфекційним захворюванням, та неспецифічними, попадання яких в організм викликає загальнопатологічні реакції.

Біохіміки в залежності від природи токсинів та хімічних властивостей поділяють їх на групу простих та складних білків (протеотоксини), групу із стероїдною конфігурацією (афлатоксини) та групу полісахаразних комплексів, токсичну активність яких визначає ліпідний комплекс (ліпід А).

За механізмом дії основні бактеріальні білкові токсини поділяють на мембранотоксини, цитотоксини, функціональні блокатори та ексфоліативні еритрогеніни.

В свою чергу, мембранотоксини поділяються на групи лейкоцидинів, токсинів з фосфатидазною активністю та гемолізини. Гемолізини поділяються на підгрупи О₂-лабільні, О₂-стабільні та ін.

Цитотоксини поділяються на такі три групи: антиелонгатори, дермонекротизини та цитотоксини з ентеротропною активністю.

Функціональні блокатори також поділяються на три групи: ентеротоксини з підгрупами термостабільних та термолабільних ентеротоксинів.

Токсини водоростів (альготоксини) несуть високий ризик масових отруєнь при вживанні забрудненої ними води. В Україні існують природно-географічні та кліматичні умови для масового розмноження продуцентів альготоксинів у прісноводних штучних морях та прибережних зонах Чорного та Азовського морів. Труднощі виявлення цих токсинів та їх обеззараження існуючими водоочисними системами, а також вживання забрудненої ними води значними контингентами населення без попередньої очистки збільшують ризик масових отруєнь альготоксинами. До цього часу не розроблені ефективні антидотні засоби для профілактики та лікування гострих уражень цими токсинами, через що у критичних умовах потрібно буде використовувати патогенетичні та симптоматичні фармакологічні засоби.

Важкі отруєння людей та тварин рибою, молюсками та водою прісноводних та морських водойм обумовлені масовим розмноженням («цвітіння» води) токсичних водоростей. Їх токсичні продукти накопичуються в об’єктах другої ланки екологічного ланцюга (молюски, риби), через які передаються відповідно у третю ланку (наземні тварини та людина). Не виключене отруєння травоїдних на водопої при попаданні в шлунок зараженої води та фітопланктону, а також при купанні під час «цвітіння» води. Під час "цвітіння" води у ній утворюється значна біомаса (більше 100–200 г/л та міліони клітин синьозелених водоростей) [13, 15, 16].

Анабена цвітіння води (Anabaena flos-aquae Breb) продукує так званий анатоксин (2-ацетил-9-азобіцикло (4-2-1) нон-2ен), який є потужним стереоспецифічним антагоністом Н-холінорецепторів. Він блокує нервово-м’язову передачу по деполяризуючому типу, що проявляється сильною початковою контрактурою з подальшим повним паралічем скелетної та дихальної мускулатури. ЛД50 для мишей та щурів цієї отрути складає 0,5 мг/кг при внутрішньоочеревинному введенні. 0,1–1 мг цього токсину пригнічує фермент холінестеразу.

Афанізоменон цвітіння води (Aphanisomenon flos-aquae (L) Ralfs-продуцент термостабільних у кислому середовищі афантотоксинів, які містять неосакситоксин (90 %) та сакситоксин (10 %). Такі ж токсини були виділені у морських перідіній Gonyaulax та Q. amarensis. Механізм дії пояснюється тим, що гуанідинова група молекули вказаних токсинів застрягає в іонотранспортній ділянці Na+-каналу і блокує його.

Мікроцистіс сірувато-зеленій (Microcystis aeruginosa) продукує поліпептидні токсини, зокрема мікроцистин, який містить L-тирозин, D-аланін, D-ізоглутамінову кислоту, бета-D-аспарагінову кислоту, N- метилдегідроаланін, L-метіонін; LD50 токсину становить 0,1 мкг для мишей при внутрішньоочеревинному введенні. Токсин викликає тромбоцитопенію з наступними крововиливами в легені та печінку, тромбози, збільшення печінки.

Токсин LR-гексапептид на відміну від мікроцистину містить L-лейцин та R-аргінін. Його LD50 лежить в межах 0,1 мкг і викликає смерть мишей протягом 1 години. Цей токсин також спричиняє тромбоцитопенію, тромбоз легень, збільшення печінки.

Розрізняють шлунково-кишкову, шкірно-алергічну, м’язову та змішану форми отруєнь токсинами синьозелених водоростей.

При зараженні синьозеленими водоростями води водогінної мережі виникають масові отруєння по типу токсичного гастроентериту, подібного до дизентерійного чи холерного [15, 16, 21].

Варто зазначити, що одним з показників забруднення води альготоксинами є її сильний рибний запах.

В системі профілактичних заходів для попердженню масових отруєнь альготоксинами одне з основних місць посідає гідробіологічний контроль якості води.

Для профілактики отруєнь альготоксинами потрібно проводити тривале кип’ятіння води, фільтрацію її через активоване вугілля, озонування води на водоочисних спорудах.

Мікотоксини (токсини нижчих грибів) продукуються мікроскопічними грибками. Оскільки їх субстратами є харчові продукти, фураж, товарне зерно та ін., то при певних умовах мікотоксини можуть накопичуватися у значних кількостях та ставати причиною масових гострих та хронічних отруєн. Методи лабораторної ідентифікації мікотоксинів складні, тривалі та громіздкі, клінічна картина отруєння ними не завжди чітко окреслена, отже розпізнавання природи масових захворювань запізнюється, що не дає змоги своєчасно здійснити необхідний комплекс заходів. Лікування гострих отруєнь мікотоксинами утруднюється відсутністю специфічних антитоксичних засобів.

Мікотоксини — токсичні речовини складної хімічної будови, які продукуються мікроскопічними грибами. Мікроскопічні гриби по типу живлення та обміну речовин мають ознаки як рослин (апікальний ріст, клітинна полярність, наявність клітинної оболонки), так і тварин (гетеротрофний тип обміну речовин по вуглецю, наявність глікогену та хітину в оболонках та інші).

Займаючи третє місце по чисельності видів після тварин та рослин, мікроскопічні гриби відрізняються за морфологією, способом життя та живлення, механізмами адаптації та іншими ознаками.

За хімічною будовою мікотоксини — це ароматичні поліциклічні сполуки з молекулярною масою в межах 200–400, у складі яких є вуглець, водень та кисень.

Більшість мікотоксинів не руйнується при звичайній кулінарній та технологічній обробці забруднених ними харчових продуктів. Про кількість їх видів та розповсюдженість свідчить перелік відомих токсикозів. Так, гриби роду Aspergilus продукують афлатоксини B1, B2, G1, G2, M1, M2, стеригматоцистин, охратоксини А, В, С, фумітриморгини А та В, триптоквивалін, фумітоксини A, B, C, D, терротриеми А та В, цитохалазин Е. Вказані мікотоксини продукуються при розмноженні грибів на таких природних субстратах, як арахіс, кукурудза, бобові, насіння бавовни, горіхи, фрукти, овочі, спеції, фураж, сири, зернові, рис, силос. Вказаним мікотоксинам притаманна гепатотоксична, канцерогенна, мутагенна, тератогенна, імунодепресивна, нефротоксична та капіляротоксична дія.

Гриби роду Penicillium продукують токсичні речовини пенітреми A, B, C, D, E, веррукулоген, янтитреми А. В та С, паксилін, лютеоскирин, циклохлоротин, ісландітоксин, еритроскирин, руголозин, цитреовіридин, цитринин, патулін, пеніцилова кислота, PR-токсин, рокфортин, мікофенолова кислота, циклопіазонова кислота, рубратоксин А та В, секалонова кислота D.

Субстратами вказаних грибів є насіння бавовни та сояшника, сири, яблука, пасовищні трави, рис, сорго, пшениця, бобові, арахіс, перець, ячмінь, овес, жито, різні фрукти, овочі та продукти їх переробки (соки, пюре, джеми та компоти), фураж, кукурудза, арахіс.

Гриби роду Fusarium продукують трихотеценові мікотоксини (більше 40 сполук), зеараленон, моніліформін. Субстратами вказаних грибів є різні зернові, фураж, в тому числі сіно та солома, кукурудза, сорго.

Гриби роду Claviceps purpura та Claviceps paspali продукують нейротоксичні ерготоксини, а їх субстратами є різні зернові, дикоростущі злакові. Їх міцелій у спокої на колосках жита чи пшениці у вигляді ріжків темно-фіолетового кольору довжиною до 4 см та товщиною 0,6 см називають матковими ріжками.

Широке розповсюдження та швидке накопичення мікотоксинів у субстратах пояснюється тим, що вони утворюються у ланцюгу послідовних ферментних реакцій з відносно невеликого числа хімічно простих проміжних продуктів основного метаболізму, а саме ацетата, малоната, меквалата та амінокислот.

Зоотоксини - отрути, які продукуються вищими тваринами [11]. Оскільки зоотоксини є білками чи поліпептидами, переважна їх біль-шість може проявляти токсичність при паренте-ральному введенні, що значно обмежує їх спроможність викликати масові отруєння. У літературі відомі масові отруєння, викликані укусами диких бджіл. Разом з тим треба наголосити на тому, що деякі морські риби при їх вживанні як продуктів харчування можуть стати причиною гострих масових отруєнь. Антитоксич-ні сироватки розроблені проти отрут деяких найбільш поширених плазунів. Отже основним в арсеналі медикаментозної терапії гострих отруєнь зоотоксинами будуть патогенетичні та симптоматичні фармакологічні засоби.

Один із найвідоміших видів тваринних отрут (зоотоксинів) — тетродотоксин. Він міститься в шкірі й яйцях деяких жаб, у яйцях каліфорнійського тритона, у слинних залозах восьминога. Але найбільшу популярність йому принесла риба фугу, отрута міститься в яєчниках і печінці. Фугу — улюблені ласощі японців, однак готувати її дозволено лише кухарям, що мають спеціальну ліцензію, оскільки навіть двогодинне кип'ятіння отруту не руйнує. Для тетродотоксину LD;o = 10 мкг/кг, тобто одного міліграма цієї отрути досить, щоб убити людину. Тетродотоксин належить до нейротропних отрут, що блокують проникність мембран нейронів вегетативної нервової системи для іонів натрію, що практично миттєво перериває нервовий імпульс. На основі тетродотоксину виготовляють знеболюючі препарати.

Токсини рослинного походження або токсини вищих рослин нараховують близько 200 представників. З точки зору медицини катастроф та токсикології хімічних катастроф значення мають не більше 10 отрут (атропін, скополамін, дитилін, рицин та інші). Це переважно ті токсичні речовини, які продукуються широко розповсюдженими рослинами, які вирощуються як продуценти лікарських речовин або як технічні культури. Як правило, для таких отрут антидоти існують. Крупномасштабні токсикологічні катастрофи, викликані такими отрутами, не зареєстровані.

З отрут рослинного походження (фітотоксини) найдужчий — глікопротеїн рицин (LDS0 = 0,1 мг/кг), основний токсичний компонент бобів рицини. Білкова частина рицину складається з 560 амінокислотних залишків, полісахаридна складає близько 20 % молекулярної маси, що дорівнює 62 400. В організмі рицин викликає структурну перебудову клітинних мембран і порушує внутрішньоклітинний синтез білків. При потраплянні крапельок рицину в легені його токсичність приблизно така ж, як у нервово-паралітичного газу зарину: у деяких країнах вивчали способи застосування рицину у вигляді аерозолю під час воєнних дій.

Дві добре відомі рослинні отрути — нікотин (LD50 = 0,3 мг/кг) і стрихнін (LD50 = 0,75 мг/кг), що міститься в блювотних горішках (насіння Strychnos nux vomica), — належать до алкалоїдів. Регулярне вдихання тютюнового диму викликає повільне, але невідворотне руйнування органів людини. Шкідливість паління особливо доводить той факт, що дорослу людину може вбити ін'єкцією нікотину, виділеного з однієї сигари.

У медицині широко застосовують алкалоїд атропін. Він міститься в беладоні, блекоті, дурмані й інших рослинах сімейства пасльонових. Хоча атропін не такий токсичний, як багато інших алкалоїдів (для нього LDM = 400 000 мкг/кг), саме ця отрута — найчастіша причина отруєння в середніх широтах. Маленькі діти вважають солодкі чорні ягоди беладони вишневими й можуть отруїтися на смерть, з'ївши всього три-чотири.

Вміст токсичних речовин у різних частинах рослин нерівномірний. Він міняється протягом року, одні рослини більш токсичні до цвітіння, інші в період цвітіння чи після нього. В посушливі та дощові роки ціаногенні речовини у клевері, льону, виці після морозу утворюються у більшій кількості. У дощову погоду вміст токсичних речовин у красавці (белладонні), дурмані та аконіті зменшується.

ВИСНОВОК

Отрути — речовини, здатні при дії на живий організм викликати різке порушення нормальної його життєдіяльності — отруєння або смерть.

За походженням усі отруєння можна поділити на випадкові і навмисні, причому випадкові трапляються частіше. Випадкові отруєння бувають домашніми, медичними і професійними. До випадкових домашніх отруєнь належить більшість отруєнь. Вони відбуваються внаслідок необережного зберігання отруйних речовин і вживання їх дітьми, п'яними, з поспіху і т. ін. Інколи навіть дорослі і тверезі люди можуть отруїтись не тільки отруйними речовинами, які не мають запаху і смаку, але й їдкими отрутами. Бувають отруєння внаслідок прийому отрути замість ліків. "Медичними" отруєннями називають отруєння речовинами, які вводяться медичним персоналом з лікувальною метою.

Умови дії отрути, які залежать від таких чинників:

а) вік. Грудні та маленькі діти дуже чутливі до опію, алкоголю і відносно менш чутливі - до стрихніну. Відомий випадок смертельного отруєння трирічного хлопчика, якого п'яний дід "пригостив" чаркою горілки;

б) стан здоров'я. У людей виснажених, які хворіють на хронічні захворювання, гостріше і швидше виявляється дія отруйних речовин;

в) вага. Смертельна доза отрути прямо пропорційна вазі потерпілого;

г) стать. У жінок у певні періоди спостерігається підвищена чутливість до дії отрут (менструація, вагітність);

д) звикання до наркотиків, алкоголю і т. ін. На противагу звиканню у деяких осіб спостерігається підвищена чутливість (ідіосинкразія), наприклад, до антибіотиків, йоду, новокаїну та інших речовин, які приймаються в лікувальних дозах;

е) кумуляція отрути в організмі, тобто властивість накопичення (солі важких металів, лікувальні препарати і т. ін.).

Згідно з класифікацією катастрофальних отрут Інституту фармакології та токсикології АМН України, отрути, які несуть ризик масових отруєнь, поділяються в залежності від їх походження на два типи — антропогенні (техногенні) та природні.

До антропогенних отрут відносяться: сильнодіючі отруйні речовини (СДОР); токсичні речовини; пестициди; мінеральні добрива; отрути військової хімії; засоби побутової хімії; отрути, які викликають токсикоманію; фармакологічні препарати та диверсійні отрути.

До отрут природного походження відносяться: природні отрути геологічного походження; мікробні токсини; токсини водоростів; токсини нижчих грибів (мікотоксини); отрути тваринного походження (зоотоксини); токсини рослинного походження тощо.

СПИКОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.           Бак З. Химическая передача нервного импульса. М.: Мир, 1977. —70 с.

2.           Билай В.И. Основи общей микологии. —К.: Вища школа , 1989. —392 с.

3.           Билай В.И., Пидопличко Н.М. Токсинообразующие микроскопические грибы. —К.: Наукова думка, 1970. —291 с.

4.           Будагян Ф.Е. Пищевые токсикозы, токсикоинфекции и их профилактика. —М.: Медицина, 1972. —216 с.

5.           Вильнер А.М. Кормовые отравления. —Л.: Колос, 1984. —408 с.

6.           Голиков С.Н. Профилактика отравлений в быту. —Медицина, 1975. —128 с.

7.           Губский Ю.И., Долго —Сабуров В.Б., Храпак В.В. Химические катастрофи и экология. —К.: Здоров’я, 1993. —223 с.

8.           Далин М.В., Фиш Н.Г. Белковые токсины микробов. —М.: Медицина, 1980. —224 с.

9.           Даниленко В.С., Родионов П.В. Острые отравления растениями. —К.: Здоров’я, 1981

10.         Ефимова Л.К., Бора В.М. Лекарственные отравления у детей. —К.: Здоров’я, 1995. —382 с.

11.         Зерова М.Я. Їстивні та отруйні гриби України. —К.: Наукова думка, 1970. —138 с.

12.         Ивашин Д.С., Катина З.Ф., Рыбачук И.З., Иванов В.С., Бутенко Л.Т. Лекарственные растения Украини. —К.: Урожай, 1971. —351 с.

13.         Королев Р.В. Яди животного происхождения// в кн. Руководство по токсикологии отравляющих веществ. —Под ред. Голикова С.Н.. —М.: Медицина, 1972. —С.389 —428.

14.         Медведева В.К. Ботаника. —М.: Медицина, 1980. —296 с.

15.         Орлов Б.Н, Гелашвили Д.Б. Зоотоксинология (ядовитые животные и их яди). —М.: Высшая школа, 1985.

16.         Орлов Б.Н., Гелашвили Д.Б., Ибрагимов А.К. Ядовитые животные и растения СССР . —М.: Высшая школа, 1990. —272 с.

17.         Постовит В.А. Пищевые токсикоинфекции. —Медицина, 1984. — 279 с.

18.         Радкевич П.Е. Ветеринарная токсикология. —М.: Колос, 1972, 231 с.

19.         Токин Б.П. Целебные яды растений. —Л.: Издательство ленинградского университета, 1980. —280 с.

20.         Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксини. —М.: Медицина, 1985. —320 с.

21.         Франке З. Химия отравляющих веществ. Т.1. Перевод с нем. М.: Химия, 1973. —437 с.

22.         Храпак В.В., Кулик Т.В. Классификация химических катастроф// Фарм. и токсикол. К.: Здоров’я, 1991, N27. —С. 74 —78.

23.         Храпак В.В. Екотоксикологічні аспекти хімічних катастроф// В кн. Актуальні проблеми екогігієни і токсикології. Ч.2. —К.: 1998. —С.293 —300.

24.         Даниленко В.С., Максимов Ю.М., Сопіна І. Л. Отрути тваринного походження як джерело одержання лікарських препаратів. —Ліки. —1995. —N6. —с.99 —106.