Шпаргалка по экологиялық токсикология

Жоғарыда айтылғандай, LD50 мөлшерін графикті сызбай да анықтауға болады. 2.1 кестесі бойынша 1 және 4 қатарда орналасқан сандық көрсеткіштерді қолдана отырып, көрсетілген формула бойынша анықтаймыз. Біздің жағдайда, d=10,  А=170 мг/кг, В=180 мг/кг, а=41,7% , b=78,6%.

LD50 = A+ = 170+ = 172,3 мг/кг.

8.Зиянды заттар (улар) мен уланудың негізгі типтерінің классификациясы.

Химиялық заттардың экологиялық қауіптілігіне баға беру үшін тек қана концентрация нормативтерін ғана емес, сонымен қатар қоршаған ортаға түсетін зиянды заттардың уыттылығына, канцерогенділігіне, мутагендігіне және т.б. ерекше қасиеттеріне баға беріледі. Ол үшін нормативті құжаттарға енгізілген арнайы классификациялар қолданылады: мысалы, ГОСТ 12.1.007 – 76 ЕҚЖС (еңбек қауіпсіздігі жүйесінің стандарты). Зиянды заттар. Классификация және қауіпсіздіктің жалпы талаптары; ГОСТ 17.1.3.07 – 82. Гидросфера. Су қоймасы және ағындардағы су сапасын бақылау ережелері; ГОСТ 17.4.1.02 – 83. Табиғатты қорғау. Топырақтар. Ластануды бақылау үшін химиялық заттардың классификациясы; ГОСТ 17.2.3.01 – 86. Табиғатты қорғау. Атмосфера. Елді мекендерде ауа сапасын бақылау ережелері; ГОСТ 17.4.3.06 – 86 (СТ ӨКЭК (өзара көмектің экономикалық кеңесі) 5301 – 85). Табиғатты қорғау. Топырақтар. Химиялық заттардың және т.б. әсері бойынша топырақ классификациясына қойылатын жалпы талаптар.Химиялық заттың табиғаттағы жағдайы ұғымын былай түсінуге болады, заттың өз құрылымын өзгерту қасиеті, қоршаған ортаның әртүрлі компоненттерімен әрекеттесуі, өзгермеген түрде сақталуы және белгілі бір аралықта сол ортада немесе шекаралас ортада миграциялану мүмкіндігі.Негізінен барлық химиялық элементтерді органикалық, бейорганикалық және элементорганикалық (металорганикалық, кремнийорганикалық) деп ажырататын химиялық классификациялар кеңінен қолданылады.  Осы классификация көмегімен уытты заттарды кластарға және топтарға бөліп анықтайды.Ауада агрегаттық күйі бойынша заттар газтәрізді (газдар), сұйық (булар) және қатты (аэрозольдер) деп бөлінеді.Пайдалану мақсатына байланысты келесідей классификацияланады:

-Өндірістік улар (отын, еріткіштер  бояғыштар, хладагенттер, химиялық  реагенттер, пластификаторлар және  т.б.);

-Ауыл шаруашылығында түрлі  ауру қоздырғыштармен, зиянкестермен  және арамшөптермен күресу мақсатында  қолданылатын пестицидтер;

-Дәрі – дәрмектер;

-Тұрмыста пайдаланылатын  химиялық заттар (тағам қоспалары; санитария, жеке гигиена, косметика, киім және жиһаздарды күтуге  қажетті заттар);

-Өсімдіктер, саңырауқұлақтар, жануарларда кездесетін биологиялық  улар.

9.Удың әсерінің  көрініс беруі.

Улар ағзаға әр түрлі және күрделі әсер ете отырып, келесідей патологиялық үрдістерді тудыруы мүмкін: қабыну, дистрофиялық өзгерістер, безгек, аллергиялық жағдай, ісік пайда болу үрдісі (канцерогенез), нәрестенің дамуының бұзылуы (тератогенез), тұқымқуалаушылық аппараттың зақымдалуы (мутагенез). Соңғы үш форманы удың әсерінің алшақ салдары ретінде қарастырады. Патологиялық үрдістердің дамуы, бөгде улы заттармен ағзаның табиғи химиялық заттарының құрылымы ұқсастығынан бәсекелестік қарым-қатынастың туындауына байланысты. Табиғи химиялық заттарды ығыстыра немесе орнын баса отырып ксенобиотиктер биохимиялық реакциялардың қалыпты жүруін бұзады, соның салдарынан жасуша, ұлпа, мүше және ағзаның толығымен құрылымдары өзгеріске ұшырайды. Ксенобиотиктердің әсерінен кең тараған және көрініс беретін патологиялық реакциялардың формасы ол қабыну. Суда және майда жақсы еритін ксенобиотиктер түйісу нүктесінде қабынуды тудырады – теріде, көздің қасаң қабығында, жоғары тыныс алу жүйесінде, асқорыту жүйесінде (қышқылдар, сілтілер, ауыр металдардың тұздары, нитрогаздар, хлор). Еру коэффициенті аз газдар және булар ұлпаны бұзуға жеткілікті концентрацияда  суда жинақталады және баяу түрде ағзаға еніп қабынуды тудырады. Уландырғыш газдар (азот оксиді, аммиак, фосген және т.б.)  қан тамырларының өткізгіштігін бұзып, жеңіл ісінуге алып келеді. Мышьяк, фосфор, қорғасын, хлорланған көмірсутектерімен улану бауыр циррозын тудырады. Фенол, әктас, кальций карбидімен зақымдану шырышты қабықшаның ісінуін және тері ауруын арттырады.Созылмалы және жіті уланудың әсерінен бүйректе, бауырда, миокардта, арқа мен бас миында әр түрлі дистрофия (ақуыз, май, көмірсутек) түрінде өзгерістер байқалады. Ауадағы  тыныс алу кезінде жылдам тотығатын мыс, сынап, кобальт, никель, сүрме және әсіресе мырыш булары әдетте дене температурасының күрт артып кәдімгі безгек ауруына алып келеді. Металл оксидтерінің жоғары дисперсті булары терең тыныс алу жолдарына еніп, ұлпалардағы ақуыздарды жарамсыз етеді. Осындай жарамсыз ақуыздардың ағзаға сіңірілуі асептикалық безгекті тудырады.  Қазіргі таңда ағзаның сезімталдығын өзгертуге қабілетті және аллергия тудыратын бірнеше мыңдаған қарапайым химиялық заттар мен бірнеше жүз мыңдаған күрделі органикалық қосылыстар анықталған. Көптеген молекулалық массасы (1000-нан аз) төмен химиялық аллергендер ағзада ақуыз тасымалдаушылармен байланысып, антигендік (жат ақуыздық) қасиетке ие болады. 

10.Химиялық заттардың  токсинді әсерінің биохимиялық  негіздері.

Жалпы токсикалық әсер ағзаға бөгде химиялық заттардың ерекше уытты әсері мен ағзаға тән емес реакциялардың туындауының нәтижесі болып табылады. Ағзада уытты заттардың таралуы кеңістіктік, мерзімдік және концентрациялық факторларға тәуелді. Кеңістіктік фактор удың сырттан түсуі мен оның ағзада таралуын анықтайды. Уақыт бірлігіне сәйкес удың көп бөлігі өкпе-бауырға, бүйрекке, жүрекке, миға түседі. Тыныс алу арқылы улану кезінде енген удың негізгі бөлігі бүйрекке, ауыз қуысы арқылы уланғанда бауырға түседі. Мерзімдік факторлардан удың ағзаға түсу жылдамдығы мен оның ағзадан жойылу жылдамдығы аңғарылады. Әдетте, уытты әсерден жіті улануының бірінші фазасында -  токсикогенді фазада ағзада токсиканттар қоздыруға қабілетті мөлшерде болады және барынша айқын көрінеді. Жіті уланудың екінші фазасы – соматогенділік фазасында уландырғыштың бұзылуы немесе жойылуы салдарынан ағза жүйесінің және әр түрлі мүшелердің қызметтері мен құрылымының бұзылу жүреді. Концентрациялық фактор (қандағы удың концентрациясы) – токсикологиядағы негізгілердің бірі. Қандағы удың концентрациясының өзгеруіне орай улану фазасын екі кезеңге бөледі: резорбция (уытты заттың ағзаға түскен уақытынан оның максималды концентрацияға жету аралығы)  және элиминация (қандағы удың концентрациясын азайтудың басталуынан оны толығымен тазалауға дейін жалғасады). Уыттылық әсер максималды түрде резорбция кезеңінде көрінеді. Соматогенділік фазасында, көбінесе жіті уланудың күрделеніп қиындай түсуі (пневмония, бүйрек пен бауырдағы тапшылықтар және т.б.) байқалады.

11.Рецептор туралы  түсінік

Удың әсері алдымен оның ағзадағы концентрациясына байланысты анықталады. Көптеген улар үшін жауапты реакция рецепторда бөгде заттардың абсорбциясынан кейін жүреді деп болжауға болады. Удың түйісетін жері ретінде рецептор түсінігі удың биологиялық субстраттармен қарым-қатынас механизмдерін талдауға мүмкіндік береді. XX ғасырдың басында атақты неміс ғалымы П. Эрлих ең алғаш  «рецептор» терминін ұсынды. Ол рецепторларды бір-бірін толықтыратын жат қосындылар түріндегі белгілі бір аумақтағы ірі молекулалар деп көрсетті. Бөгде заттар мен олардың рецепторларының арасындағы байланыс субстраттардың өзіндік ферменттермен қарым-қатынасына ұқсас тәрізді. Шынында, көптеген жағдайда рецепторлар ферменттер болып табылады. Әсіресе, ацетилхолинэстераз ферментінің молекулаларының құрамына кіретін серина окси топтары осы ферменттерден түзілетін берік кешенді фосфорорганикалық инсектицидтер үшін рецептор қызметін атқарады.   Металдардың бірінші әсер ететін орны болып табылатын ферменттерден басқа, рецептор ретінде жасушаның басқа  құрамбөліктері де бола алады.  (гистидин мен цистеин амин қышқылдары, нуклеин қышқылдары, нуклеотидтер, дәрумендер). Рецепторлар қызметін жасушадағы зат алмасу үрдісінде маңызды рөл атқаратын көптеген органикалық қосылыстардың функционалды топтары, яғни сульфгидриль (күкірт сутекті), гидроксил (су қалдығы), карбоксил, амин және фосфор түзуші топтары атқарады. Сонымен қатар рецепторлардың қызметіне әр түрлі медиаторлар мен гармондар жатуы мүмкін. Биологиялық әсерді тудыру үшін химиялық заттар өзіндік физико-химиялық белсенділікке және рецепторлармен ұқсас қабілетке ие болуы керек. Ұқсастықтың астарында заттардың рецепторларға тартылу деңгейі түсініледі, ол зат+рецептор кешені диссоциациясының қайтымды жылдамдығының көлемімен өлшенеді. Жасушаның қандай рецепторымен әсерлесуіне байланысты металдардың өзіндік уытты әсерлерінің көрінуі жүреді. Ағзадағы удың циркуляциясының әсері уытты заттардың молекулаларымен толықтырылған беткі рецепторларға пропорционал. Токсикологияда химиялық агенттердің әсерін жалпы (айрықша емес) және айрықша деп бөледі. Удың жалпы әсері оның биосубстратта болу нәтижесінде  заттар мен жасушаның әлсіз қарым-қатынасымен байланысты. Электролит емес ретіндегі байқалмайтын көптеген есірткілер осылай әсер етеді. Олар иондарға әлсіз диссоциацияланады және әлсіз электрөткізгіштік қасиетке ие. Олардың ағзаға әсері жасушалық рецепторлардың айрықша химиялық әрекеттесуіне емес, заттардың физико-химиялық қасиеттеріне шартталған, бүкіл жасушамен толықтай әрекеттесуіне негізделген. Жалпы әсер ететін заттар уытты әсер тудыра отырып, ағзада қандай да бір химиялық реакцияларға түспеуі және өзгеріске ұшырамауы мүмкін.

12.Уытты заттардың  ферменттермен әрекеттесуі.

Көптеген уытты заттар жылдам ажрайтын иондық, сутектік, вандер-ваальстік байланыстардың есебінен рецепторлармен өзара әрекеттесіп, олардың ағзадан дұрыс бөлінуі мен жойылуына жол ашады. Ван-дер-Ваальс күштері ковалентті күштерден әлсіз, бірақ алыс қашықтықтардан көрінеді. Берік ковалентті байланыстарды түзуге қабілетті уытты заттардың саны көп емес. Оларға көбінесе, мышьяк, сынап, сүрме қосылыстары, фосфорорганикалық инсектицидтер жатады. Ферменттердің белсенділігін олардың умен тікелей әрекеттесу жолымен басудың қарапайым мысалына антихолинэстеразды қосылыстардың әсерін айтуға болады. Улардың бұл тобына ферменттің белсенді ортасының құрамына кіретін, серинмен өзара жеңіл әрекеттесуге түсетін холинэстераздың көптеген фосфорорганикалық ингибиторлары жатады. Ферменттің умен байланысы біртіндеп бұзылады және фермент өз қызметін тоқтатады. Бұл физиологиялық ацетилхолиннің жинақталуына алып келеді. Ацетилхолинэстераза ацетилхолиннің (дендриттің басы немесе басқа нейронның денесі және бір нейронның аксонының ұшындағы синаптикалық көпіршік арасындағы синаптикалық кеңістік арқылы жүйке импульсін өткізуді себептендіретін жануар омыртқасының негізгі медиаторларының бірі). Ацетилхолиннің жинақталуы өте күшті улануға алып келеді. Ферменттер жүйесіне уытты заттардың тікелей әрекеттесуінің келесі мысалына оларға кіретін металл атомдарына тосқауыл қою болып табылады. Цитохромды жүйелерді темір мен олардың простетикалық топтарымен өзара әрекеттестіру жолы арқылы цианидтермен, күкіртті сутектермен, көміртек оксидтерімен ингибиторлау кеңінен белгілі. Цитохромдар – бардық аэробты жасушаларда болатын және жасушаның тыныс алуында маңызды рөл атқаратын, құрамында темірі бар ақуыз топтары. Цитохромдардың құрамына гемоглобиндегі гемге ұқсас темірдің порфиринді протетикалық топтары кіреді. Цитохромдағы гемдерді төрт түрге бөліп, а, b, с және d әріптерімен белгілейді. Сонымен қатар, цитохромдар бір-бірінен өздерінің ақуыдары және гемдерінің ақуызға қосылу қабілеттеріне сәйкес ерекшеленеді. Тыныс алу тізбегіндегі соңғы цитохром – цитохромоксидаза ғана оттегімен әрекеттеседі. Бұл каталитикалық қасиеттерге ие жалғыз цитохром болып табылады. Ферментті жүйелердің белсенділігін улармен төмендету кең таралған жолы, ол  олардың функционалды топтармен өзара әрекеттесуі болып табылады, оларды оқшаулау немесе бұзу ферменттің белсенділігін төмендетуге не жоюға алып келеді. Мұндай топтастырудың қатарына жатады: а) ферменттер мен субстраттардың немесе коферменттердің арасындағы байланыстардың түзілуіне қатысатын белсенді ортаның функционалды топтары; б) фермент-субстрат кешенін ыдыратып, өзгерістерді катализдеуші топтар; в) ақуыз молекулаларының тұрақсыз өзгеруінің салдарынан ферменттердің белсенділігі төмендеуін тудыратын белсенді ортадан тыс топтар; г)  ферментті реакция өнімдерімен әрекеттесуші ферменттер жүйесінің реттеуші ортаның топтары. Мұндай уларға ферменттер құрамындағы тиолды және диотиолды топтармен әркеттесуге түсетін мышьяк қосылыстары жатады.

13.Улардың ағзаға  түсуі, тасымалдануы, таралуы, өзгеруі  және бөлінуі. улардың ағзаға  түсуі.

Улар ағзаға тыныс алу жолдары, ішек-қарын және тері арқылы түседі. Улы қоспалардың ағзаға тыныс алу жүйесі арқылы сіңірілуі ең жылдам түсу жолдарының бірі болып табылады. Бұл өкпе альвеолдарының өте үлкен (100-120 м2) бетінің, сондай-ақ өкпе қылтамырларында үздіксіз қан ағысының болуымен түсіндіріледі. Ұшпа қоспалардың сіңірілуі көбінесе жоғары тыныс алу жолдары мен кеңірдекте (фторлы және хлорлы сутегі, күкіртті газ, этиль спирті, ацетон) жүреді.Реттелмейтін газ тәрізді және парагазды бейэлетролиттердің өкпеге сіңірілуі градиент концентрациясын (көмірсутектер, галоген көмірсутектер, спирттер, эфирлер) төмендетуге бағытталған  диффузия заңы бойынша жүзеге асады. Удың тұрақты концентрациясының жұтылуы кезінде оның қан құрамындағы мөлшері алдымен тез артады, содан кейін шамамен бір деңгейге тұрақталады. Удың қандағы шекті мөлшері  оның физико-химиялық қасиеті, әсіресе буларының суда ерігіштік коэффициентінің болуына байланысты. Бұл коэффициенттің мәні қаншалықты жоғары болса, ауадағы заттар қанға соншалықты көбірек түседі. 10 мкм-ден артық мөлшердегі ауа тозаңдары бөлшектерінің (шаң, түтін, тұман) ішке жұтылуынан мұрын қуысы мен жұтқыншақ толығымен шөгіп қалады. Жоғарғы тыныс жолдарында 10 мкм-ге дейінгі өлшемді 80-90% және тек 1-2 мкм өлшемдегі 10% бөлшектер бөгеліп қалады. Альвеолярлы аймақтағы 1-2 мкм және одан аз мөлшердегі 70-90% бөлшек шөгіп қалады. Ауа тозаңдары бөлшектерінің өкпеде кідіріп қалуы оның ауадағы концентрациясына еш тәуелді емес. Ішек-қарын жолына түсуінен кейбір улы қоспалар қанның үздіксіз диффузиясының нәтижесінде ауыз қуысында-ақ сіңірілуі мүмкін. Ауыз қуысында барлық липид ерігіш қоспалар, фенолдар, кейбір тұздар сіңіріледі. Әр түрлі заттардың ағзаға тері арқылы түсуінің үш жолы бар:

-эпидермис арқылы;

-түкті фолликулалар;

-май бездерінің шықпа  тармақтары. Эпидермис арқылы липидтегі  органикалық ерігіш заттар мен  газдар жылдам өтеді. Эпидермис  арқылы өткен улар алдымен  дермаға, одан кейін қанға түседі. Тері арқылы енуінен ағзаның  улануын туғызатын органикалық  улардың арасында ароматты нитро- мен амин қосылыстары, фосфорорганикалық  инсектицидтер, кейбір хлорланған  көмірсутектер мен металорганикалық  қосылыстар алдыңғы қатарда тұрды.

14.Ксенобиотиктердің  ағзада тасымалдануы

Уытты заттар ағзаға түсу жолына қарамастан қан ағысына түседі де әр түрлі пішінде тасымалданады. Әрекет етпейтін электролиттер қанның сұйық бөлігінде жартылай еріп, біршама эритроциттерге еніп, гемоглобин молукаларына сорбцияланады. Көптеген жат органикалық қосылыстар плазманың ақуыздарымен, ең алдымен альбуминдермен байланысады. Көпшілік металдар алғашында альбуминдармен байланысады, одан кейін олардың басқа ақуыз фракцияларына қайта бөлінуі мүмкін. Ион түрінде және бос күйінде тек сілтілік металдар (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) ғана тасымалданады.  Металдардың ақуыздармен байланысы белсенді топтар (NH2, СООН) арқылы жүзеге асады. Қандағы мышьяктың шамамен 90-99%-ы қанның эритроциттерінің құрамында. Сонымен қатар, қорғасынның негізгі массасы да эритроциттерде таралады. Зат алмасуға қатысатын инертті және май ерігіштік қасиетке ие бейэлектролиттер барлық ағза мүшелері мен ұлпаларда жинақталады. Удың түсуінің бірінші кезеңіндегі ең бастысы ағзаның қанмен қамтамасыз етілуі, одан кейінгі удың таралуына әсер ететін негізгі фактор ағзаның сорбциялық сыйымдылығы болып табылады. Липид ерігіш заттар үшін ең үлкен сыйымдылыққа липидтерге бай (ұрық безі, жілік майы) май тканьдері мен ағза мүшелері ие болады. Көптеген липид ерігіш заттар үшін май ұлпалары, басқа ағза мүшелеріне қарағанда, уларды неғұрлым ұзақ уақыт ұстап тұратын негізгі қойма болып табылады.