Subst Toxice

Toxicele profesionale - noţiuni generale  Definiţie: Substanţe toxice profesionale (STP) = substanţe chimice utilizate sau care

apar în timpul procesului tehnologic ce pătrund în organismul muncitorului şi îi afectează starea de sănătate şi/sau capacitatea de muncă. Termenul "utilizat" = substanţe chimice cunoscute în procesul tehnologic normal. Termenul "apărut" = apariţia accidentală a substanţelor chimice.  Clasificare  Din punct de vedere tehnologic: • STP reprezentând materia primă • STP reprezentând produsele finite • STP intermediare, adăugate sau apărute din reacţii chimice ce au loc în timpul transformării materiei prime în produse finite • STP - apărute la întâmplare, dată fiind prezenţa lor ca impurităţi în materia primă, în diferiţi reactivi sau datorită folosirii lor din motive de moment (lipsa substanţelor reactivi- folosite în mod normal) • STP apărute ca reziduuri (combustia combustibilului) • STP utilizate ca şi catalizatori, substanţe activatoare  Starea de agregare • solidă • lichidă • vapori  Modul de acţiune şi efectele biologice • alergic • iritativ • cancerigen • mutagen sau teratogen • efecte pe sistem nervos central sau periferic, sânge etc. Ce este necesar să cunoaştem ? o complet şi detaliat procesul tehnologic o calea de pătrundere a STP în organism (respirator, cutanat, digestiv) o factorii etiologici principali şi cei favorizanţi  Pătrunderea STP în organism Substanţele toxice prezente în mediul de muncă pătrund în organismul uman prin 3 căi: • prin inhalare - calea respiratorie • prin ingestie - tractul gastro-intestinal • prin tegument  Absorbţia pe cale respiratorie Este principala cale de absorbţie a substanţelor din aer: gaze, vapori, fumuri, pulberi, aerosoli. Aparatul respirator reprezintă un dispozitiv ideal de schimburi ale gazelor având: o suprafaţă de până la 100 m2 în inspiraţia profundă o între mediul intern şi mediul exterior există numai un strat subţire de perete alveolar o ventilaţia pulmonară este în raport direct cu gradul de exerciţiu • Comportamentul gazelor şi vaporilor în aparatul respirator depinde de solubilitatea lor 1

•

Gazele liposolubile şi vaporii difuzează prin membranele alveolo-capilare intacte. Rata de absorbţie depinde de solubilitatea lor în sânge, debitul sanguin şi metabolism. Astfel, compuşii cu solubilitate mică sunt uşor eliminaţi din plămân prin aerul expirat, iar cei cu solubilitate mare sunt absorbiţi. • Particulele/pulberile. Retenţia lor depinde de: o proprietăţile fizice şi chimice ale particulelor o mărimea şi forma lor o factorii anatomici, fiziologici şi patologici Particulele insolubile pot fi îndepărtate prin: - pătura mucociliară - fagocite - prin pătrunderea directă în epiteliul alveolar  Absorbţia tegumentară Tegumentul: • reprezintă o barieră împotriva agenţilor fizici, chimici şi biologici • menţine integritatea organismului şi homeostazia • îndeplineşte alte procese fiziologice Substanţele toxice penetrează tegumentul prin: • absorbţie trans-epidermică - difuziunea prin membrana lipidică • absorbţie trans-foliculară în jurul rădăcinii firului de păr (neselectivă) • dacă bariera a suferit leziuni în urma traumatismelor mecanice, chimice sau datorită unor boli, substanţa toxică poate pătrunde direct. Permeabilitatea STP depinde de: - solubilitatea lipidică - caracteristicile polare - mărimea moleculelor - temperatura cutanată, debitul sanguin - pH - hidratare  Absorbţia prin tractul gastro-intestinal • STP poate fi prezent în alimente şi băuturi • STP pot fi ingerate prin pătrundere accidentală în gură, ca şi ingerarea particulelor insolubile inhalate care ajung în cavitatea bucală pe cale mucociliară. Igiena deficitară (mâini murdare, fumatul) joacă un rol important. • Stomacul absoarbe substanţele non-polare prin difuziune polară. • Intestinele - majoritatea substanţelor, inclusiv STP sunt absorbite la acest nivel. Factorii care influenţează absorbţia prin tractul gastro-intestinal: • cantitatea de alimente din tractul gastro-intestinal şi motilitatea • proprietăţile fizico-chimice ale substanţelor, solubilitatea şi disocierea • timpul de stagnare în diferite părţi ale tractului gastro-intestinal Majoritatea STP absorbite prin tractul gastro-intestinal vor trece în capilare, iar prin vena portală vor ajunge în ficat. La acest nivel, STP vor fi metabolizate: unii compuşi metabolizaţi pot avea ei înşişi acţiune toxică, alte STP vor fi inactivate prin legarea de grupurile SH sau prin glucoconjugare. A. Faza toxicocinetică 1. Distribuţia STP în organism Pătrundere Absorţie 2

Transport Depozitare Eliminare 2. Biotransformare (metabolismul STP): Stadiul I: Reacţia oxidativă Reacţia reductivă Hidroliza Stadiul II: Reacţia sau reacţiile de sinteză cu: acidul glucuronic grupurile SH grupurile NH2 grupurile metil B. Faza toxicodinamică Reacţiile enzimatice primare inhibitoare stimulatoare Interferenţa cu căile metabolice vitale: de ex. sinteze letale Mecanisme imunologice Mecanism neuro-hormonal Mecanism reflex De ce este important să cunoaştem modul de pătrundere a STP în organism ? Profilaxie: • necesitatea de a minimiza concentraţia STP sub limita valorilor admisibile (calea respiratorie) • purtarea mănuşilor de protecţie, măşti şi echipament (căile respiratorie şi cutanate) • spălarea mâinilor înainte de a lua masa • interzicerea depozitării alimentelor la serviciu, fumatul în timpul lucrului cu mâinile contaminate, recomandând alimentare bogate în pectine (calea digestivă) Terapie • oprirea imediată a pătrunderii STP în organism • îndepărtarea imediată din mediul toxic (calea respiratorie) • spălarea tegumentelor după expunere • spălătura gastrică (calea digestivă)  Circulaţia. Distribuţia şi acumularea Transportul substanţelor chimice După absorbţie, STP vor ajunge în sânge, limfă şi alte fluide din organism. În sânge, substanţele toxice pot fi prezente fie libere, fie legate de unii constituienţi sanguini. Gazele şi vaporii se pot dizolva în plasmă. STP se pot lega de eritrocite sau de constituienţii plasmatici (albumine sau globuline). Unele substanţe toxice au o afinitate mare pentru hematii (de ex. CO se leagă de hem, arsenicul de globina hemoglinei, mercurul organic se leagă de hematii, mercurul anorganic de proteinele plasmatice: globulinele (α sau β) se pot lega de moleculele mici şi ionii metalelor (Cu, Zn, Fe) sau coloizi: fibrinogenul are afinitate numai pentru moleculele mici; lipoproteinele plasmatice sunt implicate în transportul substanţelor lipidice. Distribuţia şi acumularea • Distribuţia substanţelor absorbite este influenţată de: 3

concentraţia în sânge rata pătrunderii prin membranele celulare rata debitului sanguin afinitatea pentru locurile de legate • Distribuţia unei substanţe este dinamică. • Timpul necesar pentru eliminarea unei jumătăţi de substanţă dintr-un compartiment este numită "rata de înjumătăţire" ("biological half life"). Când rata absorbţiei este mai mare decât eliminarea, substanţa toxică se va acumula în compartiment. Depozitarea în ţesuturile adipoase Substanţele liposolubile au afinitate pentru organele şi ţesuturile bogate în lipide: ţesut adipos, sistem nervos (creier), glande endocrine. Unele STP pot avea efect negativ datorită liposolubilităţii lor în stratul de mielină a fibrelor nervoase. Depozitarea în os Numeroase substanţe au o afinitate specială pentru os: elemente uşoare, coloizi, elemente alcaline: - ioni trivalenţi (Sr, Ba, Ra); - absorbţia coloidală la suprafaţa osului. Depozitarea în firul de păr şi unghii Metalele grele au afinitate pentru legarea de grupările SH ale keratinei din păr (Pb, Zn, Hg, Cd).  Eliminarea substanţelor toxice profesionale din organism Principalul mod de eliminare: • calea renală: STP se elimină ca şi compuşi metabolizaţi sau nemetabolizaţi. Această cale este importantă datorită cantităţii eliminate şi pentru că se pot lua probe de urină. • calea intestinală: în principal pentru metalele grele. • calea respiratorie: prin aerul expirat (vapori, gaze) sau prin stratul ciliar (praf). Căile secundare de eliminare: • păr, unghii • glande salivare • glande sebacee • placentă (pentru unele substanţe toxice cu repercursiuni asupra fătului sau embrionului). De ce este important să ştim căile de eliminare ale STP ?  diagnostic: pentru a determina concentraţia STP în urină, aerul expirat, păr;  profilaxie: • pentru a menţine într-o bună stare de funcţionare căile de eliminare şi urmărirea periodică a a stării de fucţionare acestor căi (funcţia renală) • pentru a interzice femeilor gravide sau care alăptează lucrul în mediu toxic  Toxicodinamică - mecanismele de acţiune a STP  Mecanismul enzimatic Inhibarea diferitelor enzime necesare metabolismului celular produce o diminuarea acestuia şi chiar distrugerea celulei. Inhibarea enzimatică are loc prin: • combinaţia directă a STP cu radicalul activ al enzimei o plumbul, mercurul se combină cu radicalul de tip SH al unor enzime (codehidraze) o ionul de cian se combină cu radicalul activ acetil-citocromoxidază o o o o

4

o compuşii organofosforici se combină cu radicalul activ acetil colinesterază • Chelarea diferitelor oligoelemente (ioni metal) de către STP. Ionii metal, absolut necesari pentru buna funcţionare enzimatică, sunt supresaţi sau eliminaţi (di-tio carbamaţii şi tiozolidonele rezultaţi din biotransformarea CS2 chelează ionii de zinc şi astfel enzimele Zn-dependente nu funcţionează normal. • Sinteze letale: o enzimă poate acţiona asupra STP care pătrunde în organism şi poate produce un nou compus toxic, chiar mai toxic, capabil să distrugă celulele unde a fost produs (pesticide, nitrozamine, dinitrofenoli).  Mecanismul de alterare structurală a diferitelor celule. Acizii nuclear (ARN, ADN) sunt implicaţi în mod special. Datorită echipamentului informaţional, pot apărea efecte teratogene sau mutagene (benzen, Cr6+).  Mecanismul imunogenic. STP pot acţiona ca alergeni sau ca haptene (Cr, Ni ).  Mecanismul reflex-nervos. Poate apărea o stimulare anormală a receptorilor nervoşi (o serie de reflexe motorii, vasculare) cu consecinţe asupra funcţionării organului (gaze şi vapori iritanţi).  Mecanismul neuro-endocrin. Leziunea organică şi funcţională a CNS sau endocrină, cu rol important în coordonare şi control (CS2 hiperlipemie - diminuarea secreţiei de cortizol de către solvenţii organici) Importanţa practică a cunoaşterii mecanismului de acţiunea STP • Terapie: o pentru a recomanda o vitaminoterapie masivă (vitamine cu spectru larg de acţiune) în intoxicaţiile profesionale pentru menţinerea unui echipament enzimatic normal o pentru a prescrie antidoturi şi reactivatori enzimatici (Toxogonin - Obidoxyne în intoxicaţiile profesionale cu parathion. • Diagnostic: probe ale unor diferite enzime pentru diagnosticul intoxicaţiilor profesionale (dozarea acetil colinesterazei în intoxicaţia cu organosforate) • Profilaxie: nutriţie fiziologică (vitamine, oligoelemente).  Mecanismul radicalilor liberi care acţionează asupra organitelor, lisosomilor şi acizilor nucleari • Relaţia expunere - efect: relaţia dintre expunere la o substanţă toxică şi gravitatea efectului său asupra omului. • Relaţia expunere-răspuns. Relaţia dintre o substanţă toxică profesională şi numărul relativ de persoane (%) care, în grup, are un grad de gravitate (cantitate definită). Astfel, relaţia "expunere-efect" implică schimbări care apar la un individ expus la STP, iar relaţia "expunere-răpsuns" implică procentul de persoane care au suferit aceste schimbări ale unui grup de indivizi expuşi la STP. Indicatorii de expunere şi indicatori de efect biologic  Indicatorul de expunere a. nivelul de STP în fluidele organismului (sânge, urină) b. metaboliţii substanţelor toxice profesionale în fluidele organismului (sânge, urină)  Indicatorul de efect biologic: schimbarea valorilor biochimice sau hematologice normale: anemie (benzen, Pb), hematii cu granule bazofile (Pb), hematii cu corpi Heinz (compuşi nitro-, compuşi NH3 ale hidrocarburilor aromatice) Doza letală (DL0) – cea mai mare doză de substanţă toxică care administrată la animale nu produce moartea nici unuia dintre animale. 5

Doza letală minimală (LDm) = doza minimală de substanţă letală care produce moartea unui singur animal din grupul de animale intoxicate. Doza letală 50 (LD50) = doza letală pentru jumătate din grupul de animale care au primit toxicul.

6