Экотоксикология

В частности, содержание свинца, кадмия в организмах мелких млекопитающих прямо пропорционально его уровню в растительности. Однако уровень цинка, меди в организмах животных остается практически неизменным при концентрировании в растительности до 200 мкг/г. Коэффициент их накопления снижается. Медь и цинк — физиологически необходимые элементы, входящие в состав ферментов. Барьерную функцию для них выполняет желудочно-кишечный тракт. Свинец, кадмий беспрепятственно проходят через стенку желудочно-кишечного тракта. Зерна злаков менее загрязнены, чем другие части растений. В связи с этим уровни загрязнения зерноядных видов животных меньше, чем зеленоядных. Высокие уровни загрязнений наблюдаются у потребителей мхов и лишайников. Наличие мхов и лишайников в рационе животных обусловливает резкое повышение поступления в организм большинства токсических элементов. Особенно это проявляется в зимний период, когда доля этих растений в рационе многих животных значительно возрастает (у леммингов — до 70— 80 %). По сравнению с другими растениями уровни загрязнителей в мхах и лишайниках выше в десять раз и более. Осенью алюминия и ртути в листьях растений в 2—3 раза больше, чем весной. У цинка зависимость обратная.
В период утробного развития уровни загрязнителей в тканях плода значительно ниже их уровней в материнском организме благодаря плацентарному барьеру. С возрастом концентрации элементов, как правило, увеличиваются. У грызунов уровни загрязнений у самцов чаще выше, чем у самок.
Важнейший фактор — пространственная неоднородность территории, обусловленная неравномерностью воздушных потоков, особенностями рельефа местности и т. д. Пространственную неоднородность техногенной нагрузки на природные экосистемы можно оценить по загрязнению снежного покрова.
Распределение поллютантов в почве носит более сложный характер. Уровень вариабельности концентраций металлов в почве в целом выше, чем в снеге. Еще сильнее возрастает неоднородность токсической нагрузки для почвенной и надземной биоты. Пространственная неоднородность распределения тяжелых металлов увеличивается в ряду снег — почва — растительность. Гетерогенность загрязнения особей растений и особенно животных увеличивается за счет их миграций с более чистых или незагрязненных участков.

Яды, оказывая разностороннее и сложное действие на организм, могут вызывать следующие патологические процессы: воспаление, дистрофические изменения, лихорадку, аллергические состояния, опухолевый процесс (канцерогенез), нарушения в развитии плода (тератогенез), повреждение наследственного аппарата (мутагенез). Последние три формы рассматривают как отдаленные последствия действия ядов. Развитие патологических процессов в значительной мере обусловлено конкурентными отношениями между чужеродными ядовитыми веществами и естественными химическими веществами организма со сходной структурой. Замещая или вытесняя естественные химические вещества, ксенобиотики нарушают нормальное течение биохимических реакций, что приводит к нарушениям в структуре и функциях клетки, ткани, органа, организма в целом. Подобные взаимоотношения наблюдаются как при местном действии ядов, так и при поступлении их во внутреннюю среду организма.
Наиболее распространенной и хорошо заметной формой проявления патологической реакции на действие ксенобиотиков является воспаление. Хорошо растворимые в воде или жирах ксенобиотики вызывают воспаление непосредственно в точке приложения — на коже, слизистых оболочках глаз, в верхних дыхательных путях, пищеварительном тракте (сильные кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, нитрогазы, хлор). Газы и пары с небольшим коэффициентом растворимости в воде накапливаются в концентрациях, достаточных для повреждения ткани, гораздо медленнее, они успевают проникнуть и вызвать воспаление в более глубоко расположенных отделах, например, дыхательной системы.
Удушающие газы (оксиды азота, аммиак, фосген и др.) нарушают проницаемость сосудов, что приводит к отеку легких. Воспаление с последующим развитием цирроза печени Вызывают мышьяк, фосфор, свинец, хлорированные углеводороды. Некроз кожи и слизистых оболочек развивается при попадании на них фенола, извести, карбида кальция.
Изменения в виде различных дистрофий (белковой, углеводной, жировой) в почках, печени, миокарде, головном и спинном мозге обнаруживаются при очень многих острых и хронических интоксикациях.
Типичную лихорадку, сопровождающуюся резким повышением температуры тела, можно наблюдать при вдыхании быстро окисляющихся на воздухе паров меди, ртути, кобальта, никеля, сурьмы и особенно цинка. Высокодисперсные пары оксидов металлов, проникая в глубоко расположенные отделы дыхательных путей, легко денатурируют белки тканей. Всасывание этих, ставших чужеродными для организма белков и вызывает асептическую лихорадку.
В настоящее время выявлено несколько тысяч простых химических веществ и несколько сотен тысяч сложных органических соединений, способных изменять чувствительность организма и вызывать аллергию. Многие химические аллергены с низкой молекулярной массой (менее 1000) конъюгируют в организме с белковым носителем и приобретают свойства антигенов (чужеродных белков).
Ароматические амины, нитро-, нитрозосоединения образуют в процессе превращения в организме сильнейшие аллергены — хиноидные и бензохиноидные соединения. Выраженными аллергенными свойствами обладают также соединения мышьяка, ртути, кобальта, никеля, хрома, платины, органические оксиды, перок-сиды, формальдегид.
Как при прямом контакте с покровными тканями, так и особенно после резорбции во внутреннюю среду организма яд может действовать на любые ткани или лишь на некоторые из них. Один и тот же яд может обладать разной «избирательностью» в зависимости от пути поступления, дозы и состояния организма.

Изменения в нервной системе. Яды оказывают на нервную систему четыре типа действия: 1) неспецифическое (неэлектролитное, наркотическое) действие (органические растворители); 2) специфическое поражение нервных клеток (сероуглерод, свинец, тетраэтилсвинец, ртуть, метиловый спирт); 3) специфическое блокирование медиаторного обмена (соединения фосфора, фосфорорганические пестициды); 4) вторичное действие, обусловленное местным или общим нарушением кровообращения либо состоянием гипоксии (оксид углерода, удушающие газы).

Поражения органов дыхания. Вызывают главным образом газы, пыль, пары раздражающих веществ. Хорошо растворимые в воде яды и крупная пыль поражают верхние дыхательные пути, плохо растворимые яды и мелкая пыль поражают бронхи, бронхиолы, альвеолы. Кадмий, ванадий, марганец, фосген, оксиды азота вызывают токсический отек легких, токсическую пневмонию. Интоксикация аллергенами проявляется в виде астмоидного бронхита и бронхиальной астмы.

Изменения в сердечно-сосудистой системе. Проявляются в вегетативно-сосудистой дисфункции, дистрофии миокарда, очаговых органических поражениях. Вегетативно-сосудистые изменения вызываются при отравлениях нейротропными ядами, тетраэтил-свинцом, граназаном и др.; дистрофия миокарда — соединениями фосфора, мышьяка.
Изменения в системе крови. Длительные отравления бензолом и его гомологами приводят к развитию лейкопении, тромбоцитопе-нии, анемии; соединениями свинца — свинцовой анемии, нарушениям синтеза гемоглобина.

Изменения в системе органов пищеварения. Серебро, висмут, свинец, ртуть, сурьма способны откладываться в слизистой оболочке ротовой полости, особенно десен, и окрашивать ее в голубовато-серый цвет. Вдыхание паров органических кислот вызывает разрушение зубов и способствует развитию кариеса. Явления гастрита наблюдаются при отравлениях органическими растворителями, оксидами азота, цинком, хромом. Поражение печени происходит под действием хлорированных и бромиро-ванных углеводородов, эфиров азотной кислоты, соединений фосфора, сурьмы, мышьяка.

Поражение мочевыделительной и половой системы. Поражение почек имеет место при отравлении хлорпроизводными углеводородов, свинцом, сулемой, скипидаром; мочевого пузыря — ами-допроизводными бензола. Бензол, свинец, оксид углерода, сероуглерод, некоторые пестициды вызывают нарушение овариольно-менструального цикла. Нарушение сперматогенеза наблюдается при хроническом отравлении алкоголем, свинцом, мышьяком.
Поражение костной системы. Происходит при отравлении солями бария, вытесняющими из костей фосфор и кальций, солями кадмия, желтым фосфором, свинцом.