Основными путями проникания ядов в организм на производстве являются органы дыхания и кожные покровы, меньшее значение имеет поступление ядов через желудочно-кишечный тракт. В редких случаях возможно проникновение ядов через поврежденные участки кожи, например попадание ртути под кожу в случае ранения ее стеклом в процессе производства ртутных измерительных приборов.
Большая часть производственных отравлений возникает в результате вдыхания токсичных газов, паров, туманов, аэрозолей. Этому способствуют большая поверхность легочной ткани, быстрота поступления в кровь и отсутствие дополнительных барьеров на пути яда из вдыхаемого воздуха в различные органы и системы.
Важнейшим физико-химическим показателем является коэффициент растворимости паров и газов химических веществ в жидкостях. Под этим термином понимается отношение концентрации газа или пара в равных объемах воздуха и жидкости в момент равновесия. В промышленной токсикологии нашли применение коэффициенты растворимости в системах артериальная кровь/альвеолярный воздух и вода/воздух. В первом случае коэффициент имеет следующее выражение:
l = конц. в артериальной крови / конц. в альвеолярном воздухе,
во втором:
l = конц. в воде / конц. в воздухе.
Большинство паров и газов растворяется в крови примерно так же, как и в воде, или несколько хуже. Поэтому часто для суждения о накоплении паров и газов в организме используют коэффициент растворимости вода/воздух.
С увеличением этого коэффициента большее количество вещества будет диффундировать из альвеолярного воздуха в кровь, сорбционная емкость организма будет возрастать.
Кожный путь поступления ядов возможен не только при загрязнении кожи растворами и пылью токсических веществ: последние могут всасываться через кожу и в случае наличия токсичных газов и паров в воздухе, так как кожа участвует в процессе дыхания. Кроме того, токсические пары и газы из воздуха способны растворятся в поту и жировом покрытии кожи с последующим всасыванием через нее. Особое значение кожный путь поступления имеет для токсических веществ, растворимых в жирах и жироподобных веществах (липоиды), в частности углеводородов, ароматических аминов, соединений типа бензола, анилина, эфиров и т.п.
Проникание ядов через кожу зависит от растворимости их не только в липоидах, но и в воде, так как она в значительной мере определяет возможность поступления в кровь растворенного в кожных покровах вещества.
Поступление ядов через пищеварительный тракт происходит по ряду причин. Основной из них является задержка токсических веществ, особенно в пылевидном состоянии, на слизистой носоглотки и верхних отрезков дыхательного тракта. Осевшие здесь токсические вещества со слизью частично удаляются при кашле, чиханье, частично заглатываются и поступают в желудок. Попадание ядов в пищеварительный тракт возможно и при несоблюдении правил личной гигиены: приеме пищи, курении, если руки загрязнены.
Какова судьба ядов, попавших в организм? В крови и тканях, куда они поступают с током крови, происходят процессы физико-химического взаимодействия ядов с клеточными мембранами, белковыми структурами и другими компонентами клеток и межтканевой среды. Биологическая направленность этих процессов – обезвреживание ядов различными путями.
Первый и главный путь обезвреживания – изменение химической структуры ядов. Например, органические соединения подвергаются чаще всего гидроксилированию (образование –ОН- групп).
Процессы превращения ядов многообразны и включают их окисление, восстановление, расщепление, метилирование, образование сложных парных соединений с серной и глюкуроновой кислотами, аминокислотами, что в конечном итоге приводит большей частью к возникновению менее ядовитых и активных в организме веществ.
Важную роль в обезвреживании ядов играют их депонирование и выведение. Депонирование (откладывание в тех или иных органах) является временным путем уменьшения количества циркулирующего в крови яда. Например, тяжелые металлы часто откладываются в костях, печени, почках, некоторые вещества – в нервной системе. Процесс этот сложен и не является полноценным методом обезвреживания, так как яды могут из депо вновь поступать в кровь. Поступление ядов из депо в кровоток может периодически резко возрастать при нервном напряжении, заболеваниях, приеме алкоголя, что ведет к обострению хронического отравления.
Третий путь обезвреживания ядов – выведение их из организма. Оно происходит разными путями: через органы дыхания, пищеварения, почки, кожные покровы, железы. Пути выведения ядов зависят от их физико-химических свойств и превращений в организме. Например, органические соединения алифатического и ароматического рядов обычно частично выделяются в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом, а частично – - в измененном виде через почки и желудочно-кишечный тракт. Тяжелые металлы, как правило, выделяются в основном через желудочно-кишечный тракт и почки.
Скорость выведения ядов обычно наибольшая в первые дни и надели после поступления их в организм, а в дальнейшем она замедляется.