Биологические яды

Ядовитость – универсальное явление в живое природе. Среди животных организмов ядовитые формы встречаются практически во всех таксонах. Ядовиты очень многие растения. Хорошо известна высокая токсичность бактериальных ядов. Биологическая ядовитость имеет относительный характер. Яды, вырабатываемые теми или иными организмами, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых взаимодействиях. Примеры использования химических веществ для нападения или защиты встречаются на всех ступенях эволюционного развития.

В качестве ядов (токсикантов) могут выступать практически любые соединения различного строения, если, действуя на биологические системы не механическим путем, они вызывают их повреждение или гибель.

В настоящее время науке известны миллионы химических веществ, многие из которых широко используются человеком в быту, медицине, на производстве, в сельском хозяйстве и т.д. Поскольку, как следует из определения, по сути любое из них при тех или иных условиях может вызвать развитие токсического процесса, единая, всеобъемлющая классификации токсикантов возможна только на основе особенностей химического строения. Возможны и другие подходы к классификации веществ. С научных позиций они менее корректны, однако отчасти раскрывают сущность химической опасности на современном этапе:

• По происхождению

1. Токсиканты естественного происхождения

  1) Биологического происхождения

- Бактериальные токсины

- Растительные яды (яды грибов и высших растений)

- Яды животного происхождения

2) Небиологического происхождения

- Неорганические соединения

- Органические соединения

2. Синтетические токсиканты (огромное количество веществ с различным строением)

• По способу использования человеком

1. Ингредиенты химического синтеза и специальных видов производств

2. Пестициды

3. Лекарства и косметика       

4. Пищевые добавки

5. Топлива и масла

6. Растворители, красители, клеи

7. Побочные продукты химического синтеза, примеси и отходы

• По условиям воздействия

1. Профессиональные (производственные) токсиканты

2. Бытовые токсиканты

3. Вредные привычки и пристрастия (табак, алкоголь, наркотические средства, лекарства и т.д.)

4. Загрязнители окружающей среды (воздуха, воды, почвы, продовольствия)

5. Поражающие факторы при специальных условиях воздействия

1) Аварийно-катастрофального происхождения

2) Боевые отравляющие вещества и диверсионные агенты

 

Подавляющее большинство веществ, известных человеку в настоящее время, синтезировано в лабораторных условиях. Однако химические вещества естественного происхождения также имеют большое токсикологическое значения.

 

Бактериальные токсины

По большей части бактериальные токсины представляют собой высокомолекулярные соединения, как правило, белковой, полипептидной или липополисахаридной природы, обладающие антигенными свойствами. В настоящее время выделены и изучены более 150 токсинов.

Многие бактериальные токсины относятся к числу самых ядовитых из известных веществ. Это, прежде всего, ботулотоксин, холерные токсины, тетанотоксин, стафилококковые токсины, дифтерийные токсины и т.д. Ботулотоксин и стафилококковый токсины рассматривались как возможные боевые отравляющие вещества. Бактериальные токсины действуют на разные органы и системы млекопитающих и человека, однако, преимущественно страдают нервная и сердечно-сосудистая системы, реже слизистые оболочки.

Бактерии могут продуцировать и токсические вещества относительно простого строения. Среди них формальдегид, ацетальдегид, бутанол и т.д.

Бактериальные токсины подразделяются на два больших класса: эндотоксины и экзотоксины (табл. 1). Действие экзотоксинов можно сравнить с полетом стрелы, всегда поражающей мишень в одну точку. Действие эндотоксина напоминает эффект отброска камня в воду; волны расходятся во все стороны. Эндотоксин вызывает множество функциональных нарушений вследствие продукции большого количества медиаторов.

Некоторые примеры действия экзотоксинов

Токсин холерного вибриона. Унеся тысячи жизней, холера продолжает оставаться опасным заболеванием и в наше время. Холера начинается внезапно, основной симптом - профузный понос, до 11 - 30 л водянистого стула в сутки. Из-за неконтролируемой потери жидкости развивается острая дегидратация и водно-электролитные нарушения. Этот эффект вызван воздействием мощного экзотоксина, в то время как сам вибрион не в состоянии даже проникнуть в ткани и остается на слизистой ЖКТ.

Аналогичным образом действует теплочувствительный токсин кишечной палочки, а также протеин ротавируса, который является причиной миллионов случаев заболевания диареей и 800 - 900 тыс летальных исходов (в основном среди маленьких детей) ежегодно

Дифтерийный токсин. Летален для фагоцитов и клеток-мишеней (одной молекулы достаточно, чтобы уничтожить клетку) ; именно благодаря ему дифтерийная палочка является единственным опасным для жизни представителем всего семейства коринобактерий. Распространяясь с кровотоком по всему организму, дифтерийный токсин поражает многие органы и ткани (сердце, почки, нервную систему), сама же палочка при этом остается в эпителии глотки. Если установлен диагноз дифтерии, показано безотлагательное лечение дифтерийным анатоксином; очень важна профилактика - активная иммунизация дифтерийным токсоидом, который сохраняет иммуногенность при отсутствии токсичности.

Эндотоксины

Эндотоксин (или липополисахарид) является обычным структурным компонентом клеток многих грамотрицательных бактерий. Эндотоксин состоит из белка (А), являющегося токсической порцией молекулы, связанной с липополисахаридным комплексом. При определенных обстоятельствах он оказывает прямое повреждающее действие на клетки эндотелия, но основным механизмом является взаимодействие со специфическими видами клеток и каскадными системами плазменных белков, в результате чего высвобождается множество промежуточных активных продуктов. Некоторые из них обладают сосудорасширяющим действием и, следовательно, вызывают гипотензию; другие участвуют в патогенезе ДВС-синдрома.

Отравление бактериальными токсинами.

Пищевые отравления бактериальными токсинами происходят при употреблении в пищу недостаточно хорошо обработанных продуктов, в которых содержатся микроорганизмы и токсины бактериального происхождения.

В практике чаще всего встречаются отравления токсинами стафилококка и Cl. perfringens (ботулизм). Отравление токсинами стафилококка происходит чаще всего при употреблении в пище обсемененного молока, и молочных продуктов, блюд из рыбы, мяса, овощей, кондитерских изделий, а также консервов из рыбы в масле. По внешнему виду и запаху продукты с энтеротоксином не отличаются от доброкачественных. Надо отметить, что стафилококк мало чувствителен к высоким концентрациям сахара и соли в продуктах, выдерживает нагревание до 80° С, а энтеротоксин не разрушается даже при кипячении в течение 1,5—2 часов. Не разрушают энтеротоксин и пищеварительные соки. Бактерии Cl. perfringens, являющиеся возбудителями ботулизма, размножаются без доступа кислорода (анаэробно), образуют споры.

Продолжительность инкубационного периода при отравлении стафилококковым энтеротоксином — около 2 часов, при отравлении ботулотоксинами 6—24 часа. Для стафилококкового отравления характерно возникновение рвоты, сопровождающейся режущей болью в подложечной области. В половине случаев отмечается понос. Часто наблюдается похолодание конечностей, бледность кожи, слабость. Выздоровление обычно наступает через сутки после проявления первых симптомов.

При ботулизме состояние больного обычно более серьезное. Первыми клиническими проявлениями становится боль в животе в области пупка, значительная общая слабость, частый, водянисто-слизистый стул.

Для диагностики отравления стафилококковыми энтеротоксинами проводят биологическую пробу на котятах, обладающих высокой чувствительностью к данному виду токсинов, но в большинстве случаев достаточно совокупности характерных симптомов и эпидемиологических данных. Для диагностики отравления ботулотоксинами проводят исследование подозрительных продуктов, рвотных масс или промывных вод на предмет обнаружения клостридий.

Лечение заключается в детоксикации организма, борьбе с обезвоживанием. При ботулизме назначают антибиотики широкого спектра действия для предотвращения развития анаэробного сепсиса

 

Микотоксины

Микотоксинами называют ядовитые продукты обмена веществ (метаболизма) плесневых грибов, образующиеся на поверхности пищевых продуктов и кормов. Эти токсины могут попадать и внутрь продуктов. Плесневые грибы — повсеместно распространенные микроорганизмы. Их роль в возникновении порчи при хранении известна точно так же, как и их применение в ферментативных процессах при изготовлении отдельных видов сыров или при микробиологическом синтезе лимонной кислоты и пенициллина.

Химическое строение и биологическая активность микотоксинов чрезвычайно разнообразны. Они не представляют собой некую единую в химическом отношении группу. С практической точки зрения наибольший интерес представляют вещества, продуцируемые микроскопическими грибами, и могущие заражать пищевые продукты. К таковым относятся, в частности, некоторые эрготоксины, продуцируемые грибами группы Claviceps (спорынья, маточные рожки), афлатоксины (B1, В2, G1, G2) и близкие им соединения, выделяемые грибами группы Aspergillus, трихотеценовые микотоксины (более 40 наименований), продуцируемые несколькими родами грибов, преимущественно Fusarium, охратоксины (В, С), патулин и др.

Токсичность заплесневелых пищевых продуктов и кормов известна сравнительно давно. Одной из разновидностей грибкового токсикоза является так называемый эрготизм — заболевание, распространенное в начале века вследствие использования для выпечки хлеба муки, зараженной спорыньей. Отравление зерном, зараженным спорыньей, в старые времена не редко носили характер эпидемий. Заболевания проявлялись как гангренозными изменениями конечностей, так и психодислептическими эффектами (“Антонов огонь”, “пляска святого Вита”). В настоящее время подобные эпидемии среди населения практически не отмечаются, однако возможно поражение рогатого скота. Одним из известнейших производных эрготина, продуцируемого спорыньей, является диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК) - выраженный галлюциноген.

Наиболее активным продуцентом афлатоксинов являются грибки Aspergillus flavus (отсюда и название токсинов), нередко поражающие зерновые: пшеницу, кукурузу и т.д. Помимо высокой острой токсичности, афлатоксины в опытах на животных проявляют свойства канцерогенов.

Трихотеценовые токсины также обладают высокой токсичностью. Вещества проявляют бактерицидную, фунгицидную, инсектицидную активность. Отравление человека сопровождается поносом, рвотой, явлениями атаксии. Некоторое время рассматривалась возможность использования этих веществ в качестве химического оружия.    

Многие высшие грибы также продуцируют токсические вещества различного строения с широким спектром физиологической активности. Наиболее опасными являются аманитин и фаллоидин, содержащиеся в бледной поганке, и при случайном использовании в пищу гриба, вызывающие поражение печени и почек. Другими известными токсикантами являются мускарин, гиромитрин, иботеновая кислота и др. Вещества, синтезирующиеся отдельными видами высших грибов, обладают выраженной галлюциногенной активностью, например псилоцин, псилоцибин, мускарин и др.

Профилактика и лечение микотоксикоза.

Отравления известные как микотоксикозы являются следствием попадания продуктов жизнедеятельности грибов (микотоксинов) в организм человека. В этом случае лечение микозов проводится после появления следующих симптомов: частого мучительного кашля, кровохарканья, тошноты, рвоты, головных болей, повышением температуры тела. Кроме вышеперечисленных плесневых микозов существует еще несколько видов таких заболеваний: фузариотоксикоз, мукороз, а также пенициллиоз и некоторые другие. В каждом отдельном случае лечение микозов должно проводиться врачами-специалистами в этой области.

Для предотвращения появления заболеваний связанных с плесневыми грибами и необходимости в дальнейшем проводить лечение микозов нужно придерживаться следующих правил:

- осторожно разбирать старые и ветхие строения;

- проявлять осторожность при работе с залежалыми стройматериалами;

- избегать контакта с грибами на деревьях – они представляют особую опасность, и после контакта может потребоваться лечение микозов;

- тщательно проверять продукты на наличие плесени;

- в случае обнаружения гниющего участка на яблоках его можно обрезать, но при появлении плесени вокруг косточек груш, персиков, помидоров, абрикос такие фрукты и овощи лучше выбросить;

- компот, сок, сироп при малейших признаках плесени необходимо сразу вылить, хотя для варенья достаточно снять толстый верхний слой;