|
ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ УДК 355. 588+614.893-085.4+615.099.08+660.004.65 ПРИРОДНО-ГЕОГРАФІЧНА ТА СОЦІАЛЬНА ОБУМОВЛЕНІСТЬ РИЗИКУ УРАЖЕНЬ ОТРУТАМИ БІОЛОГІЧНОГО ПОХОДЖЕННЯ Храпак В.В. Інститут фармакології та токсикології АМН України Згідно з класифікацією катастрофальних отрут Інституту фармакології та токсикології АМН України, отрути, які несуть ризик масових отруєнь, поділяються в залежності від їх походження на два типи — антропогенні (техногенні) та природні [7, 22, 23]. Антропогенні отрути з точки зору медицини катастроф найбільш вивчені. Це пояснюється зацікавленістю спеціалістів промислової, сільськогосподарської, воєнної токсикології, фахівців в області медицини катастроф та ін. Разом з тим варто нагадати, що розповсюдженість, потенціальна можливість утворюватися у різних середовищах довкілля в природних умовах у великих кількостях, висока токсичність, здатність забруднювати ряд об’єктів довкілля у значних концентраціях та невідворотність контакту людини з цими токсикантами з наступним проникненням в організм різними шляхами (пероральний, аерогенний, черезшкірний) обумовлюють високий ризик масових гострих та хронічних отруєнь. В залежності від походження цей тип отрут поділяється на два підтипи [22, 23]: Останній підтип отрут природного походження вимагає окремого розгляду і у цій роботі аналізуватися не буде. Отрути біологічного походження поділяються на такі класи: 1. Отрути тваринного походження Згідно з [15, 16] всі отруйні тварини можна розділити на первинно — отруйні та вторинно-отруйні. Первинно-отруйні тварини поділяються на активно-отруйні та пасивно-отруйні. Активно-отруйні поділяються на "озброєні" та "неозброєні" отруйні тварини. Вторинно-отруйні тварини самі не виробляють отруту, а накопичують в своему організмі із довкілля. Отрути морських безхребетних типу кишечнопорожнинних. Представником цього виду є медуза-хрестовик, яка жалить купальщиків, після чого у них падає тонус м’язів, з’являється психомоторне збуджен-ня, галюцинації, короткочасна глухота та сліпота. Механізм дії — блокада Н-холінореактивних систем. Отрута медузи ціанея складається із суміші білків з М1 ~70000, яка уражає провідну систему серця та має гіпотензивну дію. Медуза коренеріт жалить, викликаючи опіки. Отрута являє собою токсичний пептид ризостомін, механізм дії якого — дихальний параліч. Актинія має здатність жалити. Токсин має назву еквітоксину і являє собою білок з МВ-20000. Механізм дії — кальційзалежний гемоліз крові. Кораловий поліп теалія має також здатність жалити. Його теалітоксин має гістамінолітичну та гемолітичну активність, викликає брадикардію, бронхоспазм, негативний інотропний та хронотропний ефект аж до зупинки серця. Нижчі черви немертини бувають "озброєні" та "неозброєні". Містять отрути анабазеїн, 2,3-біпіриділ, немертилен, цитолітичні та нейротоксичні поліпептиди, які мають деполяризуючу та паралізуючу дію. Кільчастий черв’як гліцера продукує альфа-глицеротоксин з пресинаптичною дією, кільчастий черв’як люмбринерис містить сильний інсектицид нерістоксин, який деполяризує нервові мембрани. Головоногий молюск восьминіг продукує токсичний білок цефалотоксин та біогенні аміни. Голкошкірі — морські їжаки, морські зірки, голотурії містять астеросапонін А та В з гемолітичною та іхтіотоксичною дією і блокує нервово-м’язову передачу. Голотоксини та стихопозиди, а також кукумариозиди мають фунгіцидну дію. Губки містять токсичні сесквітерпеноїди і гетероциклічні сполуки, стерини, біогенні аміни, токсичні білки. Токсин суберетин є білок з нейротоксичною активністю. Отруйні риби зустрічаються як серед представників класу хрящових, так і серед представників кісткових риб. Представником активно-отруйних хрящових риб є звичайна колюча акула (катран), в плавцях якої містяться колючі шипи, в які відкриваються залози, що продукують отруту білкової природи. Скати — хвостоколи з класу хрящових риб на хвості мають шип. При ударі хвостом шип легко пробиває одяг та взуття. Укол в груди може закінчитися летальним наслідком. Отрута викликає порушення дихання та серцево-судинної системи. Великий дракончик з класу кісткових риб в передньому спинному плавнику має колючі шипи з отруйними залозами. Токсична речовина — альбуміноподібний білок. Отрута викликає паралічі, дихальні та гемодинамічні розлади. В спинних плавцях морських окунів знаходяться токсичні залози. При уколі отрута білкової природи попадає в ранку. На місці уколу з’являються біль, лімфангоїт та лімфаденіт. Подібні властивості притаманні також скорпені (морському йоржу). До пасивно-отруйних риб з сімейства коропових відносяться риба-маринка, османи, усачі. Отруєння викликає ікра. Протягом години після її вживання виникає нудота, блювота, діарея, головний біль, загальна слабкість, ціаноз шкіри обличчя та слизових оболонок, параліч нижніх кінцівок, смерть від зупинки дихання. Вважають, що отрута ципринідин має небілкову природу, а температурна обробка її не інактивує. Отруйні амфібії об’єднуються в три загони: безногі, безхвості та хвостаті. Отруйні предстаники є в останніх двох загонах.: жаби, жерлянки, часничниці та саламандри. Вони відносяться до неозброєних активно-отруйних тварин. Як правило, в їх отрутах містяться токсичні стероїдні алкалоїди, які не руйнуються травними ферментами. Представниками отруйних амфібій є плямиста саламандра, сіра або звичайна жаба, комишова (очеретяна) жаба, зелена жаба, джерелянка, жовтопуза джерелянка, часничниця звичайна. Отруйні змії належать до 4-х сімейств: вужоподібні, аспідові, гадюкові, ямкоголові. В процесі еволюції у них зформувався отруйний апарат для паралізування жертви. Отрути змій — це комплекс біологічно активних речовин: ферментів-гідролаз, токсичних поліпептидів та ряду білків. Це фосфоліпаза А2, гіалуронідаза, оксидаза L-амінокислот, фосфодиестераза, S1-нуклеотидаза та інші. Токсичні поліпептиди (нейротоксини) порушують нервово-м’язову передачу з наступним паралічем скелетної та дихальної мускулатури і смертю. Ацетилхолинестераза, руйнуючи ацетилхолін, посилює розвиток паралічів. Протеолітичні ферменти з трипсино-, тромбіно- та калікреїноподібною дією викликають важку коагулопатію. Під дією вказаних отрут відбувається вивільнення гістаміну, брадикініну та ендорфіну, що викликає падіння АД, збільшення судинної проникності, порушення трофіки тканин та мікроциркуляції. Отрути членистоногих. Скорпіони містять нейротоксичні поліпептиди, які уповільнюють інактивацію швидких натрієвих каналів. Ці отрути використовуються в експерименті для вивчення епілепсії та панкреатиту. Каракурт із загону павуків містить токсичні нейротоксини білкової природи та ряд ферментів, зокрема пресинаптичний токсин альфа-латротоксин. Південноросійський тарантул з класу павукоподібних містить токсичні поліпептиди та ферменти, які викликають порушення кальцієвого балансу з розвитком некрозу тканин. Звичайний хрестовик з класу павукоподібних містить термолабільний гемолізин та термостабільний нейротоксичний компонент. Отрута Аргіопа з сімейства павуків-кругопрядів має високомолекулярний компонент з пресинаптичною дією. Низькомолекулярний компонент — аргіопін блокує постсинаптичний ефект. Ерезус із загону павуків містить отруту з синаптичною дією, але склад отрути ще не вивчений. Погребний павук має нейротоксин з М1- 5300, який збуджує нервові та м’язові мембрани. Отрути комах. Медоносна бжола містить мелітин. Джмелі з сімейства апідів мають отруту з гіпотензивною та кардіотропною дією. Філант або бжолиний вовк з сімейства риючих ос містить бета-, гама- та сигма-філантотоксини з гагліоблокуючою дією. Шершні із загону перетинчастокрилих містить орієнтотоксин та ряд ферментів. Наїзник габробракон з сімейства браканідів має токсичні білки з пресинаптичною дією. Жуки — наривники з сімейства наривникових (майкових) містить у гемолімфі кантаридин з наривною дією. Синьокрили з сімейства стафілінідів у гемолімфі містять токсин педерин. Колорадський жук з сімейства листоїдів містить білок бета-лептинотарзин. Близький йому вид Leptinotarga haldemani містить бета-лептинотоксин, який посилює вхід Са2+ в синаптосоми мозку щурів, а також здатен звільняти медіатори із попередньо навантажених синаптосом. У гусениць деяких видів метелика Lepidoptera клітини епітелію мають порожнисті волоски, які заповнені токсичним секретом. При контакті волоски проникають в шкіру, обломлюються і секрет виливається на шкіру. Уражується обличчя, шия , руки, очі, шлунково-кишковий тракт та дихальні шляхи з наступним розвитком дерматитів, кон’юнктивітів та ін. Є вказівки [15, 16], що у дітей отруєння може мати важкий перебіг: папульозний дерматит, підвищення температури, діарея, тахікардія. Отруєння може мати професійний характер у садоводів. У метеликів золотогузки Euproctis chrisorrhoea є абдомінальні горбики, де містяться версонівські залози, які виділяють їдкий секрет. В його склад входять гістамін, а також білки з протеолітичною, естеролітичною та фосфоліпазною дією. Вказаний секрет має кінінлібераторну дію, що обумовлює розвиток шкірних реакцій. В черевці самок метелика медведиця звичайна міститься токсичний поліпептид каїн, який викликає незворотну контрактуру нервово-м’язового препарату сарани, таргана, метелика капустянки, яка супроводжується деполяризацією м’язових мембран та пригніченням мініатюрного потенціалу кінцевої пластинки. Екстракт із черевець при внутрішньоочеревинному введенні мишам через 11–20 хв спричиняє зупинку дихання, судоми та смерть. Ряд комах має отруйний ротовий апарат. При укусі отруйний секрет слинних залоз паралізує жертву та піддає її попередній біохімічній обробці. До цієї групи відносяться гедзі, мошки, блощиці, водяні скорпіони, гігантські водяні клопи. Отруйні представники є в класі багатоніжок. Вони мають ногощелепи, в канали яких відкриваються отруйні залози. Їх отрута містить ацетилхолін, гістамін, серотонін, гіалуронідазу, холінестеразу, кініназу. Так, укус кільчастою сколопендрою викликає сильний біль, набряк, озноб, нездужання. 2. Отрути рослинного походження Нагадаємо систематику рослинного світу. Він поділяється на 2 великі групи: нижчі та вищі рослини. Нижчі рослини, в свою чергу, поділяються на відділи: 1. бактерії; 2. синьозелені водорості; 3. зелені водорості; 4. бурі водорості; 5. червоні водорості; 6. гриби; 7. лишайники. Вищі рослини також поділяються на відділи: 1. мохоподібні; 2. папоротеподібні; 3. голосім’яні; 4.квіткові або покритосім’яні. Ряд рослин містить біологічно активні речовини, яким притаманна висока токсичність [5, 9, 12, 16, 18, 19]. Токсичні речовини рослинного походження за своєю хімічною будовою поділяються на такі види. Алкалоїди — органічні сполуки лужного характеру, у склад яких входить вуглець, водень, азот та кисень. Завдяки високій токсичності ці отрути по величині ризику отруєнь вважаються найбільш небезпечними. Глікозиди — органічні сполуки, в склад яких входить вуглець, кисень та водень. При їх гідролізі вони розкладаються на компоненти: сахаристий глікон та органічний аглікон. Токсичність глікозидів обумовлюється аглюконом. Переважна більшість глікозидів впливає на серце та судини, деякі вражають щитовидну залозу; іншим глікозидам притаманні подразнюючі властивості. Зокрема, деякі глікозиди при своєму розкладі виділяють алілово- гірчичне масло з властивою йому нашкірно-резорбтивною дією. Інші глікозиди містять сапоніни, які мають подразнюючі властивості, а при попаданні в кровь викликають гемоліз еритроцитів. Нітрил-глікозиди при розкладі утворюють синильну кислоту. Глікоалкалоїди містять як глікозиди, так і алкалоїди (сапонін картоплі). Токсоальбуміни — складні сполуки, які містять високотоксичні альбуміни. Ефірні масла — група токсичних сполук (камфороподібних) різного хімічного складу та властивостей, що обумовлюють їх специфічний запах та токсичність. Лактони — складні органічні речовини, до яких відносяться дикумарин та сантонін. Органічні кислоти, які мають більші чи менші токсичні властивості (щавлева кислота, евфорбінова кислота). Вміст токсичних речовин у різних частинах рослин нерівномірний. Він міняється протягом року, одні рослини більш токсичні до цвітіння, інші в період цвітіння чи після нього. В посушливі та дощові роки ціаногенні речовини у клевері, льону, виці після морозу утворюються у більшій кількості. У дощову погоду вміст токсичних речовин у красавці (белладонні) , дурмані та аконіті зменшується. Варто підкреслити, що отрути біологічного походження є невичерпним джерелом для створення нових фармакологічних засобів [24]. 2.1. Токсичні водорості (Algae). Важкі отруєння людей та тварин рибою, молюсками та водою прісноводних та морських водойм обумовлені масовим розмноженням («цвітіння» води) токсичних водоростей. Їх токсичні продукти накопичуються в об’єктах другої ланки екологічного ланцюга (молюски, риби), через які передаються відповідно у третю ланку (наземні тварини та людина). Не виключене отруєння травоїдних на водопої при попаданні в шлунок зараженої води та фітопланктону, а також при купанні під час «цвітіння» води. Під час "цвітіння" води у ній утворюється значна біомаса (більше 100–200 г/л та міліони клітин синьозелених водоростей) [13, 15, 16]. Анабена цвітіння води (Anabaena flos-aquae Breb) продукує так званий анатоксин (2-ацетил-9-азобіцикло (4-2-1) нон-2ен), який є потужним стереоспецифічним антагоністом Н-холінорецепторів. Він блокує нервово-м’язову передачу по деполяризуючому типу, що проявляється сильною початковою контрактурою з подальшим повним паралічем скелетної та дихальної мускулатури. ЛД50 для мишей та щурів цієї отрути складає 0,5 мг/кг при внутрішньоочеревинному введенні. 0,1–1 мг цього токсину пригнічує фермент холінестеразу. Афанізоменон цвітіння води (Aphanisomenon flos-aquae (L) Ralfs-продуцент термостабільних у кислому середовищі афантотоксинів, які містять неосакситоксин (90 %) та сакситоксин (10 %). Такі ж токсини були виділені у морських перідіній Gonyaulax та Q. amarensis. Механізм дії пояснюється тим, що гуанідинова група молекули вказаних токсинів застрягає в іонотранспортній ділянці Na+-каналу і блокує його. Мікроцистіс сірувато-зеленій (Microcystis aeruginosa) продукує поліпептидні токсини, зокрема мікроцистин, який містить L-тирозин, D-аланін, D-ізоглутамінову кислоту, бета-D-аспарагінову кислоту, N- метилдегідроаланін, L-метіонін; LD50 токсину становить 0,1 мкг для мишей при внутрішньоочеревинному введенні. Токсин викликає тромбоцитопенію з наступними крововиливами в легені та печінку, тромбози, збільшення печінки. Токсин LR-гексапептид на відміну від мікроцистину містить L-лейцин та R-аргінін. Його LD50 лежить в межах 0,1 мкг і викликає смерть мишей протягом 1 години. Цей токсин також спричиняє тромбоцитопенію, тромбоз легень, збільшення печінки. Розрізняють шлунково-кишкову, шкірно-алергічну, м’язову та змішану форми отруєнь токсинами синьозелених водоростей. При зараженні синьозеленими водоростями води водогінної мережі виникають масові отруєння по типу токсичного гастроентериту, подібного до дизентерійного чи холерного [15, 16, 21]. Захворювання після вживання зараженої синьозеленими водоростями риби (щука, судак, минь, окунь) починається раптово болем у м’язах верхніх та нижніх кінцівок, попереку, грудної клітини, ціанозом, сухістю в роті, блювотою, появою сечі темного кольору (міоглобін). При цьому можливий розвиток асфіксії через параліч дихальної мускулатури. Хвороба з таким синдромом отримала назву юксовсько-сартландської. Варто зазначити, що одним з показників забруднення води альготоксинами є її сильний рибний запах. В системі профілактичних заходів для попердженню масових отруєнь альготоксинами одне з основних місць посідає гідробіологічний контроль якості води. Для профілактики отруєнь альготоксинами потрібно проводити тривале кип’ятіння води, фільтрацію її через активоване вугілля, озонування води на водоочисних спорудах [15, 16]. 3. Отрути вищих грибів Беручи до уваги токсикологічне значення відділу грибів подаємо їх класифікацію. Вони поділяються на 2 підвідділи: а) вищі гриби з класами архіміцетів (Archimycetes); 2.фікоміцетів (Phycomycetes); б) нижчі гриби з класами 1.аскоміцетів або сумчатих грибів (Ascomycetes); 2.базидіоміцети або базидіальні гриби (Basidiomycetes); 3.недосконалі гриби (Fungi imperfecti). [14]. Вищі гриби ще називають макроміцетами [15, 16]. Сюди відносяться шляпочні гриби та гастероміцети (дощовики). З токсикологічної точки зору вищі гриби поділяють на їстивні, умовно-їстивні, практично неїстивні, отруйні та смертельно отруйні [6, 11, 10]. Бліда поганка (Amanita phalloides) із сімейства аманітових є одним з найбільш токсичних вищих грибів. Вона містить біциклічні токсичні поліпептиди, які поділяються на аманітини та фалоїдини. Ці отрути термостабільні.. Для отруєння достатньо надходження в шлунок половини чи третини одного гриба. Діти надзвичайно чутливі до грибної отрути. У них прояви отруєння починаються бурхливо з судом та тризму (зведення щелеп). Прихований період триває від 6 годин до 2 діб, після чого з’являються невгамовна блювота, кишечні коліки, болі в м’язах, невтримна спрага, холероподібна діарея (пронос). Артеріальний тиск знижений, свідомість втрачається, можлива поява жовтухи, збільшення печінки, Смерть наступає від серцево-судинної слабкості та ураження печінки. Мухомор червоний (A. Muscaria) містить токсичні речовини мускарин, холін, бетаїн, путресцин, галюциноген буфотенін, ібутенову кислоту та інші. Основний внесок у токсичну дію робить холіноміметик мускарин. Слід зазначити, що мухомори поїдаються дикими копитними тваринами для звільнення від гельмінтів. Мухомор пантерний з сімейства аманітових (A. panterina) містить тропанові алкалоїди атропіноподібної дії гіосциамін та скополамін, а також мускарин, буфотенін, серотонін, іботенову кислоту, які викликають своєрідну картину інтоксикації. Прихований період триває 1—2 год. З’являється нудота, блювота, пронос, сухість слизових оболонок, утруднене ковтання, підвищення температури, тахікардія, мідріаз. При важких отруєннях приєднується психомоторне збудження, ейфорія, галюцинації, м’язові фібриляції. Сморж звичайний (Gyromitra esculenta) містить термостійкий гепатотоксичний токсин гіромітрин (3-метил-3-форміацетат гідразону). Його вміст досягає 1,7 г/кг сирих грибів. Прихований період триває 6 —10 годин, після чого з’являється загальна слабкість, біль у шлунку, нудота, блювота з жовчею, іноді пронос. На другу добу з’являється жовтуха, збільшення печінки, селезінки, можливий гемоліз, кома, смерть. 4. Отрути мікроскопічних грибів (мікотоксини) Мікотоксини — токсичні речовини складної хімічної будови, які продукуються мікроскопічними грибами. Мікроскопічні гриби по типу живлення та обміну речовин мають ознаки як рослин (апікальний ріст, клітинна полярність, наявність клітинної оболонки), так і тварин (гетеротрофний тип обміну речовин по вуглецю, наявність глікогену та хітину в оболонках та інші). Займаючи третє місце по чисельності видів після тварин та рослин, мікроскопічні гриби відрізняються за морфологією, способом життя та живлення, механізмами адаптації та іншими ознаками. За хімічною будовою мікотоксини — це ароматичні поліциклічні сполуки з молекулярною масою в межах 200–400, у складі яких є вуглець, водень та кисень. Більшість мікотоксинів не руйнується при звичайній кулінарній та технологічній обробці забруднених ними харчових продуктів. Про кількість їх видів та розповсюдженість свідчить перелік відомих токсикозів [2, 3, 20]. Так, гриби роду Aspergilus продукують афлатоксини B1, B2, G1, G2, M1, M2, стеригматоцистин, охратоксини А, В, С, фумітриморгини А та В, триптоквивалін, фумітоксини A, B, C, D, терротриеми А та В, цитохалазин Е. Вказані мікотоксини продукуються при розмноженні грибів на таких природних субстратах, як арахіс, кукурудза, бобові, насіння бавовни, горіхи, фрукти, овочі, спеції, фураж, сири, зернові, рис, силос. Вказаним мікотоксинам притаманна гепатотоксична, канцерогенна, мутагенна, тератогенна, імунодепресивна, нефротоксична та капіляротоксична дія. Гриби роду Penicillium продукують токсичні речовини пенітреми A, B, C, D, E, веррукулоген, янтитреми А. В та С, паксилін, лютеоскирин, циклохлоротин, ісландітоксин, еритроскирин, руголозин, цитреовіридин, цитринин, патулін, пеніцилова кислота, PR-токсин, рокфортин, мікофенолова кислота, циклопіазонова кислота, рубратоксин А та В, секалонова кислота D. Субстратами вказаних грибів є насіння бавовни та сояшника, сири, яблука, пасовищні трави, рис, сорго, пшениця, бобові, арахіс, перець, ячмінь, овес, жито, різні фрукти, овочі та продукти їх переробки (соки, пюре, джеми та компоти), фураж, кукурудза, арахіс. Вказаним мікотоксинам притаманна нейротоксична, гепатотоксична, канцерогенна, коканцерогенна, мутагенна, нефротоксична, кардіо- та пульмонотоксична дія, а також інші види біологічної активності. Гриби роду Fusarium продукують трихотеценові мікотоксини (більше 40 сполук), зеараленон, моніліформін. Субстратами вказаних грибів є різні зернові, фураж, в тому числі сіно та солома, кукурудза, сорго. Вказані мікотоксини мають нейротоксичні, геморагічні, лейкопенічні, імунодепресивні, дерматотоксичні, тератогенні, канцерогенні, естрогенні та кардіотоксичні властивості. Гриби роду Claviceps purpura та Claviceps paspali продукують нейротоксичні ерготоксини, а їх субстратами є різні зернові, дикоростущі злакові. Їх міцелій у спокої на колосках жита чи пшениці у вигляді ріжків темно-фіолетового кольору довжиною до 4 см та товщиною 0,6 см називають матковими ріжками. У царській Росії спостерігалось інтенсивне ураження посівів матковими ріжками, що супроводжувалось епідемічними спалахами захворювань так званою "злою корчею". В клініці вказане захворювання отримало назву ерготизму, в якій розрізняють конвульсивну та гангренозну форму. При конвульсивній формі ерготизму спостерігаються парестезії пальців, відчуття повзання мурашок, оніміння, сонливість, інколи блювота, спазми та контрактура розгинальних м’язів рук та ніг, епілептиформні припадки, психічні розлади, парези та атрофії мускулатури [2, 3, 20]. Гангренозна форма проявляється трофічними розладами на кінцівках з побліднінням та наступним посинінням шкірних покривів, утворенням пухирів, сухою гангреною кінцівок [4]. В одному з регіонів центральної Африки у 1978 р. состерігався спалах ерготизму. Інциденту передували екстремальні умови: трирічна посуха, неврожай, голод. Мізерні запаси зерна (ячмінь) в декількох населенних пунктах були тотально уражені склероціями головні (ріжків). Було виявлено біля 150 хворих з гангренозною формою ерготизму. Хвороба починалася з головного болю, блювоти, постійного почуття нудоти, нечастого та незначного проносу. При цьому з’являлись загальна слабкість, втомлюваність, тремор, сверблячка, паління, почуття отерплості в кінцівках, зникала пульсація артерій і розвивалась суха гангрена пальців ніг та рук, але частіше кінцівок в цілому [20]. Гриби Pithomices chartarum продукують гепатотоксичні та фотосенсибілізуючі токсини. Гриби Alternaria alternata, Alternaria solani, Alternaria tenuissima виділяють мікотоксини альтернаріол, метиловий ефір альтернаріола, альтенуен, альтеннуізол, альтертоксини, тенаузонову кислоту та інші сполуки. які мають тератогенну, мутагенну та фітотоксичну дію і вражають серцево-судинну систему. Гриби Helminthosporium dermatoideum, Phoma spp. Metharrizium anisophiae продукують капіляротоксичні та тератогенні мікотоксини. Широке розповсюдження та швидке накопичення мікотоксинів у субстратах пояснюється тим, що вони утворюються у ланцюгу послідовних ферментних реакцій з відносно невеликого числа хімічно простих проміжних продуктів основного метаболізму, а саме ацетата, малоната, меквалата та амінокислот [Turner W, 1975]. Важливими етапами біосинтезу мікотоксинів є реакції конденсації, окислення-відновлення, алкілування та галогенізації, внаслідок чого утворюються різні за структурою попередники мікотоксинів. Є 5 основних шляхів біосинтезу мікотоксинів: полікетидний для афлатоксинів, стеригматоцистину, охратоксинів, патуліну та інших; терпеноїдний для трихотеценових мікотоксинів; через цикл трикарбонових кислот — для рубратоксинів; шлях через вихідні сполуки амінокислоти — ергоалкалоїди, спорідесмін, циклопіазонова кислота та інші; змішаний шлях (поєднання двох і більше шляхів) — для похідних циклопіазонової кислоти [20]. Вважається, що основним для біосинтезу значної групи мікотоксинів є полікетичний шлях. При цьому відбувається лінійна конденсація ацетил-СоА з трьома чи більше молекулами малоніл-СоА з попутним декарбоксилюванням, але без обов’язкового відновлення проміжних бета-дикарбонильних систем. В залежності від числа С2-одиниць, включених в молекулу, мікотоксини, які синтезуються таким шляхом, поділяються на тетракетиди (патулін, пеніцилова кислота), пентакетиди (охратоксин А, цитронін), гексакетиди (малаторизин), гептакетиди (біомеллеїн, ксантомегнін), октакетиди (ергохроми, лютеоскирин), нонакетиди (зеараленон, цитохалазини, цитреовіридин), декакетиди (афлатоксин, стеригматоцистин). 5. Токсини мікробного походження У сучасний період найбільш часто причиною отруєнь за кількістю інцидентів та кількістю потерпілих є токсини мікробного походження. Вважають, що на відміну від інфекційних захворювань, для виникнення харчової токсикоінфекції обв’язковою умовою є попадання в організм продуктів харчування із значною кількістю мікробів, які в них накопичилися. Якщо захворювання пов’язане з надходженням в організм з їжею тільки мікробних токсинів, то його відносять до харчових інтоксикацій [8, 17]. Розрізняють три групи мікробних токсинів, Екзотоксини, які виділяються у середовище в процесі життєдіяльності мікроба; ендотоксини, які виділяються у середовище після загибелі мікробів; та мезотоксини, що являють собою токсичні речовини, які не міцно зв’язані зі стромою мікробної клітини і можуть частково проникати у середовище культивування з живих мікробів. В залежності від характеру відповідної реакції організму мікробні токсини можуть бути специфічними, коли вони вибірково діють на певні клітини та тканини організму, що проявляється конкретним інфекційним захворюванням, та неспецифічними, попадання яких в організм викликає загальнопатологічні реакції [4, 8,17]. Біохіміки в залежності від природи токсинів та хімічних властивостей поділяють їх на групу простих та складних білків (протеотоксини), групу із стероїдною конфігурацією (афлатоксини) та групу полісахаразних комплексів, токсичну активність яких визначає ліпідний комплекс (ліпід А). За механізмом дії основні бактеріальні білкові токсини поділяють на мембранотоксини, цитотоксини, функціональні блокатори та ексфоліативні еритрогеніни. В свою чергу, мембранотоксини поділяються на групи лейкоцидинів, токсинів з фосфатидазною активністю та гемолізини. Гемолізини поділяються на підгрупи О2-лабільні, О2-стабільні та ін. Цитотоксини поділяються на такі три групи: антиелонгатори, дермонекротизини та цитотоксини з ентеротропною активністю. Функціональні блокатори також поділяються на три групи: ентеротоксини з підгрупами термостабільних та термолабільних ентеротоксинів. Ексфоліатини-еритрогеніни поділяються на підгрупи ексфоліатинів та еритрогенінів. Загальне число екзотоксинів згідно з цією класифікацією досягає 56 одиниць, мезотоксинів — 6, і ендотоксинів 18 [8]. В залежності від збудника розрізняють такі класи харчових токсикоінфекцій. Найбільш розповсюдженим є сальмонельоз, який викликається сальмонелами. Основним джерелом сальмонельозної інфекції є велика рогата худоба, домашня птиця, дрібні ссавці. Заражені тварини виділяють у довкілля сальмонели з калом, сечею, слиною, носовим слизом. Мясо тварин може інфікуватися первинно (бактеріемія) та вторинно після забою. При порушенні технологій можливе забруднення сальмонелами значних партій м’яса та напівфабрикатів. Порушення технології зберігання напівпродуктів чи готових харчових продуктів ( при оптимальних для розвитку мікробів температурах) стає причиною масового розмноження сальмонел та накопичення в продуктах відповідних бактеріальних токсинів [4, 8, 17]. Другу групу харчових токсикоінфекцій становлять захворювання, викликані умовно патогенними кишечними паличками (ешеріхіями). Основним джерелом ентеропатогенних кишечних паличок є хворі люди чи бактеріоносії. Харчові токсикоінфекції протейної етіології становлять третю групу. Збудником цієї хвороби вважають бактерії роду Proteus, а його носієм хвору людину. Четверту групу складають токсикоінфекції, викликані мікробами, які належать до роду клостридій. Останні являють собою крупні анаеробні мікроби довжиною від 4 до 8 мкм та шириною 1–1,5 мкм. Бактерія Clostridium perfringens широко розповсюджена в довкіллі: в грунті, випорожненнях людей та тварин, в пилу, в воді рік та озер, в повітрі. Харчові токсикоінфекції, викликані Bac. Cereus з групи аеробних спорових бактерій, складають 5-у групу. Вказані бактерії також широко розповсюджені у довкіллі. Вони здатні швидко розмножуватися у різноманітних харчових продуктах рослинного та тваринного походження, не змінюючи їх органолептичних властвостей. Їх інтенсивне розмноження відбувається при температурі 17–18 °С та особливо швидко при 30–37 °С. Варто підкреслити, що термостійкі штами цього виду мікроба виживають навіть при тривалому варінні продукту, тобто при 100 °С. Збудниками ентерококових харчових токсикоінфекцій є стрептококи, які відносяться до серологічної групи Д по Ленсфілду та типуються фагами групи Д. Джерелом цієї інфекції є особи, які страждають ентерококовими захворюваннями і причетні до готування їжі. Найбільш типовими збудниками харчових токсикоінфекцій вважають стафілококів фаготипу 6147 третьої групи [4, 8, 17], а також стафілококи 4-ї фагогрупи 42Д фаготипу. Варто підкреслити, що стафілококовий ентеротоксин добре зберігається у довкіллі, не руйнується високою температурою, кислотами, лугами та хлором. Безпосередньою причиною харчових інтоксикацій стафілококової природи може бути м’ясо, інфіковане при порушенні санітарних правил забою тварин, його зберігання та транспортування [4, 8, 17]. Ботулізм відноситься до важких та небезпечних для життя токсикоінфекцій, яка спричиняється спороутворюючою анаеробною паличкою В.Botulinus. Безпосередньою причиною захворювання ботулізмом є вживання заражених цим мікробом та його токсинами ковбаси, риби, рослинних продуктів та інше. В даний час розрізняють 6 типів В.Botulinus: A, B, C, D, E, F. Слід підкреслити, що токсин кожного типу інактивується тільки відповідною антитоксичною сироваткою. Одним з факторів, який визначає високий ризик масових захворювань ботулізмом, є широке розповсюдження у довкіллі спор збудника та наявність значної кількості технологій у харчовій промисловості, які створюють умови фізичного та біологічного анаеробіозу. Необхідно підкреслити, що спори В.Botulinus мають значну стійкість до нагрівання, до бактеріостатиків та дезинфектантів, більшість штамів типу А та В не створюють гнилосного запаху продукту, а надають йому тільки запах згірклого масла чи сиру, що не сприяє своєчасному розпізнаванню небезпеки [4, 8, 17]. Іншим фактором збільшення ризику є тривалість прихованого періоду, який досягає 12–36 год. Вважаєься також, що інкубаційний період може коливатися в межах від 2 годин до 8–10 діб. Можна навести яскравий приклад впливу соціальних факторів на величину ризику масових отруєнь. Так, у серпні 1933 р. під час штучного голодомору у Дніпропетровську був зареєстрований спалах ботулізму. Захворіло більше 200 осіб, які вживали кабачкову ікру, розфасовану у великі скляні банки по 16 кг кожна. Летальність досягла 41% [17]. Основними симптомами отруєння є нервово-паралітичні розлади, які проявляються парезами та паралічами очних м’язів, м’язів в області лицевого, язико-глоткового, під’язичного та блукаючого нервів. Першими ознаками захворювання є нездужання, слабість, головний біль, запаморочення, іноді блювота [4]. Диференційна діагностика цього захворювання подається в табл. 1. Отже, як бачимо з викладеного матеріалу, токсичність отрут біологічного походження суттєво відрізняється. Зустрічаються отрути, які на декілька порядків перевищують по цьому показнику відомі до цього часу синтетичні токсичні речовини. Це явище можна пояснити тим, що отрути біологічного походження завдяки своїй специфічній будові інактивують найбільш загальні медіаторні процеси, які мають дуже вузькі адаптативні межі. Останнє пояснюється тим, що ... "В процесі еволюції фізіологічних механізмів виявилась можливість забезпечити передачу нервових імпульсів за допомогою невеликого числа дуже простих молекул...» [1]. Соціально-гігієнічна характеристика факторів, які формують ризик масових отруєнь отрутами біологічного походження Соціально-гігієнічні фактори, які формують ризик масових отруєнь отрутами біологічного походження, умовно можна поділити на такі групи: До першої групи відносяться біологічні особливості продуцентів отрут біологічного походження. Це широта розповсюдження продуцента у довкіллі, здатність його утворювати у природних умовах токсичний продукт та виділяти його у середовище свого існування у значних кількостях, висока стійкість токсину до дії різноманітних факторів зовнішнього середовища, здатність токсину проникати у внутрішнє середовище організму, відсутність явних ознак, які давали б можливість швидкого розпізнавання факту забруднення токсином об’єктів довкілля. Природно-географічні умови того чи іншого регіону роблять більший чи менший внесок у величину ризику масових отруєнь отрутами біологічного походження. Так, наприклад, наявність водойм з достатнім вмістом органічних речовин, оптимальна температура повітря та води, помірне перемішування водної маси створюють сприятливі умови для бурхливого розмноження токсичних синьозелених водоростей та зараження водоймищ альготоксинами. В районах з грунтами, багатими на органічні речовини та високою вологістю, з теплим кліматом існують оптимальні умови для розмноження отруйних вищих грибів, а тривала тепла та дощова осінь сприяє масовому розмноженню в зерні та фуражі мікроскопічних грибків — продуцентів мікотоксинів. Подібні умови сприяють також масовому розмноженню отруйних рослих та тварин. Соціально-економічні умови роблять також суттєвий внесок у величину ризику масових отруєнь отрутами біологічного походження. В певних умовах цей внесок може набувати визначального характеру. Так, відомо, що воєнні конфлікти, соціальні заворушення, стихійні лиха та катастрофи значно погіршують умови існування населення. Дефіцит харчових продуктів змушує населення використовувати для харчування нетрадиційні, неякісні або зіпсовані продукти. Важкі економічні умови можуть змусити населення вживати, наприклад, умовно їстивні гриби, продукти харчування, забруднені мікотоксинами або такі, термін зберігання яких закінчився. Несвоєчасне збирання врожаю, частина якого може перезимовувати на полях, обумовлює інтенсивне розмноження в зерні та іншій сільськогосподарській сировині продуцентів мікотоксинів та значне накопичення цих отрут. Порушення сільськогосподарських технологій сприяє масовому розмноженню бур’янів, в тому числі отруйних рослин. Посуха може стати причиною нестримного розмноження отруйних тварин і супроводжуватися їх масовою міграцією і нападами на населення. При безсумнівних перевагах крупномасштабного виробництва із застосуванням сучасних біотехнологій при виробництві великих партій харчових продуктів при недодержанні певних технологічних правил існує ризик забрудненя значних кількостей харчових продуктів отрутами біологічного походження. Загальна характеристика інцидентів, викликаних отрутами біологічного походження, які можливі на території України, наводяться в табл. 2 та 3. Таким чином, серед класів отрут, які на території України можуть бути причиною масових отруєнь населення, не останнє місце посідають отрути біологічного походження. Необхідно наголосити, що ризик масових отруєнь отрутами біологічного походження дещо в більшій мірі обумовлюється реальними природно-географічними та соціально-гігієнічними особливостями. Зокрема, чіткий сезонний характер інцидентів притаманний для зоотоксинів, токсинів рослин, токсинів вищих грибів та альготоксинів (табл. 2, 3). Отруєння мікотоксинами та токсинами мікробного походження спостерігаються і в холодну пору року, хоча і з меншою частотою. Очевидно, що отруєння альготоксинами тісно пов’язані з такою природно-географічною особливістю як наявність прісноводних та морских водойм. Різні види отрут біологічного походження суттєво відрізняються за клініко-токсикологічними наслідками. Так, зоотоксини, токсини рослин та вищих грибів, як правило, можуть бути причиною спорадичних отруєнь. В протилежність їм, мікотоксини, токсини мікробів та альготоксини можуть викликати справжні токсикологічні катастрофи (табл.3). Вказані отрути є також небезпечними за своїми санітарно-гігієнічними та екологічними наслідками. Якщо прогнозувати небезпечність ризику масових отруєнь різними видами біологічних отрут з позиції медицини катастроф, то їх можна розмістити у такий ряд по зменшенню величини ризику: мікробні токсини > мікотоксини > альготоксини > токсини вищих грибів > токсини тварин > токсини рослин. Отже, при обгрунтуванні заходів по захисту населеня від отрут біологічного походження необхідно враховувати природно-географічні та соціально-гігієнічні особливості конкретного регіону. Література |