Ауыр металдармен улану кезіндегі лимфа жүйесінің өзгеруі

    Өндіріс жағдайында сынаптың өкпеге бу түрінде түсуі кездеседі. Өкпе ұлпасының абсорбциялауы 70-80 % құрайды. Өкпеде абсорбцияланған сынап түрлі қосылыстар күйінде қанға түседі де, қанның легімен түрлі мүшелерге тарайды.

   Сынап және оның қосылыстарының токсиндігі туралы нақты деректер аталған микроэлемент туралы оның физиологиялық,биохимиялық тиімділік жайында оң бағаның берілмеуі зерттеушілерге бұл элементті биологялық жағынан қажетсіз санауға және ауада кең таралуына қарай аз ғана мөлшерінің өлім қаупін туғызуы мүмкіндігі барлығын айтады. Соңғы онжылдықта сынаптың өмірлік рөлінің барлығы туралы да мәліметтер айтылуда. Сынап-табиғатта топырақта, суда, өсімдіктерде үнемі кездесетін, организмнің ішек-қарын жолдарына тамақ, су, ал өндіріс жағдайында сынап қосылыстарының шаңын жұту арқылы түсетін токсинді металлдардың бірі.

    Сынаптың бейорганикалық қосылыстары ішек-қарын жолдары арқылы аз сіңіріледі,ал органикалық түрлері метилсынап толығымен абсорбцияланады [20].

   Осындай токсикологтар мен профпатологтардың d-элементтерге жататын ауыр металдардың , олардың валенттілік түзуі р-элементтердің маңыздыларына тоқталайық. Енді адамзаттың жұмыс жасау әрекетінде жиі кездесетін металлдарға тоқталайық.

   Талийдің қоршаған ортадан түсуі тотық буының жақсы сіңіріліп, металлды талиидің аз мөлшерді сіңіруі, ұшпалылығының аз болуы, тотық шаң-тозаңы, аталған элементтің тұздары арқылы болады. Талиидің жақсы ерігіш тұздары тыныс алудың шырышты қабаты және альвеоляр қабырғалары арқылы оңай өтеді. Өте сирек кезедесетін элемент болғанымен талий электронды, химиялық өндірісте, ауылшаруашылығында функциональды (TI2CO3) және зооцидті (TI2SO4) заттар ретінде пайдаланылып, қоршаған ортаға елеулі әсерін тигізуі ықтимал. Талийдің ерігіш тұздары ішек-қарын жолдарына түскеннен кейін тез арада қанға түсіп,организмнің басқа мүшелері мен ұлпаларына тарайды,ал ерімейтін тұздары- (TI2TI3O3)пероральды жолмен тіпті сіңірілмейді. Қалайының бу не шаң-тозаң күйінде өкпеге түсуінен қауіпті улану болмайды,бірақ өкпеде жиналып өкпенің қабыну процесінің қоздырғышын болдырады. Оны станноз деп атайды,ол аса қауіптілік туғызбайды, өкпе аппаратының фукциональды өзгерісін дереу өзгертпейді де. Мұны қалайы тотығының әсері кезінде байқаған.Бірақ зауыттағы қалайы балқытушыларда эмфизем ауруы мен тамақ ауруының қабынуы болған. Жас келген сайын қалайының қанға жәй сіңірілуінен өкпеде жиналып ,адамның өмір сүру процесіне созылмалы әсер береді. Қалайы тиісті мөлшерде қарынға тағам,әсіресе шырынды сок /ыдыста сақталған жағдайда, құрамында қалайысы бар қоспалар арқылы түседі. Қалайының ерімейтін қосылыстары ішек-қарында сіңірілмейді,ерігіш қосылыстары да белоктармен қосылдып барып жәй абсорбцияланады. Бұған қарағанда қалайының екі валентті тұздары қалайының 4 валентті тұздарына қарағанда тез сіңіріледі.

    Қорғасын, қалайы тәрізді р-элементттер қатарына енеді, ол қоршаған ортаны металлмен ластаушылардың кең таралған түрі саналалды, Өкініштісі, организмге тиісті мөлшерде ингаляциялық жолмен түсіп жатады. Қорғасынның және оның қосылыстарының щаң-тозаңды құрамы,буы мен аэрозолдарын жұту арқылы қорғасын элементтің мөлшеріне қарай 27-32% өкпеде жиналып тұруы мүмкін. Өкпеден баяу қанға сіңіріліп, өкпеде қорғасынның жиналуында қалайы тәрізді ерекше құбылыс байқалмайды. Қорғасынның ауадан 40% абсорбцияланады, 60% организмнен шығарылады.Қорғасынның сульфид,сульфат, хромат тәрізді ерімейтін қосылыстары ішек-қарын жолдары арқылы нашар сіңіріледі. Ерігіш тұздары нитрат,ацетаттар /10 % дейін/біраз мөлшерде жақсы сіңеді. Тағам құрамында кальций мен темір жетіспеушілігнен қорғасынның сіңірулігі артады [21].

Сүрме -3,+3,+5 тотық күйінде келетін р-элемент. Негізінен тұрақты катионды қосылыстар түзеді. Кешенді түзу мүмкіндігі бар. Сүрме қосылыстары өкпеге оңай абсорбцияланады, бірақ тыныс алу жолдарына қиындық келтіреді. Сүрменің 3-валентті қосылыстары 5-валентті қосылыстарына қарағанда аса токсинді болып саналады. Сурьма ішек-қарын жолдары арқылы өте қиын шығарылатын ауыр металлдар қатарында.

    Көрсетілген мысалдардан барлық металлдар таза немесе қосылыстар түрінде организмге өкпе арқылы түсетінін,кейде ұзақ уақытқа,кейде ерігіштік қаситенің аздығы,кейде өкпе ұлпасының хмимялық қосылыстарды жеңіл қабылдауын көрсетеді.Бұдан шығатын қортынды,ауыр металлдардың ішек-қарын жолы арқылы жәй шығарылуы. Кейде қосылыстарының жақсы ерігіштік жағдайында да сіңірілу шамасы 2, 3-тен 10-15% аралығында.

    Қоршаған ортада  химялық, зиянды, сондай-ақ өндірістік заттардың болуы тері арқылы байланыс түзіп, организмнің бүкіл мүшесінде, теріде жалпы және жергілікті эффектілер туғызуы мүмкін.

   Көптеген ауыр  металл қосылыстарының тері арқылы  түсуі-жиі кездесетін факт. Бұл процестің байқалуы қосылыстың физикалық, физика-химиялық күйінен, терімен байланыс жасау уақытының ұзақтығына және оның физиологиялық жағдайына, рН, температура, қар тарату т.б байланысты болады.

   Тері функциональды  тұрғыдан да,биохимиялық процечтің  айналысына қарай да аса маңызды рол атқаратын дене мүшесі.Әдетте,ауыр металлдар мен оның қосылыстары тері арқылы өту барысында ондағы белоктармен,полисахаридтармен реакцияласады, олардың өзгерісін /денатурация,деполимерлеу/туғызып,терінің өткізгіштік қабілетін әлсіретеді. Әсіресе тері қабатына жабысқақ Mq/ІІ/,Cr/ІІІ/ ауыр металлдардың әсерін байқауға болады.

    Басқа да заттар  тәрізді металлдардың көпшілік  қосылыстары дермальды жолы арқылы  эпидермис арқылы өтіп,мүйізді  қабықты болдырмай,май және тер  бездері арқылы түкті фолликулаға түседі. Тері тосқауылын талиидің ерігіш тұздары,Cr/ҮІ/,одан кейін кобальт.никель,сынап,мыс т.б металлдар басып өтеді.Талий түрлі қосылыстар күйінде зақымданбаған тері арқылы жақсы өтеді.Талий карбонаты тітіркендіргіш қасиетке ие,некроз эпидермисін,ісіну,дерма қозуын тудырады. Хром мен оның қоысылтары да тері тосқауылынан жақсы өткізгіш қасиетке ие. Аз мөлшерде Cr(ІІІ) және Cr(ҮІ) қосылыстарының бірдей мөлшерде тері арқылы түсуі, бірақ жоғары концентрацияда Cr(ҮІ) үшін тосқауылдан өту жылдамдығы 2 есеге артады.

    Мысалы,металлды  сынап,оның органикалық,бейорганикалық  қосылыстары теріге түсу кезінде  жақсы өткізгіштік қасиетке ие.Бұл Hq (ІІ), метил сынап үшін дәлелденген. Көрсетілген қосылыстар тері арқылы түсу барытында ауыр улану қаупін тудыруы үмкін. Сынапты қосылыстардың мұндай ерекшелігі аталған металлдың тиісті липофильдігімен анықталады. Қорғасынның көптеген қосылыстары тері-тітіркендіргіш қасиетке ие болмаса да тері арқылы түсіп, жалпы токсиндік эффект тудырады.

    Осылайша, түрлі өндіріс жағдайында тері қабатымен байланысты дене мүшелері, әсірсе қолдың құрамында ауыр металлдары бар майлы, сулы ерітінділермен жұмыс жасау барысында , олардың организмге түсуі мүмкін және ұлпадағы концентрацияның артуынан токсиндік эффект тудырады.

6. Ауыр металлдардың организмдегі айналымы мен жиналуы және бөлінуі

   Адам организміне аталған жолдардың бірі арқылы түсетін ауыр металлдар қан легімен түрлі мүшелер мен ұлпаларға тарайды.Олардың бөлінуі мен жинақталу деңгейі мүше мен ұлпалардың биохимиялық құрамына, пайда болатын комплекстің төзімділігіне, элиминациялану жылдамдығына байланысты. Ауыр металлдылар қатары туралы мәліметтерді қарастырғанда олардың ұлпада айналысы, күнделікті адам өмірінде жиі кезедесетін негізгі металлдардың биохимиялық заттармен әсер етуін есепке аламыз.

    Никель қан құрамында төменгі молекулярлы кешенді қосылыстар күйінде аминқышқылдарымен,гистид,альбумин,никелепиазмин деп аталатын арнайы белок (макроглобулинді фракцияға жататын) түрінде кездеседі. Қаннан никель ұлпаларға металлотионеиндер қатысуымен таралады.Организмдегі көп таралған металл- Ni(ІІ). Адам организмінде кездескен жағдайда никель ферменттер санатында аталады.Оны үнемі рибонуклеин қышқылында  (РНК )кездестіруге болады,бұны никельдің онкогендігімен түсіндіруге болады. Никельдің 50 % ішкі мүшелердің қанында, 30 % -бұлшық ет пен май бездерінде,15 %-сүйекте және қосылғыш ұлпада жиналады.

    Қанда мыс белокпен  байланысты көрінеді. Мыстың ұлпада байқалуының негізгі формасын 2-валентті мыстан көруге болады. Ол белоктармен аса төзімді комплестер түзеді. Мыс NH 2 –COO және SH топтарына жақын болғандықтан түрлі амин қышқылдарымен байланыс түзеді, сондай-ақ клеткадағы концентрациясын төмендете отырып гиутатионмен да кешен түзеді [22].

7. Ауыр металдардың экологиялық сипаттамасы

Ауыр металдар – қоршаған ортаны ластаушы қауіпті заттар. Аса токсинді металдар қатарына As, Cd Hg, Pb, Se, Zn кіреді.

 Бұл металдардың әр түрлі ауысулары нәтижесінде атмосферада, гидросферала және литосферада тарала алатыны белгілі. 

Топырақ ауыр металдардың биосферадағы басты концентраттардың бірі болып табылады. Қазіргі таңда топырақ жамылғысының биосфералық функцияларын саналы түрде басқару бірінші орынға шығып отыр. Топырақ жамылғысы – биосфераның орны толмас компоненті – өсімдіктермен бірге оның тұрақты қызмет теуін қамтамасыз етеді. Биосферадағы ауыр металдардың мінездерін болжамдауға қатты көңіл аударылады. Металдардың топырақ жамылғысы бойынша таралуы және топырақ қарашірігінің сынаптың, қорғасынның фисаторы ретінде таралу заңдылықтары анықталған.

Ауыр металдар әдетте топырақ жамылғысының беткі қабатында 0-10 (20) см жинақталады. Олар онда алмастырушы және топырақтың тығыз сіңіруші кешенді алмастырушы емес формаларында кездеседі. Суда ерігіш формалардың бөлігі көп, бірақ қатты ластану жағдайында суда ерігіш ауыр металдардың абсолютті саны өздігінен экологиялық қауіпті факторға айналады. Одан әрі ауыр металдар өсімідіктерге миграциялай алады, өзендер мен көлдерге шайынды сулармен түсуі мүмкін және одан әрі трофикалық деңгеймен тірі организмдерге жетеді [23].

       Ауыр металдардың табиғи ортаға түсуі табиғи (тау жыныстары мен минералдардың үгілуі, эрозиялық процестер,жанартау атқылауы) және техногенді (пайдалы қазбаларды өндіру, өңдеу, жанармай жағу, көлік, ауылшаруашылығының әсері) болып екіге бөлінеді. Өндіру мен өңдеу табиғи ортаның металдармен ластанудың күшті көзіне жатпайды. Бұл өндірістердегі ластанушы заттардың қалдығы жылуэнергетика қалдықтарынана әлдеқайда аз. Металлургиялық емес өндіріс, нақты айтқанда көмірдің жануы биосфераға ауыр металадардың түсуінің басты көзі. Жанармай жануынан атмосфераға тасталатын қалдықтар ерекше маңыды. Мыс: сынап, кадмий, кобальт, мышьяктың мөлшері өдірілетін металдардан 3-8 есе көп. ЖЭС-ның бір қазаношағы көмірмен жұмыс істеп, атмосфераға жылына 1-1,5 т сынап буын шығарады.

           Атмосфера ауасында ауыр металдар органикалық және бейорганикалық қосылыс, шаң-тозаң және газ тәріздес түрінде болады. Осы орайда қорғасын, кадмий,мыс,мырыш аэрозольдері субмикронды диаметрі 0,5-1 мкм б-лшектерден6никель және кобальт аэрозольі ірі дисперсті бөлшектерден тұрады (1 мкм аса). Металлургия өндірісінде ауыр металдар қалдықтары көбіне ерімеген күйде болады. Жер беті сулары мен тайга экожүйесінің топырағындағы ауыр металдардың құрамы мен миграциялау формалары қазіргі заманның техногенезіне сай әрекет ететін негативті көріністерге байланысты: қышқылды жауындар, аэральды шашындар, шаң мен түтіннің шығарындылары т.б.. Жер беті экожүйелерінде ауыр металдар трофикалық деңгейге қосылып және топырақ сияқты компонентте мезофауна мен микрофлораға белсенді әсер етеді. Мұндай жағдайда топрыақ саңырауқұлақтарының саны айтарлықтай артады. Олар токсиндерді, төмен молекулярлы органикалық қышқылдарды және басқа да органикалық заттектерді бөліп шығарады. Ол ауыр металдардың токсикалық әсеріне қарсы тұрушы бейімделушілік механизмдердің бірі болып табылады. Физико-химиялық және биологиялық факторлардың әсерінен ыдырау қасиеттері бар және топырақтан өздігінен шығу қабілеттері бар басқа поллютанттарға қарағанда, ауыр металдар онда өте ұзақ уақыт сақталып, тіпті ластау көзі жойылғаннан кейін де сақталады: лизиметрлер (топырақ ішіндегі ағып шығуды өлшейтін арнайы құрал) кезінде ауыр металдардың топырақтан жартылай ыдырау периоды металл түріне сәйкес өзгеріп отырады: Zn үшін 70-тен 510 жылға дейін, Cd – 13-1100 жыл, Cu- 310-1500 жыл, Pb- 740-5900 жыл.       

Ауыр металдармен ластанған топырақтың детоксикациясының өзінің қиындықтары бар. Ауыр металдардың топырақта жинақталуы табиғат жүйесінің физико-химиялық тепе-теңдігін бұзады және топырақтың қасиеттеріне әсер ететін процестер қатарына түрткі береді. рН үлкендігі өзгереді, топырақтың сіңіру процесі кешені бұзылады, микробиологиялық процестер бұзылады, құрылымының өзгеруі нәтижесінде су-ауа режимі бүлінеді, топырақтың қарашірігі деградацияға ұшырайды, ақыр соңында топырақ өзінің өнімділігін жоғалтады. Көптеген металдардың кешен түзуші қабілеттері хелатті типті тұрақты металлоорганикалық кешендердің пайда болуына әкеледі. Ол өз кезегінде ағзалардың топырақтағы тіршілігі үшін  қажетті субстаттын концентрациясының өзгеруіне әкеледі.   Химиялық ингридиенттардың қоршаған ортаға қауіптілік деңгейінің артуының көлемі олардың қоршаған ортаны ластау деңгейіне ғана байланысты емес,  сонымен қатар сол ингридиенттердің химиялық  ерекшеліктеріне және олардың биогеохимиялық циклдерінің детальдеріне де байланысты. Әр түрлі ағзаларға химиялық ингридиенттердің токсикологиялық әсер етуінің деңгейлерін салыстыру үшін токсикалық қатар негізделген молярлық токсикалық әсер ұғымын қолданады. Бұл токсикалық әсер қатары токсикалық мөлшері ең жоғары металға байланысты токсикалық әсерінің минималды молярлы мөлшер деңгейінде токсикалық эффектті анықтау үшін қажетті металдың молярлы мөлшерінің артуын көрсетеді (1 кесте).

1 кесте

Металдардың молярлы токсикалық әсері

           Адамның денсаулығына зиянды әсер ететін факторлардың ішінде әр түрлі ластаушы заттар бірінші орын алады. Адамның іс-әрекеті нәтижесінде биосфераға, оған тән емес 4 млн-нан астам заттар шығарылады. Сонымен қатар, жыл сайын қоршаған ортаға мыңдаган жаңа заттар шығарылады.