Substancje toksyczne
Ostre zatrucia substancjami chemicznymi, w tym także biologicznymi (naturalnymi) toksynami, zdarzają się współcześnie bardzo często (prawdopodobnie znacznie częściej niż w przeszłości), choćby z tej prostej przyczyny, że liczba tych substancji - związków i preparatów chemicznych (ciał stałych, płynnych i gazowych), rozmaitych produktów roślinnych i zwierzęcych (toksyn i jadów), współtworzących bezpośrednie i dalsze otoczenie człowieka - jest ogromna, wynosi bowiem kilkanaście milionów, a dostęp do bardzo wielu z nich jest łatwy, często niczym nieograniczony.
Warto wiedzieć, że tak naprawdę nie ma substancji biologicznie doskonale obojętnej dla człowieka, a więc zupełnie nietoksycznej. Każda może w jakimś zakresie negatywnie oddziaływać na ludzkie zdrowie; kwestią pozostaje tylko jej dawka lub stężenie, nasilenie czy czas trwania ekspozycji.
Na przykład zwykła woda, pochodząca z głębokiej studni, nieskażona niebezpiecznymi chemikaliami gromadzącymi się zwykle w płytkich warstwach gruntu, wypita w krótkim czasie w dużych ilościach, może spowodować wystąpienie istotnie negatywnych dla ludzkiego zdrowia zjawisk.
Także życiodajny tlen jest, w określonych sytuacjach i warunkach, prawdziwie niebezpieczną toksyną. Powietrze, szczególnie w wielkich miastach, jest zanieczyszczone wieloma toksycznymi substancjami, czasem osiągającymi stężenia zagrażające zdrowiu, a nawet - życiu.
Toksyczna może być powszechnie dostępna i używana sól kuchenna (chlorek sodu), a nawet glukoza, oczywiście jeśli zostaną one spożyte w odpowiednio dużej ilości. Bogata w sole (szczególnie właśnie w sól kuchenną) woda morska zupełnie nie nadaje się do picia, bo jest, ze względu na te sole, po prostu wysoce toksyczna.
Bardzo niebezpieczna dla zdrowia jest także woda destylowana. Paradoks polega na tym, że jest ona z kolei wyjątkowo "czysta", tj. pozbawiona jakichkolwiek dodatkowych, potrzebnych dla życia składników.
Idealnie obojętne chemicznie gazy szlachetne teoretycznie nie są dla człowieka toksyczne, podobnie jak nie jest toksyczny azot (główny składnik powietrza) czy wodór, albo - gaz ziemny zawierający proste węglowodory alifatyczne, takie jak metan, etan czy propan. Gdy jednak człowiek przebywa w źle wentylowanych pomieszczeniach, do których wydziela się gaz chemicznie nieczynny, może - wskutek narastania jego stężenia w atmosferze pomieszczeń i przez to wypierania z niej tlenu - dojść do wystąpienia objawów typowych dla ostrego niedotlenienia organizmu. A więc - substancja teoretycznie całkowicie nietoksyczna staje się w tej szczególnej sytuacji dramatycznie oddziałującą na organizm ludzki "toksyną".
Pojęcie toksyczności rozmaitych substancji jest, zgodnie ze współczesną wiedzą, rozumiane znacznie szerzej niż w przeszłości. Lista środków niebezpiecznych dla zdrowia nie ogranicza się dziś do powszechnie znanych, "historycznych" trucizn (toksyn), takich jak arszenik, cyjanki, strychnina, kurara, alkaloidy cykuty (szaleju), jady węży, toksyny obecne w niektórych grzybach. Jest uzupełniona o liczne substancje, które w dokładnie określonych sytuacjach i warunkach są "w miarę" bezpieczne, czyli "nietoksyczne", w innych zaś mogą stanowić zagrożenia dla zdrowia, a nawet dla życia człowieka.
Najlepszym przykładem takich właśnie substancji są: spożywany powszechnie i w różnych formach alkohol etylowy oraz rozmaite farmaceutyki, w tym - szczególnie - leki zażywane doustnie. Stosowane w ściśle określonych dawkach, zarówno alkohol etylowy jak i najrozmaitsze środki lecznicze są dla większości osób bezpieczne. Zażywane w dawkach większych niż dopuszczalne lub zalecane, albo stosowane częściej niż jest to potrzebne, łączone z innymi farmaceutykami lub innymi chemicznymi substancjami, mogą, wskutek niekorzystnych interakcji oraz tzw. niepożądanych oddziaływań (de facto działań toksycznych), spowodować wystąpienie niekiedy bardzo poważnych objawów chorobowych, wynikających z uszkodzeń narządów i układów oraz ich nieprawidłowej funkcji.
Warto wspomnieć, że są osoby z genetycznie określoną patologiczną podatnością na oddziaływania substancji powszechnie uznanych za nietoksyczne. Spektakularnym tego przykładem jest występowanie u niektórych ludzi tzw. "fawizmu", którego istotą jest niedobór jednego z enzymów w krwince czerwonej. Defekt genetyczny przejawia się u tych osób dramatyczną hemolizą, czyli gwałtownym rozpadem krwinek czerwonych z uwolnieniem hemoglobiny, między innymi po zjedzeniu ziaren bobu, pospolitej rośliny strączkowej (Vicia fava - stąd nazwa "fawizm"), zawierających chemiczne związki, które dla większości ludzi są zupełnie nietoksyczne, a dla nielicznych - tych z niedoborem enzymu w ich krwinkach czerwonych - bywają czasem śmiertelnie niebezpiecznymi toksynami.
Trudno orzec, czy stały kontakt człowieka z toksyną "uodparnia" go na jej działanie. Na pewno w określonych warunkach mogą się ujawnić i rozwinąć adaptacyjne mechanizmy obronne (np. szybszy i sprawniejszy metabolizm wątrobowy wchłoniętych trucizn, szybsze i bardziej wydajne ich wydalanie nerkowe), które mają ewolucyjne podłoże.
Obserwuje się też często zjawisko wytwarzania się tolerancji ustroju na pewne substancje chemiczne zażywane przewlekle, np. na niektóre leki, zwłaszcza środki psychotropowe, czy na narkotyki (opioidy, kokaina, amfetamina i pochodne), wreszcie - na alkohol etylowy. To zjawisko przejawia się między innymi występowaniem słabo klinicznie wyrażonych objawów ostrego zatrucia (czy znaczącego przedawkowania) tymi substancjami. Ale przecież biologiczna tolerancja też ma swoje granice, a poza tym dotyczy zapewne tylko nielicznych substancji oraz związków chemicznych, na których oddziaływanie człowiek został w pewnym zakresie genetycznie, a więc de facto ewolucyjnie przygotowany (np. interesujące jest wyposażenie człowieka w enzym, który metabolizuje alkohol etylowy oraz inne niskocząsteczkowe alkohole, które przecież nie są mu do życia potrzebne, a przeciwnie - mogą, jak wiadomo, stanowić poważne zagrożenie dla jego zdrowia).
Prawdy i mity
Wiedza społeczeństwa o tym, co jest niebezpieczne dla zdrowia człowieka, co jest trucizną, a co nie stanowi dla niego poważnego zagrożenia, wyraźnie pogłębia się i poszerza, ciągle jednak jest niewystarczająca, zwłaszcza w niektórych środowiskach i warstwach społecznych, a czasem, niestety, bywa wręcz bałamutna.
Na przykład rozpowszechniony jest pogląd, także wśród lekarzy, że metaliczna rtęć jest wyjątkowo niebezpieczną trucizną. Często rodzice, których małe dziecko przegryzło termometr rtęciowy, obawiają się najgorszego i wpadają w panikę, tymczasem wiadomo, że to wcale nie metaliczna rtęć, lecz jej pary są naprawdę niebezpieczne dla zdrowia, podobnie jak niektóre, zwłaszcza nieorganiczne związki tego płynnego metalu.
Toksyczność niektórych produktów, zwłaszcza roślinnych, jest przez wiele osób określana i oceniana w sposób całkowicie niekompetentny, na przykład na podstawie ich walorów smakowych, zapachu czy wyglądu. Bardzo wielu ludzi jest przekonanych, że zbierane przez nich grzyby są zupełnie nietoksyczne, bo nie są gorzkie w smaku, albo dlatego, że spody ich kapeluszy nie ciemnieją na skutek ucisku czy pod wpływem światła. W rzeczywistości to, czy grzyb jest gorzki czy nie jest, czy ciemnieje pod wpływem światła czy nie, z toksykologicznego punktu widzenia - nie ma większego znaczenia. Toksyczność grzybów zależy od obecności w nich substancji trujących, których organoleptycznie albo innymi prostymi metodami nie można wykryć.
Niejednokrotnie zdarzyło się niektórym osobom pomyłkowo wypić przelany do butelki po "mazowszance" słodki (przypominający w smaku likier) płyn hamulcowy, zawierający glikol etylenowy, który jest bardzo niebezpieczną trucizną. Niemal w każdym przypadku osoba pijąca była przekonana o nietoksyczności spożywanego przez siebie płynu, między innymi właśnie dlatego, iż miał on przyjemne dla podniebienia walory smakowe.
Z kolei denaturat, postrzegany niemal symbolicznie jako jedna z najgorszych i najniebezpieczniejszych dla człowieka trucizn, ostrzegawczo zabarwiony, zawierający odpychające substancje zapachowe i smakowe, naprawdę jest w takim samym stopniu toksyczny co inne postaci alkoholu etylowego.
Wspomniany wcześniej gaz ziemny, powszechnie dziś używany w kuchenkach i łazienkowych grzejnikach, jest uważany za wysoce toksyczny, tymczasem dopiero jego niepełne spalanie z uwalnianiem tlenku węgla (czadu) czyni go rzeczywiście niebezpiecznym dla zdrowia i życia. Gaz ziemny jest naprawdę z innego powodu pierwotnie niebezpieczny - nagromadzony w pomieszczeniu zamkniętym, poza wypieraniem zeń tlenu, może nagle eksplodować z ogromna siłą. Nieprzyjemny jego zapach, który wzbudza lęk i skłania do fałszywych sądów na temat jego rzekomej toksyczności, wynika z obecności "dodatków" ostrzegawczych, które, notabene, nie są wcale toksyczne! Co ciekawe, niewiele osób wie, że uwalniający się podczas niepełnego spalania gazu ziemnego czad jest, w przeciwieństwie do gazu ziemnego, całkowicie bezwonny i przez to dodatkowo niebezpieczny!
Mimo wielu niedociągnięć, niedostatków w zakresie wiedzy, którą dysponuje nowoczesne społeczeństwo na temat zagrożeń wynikających z toksyczności różnych substancji obecnych w otoczeniu człowieka, mimo utrzymywania się niekiedy błędnych sądów i mitów w tej dziedzinie, widać jednak stały postęp w gruntowaniu się ekologicznej i toksykologicznej świadomości tych społeczeństw. Rozpoznanie zagrożeń jest coraz lepsze i obrona przed działaniem toksyn, zarówno w ludzkim mikrośrodowisku, jak i w najszerzej pojętym otoczeniu człowieka, wydaje się być coraz bardziej skuteczna.
Podstawowe pojęcia
W celu ochrony człowieka przed działaniem substancji, które mogą być dla niego niebezpiecznie toksyczne, bada się je intensywnie we właściwych laboratoriach i odpowiednio na koniec tych badań klasyfikuje oraz wydaje odpowiednie rozporządzenia, które dotyczą zasad postępowania (obchodzenia się) z tymi substancjami: sposobu przechowywania, dystrybucji, oraz metod postępowania w przypadku ostrego zatrucia.
Współcześnie toksyczność większości substancji chemicznych jest określana w sześciostopniowej skali: 1-6. Tak więc, substancja może być:
nadzwyczaj toksyczna (pierwszy stopień),
silnie toksyczna (drugi stopień),
średnio toksyczna (trzeci stopień),
słabo toksyczna (czwarty stopień),
praktycznie nietoksyczna (piąty stopień), wreszcie -
nieszkodliwa (szósty stopień).
Oprócz dokonywania kategoryzacji substancji, określania stopnia ich toksyczności, laboratoria często podają przybliżoną wielkość dawki trucizny, która może stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka. Są to tzw. dawki toksyczne i dawki śmiertelne.
W przypadku ciał stałych lub ciekłych są to wartości wagowe w przeliczeniu na masę ciała człowieka. W przypadku gazów lub par podawane są ich stężenia w powietrzu (dopuszczalne, toksyczne i śmiertelne) w określonej jego objętości. I tak, okazuje się, że w przypadku nadzwyczaj toksycznej substancji (pierwszy stopień toksyczności) wystarczy zażyć jej szczyptę, by narazić się na utratę życia. Przypuszczalnie śmiertelna dawka substancji silnie toksycznej (drugi stopień toksyczności) wynosi ok. 4-5 gramów, czyli tyle, ile się jej zmieści w łyżeczce do herbaty; dawka śmiertelna substancji średnio toksycznej jest odpowiednio wyższa i wynosi ok. 30 g., a słabo toksycznej - 500 g.
Trucizny w różny sposób mogą oddziaływać na ustrój. Mogą to być trucizny działające miejscowo i tzw. trucizny ogólnoustrojowe.
Ten dychotomiczny podział ma swoje ograniczenia, ponieważ są liczne substancje toksyczne, które, oddziałując początkowo miejscowo, mogą następnie, po wchłonięciu się do krwiobiegu, zadziałać ogólnoustrojowo. To, czy trucizna oddziałuje lokalnie czy systemowo, zależy w znacznym stopniu od jej dawki, możliwości absorpcyjnych, siły penetracji tkankowej i podatności tkanek na tę penetrację. Wchłanianie się substancji toksycznych (np. z przewodu pokarmowego, czy przez skórę), a także ich dystrybucja w organizmie, określana przez takie parametry jak: stężenie we krwi i w innych płynach ustrojowych, stopień nagromadzenia się w tkankach i narządach, zależą w znacznym stopniu od różnych jej właściwości chemicznych, takich jak wielkość cząsteczki, zjonizowanie (występowanie w postaci jonowej), rozpuszczalność w wodzie, rozpuszczalność w tłuszczach, wiązanie się z białkami osocza.
Substancje nierozpuszczalne w wodzie i tłuszczach mają znikomą szansę wchłonąć się z przewodu pokarmowego i zadziałać toksycznie ogólnoustrojowo. Związki chemiczne rozpuszczalne w tłuszczach stosunkowo łatwo penetrują tkanki bogate w lipidy, szczególnie tkankę nerwową. Substancje zjonizowane, zwłaszcza związki chemiczne o małej masie cząsteczkowej, charakteryzują się ogromnymi możliwościami penetracji tkankowej.
Bardzo ważne znaczenie dla oddziaływań ogólnoustrojowych substancji pierwotnie miejscowo toksycznych ma jakość i sprawność barier biologicznych, przez które przechodzą te trucizny. Skóra stanowi większą (skuteczniejszą) barierę dla bardzo wielu toksyn niż błony śluzowe, czy pęcherzyki płucne. Na przykład wylany na skórę eter może spowodować jedynie niegroźne jej podrażnienie i zaczerwienienie, połknięty, a zwłaszcza zaś wdychany (w postaci par), łatwo przenika do krwi i gromadząc się w mózgu może wywołać narkozę. Mechaniczne uszkodzenie barier czyni je niesprawnymi i w związku z tym szczególnie podatnymi na penetrację wielu trujących substancji, łatwiejszy jest bowiem ich dostęp do krwioobiegu.
Charakter zatrucia, jego przebieg: ostrość początku, szybkość ujawniania się pełnego obrazu klinicznego, dalsza progresja i ewentualne powikłania, szybkość ustępowania poszczególnych objawów, czas powrotu do pełnego zdrowia, utrwalanie się powikłań, zalezy od bardzo wielu czynników, przede wszystkim jednak - od rodzaju trucizny, od dawki przyjętej, od jej siły negatywnego oddziaływania na ustrój, zwłaszcza od wpływu na podstawowy metabolizm organizmu i od jej oddziaływania na kluczowo ważne narządy (szczególnie: oddziaływania destrukcyjnego, powodującego ich niesprawność), oraz od możliwości samoistnej autodetoksykacji ustroju (szczególnie ważna jest sprawność czynnościowa narządów, w których zachodzi detoksykacja, oraz dzięki którym możliwe jest ostateczne wydalenie trucizny: wątroby, płuc i nerek), wreszcie, last but not least - od szybkości i sprawności działań ratunkowych.
Do innych czynników, które bez wątpienia mają wpływ na charakter i przebieg ostrego zatrucia, należą takie zmienne osobnicze, jak wiek osoby zatrutej (dzieci są na ogół bardziej podatne na działanie trucizn, choć są od tej generalnej zasady wyjątki; podobnie ludzie starzy są bardziej podatni na powikłania, wyraźnie z większym trudem znoszą zatrucie), ogólny stan jej zdrowia przed zatruciem (zatrucia osób ciężko chorych mają z reguły powazniejszy przebieg), podatność genetyczna (np fawizm), wcześniejsze uzależnienia (alkoholicy są bardziej podatni na oddziaływania toksyczne wielu substancji).
Losy trucizny w ustroju są zróżnicowane, zależą od wielu czynników, w większości już wcześniej wymienionych. Po wchłonięciu się (z przewodu pokarmowego, przez skórę, płuca) trucizny utrzymują się przez jakiś czas we krwi, na ogół w połączeniu z tzw. białkami transportowymi. Trucizny nie związane z białkami ani innymi wielkoczasteczkowymi nośnikami, szczególnie te o małej masie cząsteczkowej, bardzo szybko są "filtrowane" w nerkach i wydalane z moczem. Przeciwnie - substancje toksyczne o dużej masie cząsteczkowej, szczególnie białka, nie mogą być w pierwotnej postaci usunięte przez nerki. Także substancje niskocząsteczkowe, lecz silnie związane z białkami, nie są w stanie przekroczyć bariery filtracyjnej nerek i w związku z tym nie mogą być wydalone z moczem.
Wiele trucizn szybko przedostaje się z krwi do poszczególnych narządów, gromadzi się w nich, po czym jest z nich stopniowo z powrotem uwalniana do krwiobiegu, skąd przechodzi do nerek i jest wydalana z moczem lub do wątroby, gdzie dalej ulega przemianom. Dystrybucja narządowa trucizn jest bardzo zróżnicowana.
Na przykład do mózgu docieraja tylko te substancje, które są w stanie przekroczyć barierę krew-mózg. Zwykle są to związki niskocząsteczkowe. Substancje rozpuszczalne w tłuszczach mają większą szansę niż inne związki skumulować się w ośrodkowym układzie nerwowym.
Niektóre substancje kumulują się w narządach silniej i na dłużej, inne słabiej i na krótko. Są takie trucizny, które mogą przez lata tkwić w określonych narządach i układach. Miejscem trwałych depozytów trucizn jest najczęściej układ kostny, włosy, paznokcie (są to głównie metale ciężkie, szczególnie ołów).
W wątrobie i w pewnym zakresie także w nerkach dokonuje się biochemiczna "obróbka" większości trucizn. Są one tam metabolizowane; na ogół jest to proces wielostopniowy, z udziałem licznych enzymów "detoksykacyjnych" i degradujących. Zdarza się, że niektóre metabolity są jeszcze bardziej toksyczne niż substancja wyjściowa (np. glikol etylenowy, którego toksyczność jest porównywalna z toksycznością alkoholu etylowego, jest metabolizowany do bardzo niebezpiecznych i wysoce toksycznych kwaśnych metabolitów). Bywa i tak, że substancja pierwotna jest całkiem nieszkodliwa, a toksyczny jest dopiero jej metabolit. Przedstawicielem takich "trucizn" jest paracetamol (acetaminofen), powszechnie dostępny lek przeciwbólowy. Substancje toksyczne, zmienione w przebiegu metabolizmu wątrobowego czy nerkowego w ostatecznie nietoksyczne produkty metabolizmu są wydalane z moczem, albo ze stolcem. Substancje lotne (np. rozpuszczalniki) mogą przechodzić z krwi wprost do światła pęcherzyków płucnych i stamtąd być wydalane wraz z powietrzem wydechowym.
Jak działają trucizny
Najbardziej "klasyczne" i jednocześnie najbardziej niebezpieczne spośród trucizn są te, które wpływają na życiowo ważne szlaki oraz mechanizmy enzymatyczne wszystkich bez wyjątku komórek ustroju powodując upośledzenie podstawowych ich funkcji, a w rezultacie - ich obumarcie. Noszą one nazwę trucizn protoplazmatycznych.
Należą do nich substancje o bardzo zróżnicowanej budowie chemicznej i zróżnicowanych właściwościach: np. są to cyjanki, siarkowodór, związki arsenu (arszenik), niektóre pestycydy, szczególnie niektóre herbicydy (środki chwastobójcze), kolchicyna, związki rtęci (sublimat), sole żelaza.
Także znaczna część trucizn działających miejscowo, szczególnie zaś substancje drażniące i żrące, mają cechy trucizn protoplazmatycznych ze względu na powodowane przez nie uszkodzenia elementów komórkowych, tak strukturalnych jak i enzymatycznych. Dzieje się tak na skutek takich ich chemicznych oddziaływań, jak oksydacja, denaturacja białek, dehydratacja (odwodnienie) czy rozpuszczanie błon komórkowych zewnętrznych oraz błoniastych struktur wewnątrzkomórkowych.
Toksyny protoplazmatyczne oddziałujące ogólnoustrojowo są, ze zrozumiałych powodów (niszczenie anatomicznej tkanki ustroju), niezwykle niebezpieczne. Szczególnie toksyczne jednak są te związki chemiczne, które rozregulowują czy dezorganizują (niszczą) enzymatyczne układy oddychania komórkowego i pozyskiwania źrodeł energii. Należą do nich między innymi cyjanki (szczególnie cyjanowodór ze względu na szybkość i gwałtowność oddziaływań) oraz siarkowodór.
Są też inne toksyny, które, choć pierwotnie nie uszkadzają komórek (błon zewnętrznych i komórkowych struktur wewnętrznych, szczególnie zaś ważnych układów enzymatycznych), wpływają wyjątkowo silnie negatywnie na ustrój jako całość. Na przykład wdychany tlenek węgla (czad), gaz powstający podczas nieprawidłowego - niepełnego wskutek niedoboru tlenu - spalania węgla, szczególnie łatwo przenika barierę pecherzykowo-włośniczkową w płucach wypierając we krwi tlen z połączeń z hemoglobiną (tworzy się wówczas całkowicie bezwartościowa tzw. karboksyhemoglobina, HbCO). Istotą zatrucia czadem jest tkankowy (komórkowy) niedobór tlenu (karboksyhemoglobina w przeciwieństwie do hemoglobiny nie transportuje tlenu do tkanek), z wszystkimi najpoważniejszymi narządowymi i ogólnoustrojowymi tego faktu konsekwencjami. Niedotlenienie dotyczy wszystkich narządów, jednak najsilniej jest odczuwane przez mózg.
Silne środki utleniające, jeśli tylko przenikną do krwiobiegu, mogą spowodować reakcję utlenienia żelaza, wchodzącego w skład hemoglobiny, z dwu- do trójwartościowego. W wyniku tej reakcji hemoglobina zamienia się w methemoglobinę, która nie jest zdolna do transportowania cząsteczek tlenu z płuc do tkanek. Konsekwencją tego zatrucia także jest niedotlenienie narządów, zwłaszcza mózgu. Zatrucie związkami azotowymi (np. saletrami) jest najczęstszym powodem tworzenia się methemoglobiny. Woda pobierana z płytkich warstw gruntu, do których łatwo przedostają się gromadzone w nieodpowiedni sposób, nieopodal studni, nawozy azotowe, jest niebezpiecznie toksyczna. Podanie noworodkowi czy niemowlęciu mieszanki mlecznej opartej na takiej wodzie grozi zatruciem, przebiegającym nierzadko dramatycznie ciężko.
Niektóre trucizny wykazują wyraźnie zwiększone powinowactwo do określonych narządów czy układów oddziałując najczęściej poprzez rozmaite mechanizmy receptorowe (receptory są rozmieszczone w błonach komórkowych). Spośród nich bardzo ważną grupę stanowią substancje, które negatywnie wpływają na rozmaite funkcje układu nerwowego, szczególnie zaś na czynność kory mózgowej, a także na układy podkorowe, zawiadujące między innymi oddychaniem i krążeniem krwi.
Tkanka mózgowa, jak i cały zresztą układ nerwowy (ośrodkowy, obwodowy i autonomiczny) jest wyjątkowo "naszpikowana" rozmaitymi receptorami, na które oddziałują substancje przekaźnikowe, tzw. neurotransmitery: acetylocholina, dopamina, endorfiny, noradrenalina, serotonina, kwas gamma-aminomasłowy i inne. Bardzo wiele egzogennych substancji wpływa na czynność układu nerwowego właśnie poprzez te receptory. Należą do nich także leki. Ich przedawkowanie lub zatrucie nimi jest związane z nasileniem, albo z hamowaniem receptorowej aktywności tkanki nerwowej. Wpływ egzogennych substancji na receptory jest z reguły odwracalny, co oznacza, że zatrucia nimi na ogół nie pozostawiają żadnych istotnych późnych następstw w czynności narządu (receptory ulegają w pewnym momencie odblokowaniu lub są na nowo odtwarzane) - oczywiście, o ile nie doszło w przebiegu zatrucia do poważnych powikłań, nie związanych bezpośrednio z oddziaływaniem trucizny na receptor.
Do grupy środków oddziałujących na układ nerwowy, zwłaszcza na tkankę mózgową, należą przede wszystkim leki psychotropowe, szczególnie zaś środki uspokajająco-nasenne, oraz specyfiki stosowane w leczeniu psychoz (grupa neuroleptyków). Także rozmaite środki odurzające, zwłaszcza naroktyki opioidowe, jak morfina czy heroina, środki pobudzające, jak amfetamina i jej pochodne, kokaina, wreszcie preparaty psychohalucynogenne, jak LSD, kanabinole (toksyczne związki marihuany) - są toksynami silnie oddziałującymi na ośrodkowy układ nerwowy.
Szczególne powinowactwo do tkanki nerwowej wykazują alkohole, w tym alkohol etylowy, oraz najrozmaitsze rozpuszczalniki organiczne, takie jak chloroform, eter, terpentyna, benzen, ksylen, toluen, trójchloroetylen. Niektóre z nich w przeszłości znalazły zastosowanie w anestezji ogólnej (eter, chloroform); większość - to niebezpieczne trucizny. Alkohole, w tym alkohol etylowy, wykazują wybitne powinowactwo do tkanki nerwowej. Wszystkie te substancje są rozpuszczalne w tłuszczach (lipidach), a tkanka nerwowa jest szczególnie bogata w lipidy!
Toksyczność niektórych substancji polega na hamowaniu lub nadmiernym pobudzaniu autonomicznego układu nerwowego (wegetatywnego). Jedne oddziałują na jego część współczulną, inne na przywspółczulną. W każdej sytuacji te substancje wchodzą w toksyczne związki z układem autonomicznym poprzez wiązanie się z określonymi jego receptorami stanowiąc, w pewnym sensie, "konkurencję" dla naturalnych neurotransmiterów. Układ autonomiczny, jak wiadomo, steruje funkcjami narządów wewnętrznych, jego aktywność w znaczym stopniu zapewnia środowisku wewnętrznemu ustroju homeostazę. Wpływ substancji toksycznych na układ wegetatywny ma, siłą rzeczy, wielonarządowy charakter. Objawy zatrucia są tu szczególnie urozmaicone, często tworzą charakterystyczne zespoły kliniczne, których rozpoznanie nie jest trudne.
Bardzo wiele substancji oddziałuje na układ wegetatywny. Należą do nich przede wszystkim najrozmaitsze związki chemiczne pochodzenia roślinnego - alkaloidy. Ich wpływ na układ autonomiczny jest bardzo zróżnicowany. Na przykład połknięte nasiona pospolitego chwastu, bielunia dziędzierzawy (łac. Datura stramonium), zawierające znany alkaloid - atropinę, mogą spowodować wystąpienie ostrego zatrucia, którego istotą jest tzw. zespół antycholinergiczny, czyli porażenie przywspółczulnej części układu wegetatywnego. Podobne antycholinergiczne objawy "atropinowe" występują po zjedzeniu owoców pokrzyku wilczej jagody (łac. Atropa belladonna). Inny roślinny alkaloid - skopolamina, obecny np. w szaleju jadowitym, cykucie, jest trucizną podobnie jak atropina hamującą przywspółczulną część autonomicznego układu nerwowego. Obydwa te alkaloidy oddziałują na receptory, dla których naturalnym neurotransmiterem jest acetylocholina.
Bardzo silnie toksycznie wpływa na układ wegetatywny nikotyna, koleiny roślinny alkaloid, obecny w liściach tytoniu. Nikotyna silnie pobudza ten układ, najpierw część współczulną, potem - przeciwnie - część przywspółczulną. Wpływ nikotyny na układ nerwowy także ma receptorową naturę. Nikotyna oddziałuje na specyficzne receptory nikotynowe oraz cholinergiczne receptory muskarynowe.
Zatrucia alkaloidami sporyszu (ergotu), grzyba pasożytującego w kłosach żyta (Clavices purpurea), w przeszłości bardzo powszechne, dzisiaj rzadsze (dzięki stosowaniu odmian opornych na zakażenie grzybem), są wynikiem oddziaływań gromadzonych w nich toksyn (ergotaminy, ergotoksyny) na układ wegetatywny, a także na centralny układ nerwowy.
W naturalnym otoczeniu człowieka dostępne są rozmaite neurotoksyny, które mogą oddziaływać na transmisję nerwowo-mięśniową. Np. kurara, kolejna substancja pochodzenia roślinnego, poraża przewodnictwo w tzw. płytce nerwowo-mięśniowej, która stanowi styk (złącze) zakończenia nerwu ruchowego i włókna mięśniowego. Kurara jest konkurentem acetylocholiny w płytce nerwowo-mięśniowej, skutecznie poraża mięśnie, w tym najważniejszy mięsień oddechowy - przeponę. Jest w związku z tym trucizną, której działanie kończy się śmiercią.
Inna znana trucizna - strychnina, roślinny alkaloid kulczyby, zaburza transmisję nerwową poprzez wpływ na receptory glicynowe powodując wystąpienie dramatycznych skurczów mięśni, w tym - czasem śmiertelnego - skurczu tężcowego.
Niektóre wyprodukowane przez człowieka związki chemiczne, między innymi należące do pestycydów tzw. związki fosforo-organiczne i karbaminiany, a także pewna grupa gazów bojowych zwanych gazami paralityczno-drgawkowymi (sarin, soman), oddziałując na ludzki ustrój powodują poważne, nierzadko śmiertelne zaburzenia czynności układu nerwowego, szczególnie jego części wegetatywnej. Powodem tych zaburzeń jest blokowanie enzymu, który fizjologicznie unieczynnia aktywność acetylocholiny. Zespół objawów spowodowany zatruciem tymi substancjami nosi nazwę ostrego zespołu cholinergicznego, którego istotą jest dramatyczne (bo długo utrzymujace się, niczym nie hamowane) pobudzenie receptorów podatnych na działanie acetylocholiny, między innymi receptorów muskarynowych, nikotynowych, rozmieszczonych nie tylko bezpośrednio w tkance ośrodkowego układu nerwowego, ale przede wszystkim w rozmaitych innych narządach (jelitach, płucach, sercu), których czynność jest sterowana przez przywspółczulną część układu wegetatywnego. Zatrucie ma wielonarządowy charakter, symptomatologia jest więc urozmaicona.
Bardzo wiele trucizn może uszkadzać narządy miąższowe, szczególnie wątrobę i nerki. Jest to zrozumiałe, bowiem, jak wcześniej zostało powiedziane, w tych właśnie narządach, szczególnie w wątrobie, trucizny ulegają znaczącej koncentracji, a następnie biotransformacji, czyli przemianie do substancji pochodnych na ogół mniej toksycznych lub niemal całkiem nieszkodliwych i dających się swobodnie wydalić. Do trucizn silnie uszkadzających wątrobę (tj. wykazujących tzw. hepatotoksyczność) należą między innymi amanityny, związki obecne w muchomorze sromotnikowym,.czterochlorek węgla i inne rozpuszczalniki organiczne.
Wiele leków działa hepatotoksycznie, szczególnie gdy są zażywane w większych dawkach. Szczególnie hepatotoksyczny jest paracetamol (acetaminofen), a dokładniej jeden z jego metabolitów powstający w wątrobie. Nerki bardzo silnie uszkadza sublimat (chlorek rtęci), glikol etylenowy, leki przeciwbólowe i przeciwzapalne, niektóre antybiotyki.
Toksyczne uszkodzenia narządów miąższowych, szczególnie watroby i nerek (cewek nerkowych) są w większości odwracalne, w przeciwieństwie do zapalnych uszkodzeń tych narządów. Bardziej tyczy się to wątroby, która może całkowicie się zregenerować, w mniejszym stopniu nerek, których toksyczne uszkodzenie może pozostawić ślady na całe życie.
Wśród wielu toksyn obecnych w najbliższym otoczeniu człowieka są liczne substancje drażniące i żrące. Są to rozmaite kwasy, zasady oraz częściej dostępne i używane na co dzień środki silnie utleniające. Wchodzą między innymi w skład preparatów czyszczących, antykorozyjnych (odrdzewiaczy), wybielaczy. Kwas siarkowy jest obecny w akumulatorach samochodowych. Niektóre kwasy i zasady są szczególnie niebezpieczne wówczas, gdy występują w postaci bezwodników, takich jak chlorowodór, dwutlenek siarki, tlenki azotu, amoniak, tworzących pary lub aerozole, zwłaszcza gdy są w dużym stężeniu w powietrzu wdychanym. Dwutlenek siarki oraz tlenki azotu są stałymi toksycznymi składnikami powietrza wielkich aglomeracji miejskich. Ich okresowe dramatyczne zagęszczenie, smog, może być powodem dramatycznych zatruć, szczególnie u osób uwrażliwionych na działanie tych lotnych toksyn; zwłaszcza dotyczy to astmatyków.
Jako stężone ciecze kwasy i zasady również są niezwykle toksyczne. Do szczególnie niebezpiecznych substancji żrących należą kwasy nieorganiczne, np. siarkowy, solny, azotowy, fosforowy, zasady (ługi - zwłaszcza ług sodowy i potasowy, amoniak), substancje utleniające, takie jak nadtlenek wodoru, nadmanganian potasu czy podchloryn sodu.
Silnie drażniące są niektóre gazy, takie jak fosgen, chlor, fluor czy aldehyd mrówkowy.
Substancje żrące mają, jak już wspomniano, charakter toksyn protoplazmatycznych, działających jednak miejscowo, a nie ogólnoustrojowo. Bezpośrednie skutki ich miejscowych oddziaływań mogą mieć jednak ogólnoustrojowy charakter, np. perforując przewód pokarmowy mogą doprowadzić do wstrząsu. Dramatyczne uszkodzenie płuc przez wdychane pary prowadzić może do ciężkiej niewydolności oddechowej i do zgonu.
Przebieg ostrych zatruć
Przebieg ostrych zatruć jest zróżnicowany; może być łagodny, lekki, średnio-ciężki i dramatycznie ciężki, śmiertelny. Wszystko zależy od patomechanizmów, które trucizna uruchamia oddziałując na ustrój, z jaką siłą to czyni, od kluczowego narządu czy układu, na który oddziałuje trucizna, także od sprawności i szybkości reakcji mechanizmów obronnych.
Bardzo ważna jest droga wchłaniania substancji toksycznej. Trucizny wziewne działają znacznie szybciej niż wchłaniające się inną drogą, ich dynamika działania jest większa. Wdychany cyjanowodór zaczyna działać w ciągu kilkudziesięciu sekund, połkniete cyjanki (sodowy, potasowy) musza ulec dysocjacji pod wpływem kwasu, wchłonąć się do krwiobiegu. Ten proces trwa w czasie osłabiając dynamikę zatrucia.
Trucizny podane dożylnie - działają szczególnie szybko i dramatycznie.
Substancje oddziałujące na kluczowe mechanizmy homeostazy (oddychanie tkankowe, równowaga kwasowo-zasadowa środowiska wewnętrznego), powodują, że przebieg zatruć jest niemal od początku ciężki i prawdopoodbieństwo fatalnego jego zakończenia jest duże.
Jeśli substancja trujaca wpływa na kluczowe funkcje bardzo ważnego narządu, np. na czynność elektryczną serca sterującą jego pracą, to przebieg zatrucia bywa szczególnie dramatyczny. Niektóre zaburzenia rytmu serca są, jak wiadomo, śmiertelne. Substancje depresyjnie działające na ośrodkowy układ nerwowy, w znaczacej wiekszości nie uszkadzają go (barbiturany mają nawet - w pewnym sensie - oszczędzajacy wpływ na neurony), jednak mogą być niebezpieczne dlatego, iż powodują śpiączkę, zwiotczenie mięśni i stąd wynikającą niewydolność oddechową.
Poczatek wielu ostrych zatruć często bywa raptowny z szybkim rozwijaniem się pełnego obrazu klinicznego (wziewne zatrucia silnych trucizn - np. cyjanków, siarkowodoru, tlenków azotu), może być jednak powolny, a czasem utajony (pacjent nie wie, że uległ zatruciu), ze stopniowym pojawianiem się kolejnych objawów i/lub wyraźnym zaznaczaniem się fazowości zatrucia (typowy fazowy przebieg ze skrytym początkiem ma zatrucie muchomorem sromotnikowym).
Objawy zatrucia mogą utrzymywać się różnie długo, w różnym tempie ustępować, niektóre z nich mogą się utrzymywać się długo, kilka tygodni, albo bardzo długo - czyniąc zatrucie schorzeniem przewlekłym (np zatrucie herbicydem - parakwatem). Zdarza się to jednak bardzo rzadko.
W przebiegu ostrych zatruć mogą występić tzw. "zespoły z odstawienia", których istota polega na pojawieniu się rozmaitych objawów chorobowych, wynikających z szybkiej eliminacji trucizny z ustroju (np. w zatruciu baklofenem, lekiem oddziałującym centralnie, środkiem rozluźniającym mięśnie). Zepoły 'odstawienne" nie sa objawami zatrucia, tworzą całkiem nową patologiczną jakość.
Epidemiologia zatruć
Zatrucia przypadkowe
Najczęściej zdarzają się zatrucia niezamierzone, przypadkowe, do których zwykle dochodzi w miejscu zamieszkania. W dużej mierze dotyczą one małych dzieci, do 5-6 roku życia. Produktami, którymi chętnie interesują się dzieci, są oczywiście najłatwiej dostępne artykuły gospodarstwa domowego: szczególnie kolorowe kosmetyki, pachnące środki toaletowe (mydła, szampony), a także płyny i proszki do prania (detergenty), środki do czyszczenia urządzeń sanitarnych (detergenty i substancje żrące), pasty do podłóg i do obuwia, rozpuszczalniki, wreszcie leki, szczególnie te w kolorowej polewie przypominające słodkie drażetki lub kolorowo opakowane. Są to z reguły leki przeciwbólowe, witaminy, preparaty żelaza, także leki uspokajające i nasenne. Te bowiem najczęściej znajdują się w domu, na ogół nie schowane w apteczkach, lecz pozostawione na półkach i stołach.
Poza domem dzieci najczęściej ulegają zatruciu toksynami obecnymi w owocach (jagodach) i nasionach roślin trujących. Warto pamiętać, że większość produktów gospodarstwa domowego na szczęście nie stanowi istotnego toksycznego zagrożenia. Na dodatek większość z nich jest w opakowaniach nieprostych do otworzenia.
To stwierdzenie nie odnosi się do leków, które niestety w polskich domach (wynika to z licznych badań i indywidualnych doświadczeń toksykologów klinicznych) z reguły są łatwo dla dzieci osiągalne. Zatrucia lekami stanowią ponad 40% wszystkich przypadkowych zatruć zdarzających się u małych dzieci i aż w 75% mogą mieć one, niestety, niebezpieczny dla życia przebieg.
Przypadkowe zatrucia u dorosłych nie zdarzają się tak często jak u dzieci, ale za to ich przebieg nierzadko bywa dramatyczny. Osoby dorosłe często ulegają zatruciu pod wpływem wypitego w większej ilości alkoholu, gdy ich zdolności poznawcze ulegają istotnemu ograniczeniu. Dawka zażytej trucizny bywa zwykle w takich razach duża.
Dorośli przypadkowo ulegają zatruciu płynnymi detergentami, pestycydami, rozpuszczalnikami i alkoholami "niespożywczymi", przede wszystkim glikolem etylenowym, dwuetylenowym, rzadziej - alkoholem metylowym. Zatrucia tymi alkoholami dotyczą najczęściej osób uzależnionych od etanolu, pochodzacych z reguły z bardzo biednych środowisk, szczególnie z tzw. marginesu społecznego.
Do przypadkowych zatruć często dochodzi w miejscu pracy, z reguły w rezultacie popełniania błędów w obchodzeniu się z rozmaitymi środkami chemicznymi, które mogą działać toksycznie. Nieprzestrzeganie zasad bezpieczeństwa i higieny pracy nierzadko prowadzi do dramatycznych incydentów.
W miejscu pracy może dojśc do ostrego zatrucia w wyniku wydobywania się trucizny z nieszczelnego lub uszkodzonego pojemnika. Często niestety bywa, że pracownicy używają rozmaitych niebezpiecznych substancji bez jakichkolwiek zabezpieczeń (masek, odzieży ochronnej, zwłaszcza rękawic). Niejednokrotnie dochodzi do ostrych zatruć wziewnych rozpuszczalnikami do farb podczas malowania ścian w małych niewietrzonych pomieszczeniach.
Zdarza się, że na opakowaniach substancji potencjalnie trujących nie ma odpowiednich znaków ostrzegawczych, zdecydowanie jednak częściej osoby mające kontakt z toksynami nie zwracają uwagi na ich obecność, nie czytają instrukcji dotyczących sposobu obchodzenia się z potencjalną trucizną i w zwiażku z tym niejednokrotnie popełniają kardynalne błedy, stanowiące zagrożenie dla ich zdrowia i życia.
Do przypadkowych zatruć czasem dochodzi w wyniku pomyłkowego spożycia niebezpiecznej substancji wcześniej bezmyślnie przeniesionej (na ogół - przelanej) z chroniącego przed zatruciem firmowego opakowania do pojemników (butelek) po produktach spożywczych. Z reguły takie zatrucia mają także, niestety, poważny przebieg.
W dobie ogromnego rozwoju farmakologicznych metod leczenia chorób, osobnym, niezwykle ważnym problemem, mającym światowy dziś zasięg, są przedawkowania środków farmaceutycznych. Na ogół dotyczą one starszych ludzi, którzy z reguły stale, codziennie zażywają liczne leki, w tym takie, które w większej dawce są niebezpieczne dla zdrowia.
Najcżęstsze są zatrucia doustne i przez skórę, znacznie rzadsze są zatrucia wziewne, a najrzadziej zdarzają się zatrucia parenteralne (szczególnie - dożylne).
Osobną grupę ostrych zatruć stanowią ukąszenia zwierząt, zwłaszcza owadów i węży. Są to także zatrucia przypadkowe i zdarzają się dość często.
Osobne zagadnienie stanowią zatrucia masowe, które najczęściej są wynikiem katastrof ekologicznych, lub - co się coraz częściej zdarza - działań grup przestępczych lub terrorystycznych.
Zatrucia zamierzone
W przeciwieństwie do zatruć przypadkowych - zatrucia zamierzone (intencjonalne), na ogół dokonywane w celach samobójczych w okresie załamania psychicznego człowieka, są znacznie rzadsze. Najczęstsze są zamierzone zatrucia lekami, szczególnie środkami przeciwbólowymi oraz lekami nasennymi i psychotropowymi. Leki przeciwbólowe oraz nasenne są bardzo często zapisywane przez lekarzy i znajdują się niemal w każdym domu. Szczególnie częste i czasem niebezpieczne są ostre zatrucia paracetamolem. Ten lek jest bardzo łatwo dostępny: nie potrzeba recepty lekarza, by go nabyć.
Ostre zatrucia mogą mieć także kryminalne podłoże. W Polsce znane są liczne przypadki podawania przez przestępców środków usypiających (a także leków obniżających ciśnienie tętnicze) rozpuszczonych w rozmaitych napojach współpasażerom podróży w przedziałach pociągów jadących międzynarodowymi trasami.
Statystyki
Trudno ustalić, ile osób rocznie ulega ostremu zatruciu. Opierając się na statystykach prowadzonych przez ośrodki ostrych zatruć można przyjąć, że rocznie dochodzi do kilkudziesięciu tysięcy przypadków. Oczywiście mają one zróżnicowany przebieg, najczęściej niegroźny. Jedynie około 5% ofiar ostrego zatrucia wymaga leczenia szpitalnego. 10% chorych leczonych w oddziałach intensywnej terapii to osoby z ostrym zatruciem. Aż 30% nagłych przyjęć do szpitali psychiatrycznych to przyjęcia z powodu ostrego samobójczego zatrucia.
Zatrucia w celach samobójczych przebiegają z reguły najciężej i część z nich kończy się śmiercią.
Śmiertelne bywają zatrucia czadem, jednak do zgonów w tych zatruciach z reguły dochodzi jeszcze przed przyjęciem do szpitala. Większość śmiertelnych zatruć lekami to zatrucia środkami psychotropowymi, zwłaszcza antydepresantami trójcyklicznymi oraz niektórymi lekami nasennymi. Śmiertelne bywają przedawkowania heroiny i kokainy. Spośród ostrych zatruć substancjami chemicznymi, które zdarzają się najczęściej i kończą zgonem, są zatrucia tzw. alkoholami niespożywczymi, przede wszystkim glikolem etylenowym i alkoholem metylowym.