О влиянии ксенобиотиков на нервную систему (обзор)

В статье представлен обзор литературных данных по исследованию токсического влияния ксенобиотиков на нервную систему. Автор приводит результаты клинических исследований по изучению влияния тяжелых металлов, ароматических углеводородов, диоксинов на нервную систему. Рассмотрены патогенетические механизмы нейротоксикозов и особенности их клинических проявлений.

Нейротоксикозы – профессиональные, бытовые или лекарственные интоксикации, клиническая картина которых характеризуется нарушением функций центральной, периферической, вегетативной нервной системы. Поражение нервной системы обусловлено общими свойствами нейротоксичных веществ: хорошей растворимостью в жирах и липидах нервной ткани; способностью проникать через гематоэнцефалический, гематоликворный, ликвороэнцефалический баръеры; избирательной и преимущественной тропностью к структурам мозга [1, 2].

Патогенез нейротоксикозов рассматривается с позиций нескольких теорий. Липоидная теория объясняет механизм воздействия нейротоксических ядов способностью их растворяться, распределяться и накапливаться в жирах и липидах нервной ткани. Согласно теории парабиоза нейротропные вещества адсорбируются внутриклеточными структурами нервной ткани. В основе сосудистой теории лежит положение о том, что нервные яды нарушают тонус мозговых сосудов, вызывая гипотонию, гипоксию, ацидоз, что приводит к функциональным нарушениям нервной системы. Ферментативная теория объясняет патогенетические механизмы нейротоксикозов тем, что нейротоксические яды угнетают активность ферментов, блокируя сульфгидрильные группы белковых молекул. Таким образом, в результате этих изменений, нейротоксические яды нарушают гомеостатическое регулирование, рассогласовывают и делают неустойчивыми психовегетативные, нейрогуморальные, физиологические и биохимические реакции в организме [2, 3].

Поступление ядов в организм человека происходит ингаляционным, пероральным, транскутанным путями. Установлено также, что токсико-химические поражения нервной системы отличаются склонностью к прогрессированию и после прекращения действия токсичных веществ, что подтверждается результатами клинических и нейрови- зуализационных методов исследования [4].

Тяжелые металлы – химические элементы с атомным весом тяжелее натрия и с удельным весом 5 мг/см. По степени опасности для здоровья человека они стоят на одном из первых мест. Это обусловлено их широким распространением и высокой степенью токсичности. Основную опасность представляют свинец, ртуть, кадмий, никель, кобальт, молибден, хром, ванадий.

Соединения свинца получили широкое применение в химической, автомобильной, текстильной промышленности, в полиграфии. Отравления соединениями свинца могут происходить при попадании в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Свинец депонируется в костях, печени, почках, головном мозге, селезенке с образованием труднорастворимого третичного фосфата. Механизм поражения нервной системы при воздействии свинца обусловлен непосредственным действием самого металла и его соединений на нервную ткань, а также и опосредованным их влиянием вследствие нарушения обменных процессов [5, 6, 7].

Свинцовая интоксикация характеризуется развитием энцефалопатии, проявляющейся нарушением функций черепных нервов, гемипарезами, афатическими расстройствами, атаксией, интенционным тремором рук, гиперкинезами. Выражена степень астеноневротического синдрома, мнестических расстройств и общемозговой симптоматики.

В некоторых случаях возможно развитие эпилептических припадков [4, 7].

В поражении периферической нервной системы большая роль принадлежит аллергическим и иммунным реакциям. Вовлечение в процесс vasa nervorum, инактивация ферментов или воздействие с коферментами, содержащими витамины группы В, необходимых для поддержания нормальной структуры и функции нервов, приводят к срыву процессов окислительного метаболизма. Полиневропатии при свинцовой интоксикации проявляются выраженным болевым синдромом в конечностях, двигательными, чувствительными нарушениями и сопровождаются нейротрофическими изменениями в мышцах, фиброзных тканях, коже конечностей и головы [7, 8].

Марганец - нейротропный яд, способный вызвать развитие наиболее тяжелой формы профессионального нейротоксикоза. Соединения марганца используются в лакокрасочной, сталилитейной промышленности. В последние годы статус медико-социальной проблемы получило употребление суррогатных марганецсодержащих наркотиков. В производственных условиях в организм марганец проникает через легкие, желудочно-кишечный тракт и кожу и имеет свойство депонировать в головном мозге, костях и паренхиматозных органах в виде малорастворимых фосфатов [4, 7, 9].

Развитие марганцевой интоксикации основано на способности избирательного поражения подкорковых образований, нарушения дофаминергического тормозного контроля над кортикостриарной возбуждающей активностью, вследствие селективного поражения Ð12-дофаминовых пресинаптических рецепторов. Существенная роль в этом процессе принадлежит активации свободнорадикального окисления на фоне снижения антиоксидантной защиты.

Являясь необходимым микроэлементом, принимающим участие в биологических процессах, марганец, как ксенобиотик, изменяет активность ферментов нервных клеток, угнетает синтез катехоламинов и повышает интенсивность обмена белков [7].

Легкая степень марганцевой интоксикации укладывается в картину астеновегетативного синдрома. В последующем присоединяются интеллектуально-мнестические нарушения, экстрапирамидная недостаточность, поражение периферических нервов чувствительного характера с развитием трофических кожных изменений.

В тяжелых случаях развивается марганцевый паркин - сонизм, характеризующийся диффузным поражением головного мозга с преимущественным нарастанием экс- трапирамидных симптомов. Наряду с этим у больных снижается интеллект и критическое мышление, развивается токсическая полиневропатия с дистальной гипальге- зией, парезами, болезненностью мышц при пальпации, отмечается снижение потенции у мужчин и нарушение овариально-менструального цикла у женщин. Клинические проявления марганцевой интоксикации имеют особенность продолжать прогрессировать в течение многих лет после прекращения контакта с ним [7, 10, 11].

В металлургической, горнорудной, фармацевтической, парфюмерной промышленности, в производстве рентгеновских и кварцевых ламп, атомной энергетике, сельском хозяйстве нашло применение органических и неорганических соединений ртути. Ртуть – это тиоловый яд. Соединяясь с белками, циркулирует в крови в виде альбуминатов, воздействует на интерорецепторы сосудов и внутренних органов, блокирует сульфгидрильные группы белковых соединений и ферментов. Проникновение ртути в организм происходит через дыхательные пути, кожу, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт с последующим депонированием в паренхиматозных органах [7, 10].

Острые отравления ртутью происходят в аварийных ситуациях, сопровождающихся большим выделением ртути в воздух рабочей зоны. В подобном случае ртуть оказывает местное раздражающее, энтеротоксическое, нефротоксическое и нейротоксическое действие. Нейротоксическое действие характеризуется развитием общемозговой симптоматики и астенизацией.

Хроническая интоксикация возникает в результате длительного контакта с ртутью в концентрациях, не превышающих предельно допустимые, и протекает в три стадии. Первая стадия – стадия «ртутной неврастении» - характеризуется астенизацией в виде общего недомогания, головной боли, снижения памяти, нарушения сна. Характерны неприятное ощущение металлического привкуса во рту, обильное слюнотечение, вегетативные нарушения, проявляющиеся стойким красным дермографизмом, общим гипергидрозом, быстрым появлением эритемных пятен.

Вторая стадия - «ртутный эретизм» - проявляется чувством страха, застенчивостью, пугливостью, приступами дереализации, каталепсии, нарколепсии. Отмечаются гиперфункция щитовидной железы, нарушение менструального цикла у женщин, миокардиодистофии, гастриты, колиты. Также выражены трофические нарушения в виде гингивитов, выпадения волос, шелушения кожи, ломкости ногтей.

В третьей стадии развивается токсическая энцефалопатия, проявляющаяся выраженными общемозговыми нарушениями, нарушениями сна, депрессией, страхами, снижением памяти, интеллекта. Характерным признаком хронической интоксикации ртутью является мелкий тремор пальцев рук, приподнятых век, языка, а затем и всего тела. Формируются синдромы очаговой микросимптоматики, пирамидной недостаточности, развиваются дизартрия, атаксия, изменяется почерк [7, 12].

Мышьяк широко применяется в сельском хозяйстве, стекольном и кожевенном производствах. В организм мышьяк попадает пероральным путем, при вдыхании паров или пыли, содержащих его. Соединения мышьяка депонируются в паренхиме головного мозга, печени, почек, стенках желудка, волосах, ногтях. Выведение их из организма происходит с мочой, калом, потом, слюной, грудным молоком.

Мышьяксодержащие соединения являются протоплазматическими и тиоловыми ядами. Попадая в организм, соединения мышьяка реагируют с дитиоловыми ферментами клеток, в частности с пируватдегидрогеназой, тем самым нарушая окислительные процессы в тканях. Прежде всего поражается сосудистая система, возникают парез мелких сосудов и капилляров, множественные геморрагии в головном и спинном мозге, периферических нервах, внутренних органах. В последующем возникает сгущение крови, обезвоживание организма, гемолиз, ацидоз, развивается острая печеночно-почечная недостаточность [10, 11].

Острая интоксикация характеризуется развитием диспепсических расстройств, общей дегидратацией организма, острой почечной недостаточностью. Нейротоксическое действие проявляется угнетением сознания вплоть до комы, в некоторых случаях - психомоторным возбуждением, эпиприпадками, а также мозжечково-вестибулярными нарушениями, парезами глазодвигателей и лицевого нерва. Острые отравления мышьяком могут осложняться развитием миелополиневропатий или полиневропатий. Хронические отравления мышьяксодержащими соединениями характеризуются развитием астенического, поли- невритического синдромов, токсической энцефалопатии. Выражены трофические нарушения в виде выпадения волос, ломкости ногтей [8].

Ароматические углеводороды - бензол, его гомологи и производные - используются в качестве растворителей лаков и красок, при получении синтетических волокон и каучука, изготовлении инсектицидов, взрывчатых веществ. Предполагается, что бензол оказывает непосредственное влияние на нервную систему. Наиболее тяжелые формы поражения нервной системы наблюдаются в случае острых отравлений. Изменения, возникающие в ЦНС, рефлекторно влияют на регуляцию кроветворения.

Острые отравления легкой степени характеризуются общемозговыми симптомами, вегетативной дистонией, миоклониями, тоническими и клоническими судорогами. Возможно угнетение сознания вплоть до комы. При острых отравлениях тяжелой степени развивается токсическая кома, сопровождающаяся остановкой дыхания вследствие паралича дыхательного центра [4, 7].

Хроническая форма бензольной интоксикации характеризуется развитием энцефалопатии, фуникулярного миелоза, полиневропатии. Токсическая энцефалопатия проявляется выраженной астенизацией и повышенной истощаемостью корковой деятельности. Наряду с этим выявляется микроочаговая симптоматика, экстрапирамидный гиперкинез и вегетативная дисфункция. Полиневропатия протекает с преимущественным поражением чувствительных и вегетативных волокон и проявляется болями, парестезиями, снижением поверхностной чувствительности, дистальным гипергидрозом и отечностью пальцев рук [4, 7].

Ко всем вышеназванным экотоксикантам ХХ век присоединил еще одну экологическую опасность, угрожающую цивилизации – загрязнение окружающей среды суперэкотоксикантами, среди которых особое место занимают диоксины. Эти соединения присутствуют в продукции или отходах многочисленных технологий в виде микропримесей. Диоксин и диоксиноподобные соединения характеризуются чрезвычайно высокой токсичностью опасностьюи политропной биологической активностью. Поступать в организм диоксины могут через желудочно-кишечный тракт с зараженной пищей и водой, через неповрежденную кожу, ингаляционно с частицами аэрозолей, трансплацентарно и с молоком матери ребенку. Эти ксенобиотики обладают выраженной способностью к кумуляции и период их полувыведения из организма человека составляет от 5,8 до 32,5 лет [13, 14].

Клиническая картина как острого так и хронического отравления диоксинами развивается медленно. В патологический процесс вовлекаются все органы и системы, однако ведущее место занимают симптомы поражения нервной системы, желудочно-кишечного тракта и кожи. Токсическое влияние диоксинов на нервную систему проявляется развитием энцефалопатии, полиневропатии, расстройствами психики, эмоциональной сферы [13, 14, 15, 16, 17].

В условиях бурного развития промышленности во всем мире масштабы хозяйственной деятельности человека носят поистине гигантский характер. В связи с этим в настоящее время актуальным становится вопрос комплексного, комбинированного и сочетанного воздействия малых доз и концентраций различных экотоксикантов на организм работающих на производстве и населения, проживающего вблизи промышленных объектов.

Список литературы

1. Лошадкин Н.А., Голденков В.А., Дикий В.В. с соавт. Случаи массовых заболеваний «неясной этиологии»: токсикологические аспекты. Роль малых доз физиологически активных веществ //Рос. Хим. Ж. (Ж. Рос. Общ-ва им. Д.И. Менделеева). – 2002. – ΓXLVI, №6. - С. 46-57.
2. Боев В.М., Сетко Н.П. Сернистые соединения природного газа и их действие на организм . – М .: Медицина , 2001. – 215 с .
3. Лужников Е.А. Актуальные проблемы клинической токсикологии //Анестезиология и реаниматология. – 1995. - №3. – С. 4-10.
4. Артамонова В.Г., Шаталов Н.Н. Профессиональные болезни: Учебник. – М.: Медицина, 1988. – 416 с.
5. Измеров Н.Ф., Ермоленко А.Е., Тарасова Л.А. с соавт. Свинец и здоровье. Гигиенический и медико-биологический мониторинг. – М., 2003.
6. Измеров Н.Ф. Актуальные проблемы медицины труда и промышленной экологии //Медицина труда и промышленная экология. – 1996. - №1. – С. 1-6.
7. Артамонова В.Г., Мухин Н.А. Профессиональные болезни: Учебник. – Москва: Медицина, 2004. – 480 с.
8. Попелянский Я.Ю. Болезни периферической нервной системы. – М.: Медицина, 1989. – 463 с.
9. Гузь Н.И. Влияние масляных фитоэкстрактов на перикисное окисление липидов и антиоксидантную систему у больных токсической энцефалопатией, вызванной суррогатным марганецсодержащим психостимулятором: автореф. … дисс. канд. мед. наук, Актобе, 2007.
10. Акимов Г.А., Одинак М.М. Дифференциальная диагностика нервных болезней. С.-Петербург «Гиппократ», 2004. – 647 с.
11. Болезни нервной системы. Руководство для врачей в двух томах под ред. член-корр. РАМН проф. Н.Н. Яхно, проф. Д.Р. Штульмана. – Москва: «Медицина», 2001.
12. Сидорин Г.И. Ртуть как ксенобиотик (обзор литературы) // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии ти. М.М Мечникова. – 2001. - №1(2). – С. 78-85.
13. Пурмаль А . П . Антропогенная токсикация планеты // Соровский Образовательный журнал. – 1998. - №9. – С. 39-51.
14. Епифанцев А.В. Неблагоприятное воздействие экологических факторов различной природы: технология выявления и оценки медицинских эффектов // II Съезд токсикологов России. Тезисы докладов. – Москва, 2003. – С. 99-101.
15. Eds. J. Rantanen, T. Kauppnen, S. Lehtinen et al. Work and health country profi les of twenty-two European countries //People and work research repots 52. – Helsinki: FIOH, 2002.
16. Епифанцев А . В . К вопросу о патогенезе интоксикации чело - века дейтсивя диоксинов // II Съезд токсикологов России. Тезисы докладов. – Москва, 2003. – С. 95-98.
17. Сафронов Г.А., Соколов В.Е. Основы медико-биологической оценки опасности диоксинов /Диоксины – суперэкотоксиканты XXI века. Медико-биологические проблемы. Информ. выпуск. – М., 1998. – 111 с. – М.: «ВИНИТИ» 1998, №4.