На что влияют соли тяжелых металлов на

Отравление таллием – это симптомокомплекс, возникающий вследствие попадания солей тяжелого металла в организм. В раннем периоде интоксикации развивается диспепсический синдром, дыхательные и сердечно-сосудистые расстройства. Затем присоединяется неврологическая симптоматика: парестезии в конечностях, миалгии, судороги, галлюцинации. Характерный признак таллиевой интоксикации – диффузная алопеция. Диагноз подтверждается после определения концентрации таллия в плазме крови, моче, волосах. Медицинская помощь включает кишечный лаваж, форсированный диурез, антидотную терапию, при необходимости – гемодиализ, гемосорбцию.

Таллиевая интоксикация – острое, подострое или хроническое отравление, сопровождающееся энтеротоксическими, кардиотоксическими, нейротоксическими, нефротоксическими и другими эффектами.

Несмотря на невысокий удельный вес в структуре интоксикаций тяжелыми металлами, отравления таллием занимают среди них особое место в связи с высокой токсичностью соединений, трудностями диагностики, лечения, высокими рисками смертельного исхода.

Нередко они принимают форму массового отравления – последний инцидент с более чем 40 пострадавшими, произошел на авиастроительном предприятии г. Таганрога в 2017 г.

Отравление таллием

Отравления солями таллия могут носить бытовой или производственный, случайный, суицидальный или криминальный характер. Токсические соединения могут проникать в организм энтеральным (с пищей, водой), ингаляционным (с вдыхаемыми парами и пылью), перкутанным путем (через неповрежденные кожные покровы). Отравление таллием возможно в следующих случаях:

  • Контакт с ядохимикатами. Соли таллия содержатся в инсектицидах, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Также сульфаты таллия входят в состав родентицидов (крысиного яда), поэтому отравление может произойти во время обработки культурных растений, дератизации помещений без средств защиты.
  • Промышленный контакт с металлом. Повышенный риск отравления на производстве имеют рабочие, занятые выпуском электротехнического оборудования, пиротехники, флуоресцентной краски, термометров, оптических линз, ювелирных изделий и другой продукции.
  • Употребление загрязненной воды и пищи. Случаи групповых и массовых отравлений описаны при употреблении зерна, растительной пищи, питьевой воды, содержащей соли таллия. Эти отравления могут быть как непреднамеренными, так и умышленными (с целью убийства одного или группы лиц, химического терроризма). От повышенного поступления таллия в организм в большей степени страдают вегетарианцы, курящие люди.
  • Использование в лечебно-диагностических целях. В недавнем прошлом соли таллия использовались для лечения стригущего лишая, удаления нежелательных волос в составе кремов-депиляторов. В настоящее время в медицине применение таллия ограничено его присутствием в радиоактивных изотопах (199Tl, 201Tl , 204Tl), используемых для проведения сцинтиграфии и ОФЭКТ миокарда. Теоретически, интоксикация может развиться при введении слишком высокой дозы препарата.

Таллий (Tl) входит в группу высокотоксичных тяжелых металлов 1-го класса опасности, оказывает выраженное повреждающее действие на органы ЖКТ, дыхания, кровообращения, нервную систему, почки. Токсическая концентрация Tl составляет 0,1-0,5 мкг/мл в плазме крови и более 0,2 мкг/мл в моче. Летальная доза при приеме токсиканта внутрь ‒14-20 мг/кг.

Максимальная концентрация в крови достигается уже через 2-3 часа после отравления.

В организме таллий неравномерно накапливается в различных органах: почках, половых железах, селезенке, головном мозге, костном мозге, волосах. Период полувыведения Tl может занимать от 3-5 до 30 суток.

Из организма таллий выводится преимущественно через органы мочевыделения и кишечник, в меньшей степени с желчью, потом, слюной, кожным салом.

Основные токсические эффекты связаны со способностью ионов Tl+ замещать ионы K+ в натрий-калиевой аденозинтрифосфатазе, что приводит к вытеснению внутриклеточного калия. Нарушая функционирование различных ферментов, таллий ингибирует синтез многих белков.

Токсический элемент образует нерастворимые комплексы с витамином В2, тем самым вызывает расстройство обмена рибофлавина, его недостаточность, нарушение энергетического обмена в клетках.

Таллиевая интоксикация приводит к усилению процессов перекисного окисления липидов, повреждению мембран и клеточной гибели.

Накапливаясь в волосяных фолликулах, таллий угнетает синтез кератина, вызывая атрофию волосяных луковиц и выпадение волос. На сегодняшний день также доказано энтеротоксическое, нейротоксическое, кардиотоксическое, нефротоксическое, мутагенное действие металла. Таллий может преодолевать плацентарный барьер, вызывая врожденную алопецию и дистрофию ногтей у плода.

На что влияют соли тяжелых металлов на

Алопеция при отравлении таллием

Клиническая картина таллиевой интоксикации зависит от ряда факторов: дозы, способа попадания токсиканта в организм, длительности контакта. Первые признаки острого отравления появляются в сроки от нескольких часов до 1-2 суток.

Раньше всего возникает токсический гастроэнтерит, сопровождающийся рвотными позывами, болями в эпигастрии, диареей (иногда кровавой) или запорами.

Одним из характерных ранних признаков отравления таллием служит окрашивание мочи в зеленый цвет.

Симптомы поражения ЖКТ сохраняются несколько суток, затем к ним присоединяются дыхательные и кардиоваскулярные расстройства: одышка, кашель, тахикардия, аритмия, повышение АД (реже – артериальная гипотония), боль в груди.

В результате отравления таллием существенно страдает ЦНС. Неврологические нарушения представлены бессонницей, постуральным тремором, мышечными болями, атаксией, эпилептиформными судорогами.

Типичны болезненные парестезии в области конечностей с последующим формированием вялых параличей, пара- или тетрапареза. Поражение зрительного нерва проявляется двоением в глазах, птозом, снижением зрения, косоглазием.

Возможны психические расстройства в виде дезориентации, неадекватного поведения, галлюцинаций.

Через 10-14 дней после контакта с таллием начинается выпадение волос, носящее диффузный характер. Появляются изменения кожи (шелушение, трещины, подошвенный и ладонный гиперкератоз, гиперпигментация) и ногтевых пластин (ломкость, поперечные белые линии). При благоприятном исходе долгое время сохраняются неврологические нарушения, выпадение волос прекращается спустя 1-2 месяца.

По своим токсигенным последствиям отравление таллием сопоставимо с отравлениями мышьяком и свинцом. При таллиевой интоксикации поражается одновременно несколько систем, развивается токсическая энцефалопатия, токсическая миокардиодистрофия, дыхательная и почечная недостаточность.

При тяжелых острых интоксикациях быстро наступает коматозное состояние, в течение 3-10 суток пострадавший может погибнуть от паралича дыхательной мускулатуры, острой сердечной недостаточности, отека мозга. Опасным, потенциально фатальным осложнением является кишечное кровотечение.

К числу нефатальных осложнений таллиевой интоксикации относятся атрофия сетчатки, импотенция у мужчин и бесплодие у женщин, депрессия, необратимое снижение когнитивных функций.

Диагностика отравления таллием весьма затруднительна ввиду отсутствия четких анамнестических данных, многообразия и неспецифичности симптомов. Пострадавшим требуется осмотр токсиколога, невролога, гастроэнтеролога, офтальмолога, психиатра, дерматолога. Для прижизненной постановки этиологического диагноза используют следующие методы:

  • Анализ на тяжелые металлы. Содержание таллия определяют в моче, сыворотке крови методом масс-спектрометрии. Интоксикация диагностируется при превышении референсных значений: >0,72 мкг/л в крови, >1 мкг/л в моче. В более поздние сроки для химико-токсикологического анализа можно использовать волосы и ногти.
  • ЭФИ. Для изучения состояния нервно-мышечной передачи выполняется электронейромиография, при повышенной судорожной активности может потребоваться ЭЭГ. Сердечно-сосудистые нарушения регистрируются с помощью электрокардиографии.
  • Офтальмологическое обследование. При развитии оптической нейропатии проводится визометрия, офтальмоскопия, биомикроскопия глазного дна, электроретинография.

Дифференциальная диагностика

В ходе дифференциальной диагностики решается задача исключения следующих патологий:

На что влияют соли тяжелых металлов на

Детоксикационная терапия при отравлении таллием

Больных с таллиевой интоксикацией госпитализируют в отделения токсикологии или ОРИТ. Основные этапы лечения включают прекращение поступления токсиканта, его выведение из организма, коррекцию функциональных нарушений. В этих целях проводится:

  • Детоксикация. Для удаления яда в первые часы после диагностики отравления осуществляют промывание желудка, кишечный лаваж солевыми растворами, дают слабительные. Назначают прием активированного угля, который хорошо адсорбирует таллий. Для усиления почечной экскреции проводят форсированный диурез. При тяжелых отравлениях используют экстракорпоральные методы детоксикации: гемодиализ, гемодиафильтрацию, гемосорбцию, плазмаферез.
  • Антидотная терапия. В качестве антидота при отравлениях таллием применяют калий-железо гексацианоферрат, унитиол, растворы йодистого калия или натрия. Эти препараты образуют с таллием малорастворимые соединения, не позволяют ему всасываться в кишечнике и ускоряют выведение из организма.
  • Поддержка витальных функций. При необходимости проводят коррекцию сердечно-сосудистых и дыхательных расстройств. Осуществляют инфузионную волемическую и инотропную поддержку, вводят кардиотропные средства, гепатопротекторы. При дыхательной недостаточности проводят оксигенотерапию, по показаниям – ИВЛ.
  • Нейротропная терапия. С целью купирования неврологических симптомов назначают витамины группы В, a-липоевую кислоту, корректоры микроциркуляции, антихолинэстеразные препараты. При необходимости добавляют анальгетики, седативные средства.

Тяжелые отравления соединениями таллия сопровождаются критическим расстройством жизненно важных функций (кровообращения, дыхания, нервной регуляции), нередко заканчиваются летально и диагностируются посмертно. От точности и скорости диагностики, сроков начала интенсивной терапии напрямую зависит исход события.

У выздоровевших пациентов долго сохраняются мононейропатии, тремор, астения, эмоциональные и когнитивные расстройства. Пострадавшим требуется длительное неврологическое лечение и психологическая реабилитация.

Профилактика отравления таллием складывается из обеспечения производственной безопасности, борьбы с загрязнением почв и водных ресурсов, предотвращения криминальных инцидентов.

9. Соли тяжелых металлов [1986 Майский В.В., Муратов В.К. — Фармакология с рецептурой]

НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

Соли тяжелых металлов оказывают противомикробный эффект, инактивируя ферменты, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. Инактивация ферментов происходит путем взаимодействия ионов тяжелых металлов с сульфгидрильными группами (SH-группы) ферментов.

На кожу и слизистые оболочки соли тяжелых металлов оказывают выраженное местное действие. В зависимости от ряда условий местное действие этих веществ может быть вяжущим, раздражающим или прижигающим.

Механизм местного действия солей тяжелых металлов обусловлен их способностью реагировать с белками тканей. В результате такого взаимодействия белки свертываются и образуют с ионами металлов альбуминаты (соединения типа белковых солей металлов).

При этом, если происходит частичное свертывание белков только в самых поверхностных слоях тканей, наблюдается вяжущий или раздражающий эффект, имеющий обратимый характер.

Читайте также:  Мини завод по переплавке металлолома

В случае свертывания белков, охватывающего значительную массу тканевых клеток и вызывающего их гибель, возникает прижигающий эффект, при котором происходят необратимые изменения тканей в виде некроза.

По силе противомикробного и местного действия тяжелые металлы могут быть расположены в следующем порядке: Hg, Ag, Fe, Cu, Zn, Bi, Pb, где наиболее активными являются ионы ртути, а наименее активными — ионы свинца.

При применении солей тяжелых металлов для антисептики и дезинфекции необходимо учитывать, что сила их противомикробного действия значительно уменьшается в средах с высоким содержанием белка (например, в присутствии гноя, крови и т. п.), в связи с чем эти вещества непригодны для обеззараживания выделений.

В качестве антисептических средств применяют препараты ртути (ртути дихлорид), серебра (серебра нитрат, протаргол), цинка (цинка сульфат) и висмута (дерматол, ксероформ).

Ртути дихлорид (сулема) оказывает сильное противомикробное и местное раздражающее действие. Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными и т. п. Обладает высокой токсичностью для человека. Легко всасываясь через кожу и слизистые оболочки, может вызывать тяжелые отравления. В связи с этим при работе с препаратом следует соблюдать большую осторожность.

Другие соли ртути (ртути оксицианид, ртути окись желтая и т. д.), отличающиеся от ртути дихлорида меньшей токсичностью и менее выраженным раздражающим действием на кожу, применяются в качестве антисептических средств для лечения гнойно-воспалительных поражений кожи и слизистых оболочек при конъюнктивитах, кератитах, блефаритах и т. п.

Серебра нитрат (ляпис) наряду с противомикробными свойствами обладает в малых концентрациях (до 2%) вяжущим, а в больших (5% и более) прижигающим действием.

Применяется для лечения кожных язв, эрозий, а также при поражениях слизистых оболочек глаза (трахома, конъюнктивит) и гортани (ларингит). В акушерской практике серебра нитрат применяют для профилактики бленнореи у новорожденных.

В качестве прижигающего средства серебра нитрат используют для прижигания избыточных грануляций и бородавок.

Протаргол — недиссоциирующее органическое соединение серебра, обладающее антисептическими, вяжущими и противовоспалительными свойствами. Прижигающего действия на ткани не оказывает.

Растворы протаргола применяют для промывания мочевого пузыря и уретры, лечения гнойных конъюнктивитов и бленнореи, а также для смазывания слизистых оболочек верхних дыхательных путей при их воспалительных поражениях.

В качестве заменителя протаргола в практике часто используется колларгол, также являющийся недиссоциирующим соединением серебра. По основным свойствам и применению колларгол соответствует протарголу.

Цинка сульфат как антисептическое и вяжущее средство применяется в виде растворов главным образом при воспалительных поражениях слизистых оболочек глаза (конъюнктивит), гортани (ларингит) и мочеиспускательного канала (уретрит).

Дерматол и ксероформ относятся к органическим соединениям висмута. По сравнению с соединениями других тяжелых металлов они обладают относительно слабыми антисептическими и вяжущими свойствами.

Дерматол и ксероформ применяют наружно в виде присыпок и мазей для лечения воспалительных заболеваний кожи и слизистых оболочек.

Особенно благоприятный эффект указанные препараты дают при мокнущих поражениях кожи (в частности, при экземе, дерматитах), так как наряду с противомикробным и вяжущим одни оказывают подсушивающее действие, которое объясняется их адсорбирующими свойствами.

Отравления солями тяжелых металлов. Соединения большинства тяжелых металлов, за исключением солей ртути, плохо всасываются через кожу, слизистые оболочки и из желудочно-кишечного тракта.

Поэтому с практической точки зрения наибольший интерес представляют отравления соединениями ртути.

Особенно высокой токсичностью отличаются легкодиссоциирующие неорганические соли ртути, например ртути дихлорид.

Острые отравления, возникающие после приема препаратов ртути внутрь, характеризуются симптомами, которые обусловлены: а) раздражающим и прижигающим действием соединений ртути на желудочно-кишечный тракт; б) резорбтивным действием ионов ртути; в) действием ртути на путях выделения

Раздражающее и прижигающее действие препаратов ртути на слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта развивается вскоре после приема препаратов внутрь.

При этом появляются металлический вкус и чувство жжения во рту, боли в животе, тошнота и рвота (нередко с примесью крови), усиление слюноотделения.

В первые часы отравления в связи с резким раздражением желудочно-кишечного тракта и возникновением в нем острых болей возможно развитие шока.

Резорбтивное действие ионов ртути развивается уже в первые часы отравления и проявляется признаками токсического влияния ионов ртути на ЦНС (вначале возбуждение ЦНС, судороги, затем ее угнетение), нарушениями деятельности сердечно-сосудистой системы (сердечная слабость, падение артериального давления, слабый и частый пульс) и функции почек (вначале усиление, затем уменьшение мочеотделения).

Действие ионов ртути на путях выделения развивается на 2-3-й сутки от момента приема яда. Ионы ртути выделяются преимущественно слизистыми оболочками пищеварительного тракта и почками, в связи с чем у пострадавших развивается стоматит, язвенный колит и поражение почек.

Помощь при острых отравлениях препаратами ртути сводится к следующему. Вначале предпринимают меры к удалению и предупреждению всасывания яда из желудочно-кишечного тракта.

С этой целью пострадавшему дают внутрь молоко, яичный белок (для связывания ртути белком), осторожно промывают желудок водой с активированным углем.

Затем назначают внутрь активированный уголь и солевое слабительное (магния сульфат).

Для предупреждения и купирования резорбтивного действия ионов ртути рекомендуется как можно раньше начать парентеральное введение антидотов. В качестве антидотов при отравлении ртутью используют унитиол и натрия тиосульфат.

Принцип действия унитиола заключается в том, что этот антидот, являясь веществом, содержащим SH-группы (сульфгидрильные группы), связывает ионы ртути и тем самым предупреждает блокирование ртутью SH-групп белков и ферментов организма (рис.

28).

На что влияют соли тяжелых металлов наРис. 28. Схема антитоксического действия унитиола при отравлениях солями тяжелых металлов. а — взаимодействие белка (фермента) с ионами ртути; б — защитное действие унитиола

Действие натрия тиосульфата сводится к тому, что ионы ртути образуют с этим веществом неядовитые соли (сульфиты). Натрия тиосульфат при отравлениях препаратами ртути вводят внутривенно в виде 30% раствора по 5-10 мл. Наряду с указанными антидотами рекомендуется внутривенное введение растворов глюкозы.

Кроме того, при терапии отравлений препаратами ртути используют средства симптоматической терапии. Так, при сильных болях и шоке вводят анальгетики (морфин, промедол), при падении артериального давления — сосудосуживающие средства (эфедрин и др.) и т. д.

Отравления солями других тяжелых металлов (серебро, цинк, медь) проявляются теми же симптомами, что и отравления солями ртути.

Общие принципы помощи при отравлениях солями цинка и меди в основном аналогичны принципам терапии отравлений соединениями ртути.

Так как ионы серебра образуют с ионами хлора плохо растворимые соединения, при отравлениях солями серебра желудок промывают 1-2% раствором натрия хлорида, после чего в качестве слабительного назначают касторовое масло.

  • Ионы серебра образуют с тиосульфатом натрия растворимые комплексы, в связи с чем тиосульфат натрия нельзя использовать в качестве антидота при отравлении солями серебра, так как в подобных случаях он почти неэффективен.
  • Препараты
  • Ртути дихлорид, Hydrargyri dichloridum — тяжелый белый порошок или белые кристаллы, растворимые в воде и спирте.

Применяют только наружно для дезинфекции в виде 0,1% (1:1000) или 0,2% (1:500) раствора. В связи с высокой токсичностью растворы препарата подкрашивают эозином в розовый цвет, чтобы отличать их от других применяемых растворов, а посуду, содержащую растворы, маркируют этикетками: «Яд», «Только для наружного применения», «Обращаться с осторожностью».

Формы выпуска: порошок; таблетки по 0,5 и 1 г, окрашенные эозином в розовый или красно-розовый цвет. Таблетки предназначены только для наружного Применения (для приготовления растворов).

Хранение: список А.

Серебра нитрат, Argenti nitras — бесцветные, прозрачные кристаллы в виде пластинок или белых кристаллических палочек. Легко растворим в воде. На свету темнеет. С галогенами (хлориды, йодиды, бромиды) выпадает в осадок.

Наружно в качестве антисептического и вяжущего средства применяют в виде 0,25-2% растворов и 1-2% мазей.

Как прижигающее средство используют в виде 5-10% растворов или per se в виде ляписных карандашей (Stillius Lapidis).

При хронических гастритах и язвенной болезни желудка серебра нитрат иногда назначают внутрь в виде 0,05-0,06% раствора по 1 столовой ложке 3 раза в день как вяжущее и противовоспалительное средство.

  1. Высшие дозы (для взрослых): внутрь — разовая 0,03 г, суточная 0,1 г.
  2. Хранение: список А; в защищенном от света месте.
  3. Протаргол, Protargolum — коричнево-желтый или коричневый порошок без запаха, слабогорького и слегка вяжущего вкуса, легко растворимый в воде.
  4. Применяют в виде растворов: для смазывания слизистых оболочек верхних дыхательных путей (1-5% раствор), промывания мочеиспускательного канала и мочевого пузыря (1-3% раствор) и в глазных каплях (1-3% раствор).
  5. Форма выпуска: порошок.
  6. Хранение: в защищенном от света месте.

Цинка сульфат, Zinci sulfas — бесцветные, прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок вяжущего вкуса. Легко растворим в воде.

  • Применяют наружно в виде 0,1-0,5% раствора (глазные капли, спринцевания).
  • Формы выпуска: порошок; глазные капли (0,25% или 0,5% раствор цинка сульфата и борной кислоты 2%); тюбики-капельницы по 1,5 мл.
  • Хранение: список Б.

Дерматол, Dermatolum — см. главу 1, 2 (препараты).

Ксероформ, Xeroformium — см. главу 1, 2 (препараты).

Читайте также:  Листовой металл толщиной 2мм

Примеры рецептов

Rp.: Solutionis Hydrargyri dichloridi 1:1000-1000 ml
D.S. Для дезинфекции.
Rp.: Solutionis Argenti nitratis 10% — 10 ml
D. in vitro nigro
S. Для прижигания грануляций.
Rp.: Dermatoli 0,2
Olei Cacao q.s.
ut f. suppositorium rectale
D.t.d.N. 10
S. По 1 свече 2 раза в день.
Rp.: Dermatoli 10,0
Zinci oxydi
Talci āā 25,0
M.f. pulvis
D.S. Присыпка.

девочки москвы

Влияние тяжёлых металлов на размножение патогенных бактерий — успехи современного естествознания (научный журнал)

1

Бузолёва Л.С. 1

Кривошеева А.М. 2
1 ФГОАУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет2 ФГБУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.П.

Сомова СО РАМН
Представлены результаты изучения влияния тяжёлых металлов (Co2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+) на размножение патогенных бактерий: Listeria monocytogenes (1/2а, 1/2b, 4b), Yersinia pseudotuberculosis (2781, 3515, 907), Esherihia coli (1147), Staphylococcus aureus (6538р/206р).

Подобраны минимальные ингибирующие концентрации (МИК) солей тяжелых металлов, при которых рост патогенных бактерий угнетался на 50 % по сравнению с контролем.

Показано, что патогенные бактерии обладают механизмами металл-резистентности, при этом установлены разные значения МИК используемых ионов, как на уровне видов бактерий, так и на уровне штаммов, что предполагает реализацию разных механизмов устойчивости бактерий к тяжелым металлам.

Штаммы, растущие на подобранных МИК тяжелых металлов, являются моделью для изучения факторов патогенности и изменения биологических свойств исследуемых бактерий.

минимальная ингибирующая концентрация (МИК)

1. Зайцева О.В.

Биотехнологические приемы оценки устойчивости сталей к коррозии, вызываемой бактериальной сульфатредукцией, и пути повышения коррозионной устойчивости нефтегазового оборудования: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Уфа, 2009. – 23 с.
2. Алексеева А.Н., Анисимов Д.А., Хоменко В.А. Изменение состава белков оболочки и липополисахарида у кадмийустойчивых псевдомонад // Биол. Мембраны.

– 1991. – Т.8. – № 8. – С. 800–804.
3. Иванова Е.П. Горшкова Н.М., Куриленко В.В. Толерантность к солям тяжёлых металлов морских протеобактерий родов Pseudoalteromonas и Alteromonas // Микробиология. – 2001. – Т. 70. – № 2. – С. 283–285.
4. Каравайко Г.И., Дубинина Г.А., Кондратьева Т.Ф. Литотрофные микроорганизмы окислительных циклов серы и железа // Микробиология. – 2006. – Т. 75.

– № 5. – С. 593–629. 5. Сбойчаков В.Б.Санитарная микробиология. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – С. 192.
6. Сомов Г.П., Бузолёва Л.С. Адаптация патогенных бактерий к абиотическим факторам окружающей среды. – Владивосток: ОАО «Примполиграфкомбинат», 2004. –167 с. 7. McEntee J.D., Woodrow J.R., Quirk A.V. Investigation of cadmium resistanse in Alcaligenes sp. // Appl. Environ. Microbiol.

– 1986. – Vol. 51. – P. 515–520.
8. Nies D.H. Microbial heavy-metal resistance // Appl.Microbiol. Biotechnol. – 1999. – Vol. 51. – P. 730–750.
9. Rouch D.A., Lee B.T.D., Morby A.P. Understanding cellular responses to toxic agenst: A model for mechanism choise in bacterial metal resistanse // J. of Indust. Microbiol. 1995. – Vol. 14. – P. 132–141.
10. Silver S., Phung L.T.

Bacterial heavy metal resistance: new surprises // Annu. Rev. Microbiol. – 1996. – Vol 50. – P. 753–789.

Патогенные микроорганизмы, способные обитать в объектах окружающей среды, относятся к возбудителям сапрозоонозов или факультативным паразитам. К настоящему времени число микроорганизмов, характерной особенностью которых является способность вести как сапрофитный, так и паразитический образ жизни, неуклонно растет. Известно, что изменение природных абиотических факторов среды (температура, солёность, рН, влажность, кислородный режим, питательный субстрат) приводит к изменению биологических свойств патогенных бактерий, включая вирулентность [6]. Современная окружающая среда испытывает мощное влияние факторов антропогенного характера, к числу которых можно отнести тяжелые металлы, определенным образом воздействующие и на микроорганизмы.

Тяжёлые металлы играют двойственную роль в процессах жизнедеятельности микроорганизмов. Некоторые из них – Mo, Cu, Mn, Zn, Ni являются жизненно необходимыми в небольших количествах. Так, общеизвестно, что ионы металлов входят в состав многих биологически важных макромолекул (ферментов, гормонов, витаминов, дыхательных пигментов, липидов и т.д.

) и являются их необходимой частью, без которой не реализуется их физиологическая функция. Другие – Cd, Pb, Sn, Hg, Ag, Co – не выполняют биологических функций, однако, при высоких концентрациях все эти элементы, за счёт хорошей способности к комплексообразованию, являются чрезвычайно токсичными для микробов.

Они могут взаимодействовать с гидроксильными, карбоксильными, фосфатными, сульфгидрильными и аминогруппами, вызывая изменения свойств белков, нуклеотидов, коферментов, фосфолипидов, в состав которых входят перечисленные группировки, а также токсичность проявляется в нарушении процессов окислительного фосфорилирования и поддержания осмотического баланса клеток.

Металлы могут влиять на процессы, протекающие в клетке, только проникая внутрь её и фиксируясь на субклеточных мембранах [8].

К настоящему времени установлено, что клетки разных микроорганизмов способны аккумулировать тяжёлые металлы в количествах, намного превышающих потребность в них как в компонентах питания.

Накопление металла приводит к его значительному концентрированию в клетках по отношению к среде.

Из литературных данных известно, что микроорганизмы проявляют устойчивость фактически ко всем тяжёлым металлам [10].

Общим механизмом действия разных тяжёлых металлов является ингибирование ими дыхания у микроорганизмов. Этот эффект в ряде случаев, но не во всех, наблюдается при сравнительно более высоких концентрациях металлов, чем те, которые ингибируют рост [4].

Известно, что при действии тяжёлых металлов в клетках микроорганизмов происходит целый ряд деградативных изменений, которые могут вести к ингибированию их размножения. Так, под действием тяжёлых металлов наблюдаются изменения в содержании и синтезе основных полимеров в клетках.

Тяжёлые металлы могут оказывать мутагенное действие на микроорганизмы, вызывая увеличение частоты мутаций, хромосомные аберрации или другие разрушения ДНК [3].

Цель исследования. Приведенные данные получены при изучении сапрофитных микроорганизмов, в отношении патогенных бактерий, способных существовать в объектах окружающей среды, такие исследования не проводились. Поэтому целью настоящей работы было определение минимальной ингибирующей концентрации катионов тяжёлых металлов, оказывающей влияние на размножение патогенных бактерий.

Материал и методы исследования

Объектами исследования были: Listeria monocytogenes (1/2а и 1/2b) – из коллекции НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалея; 4b – из коллекции ВГНКИ ветеринарных препаратов; Yersinia pseudotuberculosis (2781, 3515, 907), Esherihia coli (1147) – коллекция НИИЭМ, Владивосток; Staphylococcus aureus (6538р/206р) – ФТУЗ Хабаровская противочумная станция.

Для приготовления жидких сред использовали основы следующего состава: для культивирования L. monocytogenes – бульон для листерий (рыбный бульон с аминным азотом 110 мг %, дрожжевой экстракт сухой 1 %, глюкоза 0,2 %, рН 7,3); для Y. pseudotuberculosis и E. coli – бульон Хоттингера (рН 8); для S. aureus (6538р/206р) – сахарный бульон (бульон Хоттингера с 1 % глюкозы).

Подбирали минимальную ингибирующую концентрацию солей тяжёлых металлов.

Для изучения динамики роста исследуемых бактерий в средах, содержащих соли тяжёлых металлов, использовали одни и те же концентрации солей для Y. pseudotuber-culosis, L. monocytogenes, E. coli и S. аureus.

Предварительно штаммы подращивали в течение одних суток на плотных питательных средах, содержащих те же концентрации тяжёлых металлов, что и в жидкой среде. Динамику роста патогенных бактерий наблюдали в течение 7 дней при температуре 20–22 °С.

В качестве контрольных – использовали те же среды для культивирования бактерий, но без катионов металлов. Патогенные бактерии добавляли в питательные среды с солями тяжелых металлов в дозе – 103 КОЕ/мл.

Численность бактерий определяли спектрофотометрически по оптической плотности (ОП) культуральной среды при λ 600 нм на спектрофотометре Т70 UV/VIS Spectrometer PG Instruments Ltd (Англия).

Ингибирующее действие катионов тяжёлых металлов на размножение патогенных бактерий определяли по изменению концентрации микроорганизмов в точке их максимального роста по отношению к контролю, выраженному в процентах: ОПО600/ОПК600∙100–100 % (100 % – контроль) [1] (рисунок).

На что влияют соли тяжелых металлов на

Динамика роста Y. pseudotuberculosis (шт. 3515) в питательном бульоне с солями тяжёлых металлов при температуре 20 °С (6 сутки – точка сравнения результатов)

Результаты исследования и их обсуждение

Данные, полученные в результате исследования, представлены в таблице, из которой видно, что листерии, по сравнению с другими тест-микроорганизмами, быстро откликаются на воздействие тяжелых металлов. Так, свинец, кобальт, цинк , медь и кадмий ингибировали рост L. monocytogenes уже на 2–3 сутки.

Минимальные ингибирующие концентрации (МИК) солей тяжелых металлов, определенные для патогенных бактерий (мг/л)

Штамм Cu2+ Pb2+ Cd2+ Zn2+ Co2+
Y.pseudotuberculosis (шт. 3515) 6 ± 0,4 (5) 98,2 ± 1,7(3) 0,8 ± 0,1 (3) 5,36 ± 1,1(5) 2 ± 0,1 (6)
Y.pseudotuberculosis (шт. 2781) 12 ± 0,2 (7) 98,2 ± 0,9 (7) 0,8 ± 0,1(7) 5,36 ± 1,3 (6) 2 ± 0,1 (7)
Y.pseudotuberculosis (шт. 907) 12 ± 0,2 (7) 98,2 ± 0,8 (7) 0,8 ± 0,15(6) 5,36 ± 1,1 (7) 2 ± 0,2(6)
L. monocytogenes (шт. 1/2b) 6 ± 0,4 (2) 98,2 ± 1,5(3) 0,8 ± 0,2(3) 5,36 ± 1,0(3) 2 ± 0,0 (3)
L. monocytogenes (шт. 1/2a) 12 ± 0,2 (2) 1960 ± 45(3) 0,8 ± 0,3 (3) 8,06 ± 1,0(3) 2 ± 0,1 (2)
L. monocytogenes (шт. 4b) 12 ± 0,1(2) 1960 ± 36(3) 1,6 ± 0,4(3) 8,06 ± 1,2 (3) 3 ± 0,4(3)
E. coli (1147) 12 ± 0,4 (7) 98,2 ± 1,5(7) 1,6 ± 0,3(7) 8,06 ± 1,1 (7) 3 ± 0,1 (6)
S. aureus (6538р/206р) 6 ± 0,3(7) 98,2 ± 1,8(3) 1,6 ± 0,2(7) 8,06 ± 1,0(7) 2 ± 0,2 (3)
Читайте также:  Приспособление для заточки сверла по металлу большого диаметра

Примечание. В скобках () указаны сутки, в течение которых произошло ингибирование.

Аналогичные результаты были получены и в отношении S. аureus при воздействии свинца и кобальта.

Очевидно, что кобальт и свинец, поступающие в среду в результате техногенного загрязнения, оказывают быстрое угнетающее воздействие на процессы роста в большей степени грамположительных бактерий, по сравнению с грамотрицательными, что может быть связано с особенностью строения клеточной стенки. Так, у некоторых штаммов S. аureus тяжелые металлы вызывают конформационные изменения в клеточной мембране, обусловленными экспрессией плазмидных генов [7].

В условиях повышенных концентраций тяжёлых металлов в среде у микроорганизмов могут происходить изменения в клеточной стенке, оболочке, цитоплазматической мембране.

Эти процессы не всегда являются результатом токсического действия металлов.

Они могут быть проявлением индуцируемых защитных механизмов, обеспечивающих ограничение поступления токсичных ионов в цитоплазму клетки и воздействия на жизненно важные клеточные компоненты [2].

В нашем эксперименте дольше всех реакция на воздействие тяжелых металлов наблюдалась у E. coli (6 и 7 сутки).

Известно, что эти микроорганизмы относят к санитарно-показательным, хотя в последнее время отмечают их высокую устойчивость к факторам внешней среды [5]. В отношении E. coli.

известно, что поступление избыточных концентраций тяжелых металлов в клетку происходит за счёт индуцированного нарушения синтеза белка порина, участвующего в формировании транспортных каналов [9].

Если сравнивать полученные данные на уровне штаммов, то у иерсиний наблюдали стабильные результаты для всех штаммов в отношении взятых в эксперимент тяжелых металлов.

Исключение составил штамм 3515, на который свинец и кадмий воздействовали быстрее, по сравнению с другими штаммами. У листерий особенно следует выделить шт. 1/2а и 4b L.

monocytogenes, которые накапливали в больших количествах свинец (на два порядка выше по сравнению с остальными штаммами) прежде, чем он оказывал ингибирующее действие на рост бактерий. Тем не менее, у штамма 1/2b L.

monocytogenes МИК свинца совпадали с таковыми для других штаммов, следовательно, металлы по-разному влияют на патогенные бактерии, даже на уровне штаммов, что возможно связано с их биологическими особенностями (выделены из разных мест обитания).

Действие МИК солей тяжёлых металлов на размножение патогенных бактерий по мере их возрастания можно расположить в следующий ряд: Pb2+ > Cu2+ > Zn2+ > Co2+ > Cd2+. Так, в большей степени токсичны Cd2+ и Co2+, т.к.

уже небольшие концентрации этих металлов угнетают размножение исследуемых бактерий. В отношении тяжёлых металлов можно отметить, что МИК свинца, по сравнению с другими элементами, наиболее высок для всех штаммов, взятых в эксперимент.

Следовательно, свинец в меньшей степени, по сравнению с другими тяжелыми металлами, тормозит рост патогенных бактерий.

Заключение

Таким образом, патогенные бактерии в разной степени устойчивы к действию тяжелых металлов. При этом скорость воздействия тяжелых металлов на грамположительные бактерии выше по сравнению с грамотрицательными.

Процессы размножения патогенных микроорганизмов в среде в большей степени тормозят кадмий и кобальт, и в меньшей степени – свинец, что может быть связано с механизмами проникновения и воздействия тяжелых металлов на микробную клетку.

Библиографическая ссылка

Бузолёва Л.С., Кривошеева А.М. ВЛИЯНИЕ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РАЗМНОЖЕНИЕ ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 7. – С. 30-33;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32582 (дата обращения: 07.07.2022). На что влияют соли тяжелых металлов на

Опасные канцерогены

  • Опасные канцерогены
  • По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), канцероген – это агент, который в силу своих свойств может вызвать необратимые изменения в тех частях генетического аппарата, который осуществляет контроль над соматическими клетками.
  • Химические канцерогены

Полициклические углеводы – группа канцерогенных веществ, насчитывающая более 200 соединений. Они образуются при сгорании органических веществ. Из загрязненных воздуха, воды и почвы канцерогенные полициклические углеводы попадают в растения, рыбу и животных, где быстро распадаются, поэтому их содержание, обычно, невелико. Однако, при приготовлении еды методом копчения на дыму, их концентрация повышается. Доказано, что в 50 граммах копченой колбасы содержится такое же количество канцерогенных полициклических углеводов, как в пачке сигарет. В связи с этим, для предупреждения онкологических заболеваний следует исключить из рациона все копченые продукты. Овощи перед приготовлением необходимо тщательно промывать.

Канцерогенные нитрозосоединения попадают в организм из почвы, загрязненной нитратами и нитритами. Образование этих веществ происходит при комнатной температуре, поэтому необходимо хранить овощи и фрукты в холодильнике.

Нитраты хорошо переходят в воду при варке овощей, содержатся в больших количествах в копченом мясе, колбасных изделиях и консервах. Сегодня хорошо известно о способности нитритов вызывать онкологические заболевания, тем не менее данные соединения широко используются, т.к. являются отличными консервантами.

Копченые колбасы, консервы, ветчина и бекон не должны применяться для повседневного питания.

Соли тяжелых металлов. В данную группу входит около 40 соединений с молекулярной массой больше, чем у железа – свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, кобальт, никель и другие, более редкие.

Основным источником попадания в организм таких веществ является питьевая вода. Чтобы не допустить проникновения солей тяжелых металлов в организм человека используются домашние водяные фильтры.

Лучше всего очищают воду те, которые содержат два фильтрующих материала – природный цеолит и активированный уголь, обработанный серебром.

Глифосат. Этот гербицид используется при производстве гигиенических тампонов из геномодифицированного хлопка. Такой тампон почти всегда содержит данный канцероген. Впитываясь через стенку влагалища, глифосат попадает в кровь и даже в минимальных концентрациях способен вызвать неопластические процессы.

Средства на основе талька. Регулярное использование средств на основе талька, на 25% повышает риск развития рака яичников и матки. Мельчайшие частицы талька проникая во внутренние половые органы, вызывают в них хроническое воспаление, что является благоприятной средой для развития злокачественных опухолей.

Диоксид титана, или пищевой краситель Е171. Он используется при производстве зубных паст и продуктов питания, вызывает предраковые заболевания.

  1. Биологические канцерогены
  2. В этиологии некоторых форм злокачественных опухолей доказана связь с биологическими канцерогенами.
  3. Вирусы и другие микроорганизмы
  • вирус гепатита B и С обнаруживается у 30% больных раком печени;
  • хроническое носительство папилломавирусов определенных типов, которые могут вызвать до половины случаев рака шейки матки, полового члена, гортани и пищевода;
  • герпесвирус и цитомегаловирус провоцируют неоплазию шейки матки;
  • Т-лимфотропный вирус человека часто встречается у больных лейкозом;
  • лимфогранулематоз, или болезнь Ходжкина, ассоциируется с вирусом Эпштейна-Барра;
  • установлена взаимосвязь между носительством хеликобактерной инфекции и некоторыми формами рака желудка.

Описторхоз – это болезнь, которая вызывается личинками плоских червей.

Паразиты длиной до 2 сантиметров живут около 30 лет и постоянно провоцируют застой желчи и панкреатического сока, а также деструктивные процессы в тканях панкреатобилиарной зоны.

В настоящее время идут исследования о связи длительности паразитарной инвазии и распространенности рака печени и желчевыводящих путей.

Микотоксины – продукты метаболизма грибов. Сегодня их насчитывается более 400 видов. Грибы паразитируют на арахисе, подсолнухе, кофе, бобовых и зерновых культурах. Все микотоксины токсичны для человека и животных.

Физические канцерогены

Ионизирующая радиация и ультрафиолетовое облучение провоцируют развитие злокачественных опухолей. Это подтверждается исследованиями влияния излучения на организм человека. При многолетних наблюдениях за 100000 человек, переживших атомную бомбардировку в Японии, было установлено, что риск развития лейкозов повышается десятикратно ввиду крайней восприимчивости кроветворных тканей.

Кроме того, под воздействием излучения образуются радионуклиды – цезий и стронций. Концентрируются они преимущественно в корнеплодах и грибах, в последних могут накапливаться в больших количествах и длительное время сохраняться. С растениями радионуклиды и попадают в пищу человека.

Профилактика

Установлено, что сельское население гораздо меньше подвержено риску заболеть раком, чем жители городов. По статистике, жители мегаполисов страдают злокачественными новообразованиями как минимум в 2 раза чаще. Это связано с многими факторами, одним из которых является экологически чистая пища.

Чтобы уберечь себя от онкологических заболеваний, следует употреблять в пищу больше овощей и фруктов. Целесообразно тщательно их мыть и срезать толстый слой кожуры, а также верхушки с корнеплодов. Картофель рекомендуется варить очищенным и разрезанным на дольки.

С капусты следует снимать 2–3 верхних слоя, у моркови желательно не использовать в пищу сердцевину, у петрушки и сельдерея брать для еды только листья.

В животных продуктах канцерогены концентрируются, в основном, в жире, поэтому следует есть меньше животных жиров, употреблять нежирные сорта мяса и рыбы. Исключить из ежедневного рациона копченые и консервированные продукты, а еще лучше совсем их не употреблять.

Важными факторами предупреждения развития злокачественных новообразований являются профилактика хронических бактериальных и вирусных заболеваний, уменьшение инсоляции, воздействия на организм электромагнитных волн, выхлопных газов автомобилей, отказ от курения и злоупотребления алкоголем.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Станок