Как и большинство хлорированных соединений, диоксины хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте, легких, а также через кожу. При оральном поступлении диоксина 2,3,7,8-ТХДД в организм человека более 87% его всасывается в желудочно-кишечный тракт. Накапливается он преимущественно в жировой ткани, коже и печени. В таблице 3 приведены данные по эффективности накопления диоксина I в органах, тканях и выделениях человека в сравнении с кровью (даны коэффициенты распределения).
Таблица 3
Данные по эффективности накопления диоксина
2,3,7,8-ТХДД в органах, тканях и выделениях человека в сравнении с кровью
| Ткань, орган, выделение | Коэффициент распределения |
| Жировая ткань | 300 |
| Кожа | 30 |
| Печень | 25 |
| Грудное молоко | 13 |
| Стенки кишечника | 10 |
| Органы с интенсивным кровообращением (мозг, селезенка, щитовидная железа) | 10 |
| Почки | 7 |
| Мышцы | 4 |
| Фекалии | 0,6 |
| Желчь | 0,5 |
| Плацента (кровь плода) | 0,1 |
| Моча | 0,00005 |
4.Токсичность
Биологическая активность диоксинов обычно выражается концентрацией субстрата, вызывающей 50%-ное повышение активности цитохрома Р-448 от максимально возможного. Разработан ряд других способов оценки токсических свойств диоксинов – по индукции бензпирен-гидроксилазы (7-этоксирезоруфин-О-деэтилазы) в микросомах печени, по потере веса тела (увеличению отношения веса печени и всего тела), по степени атрофии тимуса.
По-видимому, первые сообщения об острой токсичности именно диоксина, в частности 2,3,7,8-Hal4-ДД, относятся к 1957 г. Люди, осуществлявшие синтез I и 2,3,7,8-ТБДД, получили поражение и были госпитализированы. Позднее сообщалось и о других случаях острого поражения исследователей от I.
После получения первых данных о высокой токсичности некоторых диоксинов III и IV и их бромсодержащих аналогов V и VI появились многочисленные работы, посвященные систематическому изучению токсикологических особенностей этих веществ, в том числе их острой, подострой и хронической токсичности.
Данные по острой токсичности диоксинов получены на животных. Хроническое действие исследовано как на животных, так и на людях, оказавшихся пораженными по тем или иным причинам – при авариях, при прямом контакте с гербицидами на сельскохозяйственных работах или же в период военных действий и т.д. Известны и специальные опыты на добровольцах.
4.1. Острая токсичность
Сведения об острой токсичности диоксинов и ряда других высокотоксичных веществ приведены в таблицах 4 и 5, составленных по результатам, относящихся к подопытным животным.
Таблица 4
Острая токсичность некоторых диоксинов III - VI
| Соединение | LD50, мкг/кг | |||
| Морская свинка | Обезьяна | Мышь | Крыса | |
| III (ПХДД) | ||||
| 2,3-Cl2-ДД2,7-Cl2-ДД2,8-Cl2-ДД1,3,7-Cl3-ДД2,3,7-Cl3-ДД1,2,3,4-Cl4-ДД1,3,6,8-Cl4-ДД2,3,7,8-Cl4-ДД1,2,3,7,8-Cl5-ДД1,2,4,7,8-Cl5-ДД1,2,3,4,7,8-Cl6-ДД1,2,3,7,8,9-Cl6-ДД1,2,3,6,7,8-Cl6-ДД1,2,3,4,6,7,8-Cl7-ДДCl8-ДД | --<300000-29444->150000000.6-2.03.1112572.560-10070-100>600- | -------70------- | ->20000008470000>15000000>3000->2987000114-284337.5>5000825>14401250->4000000 | >1000000>1000000>5000000>5000000>10000001000000>1000000022-45------>1000000 |
| IV (ПХДФ) | ||||
| 2,8-Cl2-ДФ2,4,8-Cl3-ДФ2,3,7,8-Cl4-ДФ2,3,4,7,8-Cl5-ДФ2,3,4,6,7,8-Cl6-ДФ | --5-103-10120 | --1000-- | >15000000>15000000>6000-- | >15000000>5000000>1000916- |
| V (ПБДД) | ||||
| 2,3,7,8-Br4-ДД | - | - | - | <1000 |
| VI (ПБДФ) | ||||
| 2,3,7,8-Br4-ДФ | <15 | - | - | - |
Таблица 5
Острая токсичность некоторых наиболее
токсичных соединений
| Соединение | LD50, мкг/кг | ||
| Морская свинка | Обезьяна | Мышь | |
| ПХДД с дополнительным негалогенидным заместителем | |||
| 1-NO2-2,3,7,8-Cl4-ДД1-NH2-2,3,7,8-Cl4-ДД1- NO2-3,7,8-Cl3-ДД1- NH2-3,7,8-Cl3-ДД | 47.5194.2>30000>30000 | ---- | >2000>4800-- |
| Полибромбифенилены | |||
| 2,3,6,7-Br4-бифенилен | >10 | - | - |
| Полигалогеннафталины | |||
| 2,3,6,7-Cl4-нафталин2,3,6,7-Br4-нафталин1,2,4,6,7-Br5-нафталин1,2,3,4,6,7-Br6-нафталин | >>3000206200361 | ---- | ---- |
| ПХБ | |||
| 3,4,3',4'-Cl4-бифенил3,4,5,3',4',5'-Cl6-бифенил2,3,4,5,3',4',5'-Cl7-бифенил | <1000500>3000 | --- | --- |
| Хлорорганические инсектициды | |||
| ДДТ | - | - | 200000 |
| Антихолинэстеразные отравляющие вещества | |||
| ТабунЗаринЗоманVX | -38-8.4 | 2088315620.1 | -100-50 |
Как видно из таблицы 4, токсичность диоксинов существенно зависит от видовых особенностей подопытных животных, что связывают с различиями скорости его выведения из организма. Расчетная смертельная доза I для человека при однократном оральном поступлении составляет 0,05 – 0,07 мг/кг.
Как видно из таблицы 4, максимальной токсичностью обладает собственно I. Помимо I, чрезвычайно высокой токсичностью обладает 1,2,3,7,8-Cl5-ДД. Близки по токсичности также некоторые хлорированные производные фуранового ряда ПХДФ (в особенности родоначальник ряда 2,3,7,8-ТХДФ II и два Cl5-изомера – 1,2,3,7,8- и 2,3,4,7,8-Cl5-ДФ). Токсичность указанных диоксинов на много порядков выше таковой ДДТ, а также токсичности цианидов, стрихнина, кураре. Столь же высока токсичность некоторых броморганических производных ПБДД и ПБДФ, в первую очередь броморганических аналогов Iи II, а также 2,3,7-Br3. Высока токсичность соответствующих смешанных хлорброморганических соединений VII и VIII. В целом соединения семейств ПХДД и ПХДФ менее токсичны, чем родоначальники этих рядов Iи II, хотя не все представители семейств IIIи IV, а тем более V-VIII, изучены в токсикологическом плане столь же подробно.
В таблице 5 собраны данные по токсичности диоксиноподобных веществ более широкого круга, а также высокотоксичных веществ иной природы. Из этой таблицы следует, что высокой токсичностью обладают также некоторые галогенидные производные нафталина и бифенилена. Более того, значительна токсичность нескольких ПХБ из числа тех, что не имеют атомов галогена в орто-положении ко второму кольцу (в классификации IUPAC: ПХБ № 77, 126, 169 (рис. 9)). Наконец, к числу высокотоксичных диоксинов относятся также 3,4,3',4'-тетрахлоразобензол и 3,4,3',4'-тетрахлоразоксибензол.
Таким образом последовательность изменения токсичности основных членов ряда галогенированных диоксиновых соединений выглядит следующим образом:
дибензо-п-диоксин > дибензофуран >> бифенил > нафталин.
Из таблицы 5 видно также, что токсичность I выше или по крайней мере сопоставима с токсичностью таких антихолинэстеразных отравляющих веществ, как табун, зарин, зоман и VX. Таким образом, утверждение, что I – самое токсичное из веществ, синтезированных человеком, в принципе нельзя считать преувеличением увлеченных исследователей или журналистов, хотя, как уже говорилось, есть и более токсичные соединения этого класса.
К 1988 г. сформировалось устойчивое убеждение, что 17 гомологов и изомеров ПХДД и ПХДФ с латеральным структурным мотивом 2,3,7,8-Cl4 – 7 веществ в ряду III и 10 в ряду IV – должны рассматриваться как наиболее токсичные диоксины.
В рядах ПБДД и ПБДФ ситуация аналогична. Таким образом, с учетом токсических характеристик бром- и смешанных хлорброморганических соединений общее число наиболее токсичных диоксинов возрастает до 568. Действительное положение, однако, ещё более сложное. Как оказалось, при наличии 2,3,7,8-Cl4-фрагмента токсичность диоксинов не очень существенно изменяется от дополнительного введения в их скелет некоторых группировок, например NH2, NO2 и т.д.
Клиника при острой интоксикации
Характерными для острого отравления являются симптомы поражения кожи, печени и желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей (кашель и одышка), депрессия, сонливость, уменьшение массы тела вследствие утраты аппетита и сокращения потребления воды, снижение содержания белков в плазме крови. Поражение кожи выражается в виде хлоракне.
Поражение печени может проявляться как увеличением её размеров без видимых функциональных расстройств, так и тяжелыми нарушениями, вплоть до некроза, что сопровождается нарушением активности ферментов, жирового и углеводного обменов: в сыворотке крови повышается содержание аланиновой и аспарагиновой трансфераз, триглициридов холестерина, общих липидов, изменяется чувствительность организма к глюкозе.
При воздействии на нервную систему часто развиваются невриты, полиневриты, снижение слуха, обонятельной и вкусовой чувствительности, имеют место астенический и депрессивный синдромы. Диоксиновая интоксикация проявляется развитием катаров верхних дыхательных путей, бронхов с одышкой, расстройствами желудочно-кишечного тракта (гастриты, колиты), тяжелые случаи могут сопровождаться развитием анемии.