Механизм токсического действия
Все растворимые соли бария токсичны. Механизм действия этих солей заключается в том, что ионы Ва2 , имея одинаковый радиус с ионами К+, конкурирует с ним в биохимических процессах. В результате такой взаимозамещаемости возникает гипокалиемия; ионы бария могут проникать и в костные ткани, вызывая эпидемические заболевания (например, болезнь па-пинг).
Барий по физико-химическим характеристикам подобен кальцию. Попадая в больших количествах в организм, он может замещать ионы кальция в костной ткани. Такое замещение имеет место, так как растворимость фосфатов щелочноземельных металлов уменьшается в ряду - Ca-Sr-Ba. Именно в результате замещения кальция в костной ткани на стронций развивается «стронциевый» рахит - повышенная ломкость костей.
Следует отметить, что в активации некоторых ферментов ионы бария и стронция являются синергистами кальция. Образование очень прочного и малорастворимого фосфата бария в костной ткани, нервных клетках и мозговом веществе обусловливает токсичность ионов бария.
Барий оказывает действие на гладкую мышечную ткань и миокард, по своему эффекту напоминающее действие ацетилхолина. Таким образом, барий является синергистом ацетилхолина. Он вызывает гипокалиемию; полисульфидные производные бария угнетают клеточное дыхание подобно цианидам. При отравлении ВаС12 повышается проницаемость сосудов, приводя к кровоизлияниям и отекам. Поражение нервной системы проявляется энцефалопатией, парезами, параличами. Барий вытесняет из костей кальций и фосфор, что ведет к остеопорозу.
Установлено, что при длительном поступлении хлорида бария в дозе 0,5 мг/кг в организм животных он вызывает нарушения условно-рефлекторной деятельности, активности альдолазы, щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы, аспарагиновои трансамилазы в сыворотке крови, нуклеиновых кислот в гонадах, изменения в составе крови (лейкоцитоз). В печени отмечены единичные мелкие кровоизлияния и гиперплазия элементов ретикуло-эндотелиальной системы, резкое уменьшение количества гликогена. В почках выявлена белковая дистрофия, явления кариолизиса. В селезенке выявлены переполнение ее форменными элементами крови, увеличение числа лейкоцитов. В головном мозге небольшие участки цитолиза в различных слоях коры.
Хлориду бария присущ гонадотоксический эффект. При действии вещества в дозе 0,5 мг/кг отмечены физиологические и морфологические изменения со стороны гонад: уменьшение количества и подвижности сперматозоидов, уменьшение нормальных сперматогоний.
Хлорид бария в дозах 0,5 и 0,05 мг/кг вызывает рост процента хромосомных оббераций, что позволяет отнести это соединение к слабым мутагенам.
Таким образом, при изучении биологических эффектов бария установлено, пороговая доза по общетоксическому, эмбриотоксическому, гонадотоксическому и мутагенному действию находится на одном уровне - 0,05 мг/кг, а подпороговая (максимально недействующая) составляет 0,005 мк/кг.
Клинические проявления интоксикаиии
При отравлении барием через рот наблюдается слюнотечение, жжение во рту и пищеводе, боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твердый неправильный пульс, судороги, обильный холодный пот. расстройство походки, зрения
и речи, одышка, головокружение, шум в ушах. Сознание обычно сохраняется. Возможны параличи нижних конечностей, затем туловища и верхних конечностей. В тяжелых случаях смерть наступала в первые часы или сутки. Различают три стадии отравления барием:
I — начальные явления мозговых расстройств, острые желудочно-кишечные явления, сердечно-сосудистая слабость, изменения в крови (лейкоцитоз, лимфопения, сдвиг формулы влево, повышенная СОЭ);
II — выраженные расстройства мозговой деятельности, нарушение функций мозжечково-вестибулярного аппарата, кратковременная потеря речи, ослабление зрения и слуха, повышенная вегетативная и эмоциональная лабильность, общая слабость, реактивная депрессия, истерические проявления;
III — стойкие нервно-психические изменения, истерические реакции на фоне дистонии.
Доза 0,2-0,5г хлорида бария при приеме внутрь вызывает отравление; смертельная доза 0,8-0,9г. Описаны случаи тяжелых отравлений карбонатом бария (токсичная доза 0,2-0,5г, смертельная 2-4г). Для этого отравления характерны острый гастроэнтерит, утрата сухожильных рефлексов, парестезии, судороги, параличи конечностей, снижение содержания калия в крови; явления напоминают картину ботулизма. Известны случаи отравлений со смертельным исходом при рентгенографических исследованиях с помощью BaS04, содержащего примесь ВаСОз.
Острое отравление барием после рентгеноскопии желудка проявляется болью в подложечной области, слабостью, сухостью во рту. Наблюдается холодный пот, тошнота. Развитие - бледность кожных покровов, акроцианоз, одышка, тахикардия, землистый оттенок цвета кожи, цианоз губ, анурия, вялость,
заторможенность, язык сухой с коричневым налетом, вздутие живота. Смерть наступает от остановки сердца. При исследовании трупа - очаговые кровоизлияния, дефекты на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, отек мозга, геморрагический отек легких, геморрагические эрозии желудка, отек стромы миокарда, почек, множественные центральные некрозы печени, очаговый некронефроз, полнокровие сосудов.
После случайного приема внутрь сульфида бария наблюдались экстрасистолия и остановка сердечной деятельности через 5 ч. На вскрытии погибших — кровоизлияния и очаги некроза в слизистой оболочке пищеварительного тракта, кровоизлияния в мозговые оболочки, геморрагическая пневмония и отек легких. В органах резко увеличено содержание бария.
При остром отравлении органическими соединениями бария выявлены незначительные изменения паринхиматозных органов, выразившиеся в белковой и жировой дистрофии клеток печени и почек, сопровождавшиеся полнокровием сосудов и умеренным отеком стромы. Оба соединения при пероральном поступлении обладают умеренной токсичностью. Каприлат и стеарат бария относят к веществам с выраженными кумулятивными свойствами. Местного раздражающего, кожно-резорбтивного и кожно-аллергического действия они не оказывают. Каприлат бария обладает выраженным раздражающим действием на слизистые оболочки. Различие в биологической активности этих соединений, видимо, связано с большей растворимостью каприлата бария и большим процентным содержанием в нем бария. Хроническое отравление.
Лица, имеющие дело с солями бария при содержании аэрозоля дезинтеграции в воздухе рабочих помещений 12-276 мг/м3, жалуются на раздражение верхних дыхательных путей, глаз и кожи, головную боль, головокружение, нарушение сна, ноющие боли в области сердца.
В производстве хлорида бария, кроме того, жалуются на жидкий стул, бессонницу, отсутствие аппетита. У многих обнаружены вегетативно-сосудистая дистония, изменения в крови (анемия, лейкопения в сочетании с лимфоцитозом, эозинофилия, дегенеративные изменения в нейтрофилах), стойкая брадикардия, полиневриты и токсические энцефалопатии. Заболевания верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта обнаружены у всех рабочих со стажем 10-20 лет. Попадание пыли углекислого бария на производстве керамических радиодеталей вызывает доброкачественный пневмокониоз, при ее длительном воздействии развиваются явления умеренного склероза с очаговым утолщением межальвеолярных перегородок. У работниц бариевого производства увеличено число случаев внематочной беременности, выкидышей и токсикозов 2 половины беременности; у мужчин — снижение половой активности. В производстве сульфата бария при концентрациях пыли 17-313 мг/мч у рабочих диагностируются ларингиты, бронхиты, эмфизема, нарушение функции внешнего дыхания, в мокроте кристаллы барита. Многолетние наблюдения за здоровьем рабочих, занятых на добыче и переработке барита, позволяют говорить о существовании баритоза, как вида пневмокониоза; клиническая картина скудна: жалобы на боли в груди, одышку, кашель.
Эпидемиологические наблюдения показали, что в местностях с высоким содержанием бария в воде (2-10 мг/л) выше смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Избыток бария в почве, воде и кормах, особенно в сочетании с избытком там же стронция, может привести к нарушению кальциевого обмена и тяжелому поражению костной системы, известному под названием уровской болезни.
Химико-токсикологическая диагностика
При лейкозах содержание бария в эритроцитах и плазме крови увеличивается. Количественное определение бария может служить диагностическим тестом на заболевание лейкозом.
При судебно-химическом исследовании проводят минерализацию с использованием азотной, серной и других кислот. Барий обнаруживают в осадке сульфатов по зеленой окраске пламени и затем по форме кристаллов йодата и/или сульфата бария. Реакция с родизонатом натрия проводится капельно на фильтровальной бумаге. Образующийся комплекс розовато-коричневого цвета при добавлении соляной кислоты переходит в серо-красный цвет. В присутствии значительных количеств растворимых солей бария в объекте наблюдается положительный эффект с хроматами.
При отравлении через рот проводят промывание желудка 1% раствором Na2S04 или MgS04, а также клизмы из 10% раствора тех же солей. Растворы Na2S04 или MgS04 (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) принимают по I столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства используют с целью удаления из желудка нерастворимого сульфата бария. Внутривенно можно вводить 10-20 мл 3% раствора Na2S04, подкожно — камфору, кофеин, лобелии. При выраженных нарушениях сердечного ритма внутривенно капельно вводят 0,5% КО. Для усиления детоксикации вводят мочегонные, для смягчения раздражающего действия на желудочно-кишечный тракт - слизистые супы и молоко. Кладут грелку к ногам.