Дефиниција неуротоксичности

Неуротоксичност односи се на способност изазивања нежељених ефеката у централном нервном систему, периферним нервима или чулним органима. Хемикалија се сматра неуротоксичном ако је способна да изазове конзистентан образац неуралне дисфункције или промене у хемији или структури нервног система.

Неуротоксичност се генерално манифестује као континуум симптома и ефеката, који зависе од природе хемикалије, дозе, трајања излагања и особина изложене особе. Озбиљност уочених ефеката, као и докази о неуротоксичности, повећавају се кроз нивое од 1 до 6, приказане у табели 1. Краткотрајно или ниско излагање неуротоксичној хемикалији може довести до субјективних симптома као што су главобоља и вртоглавица, али ефекат је обично реверзибилан. Са повећањем дозе, могу се појавити неуролошке промене и на крају се генеришу неповратне морфолошке промене. Степен абнормалности који је потребан за имплицирање неуротоксичности хемијског агенса је контроверзно питање. Према дефиницији, конзистентан образац неуралне дисфункције или промене у хемији или структури нервног система се сматра ако постоје добро документовани докази о постојаним ефектима на ниво 3, 4, 5 или 6 у табели 1. Ови нивои одражавају тежину доказа које пружају различити знаци неуротоксичности. Неуротоксичне супстанце укључују природне елементе као што су олово, жива и манган; биолошка једињења као што су тетродотоксин (из рибе пуфер, јапанска посластица) и домоична киселина (из контаминираних дагњи); и синтетичка једињења укључујући многе пестициде, индустријске раствараче и мономере.

Табела 1. Груписање неуротоксичних ефеката како би се одразила њихова релативна снага за утврђивање неуротоксичности

¹ Само људи
Извор: Модификовано од Симонсен ет ал. 1994.

У Сједињеним Државама је у промету између 50,000 и 100,000 хемикалија, а сваке године се на процену поднесе 1,000 до 1,600 нових хемикалија. За више од 750 хемикалија и неколико класа или група хемијских једињења се сумња да су неуротоксични (О'Доногхуе 1985), али већина хемикалија никада није тестирана на неуротоксична својства. Већина познатих неуротоксичних хемикалија које су данас доступне су идентификоване у извештајима о случајевима или кроз несреће.

Иако се неуротоксичне хемикалије често производе за специфичне намене, изложеност може настати из неколико извора—употреба у приватним кућама, у пољопривреди и индустрији, или из загађене воде за пиће и тако даље. Исправљена су а приори предрасуда о томе која неуротоксична једињења се очекују у којима занимања треба посматрати са опрезом, а следеће цитате треба посматрати као могуће примере укључујући неколико најчешћих неуротоксичних хемикалија (Арлиен-Сøборг 1992; О 'Доногхуе 1985; Спенцер и Сцхаумбург 1980; ВХО 1978).

Симптоми неуротоксичности

Нервни систем генерално прилично стереотипно реагује на излагање неуротоксичним супстанцама Слика 1. Неки типични синдроми су наведени у наставку.

Слика 1. Неуролошки и бихејвиорални ефекти излагања неуротоксичним хемикалијама.

Полиневропатија

Ово је узроковано оштећењем моторичке и сензорне функције нерава што доводи до слабости мишића, при чему је пареза обично најизраженија периферно у горњим и доњим екстремитетима (шаке и стопала). Може доћи до претходне или истовремене парестезије (пецкање или утрнулост прстију на рукама и ногама). То може довести до потешкоћа у ходању или у финој координацији руку и прстију. Тешки метали, растварачи и пестициди, између осталих хемикалија, могу довести до такве инвалидности, чак и ако токсични механизам ових једињења може бити потпуно другачији.

Енцефалопатија

Ово је узроковано дифузним оштећењем мозга и може довести до умора; оштећење учења, памћења и способности концентрације; анксиозност, депресија, повећана раздражљивост и емоционална нестабилност. Такви симптоми могу указивати на рани дифузни дегенеративни поремећај мозга, као и на професионалну хроничну токсичну енцефалопатију. Често повећана учесталост главобоља, вртоглавица, промена у начину спавања и смањена сексуална активност такође могу бити присутни од раних стадијума болести. Такви симптоми се могу развити након дуготрајне изложености на ниском нивоу неколико различитих хемикалија као што су растварачи, тешки метали или водоник сулфид, а такође се могу видети код неколико дементних поремећаја који нису повезани са радом. У неким случајевима се могу видети специфичнији неуролошки симптоми (нпр. Паркинсонизам са тремором, укоченост мишића и успоравање покрета, или церебеларни симптоми као што су тремор и смањена координација покрета руку и хода). Такве клиничке слике могу се видети након излагања неким специфичним хемикалијама као што су манган или МПТП (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрахидропиридин) у првом стању, и толуен или жива у другом стању.

Гас

Велики број хемикалија са потпуно различитим хемијским структурама су гасови на нормалној температури и доказано су неуротоксични. други захтевају високе дозе током дужих периода да би дали симптоме (нпр. угљен-диоксид). Неки се користе за општу анестезију (нпр. азот оксид); други се широко користе у индустрији и у средствима која се користе за дезинфекцију (нпр. формалдехид). Први може изазвати иреверзибилне промене у нервном систему након поновљене изложености на ниском нивоу, а други очигледно производи само акутне симптоме. Излагање у малим просторијама са слабом вентилацијом је посебно опасно. Неки од гасова су без мириса, што их чини посебно опасним (нпр. угљен моноксид). Као што је приказано у табели 3, неки гасови су важни састојци у индустријској производњи, док су други резултат непотпуног или потпуног сагоревања (нпр. ЦО и ЦО₂ редом). Ово се може видети у рударству, челичанама, електранама и тако даље, али се може видети иу приватним кућама са недовољном вентилацијом. За лечење је неопходно зауставити даље излагање и обезбедити свеж ваздух или кисеоник, ау тежим случајевима и вештачку вентилацију.

Табела 2. Гасови повезани са неуротоксичним ефектима

¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.
Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга.
Атаксија: оштећена моторичка координација.

Метали

По правилу, токсичност метала расте са повећањем атомске тежине, при чему су олово и жива посебно токсични. Метали се обично налазе у природи у малим концентрацијама, али се у одређеним индустријама користе у великим количинама (видети табелу 3) и могу изазвати професионални ризик за раднике. Штавише, знатне количине метала се налазе у отпадним водама и могу довести до ризика по животну средину за становнике у близини постројења, али и на већим удаљеностима. Често се метали (или, на пример, органска једињења живе) уносе у ланац исхране и акумулирају се у рибама, птицама и животињама, што представља ризик за потрошаче. Токсичност и начин на који организам рукује металима може зависити од хемијске структуре. Чисти метали се могу унети удисањем или контактом са кожом паре (жива) и/или малих честица (олово), или орално (олово). Неорганска једињења живе (нпр. ХгЦл₂) се углавном уносе кроз уста, док се органска метална једињења (нпр. тетраетил олово) углавном уносе удисањем или контактом са кожом. Оптерећење тела се у одређеној мери може одразити на концентрацију метала у крви или урину. Ово је основа за биолошки мониторинг. У лечењу се мора имати на уму да се посебно олово ослобађа веома споро из наслага у телу. Количина олова у костима ће се нормално смањити за само 50% током 10 година. Ово ослобађање се може убрзати употребом хелатних агенаса: БАЛ (димеркапто-1-пропанол), Ца-ЕДТА или пенициламина.

Табела 3. Метали и њихова неорганска једињења повезана са неуротоксичношћу

¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.
Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга.

Мономери

Мономери чине велику, хетерогену групу реактивних хемикалија које се користе за хемијску синтезу и производњу полимера, смола и пластике. Мономери обухватају полихалогенована ароматична једињења као што су p-хлоробензен и 1,2,4-трихлорбензол; незасићени органски растварачи као што су стирен и винилтолуен, акриламид и сродна једињења, феноли, ɛ-капролактам и ζ-аминобутиролактам. Неки од широко коришћених неуротоксичних мономера и њихов ефекат на нервни систем наведени су у табели 3. Професионална изложеност неуротоксичним мономерима може се десити у индустријама које производе, транспортују и користе хемијске производе и пластичне производе. Током руковања полимерима који садрже остатак мономера, и током калуповања у бродоградилиштима иу стоматолошким клиникама, долази до значајне изложености неуротоксичним мономерима. Након излагања овим мономерима, апсорпција се може десити током удисања (нпр. угљен-дисулфид и стирен) или у контакту са кожом (нпр. акриламид). Пошто су мономери хетерогена група хемикалија, вероватно је неколико различитих механизама токсичности. То се огледа у разликама у симптомима (Табела 4).

Табела 4. Неуротоксични мономери

¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.
Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга.
Атаксија: оштећена моторичка координација.

Органски растварачи

Органски растварачи је уобичајена ознака за велику групу од више од 200 липофилних хемијских једињења способних да растварају масти, уља, воскове, смоле, гуму, асфалт, целулозне филаменте и пластичне материјале. Обично су течности на собној температури са тачкама кључања испод 200 до 250°Ц и лако се испаравају. Углавном се уносе преко плућа, али неки могу продрети и у кожу. Због своје липофилности дистрибуирају се у органе богате мастима. Тако се високе концентрације налазе у телесној масти, коштаној сржи, јетри и мозгу, који такође могу да делују као резервоари растварача. Коефицијент расподеле октанол/вода може да укаже да ли се могу очекивати високе концентрације у мозгу. Механизам токсичности још није познат, али је предвиђено неколико могућности: блокирање важних ензима у метаболичком разградњи глукозе и на тај начин смањење енергије доступне за неуронску обраду; смањење формирања енергије у митохондријама; промена неуронских мембрана, што доводи до оштећења функције јонских канала; успоравање тока аксона. Метилен хлорид се метаболише у ЦО, који блокира транспорт кисеоника у крви. Велике групе радника у великом броју професија изложене су свакодневно или барем често (види табелу 5). У неким земљама потрошња органских растварача је опала у неким занимањима због хигијенских побољшања и замене (нпр. молери, радници у графичкој индустрији, металци), док се у другим занимањима променио образац изложености, али укупна количина органских растварача је остао непромењен. На пример, трихлоретилен је замењен 1,1,1-трихлоретаном и фреоном. Дакле, растварачи су и даље велики хигијенски проблем на многим радним местима. Људи су посебно изложени ризику када су изложени у малим просторијама са лошом вентилацијом и високом температуром, што повећава испаравање. Физички рад повећава апсорпцију растварача у плућима. У неколико земаља (посебно у нордијским земљама), надокнада је дата радницима који су развили хроничну токсичну енцефалопатију након дуготрајне изложености растварачима на ниском нивоу.

Табела 5. Органски растварачи повезани са неуротоксичношћу

 ¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.

Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга

Пестициди

Пестициди се користи као генерички термин за било коју хемикалију дизајнирану да убије групе биљака или животиња које представљају опасност по људско здравље или могу изазвати економски губитак. Укључује инсектициде, фунгициде, родентициде, фумиганте и хербициде. Приближно 5 милијарди фунти пестицидних производа сачињених од више од 600 активних састојака пестицида годишње се користи у пољопривреди широм света. Органофосфорни, карбаматни и органохлорни пестициди заједно са пиретроидима, хлорофенокси хербицидима и једињењима органских метала који се користе као фунгициди имају неуротоксична својства (табела 6). Међу многим различитим хемикалијама које се користе као родентициди, неке (нпр. стрихнин, цинк фосфид и талијум) су такође неуротоксичне. Професионална изложеност неуротоксичним пестицидима је углавном повезана са пољопривредним пословима као што је руковање пестицидима и рад са третираним усевима, али истребљивачи, запослени у производњи и формулисању пестицида, радници на аутопуту и ​​железници, као и радници у стакленицима, шумарству и расадницима могу имати значајан ризик од такође изложени неуротоксичним пестицидима. Деца, која чине значајан део пољопривредне радне снаге, посебно су угрожена јер њихов нервни систем није у потпуности развијен. Акутни ефекти пестицида су генерално добро описани, а дуготрајни ефекти при поновљеном излагању или једнократној изложености високим дозама се често примећују (Табела 6), али ефекат поновљене субклиничке изложености је неизвестан.

Табела 6. Класе уобичајених неуротоксичних пестицида, изложеност, ефекти и повезани симптоми

¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.
Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга.
Атаксија: оштећена моторичка координација.
² Углавном фосфати или фосфонати.

Друге хемикалије

Неколико различитих хемикалија које се не уклапају у горе наведене групе такође поседују неуротоксичност. Неки од њих се користе као пестициди, али иу различитим индустријским процесима. Неки имају добро документоване акутне и хроничне неуротоксичне ефекте; други имају очигледне акутне ефекте, али су хронични ефекти само слабо испитани. Примери ових хемикалија, њихова употреба и ефекти су наведени у табели 7.

Табела 7. Друге хемикалије повезане са неуротоксичношћу

¹ M: механизам; A: акутни ефекти; C: хронични ефекти.
Неуропатија: дисфункција моторних и сензорних периферних нервних влакана.
Енцефалопатија: дисфункција мозга због генерализованог оштећења мозга.
Атаксија: оштећена моторичка координација

Назад