فرادرسسم شناسی شغلی چیست؟ – به زبان ساده
سم شناسی شغلی علمی است که آسیب‌های احتمالی عوامل شیمیایی، زیستی و فیزیکی در مشاغل مختلف را بررسی می‌کند. این عوامل ممکن است به کارکنان، حیوانات آزمایشگاهی و یا سیستم‌های طراحی شده برای بررسی عوامل خطرناک، آسیب برساند. وظیفه متخصصان سم شناسی شغلی تدوین پروتکل ارزیابی عوامل آسیبزا، شناسایی این عوامل، ارائه راه‌حل برای پیشگیری از آسیب و ارائه راه‌حل برای از بین بردن آسیب به کمک اطلاعات بهداشت حرفه‌ای، پزشکی و اپیدمیولوژی است.
ما بخش زیادی از روز خود را در محیط‌های کاری سپری می‌کنیم و ایمنی فیزیکی، زیستی و شیمیایی محیط کار بر سلامت ما اثر بسیاری دارد. سرطان‌ها، التهاب ریه، بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های تنفسی مزمن و بیماری‌های کلیوی ازجمله بیماری‌هایی است که به دلیل آلودگی‌های شغلی ایجاد میشود. در این مطلب از مجله فرادرس پس از تعریف سم شناسی شغلی، اثرات سموم بر بدن، انواع سموم، روش‌های تشخیص سموم و روش‌های پیشگیری از آسیب‌ها را بررسی می‌کنیم.
سم شناسی شغلی چیست؟
سمشناسی علم بررسی آسیب عوامل شیمیای، زیستی و فیزیکی بر موجودات زنده است. این ترکیبات به توکسین‌ها و زنوبیوتیک‌ها تقسیم می‌شوند. توکسین‌ها سموم طبیعی باکتری‌ها، گیاهان و حیوانات و زنوبیوتیک‌ها ترکیبات شیمیایی سنتزی هستند. توکسین باکتری کزاز و سم مار نمونه‌ای از سموم طبیعی هستند. این علم کاربردهای زیادی دارد که یکی از آن‌ها بررسی عوامل خطرناک در محیط کار است. «سم شناسی شغلی» (Occupational Toxicology) کاربرد اصول و روش‌های سمشناسی در مواجه با سموم شیمیایی و زیستی کارکنان در تمام محیط‌های کاری ازجمله معادن، زمینهای کشاورزی، کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و شرکت‌ها است. هدف متخصصان سم شناسی شغلی جلوگیری از به خطر افتادن سلامت کارکنان به دلیل سموم محیط کار است.
عوامل سمی در محیط کار
فلزات، آفتکشها و محلول‌های آلی سه دسته مهم ترکیبات سمی در محیط کار هستند. این ترکیبات از راه تنفس، جذب پوستی، تماس چشمی، لوله گوارش و زخم‌های پوستی وارد بدن میشود. این ترکیبات به انواع خفه‌کننده‌ها، خورنده‌ها، تحریک‌کننده‌ها، حساس‌کننده‌ها، سرطان‌زاها، جهش‌زاها و تراتوژن‌ها تقسیم می‌شوند.
- ترکیبات خفه‌کننده: این ترکیبات از انتقال اکسیژن به بافت‌ها جلوگیری می‌کنند. بعضی از این ترکیبات تبادل اکسیژن و دی‌اکسید کربن در ریه‌ها و بعضی دیگر انتقال اکسیژن به‌وسیله هموگلوبین گلبول‌های قرمز را مختل می‌کنند.
- ترکیبات خورنده: ترکیبات خورنده با مولکول‌های بافت واکنش می‌دهند و بافت محل تماس را به شکل برگشت‌ناپذیر از بین می‌برند.
- ترکیبات تحریک‌کننده: ترکیبات تحریک‌کننده در پوست، دستگاه تنفس و چشم‌ها التهاب برگشت‌پذیر ایجاد می‌کنند.
- ترکیبات حساس‌کننده: مواجهه مکرر با ترکیبات حساس‌کننده منجر به تحریک واکنش‌های آلرژی سیستم ایمنی میشود. مواجهه طولانی‌مدت با این ترکیبات منجر به التهاب مزمن ریه و کاهش قطر مجاری تنفسی میشود.
- ترکیبات سرطان‌زا: ترکیبات سرطان‌زا با تغییر چرخه سلولی و افزایش سرعت تقسیم سلول‌ها منجر به ایجاد تومور در اندام‌های مختلف می‌شوند.
- ترکیبات جهش‌زا: ترکیبات جهش‌زا با تغییر در ساختار DNA، عملکرد طبیعی سلول را تغییر می‌دهند و جهش ایجاد می‌کنند. جهش‌های ایجاد شده در سلول‌های جنسی به نسل بعدی منتقل میشود.
- تراتوژن‌ها: ترکیبات تراتوژن از رشد و تکامل طبیعی جنین جلوگیری می‌کنند. آلودگی با این ترکیبات ممکن است منجر به سقط جنین شود.
سم شناسی فلزات
از فلزات می‌توان به عنوان قدیمی‌ترین سموم زنوبیوتیک نام برد. یکی از ویژگی‌های مهم فلزات در سمشناسی این است که عناصر فلزی به فلزات دیگر تجزیه نمی‌شوند. جذب، تجمع و دفع فلزات از بدن موجود زنده به حلالیت، خواص یونی، اندازه و ویژگی‌های شیمیایی این عناصر بستگی دارد. افزایش تمایل به از دست دادن الکترون، انحلال‌پذیری فلزات و کاهش عدد اکسایش عناصر واسطه ویژگی‌هایی تعیین‌کننده سمیت فلزات هستند. با افزایش تمایل از دست دادن الکترون، افزایش انحلال‌پذیری و کاهش عدد اکسایش سمیت فلزات افزایش می‌یابد. علائم گوارشی شدید ازجمله درد شکم، احساس تهوع، استفراغ، اسهال خونی و خونریزی بخش‌های بالایی لوله گوارش به همراه احساس طعم فلز در دهان از علائم مسمومیت با فلزات است.
تمام فلزاتی که در مشاغل استفاده می‌شوند، مسمومیت ایجاد نمی‌کنند. آلومینیوم، آنتیموان، آرسنیک، بریلیم، کادمیوم، کروم ، کبالت، سرب، جیوه، پلاتینوم، تالیوم، قلع، اورانیوم، وانادیوم و روی فلزات سمی مهم در محیط کار هستند که سمیت آن‌ها را در این بخش از مطلب مجله فرادرس مرور می‌کنیم.
آلومینیوم
آلومینیوم در صنایع کنسروسازی، ساختمان‌سازی، حمل و نقل و الکترونیک کاربرد دارد. آلومینیوم سولفات، پتاسیم آلوم و زئولیت سنتزی، ترکیبات معدنی آلومینیوم هستند که در تصفیه آب، چرم‌سازی و صنایع کاغذ کاربرد دارند. سمیت این فلز نسبت به فلزات دیگر کمتر است. این فلز در سیستم تنفسی و عصبی مسمومیت ایجاد می‌کند. فیبروز ریه و آسم اثر مسمومیت دستگاه تنفس و ناهماهنگی عضلات اسکلتی، لرزش بدن، آسیب مغزی و اختلالات شناختی اثر مسمومیت دستگاه عصبی با آلومینیوم است. تعیین غلظت آلومینیوم ادرار در افرادی که مشکل کلیوی ندارند، حساس‌ترین روش سنجش مسمومیت آلومینیوم است.
آنتیموآن
آنتیموآن در قلب و عروق، تنفس و پوست مسمومیت ایجاد می‌کند. التهاب شدید ریه، آسیب میوکارد ریه و سوختگی پوست از عوارض مسمومسیت با آنتیموآن است.
آرسنیک
از آرسنیک در تولید رنگ، آلیاژها، کاشی و سرامیک، تولید مواد آتش‌بازی، ظروف شیشه‌ای و صنایع نیمه‌هادی استفاده میشود. به علاوه آرسنیک یکی از محصولات جانبی در استخراج سرب، مس و طلا است. درد شدید شکم، اسهال خونی و بوی سیر نفس نشانه‌های مسمومیت با آرسنیک است. گاز آرسین مهم‌ترین عامل مسمومیت آرسنیک است. این گاز بی‌رنگ از ترکیب آرسنیک با اسید تولید میشود. این فلز در سیستم قلب و عروق، لوله گوارش، کلیه، پوست، سیستم عصبی و کبد مسمومیت ایجاد می‌کند. افزایش مقاومت دیواره رگ‌ها، نارسایی میوکارد قلب، خونریزی دیواره لوله گوارش، تاول‌های زیرمخاط لوله گوارش، نکروز توبولهای کلیه، کاهش حجم ادرار، دفع پروتئین یا خون در ادرار، التهاب پوستی، شکنندگی ناخن‌ها، افزایش لک‌های پوستی، سرطان پوست، تجزیه میلین نورون‌ها، آسیب مغزی و سیروز کبدی عوارض مسمومیت آرسنیک است. اندازه‌گیری غلظت آرسنیک معدنی، مونومتیل آرسنیک‌اسید و کاکودیلیک‌اسید در ادرار بهترین روش برای تشخیص مسمومیت غیرمزمن آرسنیک است.
بریلیم
بریلیم سی و پنجمین عنصر فراوان پوسته زمین است. بریلیم آزاد شدن در زمان اشتعالل ذغال‌سنک و گازوئیل از بریلیم منتشر شده در زمان استخراج و مصرف این عنصر بیشتر است. این فلز در صنایع الکترونیک، مکانیک و هوافضا کاربرد دارد. این فلز در سیستم تنفسی مسمومست ایجاد می‌کند. عوارض ناشی از مسمومیت آرسنیک تنگی نفس و سرفه‌ای مزمنی است که منجر به بیماری گرانولوماتوز، آبسه ریه و سل خفیف میشود.
کادمیوم
کادمیوم در صنایع باتری‌سازی، پلاستیک، جوشکاری، لحیم‌کاری و تولید آلیاژها کاربرد دارد. این فلز به پروتئین متالوتیونین پلاسما متصل و به اندام‌های مختلف منتقل میشود. کادمیوم از راه دستگاه تنفس و لوله گوارش جذب میشود. مسمومیت مزمن این فلز به کلیه آسیب می‌رساند و دفع پروتئین در ادرار یکی از نشانه‌های آن است. برونشیت مزمن، آمفیزیا و سرطان ریه سایر عوارض میمومیت کادمیوم است. برای بررسی مسمومیت کادمیوم در افرادی که به تازگی در معرض این فلز بوده‌اند از تعیین غلظت کادمیوم در خون و برای مسمومیت‌های مزمن از سنجش پروتئین در ادرار استفاده میشود.
کروم
از کروم در تولید استیل بی‌رنگ، آبکاری فلزات، تولید رنگ و چرم‌سازی استفاده میشود. شکل سه‌ظرفیتی این فلز نامحلول در مایعات بدن است و سمی نیست. اما مسمومیت با کروم شش‌ظرفیتی به پوست و بافت مخاطی بدن آسیب می‌رساند. برای تشخیص این مسمومیت از تعیین غلظت کروم در ادرار و پلاسما استفاده میشود.
کبالت
کبالت یکی از فلزات ضروری برای فعالیت‌های طبیعی بدن است. اما دوز بالای آن در طولانی‌مدت ممکن است مسمومیت ایجاد کند. مسمومیت با این فلز التهاب ریه و نارسایی قلبی ایجاد می‌کند. برای تشخصی مسمومیت کبالت از تعیین غلظت این عنصر در خون، ادرار، مو و ناخن استفاده میشود.
سرب
سرب یکی از فلزهای پرکاربرد در صنایع مختلف است. این فلز از مسیر گوارش و تنفس وارد بدن میشود. این فلز در سلول‌های خونی و استخوان‌ها ذخیره و همراه ادرار دفع میشود. سرب در مغز استخوان، سیستم عصبی، اندام‌های دستگاه گوارش، کلیه، دستگاه تولید مثل و سیستم قلبی عروقی مسمومیت ایجاد می‌کند. کم‌خونی، آسیب مغزی، بی‌حسی اندام‌های حرکتی، زخم‌های کولیک، یبوست، از بین رفتن توبولهای کلیه، سقط جنین، کاهش تعداد و فعالیت اسپرم، ناباروری و فشار خون بالا از عوارض مسمومیت با سرب است.
جیوه
از جیوه در دندان‌پزشکی، ساخت تجهیزات پزشکی، ساخت باتری، تولید کلر و سدیم هیدروکسید استفاده میشود. این فلز در دمای اتاق مایع است و به سه کل فلزی (Hg)، معدنی ($$Hg^{2+}$$) و آلی ($$Hg^{4+}$$) وجود دارد. بخار جیوه فلزی از راه تنفس وارد ریه‌ها شده و در بدن به جیوه معدنی تبدیل میشود. جیوه معدنی بیشتر از راه تنفس و بخش کمی از آن از راه گوارش وارد بدن شده و همراه ادرار و مدفوع دفع میشود. جیوه آلی بیشتر از راه گوارش وارد بدن شده و همراه صفرا دفع میشود. مسمومیت جیوه به کلیه و دستگاه گوارش (جیوه معدنی)، سیستم عصبی (جیوه فلزی و آلی) و دستگاه تنفس (بخار جیوه فلزی) آسیب می‌رساند.
پلاتین
از پلاتین به عنوان کاتالیزور در صنایع موتورسازی، جواهرسازی و دندان‌پزشکی استفاده میشود. نمک‌های این فلز مسمومیت بیشتری نسبت به اتم فلزی ایجاد می‌کنند. مسمومیت با پلاتین با واکنش‌های آلرژی سریع ازجمله آسم، آبریزش بینی و التهاب پوستی همراه است.
تالیوم
تالیوم فلزی است که در سنگ معدن‌های گوگردی و پتاسیمی وجود دارد. از این فلز در تولید دماسنج‌های دما پایین، قطعات نیمه‌هادی و لنزهای نوری استفاده میشود. سرعت انتشار این فلز در بدن زیاد است و راه پوست هم جذب میشود. این فلز تمایل زیادی به گروه‌های سولفیدریل دارد. به همین دلیل بسیاری از واکنش‌های آنزیمی بدن را مهار می‌کند. مسمومیت تالیوم با علائم گوارشی ازجمله احساس تهوع، استفراغ و اسهال شروع میشود و با آسیب سیستم عصبی، دستگاه تنفس، سیستم بینایی و قلب ادامه می‌یابد. خطوط آبی-طوسی روی لثه‌ها و لکه‌های تیره اطراف ریشه مو علائم دیگر مسمومیت با تالیوم است. برای تشخیص مسمومیت این فلز بیشتر از تست ادرار استفاده میشود.
قلع
از قلع برای آبکاری فلزات، تولید آلیاژ و لحیم‌کاری استفاده میشود. کارکنان صنایع مختلف ممکن است با بخار، نمک‌ها یا ترکیبات آلی قلع در تماس باشند. استنشاق بخار این فلز منجر به التهاب ریه بدون علائم میشود. نمک‌های قلع سمیت کمی دارند و ترکیبات آلی آن آسیب‌های عصبی و پوستی ایجاد می‌کند.
اورانیوم
اورانیوم بیشتر در تولید انرژی هسته‌ای و بمب‌های هیدروژنی کاربرد دارد. اما به عنوان ماده حاجب در میکروسکوب الکترونی و قطعات نیمه‌هادی قوی نیز کاربرد دارد. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو تنها شکل این فلز است که پس از چند مرحله واپاشی به سرب تبدیل میشود. قرار گرفتن در معرض پرتوهای گامای اورانیوم و استنشاق گرد و غبار آن منجر به مسمومیت میشود.
وانادیوم
بیشترین کاربرد وانادیوم در تولید استیل است. این فلز برای افزایش استحکام آلیاژهای تیتانیوم نیز استفاده میشود. وانادیوم بیشتر از مسیرهای تنفسی وارد بدن شده و همراه ادرار دفع میشود. سبز شدن رنگ زبان و احساس طعم فلز علائم مسمومیت وانادیوم است. مسمومیت این فلز منجر به آسیب پوست، بافت مخاطی و ریه‌ها میشود.
روی
روی یک فلز ضروری برای آنزیم‌های بدن انسان است. اما غلظت بالای آن منجر به مسمومیت میشود. تب بخار فلز مهم‌ترین اختلالی است که در اثر مسمومیت روی ایجاد میشود. علائم این اختلال شبیه آنفولانزا است و معمولا ۴ تا ۶ ساعت پس از ورود فلز به بدن ایجاد میشود. خستگی مفرط، لرز، درد عضلانی، سرفه، تنگی نفس، تشنگی و احساس طعم فلز علائم تب بخار فلز است که معمولا پس از ۳۶ ساعت از بین می‌رود.
درمان مسمومیت فلزی
برای درمان مسمومیت‌های فلزی از ترکیبات کلات‌کننده استفاده می شود. این ترکیبات به یون‌های فلزی متصل می‌شوند و با تشکیل کمپلکس‌های محلول درآب از برهم‌کنش یون فلزی با ساختارهای زیستی جلوگیری می‌کنند. جدول زیر انواع ترکیبات کلات‌کننده و فلزی که با آن‌ها کمپلکس تشکیل می‌دهند را نشان میدهد.
| ترکیب کلات‌کننده | فلز |
| $$CaNa_2-EDTA$$ (سدیم-کلسیم اتیلن دی‌آمین تترا استیک اسید) | سرب، بریلیم، کادمیوم، کبالت، مس، آهن، منگنز، نیکل، نقر و روی |
| دی‌مرکاپرول | آرسنیک، کادمیوم، سرب و جیوه |
| پنی‌سیلامین | مس، سرب، جیوه و روی |
| دیفروکسامین | آهن |
| DMSA (دی مرکاپتوسوکسینیک اسید) | سرب |
سم شناسی آفت کش ها
آفتکشها ترکیباتی هستند که در کشاورزی برای از بین بردن و مهار آفت‌ها ازجمله حشرات، قارچ‌ها، جوندگان و علف هرز استفاده می‌شوند. آفتکشها را می‌توان بر اساس میزان خطری که برای پستانداران ایجاد می‌کنند، آفتی که از بین می‌برند یا بر اساس ساختار شیمیایی دسته‌بندی کرد. این ترکیبات از راه تنفس، پوست و لوله گوارش وارد بدن می‌شوند. این ترکیبات ممکن است هنگام حمل و نقل یا در زمان استفاده، کشاورزان را آلوده کند. در این بخش از مطلب سم شناسی شغلی عواض مسمومیت با آفتکشهای فسفات آلی، کاربامات‌ها، پیرتروئیدها، آفتکشهای کلر آلی، ترکیبات بی‌پریدیل، تریازین‌ها، دی‌کربوکسیمیدها، ترکیبات ضدانعقاد خون، فلورواستیک‌اسید و مشتقات آن را توضیح می‌دهیم.
- آفتکشهای فسفات آلی: آفتکشهای فسفات آلی بیشتر برای از بین بردن حشرات استفاده می‌شوند. اما در از بین بردن قارچ‌ها، کرم‌ها و علف هرز نیز کاربرد دارند. اتم فسفات تمام این ترکیبات با پیوند دوگانه به اکسیژن (فسفات) یا گوگرد (فسفوروتیوآت) متصل است. ترکیبات فسفات آلی آنزیم استیل کولین استراز حشرات و پستانداران را مهار می‌کنند. این آنزیم انتقا‌ل‌دهنده عصبی استیل کولین در سیناپس‌های عصبی را تجزیه می‌کند. مهار این آنزیم با تجمع استیل کولین در سیناپس و سندروم کولینرژیک همراه است. افزایش عرق و بزاق، افزایش ترشحات مخاطی دستگاه تنفسی، افزایش مقاومت دیواره نایژه‌ها، کاهش قطر مردمک، افزایش حرکات لوله گوارش، اسهال، لرزش بدن و پرش ماهیچه‌ها علائم این سندروم هستند.
- کاربامات‌ها: کاربامات‌ها آفتکشهای مشتق از کاربامیک‌اسید هستند. بر اساس گروه کربنی متصل به نیتروژن، این ترکیبات برای از بین بردن حشرات و کرم‌ها (گروه متیل)، علف هرز (گروه آروماتیک) و قارچ‌ها (بنزیمیدازول) استفاده میشود. حشره‌کش‌های این گروه آنزیم استیل کولین استراز را مهار می‌کنند. مسمویت این آفتکشها با سندروم کولینرژیک همراه است. اما کاربامات‌های از بین‌برنده علف هرز در پستانداران سمیت ایجاد نمی‌کند. در مسمومیت‌های حاد این آفتکشها از تزریق آتروپین برای درمان استفاده میشود.
- پیرتروئیدها: پیرتروئیدها از ترکیب طبیعی پیرترین (در گل داووی) مشتق می‌شوند. این حشره‌کش‌ها از فسفات آلی و کاربامات پایدارتر هستند و سمیت کمتر برای پستانداران دارند. این ترکیبات کانال‌های ولتاژی سدیم در نورون‌ها و انتقال پیام عصبی در حشرات را مهار می‌کنند. جذب این آفتکشها از پوست انسان بسیار کم است و به ندرت از راه لوله گوارش مسمومیت حاد ایجاد می‌کنند. پیرتروئیدها در بدن انسان در دو مرحله متابولیزه می‌شوند. در مرحله اول آنزیم‌های کربوکسیل استراز کبد و پلاسما پیوند استری اینن ترکیبات را هیدرولیز و در مرحله دوم آنزیم‌های سیتوکروم P450 الکل این ترکیبات را اکسید می‌کند. مسمومیت با این ترکیبات سندروم T یا CS ایجاد می‌کند. تحریک‌پذیری، پرخاشگری، لرزش بدن علائم سندروم T و افزایش ترشح بزاق، تشنج و تیک عصبی علائم سندروم CS هستند.
- آفتکشهای کلر آلی: از کلر آلی برای از بین بردن حشرات استفاده میشود. این ترکیبات شامل مشتقات اتان دارای کلر، سیکلودین‌ها، هگزاکلروسیکولوهگزان‌ها و کپون (Kepone) میشود. مسمومیت حاد این ترکیبات منجر به تحریک بیش از حد سیستم عصبی میشود و مسمومیت مزمن آن اختلال‌های کبد و دستگاه تولید مثل ایجاد می‌کند.
- ترکیبات بی‌پریدیل: بی‌پریدیل‌ها گروهی از ترکیبات آلی هستند که در ساختار آن‌ها دو حلقه پریدیل (حلقه شش‌تایی با پنج کربن، ۴ هیدروژن و یک نیتروژن) تشکیل می‌شوند. پاراکوآت و دی‌کوآت دو ترکیب بی‌پریدیل هستند که با به هم ریختن ساختار غشای پلاسمایی، علف‌های هرز را به صورت غیرانتخابی از بین می‌برد. این ترکیب در انسان سمیت حاد و شدید ایجاد می‌کند. پارکوآت در سلول‌های نوع II دیواره آلوئول‌های ریه جمع میشود. این ترکیب در سلول‌ها با دریافت هیدروژن از NADPH و تولید هیدروژن پراکسید به رادیکال آزاد تبدیل میشود. دوز مرگ‌آور این ترکیب دیواره در ۲۴ ساعت دیواره آلوئول‌های ریه را از بین می‌برد و منجر به ادم، التهاب ریه و در نهایت مرگ به دلیل کمبود اکسیژن میشود. مسمومیت مزمن با دی‌کوآت منجر به اختلال در عملکرد اندام‌های لوله گوارش، کلیه‌ها و چشم میشود. این ترکیب مثل پاراکوآت در سلول به رادیکال تبدیل میشود. احساس تهوع، استفراغ، اسهال، زخم دهان و گلو کاهش عملکرد کلیه و اختلالات عصبی علائم مسمومیت دی‌کوآت هستند.
- تریازین‌ها: از تریازین‌ها برای از بین بردن علف هرز استفاده میشود. ساختار این ترکیبات از یک حلقه شش‌تایی با سه اتم نیتروژن و سه اتم کربن تشکیل شده است که به شاخه‌های کربن و نیتروژن متصل هستد. تریازین‌ها با مهار فتوسنتز رشد علف‌های هرز را مهار می‌کنند و سمیت کمی برای انسان‌ها دارند. این ترکیبات پس از ورود به بدن سریع دفع میشود.
- دی کربوکسیمیدها: کاپتان (Captan) و فول پت (folpet) دی‌کروکسیمیدهایی هستند که برای از بین بردن قارچ‌ها استفاده می‌شوند. تماس با این ترکیبات منجر به حساسیت‌های پوستی و چشم میشود. جذب این ترکیبات از راه پوست کم است.
- ترکیبات ضد انعقاد خون: مشتقات کومارین ازجمله وارفارین (warfarin) ترکیبات ضدانعقاد خون هستند مه برای از بین بردن جوندگان استفاده میشود. این ترکیبات با مهار آنزیم ویتامین K اپوکسید ردوکتاز، کاهش ویتامین K را مهار می‌کنند. ویتامین K کاهش‌یافته برای سنتز فاکتورهای انعقادی ضروری است. دفع خون در اردار، خونریزی لثه، خونریزی بینی، خونریزی اندام‌های لوله گوارش و خون‌مردگی خوبه‌خودی پوست علائم مسمومیت با آفتکشهای ضدانعقاد خون جوندگان است.
- فلورواستیک‌اسید و مشتقات آن: سدیم فلورواستات و فلواستامید ترکیباتی هستند که تی مقدار کم آن‌ها جوندگان را از بین می‌برد. این ترکیبات برای انسان نیز بسیار خطرناک هستند. فلورواستات شکل فعال این ترکیبات است که با مهار چرخه کربس تولید ATP در سلول را کاهش میدهد. این ترکیبات در دستگاه عصبی و قلب مسمومیت ایجاد می‌کنند و منجر کبودی پوست به دلیل اکسيژن خون پایین، تشنج و تغییر ضربان قلب می‌شوند.
سم شناسی حلال های آلی
حلال‌های آلی ترکیباتی مایع با چربی‌دوستی و خاصیت تبخیر متفاوت هستند. از این ترکیبات در بسیاری از صنایع برای حل کردن ترکیباتی استفاده میشود که در آب حل نمی‌شود. با افزایش تعداد کربن یا اتم‌های هالوژن در ساختار حلال‌های آلی چربی‌دوستی افزایش و خاصیت تبخیر آن‌ها کاهش می‌یابد. این ترکیبات از راه پوست، دستگاه تنفس و لوله گوارش وارد بدن می‌شوند. سمیت حلال‌های آلی به تعداد اتم‌های کربن، تعداد پروندهای دوگانه بین اتم‌های کربن، ساختار حلال (خطی، منشعب یا حلقوی)، وجود گروه‌های هالوژن و نوع گروه‌های عاملی بستگی دارد.
اثرات بدن بر سموم در سم شناسی شغلی
بدن انسان سیستمی پویا است و بر ترکیبات شیمیایی اثر می‌گذارد. این ترکیبات پس از ورود به بدن در بافت‌ها جذب، از بافتی به بافت‌های دیگر منتقل و در نهایت از بدن خارج می‌شوند. در این مسیر بدن ساختار شیمیایی بعضی از ترکیبات را تغییر میدهد. احتمال ورود ترکیبات شیمیایی از راه ریه و پوست بیشتر از لوله گوارش است. سموم در صورتی از لوله گوارش وارد بدن می‌شوند که فرد با دستان آلوده غذا میل کند. پوست سد دفاعی قوی در برابر ورود ترکیبات خارجی به بدن است. با این حال بعضی از مواد شیمیایی از این بخش عبور می‌کنند و به بافت‌های داخلی منتقل می‌شوند. مولکول‌های شیمیایی خطرناک مثل مولکول‌های طبیعی بدن با انتقال فعال، انتشار ساده یا اندوسیتوز از غشای پلاسمایی سلول‌ها عبور می‌کنند و از سلول‌ها وارد خون می‌شوند.
مواد شیمیایی به‌وسیله خون از پوست، ریه‌ها یا اندام‌های لوله گوارش به اندام‌های دیگر منتقل می‌شوند. این ترکیبات بر اساس برهم‌کنش با مولکول‌های سلولی و آبگریزی به مقدار متفاوتی در سلول‌ها جمع میشود. برای مثال سرب بیشتر در بافت استخوان و دندان‌ها جمع میشود. تجمع مواد شیمایی در بدن علاوه بر آسیب‌های بافتی ممکن است منجر به مرگ فرد شود. اما بخش زیادی از این مواد همراه ادرار یا مدفوع از بدن خارج می شوند. ترشحات دیگر بدن ازجمله عرق، بزاق، منی و شیر مادر راه‌های دیگر دفع مواد شیمیایی از بدن است. به علاوه بعضی از گازهای شیمیایی با بازدم از ریه‌ها خارج می‌شوند.
بدن مواد شیمیایی خطرناک را با واکنش‌های بیوشیمیایی به متابولیت‌های کم‌خطر و محلول در آب تبدیل می‌کند. از آن‌جا که ادرار و سایر مایعات بدن از آب تشکیل شده است، دفع مواد شیمیایی محلول در آب آسان‌تر است. متابولیسم این ترکیبات در دو مرحله انجام میشود. کبد محل اصلی متابولیسم ترکیبات شیمیایی است اما بعضی از آنزیم‌های این مسیر در ریه، روده کوچک، قشر غده فوق کلیه و کلیه‌ها هم وجود دارد.
- در مرحله اول گروه‌های عاملی ($$OH, NH_2, SH, COOH$$) با واکنش‌های اکسایش-کاهش و هیدرولیز به ترکیب شیمیایی اضافه میشود که انحلال‌پذیری این ترکیبات در آب را به مقدار کمی افزایش میدهد. آنزیم‌های سیتوکروم P450 نقش اصلی در این مرحله دارند. این آنزیم‌ها در شبکه اندوپلاسمی قرار دارند و واکنش‌های اکسایش را کاتالیز می‌کنند. مونوکسیژنازهای دارای فلاوین، اپوسیدهیدرولازها، استرازها، آمیدازها و دهیدروژنازها آنزیم‌های دیگر مرحله اول هستند.
- در مرحله دوم در واکنش‌های آنزیمی گروه‌های اسیدی (گلوکورونیک‌اسید یا سولفونیک‌اسید) یا آمینواسیدها به ترکیب شیمیایی اضافه میشود. گلوکورونیل ترانسفراز، گلوتاتیون S- ترانسفراز، سولفوترانسفراز، آمینواسید کانجوگاز، متیل ترانسفراز و N-استیل ترانسفراز آنزیم‌های این مرحله هستند.
اثرات سموم بر بدن در سم شناسی شغلی
در بخش‌های قبلی مطلب سم شناسی شغلی با تعداد زیادی از ترکیبات آشنا شدیم که اثرات متفاوتی بر بدن انسان دارند. اثر این ترکیبات بر بدن را می‌توان به انواع بافتی یا سیستمی، اختصاصی یا غیراختصاصی، حاد یا مزمن، برگشت‌پذیر یا غیربرگشت‌پذیر و سلولی یا مولکولی تقسیم‌بندی کرد.
- اثر بافتی یا سیستمی: پوست، لوله گوارش و ریه‌ها سه راه اصلی ورود سموم به بدن هستند. بعضی از سموم در همین اندام‌ها باقی می‌مانند و مسمومیت منطقه‌ای ایجاد می‌کنند. اما بعضی از سموم به‌وسیله خون به اندام‌های دیگر منتقل می‌شوند و مسمومیت سیستمی ایجاد می‌کنند.
- اثر اختصاصی یا غیر اختصاصی: بیشتر سلول‌ها مولکول‌ها و مسیرهای بیوشیمیایی مشابه دارند. بعضی از سم‌ها این مسیرهای را تغییر می‌دهند. در نتیجه ساختار یا فعالیت تعداد زیادی از سلول‌های بدن را به طور غیراختصاصی تغییر می‌دهند. اما بعضی از سموم مولکول‌ها و مسیرهای بیوشیمیایی را تغییر می‌دهند که مختص یک نوع سلول است و اثر اختصاصی دارند.
- اثر حاد یا مزمن: مسمومیت حاد در اولین مواجه با ترکیب شیمیایی و مسمومیت مزمن در اثر مواجه طولانی‌مدت با ترکیب شیمیایی ایجاد میشود.
- اثر برگشت‌پذیر یا غیربرگشت‌پذیر: بدن می‌تواند اثر بعضی از مسمومیت‌ها را جبران کند. اما بعضی از ترکیبات شیمیایی در بدن آسیب پایدار ایجاد می‌کنند. برای مثال سلول‌های کبدی پس از مسمومیت تقسیم می‌شوند و بافت آسیب‌دیده با بافت سالم جایگزین میشود.
- اثر سلولی یا مولکولی: بعضی از سموم منجر به مرگ برنامه‌ریزی شده یا نکروز سلول‌ها میشود. اما بعضی از سموم ساختار DNA، برهم‌کنش پروتئین‌های غشایی با لیپیدها و ساختار پروتئین‌های سلولی را تغییر می‌دهند.
ارتباط دوز ماده شیمیایی و اثر آن بر بدن
در سمشناسی فرض بر این است که دوز ماده شیمیایی با اثر آن بر بدن ارتباط دارد. دوز مقدار ماده شیمیایی است که در بازه زمانی مشخص به بافت هدف منتقل میشود. هر چه دوز ماده شیمیایی افزایش یابد اثر آن بر موجود زنده نیز افزایش می‌یابد. اثر ماده شیمیایی بر انسان علاوه بر دوز ماده شیمیایی به مدت زمان و دفعات قرار گرفتن در معرض ماده شیمیایی، سن، ویژگی‌های ژنتیکی، نوع تغذیه، سبک زندگی، بیماری‌های زمینهای و جنسیت فرد بستگی دارد.
ارزیابی ریسک در سم شناسی شغلی
هدف از ارزیابی ریسک در سم شناسی شغلی بررسی احتمال آسیب‌زایی مواد شیمیایی که در محیط کار استفاده میشود و تعیین قوانین لازم برای حفظ ایمنی کارکنان است. ارزیابی ریسک باید به صورت رسمی و دوره‌ای انجام شود و اطلاعات بدست آمده ثبت شود. اولین مرحله ارزیابی احتمال خطر ترکیبات شیمیایی در محیط کار شناسایی ترکیبات است. در مرحله دوم مواجه با ترکیب شیمیایی بررسی میشود. در مرحله سوم روش‌های کنترل خطر احتمالی بررسی میشود. در مرحله چهارم نتایج ارزیابی ثبت میشود و در مرحله آخر نتاج ارزیابی مرور میشود.
شناسایی عوامل خطر
شناسایی مواد شیمیایی شامل ارزیابی تمام محصولات شیمیایی انبار شده، مواد شیمیایی جدید خریداری شده، مواد شیمیایی تولید شده در فرایند انجام کار، محصولات جانبی و ترکیبات حدواسط واکنش‌های شیمیایی میشود. نام ماده شیمیایی، نام شرکت تولید‌کننده، محل انبار ماده شیمیایی و مقدار تقریبی انبار شده حداقل اطلاعاتی است که در این مرحله ثبت میشود. تمام مواد شیمیایی آسیبزا در لیست تهیه شده در مرحله قبل مشخص میشود. معمولا روی بسته ترکیبات آسیبزا برچسب‌های مشخصی وجود دارد. سمیت مواد شیمیایی که برای اولین بار تولید شدهاند، با تست‌های شیمیایی بررسی میشود. طبقه‌بندی فرایند ارزیابی به این پرسش پاسخ میدهد که چه چیزی ارزیابی میشود. ارزیابی ممکن است برای یک ماده شیمیایی، چند ماده شیمیایی با ویژگی‌های مشترک، مراحل انجام یک فرایند یا یکی از فعالیت‌ها ازجمله شرایط انبار، انجام شود.
بررسی سمیت ترکیبات شیمیایی
سمیت ترکیبات شیمیایی را می‌توان با بررسی ساختار شیمیایی، روش‌های in vitro و کوتاه‌مدت، مطالعات حیوانی و مطالعات اپیدمیولوژی مشخص کرد.
- ساختار، انحلال، حساست به pH، الکترو‌خواهی، قابلیت تبخیر و واکنش‌پذیری یک ماده شیمیایی نقش مهمی در میزان سمیت آن دارد. این مشخصات را می‌توان با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی یا شبیه‌سازی‌های کامپیوتری مشخص کرد.
- در روش‌های in vitro میزان سمیت ترکیبات شیمیایی در باکتری‌ها یا سلول‌های مدل انسانی بررسی میشود. به کمک این روش‌ها می‌توان مکانیسم ایجاد مسمومیت ترکییات را مشخص کرد. به علاوه این روش‌ها سریع‌تر و ارزان‌تر از مطالعات حیوانی هستند.
- از شباهت مکانیسم‌های بدن حیوانات برای بررسی بسیاری از فرایندهای انسانی استفاده میشود. بررسی سمیت ترکیبات شیمیایی یکی از این فرایندها است. در سمشناسی فرض بر این است که ترکیبات سرطان‌زا در حیوانات در انسان‌ها هم سرطان ایجاد می‌کنند. نکته مهم در این این آزمایشها انتخاب نوع حیوان آزمایشگاهی، تعداد دفعات مواجهه با ماده سمی و غلظت ماده سمی در هر مواجهه است.
- مطالعات ایپدمیولوژی که ارتباط مستقیم یک ماده شیمیایی با بیماری ایجاد شده را مشخص می‌کنند یکی از بهترین راه‌های بررسی خطر مواجهه با ترکیبات شیمیایی است. این مطالعات را به سه «روش مقطعی» (Cross-Sectional Study)، «هم‌گروهی» (Cohort Study) یا «موردی-شاهدی» (Case–Control Study) انجام داد. در مطالعات مقطعی گروهی از کارکنان برای تعیین مواجه با عامل خطرناک و بیمار بودن یا نبودن در بازه زمانی مشخص بررسی می‌شوند. با این مطالعه نمی‌توان علت بیماری را مشخص کرد. در مطالعات هم‌گروهی کارکنان بر اساس اینکه با عامل خطرناک مواجه شدهاند یا نه، انتخاب می‌شوند. در این مطالعات بروز بیماری در کارکنان در طول زمان مشخص میشود. در مطالعات موردی-شاهدی کارکنان بر اساس وضعیت بیماری انتخاب می‌شوند. در این مطالعات کارکنان بیمار و کارکنانی که با شرایط مشابه بیماری را بروز نمی‌دهند انتخاب و سابقه مواجهه آن‌ها با عامل خطرناک بررسی میشود.
بررسی مواجهه با ترکیب شیمیایی
پس از شناسایی عوامل خطرناک، راه‌های مواجه کارکنان با این عوامل باید بررسی شود. پاسخ سوالات زیر راه و میزان مواجهه کارکنان با ترکیب شیمیایی را مشخص می‌کند.
- روش استفاده از ترکیب شیمیایی چیست و چند وقت یکبار از آن استفاده میشود؟
- کارکنان از چه راهی (دستگاه تنفس، پوست، لوله گوارش یا سایر اندام‌ها) در معرض این ماده قرار می‌گیرند؟
- چه مقدار از ماده مورد نظر استفاده یا تولید میشود؟
- در هر دقیقه یا روز کاری، کارکنان در معرض چه مقدار ترکیب شیمایی مورد نظر قرار می‌گیرند؟
- چند نفر و کدام افراد از ماده شیمیایی استفاده می‌کنند؟
- آیا ماده مورد نظر با ترکیبات دیگر مخلوط میشود؟
- آیا ماده مورد نظر در دما و فشار بالا استفاده میشود؟
- آیا ماده مورد نظر برای افرادی که از آن استفاده نمی‌کنند اما در محل استفاده هستند، خطرناک است؟
کنترل ریسک ماده شیمیایی در سم شناسی شغلی
اولین اقدام برای کنترل خطر احتمالی ماده شیمیایی حذف آن ماده از فرایندهای و محیط کار است. اگر امکان حذف ماده خطرناک وجود نداشت، با ماده‌ای بی‌خطر یا کم‌خطر جایگرین میشود. اما اگر امکان جایگزینی وجود نداشت، محل استفاده و نگه‌داری ماده خطرناک باید با محافظ‌های فیزیکی از کارکنان جدا شود. برای مثال ترکیباتی که مسمومیت تنفسی ایجاد می‌کنند، در محفظه‌ای شیشه‌ای و کاملا جدا از کارکنان وزن می‌شوند. اگر امکان جدا کردن ماده خطرناک وجود نداشت، کارکنان اجازه کار با ماده بدون استفاده از تجهیزات محافظتی (دستکش، عینک، ماسک و لباس مخصوص) را ندارند.
ثبت و مرور نتایج ارزیابی
ثبت نتایج ارزیابی حتی زمانی که بررسی‌ها خطری را نشان نمی‌دهند، ضروری است. نتایج باید با بیانی ساده و واضح، و با تمام جزئیات ثبت شوند. ارزیابی‌ها باید در فواصل زمانی مشخص یا با تغییر دستگاه‌ها، فرایندهای انجام کار و کارکنان تکرار شوند.
پیشگیری از مسمومیت شغلی
پیشگیری بهترین راه حفاظت از کارکنان در برابر مسمومیت‌های شیمیایی در محیط کار است. بررسی دوره‌ای و منظم آلایندهها در محیط کار به تشخیص زودهنگام آلودگی‌های محیطی و از بین بردن سریع آن‌ها کمک فراوانی می‌کند. برای پیشگیری از آسیب کارکنان تمام ترکیبات خطرناک باید برچسب معرفی داشته باشند و در محل‌های مشخص نگه‌داری شوند. به علاوه تمام کارکنان باید در مورد موادی که در طول کار از آن‌ها استفاده می‌کنند و روش‌های صحیح استفاده از آن آموزش دیده باشند. استفاده از وسایل محافظتی ازجمله عینک، دستکش، ماسک، عینک‌های ایمنی و لباس‌های محافظ امکان مسمومیت شغلی را کاهش میدهد.
سوالات متداول سم شناسی شغلی
در این بخش از مطلب مجله فرادرس به تعدادی از سوالات پیرامون سم شناسی شغلی پاسخ می‌دهیم.
روش های تشخیص مسمومیت شغلی چیست؟
تشخیص ارتباط بیماری کارکنان به سه دلیل مشکل است. اول، بیماری‌های وابسته به سموم شغلی علائم مشترکی با بیماری‌های غیر وابسته به این عوامل دارد. دوم، ممکن است فاصله در معرض سموم قرار گرفتن تا بروز بیماری زیاد باشد و سوم، ممکن است عوامل شخصی یا محیطی دیگری در ایجاد بیماری دخیل باشد. اما بیشتر ترکیبات سمی را می‌توان در خون، سرم، ادرار و مو شناسایی کرد. برای بررسی مسمومیت‌های حاد معمولا از نمونه خون و بررسی مسمومیت‌های مزمن معمولا از نمونه ادرار استفاده میشود. در این آزمایشها غلظت ترکیب شیمیایی یا متابولیت‌ها آن در مایعات بدن اندازه‌گیری میشود. به علاوه برای بررسی دقیق‌تر مسمومیت می‌توان از سونوگرافی، اندوسکوپی یا تصویربرداری پزشکی بهره برد.
حد مواجهه شغلی چیست؟
بر اساس آزمایشها، در پروتکلهای ایمنی سمشناسی شغلی، دوزی از ماده شیمیایی به عنوان حد مجاز مواجه شغلی در نظر گرفته میشود. حد مواجهه شغلی دوزی از آلایندهها را نشان میدهد که اگر کارکنان هر روز و سالهای متوالی در معرض آن قرار بگیرند، هیچ آسیبی نمیبینند. حد مجاز مواجهه شغلی در چهار دسته میانگین وزنی-زمانی، حد مواجه کوتاه‌مدت، حد سقفی و حد مجاز سطح طبقه‌بندی میشود. میانگین ورزنی-زمانی غلظت مجاز ماده شیمیایی است که اگر کارکنان ۵ روز در هفته و هر روز به مدت ۸ ساعت در معرض آن باشند، آسیبی ایجاد نمی‌کند. این حد برای مواد شیمیایی تعریف میشود که در مواجه طولانی‌مدت آسیبزا هستند. حد مواجه کوتاه مدت غلظت مجاز ماده شیمیایی است که در ۱۵ دقیقه مواجه آسیبی برای فرد ایجاد نمی‌کند. حد سقفی، حداکثر غلظت مجاز مواجهه با ترکیب شیمیایی است. این حد مجاز معمولا برای ترکیبات بسیار آسیبزا تعریف میشود.
