Основные понятия токсикологии
Содержание
Введение
Для современного человека стало привычным жить в обстановке токсикологической напряженности, обусловленной экологическими и техногенными катастрофами, профессиональными вредностями и т.д.
В настоящее время в Российской Федерации функционирует более 3500 объектов, на которых имеются запасы токсичных химических веществ (ТХВ). Ежегодный выброс в атмосферу составляет свыше 20 млн. тонн химических веществ. На территории регионов скопилось более 80 млн. тонн твердых и жидких химических отходов. Химическое загрязнение атмосферы происходит продуктами добычи и переработки нефти, рудными и нерудными полезными ископаемыми, ядами растительного и животного происхождения. Источником химического загрязнения являются промышленные и транспортные выбросы, пестициды и минеральные удобрения. Возник новый термин «дети магистральных улиц». Бронхиальную астму, повышенную утомляемость, онко и другие заболевания у детей связывают с воздействием отработанных газов автомобильных двигателей (оксиды азота и углерода, углеводороды и бензпирен, органический и неорганический свинец). В России мужская фертильность снижается со скоростью 2,25% в год. Случаи острых отравлений этанолом и его суррогатами со смертельным исходом в РФ превышают 30 тыс. в год. Химические аварии составляют 1/3 всех техногенных аварий. Наиболее часто катастрофы связаны с такими химическими веществами как аммиак (25% от общего числа химических аварий), хлор (20%), окислы азота и кислоты (15%). Еще одним источником поражения людей токсичными химическими веществами являются пожары. При пожарах возможно отравление угарным газом, а при горении синтетических веществ – дополнительно фосгеном, хлором, окислами азота, цианистыми соединениями и другими ТХВ.
|
|
|
По данным ВОЗ случаи острых отравлений составляют 10-15% от числа всех больных экстренно поступающих на стационарное лечение по неотложным показаниям. Общее число жертв от отравлений значительно превышает число погибших от всех инфекционных заболеваний, включая туберкулез. Врач практически любой специальности может столкнуться в своей деятельности с данной патологией. Об острых и хронических отравлениях необходимо думать при таких синдромах неясной этиологии как «острый живот», острая печеночная и почечная недостаточность, пищеводное и желудочное кровотечения, отек легких, нарушение ритма сердца, острое нарушение зрения и слуха, острые психозы, полиневриты, коллапс и др.
Изучение токсикологии токсичных химических веществ актуально для врачей различного профиля для оценки возможного влияния на окружающую среду и здоровье людей и эффективного оказания медицинской помощи при возникновении очагов химического заражения.
|
|
|
Предмет токсикологии.
Токсикология (toxicon - яд, logos - наука) – наука о ядах и интоксикациях (отравлениях).
«Энциклопедический словарь медицинских терминов» 1982г. дает развернутое определение: «Токсикология – область медицины, изучающая физические, химические свойства ядов (вредных отравляющих веществ), механизмы их действия на организм человека и разрабатывающая методы диагностики, лечения и профилактики отравлений».
«Токсикология – это область медицины, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда» (Лужников Е.А.,1994г.).
Яд – вещества вызывающие отравления в малых количествах. Понятие «малое количество» весьма относительно. Ядом считается этиловый спирт и его суррогаты, вызывающие отравления в количестве десятков, сотен грамм. Такие яды как сакситоксин, тетродотоксин вызывают отравления в тысячных долях миллиграмма на килограмм веса, ботулотоксин в дозах равных нескольким нанограмм.
Существуют определения, в которых «малое количество» как свойство «ядов» опускают вовсе. Практически любое химическое вещество, в зависимости от действующего количества, может быть либо безразличным, либо полезным, либо вредным для организма (т.е. выступать в качестве яда). Впервые на это указал еще в ХV в. известный врач и химик Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (Парацельс): «Все есть яд. Ничего не лишено ядовитости. И только доза делает это вещество или ядом, или лекарством». (Пример: кислородотерапия - эффективный метод лечения, но высокие концентрации, ГБО могут вызвать тяжелую кислородную интоксикацию; боевое ОВ иприт в разведение с вазелином 1:1000 – мазь «псориазин», этанол – яд, но при отравлении техническими жидкостями - антидот и т.д.).
|
|
|
Каждому веществу, окружающего нас мира, присуща токсичность – т.е. способность, действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, нарушать дееспособность, вызывать заболевание или даже смерть. Чем в меньшем количестве они повреждают биологические структуры организма, тем они токсичнее (ядовитее). Формирование и развитие реакции биосистемы на действие токсиканта, (нарушение функций, жизнеспособности) называется токсическим процессом.
В основе токсического действия веществ, лежат различные химические реакции с определенными биосистемами организма, что приводит к нарушению их функции или структуры. Это обусловливает развитие множественных форм проявления токсического процесса. Химические вещества вызывают не только острые, подострые и хронические интоксикаций (болезни химической этиологии), но и такие, как: – химический канцерогенез, нарушение репродуктивной функции, явление эмбриотоксичности, тератогенез, снижение иммунитета, аллергизация организма, желудочно-кишечные кровотечения, острую почечную, печеночную недостаточность, нарушение сердечной деятельности, поражение нервной системы, кожные проявления и т.д.
|
|
|
Закономерности развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, зависимость от химического строения вещества, дозы, условий взаимодействия с организмом – также составляют предмет изучения науки токсикологии.
Таким образом, науку токсикологию можно определить как учение о токсичности и токсическом процессе – феноменах, регистрируемых при взаимодействии химических веществ с биологическими объектами.
Вполне обосновано можно считать, что ядом становится любое химическое вещество, если при взаимодействии с организмом оно вызвало заболевание (интоксикацию) или гибель.
Токсикант – более широкое, чем яд, понятие, обозначающее вещества, вызывающие не только интоксикацию, но провоцирующие и другие формы токсического процесса, и не только организма, но и биологических систем иного уровня организации (клетки, популяции).
Отравляющее вещество (ОВ) – химический агент, предназначенный для применения в качестве оружия в ходе ведения боевых действий.
Токсин – как правило, высокотоксичное вещество бактериального, растительного происхождения.
Ксенобиотик – чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма со средой) вещество, попавшее во внутренние среды организма.
Цель и задачи токсикологии.
Объектом воздействия химических веществ могут быть растения, животные, человек и сложные биологические системы – популяции, биоценозы. Поэтому выделяют такие разделы токсикологии как ветеринарную, фитотоксикологию, экологическую токсикологию и т.д. (в рамках течения токсического процесса).
Если объектом исследования является токсичность химических веществ для человека и человеческих популяций, говорят о медицинской токсикологии.
Цель медицинской токсикологии – непрерывное совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной трудоспособности отдельного человека, коллектива и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях.
Эта цель достигается решением фундаментальных и прикладных токсикологических задач:
1. Установление количественных характеристик токсичности, причинно-следственных связей между действием химического вещества на организм и развитием той или иной формы токсического процесса (токсикометрия).
Результаты данных исследований необходимы - для разработки нормативных и правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность населения; для оценки риска действия ксенобиотиков в условиях производства, быту; экологической безопасности.
2. Изучение проявлений интоксикаций и других форм токсического процесса, механизмов, лежащих в основе токсического действия, закономерностей формирования патологических состояний (токсикодинамика).
Результаты исследований лежат в основе разработки средств профилактики и терапии интоксикаций, методов предупреждения развития различных форм токсического процесса, совершенствования диагностики интоксикаций, определения функционального состояние пораженных и т.д.
3. Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения (токсикокинетика). Полученные результаты необходимы для разработки надежной системы профилактики токсических воздействий, диагностики интоксикаций, выявления профессиональной патологии, проведения судебно-медицинской экспертизы, создания новых противоядий, детоксикации организма.
4. Установление факторов, влияющих на токсичность вещества (особенности свойств токсиканта, условия окружающей среды, особенности организма).
Структура токсикологии.
Медицинская токсикология представлена несколькими основными направлениями.
Профилактическая токсикология – изучает токсичность новых химических веществ (более 1000 наименований ежегодно), устанавливает критерии их вредности, ПДК токсикантов, разрабатывает нормативные и правовые акты и осуществляет контроль за их соблюдением.
Клиническая токсикология – область практической медицины, связанная с оказанием помощи при острых токсических поражениях, выявлением и лечением патологии, обусловленной действием профессиональных вредностей. В рамках клинической токсикологии совершенствуются методы диагностики и лечения интоксикаций, изучаются особенности течения профессиональных болезней, вызванных действием химических веществ на организм.
Экспериментальная токсикология – изучает закономерности воздействия веществ и биологических систем, рассматривает феномен токсичности в эволюционном аспекте, разрабатывает новые методы диагностики, профилактики и лечения различных форм токсического процесса.
С учетом условий (преимущественно особенностей профессиональной деятельности), в которых наиболее вероятно воздействие того или иного токсиканта на организм, иногда выделяют:
- промышленную токсикологию;
- сельскохозяйственную токсикологию;
- коммунальную токсикологию;
- токсикологию окружающей среды;
- военную токсикологию.
Механизм формирования и развития токсического процесса, прежде всего, определяется химическим строением вещества и его действующей дозы. Проявление токсического процесса (или последствия его токсического действия) исследуются на клеточном, органном, организменном, популяционном уровне.
Если токсический эффект изучают на уровне клетки (как правило в опытах in vitro), то судят о цитотоксичности вещества.
Токсический процесс на клеточном уровне проявляется:
· обратимыми структурно-функциональными изменениями клетки (изменение формы, количества органелл, сродства к красителям и т.д.);
· преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз);
· мутациями.
Проявления токсического процесса на отдельных органах и системах при исследовании позволяет судить об органной токсичности соединений. В результате таких исследований регистрируют проявление гепатотоксичности, гематотоксичности, нефротоксичности и т.д., т.е. способность вещества, действуя на организм, вызывать поражение того или иного органа (системы).
Токсический процесс со стороны органа или системы проявляются:
- функциональными реакциями (миоз, спазм гортани, одышка, кратковременное падение артериального давления, учащение сердечного ритма, нейтрофильный лейкоцитоз и т.д.);
- заболеванием органа (как установлено, различные вещества способны инициировать самые разные виды патологических процессов);
- неопластическими процессами.
Токсическое действие веществ, регистрируемое на популяционном и биогеоценотическом уровнях, может быть обозначено как экотоксическое.
Экотоксичность на уровне популяции проявляется:
- ростом заболеваемости, смертности, числа врожденных дефектов, уменьшением рождаемости;
- нарушением демографических характеристик популяции (соотношение возрастов, полов и т.д.);
- падением средней продолжительности жизни членов популяции, их культурной деградацией.
Особый интерес для врача представляют формы токсического процесса, выявляемые на уровне целостного организма. Они также множественны и могут быть классифицированы следующим образом:
· интоксикации – болезни химической этиологии;
· транзиторные токсические реакции – быстро проходящие, не угрожающие здоровью, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (например, раздражение слизистых оболочек);
· аллобиотические состояния – наступающее при воздействии химического фактора изменение чувствительности организма к инфекционным, химическим, лучевым, другим физическим воздействиям и психогенным нагрузкам (иммуносупрессия, аллергизация, толерантность к веществу и т.д.).
· специальные токсические процессы – беспороговые, имеющие длительный скрытый период, развивающиеся, как правило, в сочетании с дополнительными факторами (например канцерогенез).
Основные понятия токсикологии
Основными понятиями токсикологии являются токсичность и токсический процесс.
Токсичность – способность веществ, действуя на биологические системы, вызывать их повреждение или гибель.
Токсический процесс – формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (нарушению функции, жизнеспособности) или гибели.
В токсикологии используют и другие термины, характеризующие химические вещества:
· Токсикант – более широкое, чем яд, понятие, употребляющееся для обозначения веществ, вызывающих не только интоксикацию, но провоцирующих и другие формы токсического процесса, и не только организма, но и биологических систем (клетки, популяции).
· Отравляющее вещество (ОВ) – химический агент, предназначенный для применения в качестве оружия в ходе ведения боевых действий.
· Токсин – как правило, высокотоксичное вещество бактериального, животного, растительного происхождения.
· Ксенобиотик – чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма со средой) вещество, попавшее во внутренние среды организма.
Токсичность — свойство химических веществ нарушать дееспособность, вызывать заболевания или даже смерть, действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, которое можно измерить.
Измерение токсичности означает определение количества вещества, действуя в котором оно вызывает различные формы токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество инициирует токсический процесс, тем оно токсичнее. Токсичность измеряют, определяя токсические дозы, токсические концентрации, токсодозы, действуя в которых вещества вызывают различные неблагоприятные эффекты (нарушают работоспособность, вызывают заболевание или смерть и т.д.).
Токсическая доза (D) — количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект. Она выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Токсическая концентрация (С) — количество вещества, находящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект. Она выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) — (мг/л; г/м3) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) — (мг/кг).
Токсодоза (Ct) – количество вещества, находящееся в единице объема воздуха за единицу времени, при контакте с которым развивается токсический эффект. Единица измерения токсодозы — мг×мин/м3. Эта величина характеризует токсичность веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля и учитывает не только содержание токсиканта в воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Как правило, оценивают три уровня эффектов, развивающихся при действии токсиканта на организм:
· — смертельный: характеризуется величиной летальной дозы, концентрации, токсодозы – LD, LC, LCt;
· — непереносимый: характеризуется величиной дозы (концентрации, токсодозы), вызывающей существенное нарушение дееспособности (транзиторную токсическую реакцию) – ID, IС, ICt;
· — пороговый: характеризуется дозой (концентрацией), вызывающей начальные проявления действия токсиканта
· — Lim D (Lim C).
Поскольку чувствительность к токсиканту любого живого организма неодинакова в связи с внутривидовой изменчивостью, различиями веса, пола, возраста, состояния здоровья и т.п., наиболее точной количественной характеристикой токсичности любого вещества считается средняя доза (концентрация, токсодоза), под воздействием которой эффект проявляется у 50% пораженных. Оценка среднего уровня эффектов действия токсиканта на организм характеризуется величинами:
· — среднесмертельная доза LD50, концентрация LC50, токсодоза – LCt50;8
· — средненепереносимая доза ID50, концентрация IC50, токсодоза ICt50;
· — среднепороговая доза LimD50, концентрация LimC50.
В основе методов определения токсичности лежит нахождение зависимости «доза – эффект», при котором используются специальные методы постановки эксперимента и оценки полученных результатов.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1475; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!