ОСНОВЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

Токсичность (от греческого toxiкon – яд) – это способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикации (заболевания), а при тяжёлых поражениях – его гибель. Вещества, вызывающие отравления, рассматривают в качестве яда.

Ядами называют вещества, которые при поступлении в организм различными путями (через органы дыхания, кожу, пищеварительный тракт) в незначительных количествах способны вступать во взаимодействие с жизненно важными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезненное состояние, т.е. в отравление или смерть.

Яд – достаточно условное понятие. Действие вещества на организм зависит от многих условий; дозы, поступившей в организм, времени воздействия (экспозиции), содержания в окружающей среде и др.

Ещё Парацельс сказал: «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости: одна лишь доза делает яд незаметным». Можно привести немало примеров, как яд превращался в лекарство. Например, сильно разбавленным боевым отравляющим веществом ипритом можно лечить чешуйчатый лишай. Производные кураре широко применяют в анестезиологии. Яд кобры при больших разбавлениях можно использовать как обезболивающее средство, причем действует он дольше, чем классический морфий и не вырабатывает у пациента наркотический зависимости. Пчелиным ядом издавна лечат многие болезни. О его дозировке (один пчелиный укус – примерно 0,6 мг яда) позаботилась сама природа. Кислород для аэробных организмов является необходимым, а для анаэробных – представляет собой опасный яд. Мышьяк в малых дозах используется в качестве лекарственного средства, а поваренная соль в больших количествах может вызвать отравление.

Таким образом, «самое ядовитое» вещество при нулевой экспозиции совершенно безопасно, а «малоядовитое» вещество в большой концентрации может оказаться токсичным.

Вещества, содержащихся в сбросах и выбросах предприятий, в зависимости от их специфических особенностей, также оказываются ядами, а ситуации связанные с угрозой отравления человека, получили название «экологических ловушек». Так как источником ксенобиотиков является промышленно-техническая деятельность, их называют промышленными ядами.

Токсический эффект зависит от многих факторов, но, в первую очередь, определяется:

-химическим строением токсина, которое обусловливает способ проникновения его в клетку, распределение и накопление в органах и тканях; от химического строения зависит не только активность, но и степень выведения токсина из организма;

-наиболее медленной элементарной стадией в химических и ферментативных реакциях клетки (организма), лимитирующей скорость процесса отравления клетки (организма) и его детоксикации;

-факторами внешней среды – температура, величина рН, концентрация кислорода, интенсивность УФ-излучения, уровень общего загрязнения, которые влияют на проявления токсического эффекта, как путём изменения активности токсина, так и путём ухудшения общего состояния организма за счёт ослабления его защитных функций;

-биологическими и физиологическими характеристиками организма – возраста, питания, голодания, сезонных особенностей состояния.

Как уже отмечалось, в значительной степени токсический эффект зависит от дозы и времени контакта организма с ядом.

Под дозой понимают общее количество яда, достигшее места воздействия (т.е. тех структур и органов, где он вызовет токсический эффект) и определяющее последующее состояние организма.

Доза определяет не только степень нарушений, вызванных токсином, но и продолжительность самого токсического эффекта. В зависимости от дозы токсина эффект может проявляться даже после того, как организму удается полностью обезвредить или вывести токсин.

Понятие «доза» не тождественно понятию «концентрация», так как даже при постоянном нахождении организма в среде с повышенной концентрацией токсичного вещества бывает трудно оценить полученную им дозу, а можно говорить лишь о содержании токсина в тканях и органах на данный момент. Таким образом, высокая концентрация токсина в окружающей среде ещё не означает, что его также много поступит и в организм (т.е. полученное организмом доза также будет большой), так и низкая его концентрация вовсе не является показателям того, что организм получил малую дозу. Это обстоятельство особенно важно учитывать, когда речь идёт о комбинированном загрязнении среды. В этом случае присутствие нескольких токсинов может привести как к взаимно усиливающемуся эффекту (синергизму), так и к подавлению активности одних токсинов другими (антагонизму).

Таким образом, наблюдаемая концентрация загрязняющего вещества во внешней среде позволяет оценивать только его потенциальную токсичность, в то время как фактическая токсичность зависит от многих факторов, в том числе от формы его нахождения в окружающей среде (например, соединения ртути, свинца, кадмия).

Чаще всего в основе гибели организма лежит поражение одного из жизненно важных органов или систем, а динамика самого процесса отравления зависит от чувствительности организма, которая, в свою очередь, определяется его видовой принадлежностью и интенсивностью обмена веществ, а также условиями окружающей среды.

Обычно, чем активнее обмен, тем выше чувствительность организма к внешнему токсину и тем большее количество загрязнителя накопится в нем. Это объясняет, например, необычайно высокую чувствительность детского организма (особенно младенцев до 1 года) к загрязнению среды и повышенное содержание тяжёлых металлов в теле беременных женщин (т.е. в период наибольшей активизации обменных процессов), проживающих в промышленных регионах.