Предметом токсикологии являются - токсичность химических веществ и токсический процесс, развивающийся в биосистемах.
Таким образом, токсикология – это учение о токсичности и токсическом процессе - феноменах регистрируемых при взаимодействии химических веществ с биологическими объектами.
Токсичность - способность химических веществ, действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, нарушать дееспособность, вызывать заболевания или даже смерть.
Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве они оказывают на биологические системы повреждающее действие, тем они токсичнее (ядовитее). Изучение и оценка токсичности различных веществ составляет предмет науки токсикологии.
Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологических систем, называется токсическим.
Токсический процесс - формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (нарушению функций, жизнеспособности) или гибели.
Закономерности развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, зависимость от строения вещества, действующей дозы, условий взаимодействия с биологическими системами, - также составляют предмет изучения науки токсикологии.
Объектом воздействия химических веществ могут быть самые разные организмы - растения, животные, человек, и сложные биологические системы - популяции, биоценозы. Поэтому выделяют ветеринарную токсикологию, фитотоксикологию, экологическую токсикологию и т.д.
Если объектом исследования является токсичность химических веществ для человека, говорят о медицинской токсикологии.
Цель медицинской токсикологии - совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях.
Эта цель достигается путем решения 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. Раздел токсикологии, в рамках которого совершенствуется методология, и накапливаются данные о токсичности веществ, называется “токсикометрия”.
2. Изучение проявлений интоксикаций и других форм токсического процесса, механизмов, лежащих в основе токсического действия, закономерностей формирования патологических состояний. Эта задача решается с помощью методических приемов, разрабатываемых и совершенствуемых в рамках раздела токсикологии - “токсикодинамика”.
3. Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения. Совершенствование методологии исследований, анализа получаемых результатов, накопление соответствующей информации осуществляется в рамках раздела токсикологии “токсикокинетика”.
4. Установление факторов, влияющих на токсичность вещества (особенности биологического объекта, особенности свойств токсиканта, особенности их взаимодействия, условия окружающей среды).
Все упомянутые задачи решаются в ходе экспериментальных исследований на животных, в процессе лечения людей и эпидемиологических исследований среди профессиональных групп и населения, подвергшихся действию токсикантов.
Структура медицинской токсикологии:
Профилактическая токсикология - изучает токсичность новых химических веществ; устанавливает критерии их вредности, обосновывает и разрабатывает ПДК токсикантов, нормативные и правовые акты, обеспечивающие сохранение жизни, здоровья, профессиональной работоспособности населения в условиях химических воздействий 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 взаимодействия веществ и биологических систем (зависимости: «доза токсиканта – эффект», «строение токсиканта – эффект», «условия взаимодействия – эффект»), рассматривает феномен токсичности в эволюционном аспекте; совершенствует методологию решения практических задач, стоящих перед профилактической и клинической токсикологией; разрабатывает новые средства диагностики, профилактики и лечения различных форм токсического процесса.
Учебный вопрос № 2. Основные понятия токсикологии
Токсикант (яд)
В качестве ядов (токсикантов) могут выступать практически любые соединения различного строения, если, действуя на биологические системы, они вызывают их повреждение или гибель.
В настоящее время науке известны миллионы химических веществ, многие из которых широко используются человеком в быту, медицине, на производстве, в сельском хозяйстве и т.д.
Единая, всеобъемлющая классификации токсикантов возможна только на основе особенностей химического строения. Возможны и другие подходы к классификации веществ.
Классификации веществ:
1. По происхождению
1.1. Токсиканты естественного происхождения
1.1.1. Биологического происхождения
1.1.1.1. Бактериальные токсины
1.1.1.2. Растительные яды
1.1.1.3. Яды животного происхождения
1.1.2. Небиологического происхождения
1.1.2.1. Неорганические соединения
1.2.2.2. Органические соединения
1.2. Синтетические токсиканты
2. По способу использования человеком
2.1. Ингредиенты химического синтеза и специальных видов производств
2.2. Пестициды
2.3. Лекарства и пищевые добавки
2.4. Косметика
2.5. Топлива и масла
2.6. Растворители, красители, клеи
2.7. Побочные продукты химического синтеза, примеси и отходы
3. По условиям воздействия
3.1. Профессиональные (производственные) токсиканты
3.2. Бытовые токсиканты
3.3. Вредные привычки и пристрастия (табак, алкоголь, наркотические средства, лекарства и т.д.)
3.4. Загрязнители окружающей среды (воздуха, воды, почвы, продовольствия)
3.5. Поражающие факторы при специальных условиях воздействия
3.5.1. Аварийно-катастрофального происхождения
3.5.2. Боевые отравляющие вещества и диверсионные агенты
Подавляющее большинство веществ, известных человеку в настоящее время, синтезировано в лабораторных условиях. Однако химические вещества естественного происхождения также имеют большое токсикологическое значения.
Бактериальные токсины представляют собой высокомолекулярные соединения, как правило, белковой, полипептидной или липополисахаридной природы, обладающие антигенными свойствами. В настоящее время выделены и изучены более 150 токсинов.
Многие бактериальные токсины относятся к числу самых ядовитых из известных веществ. Это, прежде всего, ботулотоксин, холерные токсины, тетанотоксин, стафилококковые токсины, дифтерийные токсины и т.д. Ботулотоксин и стафилококковый токсины рассматривались как возможные боевые отравляющие вещества.
Микотоксины.Химическое строение и биологическая активность микотоксинов чрезвычайно разнообразны. Они не представляют собой некую единую в химическом отношении группу. С практической точки зрения наибольший интерес представляют вещества, продуцируемые микроскопическими грибами, и могущие заражать пищевые продукты. К таковым относятся, в частности, некоторые эрготоксины, продуцируемые грибами группы Claviceps (спорынья, маточные рожки), афлатоксины (B1, В2, G1, G2) и близкие им соединения, выделяемые грибами группы Aspergillus, трихотеценовые микотоксины (более 40 наименований), продуцируемые несколькими родами грибов, преимущественно Fusarium, охратоксины (В, С), патулин и др.
Одним из известнейших производных эрготина, продуцируемого спорыньей, является диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК) - выраженный галлюциноген.
Многие высшие грибы также продуцируют токсические вещества различного строения с широким спектром физиологической активности. Наиболее опасными являются аманитин и фаллоидин, содержащиеся в бледной поганке, и при случайном использовании в пищу гриба, вызывающие поражение печени и почек. Вещества, синтезирующиеся отдельными видами высших грибов, обладают выраженной галлюциногенной активностью, например псилоцин, псилоцибин, мускарин и др.
Токсины высших растений.Огромное количество веществ, токсичных для млекопитающих, человека и других живых существ, синтезируется растениями (фитотоксины). Фитотоксины представляют собой вещества с различным строением и неодинаковой биологической активностью. Среди них: алкалоиды, органические кислоты, липиды, гликозиды, флавоноиды, кумарины и др. Особенно многочислен класс алкалоидов.
Алкалоиды - азотсодержащие органические основания, как правило, с гетероциклической структурой. В настоящее время известно несколько тысяч алкалоидов, многие из которых обладают высокой токсичностью для млекопитающих и человека.
Гликозиды - соединения, представляющие собой продукты конденсации циклических форм моно- или олигосахаридов со спиртами (фенолами), тиолами, аминами и т.д. Наиболее известны сердечные (стероидные) гликозиды. Эти соединения, продуцируемые растениями самых разнообразных видов, обладают высокой токсичностью, обусловленной отчасти избирательным действием на сердечную мышцу.
Кумарины - кислородсодержащие гетероциклические соединения, часто определяются в растениях и обладают антикоагулянтным и фотосенсибилизирующим действием. Известно несколько сот веществ, относящихся к классу кумаринов.
Многие вещества растительного происхождения широко используются в медицине, например атропин, галантамин, физостигмин, строфантин и многие другие. Ряд соединений вызывают вредные пристрастия и являются излюбленным зельем токсикоманов и наркоманов. Среди них: кофеин, никотин, кокаин, гармин, морфин, канабиноиды и др. Нередко продукты жизнедеятельности растений являются аллергенами.
Токсины животных (зоотоксины).Любой живой организм синтезирует огромное количество биологически активных веществ (БАВ), которые после выделения, очистки и введения другим организмам в определенных дозах могут вызывать тяжелые интоксикации (в том числе и при введении в организм, продуцирующий это соединение). Часть БАВ, вырабатываемых животными, - пассивные зоотоксины. Они оказывают действие при поедании животного-продуцента. Другие - активные токсины. Они вводятся в организм жертвы с помощью специального аппарата (жала, зубов, игл и т.д.).
Некоторые животные самых разных семейств, родов и видов продуцируют настолько токсичные вещества, что это позволяет выделить их в особую группу ядовитых (опасных) животных. Часть из них являются вторично-ядовитыми, поскольку не продуцируют, но аккумулируют яды, поступающие из окружающей среды (например, моллюски, накапливают в тканях сакситоксин, синтезируемый одноклеточными организмами, которыми эти моллюски питаются и т.д.). Химическое строение зоотоксинов чрезвычайно разнообразно. Это и энзимы, и другие протеины, олиго- и полипептиды, липиды, биогенные амины, гликозиды, терпены и др. Очень часто активный зоотоксин представляет собой сложную смесь большого числа БАВ. Так, в состав яда скорпионов входят: фосфолипаза А, фосфолипаза В, ацетилхолинэстераза, фосфатаза, гиалуронидаза, рибонуклеаза и др. В состав яда змей входят вещества, имеющие сложное белковое строение. Ежегодно от укусов ядовитых животных в мире погибает несколько тысяч человек.
Неорганические соединения естественного происхождения. Среди многочисленных неорганических соединений естественного происхождения, вероятно, наибольшее токсикологическое значение имеют металлы и их соединения, а также газообразные вещества - поллютанты атмосферного воздуха и воздуха производственных помещений.
В естественных условиях металлы встречаются в форме руд и минералов. Они определяются в воздухе, почве и воде. Наибольшее токсикологическое значение имеют ртуть, кадмий, хром, мышьяк, свинец, бериллий, цинк, медь, таллий и др. Ртуть нашла применение в электронной промышленности и производстве фунгицидов. Кадмий воздействует на человека при проведении сварочных работ и в ходе других производств. В настоящее время кадмий рассматривается как один из опаснейших экотоксикантов (вещества, загрязняющие окружающую среду). Широчайшее использование свинца в хозяйственной деятельности также приводит к постепенному накоплению металла в окружающей среде. Большую опасность представляют некоторые органические соединения металлов (ртути, свинца, олова, мышьяка).
В группу газообразных токсикантов входят вещества, находящиеся в газообразном виде при нормальной температуре и атмосферном давлении, а также пары летучих жидкостей. Среди веществ, представляющих наибольшую опасность: монооксид и диоксид углерода (СО, СО2), сероводород (Н2S), оксиды азота (NxOy), озон (О3), оксиды серы (SxOy) и др. Источниками газообразных загрязнителей антропогенного происхождения являются:
· Продукты сгорания топлива;
· Отходы эксплуатации транспортных средств;
· Промышленные производства;
· Добывающая и горнорудная промышленность.
Газообразные вещества в бытовых условиях образуются при приготовлении пищи, эксплуатации бытовой техники.
Органические соединения естественного происхождения. Основными природными источниками органических соединений являются залежи угля, нефти, вулканическая деятельность. Помимо предельных и непредельных алифатических углеводородов, большое токсикологическое значение среди представителей группы имеют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Эти вещества также выделяются при неполном сгорании органических материалов и обнаруживаются в дыме при горении древесины, угля, нефти, табака, а также в каменноугольной смоле и жареной пище.
Поскольку некоторые из ПАУ являются канцерогенами, они рассматриваются как опасные экотоксиканты.
Отравляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ) -токсиканты, способные при экстремальных ситуациях вызвать массовые поражения людей.
К числу ОВТВ прежде всего относятся:
· отравляющие вещества (ОВ) и токсины;
· сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) или, по другой терминологии, токсичные химические вещества (ТХВ) или аварийно-опасные химические вещества (АОХВ) - потенциальные агенты формирования очагов массовых санитарных потерь при техногенных авариях и катастрофах на промышленных объектах;
· пестициды и фитотоксиканты боевого применения;
· диверсионные яды;
· высокотоксичные вещества (ВТВ), действующие при применении современных образцов вооружений (угарный газ, пороховые газы и т.д.).
Боевые отравляющие вещества (БОВ).Цель применения боевых отравляющих веществ заключается в уничтожении противника или выведении его из строя в результате нарушения дееспособности и причинения ущерба здоровью. Далеко не каждое высокотоксичное соединение может рассматриваться как потенциальное ОВ. К числу основных требований, предъявляемых к боевым ОВ относятся:
o способность действовать на разные органы и системы организма;
o отсутствие органолептических характеристик;
o большая продолжительность заражающего действия;
o трудность распознавания причины поражения;
o удобство боевого применения;
o устойчивость при хранении;
o дешевизна производства и т.д.
Существует множество классификаций ОВ, в основу которых положены разные принципы: тактический, клинический, паталогоанатомический, патофизиологический, патохимический и др.
В практической работе наиболее широко используют классификации с учетом тактического и клинического принципов.
Дата добавления: 2017-03-29; просмотров: 1036;