В основе методов определения токсичности лежит нахождение зависимости «доза – эффект».

Наиболее распространенный способ определения зависимости “доза-эффект” состоит в формировании в группе подопытных животных нескольких подгрупп. Животным, входящим в подгруппу токсикант вводят в одинаковой дозе, а в каждой последующей подгруппе доза увеличивается. Формирование подгрупп должно осуществляться методом случайных выборок. С увеличением дозы будет увеличиваться часть животных в каждой из подгрупп, у которых развился оцениваемый эффект. Получаемую при этом зависимость можно представить в виде кумулятивной кривой частот распределения, где количество животных с положительной реакцией на токсикант (часть общего количества животных в подгруппе) является функцией дозы (рис. 2).

Рис. 2. Типичная кривая «доза-эффект» для группы животных, симметричная относительно средней точки (50 % ответ).

Основные значения ответа группы на токсикант сосредоточены вокруг среднего значения.

В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую log-нормального распределения, симметричную относительно средней точки. Можно выделить ряд важных характеристик этой кривой, которые целесообразно учитывать при интерпретации получаемых результатов.

1. Центральная точка кривой (значение 50% ответа) или среднеэффективная доза (ЕD₅₀) - удобный способ характеристики токсичности вещества. Если оцениваемый эффект - летальность животных в группе, эта точка обозначается, как среднесмертельная доза. Среднесмертельная доза является наиболее точной количественной характеристикой токсичности любого вещества, поскольку значение 95% доверительного интервала здесь минимальны, а оцениваемый эффект - несомненен (гибель).

2. Небольшая часть популяции в левой части кривой “доза-эффект” реагирует на малые дозы токсиканта. Это группа гиперчувствительных или гиперреактивных особей. Другая часть популяции в правой части кривой реагирует лишь на очень большие дозы токсиканта. Это гипочувствительные, гипореактивные или резистентные особи.

3. Наклон кривой “доза-эффект”, особенно в близи среднего значения, характеризует разброс доз, вызывающих эффект. Эта величина указывает, как велико будет изменение реакции популяции на действие токсиканта с изменением действующей дозы. Крутой наклон указывает на то, что большая часть популяции будет реагировать на токсикант примерно одинаково в узком диапазоне доз, в то время как пологий наклон свидетельствует о существенных различиях в чувствительности особей к токсиканту.

Для удобства анализа кривая “доза-эффект” часто преобразуется в линейную зависимость путем её построения в координатах “log-пробит”: доза токсиканта представляется в логарифмах, выраженность ответной реакции - в пробитах (единицах вероятности развития эффекта). Соотношение частоты развития эффекта (в %) и вероятности его развития (в пробитах) определяется по специальным таблицам (рис. 3).

Рис. 3. Преобразование экспериментальных данных определения зависимости «доза-эффект»:

А) зависимость «эффект - log дозы»; Б) зависимость «пробит эффекта - log дозы».

Это преобразование позволяет исследователю легко, на основе анализа графика (Б), оценить результаты эксперимента: рассчитать токсические дозы и концентрации, вызывающие оцениваемый эффект у той или иной части популяции – LD (LC)₅₀, LD (LC)_{16, 84} и т.д., доверительный интервал искомых величин токсичности, крутизну наклона кривой и т.д.

Поскольку чувствительность животных различных видов к токсикантам не одинакова, а порой отличается очень значительно, опыты по оценке токсичности выполняют минимум на трех видах животных, один из которых - крупные (собаки, кошки).

Токсичность неодинакова при различных способах введения веществ. Поэтому, в процессе исследования, вещество вводят различными путями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, важнейший элемент обеспечения химической безопасности населения – медицинские мероприятия по сохранению жизни, здоровья и профессиональной работоспособности населения в условиях действия экологических, профессиональных (в мирное время) и поражающих (в военное время) факторов химической природы. Очевидно, что обеспечение химической безопасности населения возможно только на пути проведения глубоких научных исследований, основой которых должны стать фундаментальные науки. И этой фундаментальной наукой является токсикология.