Токсикология курс лекций. Тема 1 Лекция Введение в токсикологию. Лекция 1 "введение в токсикологию. Основные закономерности взаимодействия организма и химических веществ" план

Название	Лекция 1 "введение в токсикологию. Основные закономерности взаимодействия организма и химических веществ" план
Анкор	Токсикология курс лекций
Дата	01.09.2019
Размер	130.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	Тема 1 Лекция Введение в токсикологию.doc
Тип	Лекция #85656

ЛЕКЦИЯ № 1

"ВВЕДЕНИЕ В ТОКСИКОЛОГИЮ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ"
ПЛАН:

1. Предмет токсикологии. Цели и задачи токсикологии. Структура токсикологии, взаимосвязь с другими медицинскими дисциплинами.

2. Понятие о ядах, токсичных химических веществах (сильнодействующих ядовитых и отравляющих веществах), классификация отравляющих веществ.

3. Токсичность и токсический процесс как основные понятия токсикологии. Определение токсичности. Количественная оценка токсичности. Основные категории токсических доз (концентраций). Формы проявления токсического процесса у человека.

4. Виды зависимостей «доза-эффект» при действии токсичных химических веществ. Общая характеристика интоксикации.

1. Предмет токсикологии. Цели и задачи токсикологии. Структура токсикологии, взаимосвязь с другими медицинскими дисциплинами.

Окружающая человека среда всегда содержала токсичные вещества: ядовитые грибы, растения, животные. Ещё с древних времён, активно взаимодействуя с окружающей средой, человек постоянно сталкивался с проблемой отравлений. В настоящее время в связи с бурным развитием промышленности и внедрением большого количества химических веществ практически во все сферы человеческой деятельности данная проблема стала наиболее актуальной – возникла острая необходимость защиты человека от химической опасности. Определённую угрозу представляет собой также химическое оружие, стоящее на вооружении различных армий.

Запасы отравляющих веществ (ОВ) в армии США оцениваются в настоящее время в 38.000 тонн, из которых почти половину составляют ОВ нервно-паралитического действия. На сегодняшний день, не исключена возможность применения ОВ в локальных воинах и конфликтах. Так за время боевых действий в Индокитае южновьетнамскими и американскими войсками было применено 6.800 тонн одного только вещества CS. Последние события в метро Японии показали, что также возможно проведение террористических актов с использованием ОВ.

Боевое отравляющее вещество зарин, синтезированное на заводе «Аум Синрикё», применялось дважды. Первый раз в г. Мацумото (200 км западнее Токио). Аэрозоль зарина был применен в полночь 28 июня 1994 г. Пострадали около 200 чел: 7 чел. погибли, 6 чел. получили генерализованную форму поражения ФОВ, у остальных возникли более легкие степени интоксикации. Второй раз террористы применили зарин 20 марта 1995 г. в токийском метро. В химическом очаге оказалось более 5500 пассажиров метро. 12 чел. погибли, 80 чел. получили генерализованную форму поражения ФОВ. У большинства были диагностированы бронхоспастическая и миотическая формы ингаляционного отравления зарином.

Интенсивное развитие химии, рост химического производства, использование токсических веществ в военном деле, в промышленности, сельском хозяйстве, быту создали предпосылки для возникновения аварий на химических предприятиях, загрязнения окружающей среды, их отрицательного воздействия на здоровье человека, порой со смертельным исходом. Согласно Международному Регистру, в настоящее время в мире используется до 6 миллионов токсических веществ, из которых 500 веществ относится к группе СДЯВ (сильнодействующих ядовитых веществ) – наиболее токсичных для человека. Запасы СДЯВ в СССР в 1991 г. составляли более 1 млн. тонн, в т.ч. хлора более 500 тыс. тонн. Ежегодно в мире сжигают до 10 миллиардов тонн природного топлива (уголь, нефть, газ), вследствие чего в атмосферу поступает около 100 млн. тонн сажи, 150 млн. тонн сернистого ангидрида, 50 млн. тонн оксидов азота и т.д. В России в атмосферный воздух ежегодно поступает более 20 млн. тонн химических веществ, на территории регионов скопилось свыше 80 млн. тонн твердых и жидких химических отходов. В Европе ежегодно производится более 0,5 млрд. смертельных для человека доз мышьяка, более 100 млрд. доз фосгена, аммиак, синильной кислоты, более 10 000 млрд. доз хлора. Источником химического загрязнения являются промышленные и транспортные выбросы, пестициды и минеральные удобрения. Кроме того, незапрещёнными являются разработка и накопление оружия несмертельного действия (полицейские газы).

Все начиналось с того, что в 1828 г. молодой врач и химик, профессор Берлинского технического училища Фридрих Вёлер впервые получил органическое химическое соединение из неорганического вещества. Нагревая раствор циановокислого аммония, он выделил мочевину или карбамид. За 130 последующих лет с 1828 г. по 1958 г., путем направленного синтеза было получено 250 тыс. новых органических соединений, то есть соединений углерода с другими элементами. В последние 40 лет ХХ века началось стремительное ускорение работ по химическому синтезу. В среднем за год создавалось по 250 тыс. новых органических соединений. К 2000 г. их общее количество достигло 10 млн., 100 000 из которых по оценке Е.А.Лужникова, доступны для широкого производства и применения. Одна треть производимой химической продукции поступает в биосферу – приземные слои атмосферы.

Химическая нагрузка на биосферу уже вышла за допустимые пределы, на что указывает состояние репродуктивного здоровья населения. По информации Республиканского центра репродукции человека, начиная с 1958 г., в России мужская фертильность снижается со скоростью 2,25% в год. Аналогичная тенденция отмечена в Дании, Франции и др. странах.

Широко потребляя бытовые токсиканты и наркотики, родители усугубляют действие химических компонентов биосферы на продукт зачатия (зародыш, эмбрион, плод). Так, концентрация никотина в околоплодной жидкости плода на 50% превышает его содержание в крови у курящей матери. Выкуривание одной сигареты беременной женщиной вызывает у плода в течение 8 часов учащение сердцебиения и дыхательных движений на одну треть. В конце ХХ века в России на каждую тысячу родов приходилось 5 новорожденных с диагнозом «табачный синдром» и 2,5 – с диагнозом «алкогольный синдром». В новом веке эти показатели значительно возросли. На научно-медицинских конференциях и съездах последнего времени все более употребительным становится понятие «дети магистральных улиц». Бронхиальную астму, синдром повышенной утомляемости, онкологические и другие заболевания у детей связывают с воздействием отработанных газов автомобильных двигателей (оксиды азота и углерода, углеводороды и бензпирен, свинец).

В 1993 г. в Париже была принята «Конвенция о запрещении применения, разработки и накопления химического оружия». В настоящее время конвенцию подписали более 150 государств. Конвенция предусматривает уничтожение запасов химического оружия на планете. Несмотря на подписание «Конвенции», возможность массовых поражений людей химическими веществами сохраняется, пока не будут уничтожены все запасы химического оружия. Отравляющими веществами могут обладать государства, не присоединившиеся к Конвенции.

Однако основной причиной сохранения высокого уровня химической опасности в современном мире, является рост масштабов химического производства в мирных целях, достижения химии в области органического синтеза, огромное разнообразие синтезированных веществ, многие из которых обладают высокой токсичностью. В мире насчитываются десятки тысяч объектов на которых производят или используют токсичные соединения. Это предприятия нефтеперерабатывающей, фармацевтической, химической индустрии, заводы по выпуску пестицидов, продуктов бытовой химии.

Все это является предпосылкой возникновения острых и хронических отравлений. В связи с этим врачу необходимо знать характер возможных поражений, общие закономерности развития патологического процесса химической этиологии, принципы профилактики и лечения таких заболеваний.

Однако, лекарство – это химическое соединение, обладающее высокой физиологической активностью, способное вызвать лекарственную болезнь. Лекарственная болезнь – это наиболее распространенная форма химической болезни. По данным ВОЗ и научно-практического центра по контролю побочных действий лекарств МЗ РФ, у каждого седьмого больного в стационаре (14%) возможно диагностировать лекарственную болезнь. Из-за высокой лекарственной зависимости населения медикаментозные отравления вышли на первое место. Их удельный вес колеблется в пределах от 40 до 73%, составляя в среднем 52%.

Заболевания химической этиологии получили в России широкое распространение. Ежегодно регистрируется от 250 тыс. до 300 тыс. отравлений. В 2002 г. от отравлений скончались 95045 человек (Б.А.Курляндский, 2003). Практически каждый третий пострадавший от отравления погибает. Около 80% летальных исходов возникают на догоспитальном этапе (Е.А.Лужников, 2003).

Недостаточная подготовка медицинских работников по токсикологии вызывает скрытую боязнь отравлений. При угрозе массовых химических поражений хемофобия врачей может стать одной из причин хемофобии населения. Так, в соответствии с международными обязательствами, в городе Чапаевске Самарской области был построен экологически безупречный завод для обезвреживания боевых отравляющие веществ. Однако ввести его в действие не удалось из-за бурных протестов населения, охваченного хемофобией.

Токсикология (с греч. toxicon – яд, logos - наука) - наука о токсичности и токсическом процессе – феноменах, регистрируемых при взаимодействии химических веществ с биологическими объектами.

Цель медицинской токсикологии – непрерывное 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.

Задачи токсикологии:

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». Результаты токискометрических исследований в медицинской практике используют для разработки системы нормативных и правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность населения; оценки риска действия ксенобиотиков в условиях производства, экологических и бытовых контактов с токсикантами; сравнительной оценки эффективности средств и методов обеспечения химической безопасности населения и т.д.
Изучение проявлений интоксикаций и других форм токсического процесса, механизмов, лежащих в основе токсического действия, закономерностей формирования патологических состояний. Эта задача решается в рамках раздела токсикологии – «токсикодинамика». Знание токсикодинамики различных химических веществ необходимо для: разработки средств профилактики и терапии интоксикаций; совершенствования диагностики интоксикаций и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов; совершенствования методологии оценки токсичности ксенобиотиков и биотестирования исследуемых проб.
Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения. Эта задача осуществляется в рамках раздела токсикологии – «токсикокинетика». Знания токсикокинетики ксенобиотиков необходимы для разработки системы профилактики токсических воздействий; диагностики интоксикаций, выявления профессиональной патологии, проведения судебно-медицинской экспертизы; они широко используются в процессе создания новых противоядий и схем их оптимального использования; совершенствования методов форсированной детоксикации организма.
Установление факторов, влияющих на токсичность вещества (особенности биологического объекта, свойств токсиканта и их взаимодействия, условия окружающей среды). Знание факторов, влияющих на токсичность, позволяет конкретизировать представления о химической опасности, уточнить нормативные акты применительно к конкретным условиям действия веществ, разработать систему мер, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья, работоспособности людей, контакитрующих с химически вредными веществами.

Задачи токсикологии решаются в ходе экспериментальных исследований на животных, в процессе лечения людей и эпидемиологических исследований среди профессиональных групп и населения, подвергшихся действию токсикантов. Выполнение задач токсикологии возлагается на специальные научно-исследовательские учреждения, центры роспотребнадзора, токсикологические центры и больницы, а также на обычные терапевтические больницы и отделения.

В токсикологии определяются три основных направления:

1. 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.

2.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.

3.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 химического воздействия, и осуществляет контроль за их соблюдением.

С учетом условий профессиональной деятельности в медицинской токсикологии выделяют следующие разделы: промышленную токсикологию, сельскохозяйственную, пищевую, коммунальную, военную, авиационную и космическую, судебно-медицинскую.

Военная токсикология является частью военной медицины, она изучает патологию, клинику и лечение, профилактику поражений ОВ и другими ядовитыми химическими жидкостями, применяющимися в условиях деятельности армии.

Выделяют разделы токсикологии, в рамках которых изучают токсичность веществ для разных биологических объектов (растения, животные, человек) и свойственные этим объектам особенности течения токсического процесса: ветеринарную токсикологию, фитотоксикологию, экологическую токсикологию.

Токсикология имеет многовековую историю. Она возникла вначале на основании наблюдений, в результате которых было установлено, что лечение и исход болезни могут быть связаны с воздействием на организм веществ извлеченных из некоторых растений или животных, а также веществ минерального происхождения. В обзоре, подготовленном академиком АМН С.Н.Голиковым (1971) отмечается, что эмпирическая токсикология фактически ровесница медицины.

Основоположники античной медицины Гиппократ (460-377 г.г.до н.э.), Гален (129 – 201 г.г. н.э.) оставили свои труды, в которых описаны свойства ядов и противоядий, методов удаления ядов из организма. Знаменитые галеновы препараты – это лекарства рвотного, слабительного, потогонного и мочегонного действия, необходимые для лечения отравлений, которые заложили основу современной эфферентной терапии интоксикаций.

Родившийся близ узбекского города Бухары Авиценна (или Абу Али Ибн-Сина, 980 – 1037 г.г.) создал «Канон врачебной науки». Этот энциклопедический труд вобрал в себя все достижения медицины древней Греции и Рима, Индии и Китая, Ирана и Средней Азии, Сирии и арабского Востока. Клинический опыт Авиценны не ограничивался наблюдениями у постели больного. До Ибн-Сины никто не призывал к столь широкому использованию эксперимента в медицине. Достаточно вспомнить его указание о том, что «свойства лекарств познаются путем сравнения и путем испытания, как на животных, так и на здоровых людях». Сам Ибн-Сина проводил такие исследования на двух группах овец – контрольной и опытной.

Как научная дисциплина токсикология сформировалась к концу XIX века. В России преподавание судебной токсикологии началось в Петербургской медико-хирургической академии, в Московском и Казанском университетах. Первым отечественным токсикологом был зав.каф.суд.медицины в Петерб. мед-хир. академии проф. Громов Сергей Алексеевич.

Становление токсикологии как науки связано, прежде всего, с развитием экспериментальной медицины, с трудами Клода Бернара, И.М.Сеченова, И.П.Павлова. Большое значение для развития экспериментальной токсикологии имели труды школы профессора военно-медицинской академии Н.П.Кравкова, в которых были предложены методы анализа действия ядовитых веществ. С именем Н.С.Правдина и Н.В.Лазарева связано становление школы промышленной токсикологии, разработка принципов обоснования ПДК вредных веществ.

В настоящее время разработкой специальных вопросов токсикологии занимаются не только токсикологи, но также, гигиенисты, физиологи, фармакологи, биологи, радиологи, химики, терапевты, хирурги и многие другие специалисты. Соответственно используются токсикологические, биохимические, физиологические, радиологические, клинические методы исследования воздействия химических веществ на организм.
2. Понятие о ядах, токсичных химических веществах, классификация отравляющих веществ.

Существует несколько определений понятия «яд». Химические вещества, с огромным числом которых человек имеет контакт, при тех или иных условиях могут послужить причиной заболевания. Парацельс (Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм XV в.) отмечал, что «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости: одна лишь доза делает яд незаметным». В руководстве по судебной токсикологии (начало XIX в.) М.Орфил (Матео Жозе Бонавентура Орфил, 1814) определяет яд как «... вещество, которое, в малом количестве будучи приведено в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». Д. П. Косоротов дает следующее определение: «Ядами называются вещества, которые, будучи введены в организм в малых количествах, в силу своих химических свойств могут причинить расстройство здоровья или саму смерть».

Наиболее точное определение понятия «яд» следующее:

«Яд - это чужеродное химическое вещество поступившее в организм, и в силу своих химических свойств может стать причиной расстройства здоровья или смерти».

Отравляющее вещество – химический агент, либо группа химических соединений, которые благодаря определенным физико-химическим свойствам и высокой биологической активности могут быть использованы в качестве основы химического оружия для массового поражения людей и животных в ходе ведения боевых действий.

Любое ОВ – яд, но далеко не все ядовитые вещества могут быть использованы как ОВ. В качестве ОВ могут быть использованы только такие химические вещества, которые помимо высокой токсичности должны обладать следующими основными свойствами:

Устойчивость во внешней среде;
Наличие физико-химических свойств, позволяющих создавать высокие концентрации паров или аэрозолей;
Химические вещества должны быть простыми и дешевыми для удобства массового производства.

В токсикологии используют и другие термины, характеризующие химические вещества как причину повреждения биологических систем.

Токсикант – вещества, вызывающие не только интоксикацию, но и другие формы токсического процесса как в организме, так и в биологических системах на разных уровнях организации (клетки, популяции).

Токсин – это высокотоксичное вещество бактериального, растительного, животного происхождения.

Ксенобиотик – чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма со средой) вещество, попавшее во внутренние среды организма.

СДЯВ - это химические соединения, которые в определенных количествах, превышающих ПДК, могут оказывать вредное воздействие на людей, животных, растительный мир и вызывать поражения различной степени.

Некоторые химические соединения, относящиеся к СДЯВ (хлор, синильная кислота, метилизоцианат и др.), в прошлом применялись или планировались к применению в качестве ОВ. А это значит, что подразделение многих химических соединений на ОВ и СДЯВ в определенной мере является условным и целый ряд показателей, используемых для оценки поражающих свойств ОВ, может быть применен и для характеристики СДЯВ.

ПДК – концентрация токсического вещества, при воздействии которой на организм человека периодически или постоянно на протяжении длительного времени не возникает соматических или психических заболеваний либо изменений состояния здоровья, выходящих за пределы физиологических приспособительных реакций.

Классификация ОВ

Большое разнообразие ОВ по классам химических соединений, свойствам и боевому назначению вызывает необходимость их классификации. За сравнительно недолгую историю химического оружия появлялось и существует много классификаций ОВ по самым различным признакам.

Известны попытки классифицировать все ОВ по активным химическим функциональным группам, по стойкости и летучести, по табельности средств применения и токсичности, по методам дегазации и лечения пораженных, по патологоанатомическим реакциям организма, вызываемым ОВ.

Классификации веществ

I. По происхождению

1. Токсиканты естественного происхождения

1.1. Биологического происхождения: бактериальные токсины, растительные яды, яды животного происхождения

1.2. Небиологического происхождения: неорганические и органические соединения

Синтетические токсиканты

II. По способу использования человеком

1. Ингредиенты химического синтеза и специальных видов производств

2. Пестициды

3. Лекарства и пищевые добавки

4. Косметика

5. Топлива и масла

6. Растворители, красители, клеи

7. Побочные продукты химического синтеза, примеси и отходы
III. По условиям воздействия

1. Профессиональные (производственные) токсиканты

2. Бытовые токсиканты

3. Вредные привычки и пристрастия (табак, алкоголь, наркотические средства, лекарства)

4. Загрязнители окружающей среды (воздуха, воды, почвы, продовольствия)

5. Поражающие факторы при специальных условиях воздействия

5.1. Аварийно-катастрофального происхождения

5.2. Боевые отравляющие вещества и диверсионные агенты
В настоящее время наиболее распространены клиническая (токсикологическая) и тактическая классификации ОВ.

Клиническая классификация ОВ основывается на симптомах, которые чаще встречаются при поражении данной группой ОВ, учитывая какие органы и системы организма чаще подвергаются воздействию.

Все известные ОВ принято делить на 6 групп:

Нервно-паралитического действия: (зарин, зоман, V-газы).
Кожно-нарывного действия: иприты, люизит.
Общеядовитого действия: синильная кислота, хлорциан.
Удушающего действия: хлор, фосген, дифосген.
Психотомиметического действия – инкапаситанты: диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК-25), производное гликолевой кислоты (ВZ).
Раздражающего действия- ирританты:

лакриматоры (хлорацетофенон, хлорпикрин);
стерниты (адамсит);
алгогены (CR);
смешанного действия (CS).

Тактическая классификация группирует ОВ по скорости испарения, целям и способам применения.

Выделяют две группы:

Стойкие ОВ. Применяются для заражения местности и объектов в капельно-жидком виде и для заражения атмосферы в виде аэрозолей (ОВ кожно-нарывного действия, нервно-паралитического и раздражающего действия).
Нестойкие ОВ. Применяются для заражения местности и атмосферы (ОВ удушающего и общеядовитого действия).

В зависимости от характера и исхода поражения ОВ делят на следующие группы:

ОВ смертельного действия. Предназначены для уничтожения живой силы (ОВ нервно-паралитического, общеядовитого и удушающего действия).
ОВ временно выводящие из строя. Предназначены для выведения живой силы из строя на сроки от нескольких минут до нескольких суток (ОВ психотомиметического и раздражающего действия).

В зависимости от скорости развития клиники поражения выделяют ОВ:

Быстродействующие ОВ. - вещества, скрытый период у которых менее 1 часа (все ОВ кроме ипритов и фосгенов).
ОВ замедленного действия. Скрытый период этих ОВ более 1 часа (иприты, фосгены).

Имеется классификация средств поражения по категориям табельности. В армии США они делятся на группы А, В, С. В группу А входят табельные ОВ, которые на данном этапе наиболее полно удовлетворяют предъявляемым к ним тактико–техническим требованиям. К группе В относятся запасные табельные ОВ, которые по основным требованиям уступают образцам группы А, но при необходимости могут их заменить. Группа С объединяет ОВ, которые сняты с производства, но могут состоять на вооружении до израсходования их запасов.

В настоящее время на вооружении находятся следующие боевые отравляющие вещества – зарин, V-газы, перегнанный иприт, CR, CS, BZ. Остальные ОВ – резерв.
3. Токсичность и токсический процесс. Определения, количественная оценка токсичности. Основные категории токсических доз (концентраций). Формы проявления токсического процесса у человека.

Токсичность – основное понятие современной токсикологии. Токсичность - это свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путём, вызывать их повреждение и гибель.

Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве они оказывают на биологические системы повреждающее действие, тем они токсичнее (ядовитее). Теоретически не существует соединений, лишённых токсичности. При тех или иных условиях всегда обнаруживается биологический объект, реагирующий повреждением, нарушением функций, гибелью на действие вещества в определённых дозах.

Токсический процесс - это формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (нарушению функций, жизнеспособности) или гибели.

Механизмы формирования и развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики определяются строением вещества и его действующей дозой. Формы, в которых токсический процесс проявляется, зависят также от вида биологического объекта, его свойств.

Токсичность можно измерить. Измерение токсичности означает определение количества вещества, действуя в котором оно вызывают различные формы токсического процесса. Раздел токсикологии, в рамках которого оценивается токсичность, называется “токсикометрия”.

В процессе токсикометрических исследований определяют токсические дозы, токсические концентрации, токсодозы, действуя в которых вещества вызывают различные неблагоприятные эффекты (нарушают работоспособность, вызывают заболевание или смерть).

Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D). Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).

Количество вещества, находящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект, называется токсической концентрацией (С). Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) - (мг/л; г/м³) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) - (мг/кг).

Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля часто используют величину, обозначаемую как токсодоза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере.

W = ct ,

Где: W - токсодоза,

с - концентрация вещества в окружающем воздухе,

t - время действия вещества.
При расчете токсодозы допускается, что одинаковый эффект наблюдается при кратковременном действии токсиканта в высокой концентрации и продолжительной аппликации малых концентраций вещества. Единицы измерения токсодозы - мг мин/м³.

В токсикологии используют следующие основные категории токсических доз (концентраций):

предельно допустимые;
пороговые;
эффективные;
инкапаситирующие;
смертельные.

Предельно допустимые концентрации были введены в ХХ веке после исследований по обоснованию «стандартов безопасности» ОВ с учётом возможных воздействий низких концентраций паров ОВ в рабочей зоне и атмосферном воздухе населённых мест (ПДК_р.з_. и ПДК_а.в.). Эти величины, разработанные на государственном уровне и принятые в РФ, США и др.странах, используют в официальных документах по уничтожению химического оружия в РФ (Закон РФ по уничтожению химического оружия, Государственная программа по уничтожению химического оружия РФ и др.)

Вместе с тем в повседневной работе химики и токсикологи часто используют «временные» величины ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) и ориентировочных допустимых уровней воздействия (ОДУ). Эти величины периодически уточняются в свете новых научных данных и дополнительных обстоятельств.

Пороговая (treshold) доза (концентрация) вызывает начальные проявления действия токсиканта - Lim D (Lim C). На практике часто используют медианные пороговые дозы (концентрации), при которых наблюдаются начальные синдромы у 50% поражённых – PD₅₀, PС₅₀.

Эффективная доза (ЕD) – доза (концентрация) вещества, вызывающая любое, оцениваемое исследователем неблагоприятное действие. В практической работе токсикологи наиболее часто используют средние (медианные) эффективные токсические дозы (ЕD₅₀). При этом наблюдаются выраженные симптомы у 50% поражённых.

Инкапаситирующая доза (от англ incapasitating –. выводящая из строя) - доза вызывающая существенное нарушение дееспособности (транзиторную токсическую реакцию) - ID(IС), при расчётах также часто используют медианную инкапаситирующую дозу (концентрацию) (ID₅₀, IС₅₀).

Смертельная (летальная) доза (концентрация) - LD(LC) – широко используемая мера токсичности ОВ. Выделяют абсолютно смертельную и средне смертельную дозы (концентрации) (LD₉₅,LC₉₅ и LD₅₀,LC₅₀ соответственно), при которых гибнет 90-100% и 50% поражённых соответственно.

Проявления токсического процесса определяются уровнем организации биологического объекта, на котором токсичность вещества изучается (клеточный, органный, организменный, популяционный).

Особый интерес для врача представляют формы токсического процесса, выявляемые на уровне целостного организма. Они классифицируются на:

1. интоксикации - болезни химической этиологии;

2. транзиторные токсические реакции - быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (например, раздражение слизистых оболочек);

3. 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, астения и т.д.);

4. специальные токсические процессы – это беспороговые, имеющие продолжительный скрытый период процессы, развивающиеся у части экспонированной популяции, при действии химических веществ, как правило, в сочетании с дополнительными факторами (например, канцерогенез).

Из всех форм проявления токсического процесса наиболее изученной и значимой для врача является интоксикация. Механизмы формирования и особенности течения интоксикаций, зависят от строения ядов, их доз, условий взаимодействия с организмом.
4. Виды зависимостей «доза-эффект» при действии токсичных химических веществ. Общая характеристика интоксикации.

Поскольку живым организмам свойственна внутривидовая изменчивость (в том числе проявляющаяся и неодинаковой чувствительностью к токсиканту), для характеристики смертельной, непереносимой, пороговой дозы (концентрации) используют специальные методы постановки эксперимента и оценки полученных результатов. 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.

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). При различных способах введения токсиканта токсичность неодинакова. Поэтому, в процессе исследования, вещество вводят различными путями.

Общая характеристика интоксикации.

1. В зависимости от продолжительности взаимодействия химического вещества и организма интоксикации могут быть острыми, подострыми и хроническими.

Острой называется интоксикация, развивающаяся в результате однократного или повторного действия веществ в течение ограниченного периода времени (как правило, до нескольких суток).

Подострой называется интоксикация, развивающаяся в результате непрерывного или прерываемого во времени (интермитирующего) действия токсиканта продолжительностью до 90 суток.

Хронической называется интоксикация, развивающаяся в результате продолжительного (иногда годы) действия токсиканта.

Не следует путать понятие острой, подострой, хронической интоксикации с острым, подострым, хроническим течением заболевания, развившегося в результате контакта с веществом. Острая интоксикация некоторыми веществами (иприты, люизит, диоксины, галогенированные бензофураны, паракват и др.) может сопровождаться развитием длительно текущего (хронического) патологического процесса.

2. Периоды интоксикации.

В течение любой интоксикации, как правило, выделяют четыре основных периода: период контакта с веществом, скрытый период, период разгара заболевания, период выздоровления. Иногда особо выделяют период осложнений. Выраженность и продолжительность каждого из периодов зависит от вида и свойств вещества, вызвавшего интоксикацию, его дозы и условий взаимодействия с организмом.

3. В зависимости от локализации патологического процесса проявления интоксикации могут быть местными и общими.

Местными называется проявления, при которых патологический процесс развивается непосредственно на месте аппликации яда. Возможно местное поражение глаз, участков кожи, дыхательных путей и легких, различных областей желудочно-кишечного тракта. Местное действие может проявляться альтерацией тканей (формирование воспалительно-некротических изменений - действие кислот и щелочей на кожные покровы и слизистые; ипритов, люизита на глаза, кожу, слизистые желудочно-кишечного тракта, легкие и т.д.) и функциональными реакциями (сужение зрачка при действии фосфорорганических соединений на орган зрения).

Общими называются проявления, при которых в патологический процесс вовлекаются многие органы и системы организма, в том числе удаленные от места аппликации токсиканта. Причинами общей интоксикации являются: резорбция токсиканта во внутренние среды, резорбция продуктов распада пораженных покровных тканей, рефлекторные механизмы.

4. В зависимости от интенсивности воздействия токсиканта (характеристика, определяющаяся дозо-временными особенностями действия) интоксикация может быть тяжелой, средней степени тяжести, и легкой.

Тяжелая интоксикация – состояние, угрожающее жизни. Крайняя форма тяжелой интоксикации - смертельное отравление.

Интоксикация средней степени тяжести - болезнь, при которой возможно длительное течение, развитие осложнений, необратимые повреждение органов и систем, приводящее к инвалидизации или обезображиванию пострадавшего.

Легкая интоксикация - заканчивается полным выздоровлением в течение нескольких суток.