ТЕМА 1. Категорійно–понятійний апарат безпеки життєдіяльності. Таксоманія небезпек. Ризик як кількісна оцінка небезпек

Токсичность и токсический процесс. Определения, количественная оценка токсичности. Основные категории токсических доз (концентраций). Формы проявления токсического процесса у человека.

Токсикант – более широкое, чем яд, понятие, употребляющееся для обозначения веществ, вызвавших не только интоксикацию, но провоцирующих и другие формы токсического процесса, и не только организма, но и биологических систем иного уровня организации (клетки, популяции).

Понятие о ядах, токсичных химических веществах (СДЯВ и ОВ), классификация отравляющих веществ.

Определение понятия «яд» встречает известные трудности. Химические вещества, с огромным числом которых человек имеет контакт, при тех или иных условиях могут послужить причиной заболевания. Не случайно поэтому еще 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 самую смерть».

Из многих определений понятие «яд» мы выбрали такое: «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, предназначенный для применения в качестве оружия 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:

§ быть сравнительно устойчивыми во внешней среде;

§ иметь химико-физические свойства, позволяющие создавать высокие концентрации паров или аэрозолей;

§ быть достаточно простыми и дешевыми для массового производства.

Таким образом под ОВ – понимают группу химических соединений (ядов), которые благодаря определенным химико-физическим свойствам и высокой биологической активности могут быть использованы в качестве основы химического оружия для массового поражения людей и животных.

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

Токсин – как правило, высокотоксичное вещество бактериального, растительного, животного происхождения.

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

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.

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

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. Создать единую, универсальную классификацию ОВ практически невозможно, да в этом и нет необходимости. Специалисты различного профиля в основу классификации принимают наиболее характерные с точки зрения данного профиля свойства и особенности ОВ, поэтому классификация, составленная, например, специалистами медицинской службы, оказывается неприемлемой для специалистов, разрабатывавших средства уничтожения ОВ или оперативно тактические основы применения химического оружия.

За сравнительно недолгую историю химического оружия появлялось и существует много делений 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

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

1.1.2.2. Органические соединения

1.2. Синтетические токсиканты (огромное количество веществ с различным строением)

2. По способу использования человеком

2.1. Ингридиенты 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

В настоящее время наибольшее распространение нашла так называемая клиническая (токсикологическая) и тактическая классификация 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:

1. Нервно-паралитического действия: (зарин, зоман, V-газы).

2. Кожно-нарывного действия: иприты, люизит.

3. Общеядовитого действия: синильная кислота, хлорциан.

4. Удушающего действия: хлор, фосген, дифосген.

5. Психотомиметического действия – инкапаситанты: диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК-25), производное гликолевой кислоты (ВZ).

6. Раздражающего действия - ирританты:

- лакриматоры(хлорацетофенон, хлорпикрин);

- стерниты (адамсит);

- алгогены (CR);

- смешанного действия (CS).

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

По скорости испарения выделяют две группы:

1. 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).

2. 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:

1. ОВ смертельного действия. Предназначены для уничтожения живой силы (ОВ нервно-паралитического, общеядовитого и удушающего действия).

2. 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 ОВ выделяют:

1. ОВ быстродействующие. Вещества, скрытый период у которых менее 1 часа (все ОВ кроме ипритов и фосгенов).

2. 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 татктико–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.

Токсичность – основное понятие современной токсикологии. В общей форме токсичность можно определить как 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.

Формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (нарушению функций, жизнеспособности) или гибели, называется токсическим процессом.

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

Токсичность – это такое свойство химических веществ, которое 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 и т.д.).

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, как правило, используют следующие основные категории токсических доз (концентраций):

· предельно допустимые;

· пороговые;

· эффективные;

· инкапаситирующие;

· смертельные.

Предельно допустимые концентрации были введены в ХХ веке после больших 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). Величины ОБУВ и ОДУ могут периодически уточняться 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 (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.

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

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 также множественны, и могут быть классифицированы следующим образом:

- интоксикации - болезни химической этиологии;

- транзиторные токсические реакции - быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, 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, астения и т.д.);

- специальные токсические процессы - 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 и т.д. Однако можно выделить некоторые общие характеристики этой формы токсического процесса.

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.

Как правило, в течение любой интоксикации можно выделить 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, как правило, 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.

Заключение.

В настоящее время на базе современной химической технологии создаются новые технические средства, при эксплуатации которых могут выделяться химические вещества, обладающие высокой токсичностью и вызывающие острые и хронические отравления. Кроме того, актуальными становятся вопросы профилактики и лечения хронических интоксикаций, вызванных длительным воздействием высокотоксичных веществ (суперэкотоксикантов) в малых дозах. Всё более реальной становится угроза применения химического оружия террористическими организациями. В связи с этим врачу необходимо знать возможный характер поражений, общие закономерности развития патологического процесса химической этиологии, общие принципы профилактики и лечения этих поражений.

Ст. преподаватель кафедры мобилизационной

подготовки здравоохранения и медицины катастроф

кандидат биологических наук М.Т.Макенов

Дата добавления: 2014-01-20