Задачи токсикологии

Вредное вещество (токсикант, яд)

В токсикологии вредным веществом (ядом) называют любое химическое вещество, которое при взаимодействии с организмом вызывает заболевание или гибель (интоксикацию, отравление и т.д.). Практически любое химическое вещество, в зависимости от действующего количества и условий взаимодействия, может быть безразличным, полезным и вредным для организма (т.е. может оказаться в роли токсиканта).

В токсикологии используют и другие термины, которые характеризуют причины повреждения биологических систем химическими веществами.

Для веществ, которые вызывают не только интоксикацию, но провоцируют и другие формы токсического процесса (организма и биологических систем иных уровней организации – клеток, популяций), употребляют термин – токсикант. В качестве токсикантов (ядов) могут выступать практически любые химические соединения, которые вызывают повреждение или гибель, действуя на биологические системы не механическим путем.

Часто используют термин ксенобиотики. Ксенобиотики – это чужеродные для организма химические соединения, которые в любом количестве оказывают на организм отрицательное воздействие. К ним относят препараты бытовой химии, промышленные загрязнители, лекарственные средства, пестициды, т.е. соединения, не образующиеся в живом организме, а синтезируемые искусственно человеком.

При попадании в окружающую среду ксенобиотики могут нарушать природные процессы в биосфере, поэтому необходимо изучать пути попадания, миграции и превращений ксенобиотиков в биологических объектах, чтобы разрабатывать меры по защите ОС. Вредные вещества могут образовываться, как в организме (эндогенные), так и вне организма (экзогенные).

Вещества существенно различаются по степени токсичности и опасности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее.

Теоретически не существует веществ, лишенных токсичности. В определенных условиях обязательно обнаруживается биологический объект, который реагирует на действие вещества в определенных дозах повреждением, нарушением функций или гибелью.

Поэтому можно сказать, что токсикология это наука, изучающая токсическое свойство практически всех веществ естественного и антропогенного происхождения.

Опасность вещества или вероятность вредного воздействия химического соединения, наиболее часто, может проявляться в реальных условиях производства. Поэтому опасность химических соединений не может характеризоваться одной величиной для всех случаев, а имеет ряд параметров (летучесть, растворимость веществ, температура, влажность и т.д.).

Механизм взаимодействия вещества с биологическим объектом является основой токсического действия, он приводит к развитию токсического процесса.

Интоксикация является одним из внешних признаков проявления токсического процесса. Патологическое состояние или нарушение функций биологических систем, которое развивается при взаимодействии токсиканта с организмом, называют интоксикацией вещества или отравлением.

Токсический процесс проявляется

1) на клеточном уровне в виде обратимых структурно-функциональных изменений, преждевременной гибелью (некрозом), мутациями.

2) на уровне органа или системы в виде различных заболеваний, функциональных реакций (учащение дыхания, лейкоцитоз).

3) на уровне целостного организма в виде болезней химической этиологии (например, отравления), психических и физических нагрузок (например, аллергией, повышенной утомляемостью), нарушений репродуктивных функций

4) на уровне популяций и биогеоценозов в виде роста заболеваемости, смертности, нарушения демографических характеристик популяций (соотношение возраста, пола и т.д.);

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

Острой называется интоксикация, развивающаяся в результате однократного или повторного действия веществ в течение ограниченного периода времени (как правило, до нескольких суток). Хронической называется интоксикация, которая развивается в результате продолжительного периода действия токсиканта. При интоксикации организма выделяют периоды: контакта с веществом, скрытый, обострения и период выздоровления. Выраженность и продолжительность периодов зависит от вида и свойств вещества, дозы и условий взаимодействия с организмом.

В зависимости от локализации патологического процесса интоксикация может быть местной и общей. При местной интоксикации патологический процесс развивается непосредственно на месте аппликации яда. Например, поражение глаз и отдельных участков кожи, под действием кислот, щелочей, проявляется в виде воспалительных и некротических изменений. При общей интоксикации в патологический процесс вовлекаются органы и системы организма удаленные от места аппликации яда, в результате резорбции токсиканта во внутренние среды. Если система или орган имеют низкий порог чувствительности к токсиканту, то при воздействии определенных концентраций (доз) возможно избирательное поражение этого органа или системы. А вещества, порог чувствительности к которым значительно ниже одних органов по сравнению с другими называют избирательно действующими (нефротоксиканты – соли ртути, гематотоксиканты – мышьяковистый водород). Избирательное действие вещества наблюдается редко и чаще интоксикация носит смешенный характер.

В зависимости от интенсивности воздействия химического соединения, которая обусловлена концентрацией вещества и временем, интоксикация может быть тяжелой, средней тяжести и легкой. Тяжелая интоксикация это угрожающее жизни состояние, крайней формой которого является смертельное отравление. Возможность длительного течения, развития осложнений, а также необратимых повреждений органов и систем - интоксикация средней тяжести. Легкая интоксикация подразумевает полное выздоровление в течение нескольких суток.

Исходя из цели исследования, определяется круг задач:

а) Изучение характеристики токсических свойств химических соединений, способных вызвать патологические изменения в живых организмах. Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения. Изучение изменений происходящих с веществом в организме осуществляется в рамках раздела токсикологии - «токсикокинетика».

Знания токсикокинетики вредных веществ необходимы для разработки надежной системы профилактики и диагностики токсических воздействий, совершенствования методов детоксикации организма и т.д.

б) Изучение механизмов взаимодействия яда с организмом, лежащих в основе токсического действия различных химических веществ, а также закономерностей формирования токсического процесса и его проявления. Эта задача решается с помощью методических приемов, разрабатываемых и совершенствуемых в рамках раздела токсикологии "токсикодинамика". Токсикодинамические характеристики веществ необходимы для разработки медикаментозных средств профилактики и терапии интоксикаций, средств и методов предупреждения и минимизации пагубных последствий развития иных форм токсического процесса; совершенствования методов диагностики интоксикаций и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов; совершенствования методов оценки токсичности ксенобиотиков и биотестирования исследуемых проб.

в) Установление количественных характеристик причинно- следственных связей между фактом воздействия каждого из известных человеку химических веществ и развитием различных форм токсического процесса; оценка токсичности веществ. Раздел токсикологии, в рамках которого совершенствуется методология и осуществляется оценка токсичности химических веществ, называется "токсикометрия".

Результаты токсикометрических исследований используют для разработки системы нормативных и правовых актов, которые обеспечивают безопасность населения.

г) Определение зоны токсического действия конкретного химического соединения Вв разделе токсикологии «токсикометрия».

д) Изучение признаков отравления при различных путях поступления яда в организм, т.е. в установлении общей реакции организма и непосредственной локализации отравления. Если какой-либо орган или система имеют низкий порог чувствительности к токсиканту, то большое значение имеет избирательная токсичность, т.е. способность повреждать определенные ткани или клетки, не затрагивая при этом другие, с которыми он находится в непосредственном контакте. Избирательная токсичность проявляется крайне редко, как правило, при интоксикациях высоко токсичными веществами (ботулотоксином, тетродотоксином). В большинстве случаев действие токсиканта связано с развитием патологических процессов со стороны нескольких органов и систем.

ж) Установление факторов, влияющих на токсичность вещества: свойств токсикантов, особенностей биологических объектов, условий их взаимодействия, состояния окружающей среды и т.д.

Все задачи решаются в ходе экспериментальных исследований на животных, в процессе лечения острых и хронических отравлений человека в условиях клиники, эпидемиологических исследований среди профессиональных групп и населения, подвергшихся действию токсикантов.

Важным показателем, при разработке основ экстраполяции на человека полученных в эксперименте данных, является коэффициент видовой чувствительности (КВЧ). Он определяется отношением смертельной дозы для наименее чувствительного вида животных к смертельной дозе для наиболее чувствительного вида животных. КВЧ для большинства химических соединений ≥ 3.

Для каждого вида животных значение средне смертельных доз одного и того же вещества изменяется в зависимости от ряда факторов: времени года, объема и вида вводимого раствора, группового или раздельного содержания подопытных животных, а также пола и возраста.

Дата добавления: 2013-12-12