Лекция 16

Элементы токсикометрии и критерии токсичности. Классификация вредных веществ по степени опасности

Изучение любого вредного вещества предусматривает установление количественных показателей токсичности и опасности его, т.е. показателей токсикометрии. Токсикометрия – это совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов. В дословном переводе «токсикометрия» означает измерение токсичности.

Используя целый ряд качественных и количественных критериев, токсикометрия позволяет осуществлять целенаправленный отбор менее токсичных и опасных веществ на стадии синтеза новых соединений для последующего внедрения их в сферу производства и быта.

Токсикологическая оценка начинается с получения данных о смертельных дозах и концентрациях, т.е. с установления верхних параметров токсичности в остром опыте. Наиболее статистически значимы в характеристике токсичности ядов по смертельному эффекту средняя смертельная концентрация в воздухе (CL50) и средняя смертельная доза (DL50) при введении в желудок или другими путями. CL50 – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии. DL50 – это доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Токсичность ядов тем больше, чем меньше величины CL50 и DL50, т.е. токсичность равна или.

Другие показатели верхних параметров токсичности, например DL100 (наименьшая доза, вызывающая гибель всех взятых в опыт животных) и DL0 (максимальная доза, не приводящая к гибели животных), не являются статистически значимыми и могут использоваться как дополнительные ориентировочные величины.

Среднесмертельная доза (концентрация) устанавливается в обязательном порядке на нескольких (минимум четырех) видах лабораторных животных с целью изучения межвидовой чувствительности к действию яда. Под межвидовой чувствительностью понимают неодинаковое отношение животных различных видов к одному и тому же веществу.

О выраженности межвидовой чувствительности судят по величине коэффициента межвидовых различий (КВР), определяемого отношением среднесмертельных доз (концентраций) у наиболее устойчивых животных к среднесмертельным дозам у наиболее чувствительных животных:. С увеличением КВР увеличивается коэффициент запаса при определении ПДК, поскольку возрастает вероятность повышения чувствительности человека к воздействию данного вещества. Таким образом, установление смертельных эффектов позволяет

Классификация вредных веществ по степени опасности.

Классификация вредных веществ по степени токсичности и опасности

* Первые четыре показателя характеризуют степень токсичности, а три последние — степень опасности вещества.

Указанные оценки не единственные из числа определяемых в экспериментах для определения степени токсичности вещества. Существуют и многие другие, но они различны в зависимости от того, в каком субстрате (воздухе, воде, почве) содержится данное вещество и каким путем поступает в организм.

Воздействие вредных веществ на организм может вызвать два вида отравлений: острое и хроническое. При авариях, нарушениях техники безопасности или регламентов работы оборудования возможно резкое скачкообразное возрастание содержания вредных веществ. При этом могут наступить острые отравления, которые возникают после однократного воздействия и могут приводить к смертельному исходу, хотя и не сразу после отравления (например, оксиды азота могут привести к такому исходу через неделю или более после острого отравления).

1. Тема лекции: Факторы, определяющие воздействия ядов на организм человека - физико-химические свойства ядов.

2. Цель лекции: Рассмотрение проблем связанных с воздействием ядов на организм человека

3. Задачи лекции:

3.1 Ознакомление студентов с физико-химическими свойствами ядов

3.2 Представление студентам ссылок на информационно – справочную литературу для самостоятельного изучения темы лекции.

5.3 Воспитательная роль лекции

4 Содержание лекции:

4.1 Факторы, определяющие воздействия ядов на организм человека - физико-химические свойства ядов

4.1Факторы, определяющие воздействия ядов на организм человека - физико-химические свойства ядов

Физические и химические свойства токсических веществ. На токсичность химических соединений влияет их агрегатное состояние,растворимость в воде и жирах, диссоциация на ионы и т. д.

Газообразные вещества и пары летучих жидкостей, поступившие в организм через дыхательные пути, проявляют токсическое действие значительно быстрее, чем жидкие или твердые вещества, попавшие на кожу или поступившие в пищевой канал.

Токсичность твердых веществ зависит от размера их частиц. Тщательно размельченные твердые вещества являются более токсичными, чем те жевещества, имеющие более крупные частицы. Это объясняется различной растворимостью мелких и крупных частиц вещества, а следовательно, и неодинаковой скоростью поступления их в кровь. Токсичность химических соединений зависит от растворимости их в жирах и воде. Жирорастворимые вещества легко проникают в организм через кожу и легко проникают из крови в клетки через мембраны. Токсичностьводорастворимых веществ зависит от их диссоциации. Так, например, хлорид и нитрат бария хорошо диссоциируют в воде и обладают высокойтоксичностью, а сульфат бария не растворяется в воде и не оказывает токсического действия на организм. Аналогичные свойства характерны и для некоторых соединений мышьяка. Высокотоксичными являются хорошо диссоциируемые в воде арсениты и арсенаты. Слабо растворимый в водеоксид мышьяка (III) значительно менее токсичен, чем арсенаты и арсениты щелочных металлов. Растворимые в воде соли тяжелых металлов также более токсичны, чем их оксиды. Нерастворимый в воде хлорид ртути (I) менее токсичный, чем растворимый в воде хлорид ртути (II), а металлическаяртуть, поступившая в пищевой канал, вообще не оказывает токсического действия на организм. Однако под влиянием содержимого желудка определенная часть металлической ртути подвергается химическим превращениям и может растворяться, всасываться и проявлять токсические свойства.

Видовая чувствительность к ядам. Одни и те же вещества могут действовать на людей и на различные виды животных неодинаково. Это можно показать на примерах действия красавки, наперстянки пурпуровой и шерстистой на людей и на некоторых животных. Красавка содержит алкалоиды тропанового ряда, а наперстянка — сердечные гликозиды. Травоядные животные могут поедать эти растения без проявления признаковотравления. После приема людьми завышенных доз препаратов, полученных из красавки или наперстянки, возникают тяжелые отравления.

Для некоторых птиц, поедающих «шпанские мушки», содержащие кантаридин, они являются безвредными. Настойка «шпанских мушек» для людей является токсичной.

При введении определенной дозы гистамина морским свинкам, в организме которых этот препарат метаболизируется довольно медленно, указанные животные погибают, а при введении таких же доз гистамина белым крысам токсический эффект не наблюдается. Это объясняется тем, что в организме белых крыс гистамин быстро разлагается и выводится в виде метаболитов.

Неодинаковую токсичность фенилтиомочевины для различных видов животных можно показать на следующем примере. Фенилтиомочевина высоко токсична для крыс (ЛД 50 = 5 мг/кг), менее токсична — для кроликов (ЛД ₅₀ = 40 мг/кг) и кур (ЛД ₅₀ = = 100 мг/кг), но малотоксична — для морских свинок (ЛД ₅₀ = = 250 мг/кг).

Неодинаковая токсичность ядов для животных разных видов объясняется различной скоростью их метаболизма и выделения из организма.

Действие токсических веществ в зависимости от путей и скорости поступления их в организм. Токсичность некоторых веществ зависит от путей поступления их в организм. Одна и та же доза яда, поступившего в организм различными путями, может вызывать неодинаковый токсический эффект.

При вдыхании больших количеств паров гексана через 1— 3 мин у человека может наступить потеря сознания. Если такое же или даже большее количество гексана поступит в организм человека через пищевой канал, то токсическое действие его будет проявляться значительно слабее.

При стенокардии больным назначают нитроглицерин в таблетках или в виде нескольких капель спиртового раствора. Нитроглицерин хорошо всасывается слизистой оболочкой рта (подъязычная область) и оказывает быстрое действие. Такое же количество нитроглицерина, принятое внутрь, всасывается медленнее и его действие замедляется.

Скорость поступления лекарственных препаратов в организм имеет большое значение особенно при их внутривенном введении. При быстром введении лекарственных препаратов в крови создается относительно высокая концентрация вводимого вещества, в результате чего могут возникнуть токсические явления.

Химическое строение и действие токсических веществ. Установлено, что действие многих токсических веществ зависит от их химического строения. Однако закономерности этой зависимости для ряда веществ еще не установлены. Показано, что токсичность химических веществобусловлена наличием в их молекулах определенных функциональных групп или двойных связей.

Многие ненасыщенные соединения являются более токсичными, чем близкие к ним по составу насыщенные вещества. Так, аллиловый спирт (СН ₂=СН—СН ₂ ОН), принадлежащий к ненасыщенным соединениям, более токсичен, чем близкий к нему по составу насыщенный пропиловый спирт (СН₃ —СН ₂ —СН ₂ ОН).

Токсичными являются вещества, в молекулах которых содержатся следующие группы атомов: =С=О, S=, =С=С, —N=C, —NO ₂ и др.

Токсичность некоторых органических веществ обусловлена введением в их молекулы атомов хлора, фтора, мышьяка, ртути и др. Определенные группы атомов (—С=С—, —С ₆ Н ₅, —СН ₂ —, —NH ₂ и др.), содержащиеся в молекулах токсических веществ, усиливают их токсичность.

Изомеры некоторых химических соединений имеют неодинаковую токсичность. Так, левовращающий изомер гиосциамина почти в 100 раз токсичнее, чем правовращающий изомер этого алкалоида.

Токсичность химических соединений зависит от их положения в соответствующих гомологических рядах. С увеличением молекулярной массытоксичность гомологов возрастает. Например: пропионовая кислота более токсична, чем уксусная, а масляная кислота более токсична, чем пропионовая.

Алифатические спирты имеют более выраженное токсическое действие, чем их изомеры с разветвленной цепью атомов. Подтверждением этому является более высокая токсичность пропи-лового и бутилового спиртов, чем их изомеров (изопропилового и изобутилового спиртов).

Пары циклических углеводородов (циклопропана, циклобутана, циклопентана, циклогексана и др.) более токсичны, чем пары соответствующих им (по количеству атомов углерода) алифатических углеводородов (пропана, бутана, пентана, гек-сана и др.).

С увеличением количества атомов углерода в молекулах спиртов токсичность их возрастает. Однако из этого правила имеются и некоторые исключения. Так, например, метиловый спирт (первый член гомологического ряда алифатических спиртов) является продуктом окисления метана. Однако он более токсичен, чем этиловый спирт. То же касается и токсичности формальдегида, получаемого из метилового спирта. Формальдегидболее токсичен, чем ацетальдегид.

Лекция 17

1. Тема лекции: Факторы “токсической ситуации”. Факторы, характеризующие пострадавшего.

2. Цель лекции: Рассмотрение проблем связанных с отравлением

3. Задачи лекции:

3.1 Ознакомление студентов с понятием “токсической ситуации” и факторами, характеризующие пострадавшего.

3.2 Представление студентам ссылок на информационно – справочную литературу для самостоятельного изучения темы лекции.

3.3 Воспитательная роль лекции

4Содержание лекции:

4.1 Факторы “токсической ситуации”. Факторы, характеризующие пострадавшего

Факторы “токсической ситуации”. Факторы, характеризующие пострадавшего

Рассматривают следующие факторы, которые определяют развитие отравлений: основные, относящиеся к ядам (физико-химические свойства, токсическая доза и концентрация в биосредах, характер связи с рецепторами токсичности, особенности распределения в биосредах, степень химической чистоты и примеси, устойчивость и характер изменений при хранении); дополнительные, относящиеся к конкретной «токсической ситуации» (способ, вид и скорость поступления в организм, возможность кумуляции и привыкания к ядам, совместное действие с другими токсическими веществами и лекарствами); основные, характеризующие пострадавшего (масса тела, питание и физическая активность, пол, возраст, индивидуальная чувствительность и наследственность, биоритмы, время суток, предрасположенность к аллергии, токсикомании, общее состояние здоровья перед отравлением; дополнительные, влияющие на пострадавших (температура и влажность окружающего воздуха, барометрическое давление, шум и вибрация, лучистая энергия, ультрафиолетовая радиация, ионизирующее излучение).

Клиническая диагностика острых отравлений направлена на выявление симптомов воздействия вещества или группы веществ, близких по физико-химическим свойствам по принципу их избирательной токсичности.

При опросе пострадавшего или его окружающих необходимо, если возможно, выяснить, чем вызвано и когда произошло отравление; каким путем и в каком количестве поступил яд в организм.

Помимо анамнеза для диагноза отравления существенное значение имеют анализ симптомов и химическое исследование рвотных масс, промывных вод желудка, крови, мочи, выдыхаемого воздуха, остатков яда во внешней среде (вода, пища). Следует обращать внимание на наличие запаха яда.

Патологические синдромы Для клинической диагностики острых отравлений выявляют следующие наиболее частые патологические синдромы и нарушения гомеостаза при отравлениях.

Токсическая энцефалопатия. В результате воздействия токсических агентов возможно возникновение различных видов нарушения сознания — от легкой оглушенности до сопора и комы.

При тяжелых формах экзогенных отравлений часто наблюдаются острые интоксикационные психозы с яркой, но проходящей (несколько часов или суток) психопатологической симптоматикой.

После коматозного состояния на фоне оглушенности развивается психомоторное возбуждение с расстройствами сознания по типу астенической спутанности в виде дезориентации в месте и времени, амнезии, гипногогических галлюцинаций, растерянности, неспособности концентрировать внимание, неправильного осмысления ситуации. У некоторых больных возможно патологическое сонное состояние с полной дезориентацией, некоординированными движениями, неадекватными высказываниями и аффективной напряженностью.
У лиц, злоупотребляющих алкоголем, любое, даже легкое отравление может вызвать в соматогенной фазе тяжелый психоз по типу абстинентного синдрома, алкогольного галлюциноза или делирия.

В ряде случаев вначале наблюдаются нарушения психики на фоне двигательного беспокойства и возбуждения. В частности, для отравленийатропином, анашой, димедролом и некоторыми другими средствами характерно появление зрительных, слуховых и тактильных галлюцинаций; у людей, злоупотребляющих алкоголем, иногда появляется тяжелый делирий.

Интенсивная терапия при делирии обычно включает применение средств, обладающих седативным и гипнотическим эффектами (бензодиазепины, оксибутират натрия, барбитураты, аминазин, тизерцин).

Течение острых отравлений может осложниться развитием судорожного синдрома вследствие специфического воздействия токсического агента на ЦНС (тубазид, фтивазид, амидопирин, ФОИ, пахикарпин) или вследствие гипоксии мозга при отравлениях метгемоглобинообразователями (окись углерода, цианиды, салицилаты и др.). Для купирования судорог показано применение бензодиазепинов, барбитуратов, а при нарушении дыхания – проведение респираторной терапии.
Нарушения дыхания являются частым осложнением острых экзогенных отравлений и развиваются вследствие нарушения газообмена в легких (внешнее дыхание), либо транспорта газов кровью или газообмена в тканях (тканевое дыхание). Эти нарушения приводят к гипоксии, которая в зависимости от вида токсического вещества может развиваться как гипоксическая гипоксия (артериальная гипоксемия), транспортная (гемическая) гипоксия, циркуляторная гипоксия и тканевая (гистотоксическая) гипоксия, т.е. согласно известной патогенетической классификации при острых отравлениях возможны гипоксические состояния всех видов.

Нарушение газообмена в легких может быть трех форм: аспирационно-обтурационной, нервно-мышечной и паренхиматозной. Первая форма возникает, как правило, при отравлении токсическими веществами, ведущими к глубокой депрессии сознания с последующими нарушениями дренирования дыхательных путей, рвотой, регургитацией и аспирацией (алкоголь, барбитураты, транквилизаторы). При отравлениях ФОИ дыхательные нарушения обусловлены бронхоспазмом и бронхореей. Нервно-мышечная форма нарушения газообмена в легких характерна для действия ядов, которые первично угнетают дыхательный центр и поражают нервно-мышечные синапсы дыхательных мышц. Это происходит при отравлении снотворными, опиатами, алкоголем и его суррогатами, хлорированными углеводородами, ацетоном, ФОИ, пахикарпином и др. Кроме того, возможно нарушение газообмена вследствие стойкого гипертонуса дыхательных мышц, судорог, в частности, при отравлениях ФОИ, стрихнином, тубазидом, этиленгликолем, окисью углерода. Паренхиматозная дыхательная недостаточность чаще всего возникает в более поздние сроки и нередко является осложнением аспирационно-обтурационной и нервно-мышечной форм. Клинически это может проявляться в виде пневмонии (нередко абсцедирующей), «влажного легкого» или ателектазов в легких.

Нарушение транспорта газов кровью возникает при токсическом поражении эритроцитов некоторыми ядами, в результате чего может возникнуть гемическая гипоксия. Возможны два варианта ее развития. При отравлениях уксусной кислотой, мышьяковистым водородом, медным купоросом, бертолетовой солью происходит массивный внутрисосудистый гемолиз. Токсическое действие нитробензола, гидрохинона, анилиновых красителейведет к превращению оксигемоглобина в метгемоглобин, при отравлении окисью углерода образуется карбоксигемоглобин.

Нарушения тканевого дыхания возникают при отравлениях токсическими веществами, которые угнетают ферменты аэробного окисления организма. В результате происходит резкое понижение усвоения кислорода тканями, возникает гистотоксическая или тканевая гипоксия. Данный механизм является ведущим при отравлениях синильной кислотой и ее производными (цианидами), в той или иной степени он возможен при отравленияхспиртами, ацетоном, окисью углерода. Патогенетическое значение при лечении этого состояния имеют антидоты, используемые с целью устранения ферментных нарушений тканевого дыхания, однако оправданно применение и таких методов, как гипербарическая оксигенация и гемоксигенация.

Синдром нарушения кровообращения. В связи с различными механизмами токсического действия тех или иных ядов, генез расстройства системы кровообращения может быть различен. Тем не менее, можно выделить некоторые закономерности. При многих отравлениях возникает острая сердечная недостаточность с токсической миокардиодистрофией за счет прямого кардиотоксического действия таких ядов, как ФОС, сердечные гликозиды, обзидан, трициклические антидепрессанты (амитриптилин), хлорированные углероды и др. Возможно и опосредованное токсическое влияние на систему кровообращения, обусловленное воздействием гиповолемии, гипоксии, коагулопатии, нарушениями водно-электролитного гомеостаза и кислотно-основного состояния.

В раннем периоде острых отравлений возможно развитие критического состояния жизненно важных функций организма (главным образом кровообращения), которое характеризуется быстротой развития, тяжестью возникающих нарушений и высокой летальностью. В клинической токсикологии это состояние известно под названием «экзотоксический шок».

В генезе его развития выделяют несколько факторов. К ним относятся:

а) резкое снижение сердечного выброса при поражении кардиотропными ядами;

б) гиповолемия, вследствие больших потерь плазмы, воды и электролитов (отравления прижигающими ядами, хлорированными углеродами);

в) резкое снижение сосудистого тонуса (отравления снотворными, ФОИ) и

г) возможное присоединение компонента ожогового шока при отравлениях прижигающими ядами.

При отравлении кардиотоксическими веществами может наступить смерть от первичной остановки сердца без предшествующих нарушений сердечного ритма и проводимости.

Наиболее часто внезапная остановка сердца наблюдается при острых отравлениях сердечными гликозидами, тетрациклическими антидепрессантами, пахикарпином, фосфорорганическими инактицидами. Помимо этого, остановку кровообращения могут вызвать отравлениятоксическими газами (окись углерода, синильная кислота, сернистый водород) и ингаляция паров хлорных растворителей (трихлорэтилен и др.).

Остановка сердца происходит, как правило, в диастоле, остановка в систоле наблюдается крайне редко.

Лекция 19

1. Тема лекции: Комбинированное действие ядов. Профессиональные заболевания.

2. Цель лекции: Рассмотрение проблем связанных с профессиональными заболеваниями.

3. Задачи лекции:

3.1 Ознакомление студентов с комбинированным действием ядов

3.2 Представление студентам ссылок на информационно – справочную литературу для самостоятельного изучения темы лекции.

Воспитательная роль лекции

4Содержание лекции:

4.1 Комбинированное действие ядов

4.2 Профессиональные заболевания.

Дата добавления: 2014-01-06