Что изучает наука токсикология
Токсикология
Содержание
Основные вопросы токсикологии
Ведушими задачами в токсикологии является установление токсических доз веществ на различные организмы, прежде всего на человека; раскрытие механизмов действия веществ в токсических дозах, их метаболизма, в том числе исследования генотоксичности ксенобиотиков, и др.
Отдельные направления науки
Теоретическая токсикология
Раздел токсикологии, решающий проблемы выявления основных законов взаимодействия организма и ядов, их токсикокинетики и токсикодинамики.
Клиническая токсикология
Раздел токсикологии, исследующий заболевания человека, возникающих вследствие токсического влияния химических соединений с целью научного обоснования методов диагностики профилактики и терапии отравлений.
Профилактическая токсикология
Раздел токсикологии, изучающий способы предупреждения потенциальной опасности воздействия токсичных веществ на живые организмы и экосистемы.
Экологическая токсикология
Наука, изучающая эффекты воздействия токсичных веществ и токсичных продуктов трансформации прочих веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере, их влияние на организмы животных и человека, в особенности в пищевых цепях.
Судебная токсикология
Судебная токсикология — отрасль судебной медицины, изучающая отравления в целях убийства, самоубийства или возникающие в результате несчастных случаев на производстве и в быту.
Военная токсикология
Военная токсикология — направление, связанное с изучением отравляющих веществ, предназначенных или используемых в условиях военных действий. Её основная задача — разработка средств и методов защиты человека от боевых отравляющих веществ (БОВ).
Токсикодинамика
Наука о взаимодействии токсичных веществ с органами-мишенями или тканевыми рецепторами и о физиологических и биохимических механизмах их действия.
Токсикокинетика
Наука, изучающая процессы поступления, распределения, биотрансформации и элиминации (выделения) токсичных веществ из организма.
См. также
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Токсикология» в других словарях:
токсикология — токсикология … Орфографический словарь-справочник
ТОКСИКОЛОГИЯ — наука о ядовитых веществах, их происхождении, химическом составе и свойствах, действии на живой организм, способах обнаружения, борьбе с отравлениями и их профилактике. Как часть судебной медицины и криминалистической техники Т. занимается… … Юридический словарь
ТОКСИКОЛОГИЯ — греч. учение о ядах и отравах; логический, к сему относящийся. Токсикография, точное описание ядов; графический, ядоописательный. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
токсикология — сущ., кол во синонимов: 6 • биология (73) • иммунотоксикология (1) • медицина (189) … Словарь синонимов
Токсикология — (от греч. toxikon яд) учение о ядах и оботравлениях, отличающихся чрезвычайно большим разнообразием. Степениотравления зависят, прежде всего, от качества и количества данного яда,но способность данного организма оказывать известное… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Токсикология
Содержание
Важнейшими характеристиками лекарственных средств служат их эффективность и безопасность. К сожалению, все вещества могут оказывать нежелательное действие. Поэтому при разработке новых препаратов большое значение имеет широта терапевтического диапазона, то есть диапазон доз от минимальной терапевтической до минимальной токсической. В ряде случаев больные превышают рекомендуемую дозу, что часто служит причиной отравлений. Особенно это касается препаратов с узким терапевтическим диапазоном.
Врач должен быть готов к встрече с токсическим действием лекарственного средства или любого другого вещества. Настоящая глава посвящена обсуждению токсического действия химических веществ и принципам лечения отравлений.
Предмет токсикологии Править
Токсикология — это наука, изучающая вредное воздействие химических веществ на живые организмы. В ней часто выделяют несколько разделов. Предметом токсикометрии служит проведение токсикологических тестов (см. ниже), на основе которых оценивают риск контакта данного вещества с человеческим организмом и с окружающей средой. Токсикодинамика изучает механизмы, лежащие в основе токсического действия различных веществ. Токсикодинамические характеристики необходимы для разработки токсикологических тестов, для облегчения поиска более безопасных веществ и рациональных способов лечения отравлений. Именно токсиколог определяет риск применения лекарственных средств и прочих веществ для тех или иных целей и дает рекомендации на их выпуск.
В США за безопасностью поступающих в продажу лекарственных и косметических средств, медицинских устройств и пищевых добавок следит ФДА. Для пищевых добавок ФДА устанавливает допустимое суточное потребление, то есть количество добавки, которое человек может потреблять в сутки в течение всей жизни без всякого вреда. Нормы для пестицидов, токсических веществ, вредных отходов и токсических загрязнителей атмосферы и воды принимает Агентство по охране окружающей среды. За соблюдением безопасности условий труда на предприятиях следит Управление охраны труда, а в обязанности работодателя входит поддержание концентрации всех химических веществ на рабочих местах ниже предельно допустимых. Наконец, Комиссия по безопасности товаров широкого потребления отвечает за безопасность всех прочих товаров для дома, школы и отдыха.
Два раздела токсикологии особенно важны для медицины. Судебная токсикология, стоящая на стыке аналитической химии и фундаментальной токсикологии, изучает отравления применительно к задачам судебно-медицинской экспертизы; она необходима для установления причин или обстоятельств смерти. В рамках клинической токсикологии изучаются и совершенствуются средства и методы диагностики и лечения острых отравлений, а также особенности течения болезней, вызванных действием химических веществ на организм.
Врач должен знать, какие симптомы могут сопутствовать отравлениям лекарственными средствами и веществами, присутствующими в окружающей среде. Побочные эффекты лекарственных средств часто сходны с симптомами заболеваний. Знакомство с основами токсикологии помогает врачу распознать эти симптомы и выбрать правильное лечение.
Зависимость эффекта от дозы Править
Первостепенное значение для токсиколога имеет изучение зависимости эффекта от дозы. Существуют два способа ее отображения (гл. 3, рис. 3.3). Первый — это кривая доза—эффект: она показывает, как зависит от дозы выраженность эффекта. Второй способ заключается в построении характеристической кривой, отражающей зависимость от дозы частоты развития эффекта в изучаемой популяции (или группе экспериментальных животных): при этом учитывают не выраженность эффекта, а только его наличие либо отсутствие (по принципу «все или ничего»). Такие кривые в токсикологии особенно важны; именно их используют для определения LD50 лекарственных средств и прочих химических веществ.
LD50 определяют экспериментально. Изучаемое вещество обычно вводят мышам или крысам (через рот или внутрибрюшинно) в нескольких дозах (обычно четырех или пяти), почти смертельных (рис. 4.1, А). Если на вертикальной оси отложить долю погибших животных, а на горизонтальной — дозу в логарифмическом масштабе, то получится характеристическая кривая (она была описана в гл. 3), имеющая S-образную форму. Чтобы превратить ее в прямую (рис. 4.1, Б), единицы на вертикальной оси преобразуют в так называемые пробиты (от англ. probability units — единицы вероятности). Один пробит равен одному стандартному отклонению; пятый пробит принимается равным среднему арифметическому. Таким образом, например, четвертый пробит равен 16-му процентилю (то есть 16-процентной смертности животных), а шестой — 84-му процентилю (соответствует смерти 84% животных). Из точки пересечения полученной прямой с горизонтальной линией, соответствующей пятому пробиту (то есть 50-процентной гибели животных), опускают перпендикуляр. Он и указывает на LD50. Существенна не только LD50, но и наклон полученной прямой. Так, у двух веществ (рис. 4.1, Б) LD50 одинакова (10 мг/кг), однако наклон прямых разный. Поэтому в дозе, равной половине LD50 (5 мг/кг), вещество А вызовет гибель 30% животных, а вещество Б — лишь 5%.
Описание к рисунок 4.1. Определение LDM. А. Для оценки токсического действия вещества его вводят в нескольких дозах, в том числе заведомо летальных. LD» определяют по точке пересечения кривой смертности с горизонталью, соответствующей 50-про-центной смертности (пунктирная линия). Б. Для удобства вычислений S-образную кривую смертности преобразуют в прямую, используя специальные единицы — пробиты.
В настоящее время особую тревогу вызывают вещества, оказавшиеся канцерогенными для экспериментальных животных. Канцерогенность большинства из них для человека не изучена. Органы государственного регулирования разделяют потенциальные канцерогены на три группы, и подходы к оценке связанного с этими веществами риска разные. В отношении пищевых добавок ФДА проявляет особую осторожность, поскольку они касаются огромного числа людей, а никакой существенной пользы не приносят. В отношении лекарственных средств ФДА старается соотнести их риск и пользу. Например, канцерогенный для экспериментальных животных препарат ФДА, скорее всего, не разрешит использовать для лечения легких недугов, но может одобрить его применение для лечения тяжелого заболевания. На самом деле большинство противоопухолевых средств являются химическими канцерогенами.
В отношении канцерогенов Агентство по охране окружающей среды старается ограничить дозу, которую человек может получить в течение жизни. При этом онкологическое заболевание, вызванное данным веществом, не должно возникать чаще, чем в одном случае из миллиона. Допустимую суточную дозу для человека определяют с помощью математических моделей, экстраполируя дозу вещества, вызывающего рост опухоли у определенного процента экспериментальных животных (обычно у 10—20%). Эти модели, по-видимому, вполне пригодны для защиты людей от контакта с потенциальными канцерогенами.
Острые и хронические токсические эффекты Править
Токсические эффекты, вызываемые одним и тем же веществом при его остром, подостром и хроническом действии на организм, нередко различаются. Об острых эффектах говорят в случае получения дозы вещества за один раз. Хронические эффекты, как правило, вызваны многократным получением небольших доз вещества в течение длительного времени; при этом вещество обычно медленно накапливается в организме. В окружающей среде имеется много веществ природного и искусственного происхождения, которые в низких дозах могут воздействовать на организм человека в течение длительного времени, и в настоящее время все больше внимания уделяют оценке кумулятивных токсических эффектов таких веществ.
Непрямое токсическое действие лекарственных средств Править
Часто лекарственные средства выпускаются в виде именно того вещества, которое и оказывает лечебное действие; оно же, как правило, вызывает и основные побочные эффекты. Вместе с тем токсические эффекты химических веществ (а в случае лекарственных средств — и лечебное действие) могут быть обусловлены их метаболитами или свободными радикалами кислорода.
Токсические метаболиты. Токсические эффекты многих веществ обусловлены их метаболитами. Так, токсические метаболиты образуются из большинства фосфор-органических инсектицидов при участии микросомальных ферментов печени. Примером может быть образование из паратиона стабильного метаболита параоксона (рис. 4.2) — ингибитора АХЭ. Некоторые метаболиты химически нестабильны; обычно их называют реакционноспособными промежуточными продуктами. Примером служит метаболит парацетамола N-ацетил-n-бензохинонимин (рис. 4.3) — очень реакционноспособное соединение, реагирующее с глутатионом и другими нуклеофилами. При истощении запасов глутатиона в печени этот метаболит связывается с макромолекулами гепатоцитов, что и вызывает гибель последних. Токсические эффекты паратиона и парацетамола возрастают при повышении активности микросомальных ферментов печени, так как при этом увеличивается и образование активных метаболитов (гл. 1); это наблюдается, в частности, на фоне приема этанола или фенобарбитала.
Фототоксические и фотоаллергические реакции. Для многих веществ образование токсических метаболитов опосредуют печеночные ферменты. Однако в ряде случаев такие метаболиты могут образовываться в коже под действием излучения ультрафиолетового или видимого диапазонов. Если при этом из лекарственного препарата (например, сульфаниламида) образуется более сильный аллерген, чем сам препарат, говорят о фотоаллергической реакции. Фототоксические реакции обусловлены не аллергией, а тем, что проникающие в кожу вещества (как извне, так и через системный кровоток) либо вызывают фотосенсибилизацию. либо усиливают обычное действие светового излучения. Примерами служат тетрациклины, сульфаниламиды, хлорпромазин и налидиксовая кислота; как правило, в отсутствие светового излучения они безвредны.
Свободные радикалы кислорода. Гербицид паракват вызывает тяжелое поражение легких. Его токсическое действие опосредовано свободными радикалами кислорода, образование которых сопряжено с восстановлением молекулы параквата (рис. 4.4).
В основе всех токсикологических испытаний на животных лежат два принципа. Во-первых, правильная оценка эффекта исследуемого вещества у экспериментальных животных позволяет сделать вывод о его токсичности для человека. В расчете на единицу поверхности тела сходные дозы вещества оказывают примерно одинаковое токсическое действие на человека и животных (если рассчитывать дозы на единицу веса, то при сходных дозах токсический эффект у человека выше). Данные токсикологических испытаний используют для подбора доз новых лекарственных средств в клинических испытаниях, а также для установления допустимых концентраций вредных веществ в окружающей среде.
Второй принцип состоит в том, что воздействие на животных высокими дозами токсического вещества служит необходимым и надежным методом выявления риска, которому может подвергаться человек при гораздо меньших дозах. В таких исследованиях изучают не выраженность, а частоту развития токсического эффекта (см. выше). Очевидно, что количество участвующих в испытаниях животных, как правило, намного меньше количества людей, которые могут подвергаться воздействию данного вещества. Так, тяжелые токсические эффекты (например, канцерогенные) могут встречаться в 25 ООО случаев из 25 млн, то есть с частотой 0,01%. Для человека такая частота недопустимо высока, однако для выявления подобных эффектов в экспериментальном исследовании должно участвовать не менее 30 ООО животных. Поэтому для того, чтобы оценить риск воздействия вещества в малых дозах, на относительно небольшие группы животных воздействуют высокими дозами. Очевидно, что применяемая в таких случаях экстраполяция не всегда правомочна.
Первым этапом токсикологических испытаний служит определение LD50 на животных двух видов с использованием двух способов введения вещества, один из которых должен соответствовать ожидаемому пути попадания данного вещества в человеческий организм. При этом отмечают число животных, погибших в течение 14 сут после введения однократной дозы. Обращают также внимание на симптомы отравления, сонливость, изменения в поведении и заболеваемость.
Затем проводят испытания на подострую токсичность, как правило, в течение 90 сут, на животных двух видов, с использованием как минимум трех доз и одного способа введения, соответствующего ожидаемому пути попадания вещества в человеческий организм. Во время испытаний регистрируют множество параметров, а в конце проводят патологоанатомическое исследование.
Испытания на хроническую токсичность проводят одновременно с клиническими испытаниями (гл. 3). На продолжительность испытаний лекарственных средств влияет то, как средство предполагается использовать в клинике. Так, если его планируют применять в течение короткого времени и под медицинским наблюдением (как в случае антибактериальных препаратов), испытания могут длиться не более 6 мес. Если же препарат собираются использовать в течение длительного времени, могут потребоваться испытания продолжительностью 2 года.
Испытания на хроническую токсичность часто проводят с целью определить возможное канцерогенное действие вещества. В этом случае опыты обычно проводят на крысах и мышах в течение половины средней продолжительности жизни животных данного вида. Для оценки действия вещества на плод и репродуктивную функцию, а также перинатальных и постнатальных токсических эффектов применяют другие подходы. Так, для изучения тератогенного действия препарат обычно вводят беременным крысам и кроликам в период органогенеза.
Помимо канцерогенного и тератогенного действия изучают также мутагенное действие лекарственных средств. Для этого чаще всего применяют разработанный Эймсом мутационный тест на штамме Salmonella typhimurium, содержащем мутантный ген фермента, необходимого для синтеза гистидина (Ames et al., 1975). Такой штамм сможет размножаться в среде, не содержащей гистидина, лишь в том случае, если произойдет обратная мутация. Поскольку многие вещества становятся мутагенными или канцерогенными лишь после активации ферментами эндоплазматического ретикулума, в среду помимо мутантного штамма и лекарственного препарата добавляют микросомы печени крысы. К достоинствам теста Эймса относятся быстрота и высокая чувствительность. Однако он пригоден лишь для выявления генотоксичных канцерогенов, но не промоторов.
Истинная распространенность отравлений в США точно не известна. В 1998 г. в Американскую ассоциацию центров отравлений сообщили более чем о 2 млн случаев. Однако нет сомнений, что истинное число отравлений намного больше.
В США от отравлений ежегодно умирают более 775 человек. За последние 30 лет удалось существенно снизить смертность от отравлений среди детей младше 5 лет. Например, в 1998 г. не зафиксировано ни одного случая смерти ребенка от отравления аспирином, хотя в начале 1960-х гг. таких случаев было около 140 в год. Вероятно, здесь сыграли роль несколько факторов: более безопасная упаковка лекарственных средств и средств бытовой химии; улучшение подготовки врачей и качества врачебной помощи; просветительная работа среди населения.
Согласно недавно опубликованным данным, в больницах США очень велика распространенность тяжелых, в том числе смертельных, побочных эффектов лекарственных средств (Lazarou et al., 1998; Institute of Medicine, 1999). Полагают, что тяжелые побочные эффекты ежегодно отмечаются примерно у 2 млн госпитализированных больных; из них около 100 000 заканчиваются смертельным исходом. Если эти оценки верны, то ежегодно от врачебных ошибок умирает больше людей, чем от дорожно-транспортных происшествий, рака молочной железы или СПИДа.
В учебниках по фармакологии приводятся сведения о лечении лекарственных отравлений, но обычно в них говорится об отравлениях прочими веществами. Более подробную информацию об отравлениях можно найти в изданиях по токсикологии (Ellenhorn, 1997; Goldfrank et al., 1998; Haddad etal., 1998; Klaassen, 2001).
Таблица 4.1. Наиболее частые причины отравлений
Предмет и задачи токсикологии
В качестве примеров можно привести и другие определения:
В основе цитированных понятий лежит представление о токсикологии, как о науке, изучающей (так или иначе) особую группу веществ, именуемую ядами, ядовитыми, вредными, отравляющими веществами и т.д.
Принять эти характеристики рассматриваемой области науки и практики было бы вполне возможно при условии четкого определения самого понятия «яд». Однако, не смотря на многочисленные попытки, сделать это не удается.
Вот почему существуют определения, в которых «малое количество», как свойство «ядов», упускают вовсе:
В настоящее время человечеству известно около 10 миллионов химических соединений. Из них более 60 тысяч широко используются в быту, медицине, на производстве и в сельском хозяйстве. Это количество веществ продолжает из года в год увеличиваться (по некоторым данным примерно на 1000 наименований ежегодно). И большая их часть при определенных обстоятельствах может причинить «серьезный вред здоровью».
Подобное обстоятельство ставит под сомнение саму возможность выделить из всей совокупности химических веществ окружающего мира, естественных и синтезированных человеком, некую группу, обозначаемую как «яд». В наиболее категоричной форме эта мысль выражена еще в ХIХ веке известным французским судебным медиком Тардье: «Ядов в научном смысле слова нет».
Накопленные человечеством знания давно привели к осознанию того факта, что практически любое химическое вещество, в зависимости от действующего количества, может быть безразличным, полезным, вредным для организма (т.е. выступать в качестве яда).
Не смотря на общую критику, приведенных выше определений, следует признать, что все они содержат несомненно правильные элементы. Так, токсикология действительно изучает механизмы вредного действия веществ на организм человека и животных, закономерности развивающихся при этом патологических процессов, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики отравлений и т.д.
Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее (таблица 1).
Таблица 1. Сравнительная токсичность некоторых веществ для белых мышей
(доза, вызывающая гибель при внутрибрюшинном способе введения)
Токсичность (ЛД 50 )
мкг/кг
Ботулотоксин
Тетанотоксин
Батрахотоксин
Тайпоксин
Рицин
Тетродотоксин
Сакситоксин
Латротоксин
Бунгаротоксин
Диоксин
Курарин
ДФФ
Иприт
Цианид натрия
Таллия сульфат
Атропин
Метанол
Бактерии
Бактерии
Земноводные
Змеи
Растения
Рыбы
Простейшие
Пауки
Змеи
Синтетический
Растения
Синтетический
Синтетический
Синтетический
Соль
Растения
Синтетический
0,0003
0,001
2
2
3
8
9
10
14
200
500
1000
8600
10000
35000
90000
1000000
Теоретически не существует веществ, лишенных токсичности. При тех или иных условиях, обнаружится биологический объект, реагирующий повреждением, нарушением функций, гибелью на действие вещества в определенных дозах. Токсичность веществ, полностью инертных в отношении биологических объектов, может быть количественно обозначена, как стремящаяся (но не равная) к нулю.
В связи с изложенным, представляется возможным определить токсикологию как науку, изучающую свойство, присущее практически всем веществам окружающего нас мира, как естественного, так и антропогенного происхождения.
Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологических систем, называется токсическим действием. В основе токсического действия лежит взаимодействие вещества с биологическим объектом на молекулярном уровне. Химизм взаимодействия токсиканта и биологического объекта на молекулярном уровне называется механизмом токсического действия.
Следствием токсического действия веществ на биологические системы является развитие токсического процесса.
Токсичность проявляется и может быть изучена только в процессе взаимодействия химического вещества и биологических систем (клетки, изолированного органа, организма, популяции).
Механизмы формирования и развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, прежде всего, определяются строением вещества и его действующей дозой (рисунок 1):
Рисунок 1. Основные характеристики токсического действия
Однако формы, в которых токсический процесс проявляется, несомненно, зависят также от вида биологического объекта, его свойств.
Вот почему предмет науки токсикологии, призванной развивать и углублять представления человечества о явлениях, возникающих при взаимодействии химических веществ и живых организмов, можно определить как учение о токсичности и токсическом процессе.
1.3.1. Формы проявления токсического процесса на разных уровнях организации жизни
Внешние, регистрируемые признаки токсического процесса называются его проявлениями. В ряде приведенных выше определений токсикологии просматривается представление, согласно которому единственной формой проявления токсического процесса является интоксикация (отравление). Интоксикация действительно основная и наиболее изученная, однако далеко не единственная форма.
Проявления токсического процесса определяются уровнем организации биологического объекта, на котором токсичность вещества изучается:
Если токсический эффект изучают на уровне клетки (как правило в опытах in vitro), то судят прежде всего о цитотоксичности вещества. Цитотоксичность выявляется при непосредственном действии соединения на структурные элементы клетки.
На практике к изучению цитотоксичности прибегают:
— при использовании культур клеток для оценки токсичности новых веществ в опытах in vitro;
— при исследовании механизмов токсического действия веществ;
— при проведении процедуры биотестирования (выявления токсикантов) объектов окружающей среды и т.д.
Токсический процесс на клеточном уровне проявляется:
— обратимыми структурно-функциональными изменениями клетки (изменение формы, сродства к красителям, подвижности и т.д.);
— преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз);
Если в процессе изучения токсических свойств веществ исследуют их повреждающее действие на отдельные органы и системы, выносят суждение об органной токсичности соединений: нейротоксичности, гепатотоксичности, гематотоксичности, нефротоксичности и т.д.
Органотоксичность оценивают и исследуют:
— в процессе изучения свойств (биологической активности, вредного действия) новых химических веществ;
— в процессе диагностики заболеваний, вызванных химическими веществами.
Токсический процесс со стороны органа или системы проявляется:
— функциональными реакциями (спазм гортани, кратковременное падение артериального давления, учащение дыхания, усиление диуреза, лейкоцитоз и т.д.);
Токсический процесс на уровне целостного организма проявляться:
— болезнями химической этиологии (интоксикации, отравления);
Токсическое действие веществ, регистрируемое на популяционном и биогеоценологическом уровне, может быть обозначено как экотоксическое. Экотоксический процесс, как правило, исследуют врачи профилактики либо в порядке текущего планового контроля, либо в процессе заданных исследований.
Экотоксический процесс на уровне популяции проявляется:
— ростом заболеваемости, смертности, числа врожденных дефектов развития, уменьшением рождаемости;
— нарушением демографических характеристик популяции (соотношение возрастов, полов и т.д.);
— падением средней продолжительности жизни членов популяции, их культурной деградацией.
Глубокое понимание множественности форм проявлений токсического процесса современным врачом, экологом, специалистом в области управления совершенно необходимо для:
— правильной организации изучения токсичности новых химических веществ и интерпретации получаемых результатов;
— выявления пагубных последствий действия токсикантов на человека и окружающую природу;
— планирования и проведения мероприятия по санации выявленных очагов химической опасности для отдельного человека, коллективов, населения в целом.
1.3.2. Основные характеристики токсического процесса, выявляемого на уровне целостного организма
Токсические процессы, выявляемые на уровне организма, можно отнести к одной из следующих групп:
А. Процессы, формирующиеся по пороговому принципу.
Причинно-следственная связь между фактом действия вещества и развитием процесса носит безусловный характер: при действии веществ в дозах ниже определенных уровней токсический процесс не развивается; при достижении определенной дозы процесс развивается непременно. Зависимость «доза-эффект» прослеживается на уровне каждого отдельного организма, при этом, чем больше доза, тем значительнее проявления токсического процесса. К этой группе относятся: интоксикации, транзиторные токсические реакции, некоторые аллобиотические состояния.
Б. Процессы, развивающиеся по беспороговому принципу.
Из всех форм проявления токсического процесса наиболее изученной и в наибольшей степени привлекающей внимание врача является интоксикация. Механизмы формирования и особенности течения интоксикаций, зависят от строения ядов, их доз, условий взаимодействия с организмом. 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 течении 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 интоксикация может быть местной и общей.
Общей называется интоксикация, при которой 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.
В большинстве случаев интоксикация носит смешенный, как местный, так и общий характер.
4. В зависимости от интенсивности воздействия токсиканта (характеристика, определяющаяся дозо-временными особенностями действия) интоксикация может быть тяжелой, средней степени тяжести, и легкой.
1.3.2.2. Другие формы токсического процесса
Транзиторные токсические реакции наиболее часто развиваются вследствие раздражающего и седативно-гипнотического действия токсикантов.
При действии наркотических средств, многих лекарств, органических растворителей, пищевых продуктов (спирт) в малых дозах проявляется их седативно-гипнотическое действие (опьянение).
Аллобиоз. К числу аллобиотических состояний можно отнести:
— умеренную иммуносупрессию и, как следствие, повышение чувствительности к инфекции;
— аллергизацию организма и повышение чувствительности к токсикантам;
— фотосенсибилизацию покровных тканей некоторыми веществами (псораленом; аминобензойной кислотой и т.д.);
— изменение скорости метаболизма ксенобиотиков, в результате длительного приема веществ;
— «доклинические» формы патологии и др.
Аллобиотические состояния развиваются в результате острых, подострых и хронических воздействий, могут быть этапом на пути развития интоксикации (субклинические формы патологии различных органов и систем), следствием перенесенного отравления (остаточные явления) и, наконец, самостоятельной формой токсического процесса.
Специальные токсические процессы. Развивается в результате острых, подострых и хронических воздействий ксенобиотиков. Как правило, в основе специальных токсических процессов лежит способность веществ изменять генетический код клеток.
2. Цель и задачи токсикологии
Эта цель достигается путем решения фундаментальных и прикладных токсикологических задач:
1. 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 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.
2. Изучение механизмов, лежащих в основе токсического действия различных химических веществ, закономерностей формирования токсического процесса, его проявлений. 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.
4. Установление факторов, влияющих на токсичность вещества: свойств токсикантов, особенностей биологических объектов, условий их взаимодействия, состояния окружающей среды и т.д.
Все упомянутые 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.
Токсикологическая наука представлена несколькими основными направлениями.
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 химических воздействий и осуществляет контроль за их соблюдением;
С учетом условий (преимущественно особенностей профессиональной деятельности), в которых наиболее вероятно воздействие того или иного токсиканта на организм человека, в медицинской токсикологии иногда выделяют промышленную, сельскохозяйственную, коммунальную токсикологию, токсикологию специальных видов деятельности и т.д.
Новым направлением современной токсикологии является экотоксикология.