Классификация ядов

Физико-химические характеристики токсических веществ. Применение при решении вопросов биохимической и

аналитической токсикологии.

Яд – вещество, вызывающее отравление или смерть при попадании в организм.

Интоксикация (отравление) (intoxicatio; ин- + греч. toxikon яд) - патологическое состояние, вызванное общим действием на организм токсических веществ эндогенного или экзогенного происхождения.

Абсолютных ядов в природе не существует, то есть нет таких химических веществ, которые способны приводить к отравлению при любых условиях.

свойств;
условий применения (путь введения, наличие и качество пищи в желудке);
состояние

организма человека (пол, возраст, болезнь, вес, генетические факторы и др.)
присутствия других веществ, вместе с которыми вводится яд в организм. При этом действие ядов может усилиться – проявляется синергизм (например, барбитураты или алкалоиды с алкоголем), или ослабляться.

Отравление – это «химическая травма»

растворители (дихлорэтан, четыреххлористый углерод), топливо(пропан, бутан), красители (анилин, индофеноловые соединения),

хладоагенты (фреоны), химические реагенты (метанол, уксусный ангидрид), пластификаторы (диметилфталат).
Пестициды –инсектициды, зооциды, фунгициды, бактерициды и т.д.
Лекарственные средства
Бытовые токсиканты – пищевые добавки, средства санитарии, личной гигиены, средства ухода за одеждой, мебелью, автомобилями и др.
Биологические растительные и животные яды
Боевые отравляющие вещества (зарин, иприт, фосген и др.)

3. Гигиеническая классификация:
Чрезвычайно токсичные
(DL50 при введении в желудок < 15 мг/кг
Высокотоксичные (DL50 15 -150 мг/кг)
Умереннотоксичные (DL50 151 -5000 мг/кг)
Малотоксичные (DL50 > 5000 мг/кг)

органической природы.
1. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых дистилляцией («летучие яды»):

синильная кислота, спирты, этиленгликоль, алкилгалогениды (хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан), формальдегид, ацетон, фенол, уксусная кислота.
2. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией:
лекарственные средства (барбитураты, алкалоиды, синтетические лекарственные вещества – 1,4-бензодиазепины, производные фенотиазина, фенилалкиламины);
наркотические вещества (каннабиноиды, эфедрон);
пестициды (ФОС, хлорорганические – гептахлор, гексахлорциклогексан, производные карбаминовой кислоты – севин).

Группа токсикологически важных веществ, изолируемых минерализацией: «металлические яды» - соединения Ва, Pb, Mn, As, Cu, Sb, Bi, Hg и др.

Группа токсикологически важных веществ, изолируемых экстракцией водой: кислоты (серная, азотная, соляная), щелочи (гидроксиды натрия, калия, аммония), нитраты и нитриты.

Группа токсикологически важных веществ, требующих особых методов изолирования: соединения фтора.

Группа веществ, не требующих особых методов изолирования: вредные пары и газы, оксид углерода.

II. Токсикологические вещества неорганической природы.

групп из веществ органической природы и 1 группу из веществ

неорганической природы, т.е. на группы «летучих», «лекарственных» и «металлических» ядов и пестициды.

Доза – количество вещества, введенное или попавшее в организм (отнесенное как правило, единице массы тела человека или животного) и дающее определенный токсический эффект.

Доза токсическая - доза, вызывающая в организме патологические изменения, не приводящие к смертельному исходу. Токсические дозы занимают диапазон доз от минимальной токсической до минимальной смертельной.

Доза токсическая минимальная (MTD) - это пороговая доза в отношении эффекта, выходящего за пределы нормальных физиологических реакций.

Доза смертельная минимальная (MLD) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель единичных, наиболее чувствительных подопытных животных; принимается за нижний предел дозы смертельной.

Доза смертельная средняя (DL50) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель 50% подопытных животных.

Доза смертельная абсолютная (DL100) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель не менее, чем 99% подопытных животных.

размерность мг/кг, мкг/кг, моль/кг (СИ).

мишени;

взаимодействие с эндогенными молекулами –мишенями и другими рецепторами токсичности;

инициирование нарушений

в структуре и/или функционировании клеток;

восстановительные процессы на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях.

Биотрансформация ксенобиотика с образованием токсичных продуктов называется метаболической активностью или летальным синтезом.

Биотрансформация, сопровождающаяся снижением содержания токсиканта в организме, называется детоксикацией.

либо на поверхности, либо внутри отдельных типов клеток (чаще всего

это внутриклеточные ферменты).

2. Нуклеиновые кислоты (особенно ДНК)

3. Белки

4. Клеточные мембраны

5. Ферменты (мишень в основном для токсического метаболита), т.к. сам фермент ответственен за синтез этого метаболита.

на молекулярном уровне токсичность – это химическое взаимодействие между токсикантом и молекулой-мишенью.

(Пауль Эрлих 1900 г) – это химически активная группировка, в

норме участвующая в метаболизме клетки, к которой способна присоединится молекула ксенобиотика.

«Оккупационная» теория

Кинетическая теория

Неспецифические взаимодействия

теория
Tox + R ↔ Tox –R
К – константа равновесия;
[Tox]

– равновесная концентрация токсиканта (молекулы, иона, радикала);
[R] – равновесная концентрация рецептора (молекулярного, клеточного);
[Tox-R] – равновесная концентрация продукта взаимодействия.

связывания токсиканта с рецептором.
Классы токсикантов, взаимодействующих с рецепторами:

антагонисты

(ингибирует действие нативных субстратов (эндогенных соединений), блокируя их связывание с рецепторами ),
агонисты,
частичные агонисты (активируют рецепторы, взаимодействуя с ними, и дают токсический эффект, равный или превышающий эффект нативного субстрата). - «токсикомиметики»

Внутренняя активность токсиканта (R/Nзан) - способность давать токсический эффект (ответ организма R) при минимальном заполнении рецепторов (Nзан).

при дозе токсиканта D;
Rmax- максимально возможный ответ на воздействие;

D50- доза токсиканта, вызывающая ответ, равный половине максимального.

мембран
Кислотно-основные свойства
Растворимость
Липофильность
Диффузионная способность
Окислительно-восстановительный потенциал
Поверхностная активность
Физико-химические свойства ксенобиотика
Способность к электрической диссоциации

(ионизации)

Способность к комплексообразованию

Влияние растворимости ксенобиотика в биологических средах на его токсичность.
а) Межфазные

переходы тв↔ж, диаграммы рН-растворимость.

б) Межфазные равновесия ж1↔ж2, коэффициент распределения.

в) Влияние кислотно-основной природы ксенобиотиков и рН биосред на межфазные равновесия ж1↔ж2.

г) Влияние окислительно-восстановительного потенциала Е0 и рН среды на токсичность ксенобиотика. Диаграммы рН-потенциал для биосред и токсикантов.

2. Корреляция структуры ксенобиотика и его токсичности. Топологические индексы.

равновесия ж1↔ж2
рКа =14 - рKb


для кислот:
для оснований:
НА

↔ Н+ + А-.

при рН= рКа

[A-] = [HA].

ВН+↔ В + Н+

рН= рКа

[ВН+] = [В].

моча ( рН 4,8-7,4), плазма крови (рН 7,35-7,45) желудочный сок (рН 1,5-1,8).

ксенобиотика. Диаграммы рН-потенциал для биосред и токсикантов.