КазНМУ им.С.Асфендиярова Военная кафедра

токсикологии




Г.Алматы

изучающая физические, химические свойства ядов (вредных и отравляющих веществ), механизмы

их действия на организм человека и разрабатывающая методы диагностики, лечения и профилактики отравлений (Энциклопедический словарь медицинских терминов, 1982 г.)
Токсикология – наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ (Голиков С.Н., 1972 г.)
Токсикология – это область медицины, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда (Лужников Е.А., 1994 г.)

в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь”

(Матео Орфила, 1814 г.)
“Ядами называются вещества, которые будучи введены в организм в малых количествах, в силу своих химических свойств, могут причинить расстройство здоровья или самую смерть” (Косоротов Д.П., 1907 г.)
“Ядом называется всякое химическое вещество, способное причинить смерть или серьезный вред здоровью своим действием на ткани или соки тела” (Пеликан Е., 1878 г.)
“Можно определить яд как меру (единство количества и качества) действия химического вещества, в результате которого при определенных условиях возникает отравление” (Саватеев Н.В., 1978 г.)
“Яды – суть вещества, вызывающие повреждение организма немеханическим путем” (Лазарев Н.В., 1936 г.)
Практически любое химическое вещество, в зависимости от действующего количества, может быть либо безразличным, либо полезным, либо вредным для организма (т.е. выступать в качестве яда)

действуя на организм в определенных дозах и концентрациях, нарушать дееспособность,

вызывать заболевания или даже смерть (или, в более общей форме – действуя на биологические системы, вызывать их повреждение или гибель)
Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве они оказывают на биологические системы повреждающее действие, тем они токсичнее. Изучение и оценка токсичности различных веществ составляет предмет науки токсикологии.
Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологических систем, называется токсическим.
Формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению или гибели, называется токсическим процессом
Предметом изучения науки токсикологии являются – токсичность химических веществ и токсический процесс, развивающийся в биосистемах
Наука токсикология – учение о токсичности и токсическом процессе – феноменах регистрируемых при взаимодействии химических веществ с биологическими объектами

взаимодействии с организмом оно вызвало заболевание (интоксикацию) или гибель
Токсикант –

понятие, употребляющееся для обозначения вещества, вызвавших не только интоксикацию, но провоцирующих и другие формы токсического процесса, и не только организма, но и биологических систем иного уровня организации (клетки, популяции)
Отравляющее вещество – химический агент, предназначенный для применения в качестве оружия в ходе ведения боевых действий
Токсин – как правило, высокотоксичное вещество бактериального, животного, растительного происхождения
Ксенобиотик – чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма со средой) вещество, попавшее во внутренние среды организма

различные организмы: растения, животные, человек и сложные биосистемы: популяции, биоценозы.

Поэтому выделяют разделы токсикологии, в рамках которых изучают токсичность веществ для данных биологических объектов и свойственные этим объектам особенности течения токсического процесса: ветеринарную токсикологию, фитотоксикологию, экологическую токсикологию и т.д.
Если объектом исследования является токсичность химических веществ для человека и человеческих популяций, говорят о медицинской токсикологии
Цель медицинской токсикологии, как области человеческой деятельности – непрерывное совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях

химического вещества на организм и развитием той или иной формы

токсического процесса. Раздел токсикологии, в рамках которого совершенствуется методология, и накапливаются данные о токсичности 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.

лежащих в основе токсического действия, закономерностей формирования патолог8ических состояний. Эта

задача решается с помощью методических приемов, разрабатываемых и совершенствуемых в рамках раздела токсикологии – токсикодинамика. Данные о токсикодинамике различных химических веществ лежат в основе разработки средств профилактики и терапии интоксикаций, методов предупреждения развития иных форм токсического процесса; совершенствования диагностики интоксикаций и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов; совершенствования методологии оценки токсичности ксенобиотиков и биотестирования исследуемых проб

метаболизма и выведения. Совершенствование методологии исследований, анализа получаемых результатов, накопление

соответствующей информации осуществляется в рамках раздела токсикологии токсикокинетика. Знания токсикокинетики ксенобиотиков необходимы для разработки надежной системы профилактики токсических воздействий; диагностики интоксикаций, выявления профессиональной патологии, проведения судебно-медицинской экспертизы; они широко используются в процессе создания новых противоядий и схем их оптимального использования; совершенствования методов форсированной детоксикации организма и т.д.

особенности свойства токсиканта, особенности их взаимодействия, условия окружающей среды). Знание

факторов, влияющих на токсичность позволяет объективизировать наши представления о химической опасности, уточнить нормативные акты, применительно к конкретным условиям действия веществ, разработать систему мер, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья, работоспособности людей, контактирующих с химическими вредностями.
Все упомянутые задачи решаются в ходе экспериментальных исследований на животных, в процессе лечения людей и эпидемиологических исследований среди профессиональных групп и населения, подвергшихся действию токсикантов

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
Клиническая токсикология – область практической медицины, связанная с оказанием помощи при острых токсических поражениях, выявлением и лечением патологии, обусловленной действием профессиональных вредностей. В рамках клинической токсикологии совершенствуются методы диагностики и лечения интоксикаций, изучаются особенности течения профессиональных болезней, вызванных действием химических веществ на организм
Экспериментальная токсикология – изучает закономерности взаимодействия веществ и биосистем, рассматривает феномен токсичности в эволюционном аспекте; совершенствует методологию решения практических задач, стоящих перед профилактической и клинической токсикологией; разрабатывает новые средства диагностики, профилактики и лечения различных форм токс. процесса

в частности, военную токсикологию

токсикологии

г.Алматы

токсины
1.1.1.2. Растительные яды
1.1.1.3. Яды животного происхождения
1.1.2. Небиологического происхождения
1.1.2.1. Неорганического происхождения
1.1.2.2.

Органические соединения
1.2. Синтетические токсиканты
2. По способу использования человеком
2.1. Ингредиенты химического синтеза и специальных видов производств
2.2. Пестициды
2.3. Лекарства и косметика
2.4 Пищевые добавки

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

или липополисахаридной природы, обладающие антигенными свойствами.
Многие бактериальные токсины относятся к

числу самых ядовитых из известных веществ. Это, прежде всего, ботулотоксин, холерные токсины, тетанотоксин, стафилококковые токсины, дифтерийные токсины и т.д. Ботулотоксин и стафилококковый токсины рассматривались как возможные боевые отравляющие вещества. Бактериальные токсины действуют на разные органы и системы млекопитающих и человека, однако, преимущественно, страдают нервная и сердечно - сосудистая системы, реже слизистые оболочки
Бактерии могут продуцировать и токсические вещества относительно простого строения. Среди них формальдегид, ацетальдегид, бутанол и т.д.

продукты
Это эрготоксины, продуцируемые грибами группы Claviceps (спорынья, маточные рожки), афлатоксины

(В1, В2,G1? G2) и близкие им соединения, выделяемые грибами группы Aspergillus.
Отравление зерном, зараженным спорыньей, нередко носило характер эпидемий. Заб – ние проявлялось как гангренозными изменениями конечностей, так и психодилептическими эффектами. Одним из известных производных эрготина, продуцируемого спорыньей, является диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК) – выраженный галлюциноген.
Наиболее активным продуцентом афлатоксинов являются грибки Aspergillus flavus, нередко поражающие зерновые.
Многие высшие грибы также продуцируют токсические вещества. Наиболее опасными являются аманитин и фаллоидин, содержащиеся в бледной поганке, вызывают поражение печени и почек.
Другими известными токсикантами являются мускарин, гиромитрин, иботеновая кислота. Вещества псилоцин, мускарин, псилоцибин обладают выраженной галлюциногенной активностью

кониин Болиголов
пиперидиновые никотин Табак
лобелин Лобелия
Пирролидиновые гиосциамин Белена
скополамин Скополия
Пирролизидиновые платифиллин Крестовник
Хинолиновые эхинопсин Мордовник
Бензилизохинолиновые папаверин Мак
Фенантрен-изохинолиновые морфин Мак
кодеин Мак
Бензофенантридиновые хелидонин Чистотел
Индольные галантамин Подснежник
винкамин Барвинок Имидазольные пилокарпин Пилокарпус
Пуриновые кофеин, теофиллин Чай, кофе

аконитин

Борец
Стероидные соланин Картофель
Ациклические эфедрин Эфедра
Колхициновые колхицин Безвременник

Алкалоиды – азотсодержащие органические основания, как правило, с гетероциклической структурой. В настоящее время известно несколько тысяч алкалоидов, многие из которых обладают высокой токсичностью для млекопитающих и человека
Гликозиды – соединения, представляющие собой продукты конденсации циклических форм моно- или олигосахаридов со спиртами. Наиболее известны сердечные гликозиды. Эти соединения обладают высокой токсичностью, обусловленной избирательной деятельностью на сердечную мышцу.
Сапонины – обладают раздражающим действием на слизистые оболочки, а при попадании в кровь – гемолиз эритроцитов
Кумарины – обладают антикоагулянтным и фотосенсибилизирующим действием.

галантамин, физостигмин, строфантин, дигитоксин и др. Ряд соединений вызывает вредные

пристрастия и являются излюбленным зельем токсикоманов и наркоманов. Среди них: кофеин, никотин, кокаин, морфин, канабиноиды и др. Нередко продукты жизнедеятельности растений являются аллергенами. Некоторые фитотоксины обладают канцерогенной активностью. Например, сафрол и близкие соединения, содержащиеся в черном перце, соланин, обнаруживаемый в проросшем картофеле, хиноны и фенолы, широко представленные в многочисленных растениях. Отдельные токсиканты содержатся в растениях в ничтожных количествах и могут оказывать токсический эффект только в форме специально приготовленных препаратов, другие вызывают интоксикацию при использовании в пищу растений, содержащих их

которые после выделения, очистки и введения другим организмам в определенных

дозах могут вызывать тяжелые интоксикации. Часть биологически активных веществ, вырабатываемых животными – пассивные зоотоксины. Они оказывают действие при поедании животного – продуцента. Другие – активные токсины. Они вводятся в организм жертвы с помощью специального аппарата (жала, зубов, игл и т.д.)
Некоторые животные продуцируют настолько токсичные вещества, что их выделяют в особую группу ядовитых (опасных) животных. Часть из них являются вторично – ядовитыми, поскольку не продуцируют, но аккумулируют яды, поступающие из окружающей среды.
Высокотоксичные соединения относительно простого строения обнаружены в тканях некоторых насекомых, моллюсков, рыб и земноводных. Отдельные вещества этой группы рассматривались как возможные боевые ОВ или диверсионные агенты (сакситоксин, тетродотоксин, батрахотоксин, буфотенин и др.).

соединения, а также газообразные вещества – поллютанты атмосферного воздуха и

воздуха производственных помещений
Основное токсикологическое значение имеют ртуть, кадмий, хром, мышьяк, свинец, бериллий, цинк, медь, таллий и др. Большую опасность представляют некоторые органические соединения металлов (ртути, свинца, олова, мышьяка)
В группу газообразных токсикантов входят вещества, находящиеся в газообразном виде при нормальной температуре и атмосферном давлении, а также пары летучих жидкостей.
К ним относятся: монооксид и диоксид углерода (CO,CO2), сероводород (H2S), оксиды азота (NхOу), озон (O3), оксиды серы (SхOу) и др.
Источниками газообразных загрязнителей являются:
- продукты сгорания топлива (оксиды углерода, азота, серы)
- отходы эксплуатации транспортных средств (свинец, СО, NO)
- промышленные производства (кислоты, хлор, аммиак, металлы)
- добывающая и горнорудная промышленность (синильная кислота и т.д.)

угля, нефти, вулканическая деятельность. Помимо предельных и непредельных алифатических углеводородов,

большое токсикологическое значение среди представителей группы имеют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Эти вещества также выделяются при неполном сгорании органических материалов и обнаруживаются в дыме при горении древесины, угля, нефти, табака, а также в каменноугольной смоле и жареной пище.
Поскольку некоторые из ПАУ являются канцерогенами, они рассматриваются как опасные экотоксины

действие токсиканта, приводящих к ее повреждению (т.е. нарушению ее функций,

жизнеспособности) или гибели.
Механизмы формирования и развития токсического процесса, его качественные и количественные характеристики, прежде всего, определяются строением вещества и его действующей дозой.
Токсический процесс на клеточном уровне проявляется:
- обратимыми структурно-функциональными изменениями клетки (изменения формы, сродства к красителям и т.д.);
- преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз);
- мутациями (генотоксичность)
Токсический процесс со стороны органа или системы проявляется:
- функциональные реакции (миоз, спазм гортани, одышка, кратковременное падение АД, тахикардия, лейкоцитоз и т.д.);
- заболевания органа;
- неопластические процессы

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.
Формы токсического процесса на уровне целостного организма:
- интоксикации – болезни химической этиологии;
- транзиторные токсические реакции – быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности;
- аллобиотические состояния – наступающие при воздействии химического фактора изменение чувствительности организма к инфекционным, химическим, лучевым, аллергическим, др. физическим воздействиям и психогенным нагрузкам
- специальные токсические процессы – беспороговые, имеющие продолжительный скрытый период процессы, развивающиеся при действии химических веществ, как правило, в сочетании с дополнительными факторами

вещества и организма интоксикации могут быть:
- острая

– в результате однократного или повторного действия в течение ограниченного периода времени (до нескольких суток);
- подострая – развивающаяся в результате непрерывного или прерываемого во времени действия токсиканта продолжительностью до 90 суток;
- хроническая – развивается в результате продолжительного действия токсиканта.
2. Периоды интоксикации:
- период контакта с веществом;
- скрытый период;
- период разгара заболевания;
- период выздоровления.

- местные – проявления, при которых патологический процесс развивается непосредственно

на месте аппликации яда;
- общие – 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;
- в большинстве случаев отравления носят смешанный характер, и сопровождаются признаками как местного, так и общего плана.
4. В зависимости от интенсивности воздействия токсиканта интоксикация может быть:
- тяжелой – состояние, угрожающее жизни. Крайняя форма тяжелой интоксикации – смертельное отравление;
- средней – болезнь, при которой возможно длительное течение, развитие осложнений, необратимые повреждения органов и систем, приводящее к инвалидизации или обезображиванию пострадавшего;
- легкая – заканчивается полным выздоровлением в течение нескольких суток.

действия химических веществ. Увеличение действующей дозы токсиканта приводит к превращению

реакции в болезнь (контакт с раздражающими веществами может привести к токсическому отеку легких, сенсибилизации покровных тканей и развитию реактивной дисфункции дыхательных путей, а простое бытовое опьянение перерастает в кому). Токсические реакции могут привести пострадавшего к гибели, не успев стать болезнью (рефлекторная смерть от остановки сердечной деятельности и дыхания при ингаляции аммиака).

и, как следствие, повышение чувствительности к инфекции;
-

аллеригизацию организма и повышение чувствительности к различным веществам;
- фотосенсибилизацию покровных тканей;
- изменение чувствительности к лекарствам и наркотикам при их длительном приеме (привыкание, толерантность, зависимость);
- постинтоксикационные астении;
- “доклинические” формы патологии.

Аллобиотические состояния могут развиваться в результате острых, подострых и хронических воздействий, быть этапом на пути развития интоксикации (субклинические формы патологии различных органов и систем), последствием перенесенного отравления (остаточные явления) и, наконец, самостоятельной формой токсического процесса.

хронического воздействия веществ. К ним относятся, прежде всего, химический канцерогенез,

тератогенез, нарушение репродуктивных функций и т.д.
К канцерогенам сейчас причисляют любое вещество, которое ускоряет развитие опухолей или увеличивает частоту появления новообразований в популяции. Скрытый период от момента действия канцерогена до появления опухоли порой составляет десятки лет.
Тератогенным называется действие химического вещества на организм матери, отца или плода, сопровождающееся существенным увеличением вероятности появления структурно-функциональных нарушений у потомства. Вещества, обладающие тератогенной активностью, называются тератогенами. Последствия тератогенного действия вещества порой выявляются лишь при достижении ребенком определенного возраста, т.е. через много лет после контакта родителей с веществом.

г.Алматы

означает определение количества вещества, действуя в котором оно вызывает различные

формы токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество вызывает токсический процесс, тем оно токсичнее.
Раздел токсикологии, в котором оценивается токсичность, называется токсикометрия. Выделяют теоретическую и практическую токсикометрию.
Теоретическая токсикометрия – разрабатывает и совершенствует методы количественной оценки токсичности химических веществ.
Практическая токсикометрия – это повседневная деятельность токсикологов по определению количественных характеристик токсичности различных веществ.
Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (Д). Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).

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/куб.см).
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, но и время пребывания человека в зараженной атмосфере:
W = ct, где W – токсодоза, с – концентрация вещества в окружающем воздухе, t – время действия вещества. Единицы измерения токсодозы – мг.мин/куб.м
В военной токсикологии оценивают 3 уровня эффектов, развивающихся при действии токсиканта на организм:
- смертельный:характеризуется величиной летальной дозы – LD (LC);
- непереносимый:вызывает существенное нарушение дееспособности
- ID (IC);
- пороговый: хар-ся нач. проявлениями отравления – Lim D (Lim C)/

зарина и атропина:
Токсикант Животное Способ

введения Смертельная доза (мг/кг)
Зарин Крысы В/мышечно 0,17
Через рот 0,6
В/венно 0,05
Атропин Мыши Через рот 800
В/венно 90

распределения, биотрансформации ксенобиотиков в организме и их элиминация
С позиций токсикокинетики

организм представляет собой сложную систему, состоящую из большого числа компартментов (отделов): кровь, ткани, внеклеточная жидкость, внутриклеточное содержимое и т.д. с различными свойствами, отделенных друг от друга биологическими барьерами.
В ходе поступления, распределения, выведения веществ осуществляются процессы его растворения, диффузии, конвекции в жидких средах, осмоса, фильтрации через биологические барьеры:
- растворение – накопление веществ в жидкой фазе в молекулярной или ионизированной форме (проникнуть в организм могут лишь растворившиеся в поте, жировой смазке кожи, желудочном или кишечном соке, вещества);
- конвекция – механическое перемешивание среды, приводящее к уравниванию концентрации ксенобиотика, растворенного в ней;