Токсичность и опасность химических веществ Токсикометрия

1. По происхождению
А. Естественного Б. Искусственного
1).Небиологического 2).Биологического - Неорганические
- Неорганические - Яды животных - Органические
- Органические - Яды растений
- Бактериальные токсины

2. По способу использования человеком
1).Компоненты хим.синтеза и производства 2).Пестициды
3).Лекарства и пищевые добавки 4).Косметика
5). Растворители, красители, клеи 6).Топлива и масла
7).Побочные продукты, примеси и отходы

3. По условиям воздействия
1).Профессиональные токсиканты 2). Бытовые токсиканты
3). Вредные привычки и пристрастия 4). Загрязнители окружающей среды
5).Поражающие факторы спец. условий
- Аварии и катастрофы
- Боевые отравляющие вещества и диверсионные яды

~ 30 миллионов веществ
~ 1-2 тысяч новых веществ синтезируется в мире каждый день
~ 40-70 тысяч веществ воздействует на человека ежедневно

в биосистемах.

Токсичность
имманентное свойство всех веществ, которое характеризует его способность наносить

вред организму (биологической системе) немеханическим путем.

сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и

населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях
Задачи токсикологии:
1. Определение количественных характеристик токсичности и опасности вещества - токсикометрия
2. Изучение процессов, происходящих с веществом при прохождении его через организм ( резорбция, распределение, метаболизм, выделение и пр.) – токсикокинетика
3. Изучение процессов, происходящих с организмом при воздействии на него токсиканта ( проявления, механизм токсического действия, патогенез, формы токсических процессов) – токсикодинамика
4. Изучение факторов, влияющих на токсичность (особенности организма, особенности вещества, условий окружающей среды и др.)

организма как при местном, так и при резорбтивном действии

определение КОЛИЧЕСТВА вещества, действуя в котором, оно вызывает различные формы

токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество вызывает токсический процесс, тем оно токсичнее.

и опасность веществ.

1927 г. - J.W. Trevan, определение токсичности

веществ на экспериментальных животных.
1933 г. - Н.С.Правдин, термин «Токсометрия»

Определение токсичности веществ осуществляется в экспериментах на разных видах лабораторных животных, математически переносится для человека и уточняется в условиях клиники, в популяционных исследованиях.


Внесли вклад:
Н.В. Лазарев, Н.С. Правдин,
С.Д. Заугольников, Н.Ф. Измеров, и др.

«доза».

Токсическая доза (D) –
количество вещества, попавшее во

внутренние среды организма (в/ж, ч/к, в/в, в/м)
и вызвавшее токсический эффект.

Токсическая доза (D) выражается в единицах массы вещества на единицу массы организма :
мкг/кг; мг/кг; г/кг; Моль/кг; г/чел

(массы) некоего объекта окружающей среды (воздуха, воды, почвы), при контакте

с которым развивается токсический эффект.

Токсическая концентрация (С) выражается в единицах массы или объема токсиканта на единицу объема среды (воздух, вода) -
мг/л; г/м3; см3/м3; p.p.m. (части на миллион)
или на единицу массы среды (почвы, продовольствия) –
мг/кг; г/кг.

газа или аэрозоля учитывают не только токсическую концентрацию (С), но

и время пребывания человека в зараженной атмосфере (t).








формула нобелевского лауреата
Фрица Габера
(1915г. Германия, ОВ)

W = C . t ( мг . мин/м3 ),

где W – токсодоза при ингаляции

кратковременном действии токсиканта в высокой концентрации, так и при продолжительной

аппликации малых концентраций вещества, то есть C.t = const (справедливо для веществ, обладающих способностью к кумуляции)

:

эффективные
смертельные
выводящие из строя (непереносимые)
пороговые

ED – эффективная

доза (от англ. Effective Dose) – количество токсиканта, вызывающее при попадании в организм определенный токсический эффект
(судороги, кардиотоксический,
гепатотоксический, нефротоксический и пр. ).

ED50 – среднеэффективная доза (медианная)
EC50 – среднеэффективная концентрация (медианная)
Цифровой индекс – вероятность наблюдения эффекта в процентах, может иметь значение от 0 до 100.

токсиканта, вызывающее при попадании в организм смертельный исход.
LD50 –

среднесмертельная (медианная) доза
LС50 – среднесмертельная (медианная) концентрация
LСt50 – среднесмертельная (медианная) доза при ингаляции

ID – выводящая из строя доза (от англ. Incapacitating Dose) – количество токсиканта, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных как временно, так и со смертельным исходом.
ID50 – средняя выводящая из строя доза
IC50 – средняя выводящая из строя концентрация

токсиканта, вызывающее при попадании в организм начальные признаки действия вещества

pD50 – средняя пороговая (медианная) доза
pC50 – средняя пороговая (медианная) концентрация

Lim D – пороговая доза (от лат. Limen – порог)
Lim C – пороговая концентрация

различия
- пол
- возраст
- состояние организма
- индивидуальная чувствительность
3. Условия среды
- температура
-

давление
- влажность
- вибрация и пр.
4. Путь введения токсиканта
- ингаляционный
- в/желудочный
- ч/кожный
- в/венный
- в/мышечный
- ч/слизистые оболочки
- ч/раневые и ожоговые поверхности

аппликации
к LD50

при внутривенном введении

Токсичность ФОВ
при различных путях проникновения
в организм

методы
Позволяют производить предварительный расчет LD50 и LC50 токсикантов различных групп

по параметрам физико-химических свойств с помощью специально разработанных математических уравнений

Например: для хлорированных алифатических углеводородов с toкип.< 160oС:

Lg LС50 мМ/дм3 = 0,81 – 0,0059 М – 0,0107 toкип

«доза-эффект».
Зависимость «доза-эффект» существует на всех уровнях организации живой материи:

от молекулярного до популяционного.

Закономерность:
с увеличением дозы – увеличивается степень повреждения системы; в процесс вовлекается все большее число составляющих ее элементов.

Метод формирования подгрупп животных
Один из методов состоит в формировании в группе животных нескольких подгрупп. Животным одной подгруппы токсикант вводят в одной дозе, а в каждой последующей доза увеличивается. С увеличением дозы увеличивается часть животных, у которых развился оцениваемый эффект. Получаемая зависимость представляет собой кумулятивную кривую частот распределения.

крутизной наклона

(Hodg G., Gleason S., 1975)

(вероятность попадания вещества в организм) в реальных условиях его производства

и применения

Показатели потенциальной опасности:
1) летучесть вещества;
2) КВИО - коэффициент возможности ингаляционного отравления,
[C20] / LC50 (экспозиция - 2 часа, мыши);
3) растворимость в воде и жирах, (KOM, Lg [Cокт] / [Cвода] );
4) дисперсность аэрозоля и другие.

Эти свойства определяют возможность попадания яда в организм при вдыхании, при попадании на кожу и т.п.

Показатели реальной опасности: 
1) токсичность вещества;
2) пороги вредного действия (Lim ac , Lim ac sp , Lim ch  и т.д.);
3) производные параметры токсикометрии: (Zac, Z sp, Z ch, Z b.ef ).

литературы (строение, физ.-хим свойства, применение, производство)

- расчет параметров токсикометрии (по хим. структуре, физ.-хим. свойствам
II. Токсикологическая экспертиза - (ориентир. ПДК, ОБУВ и пр.
по расчету и по аналогии)
- то же
- острые и подострые опыты на животных: общая клиника, морфология, LD50, Zl, LC50, КВИО, Lim ir (кожа, глаза)
III. Токсикологическая паспортизация
1.Первичный токсикологический паспорт - (ориентир. ПДК, ОБУВ и пр.
по расчету и по аналогии)
- то же
- Lim ac, Z ac, K cum
2. Полная токсикометрия - (ПДК, ОБУВ и пр.)
- то же,
- хронические опыты (Lim ch, Z ch, K s)
- изучение отдаленных эффектов (канцерогеннность, тератогенность, эмбрио-, гонадотоксичность и пр.)

животных, на человека.

2. Распространение результатов, полученных при относительно высоких уровнях

воздействия, к малым и чрезвычайно малым дазам и концентрациям ксенобиотиков, встречающимся в повседневной жизни.

Для решения этих проблем экспериментальные данные верифицируются в условиях клинических наблюдений за отравленными, а также в ходе популяционных исследований состояния здоровья людей, контактировавших с вредными веществами.