2 Лекция 2 – «Токсикология как наука, ее задачи. Виды токсического действия ядов»
Токсикология – наука о ядах и их действиях на организм.
Токсикология состоит из двух больших частей – медикофизиологической, или медицинской токсикологии, и химической, или токсикологической химии.
Задачи токсикологии:
1) установление токсического действия веществ, их строения, действующих доз, способных вызывать биологические эффекты;
2) обнаружение ядов в объектах окружающей среды и биологических объектах, в том числе в организме человека, животного, растения;
3) изучение путей поступления яда в организм, объекты окружающей среды; его распределение, превращение и выделение из организма;
4) разработка методов обезвреживания яда, способов профилактики отравления ядов;
5) совершенствование диагностики, клиники, методов лечения отравлений.
Роль ядовитых веществ в современном человеческом обществе трудно переоценить. В век бурного развития химической фармацевтической промышленности, полимерных и синтетических материалов все новые и новые химические вещества внедряются в жизнь, быт и деятельность человека.
Эти химические вещества призваны облегчать жизнь и быт человека, способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур, оказывать влияние на сохранение здоровья и удлинение человеческой жизни, облегчать страдания человека от различных болезней.
При определенных условиях многие химические вещества оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека, вызывают отравления различной тяжести, становятся потенциально опасными не только для здоровья, но иногда и для жизни.
Потенциальные возможности отравлений заложены в широчайшем использовании химических средств в медицине, промышленности и быту, в доступности различных химических веществ широким слоям населения, не всегда достаточно знакомого с токсическими свойствами химических веществ, применяемых в качестве лекарств, пестицидов, препаратов бытовой химии, в попытках самолечения и т.п. Отсюда постоянное увеличение числа отравлений во многих странах мира.
В настоящее время более 10 тыс. потенциально токсичных веществ встречаются в жизни и деятельности человека.
Ставится даже вопрос о «токсической ситуации», сложившейся в современном обществе, когда в окружающей человека внешней среде накапливается большое количество веществ, применяемых для хозяйственных, бытовых и медицинских целей, каждое из которых при известных условиях может стать причиной отравления.
В токсикологии ядом, или ядовитым веществом, условно называют такое соединение, которое, будучи введено в организм в малых количествах и действуя на него химически или физико-химически, при определенных условиях способно привести к болезни или смерти.
Отравлением, или интоксикацией, называется нарушение функций организма под влиянием ядовитого вещества, которое может закончиться расстройством здоровья или даже смертью.
Ядовитые вещества могут не только вводиться в организм человека, но и образовываться или накапливаться (ртуть, свинец, мышьяк, кадмий…) в нем в процессе жизнедеятельности и образовываться при некоторых заболеваниях и состояниях (инфекция – продукты жизнедеятельности микроорганизмов, нарушение обмена веществ – Са, F и т.п., неполноценное питание и др.). Организм человека постоянно вырабатывает гормоны, которые в больших количествах действуют как яды. Наоборот, многие ядовитые вещества (соединения мышьяка и ртути, алкалоиды, барбитуранты…) в малых дозах вводятся в организм в качестве лекарств.
Абсолютных ядов, т.е. химических веществ, способных приводить к отравлению в любых условиях, в природе не существует. Химическое вещество становится ядом лишь при определенных условиях.
Эти условия разнообразны: ядовитое действие веществ связано, прежде всего, с их количеством (дозой, концентрацией), физическими и химическими свойствами (агрегатным состоянием, летучестью, растворимостью и т.п.), условиями применения (внутрь, ингаляция, накожно…), состоянием организма (возраст, состояние здоровья и т.п.). В зависимости от дозы одно и то же химическое вещество может быть и ядом, и лекарством. Например, атропин, морфин, соединения мышьяка, ртути и другие хорошо известны как лекарства.
Если вещество оказывает непосредственное воздействие на тот или иной орган или систему организма, то говорят о прямом действии; наблюдающееся при этом изменение функций других органов рассматривается как косвенное (опосредованное) действие вещества.
Так, гемолиз крови (разжижение), возникает вследствие прямого влияния мышьяковистого водорода, опосредованно вызывает развитие врожденных патологических изменений в почках и других органах.
Наиболее общим проявлением токсического действия ядов являются следующие процессы:
1) нервно-рефлекторная реакция организма на контакт с химическим веществом. Так, хеморецепторы возбуждаются под действием цианидов: эта реакция связана с нарушением в них тканевых энергетических процессов;
2) значительная часть ядов оказывает местное действие: реакция слизистых оболочек и кожи (ожог, воспаление), что характерно для большинства кислот, щелочей;
3) при местном действии ядовитого вещества в большей или меньшей мере наблюдается эффект резорбтивного (общетоксического) характера, проявляющийся в процессе поступления яда в организм, его циркуляции, поражении систем организма.
Некоторые яды практически не оказывают местного действия на путях поступления в организм. К таким видам ядов относятся цианиды, окись углерода, большинство фосфорорганических соединений, снотворных. Но при изменении путей введения некоторых веществ могут отмечаться и местные явления. Например, случайное введение под кожу цианидов вызывает местный воспалительно-некротический процесс.
Независимо от путей поступления ядов в организм могут возникать обратимые и необратимые явления. Чаще отмечаются обратимые процессы, когда нарушенная функция органа или ткани восстанавливается или компенсируется в процессе обратного развития интоксикации. Между местным и общетоксическим действием существует связь: от этого зависит обратимость патологических явлений при отравлении разнообразными ядами;
4) одним из важнейших видов действия ядовитых веществ следует считать их избирательную токсичность. Спиртные напитки, например, относятся к веществам, подавляющим активность высших центров торможения; морфин угнетает функцию дыхательного центра; стрихнин избирательно поражает центр спинного мозга, фосфорорганические соединения ингибирует холинэстеразу (фермент); кровяные яды или нарушают функцию гемоглобина (белок переносит кислород), или вызывают сдвиги в образовании кровяных клеток (в гемопоэзе).
В резорбтивном действии ядов наряду с избирательным влиянием возникают вторичные реакции, являющиеся результатом первичного (основного) токсического эффекта. Например, при вдыхании высоких концентраций хлора первично возникают некроз и отек легких, а вторично – сердечно-сосудистая и кислородная недостаточность и другие явления;
5) клиницисты нередко отмечают фазность развития патологического процесса, зависящую от дозы и токсичности яда, быстроты проникновения и выведения из организма, индивидуальных особенностей организма, избирательности действия, условий возникновения интоксикации и ряда других факторов. Иногда фазность бывает обусловлена смесью действующих начал: вначале интоксикация возникает за счет быстро всосавшегося вещества, а затем наслаиваются признаки отравления компонентами, проникшими в организм позже;
6) многие химические вещества имеют скрытый период действия, продолжительность которого различна. Колебания в продолжительности этого периода определяются скоростью проникновения яда в организм, а также интенсивностью образования тех метаболитов (продуктов обмена веществ), которые по силе токсического действия превосходят своего предшественника.
Комбинированное действие ядов.
В производственных условиях довольно часто имеет место комбинированное действие на организм двух или нескольких ядов одновременно. Очень часто комбинации СО (окиси углерода) и О2 в кузнечных, литейных и других цехах; СО и SO2 при взрывных работах; паров бензола, нитробензола и окислов азота в производстве нитробензола; паров бензола, толуола, ксилола, сероуглерода, нафталина в коксохимическом производстве.
Возможны три основных типа комбинированного действия химических веществ: синергизм, когда одно вещество усиливает действие другого вещества; антагонизм, когда одно вещество ослабляет действие другого; суммация, когда действия веществ суммируются.
В большинстве случаев на практике яды действуют по типу суммации, Это важно знать при гигиенической оценке воздушной среды. Так, например, если в воздухе присутствуют пары двух раздражающих веществ, для которых установлены предельно допустимые концентрации по 10 мг/м3 для каждого, то это значит, что в комбинации они окажут такое же действие, как 20 мг/м3 какого-либо одного из этих веществ.
В связи с этим для оценки аддитивного действия газов предложена формула (для гигиенической оценки воздушной среды):
где a 1,a 2… ‒ обнаруженныеввоздухеконцентрациигазов;
х 1,х2… ‒ предельнодопустимыеконцентрацииих.
Аддитивное действие ядов в комбинации при гигиенической оценке воздушной среды учтено в санитарных нормах проектирования промышленных предприятий.