Патогенное действие химических факторов интоксикации

Заболевания могут возникать под действием химических веществ. Такие заболевания называются ОТРАВЛЕНИЯМИ, а вещества, вызывающие отравления, называются ЯДАМИ. Различают яды Экзогенные (поступающие в организм извне) и эндогенные (образующиеся в самом организме). Экзогенные яды делятся на неорганические (кислоты, щелочи, соли свинца, ртути, мышьяка) и органические (алкоголь, эфир, хлороформ, цианистые соединения). В свою очередь органические яды делятся на яды растительного происхождения (алкалоиды, глюкозиды) и животного (змеинный яд). Яды можно классифицировать в зависимости от преимущественного действия их на отдельные органы и системы (кровяные яды — бертолетова соль, окись углерода; печеночные яды — флоридзин; нервные — мышьяк, стрихнин и др.).

По механизму образования различают следующие группы экзогенных ядов:

1. Яды поступающие в организм в готовом виде (кислоты, щелочи, мышьяк, сулема>.

2. Яды, поступающие в организм с пищевыми продуктами (грибной яд).

3. Бактериальные продукты (токсины бактерий, вирусов, глистов).

Эндогенные яды делятся на 3 группы:

1. Секреторные и экскреторные яды.

2. Продукты аутолиза (самопереваривания) тканей.

3. Продукты энергетической деградации — вещества, образующиеся в результате действия различных видов энергии.

Яды могут дать прямой и рефлекторный эффект. Прямое действие может быть местным и резорбтивным, т.е. действие оказывается после всасывания в кровь Рефлекторный эффект возникает в результате раздражения ядов чувствительных нервных окончаний как на месте поступления яда в организм, так и после всасывания его в кровь

Несколько конкретных механизмов

1. Окись углерода конкурирует с кислородом за гемоглобин. Образование оксигемоглобина происходит в 10 раз быстрее, чем карбоксигемоглобина, но диссоциация последнего происходит в 300 раз медленнее в сравнении с оксигемоглобином. Таким образом, СО более прочно связывает гемоглобин. Транспорт кислорода к тканям нарушается, возникает кислородное голодание. Высокая токсичность синильной кислоты и ее производных (KCN, NaCN, NH4CN) объясняется сродством молекулы к трехвалентному железу дыхательного фермента — цитохромоксидазы) клетки. Блокада цитохромоксидазы приводит к резкому затруднению передачи кислорода клеткам, т.е. кислородному голоданию, Некоторые соединения мышьяка, никеля блокируют тиоловые (сульфгидрильные) группы клеточных ферментов. Одно из особенно токсических соединений мышьяка - льюизит - способно образовывать при реакции с белками прочные циклические арсениты, и вступать в реакцию с тиоловыми группамипируватоксидазы.

Действие токсических веществ зависит от дозы, способа введения, возраста сопротивляемости организма и др. факторов, Чем больше доза химического вещества тем сильнее его действие (следует помнить, что при повторном попадании яда в организм наблюдается в ряде случаев привыкание к яду.

Мутагенное действие химических веществ на организм

В пищевой промышленности используется громадное количество химических веществ в качестве консервантов, ароматизаторов, антибиотиков, сгустителей, стабилизаторов, нейтрализаторов.

Продукты, обладающие мутагенным действием, могут образовываться в процессе технологической обработки пищевых веществ с применением УФ-лучей, ультразвука, инфразвука и др.

Мутагенами являются фенолы, тяжелые металлы, мышьяк, почти все спирты, продукты распада белка, пурин, антибиотики, перекиси и др.

Вещества, вводимые через ЖКТ оказывают меньший эффект, чем через кожу, т.к. из киш-ка они попадают в печень, где подвергаются полному или частичному обеззараживанию. Индивидуальные особенности организма, функциональное состояние его регуляторных систем имеют большое значение для степени отравляющего действия химических веществ. Например, при нарушении функции печени и почек действие хим.веществ усиливается. Химические вещества оказывают различное влияние в зависимости от возраста. Например, молодые животные и дети устойчивы к СО. В зависимости от дозы одно и то же вещество может оказывать лечебное действие, дать токсический эффект или вызвать смертельное отравление. Повторное введение хим.веществ нередко сопровождается привыканием к ним. Привыкание объясняется различными механизмами: может иметь значение уменьшение проницаемости кожи и слизистых (мышьяк) или более быстрое разрушение яда в организме (алкоголь, морфин), а также более интенсивное выведение ядов экскреторными органами. В ряде случаев повторных отравлений можно наблюдать, наоборот, ↑ чувствительности организма к ядам (аллергия). Однако усиление чувствительности при повторных отравлениях может зависеть и от накопления яда в организме (при повреждении экскреторных органов).

Отравление веществами эндогенно о происхождения - продуктами обмена и тканевого распада — называется аутоинтоксикацией (самоотравлением). В нормальных условиях эти продукты выделяются из организма через почки, кишечник, с потом, через легкие с воздухом или с различными секретами, либо подвергаются обезвреживанию в результате химического превращения в процессах межуточного обмена веществ. Аутоинтоксикация возникает при патологических процессах, когда механизмы приспособления оказываются недостаточными, например при нарушении функции экскреторных органов в случае поражения печени, нарушения обмена веществ и т.д. Так нарушения обмена веществ при многих эндокринных заболеваниях (диабет, микседема, болезнь Аддисона и др.), авитаминозах, раковой кахексии и др. приводят к избыточному накоплению в организме ядовито действующих веществ — фенольных соединений, азотистых оснований типа бетаина, аммонийных веществ, кислых продуктов межуточного и жирового обмена и т.п., способных оказывать токсическое действие на организм. Не свойственные организму токсические вещества образуются в полостях тела и далее всасываются в ток лимфы и крови, например, при гнойных воспалениях в плевральной полости, полости мочевого пузыря, в кишечнике при его непроходимости и длительных запорах и т.д. Экзогенное отравление может развиваться и вследствие затрудненного выведения и задержки нормальных продуктов жизнедеятельности и обмена, например, задержка мочевины и возникновения уремии (отравление азотистыми шлаками) при нарушении выделительной функции почек, задержка мочевины и возникновения уремии (отравление азотистыми шлаками) при нарушении выделительной функции почек задержка выделения углекислого газа (гиперкапния) и газовый ацидоз при заболевании легких (эмфизема). При обширных повреждениях (механическая, термическая травма, лучевая болезнь и др.) поражение тканей сопровождается образованием биогенных аминов, особенно гистамина и гистаминоподобных веществ, активных белков и полипептидов (адениннуклеотидов, холинергических, адренергических и других физиологически активных веществ, способных оказать токсическое действие на организм). К эндогенным отравлениям относят также интоксикацию при инфекционных заболеваниях вследствие накопления бактериальных токсинов и др. продуктов жизнедеятельности микробов, а также продуктов распада собственных тканей организма под влиянием бактериального повреждения.

Клиническая картина при отравлении СО

Токсический эффект поражения СО зависит от концентрации ее в атмосфере и от количества образовавшегося в крови карбоксигемоглобина. Так, например, при наличии в крови около 10% карбоксигемоглобина обычно никаких признаков поражения не отмечается. При наличии в крови около 20-30% карбокисгемоглобина появляется головная боль, шум в ушах, тошнота, покраснение лица и видимых слизистых оболочек, дыхание становится глубоким и частым, АД повышается.

Все эти явления характеризуют начальную стадию поражения (стадия продрома). При наличии 35-50% карбокисгемоглобина наблюдаются потеря сознания, рефлексов, могут появиться судороги тонического и клонического характера, дыхание частое, глубокое и неправильное, пульс урежается АД повышается. Эти явления характеризуют вторую стадию поражения (стадию судорог). Наконец, при наличии в крови свыше 50% карбоксигемоглобина наблюдается резкое ослабление дыхания (неправильное, поверхностное и редкое), падение АД, паралич некоторых органов с гладкой мускулатурой (мочевой пузырь, толстая кишка). Такое состояние может длиться несколько часов. Все эти явления характеризуют третью стадию поражения (стадию паралича).

Особенности действия ядов на развивающийся организм.

Из организма новорожденного лекарственные вещества в 2-3 раза выводятся медленнее, чем из организма взрослого.

Пороки развития возникают в результате извращения морфогенеза под влиянием фармакологических веществ и других ядов, которые вызывают блокаду определенных звеньев биохимических процессов.

У детей, родившихся от алкоголиков, наблюдаются нарушения умственного развития, выраженные в той или иной степени.

Клинические и экспериментальные наблюдения приводят к заключению, что алкоголизм может оказать патогенное действие на гаметы во время ово- и сперматогенеза. Механизм этого действия не выяснен, но можно предположить, что формирование гамет м.б. нарушено, с одной стороны, хроническим голоданием, всегда сопровождающим алкоголизм, а с другой стороны, не исключена возможность токсического действия алкоголя.

Часть первая. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

Раздел III. БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Глава 9. Повреждающее действие химических факторов

Существует бесчисленное множество химических веществ, которые при соответствующих условиях могут вызвать повреждение организма. К ним относятся многочисленные промышленные яды, ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве и в быту, вещества природного происхождения (растительного и животного), боевые отравляющие вещества (БОВ) и др. Попадая в организм различными путями (через дыхательные пути, кожные покровы, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт), они могут вызвать тяжелые отравления, нередко угрожающие жизни человека. Отравление веществами, попадающими в организм извне, называется экзогенным отравлением в отличие от эндогенных отравлений, возникающих в результате токсического действия веществ, образующихся в самом организме.

Экзогенные отравления могут быть бытовые (чаще всего пищевые), профессиональные, медикаментозные, боевые. Однако подобное разделение конечно условно, ибо отравления одними и теми же ядами в зависимости от обстановки и условий могут быть отнесены к различным категориям. Так, отравление свинцом чаще возникает как профессиональное, но может произойти и в быту, например при хранении пищи в глиняной посуде, глазурь которой, содержащая свинец, не подвергалась достаточному обжигу. Отравление свинцом может быть и медикаментозным, например при ошибочном приеме внутрь свинцового уксуса, прописанного для наружного применения. Окисью углерода отравляются и на производстве, и в быту и т. д.

Отравляющее действие химических веществ зависит от их дозы, путей попадания и выведения из организма, а также от реактивности и сопротивляемости организма. Возраст и индивидуальные особенности организма, функциональное состояние его регуляторных систем имеют большое значение для степени отравляющего действия химических ядовитых веществ.

В отличие от повреждений, вызванных физическими или механическими факторами (ушиб, перелом, ожоги, электротравма и др.), яды в момент воздействия могут и не вызывать видимых повреждений, в связи с чем их попадание в организм остается незамеченным. Исключение составляют раздражающие газы, прижигающие жидкости, которые вызывают местные ожоги и глубокие деструктивные изменения. Для действия некоторых ядов характерен скрытый период, в течение которого отравление клинически не проявляется.

Специфические механизмы действия на организм разнообразных ядов подробно излагаются в курсе токсикологии. Здесь будут указаны лишь некоторые основные патогенетические механизмы повреждающего действия ядовитых веществ.

Различают два основных пути действия ядов:

непосредственное действие на месте их приложения;
рефлекторное - опосредованное действие.

Рефлекторное действие обусловлено тем, что многие ядовитые вещества возбуждают чувствительные нервные окончания - рецепторы. При этом рефлекторным путем возникают сложные нарушения функций организма. Такой путь действия характерен, например, для веществ раздражающего и прижигающего типа действия. Например, при воздействии раздражающих газов и паров возникает рефлекторный спазм бронхиальной мускулатуры; при пищевых отравлениях вследствие раздражения чувствительных окончаний блуждающего нерва в слизистой оболочке желудка возникает рефлекторная рвота. Массивные повреждения кожных покровов крепкими кислотами или щелочами сопровождаются резко выраженным болевым синдромом, что может привести к развитию шоковой реакции.

Непосредственное (прямое) действие ядов на различные органы и ткани характерно для многих токсических веществ.

Высокой чувствительностью к прямому действию токсических агентов обладает центральная нервная система. Известно огромное число нейротропных средств, оказывающих преимущественное влияние на те или иные отделы нервной системы (наркотики, снотворные, нейролептики: хлороформ, эфир, алкоголь, барбитураты, морфин, аминазин и др.). Передозировки этих веществ приводят к тяжелым отравлениям.

Объектом избирательного действия большой группы ядов являются синаптические контакты - места передачи импульсов с одного нейрона на другой и с нейрона - на эффектор (холинергические, антихолинэстеразные, адренергические вещества и др.).

Для некоторых ядовитых веществ объектом прямого действия являются ткани эффекторных органов. Так, глюкозиды в больших дозах ядовиты для сердечной мышцы, алкалоиды спорыньи - для мышц матки, аллоксан - для поджелудочной железы и т. д.

Действие ядов на любые органы и ткани основано на вмешательстве в биохимические процессы, обеспечивающие функцию органа или системы. Для многих химических веществ подобное вмешательство определяется их химическим сродством к активным химическим соединениям поражаемого органа. Например, один из сильнейших ядов - синильная кислота и ее производные (HCN, KCN NaCN) парализуют клеточное дыхание, блокируя железосодержащий дыхательный фермент - цитохромоксидазу. Синильная кислота реагирует с окисленной формой цитохромоксидазы и образует с ее железом комплексное соединение. Такое соединение теряет каталитическую функцию в реакции аэробного окисления цитохрома С, т. е. не происходит перенос электронов от воcстановленного цитохрома с на кислород.

Дейстие соединений мышьяка и тяжелых металлов объясняется их взаимодействием с сульфгидрильными группами ферментов. Так, ядовитые соединения мышьяка, например люизит, образуют стойкие комплексы с тиоловыми группами фермента, лишая эти ферменты их специфического каталитического действия.

Отравление веществами эндогенного происхождения - продуктами обмена и тканевого распада - называется аутоинтоксикацией. Обычно образующиеся в процессе метаболизма токсические продукты подвергаются обезвреживанию в процессе межуточного обмена и выводятся из организма через почки, кишечник, с потом, через легкие и с различными секретами. Аутоинтоксикация (самоотравление) возникает, когда при патологических состояниях механизмы обезвреживания токсинов оказываются недостаточными, например при нарушениях функции экскреторных органов в случаях поражения печени, почек, нарушениях обмена веществ и т. д. Так, нарушения обмена веществ при многих эндокринных заболеваниях (диабет, микседема, болезнь Аддисона и др.), авитаминозах, раковой кахексии и др. приводят к избыточному накоплению в организме ядовито действующих веществ - фенольных соединений, азотистых оснований типа бетаина, аммонийных соединений и др., способных оказать токсический эффект на организм. Не свойственные физиологическому состоянию организма токсические вещества образуются в полостях тела и далее всасываются в ток лимфы и крови, например, при гнойных воспалениях полости плевры, брюшной полости, в кишечнике при его непроходимости или длительных запорах и т. д.

Эндогенное отравление может развиться и вследствие затрудненного выведения и задержки нормальных продуктов жизнедеятельности и обмена, например, задержка мочевины и возникновение уремии при нарушении выделительной функции почек, задержка выделения СO₂ - гиперкапния и газовый ацидоз при заболеваниях легких, например, при эмфиземе легких.

При обширных повреждениях (механическая, термическая травмы, лучевая болезнь и др.) поражение тканей сопровождается образованием биогенных аминов, особенно гистамина и гистаминоподобных веществ, активных белков и полипептидов (кининов), холинергических, адренергических и других физиологически активных веществ, способных оказать токсическое действие на организм. Аутоинтоксикации могут проявляться недомоганием, разбитостью, головокружением и головной болью, тошнотой, иногда рвотой, общим похуданием и понижением сопротивляемости организма. Аутоинтоксикация осложняет течение основного заболевания, например при диабете она может привести к возникновению комы, при недостаточности почек - к уремии и т. д.

Токсичность (от греч. toxikon - яд) - ядовитость, свойство некоторых химических соединений и веществ биологической природы при попадании в определенных количествах в живой организм (человека, животного и растения) вызывать нарушения его физиологических функций, в результате чего возникают симптомы отравления (интоксикации, заболевания), а при тяжелых - гибель.

Вещество (соединение), обладающее свойством токсичности, называется токсичным веществом или ядом.

Токсичность - обобщенный показатель реакции организма на действие вещества, который во многом определяется особенностями характера его токсического действия.

Под характером токсического действия веществ на организм обычно подразумевается:

o механизм токсического действия вещества;
o характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникающих после поражения биомишеней;
o динамика развития их во времени;
o другие стороны токсического действия вещества на организм.

Среди факторов, определяющих токсичность веществ, одним из важнейших является механизм их токсического действия.

Механизм токсического действия - взаимодействие вещества с молекулярными биохимическими мишенями, что является пусковым механизмом в развитии последующих процессов интоксикации.

Взаимодействие между токсичными веществами и живым организмом имеют две фазы:

1) действие токсических веществ на организм - токсикодинамическая фаза;
2) действие организма на токсические вещества - токсикокинетическая фаза.

Токсикокинетическая фаза в свою очередь состоит из двух видов процессов:

а) процессы распределения: поглощение, транспорт, накопление и выделение токсических веществ;
б) метаболические превращения токсических веществ - биотрансформация.

Распределение веществ в организме человека зависит в основном от физико-химических свойств веществ и структуры клетки как основной единицы организма, в особенности структуры и свойств клеточных мембран.

Важным положением в действии ядов и токсинов является то, что они оказывают токсический эффект при действии на организм в малых дозах. В тканях-мишенях создаются очень низкие концентрации токсичных веществ, которые соизмеримы с концентрациями биомишеней. Высокие скорости взаимодействия ядов и токсинов с биомишенями достигаются благодаря высокому сродству к активным центрам определенных биомишеней.

Однако, прежде чем "поразить" биомишень, вещество проникает с места аппликации в систему капилляров кровеносных и лимфатических сосудов, затем разносится кровью по организму и поступает в ткани-мишени. С другой стороны, как только яд поступает в кровь и ткани внутренних органов, он претерпевает определенные превращения, которые обычно приводят к детоксикации и "расходу" вещества на так называемые неспецифические ("побочные") процессы.

Одним из важных факторов является скорость проникновения веществ через клеточно-тканевые барьеры. С одной стороны, это определяет скорости проникновения ядов через тканевые барьеры, отделяющие кровь от внешней среды, т.е. скорости поступления веществ по определенным путям проникновения в организм. С другой стороны, это определяет скорости проникновения веществ из крови в ткани-мишени через так называемые гистогематические барьеры в области стенок кровеносных капилляров тканей. Это, в свою очередь, определяет скорость накопления веществ в области молекулярных биомишеней и взаимодействия веществ с биомишенями.

В некоторых случаях скорости проникновения через клеточные барьеры определяют избирательность в действии веществ на определенные ткани и органы. Это влияет на токсичность и характер токсического действия веществ. Так, заряженные соединения плохо проникают в центральную нервную систему и обладают более выраженным периферическим действием.

В целом в действии ядов на организм принято выделять следующие основные стадии.

1. Стадия контакта с ядом и проникновения вещества в кровь.
2. Стадия транспорта вещества с места аппликации кровью к тканям-мишеням, распределения вещества по организму и метаболизма вещества в тканях внутренних органов - токсико-кинетическая стадия.
3. Стадия проникновения вещества через гистогематические барьеры (стенки капилляров и другие тканевые барьеры) и накопления в области молекулярных биомишеней.
4. Стадия взаимодействия вещества с биомишенями и возникновения нарушений биохимических и биофизических процессов на молекулярном и субклеточном уровнях - токсико-динамическая стадия.
5. Стадия функциональных расстройств организма развития патофизиологических процессов после "поражения" молекулярных биомишеней и возникновения симптомов поражения.
6. Стадия купирования основных симптомов интоксикации, угрожающих жизни пораженного, в том числе с использованием средств медицинской защиты, или стадия исходов (при отражениях смертельными токсодозами и несвоевременном использовании средств защиты возможна гибель пораженных).

Показателем токсичности вещества является доза. Доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой (токсодозой). Для животных и человека она определяется количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность.

Ввиду того что реакция каждого организма на одну и ту же токсодозу конкретного токсического вещества различна (индивидуальна), то и степень тяжести отравления применительно к каждому из них не будет одинаковой. Некоторые могут погибнуть, другие получат поражения различной степени тяжести или не получат их совсем. Поэтому токсодоза (D) рассматривается как случайная величина. Из теоретических и экспериментальных данных следует, что случайная величина D распределена по логарифмически нормальному закону с параметрами: D - медианное значение токсодозы и дисперсией логарифма токсодозы -
. В связи с этим на практике для характеристики токсичности используют медианные значения относительной, например к массе животного, токсодозы (далее токсодоза).

Отравления, вызванные поступлением яда из окружающей человека среды, носят название экзогенных в отличие от эндогенных интоксикаций токсическими метаболитами, которые могут образовываться или накапливаться в организме при различных заболеваниях, чаще связанных с нарушением функции внутренних органов (почки, печень и др.). В токсикогенной (когда токсический агент находится в организме в дозе, способной оказывать специфическое действие) фазе отравления выделяют два основных периода: период резорбции, продолжающийся до момента достижения максимальной концентрации яда в крови, и период элиминации, от указанного момента до полного очищения крови от яда. Токсический эффект может возникнуть до или после всасывания (резорбции) яда в кровь. В первом случае он называется местным, а во втором - резорбтивным. Различают также косвенный рефлекторный эффект.

При "экзогенных" отравлениях выделяют следующие основные пути поступления яда в организм: пероральный - через рот, ингаляционный - при вдыхании токсических веществ, перкутанный (накожный, в военном деле - кожно-резорбтивный) - через незащищенные кожные покровы, инъекционный - при парентеральном введении яда, например при укусах змей и насекомых, полостной - при попадании яда в различные полости организма (прямую кишку, влагалище, наружный слуховой проход и т.п.).

Табличные значения токсодоз (кроме ингаляционного и инъекционного путей проникновения) справедливы для бесконечно большой экспозиции, т.е. для случая, когда посторонними методами не прекращается контакт токсичного вещества с организмом. Реально для проявления того или иного токсического эффекта яда должно оказаться больше, чем приведенные в таблицах токсичности. Это количество и время, в течение которого яд должен находиться, например, на кожной поверхности при резорбции, помимо токсичности, в значительной мере обусловлено скоростью всасывания яда через кожу. Так, по данным американских военных специалистов, боевое отравляющее вещество вигаз (VX), характеризуется кожно-резорбтивной токсодозой 6-7 мг на человека. Чтобы эта доза попала в организм, 200 мг капельно-жидкого VX должно быть в контакте с кожей в течение примерно 1 ч или ориентировочно 10 мг - в течение 8 ч.

Сложнее рассчитать токсодозы для токсичных веществ, заражающих атмосферу паром или тонкодисперсным аэрозолем, например, при авариях на химически опасных объектах с выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ - по ГОСТ Р 22.0.05-95), которые вызывают поражение человека и животных через органы дыхания.

Прежде всего, делают допущение, что ингаляционная токсодоза прямо пропорциональна концентрации АХОВ во вдыхаемом воздухе и времени дыхания. Кроме того, необходимо учесть интенсивность дыхания, которая зависит от физической нагрузки и состояния человека или животного. В спокойном состоянии человек делает примерно 16 вдохов в минуту и, следовательно, в среднем поглощает 8-10 л/мин воздуха. При средней физической нагрузке (ускоренная ходьба, марш) потребление воздуха увеличивается до 20-30 л/мин, а при тяжелой физической нагрузке (бег, земляные работы) составляет около 60 л/мин.

Таким образом, если человек массой G (кг) вдыхает воздух с концентрацией С (мг/л) в нем АХОВ в течение времени τ (мин) при интенсивности дыхания V (л/мин), то удельная поглощенная доза АХОВ (количество АХОВ, попавшее в организм) D(мг/кг) будет равна

Немецкий химик Ф. Габер предложил упростить это выражение. Он сделал допущение, что для людей или конкретного вида животных, находящихся в одинаковых условиях, отношение V/G постоянно, тем самым его можно исключить при характеристике ингаляционной токсичности вещества, и получил выражение К=Сτ (мг · мин/л). Произведение Сτ Габер назвал коэффициентом токсичности и принял его за постоянную величину. Это произведение, хотя и не является токсодозой в строгом смысле этого слова, позволяет сравнивать различные токсичные вещества по ингаляционной токсичности. Чем оно меньше, тем более токсично вещество при ингаляционном действии. Однако при таком подходе не учитывается ряд процессов (выдыхание обратно части вещества, обезвреживание в организме и т.п.), но тем не менее произведением Сτ до сих пор пользуются для оценки ингаляционной токсичности (особенно в военном деле и гражданской обороне при расчете возможных потерь войск и населения при воздействии боевых отравляющих веществ и АХОВ). Часто это произведение даже неправильно называют токсодозой. Более правильным представляется название относительной токсичности при ингаляции. В клинической токсикологии для характеристики ингаляционной токсичности предпочтение отдается параметру в виде концентрации вещества в воздухе, которая вызывает заданный токсический эффект у подопытных животных в условиях ингаляционного воздействии при определенной экспозиции.

Относительная токсичность ОВ при ингаляции зависит от физической нагрузки на человека. Для людей, занятых тяжелой физической работой, она будет значительно меньше, чем для людей, находящихся в покое. С увеличением интенсивности дыхания возрастет и быстродействие ОВ. Например, для зарина при легочной вентиляции 10 л/мин и 40 л/мин значения LCτ₅₀ составляют соответственно около 0,07 мг · мин/л и 0,025 мг · мин/л. Если для вещества фосгена произведение Сτ 3,2 мг · мин/л при интенсивности дыхания 10 л/мин является среднесмертельным, то при легочной вентиляции 40 л/мин - абсолютно смертельным.

Следует заметить, что табличные значения константы Сτ справедливы для коротких экспозиций, при которых Сτ = const. При вдыхании зараженного воздуха с невысокими концентрациями в нем токсичного вещества, но в течение достаточно длительного промежутка времени значение Сτ увеличивается вследствие частичного разложения токсичного вещества в организме и неполного поглощения его легкими. Например, для синильной кислоты относительная токсичность при ингаляции LСτ₅₀ колеблется от 1 мг · мин/л для высоких концентраций его в воздухе до 4 мг · мин/л, когда концентрации вещества невелики. Относительная токсичность веществ при ингаляции зависит также и от физической нагрузки на человека и его возраста. Для взрослых людей она будет снижаться с увеличением физической нагрузки, а для детей - с уменьшением возраста.

Таким образом, токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от свойств вещества, пути его проникновения в организм, от вида организма и условий применения вещества.

Для веществ, проникающих в организм в жидком или аэрозольном состоянии через кожу, желудочно-кишечный тракт или через раны, поражающий эффект для каждого конкретного вида организма в стационарных условиях зависит только от количества проникшего яда, которое может выражаться в любых массовых единицах. В токсикологии количество яда обычно выражают в миллиграммах.

Токсические свойства ядов определяют экспериментальным путем на различных лабораторных животных, поэтому чаше пользуются понятием удельной токсодозы - дозы, отнесенной к единицеживой массы животного и выражаемой в милиграммах на килограмм.

Токсичность одного и того же вещества даже при проникновении в организм одним путем различна для разных видов животных, а для конкретного животного заметно различается в зависимости от способа поступления в организм. Поэтому после численного значения токсодозы в скобках принято указывать вид животного, для которого эта доза определена, и способ введения ОВ или яда. Например, запись: "зарин D_см_ерт0,017 мг/кг (кролики, внутривенно)" означает, что доза вещества зарин 0,017 мг/кг, введенная кролику в вену, вызывает у него смертельный исход.

Токсодозы и концентрации токсических веществ принято подразделять в зависимости от степени выраженности вызываемого ими биологического эффекта.

Основными показателями токсичности в токсикометрии промышленных ядов и в чрезвычайных ситуациях являются:

Lim_ir - порог раздражающего действия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. Выражается количеством вещества, которое содержится в одном объеме воздуха (например, мг/м 3 ).

Смертельная, или летальная, доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью. Обычно пользуются понятиями абсолютно смертельных токсодоз, вызывающих гибель организма с вероятностью 100% (или гибель 100% пораженных), и среднесмертельных (медленносмертельных) или условно смертельных токсодоз, летальный исход от введения которых наступает у 50% пораженных. Например:

LD₅₀ (LD₁₀₀) - (L от лат. letalis - смертельный) среднесмертельная (смертельная) доза, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при введении вещества в желудок, в брюшную полость, на кожу (кроме ингаляции) при определенных условиях введения и конкретном сроке последующего наблюдения (обычно 2 недели). Выражается количеством вещества, отнесенным к единице массы тела животного (обычно, мг/кг);

LC₅₀ (LС₁₀₀) - среднесмертельная (смертельная) концентрация в воздухе, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при ингаляционном воздействии вещества при определенной экспозиции (стандартная 2-4 часа) и определенном сроке последующего наблюдения. Как правило, время экспозиции указывается дополнительно. Размерность как для Lim_ir

Выводящая из строя доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных как временно, так и со смертельным исходом. Ее обозначают ID₁₀₀ или ID₅₀ (от англ. incapacitate - вывести из строя).

Пороговая доза - количество вещества, вызывающее начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью или, что-то же самое, начальные признаки поражения у определенного процента людей или животных. Пороговые токсодозы обозначают PD₁₀₀ или PD₅₀ (от англ. primary - начальный).

КВИО - коэффициент возможности ингаляционного отравления, представляющий собой отношение максимально достижимой концентрации токсичного вещества (С_mах, мг/м 3 ) в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (КВИО = C_max/LC₅₀). Величина безразмерная;

ПДК - предельно допустимая концентрация вещества - максимальное количество вещества в единице объема воздуха, воды и др., которое при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени не вызываете нем патологических изменений (отклонения в состоянии здоровья, заболевания), обнаруживаемых современными методами исследования в процессе жизни или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Различают ПДК рабочей зоны (ПДК_р.з, мг/м 3 ), ПДК максимально разовая в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК_м.р, мг/м 3 ), ПДК среднесуточная в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК_с.с, мг/м 3 ), ПДК в воде водоемов различного водопользования (мг/л), ПДК ( или допустимое остаточное количество) в продуктах питания (мг/кг) и др.;

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия максимального допустимого содержания токсичного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, в воздухе рабочей зоны и в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования. Различают дополнительно ОДУ - ориентировочный допустимый уровень вещества в воде водоемов хозяйственно-бытового водопользования.

В военной токсикометрии наиболее употребительны показатели относительных медианных значений среднесмертельной (LCτ₅₀), средневыводящей (IСτ₅₀), средней эффективно действующей (EСτ₅₀), средней пороговой (РСτ₅₀) токсичности при ингаляции, выражающихся обычно в мг · мин/л, а также медианных значений аналогичных по токсическому эффекту кожно-резорбтивных токсодоз LD₅₀, LD₅₀, ED₅₀, PD₅₀ (мг/кг). При этом показатели токсичности при ингаляции используются также и для прогнозирования (оценки) потерь населения и производственного персонала при авариях на химически опасных объектах с выбросом широко используемых в промышленности АХОВ.

В отношении же растительных организмов вместо термина токсичность чаще применяют термин активность вещества, а в качестве меры его токсичности преимущественно используют величину CK₅₀ - концентрация (например, мг/л) вещества в растворе, вызывающая гибель 50% растительных организмов. На практике пользуются нормой расхода действующего (активного) вещества на единицу площади (массы, объема), обычно кг/га, при которой достигается необходимый эффект.

По своему происхождению токсические вещества могут быть синтетическими и природными (табл. 4.2, 4.3).

Параметры токсичности некоторых синтетических веществ

LC₅₀ (мг/м 1 ), биообъект, экспозиция

Читайте также: