21
тогда, когда благодаря своему структурному сходству с тем или иным метаболитом он вмешивается в клеточные процессы обмена веществ.
Благодаря своей близости к ингибиторам ферментативных систем или к их субстратам химические вещества могут влиять на деятельность ферментов.
Не все вещества действуют на клетку строго избирательно. Установлено,
что совершенно не похожие между собой вещества могут вызывать обратимый паралич (наркоз), так к хирургическим наркотикам относятся:
спирты, простые эфиры, неорганические вещества (N2O), хлорзамещенные углеводороды и т.д. Наркотическим действием обладают такие инертные вещества, как ксенон и гелий. В связи с тем, что невозможно установить общие черты в химическом строении тех или иных химических соединений,
их назвали структурно-специфическими.
При взаимодействии вещества с организмом воздействие вещества вызывает ответную реакцию, характер и развитие которой определяется не только свойствами вещества, но и физиологическими функциями организма.
Поэтому даже при высокой избирательности, при воздействии далеких по механизму действия химических веществ, можно уловить и нечто общее в ответной реакции организма.
Воздействуя на организм очень низкими концентрациями химические вещества в значительной мере, а то и полностью теряют присущую им специфику влияния на организм. Поэтому многие токсикологи считают, что длительное воздействие малых количеств токсичных веществ способствует формированию нового качества в проявлении токсического эффекта, которое выражается через неспецифические признаки.
Тема 3.
Параметры и основные закономерности токсикометрии.
22
Изучение вредного вещества предусматривает установление количественных показателей его токсичности и опасности - показателей токсикометрии.
Токсикометрия – это совокупность методов, а ткже приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности вредных веществ.
Определение зоны токсического действия изучаемого химического вещества (токсикометрия) является одной из основных задач токсикологии.
Задачи токсикометрии (Саноцкий И.В) заключаются:
-в первичной токсикологической оценке токсичности и опасности новых химических соединений,
-в токсикологической характеристике технологических процессов,
которые дают возможность обосновывать рекомендации по изменению производства, с целью уменьшения или исключения вредных полупродуктов или побочных соединений.
Определение средних смертельных доз и концентраций необходимо для того, чтобы оценить опасность вредных веществ, определить безопасные концентрации расчетными методами, установить возможность острых и хронических отравлений.
Для оценки опасности вредных веществ, установления возможности острых и хронических отравлений, определения безопасных концентраций расчетными методами необходимо определение средних смертельных доз и концентраций.
Опасность вещества – это вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применения химических веществ, она устанавливается не только по величинам СL50 и
СD50, но и по другим величинам – по летучести. Оценка опасности яда выражается эффективной двухфазной токсичностью – это произведение абсолютной (однофазной) токсичности на летучесть.
Различают две группы количественных показателей опасности:
23
потенциальной возможности поступления ВВ в организм (критерии потенциальной опасности), и компенсаторных свойств организма по отношению к данному яду (критерии реальной опасности).
В основе токсикометрии лежит установление ПДК вредных веществ в различных средах, которые составляют юридическую основу санитарного контроля. ПДК (предельно-допустимая концентрация) химического соединения во внешней среде – это такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течении всей жизни не возникает телесных или психических заболеваний или изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений (Саноцкий И.В.).
При обосновании ПДК необходим комплексный учет различных признаков вредного действия химических веществ. Установление ПДК производится по лимитирующему признаку вредности. Под ним понимают один из признаков вредности химических загрязнений атмосферного воздуха, воды, почвы, пищевых продуктов, определяющих преимущественное неблагоприятное воздействие и характеризующийся наименьшей величиной эффективной и неэффективной концентрации.
Основанием для установления ПДК является концепция пороговости вредного действия веществ.
Порог вредного действия (однократного и хронического) – это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте ОС, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая патология.
Порог однократного действия обозначают символом (Limch).
Аналогично устанавливается порог специфического (избирательного)
действия, под которым понимают минимальную концентрацию (дозу),
вызывающую изменение биологических функций отдельных органов или
24
систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций. Его обозначают символом (Limsp).
В оценке промышленных ядов важным является не только установление верхних показателей токсичности (смертельных концентраций и доз), но и установление порога вредного действия (однократного и хронического), а
также порога специфического действия.
Lim a c – порог однократного действия.
Lim c h – порог хронического действия.
Порог специфического действия (избирательного) – это минимальная концентрация (доза), вызывающая изменение биологических функций отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций (Lim s p). Установление порога
(Limac) используют показатели интоксикаций – показатели, характеризующие общее изменение состояния организма (температура тела, масса тела).
Установление порога (Lim c h) осуществляется при разных уровнях воздействия вредного вещества в опытах на животных. Если известны механизмы токсического действия вредного вещества, то устанавливается
Lim sp (специфич.), используют показатели токсического действия вредного вещества, например определение активности фермента аминоэстеразы при действии фосфорорганических веществ.
Следует отметить, что пороговость действия вредных акторов связана с особенностями живого объекта, характеризующегося постоянным обменом веществ и энергией с ОС, наличием систем гомеостаза, способствующим восстановлению своей структуры, и приспособлением к ОС. Гомеостаз – это состояние биологического объекта, характеризующееся относительным постоянством внутренней среды организма и устойчивостью основных физиологических функций. Это означает, что под «пороговостью действия» нужно понимать не вообще любую реакцию живой системы на внешнее воздействие, а лишь нарушение пределов обычных физиологических колебаний, т.е. выход за пределы гомеостаза. Может быть установлено такое
25
нарушение гомеостаза, которое приводит к смерти биологического объекта.
Поэтому под токсичностью, как мерой несовместимости химического вещества с жизнью, понимают величину, обратную абсолютному значению средней смертельной дозы (1/ДL50) или концентрации (1/CL50). При этом под дозой имеется в виду количество вещества, воздействующее на организм.
Доза за единицу времени называется уровнем дозы. Величины средних смертельных доз или концентраций выбраны потому, что эти величины,
соответствующие гибели 50% подопытных объектов, наиболее статистически достоверны. В них в отличие от величины дозы
(концентрации), приводящей к гибели всех подопытных объектов ДL100
(CL100) и дозы (концентрации), не вызывающей гибели ни одного из подопытных объектов ДL0(CL0). не имеет значение гибель особо чувствительных и особо резистентных (устойчивых) к воздействию подопытных объектов.
Токсический эффект при воздействии разных доз и концентраций ВВ может проявиться в виде нарушений отдельных или многих функций, или деятельности всего организма, вплоть до его гибели.
Статистически значимыми в характеристике токсичности ядов по смертельному эффекту являются: средняя смертельная концентрация в воздухе( СL50) и средне смертельная доза (DL50) при введении в желудок или попавшая в организм другими путями. Средняя смертельная концентрация вредного вещества в воздухе – это концентрация,
вызывающая гибель 50% животных при 2-4 часовом ингаляционном воздействии, а средняя смертельная доза при введении в желудок – доза вещества вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в
желудок.
Величины средних смертельных концентраций и доз, рассматриваются как показатели абсолютной токсичности вредных веществ токсичность ядов тем больше, чем меньше величины CL50 и DL50, т.е. токсичность равна 1/CL50 или 1/DL50.