Определение «токсический эффект. Определение «токсический эффект Токсические эффекты, классификация токсичности
Токсический эффект вредных веществ - это результат взаимодействия орга-низма, вредного вещества и окружающей среды. Эффект воздей-ствия различных веществ зависит от количества попавшего в ор-ганизм вещества, его физико-химических свойств, длительности поступления, химических реакций в организме.
Токсический эффект зависит от биологических особенностей вида, пола, возраста и индивидуальной чувствительности орга-низма, строения и физико-химических свойств яда, количества
опавшего в организм вещества, факторов внешней среды (тем-пературы, атмосферного давления и др.).
Так, разветвление цепи углеводородных атомов ослабляют токсический эффект по сравнению с неразветвленными изомера-ми Введение в молекулу гидроксильной группы ослабляет ток-сичность (спирты менее токсичны, чем соответствующие углево-дороды). Введение галогена в молекулу органического соедине-ния усиливает его токсичность и т.д.
Весьма различна видовая чувствительность к ядам различных организмов, что обусловлено особенностями метаболизма, мас-сой тела и др. Имеет место определенное различие в формирова-нии токсического эффекта в зависимости от пола: отмечается большая чувствительность женщин к действию органических растворителей, а мужчин к соединениям бора, марганца. Одни яды более токсичны для молодых, а другие для пожилых. Инди-видуальная чувствительность определяется состоянием здоровья.
В ряде случаев интермиттирующее (прерывистое) действие яда усиливает токсический эффект. Усиление лгжсического дей-ствия на организм человека наблюдается при повышении темпе-ратуры, влажности, барометрического давления. При значитель-ной физической нагрузке наблюдается увеличение вентиляции легких, что приводит к интенсивному распределению отравляю-щего вещества в организме. Шум и вибрация также могут усили-вать токсический эффект.
Общая токсикологическая классификация промышленных ядов включает в себя следующие виды воздействия на живые ор-ганизмы:
- общетоксическое (кома, отек мозга, судороги): алкоголь и его суррогаты, угарный газ;
- нервно-паралитическое (судороги, параличи): никотин, некоторые пестициды, ОВ;
- кожно-резорбтивное (местные воспаления в комбинации с общетоксическими явлениями): уксусная эссенция, дихлорэтан, мышьяк;
- удушающее (токсический отек мозга): окислы азота, неко-торые ОВ;
- слезоточивое и раздражающее (раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла): пары крепких кислот и щелочей;
^100- психотропное (нарушение психической активности, созна-ния): наркотики, атропин;
- сенсибилизирующее (аллергии): формальдегид, раствори-тели, лаки;
- мутагенное (нарушение генетического кода, изменение на-следственной информации): свинец, марганец, радиоактивные изотопы;
- канцерогенное (вызывают злокачественные опухоли): хром, никель, асбест;
- тератогенное (влияют на репродуктивную, детородную функцию): ртуть, свинец, стирол, борная кислота.
Три последних вида воздействия вредных веществ - мута-генное, канцерогенное и тератогенное - относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется не в период воз-действия и не сразу после его окончания, а в отдаленные перио-ды, спустя годы и даже десятилетия. Отмечается появление раз-личных эффектов, и в последующих поколениях, особенно для веществ с мутагенными свойствами.
Кроме того, яды обладают и избирательной токсичностью, т.е. представляют наибольшую опасность для определенного ор-гана или системы организма. По избирательной токсичности вы-деляют яды:
- воздействующие на сердце. К ним относятся многие ле-карственные препараты, растительные яды, соли металлов (ба-рия, калия);
- воздействующие на нервную систему и вызывающие на-рушение психической деятельности. Это алкоголь, наркотики, угарный газ, некоторые пестициды;
- накапливающиеся в печени. Среди них следует выделить хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;
- накапливающиеся в почках. Это соединения тяжелых металлов, этиленгликоль, щавелевая кислота;
- воздействующие на кровь. Это анилин и его производ-ные, нитриты;
- воздействующие на легкие. Это окислы азота, озон, фосген;
- накапливающиеся в костях и воздействующие на крове-творение - стронций.
Для большой группы аэрозолей (пыли), не обладающих вы-раженной токсичностью, надо отметить фиброгенный эффект действия на организм. К ним относятся аэрозоли угля, кокса, са-жи алмазов, пыли животного и растительного происхождения, силикатные и кремнийсодержащие пыли, аэрозоли дезинтеграции и конденсации металлов.
Попадая в органы дыхания, вещества этой группы повреж-дают слизистую оболочку верхних дыхательных путей, что при-водит к развитию бронхита. Задерживаясь в легких, пыль вызы-вает перерождение легочной ткани в соединительную ткань и рубцеванию (фиброзу) легких. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей, - пневмокониозы и хрони-ческий пылевой бронхит - занимают второе место по частоте сре-ди всех профессиональных заболеваний в России.
Наличие фиброгенного эффекта не исключает общетоксиче-ского воздействия аэрозолей. К ядовитым пылям относят аэрозо-ли пестицида ДДТ, свинца, бериллия, мышьяка и др. При попа-дании их в органы дыхания, помимо местных изменений в верх-них дыхательных путях, развивается картина острого и хрониче-ского отравления.
На производстве редко встречается изолированное действие вредных веществ, обычно работник подвергается сочетающемуся воздействию негативных факторов разной природы (физических, химических, факторов тяжести и напряженности труда) или ком-бинированному влиянию факторов одной природы, например группы химических веществ. Комбинированное действие - это одновременное или последовательное действие на организм не-скольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности:
Большинство отравлений обусловлено всасыванием ядовитого вещества и поступлением его в кровь. Поэтому наиболее быстрое и эффективное действие яда проявляется при введении его непосредственно в кровяное русло. Например, употребление женщиной алкоголя или различных лекарственных веществ в период беременности оказывает вредное влияние на ребенка. Особенно чувствителен плод в период внутриутробного развития к салицилатам и алкоголю, что может привести впоследствии к врожденным порокам. В период беременности алкоголь легко проникает через плаценту в кровь плода, достигая в ней той же концентрации, что и в крови матери, и это связано с анатомическими особенностями кровоснабжения плода.
Токсичность (греч. Toxikon - яд) является важнейшей характеристикой ОВ и других ядов, определяющей их способность вызывать патологические изменения в организме, которые приводят человека к потере боеспособности (работоспособности) или к гибели.
Количественно токсичность 0В оценивают дозой. Доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой (D)
Токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от свойств 0В или яда, пути их проникновения в организм, от вида организма и условий применения 0В или яда.
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 0В или яда, которое может выражаться в любых массовых единицах. В химии 0В обычно токсодозы выражают в миллиграммах.
В в ядов определяют экспериментальным путем на различных животных, поэтому чаще пользуются понятием удельной токсодозы - дозы, отнесенной к единице живой массы животного и выражаемой в миллиграммах на килограмм.
Различают смертельные, выводящие из строя и пороговые токсодозы
Разделы токсикологии
Токсикометрия - количественная оценка токсичности, измерение зависимости "доза - реакция".
Токсикодинамика - изучение механизмов, лежащих в основе токсического действия различных химических веществ, закономерностей формирования токсического процесса, его проявлений.
Токсикокинетика - выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей из распределения, метаболизма и выведения.
Токсичность зависит от дозы и экспозиции. Также от изомеров. Тионовые и тиоловые изомеры у ФОС. Введение токсофорных групп.
Механизмы токсичности
Пути проникновения пестицидов в организм животного и человека.
1. Распределение
Перемещение по водной составляющей тела (лимфатическая и кровеносная системы). Липофильные вещества выводятся сложнее гидрофильных.
Факторы, влияющие на скорость расрпотранения:
Скорость потока крови к ткани
Масса ткани
Способонсть вещества передвигаться через мембраны
Сродство вещества к ткани по сравнению с кровью.
1. Взаимодействие с местом действия
2. Нарушение клеток, повреждение
3. Гибель или восстановление
Механизмы, способствующие передвижению крови к месту действия:
Пористость капиллиров
Специфический транспорт через мембраны
Накопление в органеллах клетки
Обратимое внутриклеточное связывание
Препятствующие перемещению:
Связывание протеинами плазмы (ХОС) - альбумин, бета-глобулин, церулоплазмин, альфа и бета-липопротеины, альфа-гликопротеин кислый.
Специфические барьеры (гематоэнцифаллические и плацентарные).
Слой глиальных клеток, покрывающих поверхность капилляров. Омываются с одной стороны кровью, с другой - межклеточной жидкостью.
Плацентный барьер - несколько слоев клеток между внутриплодовой жидкостью и материнской кровеносной системой. Липофльные - диффузией, ЦНС отвечает за биотрансформацию.
Накопление в запасных тканях (ХОС в жировых клетках; свинец - костная ткань).
Связывание с неспецифичным местом действия (ФОС - бутирилхолинэстераза)
Экспорт из клетки
Связывание органами, тканями: печени и почки обладают высокой споосбностью связывания. Жировая ткань: ХОС, пиретроиды. Костная ткань: фтор, свинец, стронций.
Токсические эффекты, классификация токсичности
Влияние на место действия:
Токсикант может нарушать функцию молекулы или ее разрушать:
Нарушение функции - ингибирование: пиретроиды блокируют закрытие ионных каналов, бензимидазолы блокируют полимеризацию тубулина.
Нарушение функций протеинов: реакция с тиоловыми группами протеинов (фталимиды); нарушение функций ДНК мутагены, канцерогены.
Влияние на место действия:
Разрушение молекулы:
Изменение молекулы путем перекрестногосвязывания и фрагментации: сероуглерод и алкилирующие агенты перекрестно связывают цитоскелетарные протеины, ДНК
Спонтанное разрушение: свободные раликалы инициируют разрушение липидов путем захвата водорода из жирных кислот
Острые эффекты:
Дерматотоксичность:
Свойство химиката повреждать кожные покровы путем прямого контакта или резорбтивного действия вследствие проникновение химиката внутрь организма с развитием системных эффектов.
Химический дерматит - процесс, развивающийся в результате местного воздействия токсиканта и сопровождающийся воспалительной реакцией
Неаллергический контактный - бывает раздражающего (цитотоксический эффект) и прижигающего действия (разрушение покровных тканей). Раздражающие - органические растворители, дитиокарбаматы.
Аллергический контактный - после относительно продолжительного контакта.
Токсикодермия - патологический процесс в коже, формирующийся вследствие резорбтивного действия токсиканта. Болезнь - хлоракне.
Пульмонотоксичность - свойство токсиканта вызывать нарушения органов дыхания.
Раздражение - аммиак, хлор, фосфин.
Некрозы клеток - пневмония, отек легких (кадмий, ФОС, диоксид серы, паракват, дихлорметан, керосин).
Фиброзы (образование коллагенных тканей) - силикоз, асбестоз.
Энфизема - окись кадмия, окиси азота, озон.
Гематотоксичность - свойство токсиканта нарушать функции клеток крови, либо клеточный состав крови.
Нарушение свойств гемоглобина, анемия, аплазия костного мозга.
Метгемоглобин - гемоглобин, железо которого трехвалентно. Его уровень менее 1%. метгемоглобинемия развивается под действием ксенобиотиков, которые либо непосредственно окисляют железо, входящее в структуру гемоглобина, лбио превращаются в организме в подобные агенты. Скорость образования метгемоглобина превышает скорость образования гемоглобина. Динитрофенолы, нафтиламины и т.п.
Карбоксигемоглобинемия - образование соответствующего вещества в крови под воздействием CO и карбонилами металлов.
Гемолиз соповождается:
1. Повышением содержания коллоидно-осматических свойств крови из-за возрастания содержания белка.
2. Ускоренным разрушением гемоглобина.
3. Затруднением диссоциации оксигемоглобина.
4. Нефротоксическим действием гемоглобина.
Заболевания:
Аплазия костного мозга - сокращение числа форменных единиц крови.
Тромбоцитопения и лейкемия.
Нейротоксичность - способность пестицида нарушать действие нервной системы вцелом. Места действия: нейрон, аксон, миелиновое содержимое покрытие клеток, система передачи нервных импульсов.
Нейрон - нейронопатия (гибель нейронов). Вещества: мышьяк, азиды, цианиды, этанол, метанол, свинец, ртуть, метилртуть, бромистый метил, триметилолово, ФОС.
Аксон - аксонопатия. Акриламид, сероуглерод, хлордекан, дихлорфеноксиацетат, ФОС, пиретроиды, гексан.
Миелинопатия - повреждение миелинового слоя. Свинец, трихлорфон.
Нарушение действия нервной системы: ХОС, пиретроиды, авермектины, фенилпиразоды, микотоксины, токсины членистоногих.
Гепатотоксичность: свойство химикатов вызывать структурно-функциональные нарушения печени. Повреждения:
Жировое перерождение. Раннее появление предшествует некрозу. Причины:
Нарушение процессов катаболизма липидов
Избыточное поступление жирных кислот в печень
Повреждение механизмов выделения триглицеридов в плазму крови
Некроз печени - дегенеративный процесс, приводящий к гибели клеток. Часть - фокальный некроз, полностью - тотальный некроз. Сопровождается повреждением плазматических мембран и стеатозом. Токсиканты: альфатические и ароматические углеводороды, нитросоединения, нитрозоамины, афлатоксины.
Холестаз - нарушение процесса желчевыделения. Токсиканты: лекарства (сульфаниламиды, эстрадиол), анилины.
Цирроз - образование коллагеновых тяжей, нарушающих нормальную структуру органа, нарушающих внутрипеченочный кровоток, желчеотделение. Этанол, галогеноуглероды.
Канцерогенез
Нефротоксичность - способность пестицида нарушать структурно-функциональные нарушения почек. И
Хроматография - это метод разделения и опреления веществ, основанных на разделении компонентов между двумя фазами. Неподвижной служит твердое пористое вещество (сорбент), или пленка жидкости на твердом веществе. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающей через неподвижную фазу (иногда под давлением). Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента за счет адсорбции или другого механизма компоненты перемещаются вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты останутся в верхнем слое сорбента, другие, в меньшей степени взаимодействующие с сорбентом, окажутся в нижней части колонки. А некоторые и вовсе покинут колонку вместе с подвижной фазой. Далее вещества попадают в детектор. Наиболее широко применяются ионизационные детекторы, принцип работы которого основан на изменении ионного тока. Он возникает под действием источника ионизации - электрического поля между электродами детектора. В качестве источника ионизации используют: электронную ионную эмиссию, радиоактивные изотопы, электрический разряд.
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. Под характером токсического действия веществ на организм обычно подразумевается:
· механизм токсического действия вещества;
· характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникающих после поражения биомишеней;
· динамика развития их во времени;
· другие стороны токсического действия вещества на организм.
Среди факторов, определяющих токсичность веществ, одним из важнейших является механизм их токсического действия. 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.
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 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.
Похожая информация:
- A) Это то, что определяет, стимулирует, побуждает человека к совершению какого-либо действия, включенного в деятельность
Токсический эффект следует относить к нарушению цикла мочевины во время раннего развития гипераммониемии.
Один из симптомов: прежде чем наступит глубокая кома, часто развиваются судороги, особенно в раннем возрасте.
Однако при хорошем контроле метаболических нарушений симптоматические приступы появляются редко.
Следующими можно выделить нарушения обмена аминокислот при неизлечимой фенилкетонурии. Статистика говорит, что такие эпилептические приступы развиваются в диапазоне от 25% до 50% всех обследованных пациентов.
Хорошо изученный Синдром Веста с гипсаритмией и инфантильными судорогами является наиболее распространенным симптомом, который полностью излечивается при назначении симптоматической терапии.
Некоторые судороги могут сопровождаться так называемой болезнью «кленового сиропа» в неонатальном периоде; в этом случае на электроэнцефалограмме проявляется «гребнеподобный» ритм, похожий на ритм в центральных областях головного мозга.
При назначении адекватной диеты приступы прекращаются и эпилепсия не развивается. При некоторых нарушениях обмена аминокислот приступы могут быть одними из главных симптомов.
Существует вид токсических приступов, вследствие нарушения обмена органических кислот, где разнообразные органические ацидурии могут являться очагом приступа или приводить к эпизодам острой декомпенсации. Среди них наиболее существенными есть пропионовая ацидемия и метилмалоновая ацидемия.
Во время корректного лечения приступы весьма редки и отражают персистирующее поражение головного мозга. При глутаровой ацидурии первого типа эпилептические приступы могут остро развиваться, и прекращаются после начала адекватной терапии.
При дефиците 2-метил-3-гидроксибутират-СоА-дегидрогеназы, описанной как врожденное нарушение кислоты, отвечающей за брахиоцефальные ожирения и нарушение обмена изолейцина, выраженная эпилепсия проявляется часто.
Еще один вид эпилептических приступов, обусловленных токсическими эффектами вызван нарушением пиримидинового обмена и пуринового обмена. Такие приступы характерны при дефиците аденилсукцината, чьи «de novo» эффекты вызывают синтез пуринов.
Однако следует заметить, что эпилепсия весьма часто развивается в неонатальном периоде и на первом году жизни человека. У таких пациентов дополнительно обнаруживаются резко выраженные психомоторные нарушения и аутизм.
Диагностика производится с помощью модифицированного теста Браттона - Маршалла, который применяется для исследования мочи. Нужно констатировать, что нет результативного лечения данного заболевания, поэтому медицинский прогноз весьма неблагоприятный. Статистика показывает, что приступы развиваются у 50% из всех обследованных пациентов с дефицитом дигидропиримидин дегидрогеназы.
И заключительный вид эпилептических приступов, обусловленных токсическими эффектами, отмечен в медицинской практике, как некетотичекая гипергликемия.
Это нарушение вызвано недостаточным расщеплением глицина и довольно рано проявляется, в неонатальном периоде, такими симптомами как, летаргия, гипотония, икота (прим. обнаруживается до рождения), а также офтальмоплегия.
Следует отметить, что при усугублении комы начинают развиваться апноэ и частые фокальные миоклонические судорожные подергивания. На протяжении последующих нескольких месяцев (обычно это более трех) развивается тяжелая, трудно поддающаяся , которая в большинстве случаев проявляет себя парциальными моторными припадками или инфантильными спазмами.
В раннем возрасте электроэнцефалограмма показывает нормальную фоновую активность, но возникают участки эпилептических острых волн (так называемые вспышки угнетения), сменяющиеся высокоамплитудной медленной активностью с гипсаритмией в течение следующих трех месяцев.
Диагностика основывается на высокой концентрации глицина во всех жидкостях тела и ликворе (значение> 0,08). С помощью магнитно-резонансного томографа показывается нормальная картина или гипоплазия или агенезия.
Глицин является одним из крупнейших ингибиторов нейротрансмиттеров в спинном и головном мозге. Есть предположение, что избыток глицина перенасыщает коантагонист-связывающий участок NMDA-рецептора, способствуя избыточному возбуждению нейротрансмиссии и постсинаптической токсичности.
Изучаемый возбуждающий токсический эффект избыточно активного NMDA-рецептора есть очевидной причиной эпилепсии, а также частичной тетраплегии и задержки умственного развития. Это подтверждают терапевтические испытания NMDA-антагонистов с частичными проявлениями на электроэнцефалограмме. Такая тяжелая форма эпилепсии, как показывает практика, лечится общепринятыми противоэпилептическими средствами. 
Следует помнить, что в классификации эпилепсии также учитывается возрастной критерий. С помощью него выделяют типичную, рано начинающуюся, появляющуюся в первые дни жизни, и атипичную, поздно начинающуюся, проявляющуюся к 35-летнему возрасту.