ВВЕДЕНИЕ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

Как наука в современном понимании этого слова токсикология насчитывает уже более 100 лет.

История становления токсикологии уходит в далекие времена Гиппократа (460-377 до н.э.), Галена (около 130-200 гг.), Парацельса (1493-1541 гг.), Рамаццини (1633-1714 гг.).

Изучение последствий воздействия токсичных веществ на организм жи­вотных, т.е. экспериментальная токсикология берет свое начало во второй половине прошлого столетия. В России пионером этих исследований был Е.В.Пеликан (1824-1884), за рубежом - Лехман (Lehman 1858-1940). В 20-30-х годах в СССР появились первые переводные и оригинальные монографии и руководства по токсикологии, авторами которых были: Гендерсон и Хаггард (Henderson & Haggard - 1930), Штаркенштейн, Рост и Поль (Starckenstain, Rost & Paul - 1929), Церник ( Cernik - 1938), Н.В.Лазарев (1938) и др.

Основоположниками токсикологии (в том числе промышленной токсикологии) в нашей стране являются Н.В. Лазарев (1882-1973), Н.С. Правдин (1882-1954).

В настоящее время токсикология является вполне сложившейся, самостоятельной научной дисциплиной. Ведущими организациями в области токсикологии являются Институт токсикологии МЗ РФ (г. Москва), НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН РФ (г. Москва), Санкт-Петербургский санитарно-гигиенический медицинский институт и т.д. Значительный вклад в развитие токсикологии внесли труды И.В. Саноцкого, С.Н. Голикова, Л.А. Тиунова, Н.А. Толоконцева, В.А. Филова, Е.И. Люблиной, А.А. Голубева, И.П. Улановой и др.

Прогрессирующие наука, техника и промышленность, а, вместе с ними, и число известных химических соединений, непрерывно стимулируют и развитие токсикологии: появляются новые ее разделы (токсикокинетика, биохимическая, промышленная и экологическая токсикология), углубляются знания в традиционных отраслях {токсикометрия, изучение механизмов действия ядов, их биотрансформации, профилактика и лечение интоксикаций).

терминология.

Токсикология (греч. toxicon - яд и logos - учение) - наука, изучающая взаимодействие яда и организма.

Данное определение является наиболее общим. Уточняя, можно сказать,

что

❖ токсикология - наука, изучающая эффекты и потенциальную опасность действия токсичных веществ на биологические объекты

Термины «токсичное вещество», «яд», «вредное вещество», «токсин», «токсагент», «загрязняющее вещество», «ксенобиотик» («чуждый живому» - лат.) в дальнейшем мы будем считать тождественными.

Представленные в литературе определения токсичных веществ в целом

различаются лишь лексически и являются схожими по своей сути. Ниже приведены некоторые из этих определений, согласно которым токсичное вещество - это:

• вещество, которое при контакте с биологическим объектом может

вызвать отклонения от его нормального (естественного)

функционирования;

• химический компонент среды обитания, по своему количеству (реже - качеству) не соответствующий врожденным или приобретенным

свойствам организма;

• химический фактор нарушения способности к авторегуляции - гомеостаза;

• всякий фактор, имеющий тенденцию нарушать равновесие между индивидом и ОС.

Явление токсичности (если исключить эндотоксины) представляет собой нарушение равновесия организма с внешней средой, т.е. случай, когда интен­сивность химического воздействия превышает адаптационную емкость кон­кретного биологического объекта. Следовательно, токсичность является ме­рой несовместимости вещества с жизнью данного биологического объекта.

Существует еще достаточно много подходов к определению понятия «токсичность».

К определению понятия «токсичность»

Таблица 1.1

Наиболее общее, четкое и лаконичное определение понятия «токсич­ность», на наш взгляд, дал Н.В.Лазарев (1964):

❖ токсичность есть способность химических соединений оказывать вредное действие немеханическим путем.

Между тем, и это определение, видимо, не лишено недостатков. Так, по-видимому, оно слишком расширяет толкование термина, ибо не все эффекты токсического действия (например, канцерогенез) можно связать с токсичностью как таковой. С другой стороны, при таком подходе явление неоправданно суживается до свойств вещества, тогда как токсичность есть результат диалектического взаимодействия чувствительности организма и свойств вещества.

Экосистемы, как и любой целостный организм, как и биосфера в целом обладает иерархической структурой, что отражает следующая схема (по Миллеру) (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Иерархические уровни экосистем

Установлено, что токсичные вещества могут действовать на любой иерархический уровень экосистемы.

Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее (табл. 1.1).

В общей форме можно определить токсичность, как свойство

(способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель, или, применительно к организму человека, - способность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель.

Таблица 1.1

Сравнительная токсичность некоторых веществ для белых мышей (доза, вызывающая гибель при внутрибрюшинном способе введения)

Для обозначения количества вещества, действующего на биологический объект, используют понятие - доза.

Более того, показано, что токсичность — эмерджентное свойство, т.е. эффект воздействия на более высокий уровень экосистем не определяется суммой свойств (эффектов) для низких уровней. Так, например, при отравлении организма некачественной пищей наиболее вероятным эффектом является расстройство желудка, в то время как на клеточном или молекулярном уровне никаких изменений не происходит. Отсюда еще один важный вывод - токсичные вещества действуют не только на отдельные элементы или уровни биологического объекта, но и на их связи.

Действие ядов может быть общим и местным. Хотя общее действие развивается в результате всасывания яда в кровь, при этом также может наблюдаться относительная избирательность, выражающаяся в преимущественном поражении тех или иных органов и тканей, например, нервная система при отравлении марганцем, кроветворные органы при отравлении оксидом углерода и т.д. При местном действии преобладает повреждение тканей по месту соприкосновения их с ядом: явления раздражения, воспаления, ожоги кожных покровов и слизистых. Местное действие может сопровождаться и общими эффектами при постепенном всасывании ядов или продуктов распада тканей.

Различают также острые и хронические отравления.

Острые отравления характеризуются:

• относительной кратковременностью действия (обычно не более суток);

• поступлением в организм яда в сравнительно больших количествах (при авариях, ошибочном приеме внутрь, разбрызгивании и т.п.);

• яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент поступления или через небольшой (обычно не более нескольких часов) скрытый (латентный) период.

В развитии острого отравления, как правило, различают две фазы: первая - неспецифическое действие (головная боль, слабость, тошнота и др.), вторая - специфическое действие (например, отек легких при отравлении оксидами азота или распад печени при всасывании тетрахлорметана).

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах непре­рывно, малыми дозами через некоторые промежутки времени или беспорядоч­но.

Токсикология, как наука, имеет свои задачи и методы.

Задачи токсикологии весьма многообразны; отметим лишь самые основ­

ные:

• токсикологическая оценка химических соединений и их санитарно-гигиеническая и экологическая регламентация - установление соответствующих нормативов (прежде всего, предельно допустимых концентраций);

• регламентация при комбинированном, комплексном и сочетанном дейст­вии токсичных веществ;

• исследование механизмов действия яда, патогенеза и судьбы яда в орга­низме, в том числе, специфического действия, в различных органах и сис­темах;

• разработка научных основ экстраполяции полученных в экспериментах с животными данных на человека, а также методов прогнозирования (рас­четного определения) токсикологических характеристик и др.

В результате воздействия химических веществ на биологические объекты

(см. ниже), могут проявляться и специфические, и общетоксические (неспецифические) эффекты. Соответственно и методы их исследования делятся на специфические и неспецифические.

В основе неспецифических (интегральных) положен принцип, сущность которого состоит в том, независимо от точки приложения действия яда нару­шение общего состояния организма проявляется в виде неспецифических функциональных сдвигов. Примерами интегральных показателей служат, на­пример, для отдельных организмов - функциональное состояние центральной нервной системы, изменение массы и температуры тела, потребление кислорода и т.д., для экосистем - численность и продуктивность популяций, соотношение видов и др.

Специфические методы направлены на выявление действия, которое характерно (точнее говоря, специфично) для того или иного соединения или класса веществ. Так, например, нарушение кроветворной функции характерно для хронического действия бензола, угнетение некоторых ферментов - для фосфорорганических соединений, паралитическое действие - для трикрезилфосфата и т.д. Для выявления специфического действия используются физиологические, клинические, биохимические и другие методы, позволяющие характеризовать функциональные, структурные или обменные изменения, обусловленные действием яда.

В заключение к вводной части отметим, что при освоении излагаемых далее основ токсикологии неизбежно придется столкнуться с некоторым числом терминов, обыкновенно считающихся чисто медицинскими. Вместе с тем, для полного понимания материала достаточно, как правило, знания биологических дисциплин в объеме средней школы. В целом же, при изучении токсикологии необходимо быть весьма широко подготовленным, уметь пользоваться знаниями и владеть методами многих наук.

2.