Анализ крови на токсичные вещества

Анализ крови на токсичные вещества

Патологическое (от греч. patos — страдание, болезнь) состояние, развивающееся вследствие взаимодействия вредного вещества (яда) с организмом, называется интоксикацией, или отравлением.

Интоксикация (токсикоз) — патологическое состояние, связанное с нарушением химического гомеостаза вследствие взаимодействия различных биохимических структур организма с токсическими веществами экзогенного или эндогенного (формируемого внутри организма) происхождения.

Термином «интоксикация» обозначают весь процесс развития токсикоза с самых начальных его симптомов до полной клинической картины заболевания, содержание которой зависит от физиологической роли основных рецепторов токсичности, т. е. определенных биохимических структур, с которыми избирательно взаимодействует данный токсикант (яд).

В соответствии с принятой в России терминологией экзогенные интоксикации, вызванные ксенобиотиками, обычно называют отравлением в отличие от эндогенных интоксикаций, связанных с накоплением в организме токсических веществ собственного метаболизма (аутоинтоксикация).

Токсичность — свойство вещества, вызывающего нарушение биохимических процессов и физиологических функций организма.

Токсичность характеризуется количеством вещества, вызывающим поражающий эффект, и характером токсического действия на организм человека или животного. Под характером токсического действия подразумевается:

  • 1. Механизм токсического действия.
  • 2. Характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникших после поражения биомишени.
  • 3. Динамика развития токсического действия во времени.
  • 4. Другие стороны токсического действия вещества на организм.

Существуют три понятия токсической дозы:

  • 1. Терапевтическая лечебная доза — доза вещества, вызывающая определенный лечебный эффект.
  • 2. Токсическая доза — доза вещества, вызывающая патологические изменения в организме, не приводящие к летальному исходу.
  • 3. Смертельная (летальная) доза — доза вещества, которая вызывает гибель организма.

Токсичность характеризуется дозой вещества, вызывающей определенную степень отравления. Если человек массой G (кг) вдыхает воздух с концентрацией С (мг/л) в нем вредного вещества (яда) в течение времени t (мин) при интенсивности дыхания V(л/мин), то удельная поглощенная доза вредного вещества (количество вредного вещества, попавшее в организм), Dya (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 T=Ct (мгх мин/л).

Произведение Ct Габер назвал показателем (коэффициентом) токсичности и принял его за постоянную величину (см. гл. 3.7).

При ингаляционных отравлениях доза D = Ct, где С — концентрация паров или аэрозоля в мг/м3, t — время вдыхания в мин.

При поражении другими путями (через желудочно-кишечный тракт, кожу, внутривенно, внутримышечно и т. д.) доза D оценивается количеством вещества в мг на 1 кг живой массы (при поражении кожи — в мг/см2).

Различают параметры токсичности:

  • 1. Среднесмертельные (среднелетальные) дозы, вызывающие гибель 50 % подопытных животных при определенном способе введения:
    • а) CZ,5o(JlK5o) — при ингаляционном отравлении;
    • б) /)15о(ЛД5о) — при других видах воздействия (внутрь, на кожу и т. д., кроме ингаляции).
  • 2. Абсолютные смертельные (летальные) дозы, вызывающие гибель 100 % подопытных животных:
    • а) CLioo(JIKioo) — при ингаляционном отравлении;
    • б) ДГюоЩДюо) — при других видах воздействия.

Токсичными считаются все те вещества, у которых ЛД мала. Так, у

классических ядов — цианистого калия и стрихнина ЛД юо составляет 10 и 0,5 мг/кг. Намного меньше ЛД у боевых отравляющих веществ (зарин, заман и др.) и некоторых природных токсинов растительного происхождения (токсины кураре, ботулизма и дифтерии).

  • 3. Пороговые дозы, вызывающие явные, но обратимые изменения показателей жизнедеятельности организма:
    • а) РСю(ПКю) — при ингаляционном отравлении;
    • б) РДо(ПДю) — при других видах воздействия.

Цифра в индексе (0) показывает вероятность (в %) появления признаков отравления. Пороговые дозы определяют на кроликах (при ингаляции), крысах (по изменению картины крови) и людях (по запаху, действию на биоэлектрическую активность головного мозга). Вредное воздействие химических веществ на человека всегда начинается с пороговой концентрации.

Токсодоза количество токсичного вещества. Токсичность =1/ток- содоза.

С целью количественной оценки токсичности в токсикологии используют определенные категории токсических доз (табл. 2.1)

Таблица 2.1

Основные категории токсических доз

Категория токсодоз

Токсодозы при различных путях поступления веществ в организм

Токсоэффекты

Внутривенно через органы пищеварения

Через органы дыхания

1. Медианная смертельная

ld50

LCt50

Гибель 50 % пораженных

2. Абсолютная смертельная

ld95

LCty$

Гибель 90—100 % пораженных

3. Максимальная несмертельная

ld5

LCt5

Гибель 0—10 % пораженных

4. Медианная, выводящая из строя

ID so

Ю50

Выведение из строя 50 % пораженных

5. Пороговая медианная

я*»

Начальные симптомы поражения у 50 % пострадавших

6. Предельно допустимая

ПДК (пред, допуст. кол-во дозы)

ПДК(пред. допуст. конц.)

Отсутствие симптомов поражения

Для количественной оценки токсичности веществ используются величины медианно-эффективных токсодоз (ЕД50), вызывающие определенные эффекты у 50 % подопытных животных (пораженных). ЕД50 — первые буквы слов Effective dose — эффективная доза. В случае веществ смертельного действия, когда «эффект» оценивается по гибели животных, используются величины LD50 и IC/50(L от слова Letholis — смертельная), а при оценке выведения из строя — величины Ю50 и ICtsо (I от слова Incapacitating — выводящая из строя) и т. д. (см. табл. 2.1).

LD5o и LCt5о — является величиной той средней дозы, после поступления которой в желудок, брюшную полость, на кожу в течение трех суток наступает гибель 50 % подопытных животных. Иногда для определения LD50 и LCtso подопытных животных наблюдают в течение не трех, а 14 суток.

Медианно-эффективные дозы являются статистически более достоверными по сравнению с другими категориями токсодоз (ED5, ED95 и др.) и в этом отношении более правильно указывать, например, дозу, равную 2ED50, чем EDm.

При определении EDso(LDso) исследуются зависимости эф- фекг-дозы по экспериментальным данным, которые анализируются с помощью статистических методов, как правило, с использованием пробит-анализа.

Использование пробит-метода основано на двух положениях:

  • 1. Вероятности распределения биоответов в токсикологических и фармакологических экспериментах обычно соответствуют закону логарифмически нормального распределения.
  • 2. Вероятности биоответов оцениваются с использованием величин пробитов (а не процентов, как это часто делается в практической работе токсикологов); пробиты (от англ, probability unites) — вероятностные величины, предложенные Блиссом и Гэддемом (отсюда и название: пробит-метод). Использование пробитов позволяет анализировать зависимости биоответов от логарифмов доз в линейном виде:

пробиты = а + big D в широком интервале биоответов от 0,1 до 99,9 % (см. табл. 2.2 и 2.3).

Коэффициенты уравнения «а» и «Ь», по существу, характеризуют чувствительность животных к данному веществу при данном виде аппликации. Значения пробитов по наблюдаемым в эксперименте биоответам находят по таблицам или рассчитывают аналитически.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводится на вычислительных машинах по специальным программам (Финни и др.). При этом рассчитываются среднеквадратичные ошибки и доверительные интервалы EDsq(LD5Q) и других категорий токсодоз. Значения тангенсов углов наклона пробит-линий (b), по существу, определяют отношения различных категорий токсодоз.

Таблица 2.2

Перевод процентов в пробиты

/’пор. %

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

2,67

2,95

3,12

3,25

3,38

3,45

3,52

3,59

3,66

10

3,72

3,77

3,82

3,87

3,92

3,96

4,01

4,05

4,08

4,12

20

4,16

4,19

4,23

4,26

4,29

4,33

4,36

4,39

4,42

4,45

30

4,48

4,50

4,53

4,56

4,59

4,61

4,64

4,67

4,69

4,72

40

4,75

4,77

4,80

4,82

4,85

4,87

4,90

4,92

4,95

4,97

50

5,00

5,03

5,05

5,08

5,10

5,13

5,15

5,18

5,20

5,23

60

5,25

5,28

5,31

5,33

5,36

5,39

5,41

5,44

5,47

5,50

70

5,52

5,55

5,58

5,61

5,64

5,67

5,71

5,74

5,77

5,82

80

5,84

5,88

5,92

5,95

5,99

6,04

6,08

6,13

6,18

6,23

90

6,28

6,34

6,41

6,48

6,55

6,64

6,75

6,88

7,05

7,33

99

7,33

7,37

7,41

7,46

7,51

7,58

7,65

7,75

7,88

8,09

Таблица 2.3

Значения коэффициентов а, b и п в формуле для случая смертельного поражения

Вещество

а

Ь

п

Акролеин

-4,931

2,049

1

Акролонитрит

-24,42

3,008

1,43

Аммиак

-30,90

1,85

2

Бензол

-104,78

5,3

2

Бром

-4,04

0,92

2

Угарный газ

-32,98

3,7

1

Четыреххлористый углерод

-1,29

0,408

2,5

Хлор

-3,29

0,92

2

Формальдегид

-7,24

1,3

2

Соляная кислота

-16,85

2,0

1

Цианистоводородная кислота

-24,42

3,008

1,43

Фтористоводородная кислота

-30,87

3,354

1

Сероводород

-26,42

3,008

1,43

Бромистый метил

-50,81

5,27

1

Метилизоцианат

-0,642

1,637

0,653

Оксид азота

-8,79

1,4

2

Фосген

-14,27

3,686

1

Оксид пропилена

-2,415

0,509

2

Диоксид серы

-10,67

2,1

1

Толуол

-1,794

0,408

2,5

Таким образом, значения тангенсов углов наклона пробит-линий, которые отражают изменения вероятности эффектов с изменением величин токсодоз (логарифма токсодоз), наряду с медианными токсодозами, имеют важное значение при оценке токсического действия вещества.

Например, в случае аварии на химически опасном объекте степень поражения людей получают, используя вероятностный подход к определению поражающего фактора Рпор по пробит-функции Рг в виде

где а, b и п — константы для каждого конкретного ОХВ (табл. 2.3.), т — время воздействия опасного химического вещества, мин; С — концентрация ОХВ в конкретной точке зоны заражения, ppm, связанная с концентрацией вещества в мг/л соотношением

где Сррт, Смг/л — концентрация опасного химического вещества, выраженная в ppm и мг/л соответственно; t — температура воздуха, °С; М — молекулярная масса опасного химического вещества, кг/кмоль; Р — давление воздуха, мм рт. ст.



Источник: studref.com


Добавить комментарий