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), D_ya (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

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 ED_m.

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(LD_5Q) 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

Таблица 2.3

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

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 Р_пор 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 С_ррт, С_мг/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