- •С. А. Куценко основы токсикологии
- •Глава 1.2. Токсикант (яд)
- •Глава 2.2. Механизмы цитотоксичности
- •Глава 2.3. Действие токсикантов на биологические механизмы регуляции клеточной активности
- •Раздел 3. Токсикометрия
- •Глава 3.1. Зависимость "доза-эффект" в токсикологии.
- •Глава 3.2. Эпидемиологические методы исследования в токсикологии
- •Глава 3.3. Оценка риска действия токсиканта
- •Раздел 4. Токсикокинетика
- •Глава 4.1. Общие закономерности токсикокинетики
- •Глава 4.2. Резорбция
- •Глава 4.3. Распределение
- •Глава 4.4. Метаболизм ксенобиотиков
- •Глава 4.5. Выведение ксенобиотиков из организма
- •Глава 4.6. Количественные характеристики токсикокинетики
- •Раздел 5. Факторы, влияющие на токсичность
- •Глава 5.1. Особенности биосистем и их влияние на чувствительность к ксенобиотикам
- •Глава 5.2. Влияние условий проведения эксперимента и качества среды обитания на токсичность
- •Глава 5.3. Явления, наблюдаемые при длительном воздействии токсиканта
- •Глава 5.4. Коергизм ксенобиотиков
- •5.5. Антидоты (противоядия)
- •Раздел 6. Специальные виды токсического действия
- •Глава 6.1. Иммунотоксичность
- •Глава 6.2. Химический мутагенез
- •Глава 6.3. Химический канцерогенез
- •Глава 6.4.Токсическое влияние на репродуктивную функцию. Тератогенез
- •Раздел 7. Избирательная токсичность
- •Глава 7.1. Раздражающее действие
- •Глава 7.2. Дерматотоксичность
- •Глава 7.3. Пульмонотоксичность
- •Глава 7.4. Гематотоксичность
- •Глава 7.5. Нейротоксичность
- •Глава 7.6. Гепатотоксичность
- •Глава 7.7. Нефротоксичность
- •3.1. Механизмы действия
- •Раздел 8. Экотоксикология
- •Глава 8.1. Основы экотоксикологии
- •5.2.1. Кадмий
- •Глава 8.2. Синдром неспецифической повышенной химической восприимчивости
- •Раздел 1. Введение
- •Глава 1.1. Предмет и задачи токсикологии
- •1. Предмет изучения
- •1.1. Попытка определения
- •1.2. Токсичность
- •1.3. Токсический процесс
- •1.3.1. Формы проявления токсического процесса на разных уровнях организации жизни
- •1.3.2. Основные характеристики токсического процесса, выявляемого на уровне целостного организма
- •1.3.2.2. Другие формы токсического процесса
- •2. Цель и задачи токсикологии
- •3. Структура токсикологии
- •Глава 1.3. Токсикант (яд)
- •1. Общая характеристика токсикантов
- •1. По происхождению
- •1.1.1.1. Бактериальные токсины
- •1.2. Синтетические токсиканты
- •2. По способу использования человеком
- •2.2. Пестициды
- •3. По условиям воздействия
- •2. Краткая характеристика отдельных групп токсикантов
- •2.1. Токсиканты биологического происхождения
- •2.1.1. Бактериальные токсины
- •2.1.2. Микотоксины
- •2.1.3. Токсины высших растений
- •2.1.4. Токсины животных (зоотоксины)
- •2.2. Неорганические соединения естественного происхождения
- •2.3. Органические соединения естественного происхождения
- •2.4. Синтетические токсиканты
- •2.4.1. Пестициды
- •2.4.2. Органические растворители
- •2.4.3. Лекарства, пищевые добавки, косметика
- •2.4.4. Боевые отравляющие вещества (бов)
- •Глава 1.2. Биосистемы - мишени действия токсикантов
- •2. Термодинамика биосистем. Термодинамические аспекты токсичности
- •4. Степени свободы токсического воздействия
- •Глава 1.4. Свойства токсиканта, определяющие токсичность
- •1. Размеры молекулы
- •2. Геометрия молекулы токсиканта
- •3. Физико-химические свойства вещества
- •4. Стабильность в среде
- •5. Химические свойства.
- •Раздел 2. Токсикодинамика
- •Глава 2.1. Механизмы токсического действия
- •1. Определение понятия "рецептор" в токсикологии
- •2. Действие токсиканта на элементы межклеточного пространства
- •3. Действие токсикантов на структурные элементы клеток
- •3.1. Взаимодействие токсикантов с белками.
- •3.1.1. Энзимы
- •3.1.1.1. Усиление каталитической активности
- •3.1.1.2. Угнетение каталитической активности
- •3.1.1.3. Биологические последствия действия токсикантов на энзимы
- •3.2. Взаимодействие токсикантов с нуклеиновыми кислотами.
- •3.3. Взаимодействие токсикантов с липидами
- •3.4.1. Селективные рецепторы клеточных мембран
- •5. Понятие полирецепторного профиля связывания токсиканта
- •6. Радиолигандные методы изучения процесса взаимодействия токсиканта с рецепторами
- •Глава 2.2. Механизмы цитотоксичности
- •1. Нарушение процессов биоэнергетики
- •1.1. Системы энергообеспечения клетки
- •1.2. Механизмы токсического повреждения систем энергообеспечения клетки
- •2. Нарушение гомеостаза внутриклеточного кальция
- •2.1. Повреждение цитоскелета
- •2.2. Активация фосфолипаз
- •2.3. Активация протеаз
- •2.4. Активация эндонуклеаз
- •3. Активация свободно-радикальных процессов в клетке
- •3.1. Сущность явления
- •3.2. Механизмы клеточной антирадикальной защиты
- •3.4. Биологические последствия активации свободно-радикального процесса в клетке
- •4. Повреждение мембранных структур
- •4.1. Основные свойства и функции биологических мембран
- •4.2. Действие токсикантов на мембраны
- •4.2.1. Прямое действие на мембраны
- •4.2.2. Активация перекисного окисления липидов
- •4.2.3. Активация фосфолипаз
- •4.3. Биологические последствия действия токсикантов на мембраны
- •5. Повреждение процессов синтеза белка и клеточного деления
- •5.1. Синтез днк. Репликация
- •5.2. Синтез рнк. Транскрипция
- •5.3. Синтез белков. Трансляция
- •5.4. Биологические последствия действия токсикантов на нуклеиновый обмен и синтез белка
- •2. Механизмы гуморальной регуляции
- •Раздел 3. Токсикометрия
- •Глава 3.1. Зависимость "доза-эффект" в токсикологии
- •1. Общие замечания
- •2.1. Предварительные замечания
- •2.2. Основные понятия
- •2.4.1. Оккупационные теории.
- •2.4.2. Теория "скорости взаимодействия"
- •2.4.3. Теории конформационных изменений рецептора
- •3.2.2. Относительная активность
- •3.3. Биологическая изменчивость
- •3.4. Совместное действие нескольких токсикантов на биообъект
- •Глава 3.2. Эпидемиологические методы исследования в токсикологии
- •1. Основные категории и типы эпидемиологических исследований
- •2.1 Классификация показателей
- •2.1.1. Показатели состояния обследуемой популяции
- •3. Замысел эпидемиологического исследования
- •3.1. Метод регистрации серии событий
- •3.3. Метод когортных исследований
- •3.4. Метод "поперечного среза"
- •3.5. Другие методы
- •4. Интерпретация результатов (принципы формирования выводов)
- •Глава 3.3. Оценка риска действия токсиканта
- •1. Исторические аспекты
- •2. Что такое оценка риска?
- •3.1. Идентификация опасности
- •3.2. Оценка воздействия
- •3.3. Оценка токсичности
- •3.4. Характеристика риска
- •4. Недостатки методологии оценки риска
- •4.1. Экстраполяция данных
- •4.2. Неадекватные исследования
- •4.3. Различия в механизмах токсического действия
- •4.4. Популяционные различия
- •4.5. Неопределенность при оценке воздействия
- •4.6. Неопределенность, связанная с комбинированным действием токсикантов
- •Раздел 4. Токсикокинетика
- •Глава 4.1. Общие закономерности
- •1. Растворение и конвекция
- •2. Диффузия в физиологической среде
- •2.3. Диффузия через поры
- •2.4. Межклеточный транспорт химических веществ
- •2.5. Диффузия растворенных газов
- •3. Осмос
- •4. Фильтрация
- •4.1. Капиллярная фильтрация
- •5. Специфический транспорт веществ через биологические барьеры
- •5.1. Активный транспорт
- •5.2. Каталитическая (облегченная) диффузия
- •5.3. Транспорт веществ путем образования мембранных везикул
- •Глава 4.2. Резорбция ксенобиотиков
- •1. Факторы, влияющие на резорбцию
- •2. Резорбция через кожу
- •2.1. Способы резорбции
- •2.2 Факторы, влияющие на скорость резорбции
- •2.2.1. Площадь и область резорбции
- •2.2.2. Кровоснабжение
- •2.2.3. Свойства действующих веществ
- •2.3.4. Экзогенные факторы
- •3. Резорбция через слизистые оболочки
- •3.1. Резорбция в ротовой полости
- •3.2. Резорбция в желудке
- •3.2.1. Растворимость в жирах и рН
- •3.2.2. Растворимость в воде
- •3.2.3. Содержимое желудка
- •3.3. Резорбция в кишечнике
- •3.3.1. Значение рКа
- •3.3.2. Коэффициент распределения в системе масло/вода
- •3.3.3. Размеры молекулы
- •3.3.4. Заряд молекулы
- •3.3.6. Кровоснабжение
- •3.3.7. Содержимое кишечника
- •3.4. Резорбция в легких
- •3.4.1. Резорбция газов
- •3.4.1.1. Вентиляция легких
- •3.4.1.2. Поступление в кровь
- •3.4.1.3. Переход газов в ткани
- •3.4.2. Резорбция аэрозолей
- •3.5. Резорбция слизистыми глаз
- •4. Резорбция из тканей
- •4.1. Свойства тканей
- •4.1.1. Стенка капилляра
- •4.1.2. Капиллярная и лимфатическая система
- •4.1.3. Кровоснабжение
- •4.2. Свойства токсиканта
- •5. Квота резорбции
- •Глава 4.3. Распределение ксенобиотиков в организме
- •1. Принципы распределения
- •1.3. Проникновение через клеточную мембрану
- •1.4. Относительная растворимость в системе масло/вода
- •1.5. Распределение в соответствии с химическим сродством
- •2. Объем распределения
- •3. Связывание с белками крови
- •3.1. Белки плазмы крови
- •3.3. Конкурентные отношения при взаимодействии ксенобиотиков с белками
- •3.4. Биологические последствия связывания токсиканта белками плазмы крови
- •4. Связывание клетками крови
- •5. Проникновение ксенобиотиков в цнс
- •5.1. Гематоэнцефалический и гематоликворный барьеры.
- •5.1.1. Некоторые свойства гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров
- •6. Гематоофтальмический барьер
- •7. Проникновение ксенобиотиков в печень
- •7.1. Сосудистое русло
- •7.2. Активный транспорт
- •7.3. Мембранная диффузия
- •7.4. Фагоцитоз
- •8. Поступление ксенобиотиков в экзокринные железы
- •9. Проникновение ксенобиотиков через плаценту
- •9.1. Плацентарный барьер
- •9.2. Характеристика проникновения токсикантов через плаценту и распределение их в тканях плода
- •10. Депонирование
- •10.1. Депонирование вследствие химического сродства и растворимости в липидах
- •10.2. Депонирование вследствие активного захвата ксенобиотика
- •Глава 4.4. Метаболизм ксенобиотиков
- •1. Концепция l и ll фазы метаболизма ксенобиотиков
- •3. Первая фаза метаболизма
- •4. Флавопротеинредуктазы;
- •5. Эпоксидгидролазы;
- •3.1. Окислительно-восстановительные превращения
- •3.1.1. Оксидазы смешанной функции
- •3.1.2. Простогландинсинтетаза-гидропероксидаза и другие пероксидазы
- •3.1.3. Дегидрогеназы
- •3.1.4. Флавопротеинредуктазы
- •3.1.5 Восстановление
- •3.2. Гидролитические превращения
- •3.2.1. Расщепление эфиров
- •3.2.2. Расщепление амидов кислот
- •3.2.3. Эпоксидгидролазы
- •3.2.4. Другие гидролазы
- •4. Вторая фаза метаболизма. Конъюгация
- •4.1. Ацетилирование
- •4.2. Другие реакции ацилирования
- •4.3. Конъюгация с глюкуроновой кислотой
- •4.4. Конъюгация с сульфатом
- •4.5. Конъюгация с глутатионом и цистеином
- •4.6. Метилирование
- •5. Энзимы кишечной флоры
- •6. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков
- •6.1. Генетические факторы
- •6.2. Пол и возраст
- •6.3. Влияние химических веществ
- •6.3.1. Индукция энзимов
- •6.3.1.2. Механизмы индукции
- •6.3.1.3. Влияние индукторов на токсичность ксенобиотиков
- •6.3.2. Угнетение активности энзимов
- •6.3.3. Двухфазный эффект: угнетение и индукция
- •7. Активные метаболиты и их роль в инициации токсического процесса
- •Глава 4.5. Выделение ксенобиотиков из организма (экскреция)
- •1. Выделение через легкие
- •2. Почечная экскреция
- •2.1. Фильтрация
- •2.2. Канальцевая реабсорбция
- •2.3. Канальцевая секреция
- •2.4. Совместное действие механизмов почечной экскреции
- •3. Выделение печенью
- •4. Выделение через кишечник
- •5. Другие пути выведения
- •Глава 4.6. Количественные характеристики токсикокинетики
- •1. Скорость элиминации. Константа скорости элиминации. Время полуэлиминации
- •2. Объем распределения.
- •3. Клиаренс
- •4. Биодоступность
- •5. Соотношение между значениями клиаренса, объема распределения и времени полувыведения вещества
- •6. Компартменты
- •6.1. Однокомпартментная модель
- •6.1.1. Моделирование поведения ксенобиотика при однократном внутривенном введении
- •6.1.2. Моделирование поведения ксенобиотика с параллельными путями выведения
- •6.1.3. Моделирование поведения ксенобиотика полностью резорбирующегося из места введения
- •6.2. Многокомпартментные модели
- •6.3. Нелинейные токсикокинетические процессы
- •6.3.1. Нелинейная однокомпартментная модель распределения с ограниченным характером процесса элиминации
- •7. Физиологические токсикокинетические модели
- •Раздел 5. Факторы, влияющие на токсичность
- •Глава 5.1. Внутри- и межвидовые особенности организмов и их влияние на чувствительность к ксенобиотикам
- •1. Генетически обусловленные особенности реакций организма на действие токсикантов
- •1.1. Межвидовые различия
- •1.1.1. Особенности токсикокинетики
- •1.1.1.1. Резорбция
- •1.1.1.2. Распределение
- •1.1.1.3. Биотрансформация
- •1.1.1.4. Экскреция
- •1.1.2. Особенности токсикодинамики
- •1.1.2.1. Связывание с рецептором
- •1.1.2.1. Эффекторные реакции
- •1.2. Внутривидовые различия
- •1.2.1. Генетические особенности личности
- •2.1. Возрастные различия
- •2.2. Влияние массы тела
- •2.3. Влияние беременности
- •Глава 5.2. Влияние условий проведения эксперимента и качества среды обитания на токсичность
- •1. Питание
- •2. Условия содержания экспериментальных животных
- •3. Содержание в стерильных условиях
- •4. Периодические изменения чувствительности к токсикантам
- •4.1. Циркадные ритмы
- •4.2. Годичные ритмы
- •5. Температура окружающего воздуха
- •Глава 5.3. Явления, наблюдаемые при длительном воздействии токсикантов
- •1. Толерантность
- •1.1. Виды толерантности
- •1. Ослабление резорбции;
- •1.2. Некоторые механизмы толерантности
- •1.2.1. Ослабление резорбции
- •1.2.2. Усиление метаболизма ксенобиотиков
- •1.2.3. Усиление экскреции.
- •1.2.4. Изменение распределения
- •1.2.5. Изменение рецепторов и реактивных систем
- •1.2.6. Индукция веществ-антагонистов
- •1.2.7. Истощение запасов нейромедиаторов
- •1.3. Тахифилаксия
- •1.4. Хроническая форма толерантности
- •1.5. Биологическое значение толерантности
- •2. Химическая зависимость
- •2.1. Психическая зависимость
- •2.2. Физическая зависимость
- •2.3 Механизм химической зависимости
- •3. Привыкание
- •4. Хроническое отравление
- •Глава 5.4. Коергизм ксенобиотиков
- •1. Механизмы коергизма
- •1.1. Взаимодействие в период аппликации
- •1.2. Токсикокинетические механизмы коергизма.
- •1.2.1. Взаимодействие веществ при резорбции
- •1.2.2.1. Модификация связывания белками плазмы крови
- •1.2.2.2. Изменение свойств тканей
- •1.2.2.3. Мобилизация биологически активных веществ
- •1.2.3. Коергизм в процессе биотрансформации
- •1.2.3.1. Угнетение активности энзимов, метаболизирующих ксенобиотики
- •1.2.3.2. Повреждение органов и тканей, метаболизирующих ксенобиотики
- •1.2.3.3. Индукция энзимов, метаболизирующих ксенобиотики
- •1.2.3. Коергизм веществ при их выведении
- •1.2.3.1. Выведение через почки
- •1.2.3.1.1. Канальцевая реабсорбция
- •1.2.3.1.2. Канальцевая секреция
- •1.2.3.2. Печеночная экскреция
- •1.3. Токсикодинамические механизмы коергизма
- •1.3.1. Взаимодействие на уровне рецепторов
- •1.3.1.1. Конкуренция за рецепторы одного типа
- •1.3.1.2. Коергизм при действии ксенобиотиков на разные участки рецепторной молекулы
- •1.3.2. Коергизм на уровне реактивных систем и целостного организма
- •2. Представление данных, получаемых в ходе изучения явления коергизма
- •3. Токсикологическое значение явления коергизма
- •Глава 5.5. Антидоты (противоядия)
- •1. История вопроса.
- •2. Характеристика современных антидотов
- •2.1. Краткая характеристика механизмов антидотного действия
- •2.1.1. Антидоты, связывающие токсикант (химические антагонисты)
- •2.1.1.1. Прямое химическое взаимодействие
- •2.1.1.2. Опосредованная химическая нейтрализация.
- •2.1.2. Биохимический антагонизм
- •2.1.3. Физиологический антагонизм.
- •2.1.4. Противоядия, модифицирующие метаболизм ксенобиотиков.
- •2.2. Применение противоядий
- •3. Разработка новых антидотов.
- •3.1. Оценка эффективности.
- •3.1.1. Опыты in vitro
- •3.1.2. Опыты in vivo.
- •3.2. Создание комплексных антидотных рецептур
- •3.3. Внедрение новых антидотов в практику
- •3.4. Перспективы
- •Глава 6.1. Иммунотоксичность
- •1.1. Иммунокомпетентные клетки
- •1.2. Органы и ткани иммунной системы
- •1.3. Особенности функционирования системы
- •1.4. Иммунокомпетентность
- •2. Действие токсикантов на иммунную систему
- •2.1. Понятие иммунотоксичности
- •2.2. Иммуносупрессия
- •2.2.1. Иммуносупрессия и инфекция
- •2.2.2. Иммуносупрессия и канцерогенез
- •2.3. Гиперчувствителность (аллергия)
- •2.3.1. Характеристика состояния гиперчувствительности
- •2.3.2. Псевдоаллергические реакции
- •2.3.3. Иммуногены и аллергены
- •2.4. Аутоиммунные процессы
- •3. Краткая характеристика токсикантов
- •5. Выявления иммунотоксических эффектов
- •5.1. Оценка иммунологического статуса
- •Глава 6.2. Химический мутагенез
- •1. Точечные мутации
- •1.1. Замещение нуклеотида
- •1.2. Выпадение или включение дополнительного нуклеотида
- •1.3. Репарация днк
- •2. Хромосомные аберрации
- •3. Условия действия мутагенов на клетки
- •4.1. Исследования в опытах на прокариотах. Тест Эймса
- •4.2. Исследования в опытах на клетках млекопитающих
- •4.3. Оценка индукции синтеза днк клетками млекопитающих
- •4.4. Исследование ковалентного связывания токсикантов
- •4.5. Изучение хромосомных аберраций
- •Глава 6.3. Химический канцерогенез
- •1. Краткая характеристика канцерогенов
- •2. Классификации канцерогенов
- •3. Стадии химического канцерогенеза
- •4. Механизмы действия
- •6. Метаболизм и биоактивация канцерогенов
- •7. Краткая характеристика токсикантов
- •7.1. Бензол
- •8. Выявление канцерогенной активности веществ
- •8.1. Экспериментальная оценка
- •8.2. Эпидемиологические исследования
- •9.1. Проблемы оценки риска
- •8.3. Процедуры определения пороговых уровней риска
- •Глава 6.4. Токсические влияния на репродуктивную функцию. Тератогенез
- •1. Краткая характеристика анатомо-физиологических особенностей репродуктивных органов
- •2. Развитие плода
- •3. Особенности действия токсикантов на репродуктивные функции
- •3.1. Тератогенез
- •3.1.1. Закономерности тератогенеза
- •3.1.2. Особенности токсикокинетики тератогенов
- •3.1.3. Механизмы действия тератогенов
- •4. Характеристика некоторых токсикантов, влияющих на репродуктивные функции
- •4.1. Талидомид
- •4.2. Ртуть
- •4.3. Свинец
- •4.4. Кадмий
- •4.5. Полигалогенированные бифенилы (пгб)
- •4.6. Органические растворители
- •4.7. Цитостатики
- •5. Выявление действия токсикантов на репродуктивную функцию.
- •5.1. Экспериментальное изучение
- •5.2. Оценка риска поражения
- •5.3. Эпидемиология токсического действия
- •5.3.1. Анализируемые показатели
- •5.3.2. Методы сбора информации
- •5.3.3. Контроль тератогенеза в популяции
- •Раздел 7. Избирательная токсичность
- •Глава 7.1. Раздражающее действие
- •1. Краткая характеристика химических и физико-химических свойств токсикантов
- •2. Патогенез токсического эффекта
- •3. Основные проявления раздражающего действия
- •4. Экспериментальное выявление раздражающего действия ксенобиотиков
- •Глава 7.2. Дерматотоксичность
- •1. Химические дерматиты
- •1.1. Контактные химические дерматиты
- •1.2. Аллергические дерматиты
- •2. Фотодерматиты
- •3. Токсидермии
- •4. Краткая характеристика некоторых токсикантов
- •4.1. Поражение органическими растворителями
- •4.2. Поражения мышьякорганическими соединениями
- •4.3. Поражение сернистым ипритом
- •4.4. Поражение альдегидами
- •4.5. Поражение эпоксидными смолами
- •4.6. Поражение щелочами
- •4.7. Поражение кислотами
- •4.7.2. Поражение плавиковой кислотой.
- •5. Оценка дерматотоксичности ксенобиотиков в эксперименте
- •Глава 7.3. Пульмонотоксичность
- •1. Краткая характеристика морфологии дыхательной системы
- •1.1. Назофарингиальный отдел
- •1.2. Трахеобронхиальный отдел
- •1.3. Паренхима легких
- •1.4. Циркуляция крови и лимфы в лёгких
- •2. Физиология дыхательной системы
- •2.1. Вентиляция
- •2.1.1. Легочные объемы
- •2.1.2. Рефлексы, влияющие на дыхание
- •2.1.3. Механизмы регуляции тонуса бронхов
- •2.2. Газообмен
- •2.3. Метаболизм ксенобиотиков и биологически активных веществ
- •2.4. Депонирование и клиаренс ксенобиотиков в легких
- •3. Основные формы патологии дыхательной системы химической этиологии
- •3.1. Острые ингаляционные поражения
- •3.1.1. Локализация поражения
- •3.1.1.1. Верхние дыхательные пути
- •3.1.1.2. Глубокие дыхательные пути
- •3.1.1.3. Паренхима легких
- •3.1.1.3.2. Отек легких
- •3.1.2. Острая дыхательная недостаточность
- •3.1.3. Диагностика
- •3.1.4. Оказание помощи
- •3.1.5. Краткая характеристика некоторых пульмонотоксикантов
- •3.1.5.1. Хлор
- •3.1.5.2. Паракват
- •3.1.5.3. Цинк
- •3.2. Хронические патологические процессы химической этиологии
- •3.2.1. Аллергические и гиперреактивные заболевания легких
- •4. Оценка пульмонотоксичности ксенобиотиков в эксперименте
- •5. Выявления пульмонотоксического действия профессиональных и экотоксикантов
- •5.1. Профессиональный анамнез
- •5.2. Биологический мониторинг
- •5.3. Обследование рабочего места
- •Глава 7.4. Гематотоксичность
- •1. Гемопоез
- •2. Нарушение функций гемоглобина
- •2.1. Метгемоглобинообразование
- •2.1.1. Причины метгемоглобинообразования
- •2.1.1.1. Врожденная метгемоглобинемия
- •2.1.1.2. Приобретённая метгемоглобинемия
- •2.1.2. Краткая характеристика некоторых токсикантов
- •2.1.2.1. Анилин
- •2.1.2.2. Дапсон (4,4-диаминодифенилсульфон)
- •2.1.2.3. Нитриты
- •2.1.3. Проявления метгемоглобинемии
- •2.1.4. Лабораторная диагностика
- •2.1.5. Принципы оказания помощи
- •2.2. Образование карбоксигемоглобина
- •3. Изменение числа форменных элементов
- •3.1. Гемолитические анемии
- •3.1.2. Краткая характеристика некоторых токсикантов
- •3.1.2.3. Тринитротолуол
- •3.1.3. Биомониторинг
- •3.2. Аплазия костного мозга
- •3.2.1. Основные проявления интоксикаций
- •3.2.1.1. Панцитопения.
- •3.2.1.2. Агранулоцитоз
- •3.2.1.3. Тромбоцитопения
- •3.3. Лейкемии
- •3.3.1. Распространённость
- •3.3.2. Диагноз
- •3.3.3. Профессиональные воздействия и лейкемии
- •3.4. Характеристика наиболее известных токсикантов, вызывающих патологию крови
- •3.4.1. Бензол
- •3.4.2. Свинец
- •3.4.3. Мышьяк
- •3.4.4. Этиленоксид
- •3.4.5. Эфиры гликолей
- •3.4.6. Производные феноксиуксусной кислоты
- •4. Мониторинг состояния системы крови лиц, работающих в условиях опасных производств
- •Глава 7.5. Нейротоксичность
- •1. Структурно-функциональная организация нервной системы
- •1.1. Нейроны
- •1.3. Глиальные клетки
- •1.4. Цереброспинальная жидкость.
- •1.5. Гематоэнцефалический барьер.
- •1.6. Энергетический обмен
- •1.7. Мозговой кровоток
- •1.8. Внутричерепное давление
- •3. Характеристика нейротоксикантов и нейротоксических процессов.
- •3.1. Нейротоксиканты
- •3.2. Нейротоксические процессы
- •3.2.1. Механизмы действия нейротоксикантов
- •4. Проявления нейротоксических процессов
- •4.1. Острые нейротоксические процессы
- •4.1.1. Судорожный синдром. Конвульсанты
- •4.1.1.1. Конвульсанты, активирующие возбуждающие процессы в цнс
- •4.1.1.1.1. Вещества, действующие на возбудимые мембраны и нарушающие механизмы ионного транспорта
- •4.1.1.1.2. Вещества, активирующие холинэргические структуры мозга
- •4.1.1.1.3. Вещества, активирующие глютаматэргические структуры мозга
- •4.1.1.2. Конвульсанты, блокирующие тормозные процессы в цнс
- •4.1.1.2.1.1. Антагонисты гамк
- •Глава 7.6. Гепатотоксичность
- •Глава 7.7. Нефротоксичность
- •2.1. Механизмы действия
- •3.1.1. Свинец
- •3.1.2. Кадмий
- •3.1.3. Ртуть
- •3.1.4. Мышьяк
- •Раздел 8. Экотоксикология
- •6. Взрыв численности популяции вследствие уничтожения вида-конкурента.
- •5.2.1. Кадмий
- •Глава 8.2. Синдром неспецифической повышенной химической восприимчивости
2.3. Гиперчувствителность (аллергия)
2.3.1. Характеристика состояния гиперчувствительности
Нарушения, сопровождающиеся гиперчувствительностью к антигенам, являются наиболее частой формой проявлений иммунотоксичности у человека. Гиперчувствительность можно определить как избыточную по интенсивности реакцию организма на антиген или существенное понижение порога чувствительности к данному антигену. В настоящее время в мире состоянием гиперчувствительности страдают несколько десятков миллионов людей, причем около 10% нуждаются в медицинской помощи. Часто причиной патологии являются лекарственные вещества. Так, около 5% общего числа госпитализаций связано с приёмом лекарств. Для обозначения реакции гиперчувствтительности предложено несколько терминов.
1. Термин "аллергия" введен Pirquet в 1906 году. Этим термином обозначалась изменённая реакция организма на повторное действие фактора. В настоящее время термин "аллергия" иногда рассматривают как синоним термина "гиперчувствительность".
2. Термин "анафилаксия" предложен Porter и Richet в 1902 году для обозначения побочной реакции, возникавшей на лошадиную сыворотку, вводившуюся с лечебной целью инфекционным больным. В настоящее время под анафилаксией подразумевают острую реакцию организма на чужеродный агент, включающую как иммунный, так и воспалительный компоненты.
3. Термин "атопия" предложен Coca в 1920 году для описания многочисленных необычных реакций, развивающихся у людей на целый ряд агентов. Эти "странные" реакции сейчас рассматриваются как аллергические. В контексте современной иммунологии атопия обозначает конституциональную или наследственную склонность к развитию состояний хронической гиперчувствительности, такие как сенная лихорадка, астма и т.д., на факторы, у "нормальных" людей не вызывающих неблагоприятные явления.
Симптомы аллергических реакций на токсикант полностью отличаются от проявлений интоксикации этим же веществом. Более того, одно и то же вещество у разных лиц может вызывать различные проявления аллергоза, и напротив, вещества с совершенно разным химическим строением могут вызывать сходную картину аллергической реакции. Еще одной важной особенностью аллергий на токсикант является отсутствие зависимости между выраженностью реакции и величиной воздействовавшей дозы (отсутствие зависимости "доза-эффект"). Аллергические реакции являются наиболее индивидуальными формами проявления иммунотоксичности. Ксенобиотики, вызывающие аллергические реакции у одних, совершенно безвредны для других. В этой связи возникает проблема генетической предрасположенности к аллергии.
Формирование аллергического статуса связано с наличием скрытого периода после первичного контакта с аллергеном. Вслед за этим уже ничтожная доза вещества может вызвать появление симптоматики. Этому состоянию всегда предшествует этап, в ходе которого происходит проникновение антигена в организм (контакт с покровными тканями), его распознавания иммунокомпетентными клетками, сенсибилизация лимфоцитов и активация процесса их пролиферации, выработка антител, диссеменация их в организме, фиксация на клетках, не вырабатывающих антитела (тучные клетки, базофилы и др.).
В 1950 году Gell и Coombs предложили классификацию аллергических реакций, в соответствии с иммунными механизмами, лежащими в их основе. В настоящее время представления авторов лишь несколько модифицированы (таблица 5). 1 - 3 типы аллергических реакций связаны с механизмами гуморального иммунитета (называются реакциями немедленного типа), 4 - клеточного иммунитета (называются реакциями отсроченного типа).
Таблица 5. Типы аллергических реакций (по материалам Gell, Coombs)
Тип |
Механизм |
Проявления |
1. Анафилактические или атопические реакции |
Взаимодействие антигена с антителами (IgE, IgG4), связанными с поверхностью мембран клеток-эффекторов (тучные клетки, базофилы) ® высвобождение медиаторов иммунного ответа из клеток: гистамина, фактора активации тромбоцитов (ФАТ), серотонина, лейкотриенов, цитокинов, простогландинов) ® физиологическая реакция. |
Анафилактический шок, Астма, Аллергический ринит, Уртикарная сыпь |
2. Цитотоксические реакции |
Взаимодействие антител (IgM, IgG, IgA) с компонентами клеточных мембран ® активация комплемента ® активация гранулоцитов, высвобождение цитокинов, лизосомальных энзимов ® гибель и разрушение клеток |
Иммуноцитопении (агранулоцитоз, тромбоцитопения, гемолитические анемии) |
3. Реакции, опосредованные иммунным комплексом |
Образование иммунного комплекса антиген-антитело и его преципитация в тканях ® активация комплемента ® аттракция полиморфноядерных лейкоцитов ® высвобождение медиаторов иммунного ответа (катепсины Д и Е, цитокины, лизосомальные энзимы, О2-радикалы) ® цитотоксические реакции |
Реакция Артюся, Гломерулонефрит, Пневмониты, Сывороточная болезнь и т.д. |
4. Реакции, опосредованные клеточными эффектами |
Взаимодействие сенсибилизированных Т-лимфоцитов с антигеном ® аттракция макрофагов к месту взаимодействия ® высвобождение медиаторов иммунной реакции ® физиологическая реакция |
Контактные дерматиты, Экзема, Аутоиммунные реакции |
Аллергическая реакция первого типа протекает в три этапа:
- взаимодействие антигенов со специфическими антителами, фиксированными на клетках-эффекторах;
- активация клеток-эффекторов (тучные клетки, базофилы) и высвобождение ими биологически активных веществ, включая гистамин, серотонин, гепарин, арахидоновую кислоту и т.д.;
- действие этих веществ на клетки-мишени и формирование физиологической реакции: сокращение гладкой мускулатуры бронхов (бронхоспазм), расширению артериол (крапивница), падение артериального давления и т.д.
При системном действии антигена (попадание в кровь) реакция, как правило, носит общий характер (анафилактический шок, генерализованная сыпь на коже и проч.), при контакте с тканями (дыхательные пути, кожа и т.д.) - местный. Таким образом, характер патологии определяется органом, в котором протекает аллергический процесс (сосудистая система, печень, дыхательная система и т.д.). Предрасположенность органа к повреждению определяется как токсикокинетическими (способ аппликации, особенности распределения, метаболизма, выведения ксенобиотика), так и токсикодинамическими (особенности физиологии органа) факторами. Примерами аллергических реакций этого типа являются аллергический ринит, астма, атопические кожные реакции (например, крапивница) на действие некоторых химических веществ (например, вещества раздражающего действия).
Реакция второго типа проходит при участии комплемента и приводит к повреждению антителами клеточных мембран, модифицированных токсикантом (см. ниже). Процесс сопровождается активацией субпопуляции клеток-киллеров, фагоцитов, и завершается разрушением клеток и их фогоцитозом. Такой механизм лежит в основе поражения некоторыми ксенобиотиками форменных элементов крови.
Третий тип аллергической реакции обусловлен образованием стойкого, длительно персистирующего в организме комплекса антиген-антитело. Этот комплекс активирует систему комплемента, а затем макрофаги, нейтрофилы, тромбоциты и другие клетки, участвующие в формировании воспалительного процесса. Классическими примерами реакций данного типа являются реакция Артюса (местный процесс), сывороточная болезнь (системный процесс), аллергические пневмонии.
Гиперреактивный пневмонит (см. раздел "Пульмонотоксичность") это феномен, включающий целую группу состояний, связанных с аллергизацией организма органической пылью, а также некоторыми низкомолекулярными соединениями. Обычно больные жалуются на приступы удушья, лихорадку, кашель, общее недомогание. Симптомы появляются спустя 4 - 6 часов после воздействия аллергена и наблюдаются в течение 12 - 24 часов. На рентгенограмме выявляются признаки интерстициального отека легких, иногда участки инфильтрации ткани. Гиперреактивные пневмониты характеризуются рядом общих черт: а). Преимущественное вовлечение в патологический процесс дыхательных путей; б). Развитие интерстициального мононуклеарного инфильтрата, заполняющего альвеолы (Т-супресоры, цитотоксические лимфоциты, макрофаги) и прогрессирующего в гранулёму; в). Значительная активация в тканях Т-лимфоцитов и макрофагов; г). Заболеванию сопутствует высокий уровень преципитирующих антител к аллергенам в крови, а в бронхиальном лаваже повышено содержание IgG, IgA, IgM и лимфокинов. Формирование этого гранулематозно-воспалительного процесса в легких во многом обусловлено генетически детерминированным нарушением механизмов регуляции иммунной системы.
Аллергическая реакция четвертого типа связана с сенсибилизацией Т-лимфоцитов. Пассивную передачу состояния гиперчувствительности данного типа от одного экспериментального животного другому можно осуществить только с помощью трансплантации лимфоцитов, но не плазмы крови (в отличии от реакций 1 - 3 типов). Сенсибилизированные лимфоциты атакуют гаптен или продукт взаимодействия гаптена с белковыми структурами тканей, что сопровождается выделением лимфокинов - активаторов клеточных реакций, аттрактантов лейкоцитов и других биологически активных веществ. В итоге, при выраженном процессе в месте поражения образуются обширные инфильтраты, склонные к некротизации. При внутривенном введении антигена возможно развитие шокоподобного состояния. Местные реакции могут развиваться в различных органах, например, в щитовидной железе, надпочечниках, кишечнике, печени, нервной системе, коже и т.д. По этому механизму формируются в частности аллергические контактные дерматиты (АКД). У чувствительных людей целый ряд синтетических и встречающихся в природе веществ может вызвать АКД (см. раздел "Дерматотоксичность"). Антибиотики, мази, косметика, смеси растворителей, краски и др., все эти агенты могут стать причиной заболевания. Сенситизация может развиться в результате однократного или повторного действия аллергена; в ряде случаев процессу предшествует многолетний контакт с веществом. Антигены, вызывающие данный тип реакции, как правило, высокоактивные соединения, растворимые в воде, способные коньюгировать с протеинами кожи с образованием комплексных антигенов, распознающихся иммунной системой как "чужеродное". Эпидермальные макрофаги (клетки Лангерганс), как полагают, играют ключевую роль в процессии антигена и презентации его Т-лимфоцитам. Ранние стадии АКД характеризуются эритемой и отеком. Межклеточный отек прогрессирует с образованием везикулярных элементов, которые, вскрываясь, образуют мокнущие поверхности. Тяжесть состояния может нарастать в течение нескольких суток после прекращения действия аллергена. Заживление проходит в течение 2 - 4 недель. Однажды возникнув, сенситизация сохраняется в течение длительного времени. Последующий контакт даже с малым количеством аллергена, запускает процесс. Системное поступление аллергена в организм может вызвать у сенситизированного человека тяжелую генерализованную кожную реакцию.