1. Токсикология: предмет, объект исследования, цель, задачи. Структура токсикологии как науки. Методы токсикологических исследований. Военная токсикология: предмет, цель, задачи. Вклад отечественных ученых (Г.В. Хлопин, С.В. Аничков, Н.Н. Савицкий, Н.В. Саватеев и др.) в развитие токсикологии.

Предмет науки токсикологии, призванной развивать и углублять представления человечества о явлениях, возникающих при взаимодействии химических веществ и живых организмов, можно определить как учение о токсичности и токсическом процессе.

Проявления токсического процесса определяются уровнем организации биологического объекта, на котором токсичность вещества изучается:

- клеточном;

- органном;

- организменном;

- популяционном.

Цель токсикологии, как области человеческой деятельности - непрерывное совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и населения в целом в условия повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях.

Задачи:

1. Установление количественных характеристик причинно-следственных связей между фактом воздействия каждого из известных человеку химических веществ и развитием различных форм токсического процесса; оценка токсичности веществ.

2. Изучение механизмов, лежащих в основе токсического действия различных химических веществ, закономерностей формирования токсического процесса, его проявлений.

3. Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей их распределения, метаболизма и выведения.

4. Установление факторов, влияющих на токсичность вещества: свойств токсикантов, особенностей биологических объектов, условий их взаимодействия, состояния окружающей среды и т.д.

Становление токсикологии как науки связано прежде всего с развитием экспериментальной медицины, с трудами Клода Бернара , И.М.Сеченова, И.П.Павлова. Клод Бернар ввел в медицину экспериментальный метод, позволивший воспроизводить отравление у животных. Появились неисчерпаемые возможности для подлинно научного изучения воздействия ядов на организм, механизма их токсического действия, предупреждения и лечения отравлений. Большое значение для развития экспериментальной токсикологии имели и труды школы профессора Военно-медицинской академии Н. П. Кравкова (1865—1924), в которых были предложены методы анализа действия ядовитых веществ.

Судебная токсикология: А. П. Нелюбин, Д. П. Косоротов и Е. В. Пеликан. Первое руководство по судебно-медицинской химии, общей токсикологии или науке о ядах и противоядиях, изданное в 1851 г., принадлежит А. П. Нелюбину. Е. В. Пеликан был редактором первого переводного руководства по токсикологии, а Д. П. Косоротов — автор одного из первых учебников по токсикологии, изданного в 1911 г. в нашей стране.

Большой вклад в развитие промышленной токсикологии внесен Н. В. Лазаревым, возглавлявшим кафедру фармакологии Военно-медицинской академии.

Из всех разделов частной токсикологии наибольшее значение для подготовки военного врача имеет военная токсикология, которая выделилась в самостоятельную научную дисциплину в период первой мировой войны, когда химическое оружие было применено в массовых масштабах. Однако различные химические вещества для боевых целей использовали и в глубокой древности. Стрельные яды, ядовитые дымы (при сжигании серы и смолы), ядовитые растения применяли при ведении боевых действий. Идея химической войны не нова, но ее реализация оказалась возможной только в XX в., что непосредственно связано с развитием материальной базы: химии, химической промышленности и военной техники.

Дальнейшее развитие токсикологии в нашей стране связано с именами ученых, работавших в области как теоретической токсикологии (С.В.Аничков, В.М.Карасик, Н.В.Лазарев, Н.С.Правдин, А.И.Черкес, В.М.Рожков, Ю.В.Другов, А.А.Покровский, С.Н.Голиков,

Л.А.Тиунов, И.В.Саноцкий, Ф.П.Тринус), так и клинической (Н.Н.Савицкий, Б.Д.Ивановский, П.Л.Сухинин, Е.В.Гембицкий,

Е.А.Лужников). Их перу принадлежат капитальные труды по общей и военной токсикологии, как, например: «Медико-санитарные основы военно-химического дела» (Аничков, Лихачев, Предтеченский), «Частная патология и терапия поражений боевыми отравляющими веществами» (Савицкий), «Руководство по токсикологии отравляющих веществ» (Черкес), «Руководство по токсикологии отравляющих веществ» (Голиков), «Санитарно-химическая защита» (Другов), «Курс военной токсикологии» (Ивановский), «Военно-полевая терапия» (Молчанов, Гембицкий), «Военно-полевая терапия» (Гембицкий и Комаров).

2. Токсичность и токсикант (яд) как основные категории токсикологии. Классификации токсикантов (по происхождению, способу применения, условиям воздействия, механизму токсического действия). Характеристика ОВТВ. Токсикологическая и тактическая классификация БОВ.

Химические вещества, обладают неким свойством, в силу которого их контакт с биологическими системами может иметь пагубные последствия для последних. Это свойство - токсичность. Токсичность – способность химических веществ вызывать немеханическим путем повреждение или гибель биосистем.

Ядом СТАНОВИТСЯ любое химическое вещество, если при взаимодействии с организмом оно вызвало заболевание или гибель (интоксикацию, отравление и т.д.).

Токсикант - более широкое понятие, употребляющееся не только для обозначения веществ вызвавших интоксикацию, но провоцирующих и другие формы токсического процесса, и не только организма, но и биологических систем иных уровней организации: клеток (цитотоксикант), популяций (экотоксикант).

Ксенобиотик - это чужеродное (не участвующее в пластическом или энергетическом обмене) вещество, попавшее во внутренние среды организма.

В качестве токсикантов (ядов) могут выступать практически любые соединения различного строения, если, действуя на биологические системы не механическим путем, они вызывают их повреждение или гибель.

ОВ – химсоединения которые определяют возможность их боевого применения с целью поражения живой силы, заражения местности и бытовой техники.

1. Нервно-паралитического действия: зарин, зоман, ви-газы.

2. Кожно-нарывные: иприт, люизит.

3. Общеядовитые: хлорциан, синильная кислота.

4. Удушающие: хлор, фосген, дифосген.

5. Лакриматоры: хлорацетофенон («Черемуха»), бромбензилцианид, хлорпикрин.

6. Раздражающие отравляющие: адамсит, CS («Сирень»), дифенилхлорарсин.

7. Психомиметики: LSD, BZ.

Уничтожающие и временно выводящие из строя; быстро- и медленнодействующие, стойкие и нестойкие.

Токсичность – 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. Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее.

3. Токсикометрия как раздел токсикологии. Характеристика основных категорий: токсичность, токсодоза, опасность. Пороговые и беспороговые эффекты. Понятие «эффективная» и «токсическая» доза. Методы оценки токсичности. Порядок регламентации опасных воздействий.

Раздел токсикологии, в рамках которого совершенствуется методология и осуществляется оценка токсичности химических веществ, называется "токсикометрия". Результаты токсикометрических исследований в медицинской практике используют для разработки системы нормативных и правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность населения; оценки риска действия ксенобиотиков в условиях производства, экологических и бытовых контактов с токсикантами; сравнительной оценки эффективности средств и методов обеспечения химической безопасности населения и т.д.

Токсичность – способность химических веществ вызывать немеханическим путем повреждение или гибель биосистем. Опасность – вероятность неблагоприятного воздействия химического вещества на организм. Для приблизительной оценки токсичности ингаляционно действующих веществ, одновременно учитывающей и концентрацию токсиканта и время его экспозиции, принято использовать величину "токсодоза", рассчитываемую по формуле, предложенной Габером в начале века:

W = C t , где W - токсодоза (мг мин/м3) С - концентрация токсиканта (мг/м3) t - время экспозиции (мин)

Оценка токсичности состоит в установлении зависимости "доза-эффект" для изучаемых веществ. Конечная цель этой работы заключается в установлении уровня доз, при которых появляются неблагоприятные эффекты от действия токсиканта на организм. Если эти характеристики уже найдены, но не утверждены законодательно, исследования могут быть продолжены в требуемом объеме. Если данных нет, можно попытаться получить ориентировочные значения токсичности веществ, прибегая даже к расчетным методам. Наконец, рекомендуемая доза может быть определена путем деления установленной в иных исследованиях пороговой дозы на фактор безопасности. Фактор безопасности является своеобразным допущением, учитывающим неполноту или недостаточность наших знаний о токсичности вещества, иногда устанавливается на основе данных, доступных для анализа.

4. Токсикокинетика как раздел токсикологии. Характеристика основных категорий токсикокинетики: резорбция, распределение, элиминация. Факторы, определяющие токсикокинетику вещества. Метаболизм токсикантов: концепция двух фаз биотрансформации, конечные эффекты метаболизма.

Токсикокинетика - раздел токсикологии, в рамках которого изучаются закономерности, а также качественные и количественные характеристики резорбции, распределения, биотрансформации ксенобиотиков в организме и их элиминации.

Важнейшими характеристиками вещества, влияющими на его токсикокинетические параметры, являются:

- коэффициент распределения в системе масло/вода - определяет способность накапливаться в соответствующей среде: жиро-растворимиые - в липидах; водо-растворимые - в воде;

- размер молекулы - влияет на способность диффундировать в среде и проникать через поры биологических мембран и барьеров;

- константа диссоциации - определяет относительную часть молекул токсиканта, диссоциировавших в условиях внутренней среды организма, т.е. соотношение молекул, находящихся в ионизированной и неионизированной форме. Диссоциировавшие молекулы (ионы) плохо проникают через ионные каналы и не проникают через липидные барьеры;

- химические свойства - определяют сродство токсиканта к химическим и биохимическим элементам клеток, тканей и органов.

5. Токсикодинамика как раздел токсикологии. Механизм токсического действия: определение, принципы классификации. Характеристика основных видов токсического действия (местное, рефлекторное, резорбтивное). Понятие «избирательной токсичности». Химизм реакций токсикант-рецептор.Токсикодинамика — изучение действия веществ на организм, вызываемых ими эффектов. Она определяет, где, как и почему действует ядовитое вещество.

Взаимодействие токсиканта или продуктов его превращения в организме со структурными элементами биосистем, лежащее в основе развивающегося токсического процесса, называется механизмом токсического действия. Взаимодействие осуществляется за счет физико-химических и химических реакции.

Действие токсиканта на элементы межклеточного пространства

1. Электролитные эффекты.

2. рН-эффекты.

3. Связывание и инактивация структурных элементов межклеточной жидкости и плазмы крови.

4. Нарушение осмотического давления.

Действие токсикантов на структурные элементы клеток

1. белки; нарушение транспортной, структурной, энзиматической функций.

2. нуклеиновые кислоты; нарушение синтеза белка.

3. липидные элементы биомембран; мембранотоксическое действие.

4. селективные рецепторы эндогенных биорегуляторов (гормонов, нейромедиаторов и т.д.). нарушение передачи информации.

В зависимости от физико-химических свойств, путей поступления, метаболизма в организме, избирательности яды могут оказывать преимущественно местное, рефлекторное или резорбтивное действие. Однако в практике чаще всего встречаются все варианты действия ядовитых веществ.

Многие ядовитые вещества, обладающие раздражающим действием (раздражающие и слезоточивые ОВ, удушающие ОВ и др.), специфически влияют на рецепторы, воспринимающие действие химических раздражителей (хеморецепторы). Рефлексы с хеморецепторов оказывают влияние на активность дыхательного центра, сердечную деятельность, тонус кровеносных сосудов, химический и морфологический состав крови, функцию органов внутренней секреции. В результате рефлекторного действия могут возникать ответные реакции в виде чихания, кашля, слезотечения, рвоты, а также изменения кровяного давления, частоты пульса и дыхания.

Теоретически любая молекула организма может стать мишенью для воздействия тех или иных токсикантов. При токсическом повреждении элемента, страдает функция молекулярной системы в целом. Действие токсикантов на молекулярные системы может сопровождаться избирательным повреждением отдельных субклеточных комплексов. В этой связи иногда выделяют группы митохондриальных, лизосомальных, цитоплазматичкеских ядов, мембранотоксикантов, генотоксикантов и т.д. Токсический процесс, развивающийся в многоклеточном организме, непременно связан со структурно-функциональными нарушениями клеток хотя бы одного типа. Токсическое повреждение органа сказывается на функциональном состоянии всей системы. Функционирование целостного организма не возможно и при повреждении образующих его органов (легких, печени, почек, сердца и т.д.) и систем. Любая надорганизменная биологическая система характеризуется высокой гетерогенностью чувствительности составляющих её индивидов к токсикантам.

Рецепторная теория избирательной токсичности: св-ва токсиканта – афинность (сродство к данной струтуре-мишени), эффективность воздействия. Сила взаимодействия определяет исход токсического процесса. Эффективность – степень конкуренции. Токсическое действие вещества тем сильнее, чем больше рецепторов заблокировано.

6. Токсический процесс: определение, условия и механизмы формирования. Характеристика форм токсического процесса на уровне целостного организма. Принципы классификаций острых отравлений. Аллобиоз.

Токсический процесс на уровне целостного организма проявляться:

- болезнями химической этиологии (интоксикации, отравления);

- транзиторными токсическими реакциями - быстро и самопроизвольно проходящими состояниями, сопровождающимися кратковременной утратой дееспособности (явление раздражение глаз, дыхательных путей; седативно-гипнотические состояния; психодислептические состояния и т.д.);

- аллобиозом - стойкими изменениями реактивности организма на воздействие физических, химических, биологических факторов окружающей среды, а также психические и физические нагрузки (аллергия, иммуносупрессия, повышенная утомляемость и т.д.);

- специальными токсическими процессами - развивающимися лишь у части популяции, как правило, в особых условиях (действие дополнительных веществ; в определенный период жизнедеятельности организма и т.д.) и характеризующимися продолжительным скрытым периодом (канцерогенез, эмбриотоксичность, нарушение репродуктивных функций и т.д.).

Острой называется интоксикация, развивающаяся в результате однократного или повторного действия веществ в течение ограниченного периода времени (как правило, до нескольких суток).

Как правило в течении любой интоксикации можно выделить четыре основных периода: период контакта с веществом, скрытый период, период разгара заболевания, период выздоровления. Иногда особо выделяют период осложнений. Выраженность и продолжительность каждого из периодов зависит от вида и свойств вещества, вызвавшего интоксикацию, его дозы и условий взаимодействия с организмом.

Местной называется интоксикация, при которой патологический процесс развивается непосредственно на месте аппликации яда. Возможно местное поражение глаз, участков кожи, дыхательных путей и легких, различных областей желудочно-кишечного тракта. Местное действие может проявляться альтерацией тканей (формирование воспалительно-некротических изменений - действие кислот и щелочей на кожные покровы и слизистые; ипритов, люизита на глаза, кожу, слизистые желудочно-кишечного тракта, легкие и т.д.) и функциональными реакциями (без морфологических изменений - сужение зрачка при действии фосфорорганических соединений на орган зрения).

Общей называется интоксикация, при которой в патологический процесс вовлекаются многие органы и системы организма, в том числе удаленные от места аппликации токсиканта. Причинами общей интоксикации, как правило, являются: резорбция токсиканта во внутренние среды, резорбция продуктов распада пораженных покровных тканей, рефлекторные механизмы.

Тяжелая интоксикация - угрожающее жизни состояние. Крайняя форма тяжелой интоксикации - смертельное отравление.

Интоксикация средней степени тяжести - интоксикация, при которой возможны длительное течение, развитие осложнений, необратимые повреждение органов и систем, приводящее к инвалидизации или обезображиванию пострадавшего (химический ожег кожи лица).

Легкая интоксикация - заканчивается полным выздоровлением в течение нескольких суток.