Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Основы биохимии и токсикологии» для специальности 1-57 01 02 «Экологический менеджмент и аудит в промышленности»

lg LC50 мМ/дм3 = 0,11-1,2 d. (13г)

Удовлетворительное приближение расчетной концентрации к находимой в эксперименте, в особенности при использовании уравнений (10 а-г), получается при расчете средней величины из данных, полученных по нескольким константам.

При отсутствии сведений о молекулярном весе (нечистый продукт) искомую концентрацию можно рассчитать непосредственно в мг/дм3 по tкип. и удельному весу. Целесообразно брать среднее значение из рассчитанных по двум следующим формулам:

lg LC50 мМ/дм3 = -1,3 d + 2,6 , (14)

lg LC50 мМ/дм3 = -0,0077 tкип. + 2,18. (15)

3.2.Предварительный расчет средне смертельных доз (LD50) для белых мышей)

DL50 определяется при введении веществ в желудок, а для металлов и их неорганических соединений - при внутрибрюшинном введении.

Расчет LD50 по величине LC50 , выраженной в мМ/дм3 проводят по уравнениям (16, 17):,

lg LD50 мМ/кг = 0,62 lg LC50 мМ/дм3 +1,8 , (16) lg LD50 мМ/кг = 2,8-0,013·М. (17)

Для хлорпроизводных бензолов : lg DL50(мг/кг)=3,34 – 0,23 μ ; (18)

lg DL50(мг/кг)=6,0 + 0,006 t oкип. (19);

В том случае, если известна DL50 для белых мышей, то она может быть принята в качестве DL50 для крыс и наоборот. Для кислот, альдегидов, сложных эфиров, аминов за ориентировочную величину DL50 можно принять 10 мМ/кг; для галогенуглеводородов, гетероциклических соединений, нитритов, соединений с группой C≡N, C=N — 2 мМ/кг; для оксидов, перекисей — 0,5 мМ/кг; для спиртов и простых эфиров — 8 мМ/кг

3.3.Предварительный расчет токсичности нелетучих и малолетучих веществ

В этом разделе приводится расчет токсичности нелетучих и малолетучих веществ, имеющих температуру кипения выше 200º - соединений металлов, а также органических и элементоорганических соединений, присутствующих в воздухе в виде аэрозолей (например, пестицидов).

3.4.Уравнения для предварительного расчета DL50 для малолетучих и нелетучих органических соединений с Ткил>2000С

— фосфорорганические соединения: lg DL50 мМ/кг = 0,014 М - 4,83; (20)

— фенолы с М ≥ 200:

lg DL50 мМ/кг = 0,0036 М+0,18; (21)

— амины с М ≥ 150:

lg DL50 мМ/кг = 0,01 М - 1,25; (22)

— предельные спирты:

lg DL50 мМ/кг = -0,5 - 0,005 М; (23)

— нитросоединения

lg DL50 мМ/кг = -1,35 - 0,0039 М. (24)

3.5.Предварительный расчет средне-смертельных доз (LD50) для соединений металлов

Для растворимых соединений металлов расчет ориентировочных значений LD50 проводят по формулам

где S – растворимость сульфида металла в граммах на 100 мл воды.

Для перевода дозы, выраженной в мМэкв/кг (миллимоль/кг), в мг/кг следует первую дозу умножить на молекулярную массу соединения

и разделить на количество атомов металла в молекуле. Для обратного перевода дозы, выраженной мг/кг, в мМэкв/кг, следует величину этой дозы разделить на молекулярную массу соединения и умножить на количество атомов металла, входящих в его химическую формулу.

Для малорастворимых соединений металлов (в основном, оксидов) расчет ведется по уравнению

lg LD50 мМэкв/кг = 0,0014 tпл. -1,3. (29)

Располагая сведениями о DL50 окида металла, можно приблизительно рассчитать аналогичный показатель токсичности и для растворимой соли того же металла. Возможен также обратный пересчет:

lg LD50 мМэкв/кг = 0,70 lg LD50 мМэкв/кг +1,04, (30)

оксид металла растворимая соль металла

2

3

4

Таблица 7.П.5. Физико-химические константы спиртов

Таблица 7.П.6. Физико-химические константы растворителей

Таблица 7.П.7. Физико-химические константы металлов

2.3.Контрольные вопросы

1.Какова структура современной токсикологии?

2.Приведите основные токсикометрические показатели. Охарактеризуйте их.

3.Какова общая классификация токсикантов?

4.Приведите краткую характеристику основных групп токси-

кантов.

5.С какой целью используются расчетные методы оценки токсичности новых химических веществ? Достоинства и недостатки этого метода.

2.4. Кумуляция, адаптация и привыкание к действию токсикантов

Материальная и функциональная кумуляция ядов. Количественная оценка кумулятивных свойств токсических веществ. Адаптация и привыкание к ядам. Фазы хронической интоксикации.Толерантность к действию токсических веществ. Комбинированное и комплексное действие вредных веществ.

При регулярном попадании яда в организм развивается: Кумуляция Сенсибилизация Адаптация.

В случае повторных (хронических) воздействий вредных веществ на биологический объект одновременно протекают два процесса: адаптация и кумуляция

Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией. Примером является хроническое отравление тяжелыми металлами.

Накопление вызванных ядом изменений называют кумуляцией функциональной. При функциональной кумуляции сам яд в организме не накапливается.

Хронические отравления, когда яд постоянно поступает в организм, сопровождаются и материальной и функциональной кумуляцией

Без функциональной кумуляции невозможно хроническое отравление. Примером ядов, вызывающих функциональную кумуляцию, могут быть хлорированные углеводороды, бензол, бензин, тринитротолуол. Такое состояние развивается при частом и чрезмерном употреблении этилового спирта, который быстро метаболизируется в организме, но его эффекты накапливаются и, нарушая функции ЦНС, приводят к развитию алкогольного психоза.

Показатель функциональной кумуляции называется коэффициентом кумуляции Кк.

Методом Кагана и Станкевича Кк оценивается как отношение величины суммарной дозы, равной 50% -ти процентной гибели животных к величине дозы, вызывающей ту же 50% -ти процентную гибель при однократном введении токсиканта.

В зависимости от величины коэффициента кумуляции токсичные вещества делят на 4 группы:

срезко выраженной кумуляцией (К < 1);

свыраженной кумуляцией (К от 1 до 3);

сумеренной кумуляцией (К от 3 до 5);

со слабо выраженной кумуляцией (К > 5).

Для суждения о кумулятивных свойствах вещества используют индекс кумуляции Ik:

Ik =1-

где –DL50 (1)доза, рассчитанная по результатам гибели животных в первый день опыта,

-DL50 (14) в течение 14 дней

Чем выше кумулятивные свойства вещества, тем больше его индекс кумуляции.

Ik =0 - все подопытные животные погибают в первый день, нет кумулятивных свойств

Ik →1 - свидетельствует о наличии кумулятивных свойств. Так фосфорорганические пестициды вызывают гибель жи-

вотных в течении первого часа т.е. они мало кумулятивны. Высоко кумулятивные хлорорганические препараты вызывают гибель животных на 2-3 сутки и позже. В случае медленного развития процесса, введение последующих доз происходит раньше, чем успевают восстановиться нарушенные функции организма.

Сенсибилизация - повышение чувствительности организма к воздействию вещества (например, при аллергическом действии).

Это состояние организма, при котором повторяющееся воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущее.

Сенсибилирующим действием обладают многие лекарственные препараты, особенно антибиотики, пестициды и другие вещества, применяющиеся в с/х.

Адаптация - результат приспособительных процессов, обеспечивающий нормальное существование в измененных условиях.

Адаптация может развиваться в течение очень разных периодов времени - от долей секунды до десятков лет (например, адаптация органов чувств осуществляется очень быстро, генетические же сдвиги - крайне медленно.

«Привыкание» - уменьшение или исчезновение реакции на воздействие вещества после определенного периода его действия. Токсический эффект снова возникает лишь при увеличении дозы (концентрации) действующего вещества. Привыкание может быть связано с различными механизмами, но, как правило, оно является стадией хронического отравления.

Показатели привыкания к яду делятся на специфические и неспецифические.

Специфическими признаками привыкания могут быть: повышение пороговых концентраций или доз, отсутствие гибели или резкое уменьшение гибели животных по-

сле экспозиции CL50 данного вещества или введения его DL50. Неспецифическими признаками привыкания являются: восстановление существенно измененных в начале опыта инте-

гральных показателей состояния животных, нормализация реакции на экстремальные воздействия

улучшение ответов на различные функциональные проб. Процесс привыкания организма к ядам при хроническом воздей-

ствии можно разделить на 3 фазы:

а) фаза первичных реакций – это начальный период, когда организм ищет пути адаптации к действию яда. Функциональные сдвиги в этот период непостоянны и обычно компенсируются. В эту фазу идет функциональная активация систем организма, осуществляющих биотрансформацию яда, и длится эта фаза от нескольких недель до нескольких лет.

б) вторая фаза развития привыкания характеризуется уменьшением реакции на воздействие. Именно в этот период происходит выработка и запуск наиболее адекватных приспособительных реак-

ций и наступает пик привыкания организма к яду. В это время происходит либо повышение сопротивляемости организма к яду, либо имеют место сдвиги функций и систем жизнеобеспечения в патологическую сторону.

Длительность второй фазы привыкания составляет от нескольких недель в случае острых отравлений до нескольких лет в случае хронического воздействия.

Продолжительность этой фазы зависит от ряда факторов:

•характера действия яда (специфический или неспе-

цифический),

•возможности функциональной или материальной

кумуляции,

•особенностей наиболее чувствительных к его действию органов и систем,

•метаболизма яда, токсичности продуктов превраще-

ния и др.;

•- режима воздействия, т.е. монотонного или интермиттирующего (прерывающийся) режима работы;

•- комбинированного воздействия факторов среды;

•- возможности не только ингаляционного, но и иных путей поступления яда в организм;

•- индивидуальных особенностей (возраст, пол, перенесенные и имеющиеся заболевания, социально-бытовые условия).

в) фаза выраженной интоксикации – бывает в случае срыва привыкания и ведет к явной патологии. Эта фаза характеризуется наличием симптомов, специфических для действующего яда и бывает связана с ослаблением компенсаторнозащитных механизмов либо вследствие перенапряжения, либо действием дополнительного фактора (болезнь, переутомление, переохлаждение).

Таким образом, в течении хронической интоксикации отмечаются две обязательные фазы – 1 и 2 и одна необязательная – 3.

Механизмы привыкания к ядам

1)изменениях различных биохимических реакций, которые могут затруднять накопления химических веществ в повреждающих дозах;

2)выработке веществ, увеличивающих "стойкость белковых структур клеток