Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ (филиал) ВлГУ)

Кафедра техносферной безопасности

ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ

Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине «Токсикология»

для студентов направления 280700.62 «Техносферная безопасность»

Муром 2012

Основы токсикологии

Существует много определений (понятий) токсикологии как науки. Самое простое понятие токсикологии (от toxicon – яд, logos – наука) – это наука, изучающая взаимодействие организма и яда.

В медицине понятие токсикология трактуется как наука, изучающая физические, химические свойства ядовитых веществ, механизмы их действия, выведения из организма, закономерности развития и течения патологического процесса, наука, разрабатывающая методы профилактики, диагностики, лечения отравлений. В то же время нет четкого определения понятия «яд», хотя бесспорно, что при определенных условиях любое вещество может быть ядом. Практически любое токсическое химическое вещество (токсикант), в зависимости от действующего количества, может быть безразличным, полезным, вредным или опасным для организма. Выдающийся врач и химик Парацельс еще в XV в. говорил: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости. И только доза отличает яд от лекарства».

Химико-биологическая классификация – это яды небиологической и биологической природы.

К ядам небиологической природы относят:

а) неорганические вещества – металлы и неметаллы (ртуть, свинец; мышьяк, фосфор) и химические соединения: соединения металлов (соли тяжелых металлов) и неметаллов (кислоты и основания, цианиды, соли мышьяка и фосфора);

б) органические вещества – это углеводороды и их галогенопроизводные: метан, этан; дихлорэтан, четыреххлористый углерод; спирты и гликоли (метанол, этиленгликоль); эфиры, альдегиды, кетоны (диоксан, ацетон, формальдегид); циклические и гетероциклические соединения: амидо- и нитросоединения бензола (фенол, хлорированные нафталины, фенилгидразин); элементоорганические соединения (фосфорорганические и хлорорганические); полимеры: акрилопласты, фенопласты, эпоксидные смолы.

Яды биологической природы – это яды бактерий, растений, животных: а) яды бактерий (ботулиновый, столбнячный, дифтерийный, холерный токсины); б) яды низших растений (грибов и паразитических грибов); высших растений (алкалоиды, гликозиды); в) яды животных – яды беспозвоночных (простейших, кишечнополостных, членистоногих) и яды позвоночных (рыб, пресмыкающихся, земноводных).

В основу биохимической классификации положен тип взаимодействия ядов с ферментами. В связи с тем, что ферменты не единственная мишень действия ядов, этот вид классификации дополняют физиологической (медиаторные и синаптические яды). Иногда действие яда определяется по фармакологическому эталону – курареподобный, холиномиметический виды активности.

По патофизиологической классификации яды группируются в зависимости от ведущего патогенетического механизма отравления; наибольшую группу здесь составляют гипоксические яды.

Клиническая классификация ядов предусматривает деление ядов по принципу органотропного действия (гепатоксические, нефротоксическое, нейротоксические) и их преимущественному воздействию на различные биологические структуры (мембранотоксические и цитотоксические). В условиях хронической интоксикации проявляется эмбриотоксическое, тератогенное, мутагенное, онкогенное действие ядов.

Токсичность, т.е. способность химических соединений оказывать вредное действие немеханическим путем, – это свойство (способность) их действовать на биологические системы (клетки, ткани, органы, организм в целом) и вызывать их повреждение, что приводит к заболеванию или гибели биологической системы. Анализ табл. 1 показывает, что токсичность веществ зависит от их дозы: чем меньше доза, вызывающая эффект, тем вещество токсичнее. Поэтому токсикология – это наука, изучающая токсические свойства, присущие всем веществам окружающей среды.

Действие веществ на молекулярном уровне, которое нарушает функции биологических систем, называется токсическим действием. А сам процесс взаимодействия называется механизмом токсического действия.

Развитие и формирование реакций биосистемы на действия токсического вещества, вызывающего нарушения ее функций, жизнеспособности вплоть до гибели, называется токсическим процессом. Механизмы формирования, качественные и количественные характеристики этого процесса определяются строением вещества и действующей дозой, а формы проявления зависят от вида и свойств биологического объекта (рис. 1).

Рис. 1. Основные характеристики токсического действия.

Основные параметры токсикометрии

Токсикометрия – это раздел токсикологии, где приводятся методология оценки токсичности химических веществ (совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов).

Токсический эффект проявляется при действии вредных веществ в виде нарушений функций или деятельности всего организма, включая его гибель. Результаты исследований используют для разработки системы нормативно-правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность и оценки риска действия химических веществ (ксенобиотиков) в производственно-бытовых условиях; для сравнительной оценки эффективности средств и методов обес-

печения химической безопасности населения.

Проявления токсического эффекта определяются строением и количеством поступающего токсического вещества – токсиканта. Для обозначения количества введенного в организм вещества используют понятие «доза» – количество вещества на единицу массы тела (мг/кг) исследуемого объекта.

Напр., в желудок кролика весом 2 кг и морской свинке весом 0,3 кг ввели 600 мг токсиканта. Расчет показывает, что кролику введена доза 300 мг/кг, а морской свинке – 2000 мг/кг веса.

Задание 1. Сравнить токсичность ядовитых веществ согласно варианта задания (таблица 1). Определить их класс опасности.

Таблица 1. Варианты заданий

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
№№ токсикантов из таблицы 2	1,6,12	2,7,13	3,8,14	4,9,15	5,10,16	2,11,17	1,7,14	2,6,15	3,9,16	4,10,17
№ варианта	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
№№ токсикантов из таблицы 2	1,8,15	1,9,17	2,8,13	3,9,14	4,10,15	5,11,16	6,10,17	7,9,17	2,8,13	3,10,14
№ варианта	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
№№ токсикантов из таблицы 2	1,8, 12	1,9,15	1,5,12	2,5,15	1,10,17	8,13,17	7,11,15	1,3,9	2,7,10	9,14,17

Таблица 2

Сравнительная токсичность для белых мышей при внутрибрюшинном введении веществ

№ пп	Вещество	Источник	DL50 , мг/кг
1	Ботулотоксин	Бактерии	0,0003
2	Тетанотоксин	Бактерии	0,001
3	Батрахотоксин	Земноводные	2
4	Тайпоксин	Змеи	2
5	Рицин	Растения	3
6	Тетродотоксин	Рыбы	8
7	Сакситоксин	Простейшие	9
8	Латротоксин	Пауки	10
9	Бунгаротоксин	Змеи	14
10	Диоксин	Синтетический	200
11	Курарин	Растения	500
12	ДФФ	Синтетический	1000
13	Иприт	Синтетический	8600
14	Цианид натрия	Синтетический	10000
15	Таллия сульфат	Соль	35000
16	Атропин	Растения	90000
17	Метанол	Синтетический	1000000

Задание 2. Зарисовать схему зависимости токсического действия ядовитых веществ (рис. 1) и дать пояснения этой зависимости. Для ядовитых веществ согласно варианта задания охарактеризовать качество действия и выраженность действия.

Задание 3. Рассчитать дозы ядовитых веществ согласно варианта задания (таблица 1) на 1 килограмм веса согласно варианта задания (таблица 3), определить класс опасности химических веществ и пояснить от каких обстоятельств зависит опасность данных химических веществ.

Таблица 3

№ варианта	Вес тела кг	Количество вводимого вещества мг			Расчетная доза вещества мг/кг			Класс опасности вещества
		1 в-о	2 в-о	3 в-о	1 в-о	2 в-о	3 в-о	1 в-о	2 в-о	3 в-о
1	0,5	0,05	1,0	1000,0
2	0,6	0,009	1,1	1500,0
3	0,75	0,1	1,5	5000,0
4	0,8	0,3	5	7000,0
5	1,0	0,15	3,0	9500,0
6	0,5	0,05	1,0	1000,0
7	0,6	0,009	1,1	1500,0
8	0,7	0,1	1,5	5000,
9	0,75	0,3	5	7000,0
10	0,8	0,15	3,0	9500,0
11	1,0	0,05	1,0	1000,0
12	1,2	0,009	1,1	1500,0
13	1,3	0,1	1,5	5000,
14	1,4	0,3	5	7000,0
15	1,5	0,15	3,0	9500,0
16	1,0	0,05	1,0	1000,0
17	1,2	0,009	1,1	1500,0
18	1,3	0,3	5	7000,0
19	1,4	0,15	3,0	9500,0
20	1,5	0,4	7,0	8000,0
21	2,0	0,05	1,0	1000,0
22	2,2	0,009	1,1	1500,0
23	2,4	0,1	1,5	5000,
24	2,6	0,3	5	7000,0
25	2,8	0,15	3,0	9500,0
26	2,0	0,05	1,0	1000,0
27	2,2	0,009	1,1	1500,0
28	2,4	0,1	1,5	5000,
29	2,6	0,3	5	7000,0
30	2,8	0,15	3,0	9500,0