2.Предмет и задачи токсикологии. Биосистемы – мишени действия токсикантов. Свойства токсиканта определяющие его токсичность.

Предметом изучения являются: токсичность и токсический процесс. Токсичность – способность действуя на организм в определенных дозах и концентрациях нарушать дееспособность, вызывать заболевания или смерть. Токсический процесс – формирование и развитие реакций биосистем на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению или гибели.

Задачи: 1. Установление количественных характеристик токсичности, причинно-следственных связей между действием химического вещества на организм и возникновением той или иной формы токсического процесса. Раздел токсикологии: токсикометрия

2. Изучение проявлений интоксикаций и других форм токсического процесса, механизмов, лежащих в основе токсического действия, закономерности формирования токсических состояний. Раздел токсикологии: токсикодинамика.

3. Выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерности их распределения, метаболизма и выведения. Раздел токсикологии: токсикокинетика.

4. Установление факторов, влияющих на токсичность вещества (особенности биологического объекта, особенности свойств токсиканта, особенности их взаимодействия, условия окружающей среды).

Биосистемы:

1. Молекулярный уровень: 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.

2. Клеточный уровень: Токсический процесс, развивающийся в многоклеточном организме, непременно связан со структурно-функциональными нарушениями клеток хотя бы одного типа.

3. Тканевой и органный уровни: Функционирование целостного организма не возможно при повреждении образующих его органов (легких, печени, почек, сердца и т.д.) и систем.

4. Популяционный уровень: Любая надорганизменная биологическая система характеризуется высокой гетерогенностью чувствительности составляющих её индивидов к токсикантам.

Факторы: К числу важнейших свойств вещества, определяющих его токсикокинетику, относятся:

1.агрегатное состояние.

2.коэффициент распределения в системе “масло/вода”.

3.размер молекулы.

4.наличие заряда в молекуле.

5.величина константы диссоциации солей, слабых кислот и оснований.

6.химические свойства.

3.Понятие о токсичности. Количественная оценка токсичности. Токсикометрия.

Токсичность – способность действуя на организм в определенных дозах и концентрациях нарушать дееспособность, вызывать заболевания или смерть. Ее можно измерить. Измерение токсичности – это определение количества вещества, действуя в котором оно определяет различные формы токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество инициирует токсический процесс, тем оно токсичнее. Разделом занимающимся оценкой токсичности является токсикометрия. Определение количественных характеристик токсичности вещества осуществляется в экспериментах на лабораторных животных, а затем в клинике и/или в ходе популяционных исследований. В процессе иследований определяют токсические дозы, токсические концентрации, токсодозы.

Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект называется токсической дозой (D). Выражается в мг/кг.

Количество вещества, находящаеся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воздух, вода, почва), при контакте с которым развивается токсический эффект, называется токсической концентрацией (С). Выражается в мл/л, г/м3 или в мг/кг.

Для оценки токсичности пара или аэрозоля введена такая величина, как токсодоза, которая оценивает не только токсическую концентрацию, но и время действия на человека токсических паров. Рассчитывается по формуле: W=C*t (W-токсодоза, С-токсическая концентрация, t-время действия вещества).

В военной токсикологии оценивают три уровня эффектов: пороговый (характеризуется величиной дозы(концентрации), вызывающий начальные проявления действия токсиканта – Lim D (Lim C)), непереносимый(характеризуется величиной дозы(концентрации), вызывающий существенное нарушение дееспособности – ID (IC)) и смертельный (характеризуется величиной летальной дозы(концентрации) – LD (LC)).

Доза (концентрация) вещества, вызывающая любое неблагоприятное действие, обозначается как эффективная доза (ED).

В основе методов определения токсичности лежит нахождение зависимости «доза – эффект». Наиболее распространенный способ: формирование в группе подопытных животных нескольких подгрупп. Токсикант вводится в одинаковой дозе животным одной подгруппы, а в последующих подгруппах доза увеличивается, а после оценивается выраженность эффекта. Получаемую зависимость можно выразить в виде кумулятивной кривой.

В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую нормального логарифмического распределения. В ней выделяют ряд характеристик:

1. Центральная точка кривой или среднеэффективная доза (ED50). Если оцениваемый эффект – летальность, тогда это средесмертельная доза (LD50).

2. Небольшая часть популяции в левой части зависимости реагирует на малые дозы токсиканта – это гиперчувствительные особи. С противоположной стороны – гипочувствительные, так как реагируют на высокие дозы токсиканта.

3. Наклон кривой, особенно вблизи центральной точки – это разброс доз, вызывающих эффект. Эта величина указывает как велико будет изменение реакции популяции на действие токсиканта с изменением дозы. Крутой наклон – наибольшая часть популяции реагирует примерно одинаково, пологий наклон свидетельствует о различиях в чувствительности особей к токсиканту.