Введение в токсикологическую химию

• Предмет и задачи. Взаимосвязь с другими дисциплинами. Особенности.

• Основные разделы токсикологической химии.

• Основные направления химико-токсикологического анализа.

• Этапы становления и развития токсикологической химии.

Название предмета «Токсикологическая химия» уже само показывает, что это наука, связанная, с одной стороны, с токсикологией, с другой - с химией. Токсикология - наука медицинская. Ее название происходит от двух греческих слов: toxikon - яд и logos - учение. Токсикология, таким образом, является наукой о ядах и их действии на организм (человека, животного, растения).

Токсикологическая химия возникла из потребностей токсикологии, что отражается и на названии, и на содержании предмета. В период своего становления и развития токсикологическая химия была связана, главным образом, с судебно-медицинской токсикологией и называлась судебной химией, а в 1965 году переименована в токсикологическую химию). В других странах при том же содержании этот предмет называют судебно-химическая токсикология, аналитическая токсикологическая химия, химическая токсикология, аналитическая токсикология.

Программа для фармацевтических вузов, утвержденная Минздравом РФ в 1996 г., дает следующее определение изучаемой дисциплины :

Токсикологическая химия – это наука о химических превращениях токсических веществ и их метаболитов в организме, методах их выделения из объектов биологического происхождения, обнаружения и количественного определения.

В действующем до настоящего времени учебнике М.Д.Швайковой «Токсикологическая химия», изданном в 1975 г.,

Токсикологическая химия определяется как наука о химических методах изолирования, обнаружения и определения ядовитых и сильнодействующих веществ, а также продуктов их превращения в тканях, органах и жидкостях организма (животного, растения) и в окружающей человека среде и предметах (вода, воздух, земля, остатки пищевых продуктов, лекарств и т.п.)

Характерной чертой современной токсикологической химии является значительное расширение арсенала потенциально опасных для человека и животных химических соединений. Потенциальные возможности отравлений заложены в широчайшем использовании химических средств в медицине, промышленности и быту, в доступности различных химических веществ широким слоям населения, не всегда достаточно знакомого с токсическими свойствами этих веществ, применяемых в качестве лекарств, пестицидов, препаратов бытовой химии, а также в попытках самолечения и т.п. Постоянное увеличение числа отравлений, особенно лекарственными средствами, отмечается в последние десятилетия практически во всех развитых странах мира. Немаловажное значение имеют и загрязнение окружающей человека среды (вода, пища, воздух современных городов и др.) отходами производства, накопление в этих объектах большого количества веществ, которые при определенных условиях могут стать причиной отравления.

Основными задачами современной токсикологической химии как науки поэтому продолжают оставаться:

• разработка новых и усовершенствование применяемых методов выделения (изолирования), обнаружения и количественного определения токсических веществ в жидкостях, органах и тканях организма и во внешней среде, а также методов изолирования, обнаружения и определения продуктов их превращения (метаболитов) в живом организме и в трупе.

Решение этих задач направлено на диагностику отравлений, оказание быстрой помощи отравившемуся, на предупреждение всякого рода отравлений токсическими веществами.

Токсикологическая химия является специальной фармацевтической дисциплиной и взаимосвязана с другими дисциплинами:

• медицинскими (фармакология, судебно-медицинская и клиническая токсикология),

• биологическими (биохимия, биология, фармакогнозия),

• химическими (фармацевтическая, аналитическая, органическая и др. химии).

Следует отметить, что токсикологическая химия как специальная фармацевтическая дисциплина преподается только в фармацевтических вузах страны.

Овладение основами токсикологической химии необходимо провизору для последующей специализации в области судебно-химической экспертизы, клинической токсикологии и фармации, криминалистики, экологии и санитарной химии.

Токсикологическую, ранее - судебную химию, следует считать сравнительно молодой наукой. Годом ее узаконения считается 1714г., когда Петром I был издан Воинский указ об обязательном установлении причины смерти лиц, погибших насильственной смертью (обязательно вводилось судебно-медицинское вскрытие таких трупов).

Создана судебная химия была трудами фармацевтов. Трудами этих же специалистов она развивалась и развивается в настоящее время

Своей деятельностью в области судебной химии выделились ученые:

А..А.Иовский (Московский университет) в 1834 г. впервые в России издал на русском языке руководство по судебной химии, названное им «Руководство к распознанию ядов, противоядий и важнейшему определению первых как в организме, так и вне оного посредством химических средств, названных реактивами».

А.П.Нелюбин заведовал кафедрой фармации медико-хирургической академии Санкт-Петербурга. В 1824 г. опубликовал первые «Правила для руководства судебного врача при исследовании отравления», где впервые в мире он теоретически обосновал необходимость разрушения объекта (органических веществ) при судебно-химических и других исследованиях на «металлические яды», предложил и свой способ разрушения, обосновал способ обнаружения соединений мышьяка после его восстановления до мышьяковистого водорода.

А.П.Дианин профессор Медико-хирургической академии работал в ней более 30 лет и произвел за это время около 5 тысяч судебно-химических анализов. В 1903 г. Дианин получил звание академика Военно-медицинской академии, а в 1904 г. - звание главного судебно-химического эксперта.

Г.Драгендорф, профессор Дерптского (Тарту) Университета, проработавший в России 32 года, впервые выделил судебную химию из фармации в самостоятельную науку и читал ее отдельным курсом. Книга Драгендорфа «Судебно-химическое открытие ядов» выдержала 4 издания. Издавал фармацевтический журнал на немецком языке. Занимался вопросами изолирования и доказательства алкалоидов при судебно-химических исследованиях. Общеалкалоидный реактив Драгендорфа применяется и в наше время.

Профессор Н.И.Кромер - воспитанник Дерптского университета, был основателем химико-фармацевтического отделения при Пермском университете, а затем – самостоятельного фармацевтического института и организатором судебно-медицинской экспертизы в г.Перми (в советское время).

В дореволюционной России не существовало специальных лабораторий для производства судебно-химического анализа.

После 1917 г. началось создание сети государственных судебно-медицинских лабораторий с судебно-химическими отделениями при них.

В 1918 г. при Народном комиссариате здравоохранения был организован отдел медицинской экспертизы, учреждены должности судебно-медицинских экспертов и выработано впервые «Положение о правах и обязанностях государственных судебно-медицинских экспертов».

В 1920 г. были созданы первые кафедры судебной химии на химико-фармацевтического факультета II Московского государственного университета и в Петроградском химико-фармацевтическом институте.

В 1934 г. был создан Государственный НИИ судебной медицины, который в настоящее время переименован в Центр судебно-медицинской экспертизы при МЗ РФ.

В 1934 г. Наркомздравом РСФСР были утверждены первые «Правила судебно-медицинского и судебно-химического исследования вещественных доказательств», которые затем периодически обновлялись.

В настоящее время действует Приказ Минздрава РФ № 407 от 10 декабря 1996 года «О введении в практику правил производства судебно-медицинской экспертизы», который регламентирует правовые и методологические основы, в том числе, и судебно-химической экспертизы.

В развитие токсикологической химии и совершенствование судебно-химической экспертизы в нашей стране огромный вклад внесли:

профессор А.В.Степанов - создатель и руководитель первой кафедры судебной химии во II Московском государственном университете, магистр фармации, доктор биологических наук, заслуженный деятель науки РСФСР. Он являлся одним из главных организаторов Московского фармацевтического института, где был заместителем директора по научной части и первым деканом. В области судебной химии проработал 45 лет. Написал около 100 научных работ и 3 учебника, в том числе учебник по судебной химии был трижды переиздан. Занимался подготовкой кадров для судебно-химической экспертизы, впервые при кафедре организовал курсы специализации и усовершенствования судебных химиков. Известны его работы по вопросам изолирования алкалоидов и металлических ядов,

профессор М.Д.Швайкова, ученица А.В.Степанова, которая после его смерти в 1946 г. возглавила кафедру судебной химии и руководила ею в течение 30 лет. М.Д.Швайкова продолжила и успешно развивала все научные направления, созданные А.В.Степановым. Ею подготовлено 30 кандидатов фармацевтических наук в области судебной химии; написан учебник по судебной, а затем по токсикологической химии, выдержавший три издания.

Центрами научной мысли в области токсикологической химии в РФ являются Центр судебно-медицинской экспертизы при МЗ РФ, кафедры и курсы токсикологической химии фармацевтических вузов страны, где и сейчас работают ученики М.Д.Швайковой.

Достижения в области токсикологической химии тесно связаны с общими успехами химических и токсикологических наук. Новейшие методы аналитической химии находят широкое применение и в токсикологической химии.

Основными разделами токсикологической химии являются биохимическая и аналитическая токсикология.

Современное развитие токсикологии показывает, что понимание механизмов токсического действия веществ на организм невозможно без системного подхода. Организм является сложной биосистемой, совокупностью взаимодействующих частей. Токсичность вещества неразрывно связана с кинетикой его всасывания, распределения, выделения, механизмом метаболических реакций и т.д., поэтому необходимо уделять особое внимание главным путям и механизмам транспорта, количественным закономерностям, определяющим зависимость между химическими свойствами и биологической активностью веществ. Все эти вопросы составляют основы биохимической токсикологии.

Вопросы кинетики чужеродных соединений, основные закономерности и параметры их распределения, процессы всасывания и экскреции, кинетика выведения из организма подробно рассмотрены в курсе фармакологии.

Вопросы биотрансформации чужеродных соединений в организме, этапы и пути реакций биотрансформации, факторы, влияющие на метаболизм, - рассмотрены в курсе биологической химии.

Информация о физико-химических характеристиках ядовитых веществ позволяет правильно ориентироваться в степени их токсичности, в многообразиях химических превращений, происходящих с токсическим веществом в организме, а также оценивать токсическую ситуацию, связанную с поступлением токсического вещества в организм человека или животного.

Аналитическая токсикология является главным и основным разделом токсикологической химии, в котором рассматриваются способы и методы химического анализа в приложении к биологическим объектам. Основным вопросом аналитической токсикологии остается, как и ранее в судебной химии, рассмотрение вопросов, связанных с подготовкой проб (объектов), включающих выделение (изолирование), очистку и концентрирование токсических соединений из разнообразных биологических объектов, а также правильное использование для качественного и количественного определения возможностей различных методов анализа, их рациональное сочетание.

Химико-токсикологический анализ (ХТА) является чрезвычайно ответственным и имеет свои специфические особенности (это и выделяет токсикологическую химию в самостоятельную фармацевтическую дисциплину).