1. Токсикологическая химия как область науки, изучающая свойства ядовитых и сильнодействующих веществ. Методы их анализа в биологических объектах.

Токсикологическая химия - наука, изучающая методы выделения токсических веществ из различных объектов, а также методы обнаружения и количественного определения этих веществ. Токсикологическая химия изучает законы взаимодействия живого организма и ядов. В роли яда выступает любое химическое соединение, которое, попадая в организм человека способно вызвать нарушение жизненно важных функций. Токсичность химического соединения, тем больше, чем меньше его количество вызывает травление организма. Одна из основных задач токсикологии- это обнаружение и характеристика токсических свойств химических веществ. Эти вещества способны вызывать в организме патологические изменения. Взаимодействие яда с организмом происходит в двух аспектах: 1) как влияет вещество на организм; 2) что происходит с веществом в организме. Ответ на первый вопрос дает изучение токсикодинамики соединения; на второй - токсикокинетика. В основе общей теории лежит учение о движении токсических веществ в организме человека, пути его поступления, распределения, метаболического превращения, выведения. Частная теория занимается изучением конкретных групп ядов.

Общий раздел токсикологической химии включает:

1. Физико-химические свойства; растворимость в воде, липидах, распределение в системе "М/В", кислотно-основные свойства исследуемых соединений, константы ионизации, степени ионизации исследуемых соединений в воде.

2. Характеристика и свойства объекта исследования: биожидкости, трупный материал, части органов человека.

3. Общие вопросы, связанные с выделением и концентрированием ядов из биообъектов.

4. Разработка методов грубой и тонкой очистки.

5. Систематизация аналитических методов и разработка универсальных поисковых систем при анализе на неизвестный яд.

6. Изучение поведения яда и его метаболизма в организме.

Частная токсикологическая химия.

1. Судебная химия (химия вещественных доказательств).

2. Клинико-токсилогический анализ (диагностика острых отравлений,методы

идентификации,количественного определения яда в живом организме).

3. Допинговый контроль в спорте (выявление наиболее часто используемых допинговых средств: в стрелковом спорте - транквилизаторы; в велоспорте - биостимуляторы).

4. Военная, авиационная, промышленная и др. виды токсикологии.

Методы определения токсических веществ в биологических жидкостях.

В интервале концентраций токсических веществ до 10 мкг/мл исполняются различные методы анализа:

• Хроматографические методы с использованием различных селективных детекторов для специфичности, например, в ГЖХ с пламенно-ионизационным детектором, с детектором по электронному захвату или с азотно-фосфорным селективным детектором. Различают другие хроматографические методы: ВЭЖХ, ВЭТСХ. Обычно они проводятся в сочетании со спектральными флюородесенметрическими методами анализа.

• Нехроматографические методы:

1) спектрофотометрия в УФ - и видимой области;

2) люминесцентные методы: а) флюоресценция, в) фосфоресценция

3) .Радиоиммунологические методы.

Характерной особенностью радиоиммунных методов является то, что можно проводить анализ непосредственно в биол. образце или в остатке органического экстракта, оставшегося после изолирования.

Спектрофотометрия и люминесцентные методы являются классическими при определении лекарственных препаратов в биожидкостях.. Они обеспечивают достаточную чувствительность, но характеризуются отсутствием высокой спецецифичности, т.к. спектральные характеристики не позволяют дифференцировать близкие по структуре соединения и метаболиты исследуемых соединений, поэтому использование данных методов необходимо сочетать с дифференцированно-селективными методами анализа: жидкость-жидкостная экстракция, твердо-фазная экстракция, сочетание различных методов, например, ГЖХ и ФЭК или ТСХ с ВЭЖХ.

Иммунологические методы:

1. Радиоиммунологические

2. Иммуноферментные.

Первый обычно используется, когда имеются малые объемы объекта исследования. Является высокочувствительным и высоко специфическим. Особенности: можно использовать для анализа лекарственных соединений в присутствии метаболитов как данного соединения, так и др. лекарственных соединений, принятых одновременно.

Второй основан на определении антигена, который вступает во взаимодействие с избыточным количеством меченого антитела. После разделения в надосадочной жидкости объекта измеряют количество энзиматической активности, которая прямо пропорциональна количеству антигена, первоначально присутствующего в образце.

Преимущества иммунологических методов.

1) Высокая чувствительность при проведении определения в малых объектах;

2) В качестве объектов исследования могут быть использованы моча, плазма крови, сыворотка без предварительной экстракции или очистки;

3) Методы химически инертны и могут быть использованы для определения нестабильных лекарственных соединений;

4) Могут быть использованы для определения всех классов лекарственных соединений;

5) Быстрое, технически простое исполнение;

6) Можно использовать как неспецифический метод определения и одновременно как специфический к какому-либо конкретному соединению.

Абсолютная специфичность может быть достигнута при комбинировании методов экстракции или хроматографическим разделением с иммунологическим методом.

2. Место токсикологической химии среди фармацевтических, ряда медицинских и медико-биологических дисциплин ( судебной медицины, токсикологии, биохимии и т.п.). Значение Токсикологической химии в системе подготовки провизоров.

Связь токсикологической химии с другими дисциплинами.

а) с судебной медициной.

Результаты химико-токсил. анализа используются судебными медиками для установления яда, вызвавшего отравление, и причин смерти.

б) С фармакологией и токсикологией (изучает действие ядов на организм людей и животных).

В некоторых случаях фармакологические пробы используют в хим.-токс. анализе для обнаружения ядов.

B)С аналитической химией

Реакции и методы аналитической химии широко используются в токсикологической химии для обнаружения и количественного определения ядов Г) С фармацевтической химией.

Так как отдельные фармацевтические препараты могут быть причиной отравлений, то для их обнаружения при хим.-токс. анализе, в ряде случаев, применяются методы фармацевтического анализа.

Д) С фармакогнозией.

При хим.-токс. анализе частей растений, вызвавших отравление, применяются фармакогностические методы.

Е) С биохимией и рядом разделов таких дисциплин как фармакотерапия, клиническая фармакология, биофармация, которые изучают процессы метаболизма и распределения лекарственных веществ и ядов

3. Роль русских и зарубежных ученых в создании теории и методов ядовитых и сильнодействующих веществ органической и неорганической природы в объектах биол. происхождения /М.В.Ломоносов, Л.И.Менделеев, С.Стасс, Н.А.Келюбин, Г.Драгендорф,Ю.К.Трапп, А.П.Дианин, А.В.Степанов,, М.Д.Швайкова и др./. Токсикологическая химия, задачи и перспективы развития.

Характеристика отдельных этапов

Период до н.э.Первые сведения об использовании ядов животных и расте¬ний для лечения раненных на войне или охоте можно обна¬ружить в древних рукописях. Один из древнеегипетских па¬пирусов (около 1500 г. до н.э.) содержит информацию о применении опиума, соединений свинца, меди и сурьмы. В трудах Гиппократа (460-370 г. до н.э.) при описании лече¬ния отравлений можно найти черты зарождающейся клини¬ческой токсикологии. Первое описание ядовитых растений содержится в трудах Теофраста (372-287 г. до н.э.), ученика Аристотеля (384—322 г. до н.э.)

1 век н.э. Военный врач Диоскорид, служивший при дворе римского императора Нерона (37—68), первым попытался классифи¬цировать яды, разделив их на животные, растительные и ми¬неральные («De material medica»). 16 столетий его сочинение было непревзойденным учебником по врачеванию

5-15 в.В 758 г. в Багдаде открылась первая аптека и алхимики Вос¬тока изобрели водяную баню и перегонный куб, получили азотную и соляную кислоты, хлорную известь и спирт. Май-монид (1135—1204) написал трактат о лечении отравлений, вызванных укусами насекомых, змей и бешеных собак («Яды и их противоядия», 1198). Он впервые описал причину сни¬жения активности ядовитого вещества, уменьшение его вса¬сывания в кишечнике после приема пищи (молока, масла)

14-16в.В период Возрождения супруга короля Франции Генриха Второго (1533—1558) Екатерина Медичи контролировала приготовление ядовитых смесей, скрупулезно фиксируя момент наступления токсического воздействия, наблюдала за эффективностью комбинации различных ядов, а также за жалобами жертв (симптомами отравления). Парацельс (Теофраст фон Гогенгейм, 1493—1541), основоположник ятрохимии, разработал свою классификацию болезней и факторов, влияющих на здоровье человека (в современном понимании — отравляющих веществ и возбудителей ин¬фекций). Ему принадлежит высказывание: «Все есть яд, одна лишь доза делает вещество или ядом, или лекарст¬вом». В своих сочинениях он впервые пытался связать бо¬лезни рудокопов и литейщиков с профессиональными от¬равлениями свинцом, ртутью, сурьмой

18 в. Благодаря классическому трактату основоположника про¬фессиональной патологии и гигиены труда Бернардино Ра-маццини (1633—1714) «О болезнях ремесленников» (1700) развивается профессиональная токсикология, все большее внимание уделяется условиям труда мануфактурных рабочих. Персиваль Потт (1786—1859), английский хирург, впервые указал на токсичность сажи и риск заболевания раком легких у трубочистов. По существу это было первое сообщение о токсичности полиароматических гидроксикарбоновых канцерогенов

XIX в.

Значительный вклад в токсикологическую химию внес немец¬кий химик Луи Левин (1850—1929), опубликовавший работы по токсичности наркотических веществ, метанола, глицери¬на, акролеина и хлороформа. Открытие механизма действия яда кураре Клодом Бернардом (1813— 1878) послужило новым этапом развития токсикологии и началом исследования меха-низмов действия различных химических веществ

Развитие судебной и токсикологической химии в России Российский ученый А.П. Нелюбин (1785—1858) описал метод минерализации при определении металлических ядов, мышьяка путем восстановления его до арсина. Он подготовил руководство «Общая и частная судебно-медицинская и полицейская химия» (1852). Ученый А.А. Иовский (1796— 1857) издал «Руководство к распознанию ядов, противоядий и важнейшему определению первых как в организме, так и вне оного посредством химических средств, названных реактивами» (1826). Ю.К. Трапп (1814—1908) опубликовал работу «Наставление к судебно-химическому исследованию» (1877). Г. Драгендорф (1836—1898), проработавший в России 32 года, издал «Судебно-химическое открытие ядов», выделив в самостоятельную дисциплину судебную химию.

Токсикологическая химия - наука, изучающая методы выделения токсических веществ из различных объектов, а также методы обнаружения и количественного определения этих веществ. Токсикологическая химия изучает законы взаимодействия живого организма и ядов. В роли яда выступает любое химическое соединение, которое, попадая в организм человека способно вызвать нарушение жизненно важных функций.

На современном этапе развития токсикологической химии перед ней ставятся следующие задачи:

1. Разработка новых и усовершенствование уже применяемых методов изолирования

, токсических веществ из соответствующих объектов.

2. Разработка эффективных методов очистки вытяжек, полученных из объектов химико-токсил. анализа..

3. Внедрение в практику химико-токсил. анализа новых чувствительных и специфических реакции и методов (хроматографии, спектроскопии и другие) обнаружения токсических веществ, выделенных из соответствующих объектов.

4. Разработка и внедрение в практику химико-токсил. анализа чувствительных методов количественного определения токсических веществ.

5. Изучение метаболизма токсических веществ в организме и разработка способов анализа метаболитов