ТОКСИКОЛОГИЯ – ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ, ОСОБЕННОСТИ ХИМИКО-ТОКС АНАЛИЗА

Токсикология – наука, изучающая свойства ядовитых веществ, вызываемые ими патологические изменения в организме, и эффективные средства для лечения и профилактики отравлений.

Судебная токсикология – раздел судебной медицины, изучающий отравления, возникающие при применении ядов для убийства и самоубийства и интоксикации, являющиеся следствием несчастных случаев.

Токсическая химия – наука, изучающая методы выделения и ядовитых веществ из различных объектов и методы их обнаружения и количественного определения. Токсическая химия относится к фармацевтическим дисциплинам.

Вопросы ТХ:

1. Разработка и совершенствование методов изолирования токсических вещества из обиологического материала.

2. Изучение методов очистки токсических вещества, выделяемых из биологического материал.

3. Разработка методов анализа токсических веществ, определение пригодности и чувствительности химических реакций для идентификации веществ, применение фармхимических методов.

4. Изучение метаболизма токсических вещест.

5. Изучение сохраняемости ЯВ и СД в трупном материале.

6. Изучение экспресс-методов определения ЯВ и СД в трупном материале.

7. Разработка методов анализа вещественных доказательств, не являющихся биологическим материалом.

Разделы ТХ.

1) Судебная химия. Задачи решаются в рамках БСМЭ. Устанавливают причины отравления на основе анализа вещественных доказательств.

Вещественные доказательства – предметы, которые служили орудием совершения преступления, сохранили следы преступления, были объектом преступления и служат средством к раскрытию преступления.

а) биологического происхождения (внутренние органы, биологические жидкости, рвотные массы, промывные воды).

б) небиологического происхождения (остатки пищи, жидкости, посуда, таблетки, одежда).

2) Химико-токсикологический анализ – совокупность научно обоснованных методов применяемых на практике, применяемых для выделения, обнаружения и количественного определения токсических веществ. Выполняется в клиниках по лечению острых отравлений. Выполняется с биологическими жидкостями лиц, находящися в состоянии острой интоксикации (кровь, моча, рвотные массы, промывные воды). Цель – диагностика причины отравления, определение эффективности методов лечения; также профилактическое значение.

3) Промышленная и санитарная химия. Связана с испытанием бытовой химии, средств от насекомых и пр.

4) Ветеринарная экспертиза. Пестициды, гербициды.

5) Пищевая токсикология. Добавки, эссенции, консерваны, красители и их сочетания.

6) Военная токсикология. Химические БАВ (производство, хранение, утилизация).

7) Лекарственная токсикология.

ОСОБЕННОСТИ ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Особенности ХТА:

1) Работа с биологическим материалом (внутренние органы, волосы, ногти).

2) Огромное разнообразие объектов исследования.

3) Необходимость выделения яда из объекта, чрезвычайно малые количества яда.

4) Учет метаболизма ТВ в организме.

5) Необходимость интерпритации результатов анализа (можно ли вещество в данных количествах вызвать отравление).

Этапы ХТА: Методы ХТА:

1. Изолирование вещества из биологического материала. Настаивание; жидкость – жидкостаная экстрация; перегонка с водяным паром; минерализация.

2. Очистка полученой вытяжки от сопутствующих (соэкстрактивных вещств). Реэкстрация, диализ (электродиализ), форез (электрофорез), возгонка, различные методы осаждения и высаливания, хроматография (колончатая, гель-хроматограяия, ТСХ).

3. Идентификация (качественный анализ).

Физические методы: тпл, ткип, растворимость, плотность (для вещественных доказательств небиологического происхождения).

Физико-химические методы: хроматография, спектральные методы (СФМ, ИК-спектр, ФЭК, ЯМР, ПМР), рефрактометрия, поляриметрия, хроматометрия, масс.

Фармакологическая проба (на алкалоиды, сердечные гликозиды).

Биохимический метод (для определения карбоксигемоглабина, метгемоглабина, активности холинэстеразы). Иммуноферментный анализ.

4) Количественное определение: физико-химические методы.

Метод	Абсолютная чувствительность в граммах
Полярография	10-7-10-6
СФМ	10-7-10-6
Колориметрия	10-7-10-6
ТСХ	10-7-10-6
Бумажная хроматография	10-7-10-6
ГЖХ с детектором ДИП	10-9-10-8
ГЖХ с детектором ДЭЗ	10-10-10-9
ВЖХ с УФ детектором	10-7-10-6
ВЖХ с флюоресцирующим детектором	10-9-10-8
Иммуноферментный анализ	10-11-10-10
Радиоизотопный метод	10-12-10-11
Цветные реакции	10-6-10-5

ОРГАНИЗАЦИЯ СУДЕБНО – ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

Организация судебно-медицинской службы.

Судебно-медицинская служба – единая государственная служба в системе 30, служит целям и задачам правосудия. Деятельность направлена на содействие учреждениям 30, улучшение качества медицинской помощи и проведения профилактических мероприятий. Осуществляется в рамках действующего законодательства РФ.

БСМЭ находится в ведении МЗиСР.

Существует должность «главный суд-мед эксперт РФ». При нем организуется экспертизный совет. Цель деятельности: координация научно-исследовательской деятельности, унификация методик, решение проблем организации экспертной практики, сертификация сотрудников. В состав совета входят представители СМЭ, кафедры судебной медицины, представители МВС, генеральной прокуратуры.

Российский центр СМЭ – находится в ведении МЗ, осуществляет организацонно-методическое руководство БСМО различных уровней. Центр осуществляет разработку стратегии развития службы, практическое решение задач, сбор и обработку статистической информации, разработку методических рекомендаций и различных руководств по развитию суд-мед службы. Ежегодно предоставляется отчет в МЗ.

Начальник БСМЭ является главным суд-мед экспертом города, области и т.д., он освобождается и назначается комитетом здравоохранения.

БСМЭ должен иметь лицензию на право заниматься суд-мед деятельностью. Комитет по наркоконтролю выполняет надзирающую функцию.

131-ый приказ МЗ РФ от 98 г. «О мерах по совершенствованию СМЭ».

161-ый приказ МЗ от 2003 года «Об утверждении инструкций по организации и производству экспертных исследований в БСМЭ.

Структура БСМЭ:

1. Отдел освидетельствования живых лиц.

2. Отдел СМЭ трупов с гистологическим отделом (морг).

3. Организационно-методический отдел. Отделения: внедрение новой техники, программного и материального обеспечения.

4. Отдел сложных экспертиз.

5. Отдел СМЭ вещественных доказательств. Отделения и лаборатории: судебно-биологическая, судебно-химическая, судебно-биохимическая, судебно-бактериологическая, медико-криминалогическая, спектральная лаборатория, лаборатория суд-мед молекулярно-генетических исследований.

6. Административно-хозяйственный аппарат. Каждый отдел возглавляет заведующий.

Виды работ суд-хим отдела:

1) Суд-мед экспертиза. По постановлению лица, производившего дознание (следователь, прокуратура, постановление суда). Объекты исследования: вещ. доки.

2) Судебно-химическое исследование. Производится по письменному мотивированному поручению органов дознания с целью выявления причин по возбуждению уголовного дела. Объекты: объекты судебно-химического исследования.

3) Химико-криминалистическая экспертиза. По направлению суда, следователя, прокуратуры. Объекты: вещ. доки небиологического происхождения.

Эксперт несет ответственность за выполненную им экспертизу, обязан проводить экспертизу на современном уровне в определенные сроки. Несет ответственность за сохранность всех объектов, поступивших на исследование (регулируется в журналах). Порядок получения, хранения и уничтожения регламентируется некоторыми нормативными актами. Результаты исследования оформляются в виде акта суд-мед исследования, которое содержит: обстоятельства дела, описание объектов, описание проведенных исследований, вывод. Прилагаются хроматограммы, спектры.

Нормативные документы:

Приказ 330 МЗ РФ от 97 года –

ПП РФ №681 от 98 года – содержит 4 списка веществ.

ФЗ №86 – определения всем видам деятельности, связанным с оборотом НС.

БСМЭ должен иметь лицензию на право работы с НС

ФЗ №73 от 03 «О судебно-экспертной деятельности в РФ».

Статьи УПК

Порядок оказания помощи при острых отравлениях

Отделения центов по лечению ОО:

1. Реанимация

2. Токсикологический отдел.

3. Биохимическая лаборатория.

4. Токсикологическая лаборатория.

Большая роль наркодиспансеров, при которых организованы химико-токсические лаборатории, которые занимаются диагностикой отравлений.

Приказ №289 от 98 года «Об аналитической диагностике НС, психотропных и др. токсических веществ в организме человека» содержит: правила по забору проб на обнаружение алкоголя, НС, ТВ; перечень оборудования, материалов, реактивов; содержит программу повышения квалификации для врачей-лаборантов.

ЯДЫ И ОТРАВЛЕНИЯ. ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Классификация отравлений:

I. По клинической картине.

1. Острые - при однократном поступлении завышенной дозы ТВ, нарастание симптомов отравления, симптомы ярко выраженные.

Может заканчиваться смертью в течение нескольких минут, часов, суток.

2. Хронические – при длительном прерывистом поступлении небольших доз ТВ, способного к кумуляции. Характеризуется неярко выраженной картиной отравления и длительным течением.

II. По тяжести отравления.

1. Легкой степени.

2. Средней степени.

3. Тяжелой

4. Крайне тяжелой.

5. Смертельные.

Степени отравления зависят от выраженности клинических симптомов и в меньшей степени от величины принятой дозы. Развитие осложнений ухудшает прогноз течения отравлений.

III. По причине и месту отравления

1. Случайные

а) бытовые (происходят дома, в медицинских учреждениях: неправильный прием средств, неправильный путь ввода, неправильная доза)

б) производственные (возникают на производствах при нарушении ТБ, при авариях). Бывают острые и хронические.

2. преднамеренные.

а) Криминальные – умышленное отравление с целью убийства или приведения в бессознательное состояние.

б) Суицидальные.

IV. По источнику ТВ.

1. Биологический источник. При укусах змей, яд насекомых.

2. Пищевые.

а) Химические – при попадании в пищу ЯВ, растворителей.

б) инфекционные. При попадании в пищу бактерий или бактериальных токсинов.

V. По происхождению яда

1. Растительного.

2. Животного происхождения.

3. Синтетические вещества.

VI.

1. Экзогенные – поступление яда извне.

2. Эндогенные – при нарушении метаболизма (сахарный диабет).

VII По пути поступления яда

1. Ингаляционные

2. Пероральные

3. Перкутальные

4. Ректальные

5. Парэнтерельные

6. Внутриутробные.

Классификация ядов

I. Общая

1. По химической природе.

а) Неорганические (ТМ, HCN, соли).

б) Органические (ЛП, Алкалоиды)

в) Элементорганические (яды-химикаты).

2. По происхождению

а) Растительные

б) Животные

в) Синтетические

3. По применению яда

а) Ядохимикаты (P, Hg-органика)

б) Промышленные яды (растворители).

в) ЛВ

г) Бытовые яды (средства бытовой химии, моющие средства)

д) Боевые отравляющие вещества

4. Гигиеническая оценка (по степени опасности). Критерий – ПДК, смертельная доза.

а) Чрезвычайно токсичные – первый класс токсичности. ПДК<1 мг/м3 воздуха.

б) Высоко токсичные. ПДК<10 мг/м3 воздуха.

в) Умеренно токсичные. ПДК<100 мг/м3 воздуха.

г) Малотоксичные. ПДК>100 мг/м3 воздуха.

5. Токсикологическая. По характеру воздействия на организм.

а) Нервно-паралитические. Удушье, судороги, паралич. БОВ, фтор-органика, никотин, анабазин.

б) Кожно-резорбтивного действия. Некоторые изменений слизистой кожи на месте первичного контакта + общее отравление. Уксусная кислота, хлорсодержащие ядохимикаты, органические соединения мышьяка, ртути.

в) Яды слезоточивого действия. Они же ирританты. В незначительных концентрациях – избирательное раздражение слизистой глаза, ВДП. Пары крепких кислот, щелочей, хлорпикрин.

г) Яды общетоксического действия. Судороги, паралич, отек головного мозга. HCN, CO, этанол, суррогаты этанола.

д) Яды психического действия. Нарушение психической активности, сознания. Наркотики, БОВ.

II. Специальная.

1. По механизму токсического действия.

а) По патохимическому действию различают. Яды – структурные аналоги ферментов, гормонов, или яды, избирательно воздействующие с ними. Это фосфор-органика.

б) По патофизиологическому действию.

- Едкие яды (щелочи, кислоты, ртуть-органика)

- Резорбтивного действия. Действуют после всасывания.

- Яды крови – бензол, нитробензол, CO, HCN.

- Деструктивные яды – дистрофия и некроз внутренних органов.

- Функциональные яды – изменение функций органа без видимых морфологических изменений.

в) По избирательности токсичности.

- Избирательно на ЦНС

- Яды печени

- Яды почек

г) По методам изолирования.

Токсикокинетика – наука, изучающая процессы всасывания, распространения, биотрансформации и выделения ТВ в организме человека.

Перкутанный путь – через кожу, пот, кожное сало и т.п.

Пероральный путь – ЖКТ, печень, желчь, кишечник, кал.

Ингаляционный путь – легкие, выдыхаемый воздух.

Парентеральный путь – сразу в кровь (в кровь ТВ также попадает любым другим путем).

ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЯДОВ В ОРГАНИЗМ, ТОКСИКОКИНЕТИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

1. Ингаляционные.

Вещества в газообразном, парообразном или пылеобразном состоянии. Вещества быстро поступают в кровь, что связано с большим легочных альвеол (100-150 м3), хорошим кровообращением, отсутствием условий для депонирования. Хлорированные углеводороды, спирты. HCN, соединения фосфора, мышьяка, тяжелые металлы.

Крупные частицы (до 10 мкм) задерживаются в верхних дыхательных путях и выводятся с мокротой. 1-2 мкм поступают в легкие, всасываются и поступают в кровь. Частично со слюной могут попадать в ЖКТ.

2. Пероральный.

Яд начинает всасываться в полости рта (цианиды, никтон, этанол, нитроглицерин), потом в желудке, кишечнике. Скорость поступления зависит от физико-химических свойств. В желудке человека рН=1, следовательно, всасываются вещества кислой природы (находятся в неионизированном состоянии) и ряд липофильных соединений. Частично вещества сорбируются пищевыми массами, что уменьшает всасывание. В тонком кишечнике рН=5-7, всасываются вещества основной природы (они находятся в неионизированном состоянии) и жирорастворимые соединения. Трудно всасываются прочные комплексы ТВ с белками (редкоземельные металлы).

3. Перкутанный.

Не является основным путем отравления. Сочетается с другими путями. Всасываются липофильные соединения. Гидрофильные соединения в небольших количествах в случае, если они образуют с жировым покровом жирорастворимые комплексы.

Пути поступления: через эпидермис, волосяные фолликулы, протоки сальных желез.

Никотин, тетраэтилсвинец, хлорированные ядохимикаты. При механическом повреждении кожи усиливается поступление яда.

4. Парентерально.

Быстрое нарастание концентрации ТВ в крови, быстро нарастают симптомы отравления.

5. Внутриполостные (ректальный, внутривагинальный).

Обильное кровоснабжение  быстрое всасывание  эффект сопоставим с парентеральным введением.

Распределение яда.

ТВ и метаболиты транспортируются кровью, в основном ТВ образуют комплексы с белками (альбуминаты), связи непрочные, ионные, водородные. Иногда – прочные соединения: ТМ ковалентно связываются с белками.

Некоторые соединения, циркулируя в крови, взаимодействуют с эритроцитами (мышьяк, свинец). Неэлектролиты находятся в жидкофазной части крови и образуют прочные комплексы с белками, что замедляет всасывание в органы.

Распределение яда в организме зависит от кровоснабжения органа и физико-химических свойств яда. Липофильные соединения хорошо проникают через биологические мембраны, медленно всасываются, медленно метаболизируют, накапливаются в органах богатых жировой тканью (почки, печень, оболочки мозга).

Гидрофильные – циркулируют в крови, избирательно накапливаются в органах, имеющих большое сродство к яду. Костный мозг – Pb, Ba, F, бензол. Кожа – Ag, Au.

Локализация яда зависит от характера отравления. Острое отравление мышьяком – желудок. Хроническое – волосы, ногти.

Это необходимо знать для правильного забора яда и правильного выбора метода изолирования ТВ.

Выведение яда. Пути выведения:

1. Почки.

Выводят водорастворимые соединения и водорастворимые метаболиты липофильных веществ. На интенсивность введения большое влияние оказывает рН мочи, рН>7 – выводятся кислые соединения. Меньше семи – основные.

Прочный комплекс белок-ТВ с мочой не выводится.

2. Печень

Происходит метаболизм большинства ТВ. Эти метаболиты с желчью поступают в кишечник, дальше через просвет кишечника с калом, или вновь всасываются в кровь и выводятся с мочой.

3. Легкие.

Выводят газообразные парообразные вещества. До 5% этанола.

4. Кожа.

Через протоки сальных, потовых желез. Выводят ТМ, Br, I.

5. Молоко.

Этанол, барбитураты, кофеин, пестициды.

Путь ТВ в организме проходит через биологические мембраны.

Биологические мембраны – подвижные структуры, образованные белково-ферментными комплексами и обладающие различной проницаемостью для соединений.

Теория Доусона-Даниэля:

Основные пути поступления в клетку:

1. По закону диффузии (нейтральные молекулы, липофильные соединения).

2. Активная диффузия. Мембрана имеет определенные ферментные структуры, с помощью которых происходит перенос вещества через мембрану без затраты энергии (по градиенту концентрации).

3. Активный транспорт с затратой энергии. Идет образование комплексов фермент+вещество с затратой энергии АТФ. перенос вещества против градиента концентрации.

4. Фильтрация. Мембрана имеет пористую структуру. Таким образом, проникает вода, анионы, низкомолекулярные неэлектролиты.

5. Пиноцитоз. Характерен для крупных молекул.

Токсикокинетические константы.

Токсикокинетическая модель развития отравления:

1. Одночасная (для сосудистого пути поступления яда). Введение – кровь – выведение.

2. Двучасная система (для внесосудистого поступления). Введение – ткань – кровь – выведение.

α-фаза – фаза резорбции, всасывания и распределения. β-фаза – фаза элиминирования (биотрансформации и выведения).

Объем распределения (Vд) – условный объем жидкости, необходимый для распределения всей дозы (Д) ТВ до концентрации (Co), обнаруживаемой в крови в момент исследования. Эта константа характеризует степень захвата препарата тканями из крови.

Период полуэлиминации T1/2 – время элиминации из организма половины введенной и всосавшейся дозы ТВ,

Константа скорости элиминации – характеризует скорость исчезновения ТВ из организма путем элиминации или биотрансформации.

Клиренс (Cl л/мин) – характеризует скорость очищения организма от ТВ, соответствует условно той части объема распределения, который очистился от ТВ в единицу времени.

Cl = Vd • Kэ

Константа позволяет дать рекомендации по дозированию, определить эффективность методов детоксикации, позволяет рассчитать дозу применяемого вещества, определить время выведения яда и путь поступления.

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ СИМПТОМЫ ПРИ ОСТРЫХ ОТРАВЛЕНИЯХ, МЕТОДЫ ДЕТОКСИКАЦИИ

Диагностика острых отравлений:

1. Анамнез – сбор сведений, беседа с пострадавшим, результаты осмотра места происшествия, беседа со свидетелями, с бригадой скорой помощи.

2. Данные лабораторных исследований (химической, химико-токсикологической).

3. Результаты суд-мед исследования (вскрытие).

Симптомы:

1. Поражение ЦНС

- Возбуждение – повышенная двигательная и речевая активность, судороги. Атропин, алкогольная горячка).

- Угнетение сознания – сонливость, вялость, потеря сознания, кома.

- Поражение зрительного нерва – расширение зрачка или его сужение.

2. Поражение ССС.

- Сердце – тахикардия, аритмии, нарушение проводимости, остановка сердца.

- Сосуды – сужение сосудов, повышение давления; расширение сосудов, понижение давления; цианоз, одышка.

3. Поражение дыхательной системы

- Нарушение газообмена в легких – нарушение транспорта газа в кровь. Цианоз, нарушение частоты, глубины дыхания. Воспаление, отек легких.

4. Поражение почек, печени.

- Поражение почек – белок в моче, уремия, анурия (этиленгликоль)

- Поражение печени – гепатиты, циррозы, увеличение размеров печени, болезненность.

5. Поражение крови

- Изменение состава гемоглобина. Образование карбоксиHb (CO), цианоHb (HCN), метHg (NO2)

6. Нарушение кислотного равновесия.

- Алкалоз (отравление NH3, OH-).

- Ацидоз (отравление кислотами, спиртами).

7. Экзотоксический шок.

- Нарушение ритма сердца, изменение давления, потеря сознания, одышка, ацидоз/алкалоз.