1.1+ Предмет общей токсикологии, задачи, основные понятия и терминология. кратко

Токсикология (греч. toxicon – яд, logos – учение) наука о потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосистемы, о реакции живых существ на контакт с химическими агентами.

Токсикология является фундаментальной наукой, которая решает широкий круг задач с привлечением методов исследований смежных и естественных наук, таких как биохимия, физиология, иммунология, генетика, общая химия, органическая химия и пр.

Внастоящее время в токсикологии существуют три основных направления: экспериментальнотеоретическое, профилактическое и клиническое.

Первое направление изучает основные закономерности взаимодействия вещества с биологическими объектами. Сюда входят такие разделы научных исследований: токсикодинамика, токсикокинетика и токсикометрия. Эти разделы изучают основные законы взаимодействия организма и ядов, пути поступления и этапы превращения ядов в организм и пути их выведения.

Второе – занимается предупреждением потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы. Включает в себя коммунальный, пищевой, промышленный, сельскохозяйственный и бытовой разделы. Они решают проблемы определения степени опасности и способы предотвращения и защиты от токсического воздействия химических веществ в окружающей человека среде.

Третье направление токсикологии исследует заболевания, возникающие при воздействии химических веществ окружающей среды на человека. В этом направлении выделяют следующие разделы: токсикология острых химических отравлений, токсикология хронических химических отравлений, наркологическая токсикология, лекарственная токсикология, учение о действии синтетических материалов (имплантантов). Эти разделы изучают заболевания химической этиологии, т.е. химические болезни человека, возникающие вследствие токсического влияния химических соединений окружающей его среды.

Кроме трех вышеуказанных направлений имеется специальное направление, которое включает в себя следующие разделы: военная токсикология, авиационно-космическая и судебно-медицинская. Эти разделы изучают отравления людей и животных в особых условиях.

Впоследнее время появилось новое направление - экологическая токсикология, которая изучает действие ядов на живые объекты, популяции и экосистемы, а также их связи.

Структура современной токсикологии представлена на схеме 1.

Схема 1.

Современная токсикология.

Понятие «отравление» неразрывно связано с представлением о яде. Ядами называются вещества растительного, животного и минерального происхождения или продукты химического синтеза, способные при воздействии на живой организм вызвать острое или хроническое отравление.

В соответствии с принятой терминологией отравлением называют те интоксикации, которые вызваны “экзогенными” ядами, поступившими в организм из вне, классификация отравления по причине их возникновения подразделяются на случайные и преднамеренные.

Чаще токсическое действие оказывает чуждые живому организму вещества-ксенобиотики. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Некоторые вещества, находясь в определенном количестве и состоянии в среде обитания или внутренней среде организма человека и животных, составляют обязательные условия их существования, например микроэлементы (кадмий, ртуть, кобальт, литий и пр.)

Основные принципы классификации ядов представлены на схеме 2.

Схема 2.

Взаимодействие яда с организмом изучается в двух аспектах: как влияет яд на организм, и что происходит с веществом в организме. На первый вопрос можно ответить при изучении токсикодинамики, а на второй токсикокинетики вещества. Именно поэтому, в основе общей токсикологии лежит учение о движении токсических веществ в организме, пути поступления, распределения, метоболическое превращение (биотрансформация). Второй задачей токсикологии является определение зоны токсического действия химического вещества (токсикометрия). Третья задача общей токсикологии – изучение клинических и патоморфологических признаков отравления при различных путях поступления яда в организм.

Яды поступают в организм различными путями (через дыхательные органы, кожные покровы или пищеварительный тракт). Яд является достаточно условным понятием. Парацельс – врач эпохи

Возрождения (1493 –1541) высказывал мысль: Все есть яд, и ничего не лишено ядовитости . Иначе говоря, одно и то же вещество может быть ядом, лекарством и необходимым для жизни средством. Это зависит от его качества, количества и условий взаимодействия с организмом.

Действие веществ на организм зависит от многих условий: дозы поступившей в организм, времени воздействия (экспозиции), содержания в окружающей среде, состояния самого организма и условий окружающей среды.

Эффект от вредного влияния веществ определяется не только свойствами самого вещества, но и состоянием биологических объектов. По уровню осложнения организации элементов окружающей среды они располагаются в следующем порядке:

Макромолекулы органеллы клетки органы организмы популяции экосистемы. Каждый биологический объект находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой и характеризуется относительным постоянством и устойчивостью основных физиологических функций. Способность биологического объекта к авторегуляции при изменении окружающей среды называется гомеостазом. Биологический объект является открытой системой, а гомеостаз находится в динамическом равновесии с окружающей средой. Поэтому авторегуляция представляет собой динамическое состояние

открытой системы подверженной биологическому ритму.

При воздействии вредных веществ на объект происходит нарушение гомеостаза, глубина которого зависит от степени его воздействия, однако при малых воздействиях нарушение его не происходит. Характер ответной реакции на воздействие факторов внешней среды неодинаков у человека и различных видов животных. Существенные различия имеют обменные процессы, метаболизм и детоксикация веществ в организме.

Различают два подхода к выяснению сравнительной чувствительности человека и животных к химическим агентам: выбор адекватной модели для изучения действия нового химического вещества и выяснение количественных соотношений в чувствительности человека и животных к данному яду. Из-за отсутствия животных идентичных человеку по всем физиологическим и биохимическим показателям, в каждом случае выбирают животных с учетом особенностей биологической активности яда и сходства биохимических реакций животных и человека.

Плодотворной оказалась идея П. Эрлиха о существовании высокой специфичности первичной реакции взаимодействия яда и клетки, когда яд вмешивается в процессы обмена веществ благодаря своему структурному сходству с тем или иным метаболитом, медиатором, гормоном и пр. Именно в этих случаях можно говорить о взаимодействии между ядом и рецептором как об отношении, напоминающем «ключ к замку» по Эрлиху. Эта идея послужила толчком к развитию химиотерапии, основанной на подборе лекарств по их «избирательной токсичности» для определенных структур организма, отличающихся специфическими, цитологическими и биохимическими признаками.

Для клинической токсикологии большое значение имеет обратимость связи яда с рецептором. Большинство токсических веществ непрочно связываются с рецепторами и их можно «отмыть».

Считают, что ковалентные связи ядов (препараты мышьяка, ртути и сурьмы) с рецепторами прочные и труднообратимые.

Большинство известных в настоящее время токсических веществ и лекарственных средств взаимодействуют с рецептором за счет более лабильных, легко разрушающихся связей – ионных, водородных, ван-дер-ваальсовых, что дает возможность их успешного «отмывания» и удаления из организма. В таблице 1 отражены характеристики различных вариантов связей яда с рецептором.

Таблица 1. Характеристика связи яда с рецептором