Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое токсикология, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое токсикология , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Токсикология.
Токсиколо́гия (от греч. τοξικος — яд и λογος — наука, то есть τοξικολογία — наука о ядах) — область медицины, изучающая ядовитые (токсичные) вещества, потенциальную опасность их воздействия на организмы и экосистемы, механизмы токсического действия, а также методы диагностики, профилактики и лечения развивающихся вследствие такого воздействия заболеваний .
Ведущими задачами в токсикологии является установление токсических доз веществ на различные организмы, прежде всего на человека; раскрытие механизмов действия веществ в токсических дозах, их метаболизма, в том числе исследования генотоксичности, намеренной или непредумышленной ятрогенной терратогенности, эмбриотоксичности, а также канцерогенности ксенобиотиков, определение источников контаминации токсинами различных объектов, токсикологическая оценка новых лекарственных средств, изучение токсикокинетики и токсикодинамики токсинов.
Раздел токсикологии, решающий проблемы выявления основных законов взаимодействия организма и ядов, их токсикокинетики и токсикодинамики.Клиническая токсикология
Раздел токсикологии, исследующий заболевания человека, возникающие вследствие токсического влияния химических соединений с целью научного обоснования методов диагностики, профилактики и терапии отравлений.
Раздел токсикологии, изучающий способы предупреждения потенциальной опасности воздействия токсичных веществ на живые организмы и экосистемы.
Наука, изучающая эффекты воздействия токсичных веществ и токсичных продуктов трансформации прочих веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере, их влияние на организмы животных и человека, в особенности в пищевых цепях.
Судебная токсикология — отрасль судебной медицины, изучающая отравления в целях убийства, самоубийства или возникающие в результате несчастных случаев на производстве и в быту.
Военная токсикология — направление, связанное с изучением отравляющих веществ, предназначенных или используемых в условиях военных действий. Ее основная задача — разработка средств и методов защиты человека от боевых отравляющих веществ (БОВ).
Фолио из Калпастханы ( глава Дундхубхисвания ), из рукописи Сушрутасамхита , Непал, 878 г. н.э.
Самый ранний трактат, посвященный общему изучению растительных и животных ядов, включая их классификацию, распознавание и лечение их воздействия, — это « Калпастхана» , один из основных разделов « Сушрутасамхиты» , санскритского произведения, написанного до ок. 300 г. н.э. и, возможно, частично еще в IV веке до н.э. [ 4 ] [ 5 ] « Калпастхана» оказала влияние на многие более поздние санскритские медицинские труды и была переведена на арабский и другие языки, повлияв на Юго-Восточную Азию, Ближний Восток, Тибет и, в конечном итоге, на Европу. [ 6 ] [ 7 ]
Диоскорид , греческий врач при дворе римского императора Нерона , предпринял одну из первых попыток классифицировать растения по их токсическому и терапевтическому действию. [ 8 ] В произведении, приписываемом автору X века Ибн Вахшийе , «Книга о ядах» , описываются различные токсичные вещества и ядовитые рецепты, которые можно изготовить с помощью магии . [ 9 ] В XII веке еврейский врач Маймонид написал «Китаб ас-Сумум ва-ль-Мутахарриз мин аль-Адвия аль-Каттала» («Книга о ядах и тот, кто остерегается смертельных лекарств»), в которой обсуждалось лечение отравлений. [ 10 ] В поэтическом произведении XIV века на языке каннада, приписываемом джайнскому принцу Мангарасе, «Кхагендра Мани Дарпана» , описываются несколько ядовитых растений. [ 11 ]
Литография Матье Орфила
Швейцарский врач XVI века Парацельс считается «отцом» современной токсикологии благодаря своему строгому (для того времени) подходу к пониманию воздействия веществ на организм. [ 12 ] Ему приписывают классический токсикологический принцип: « Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist. », что переводится как: «Все вещи ядовиты, и ничто не лишено яда; только доза делает вещь неядовитой». Часто это сокращается до: « Доза делает яд » или на латыни «Sola dosis facit venenum». [ 13 ] : 30
Матье Орфила также считается современным отцом токсикологии, впервые формально изложив эту тему в 1813 году в своем «Трактате о ядах» , также известном как «Общая токсикология» . [ 14 ]
В 1850 году Жан Стас стал первым человеком, которому удалось успешно выделить растительные яды из тканей человека. Это позволило ему идентифицировать использование никотина в качестве яда в деле об убийстве Бокарме, предоставив доказательства, необходимые для осуждения бельгийского графа Ипполита Висарта де Бокарме за убийство своего зятя. [ 15 ]
В современную эпоху регулирующий надзор в области токсикологии перешел к специализированным правительственным и международным органам, включая Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ), которые обеспечивают соблюдение стандартизированных протоколов для оценки химических рисков в пищевых продуктах, лекарствах и окружающей среде. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Опираясь на основополагающий принцип «доза-ответ» Парацельса, эти агентства руководят оценкой безопасности на основе фактических данных посредством многоуровневых исследований токсичности и интерпретации данных. «Красная книга 2000» FDA является примером этой продолжающейся эволюции, служа ключевым руководящим документом по токсикологическим принципам оценки пищевых добавок и ингредиентов, обеспечивая защиту общественного здоровья в соответствии с современной научной строгостью. [ 16 ]
Цель оценки токсичности — выявление неблагоприятных эффектов вещества. [ 17 ] Неблагоприятные эффекты зависят от двух основных факторов: i) пути воздействия (пероральный, ингаляционный или кожный) и ii) дозы (длительность и концентрация воздействия). Для изучения дозы вещества тестируются как в острых, так и в хронических моделях. [ 18 ] Как правило, проводятся различные серии экспериментов для определения того, вызывает ли вещество рак, и для изучения других форм токсичности. [ 18 ]
Факторы, влияющие на химическую токсичность: [ 13 ]
Дисциплина доказательной токсикологии стремится к прозрачной, последовательной и объективной оценке имеющихся научных данных для ответа на вопросы токсикологии [ 19 ] , изучающей неблагоприятное воздействие химических, физических или биологических агентов на живые организмы и окружающую среду, включая предотвращение и смягчение таких воздействий [ 20 ] . Доказательная токсикология потенциально может решить проблемы, волнующие токсикологическое сообщество, связанные с ограничениями существующих подходов к оценке состояния науки [ 21 ] [ 22 ] . К ним относятся проблемы, связанные с прозрачностью принятия решений, синтезом различных типов доказательств и оценкой предвзятости и достоверности [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] . Доказательная токсикология уходит корнями в более широкое движение к практике, основанной на доказательствах .
Эксперименты по изучению токсичности могут проводиться in vivo (с использованием целого животного) или in vitro (тестирование на изолированных клетках или тканях), или in silico (в компьютерном моделировании). [ 26 ]
Классическим экспериментальным инструментом токсикологии является тестирование на животных. [ 13 ] Примерами модельных организмов являются Galleria mellonella [ 27 ] , которая может заменить мелких млекопитающих, данио рерио ( Danio rerio ), которые позволяют изучать токсикологию на низших позвоночных in vivo [ 28 ] [ 29 ] и Caenorhabditis elegans [ 30 ] . По состоянию на 2014 год такое тестирование на животных предоставляет информацию, недоступную другими способами, о том, как вещества функционируют в живом организме. [ 31 ] Использование животных для токсикологических исследований вызывает возражения у некоторых организаций по соображениям защиты животных, и в некоторых регионах оно ограничено или запрещено при определенных обстоятельствах, например, тестирование косметики в Европейском Союзе. [ 32 ]
Хотя тестирование на животных моделях остается методом оценки воздействия на человека, существуют как этические, так и технические проблемы, связанные с тестированием на животных. [ 33 ]
Начиная с конца 1950-х годов, в области токсикологии стремятся сократить или полностью исключить тестирование на животных в рамках концепции « трех R »: сократить количество экспериментов на животных до минимально необходимого; усовершенствовать эксперименты, чтобы они причиняли меньше страданий, и заменить эксперименты in vivo другими типами или использовать более простые формы жизни, когда это возможно. [ 34 ] [ 35 ] Историческое развитие альтернативных методов тестирования в токсикологии было опубликовано Баллсом. [ 36 ]
Компьютерное моделирование является примером альтернативного метода токсикологического тестирования in vitro ; с помощью компьютерных моделей химических веществ и белков можно определить взаимосвязь структуры и активности , а также выявить химические структуры, которые, вероятно, будут связываться с белками, выполняющими важные функции, и взаимодействовать с ними. [ 37 ] Эта работа требует экспертных знаний в области молекулярного моделирования и статистики, а также экспертной оценки в области химии, биологии и токсикологии. [ 37 ]
В 2007 году американская неправительственная организация Национальная академия наук опубликовала доклад под названием «Тестирование токсичности в XXI веке: видение и стратегия», который начинался с заявления: «Изменения часто связаны с поворотным событием, которое опирается на предыдущую историю и открывает дверь в новую эру. К поворотным событиям в науке относятся открытие пенициллина, расшифровка двойной спирали ДНК и разработка компьютеров. ... Тестирование токсичности приближается к такому научному поворотному моменту. Оно готово воспользоваться преимуществами революций в биологии и биотехнологии. Достижения в токсикогеномике, биоинформатике, системной биологии, эпигенетике и вычислительной токсикологии могут трансформировать тестирование токсичности из системы, основанной на тестировании целых животных, в систему, основанную в основном на методах in vitro, которые оценивают изменения в биологических процессах с использованием клеток, клеточных линий или клеточных компонентов, предпочтительно человеческого происхождения». [ 38 ] По состоянию на 2014 год это видение все еще не было реализовано. [ 31 ] [ 39 ]
Агентство по охране окружающей среды США в рамках программы ToxCast (часть информационной панели CompTox Chemicals ) изучило 1065 химических веществ и лекарственных препаратов, используя моделирование на основе диоксида кремния и анализ на основе плюрипотентных стволовых клеток человека для прогнозирования интоксикации in vivo на основе изменений клеточного метаболизма после воздействия химических веществ. Основные результаты анализа набора данных ToxCast_STM, опубликованного в 2020 году, включают: (1) 19% из 1065 химических веществ дали прогноз токсичности для развития , (2) эффективность анализа достигла точности 79–82% с высокой специфичностью (> 84%), но умеренной чувствительностью (< 67%) по сравнению с моделями пренатальной токсичности для развития человека на животных in vivo , (3) чувствительность улучшилась по мере применения более строгих требований к весам доказательств в исследованиях на животных, и (4) статистический анализ наиболее эффективных химических веществ, воздействующих на конкретные биохимические мишени в ToxCast, выявил положительные и отрицательные ассоциации с ответом STM, что дает представление о механистических основах целевого конечного показателя и его биологической области. [ 40 ]
В некоторых случаях отказ от исследований на животных был предписан законом или нормативным актом; Европейский союз (ЕС) запретил использование тестирования на животных для косметики в 2013 году. [ 41 ]
Большинство химических веществ демонстрируют классическую кривую зависимости доза-эффект – при низкой дозе (ниже порогового значения) никакого эффекта не наблюдается. [ 13 ] : 80 Некоторые демонстрируют явление, известное как достаточное воздействие – небольшое воздействие приводит к тому, что животные «растут быстрее, имеют лучший общий внешний вид и качество шерсти, имеют меньше опухолей и живут дольше, чем контрольные животные». [ 42 ] Для некоторых химических веществ не существует четко определенного безопасного уровня воздействия. К ним относятся с особой осторожностью. Некоторые химические вещества подвержены биоаккумуляции, поскольку они хранятся в организме, а не выводятся из него; [ 13 ] : 85–90 им также уделяется особое внимание.
Для описания токсических доз в зависимости от степени воздействия на организм или популяцию обычно используются различные показатели, некоторые из которых определены конкретными законами или организационными нормами. К ним относятся:
Токсиколог — это ученый или медицинский работник, специализирующийся на изучении химических веществ с целью определения их вредности для живых организмов. [ 54 ] Они могут анализировать симптомы, механизмы, методы лечения и обнаружение ядов и токсинов , особенно отравлений людей. Существует несколько типов токсикологов , включая медицинских, академических и некоммерческих. [ 55 ] [ 56 ]
Для работы токсикологом необходимо получить степень в области токсикологии или смежной области, такой как биология , химия , фармакология или биохимия . [ 57 ] [ 54 ] [ 58 ] Программы бакалавриата по токсикологии охватывают химический состав токсинов и их воздействие на биохимию, физиологию и экологию. После завершения вводных курсов по биологическим наукам студенты обычно записываются в лаборатории и применяют принципы токсикологии в исследованиях и других областях. Студенты старших курсов углубляются в конкретные сектора, такие как фармацевтическая промышленность или правоохранительные органы, которые применяют методы токсикологии в своей работе. Общество токсикологии (SOT) рекомендует студентам высших учебных заведений, не предлагающих степень бакалавра по токсикологии, рассмотреть возможность получения степени в области биологии или химии. Кроме того, SOT советует будущим токсикологам пройти курсы статистики и математики, а также получить лабораторный опыт посредством лабораторных занятий, студенческих исследовательских проектов и стажировок. В США врачи-токсикологи проходят ординатуру по таким направлениям, как неотложная медицина, педиатрия или внутренняя медицина, затем стажировку по медицинской токсикологии и в конечном итоге получают сертификат Американского колледжа медицинской токсикологии (ACMT). [ 59 ]
Токсикологи выполняют множество различных обязанностей, включая исследования в академической, некоммерческой и промышленной сферах, оценку безопасности продукции, консультирование, государственную службу и правовое регулирование. Для исследования и оценки воздействия химических веществ токсикологи проводят тщательно спланированные исследования и эксперименты. Эти эксперименты помогают определить конкретное количество химического вещества, которое может причинить вред, и потенциальные риски, связанные с нахождением рядом с продуктами, содержащими определенные химические вещества, или их использованием. Исследовательские проекты могут варьироваться от оценки воздействия токсичных загрязнителей на окружающую среду до оценки реакции иммунной системы человека на химические соединения в фармацевтических препаратах. Хотя основные обязанности токсикологов заключаются в определении воздействия химических веществ на организмы и их окружение, конкретные должностные обязанности могут различаться в зависимости от отрасли и рода занятий. Например, судебные токсикологи могут искать токсичные вещества на месте преступления, тогда как водные токсикологи могут анализировать уровень токсичности водоемов. [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]
Заработная плата в сфере токсикологии зависит от нескольких факторов, включая уровень образования, специализацию и опыт. Бюро статистики труда США (BLS) отметило, что количество рабочих мест для биологов, к которым обычно относятся токсикологи, должно было увеличиться на 21% в период с 2008 по 2018 год; BLS отметило, что это увеличение может быть связано с ростом исследований и разработок в области биотехнологий, а также с увеличением бюджета на фундаментальные и медицинские исследования в области биологических наук. [ 63 ]
Исследование, описанное в статье про токсикология, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое токсикология и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Токсикология
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Токсикология
Термины: Токсикология