Практическое занятие Основы промышленной токсикологии
Токсикология – область знаний, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда. В современном понимании – это наука о вредном воздействии на человека, животных, растения химических соединений, поступающих из окружающей среды – среды обитания. Цель токсикологии – предупреждение, распознавание и лечение больных с заболеваниями химической этиологии, предупреждении и устранении отдаленных последствий вредного воздействия химических веществ у индивидуумов и их потомства. В связи с этим выделяют следующие направления токсикологии: экспериментально - теоретическое, профилактическое, клиническое, экологическое.
По виду токсического действия химические вещества разделяют по виду избирательной токсичности (табл. 4.1). Путь поступления химического соединения в организм определяется в первую очередь объектом окружающей среды, в котором находится вредное вещество, его физико-химическими свойствами, характером контакта с ним и некоторыми другими
Таблица 4.1
Классификация вредных веществ по «избирательной токсичности
Характер избирательной токсичности |
Характерные представители |
1 |
2 |
«Сердечные» яды (Кардиотоксическое действие) |
Сердечные гликозиды (дигиталис, дигоксин, лантозид.); трициклические антидепрессанты (имипрамин); растительные яды (аконит, чемерица, заманиха, хинин); животные яды (тетрадотоксин); соли бария, калия |
«Нервные» яды (нейротоксическое действие ) |
Психофармакологические средства (наркотические анальгетики, транквилизаторы, снотворные средства); фосфорорганические соединения; угарный газ; углеводороды, спирты жирного ряда, анилин, тетраэтилсвинец, сероводород, алкоголь и его суррогаты |
«Печеночные» яды |
Хлорированные углеводороды (дихлорэтан); бромбензол; фосфор; селен; ядовитые грибы (бледная поганка); фенолы и альдегиды
|
Продолжение табл. 4.1 |
|
1 |
2 |
«Почечные» яды |
Соединения тяжелых металлов; щавелевая кислота |
«Кровяные» яды (гематотоксическое действие) |
Анилин и его производные; нитриты; мышьяковистый водород, оксиды углерода, гомологи бензола, ароматические смолы, свинец и его неорганические производные |
«Желудочно-кишечные» яды |
Крепкие кислоты и щелочи; соединения тяжелых металлов и мышьяка |
«Аллергенные яды» |
Некоторые соединения никеля, многие производные пиридина, алкалоиды |
«Канцерогенные яды» |
Каменноугольная смола, ароматические амины, азо- и диазосоединения |
обстоятельствами (Рис. 4.1). Для каждого вещества, как и для родственных групп химических соединений, характерна собственная картина интоксикации. Большинство токсических веществ не отличается острой направленностью действия на определенный орган или систему (политропные яды). Для отдельных токсических веществ свойственна острая направленность действия и вызываемые ими изменения носят строго определенные характер и локализацию.
Токсичность вредных веществ зависит от таких факторов, как: дозы и концентрации, физических и химических свойств, путей проникновения в организм, возраста и пола, индивидуальной предрасположенности, метеорологические условия.
При взаимодействии химических веществ с организмом проявляются две взаимно противоположные тенденции – повреждающее действие вещества и приспособительная реакция организмов ответ на непрерывно меняющийся состав окружающей среды. Кумуляция – суммирование действия повторных доз вредных веществ (поступление вещества в организм превышает его выведение). Кумуляция определяется коэффициентом кумуляции ККУМ
ККУМ = ΣЛД50/ЛД50 , (10)
ЛД50 – доза вещества, вызывающая смерть у 50% подопытных животных,
Рис. 4.1 Пути поступления, распределения и выведения токсических химических веществ
ΣЛД50 – суммарная доза вещества, вызывающая смерть у 50% подопытных животных.
Для сравнительной оценки способности токсических веществ к кумуляции предложена следующая классификация (табл.4.2)
Таблица 4.2
Характеристика степени кумуляции веществ
Степень кумуляции |
ККУМ |
Сверхкумуляция |
≤ 1 |
Выраженная |
1-3 |
Средняя |
3-5 |
Слабая |
> 5 |
Процесс обезвреживания ядов и ускорения их выведения из организма называется детоксикацией. Существует несколько методов освобождения организма от ядов: усиление естественных физиологических процессов (вызывание рвоты, промывание желудка, гипервентиляция, форсированный диурез и т.д.), искусственная детоксикация (гемодиализ, гемосорбция, обменное переливание крови и т.д.), антидотная терапия.
Основными токсикологическими характеристиками являются: минимальная смертельная доза (концентрация) вещества (ЛДmin) – наименьшее количество вещества, способное вызвать гибель отдельных животных; максимальная (абсолютно смертельная) (ЛДmax или ЛД100) доза – наименьшее количество вещества, которое вызывает гибель всех подопытных животных; среднесмертельная( абсолютно смертельная) (ЛД50ж) доза – количество вредного вещества, вызывающая гибель 50 или 100 % животных при однократном введении в желудок; среднесмертельная (абсолютно смертельная)(ЛД50к ) доза - количество вредного вещества, вызывающая гибель 50 или 100 % животных при однократном нанесении на кожу; ПДК вредного вещества во внешней среде – это такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни не возникает соматических или психологических заболеваний или изменений здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций. Помимо непосредственного установления указанных параметров, рассчитывается коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), который представляет собой отношение насыщающей концентрации вещества при 20˚С к среднесмертельной концентрации. Чем больше этот коэффициент и уже зона острого действия, тем опаснее вещество. На основании сопоставления установленных параметров токсичности и опасности с нормами ГОСТ 12.1.007- 76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», определяется класс опасности химического соединения (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Классификация вредных веществ по степени токсичности и опасности (ГОСТ 12.1.007-76)
Показатель |
Норма по классам опасности |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3 |
<0.1 |
0.1-1.0 |
1.1-10 |
>10 |
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/м3 |
<15 |
15-150 |
151-5000 |
>5000 |
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/м3 |
<100 |
100-500 |
501-2000 |
>2000 |
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3 |
<500 |
500-5000 |
5001-50000 |
>500000 |
КВИО |
>300 |
300-30 |
29-3 |
<3 |
Зона острого действия |
<6 |
6-18 |
18.1-54 |
>54 |
Зона хронического действия |
>10 |
10-5 |
4.9-2.5 |
<2.5 |
Задание 1. Охарактеризуйте этапы гигиенической оценки вновь синтезированного химического вещества.
Задание 2. Заполните таблицу 4.4
Таблица 4.4
Характеристика различных видов кумуляции химических веществ
Вид кумуляции |
Особенности |
Пример |
Материальная |
|
|
Функциональная |
|
|
Смешанная |
|
|
Задание 3. Проанализируйте рис. 4.2.
Рис. 4.2 Принципиальная схема биологической реакции организма на количество поступившего в него токсического вещества