Главная > Чувства > Действии организм вызывает токсическое действие. Токсическое действие химических веществ

Действии организм вызывает токсическое действие. Токсическое действие химических веществ

Введенное в организм извне химическое вещество проявляет свойства яда и вызывает отравление только при определенных условиях, знание которых необходимо эксперту для правильного понимания возникновения, течения и исхода отравления. Основными из этих условий являются следующие.

Доза (количество) и концентрация химического вещества. Действие яда зависит от его количества, вводимого в организм. В одних дозах вводимое вещество оказывает лечебный эффект (терапевтическая доза), в других - токсический эффект (токсическая доза) или приводит к смерти (летальная, или смертельная, доза). Указанные дозы для многих ядовитых веществ могут быть весьма различны в зависимости от путей введения яда. Так, например, терапевтические дозы при введении через могут стать летальными при поступлении яда непосредственно в кровь.

Одно и то же количество вещества, но в разных концентрациях может оказывать различное воздействие на организм. Так, например, 100 мл 96% вызовет более быстрое и более глубокое опьянение, чем то же количество алкоголя, введенного в виде 40 % спирта (водки) или 6 % (пива).

Физическое состояние вещества и его растворимость в средах организма имеют существенное значение. Ядовитые вещества могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии. Вводимые в организм твердые химические вещества действуют лишь после их растворения и всасывания в желудочно-кишечном тракте, поэтому отравление ими наступает значительно медленнее, чем при отравлении газообразными и жидкими веществами.

Некоторые токсичные для организма химические вещества при их приеме не оказывают свое действие в связи с их нерастворимостью в средах организма (вода, липиды, жиры). Так, например, при желудочно-кишечного тракта широко применяется сульфат бария, являющийся весьма токсичным для организма человека веществом. Однако он нерастворим в желудочном соке и поэтому не оказывает своего токсического действия. При поступлении в организм карбоната или хлорида бария (растворимые соли) возникает отравление.

Быстрота всасывания и выведения яда из организма определяет количество (концентрацию) яда в организме на тот или иной момент отравления. Поэтому соотношение этих процессов во многом формирует степень интоксикации.

Сопутствующие вещества, а также химические примеси, вводимые в организм совместно с ядом, могут как усиливать, так и ослаблять воздействие последних на организм человека. Так, например, содержащиеся в этиловом спирте примеси сивушных масел могут не только усиливать интоксикацию этанолом, но и иметь решающее значение в наступлении смертельного исхода.

Пути и условия введения яда определяют скорость его воздействия на организм и степень интоксикации. Всасывание яда ведет к поступлению в кровь. Поэтому одна и та же концентрация вещества при введении под кожу может оказывать лечебный эффект, а при введении под кожу в кровяное русло может вызвать тяжелую интоксикацию и даже смерть.

Ряд веществ обладает кумулятивным свойством, т. е. способен накапливаться в организме, - , соли тяжелых металлов, многие лекарственные препараты. Кумуляция присуща веществам, которые медленно метаболизируют или плохо выводятся из организма. Так, ФОС сохраняют в сублетальных дозах эффект действия до 2 суток, стрихнин, мышьяк, метиловый спирт - несколько суток, тяжелые металлы - несколько месяцев, а серебро и золото - несколько лет.

Состояние организма и его особенности в период введения ядов в организм. Разные люди могут неодинаково реагировать на одно и то же ядовитое химическое вещество.

Существенное значение в индивидуальной реакции организма на воздействие химического вещества имеют тип и состояние ЦНС, возраст, деятельность ферментных систем, половые различия, масса тела, гормональная активность, характер питания, наличие заболеваний, физическое напряжение и др.

Повторное воздействие веществ может приводить к развитию биологической зависимости, сенсибилизации и возникновению аллергических реакций. Биологическая зависимость проявляется в том, что при длительном применении какого-либо препарата у больного вырабатывается потребность в продолжении его приема без медицинских показаний к тому. Прекращение приема таких веществ может сопровождаться развитием тяжелых нарушений физического состояния (абстинентный синдром). Такая зависимость может развиваться при приеме многих лекарственных препаратов - морфина, барбитуратов и др. Установлено, что привыкание ко многим лекарственным препаратам связано с их способностью ускорять общий метаболизм, вызывая своеобразную «индукцию» . Это относится к (люминалу), гексобарбиталу, мепробамату (мепротану) и др.

Аллергическая реакция на яд наступает в случаях, когда организм был предварительно сенсибилизирован этим либо близким ему по химической структуре веществом. При повторных воздействиях происходит реакция антиген - антитело, проявляющаяся в виде типичных аллергических синдромов. При медикаментозной аллергии не существует зависимости между дозой вещества и степенью проявления аллергической реакции. Даже самое ничтожное количество препарата может вызвать тяжелейшую реакцию в сенсибилизированном организме. От аллергии надо отличать идиосинкразию - генетически обусловленную реакцию организма на определенный препарат. Идиосинкразитический эффект, как и токсический, зависит от дозы яда. На практике провести дифференциальную диагностику интоксикации (токсический эффект от применения ядов в высоких дозах, идиосинкразии и аллергии не всегда легко.

Различные факторы внешней среды (холод, перегревание, шум, ионизирующая радиация, повторное воздействие химических веществ, перепады барометрического давления и др.) в известной мере могут влиять на течение интоксикации. Эти и другие факторы могут сказываться на скорости метаболизма - стимулируя или, наоборот, угнетая его.

Токсичность (от греч. toxikon - яд) - ядовитость, свойство некоторых химических соединений и веществ биологической природы при попадании в определенных количествах в живой организм (человека, животного и растения) вызывать нарушения его физиологических функций, в результате чего возникают симптомы отравления (интоксикации, заболевания), а при тяжелых - гибель.

Вещество (соединение), обладающее свойством токсичности, называется токсичным веществом или ядом.

Токсичность - обобщенный показатель реакции организма на действие вещества, который во многом определяется особенностями характера его токсического действия.

Под характером токсического действия веществ на организм обычно подразумевается:

o механизм токсического действия вещества;
o характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникающих после поражения биомишеней;
o динамика развития их во времени;
o другие стороны токсического действия вещества на организм.

Среди факторов, определяющих токсичность веществ, одним из важнейших является механизм их токсического действия.

Механизм токсического действия - взаимодействие вещества с молекулярными биохимическими мишенями, что является пусковым механизмом в развитии последующих процессов интоксикации.

Взаимодействие между токсичными веществами и живым организмом имеют две фазы:

1) действие токсических веществ на организм - токсикодинамическая фаза;
2) действие организма на токсические вещества - токсикокинетическая фаза.

Токсикокинетическая фаза в свою очередь состоит из двух видов процессов:

а) процессы распределения: поглощение, транспорт, накопление и выделение токсических веществ;
б) метаболические превращения токсических веществ - биотрансформация.

Распределение веществ в организме человека зависит в основном от физико-химических свойств веществ и структуры клетки как основной единицы организма, в особенности структуры и свойств клеточных мембран.

Важным положением в действии ядов и токсинов является то, что они оказывают токсический эффект при действии на организм в малых дозах. В тканях-мишенях создаются очень низкие концентрации токсичных веществ, которые соизмеримы с концентрациями биомишеней. Высокие скорости взаимодействия ядов и токсинов с биомишенями достигаются благодаря высокому сродству к активным центрам определенных биомишеней.

Однако, прежде чем "поразить" биомишень, вещество проникает с места аппликации в систему капилляров кровеносных и лимфатических сосудов, затем разносится кровью по организму и поступает в ткани-мишени. С другой стороны, как только яд поступает в кровь и ткани внутренних органов, он претерпевает определенные превращения, которые обычно приводят к детоксикации и "расходу" вещества на так называемые неспецифические ("побочные") процессы.

Одним из важных факторов является скорость проникновения веществ через клеточно-тканевые барьеры. С одной стороны, это определяет скорости проникновения ядов через тканевые барьеры, отделяющие кровь от внешней среды, т.е. скорости поступления веществ по определенным путям проникновения в организм. С другой стороны, это определяет скорости проникновения веществ из крови в ткани-мишени через так называемые гистогематические барьеры в области стенок кровеносных капилляров тканей. Это, в свою очередь, определяет скорость накопления веществ в области молекулярных биомишеней и взаимодействия веществ с биомишенями.

В некоторых случаях скорости проникновения через клеточные барьеры определяют избирательность в действии веществ на определенные ткани и органы. Это влияет на токсичность и характер токсического действия веществ. Так, заряженные соединения плохо проникают в центральную нервную систему и обладают более выраженным периферическим действием.

В целом в действии ядов на организм принято выделять следующие основные стадии.

1. Стадия контакта с ядом и проникновения вещества в кровь.
2. Стадия транспорта вещества с места аппликации кровью к тканям-мишеням, распределения вещества по организму и метаболизма вещества в тканях внутренних органов - токсико-кинетическая стадия.
3. Стадия проникновения вещества через гистогематические барьеры (стенки капилляров и другие тканевые барьеры) и накопления в области молекулярных биомишеней.
4. Стадия взаимодействия вещества с биомишенями и возникновения нарушений биохимических и биофизических процессов на молекулярном и субклеточном уровнях - токсико-динамическая стадия.
5. Стадия функциональных расстройств организма развития патофизиологических процессов после "поражения" молекулярных биомишеней и возникновения симптомов поражения.
6. Стадия купирования основных симптомов интоксикации, угрожающих жизни пораженного, в том числе с использованием средств медицинской защиты, или стадия исходов (при отражениях смертельными токсодозами и несвоевременном использовании средств защиты возможна гибель пораженных).

Показателем токсичности вещества является доза. Доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой (токсодозой). Для животных и человека она определяется количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность.

Ввиду того что реакция каждого организма на одну и ту же токсодозу конкретного токсического вещества различна (индивидуальна), то и степень тяжести отравления применительно к каждому из них не будет одинаковой. Некоторые могут погибнуть, другие получат поражения различной степени тяжести или не получат их совсем. Поэтому токсодоза (D) рассматривается как случайная величина. Из теоретических и экспериментальных данных следует, что случайная величина D распределена по логарифмически нормальному закону с параметрами: D - медианное значение токсодозы и дисперсией логарифма токсодозы - . В связи с этим на практике для характеристики токсичности используют медианные значения относительной, например к массе животного, токсодозы (далее токсодоза).

Отравления, вызванные поступлением яда из окружающей человека среды, носят название экзогенных в отличие от эндогенных интоксикаций токсическими метаболитами, которые могут образовываться или накапливаться в организме при различных заболеваниях, чаще связанных с нарушением функции внутренних органов (почки, печень и др.). В токсикогенной (когда токсический агент находится в организме в дозе, способной оказывать специфическое действие) фазе отравления выделяют два основных периода: период резорбции, продолжающийся до момента достижения максимальной концентрации яда в крови, и период элиминации, от указанного момента до полного очищения крови от яда. Токсический эффект может возникнуть до или после всасывания (резорбции) яда в кровь. В первом случае он называется местным, а во втором - резорбтивным. Различают также косвенный рефлекторный эффект.

При "экзогенных" отравлениях выделяют следующие основные пути поступления яда в организм: пероральный - через рот, ингаляционный - при вдыхании токсических веществ, перкутанный (накожный, в военном деле - кожно-резорбтивный) - через незащищенные кожные покровы, инъекционный - при парентеральном введении яда, например при укусах змей и насекомых, полостной - при попадании яда в различные полости организма (прямую кишку, влагалище, наружный слуховой проход и т.п.).

Табличные значения токсодоз (кроме ингаляционного и инъекционного путей проникновения) справедливы для бесконечно большой экспозиции, т.е. для случая, когда посторонними методами не прекращается контакт токсичного вещества с организмом. Реально для проявления того или иного токсического эффекта яда должно оказаться больше, чем приведенные в таблицах токсичности. Это количество и время, в течение которого яд должен находиться, например, на кожной поверхности при резорбции, помимо токсичности, в значительной мере обусловлено скоростью всасывания яда через кожу. Так, по данным американских военных специалистов, боевое отравляющее вещество вигаз (VX), характеризуется кожно-резорбтивной токсодозой 6-7 мг на человека. Чтобы эта доза попала в организм, 200 мг капельно-жидкого VX должно быть в контакте с кожей в течение примерно 1 ч или ориентировочно 10 мг - в течение 8 ч.

Сложнее рассчитать токсодозы для токсичных веществ, заражающих атмосферу паром или тонкодисперсным аэрозолем, например, при авариях на химически опасных объектах с выбросом аварийно химически опасных веществ (АХОВ - по ГОСТ Р 22.0.05-95), которые вызывают поражение человека и животных через органы дыхания.

Прежде всего, делают допущение, что ингаляционная токсодоза прямо пропорциональна концентрации АХОВ во вдыхаемом воздухе и времени дыхания. Кроме того, необходимо учесть интенсивность дыхания, которая зависит от физической нагрузки и состояния человека или животного. В спокойном состоянии человек делает примерно 16 вдохов в минуту и, следовательно, в среднем поглощает 8-10 л/мин воздуха. При средней физической нагрузке (ускоренная ходьба, марш) потребление воздуха увеличивается до 20-30 л/мин, а при тяжелой физической нагрузке (бег, земляные работы) составляет около 60 л/мин.

Таким образом, если человек массой G (кг) вдыхает воздух с концентрацией С (мг/л) в нем АХОВ в течение времени τ (мин) при интенсивности дыхания V (л/мин), то удельная поглощенная доза АХОВ (количество АХОВ, попавшее в организм) D(мг/кг) будет равна

Немецкий химик Ф. Габер предложил упростить это выражение. Он сделал допущение, что для людей или конкретного вида животных, находящихся в одинаковых условиях, отношение V/G постоянно, тем самым его можно исключить при характеристике ингаляционной токсичности вещества, и получил выражение К=Сτ (мг · мин/л). Произведение Сτ Габер назвал коэффициентом токсичности и принял его за постоянную величину. Это произведение, хотя и не является токсодозой в строгом смысле этого слова, позволяет сравнивать различные токсичные вещества по ингаляционной токсичности. Чем оно меньше, тем более токсично вещество при ингаляционном действии. Однако при таком подходе не учитывается ряд процессов (выдыхание обратно части вещества, обезвреживание в организме и т.п.), но тем не менее произведением Сτ до сих пор пользуются для оценки ингаляционной токсичности (особенно в военном деле и гражданской обороне при расчете возможных потерь войск и населения при воздействии боевых отравляющих веществ и АХОВ). Часто это произведение даже неправильно называют токсодозой. Более правильным представляется название относительной токсичности при ингаляции. В клинической токсикологии для характеристики ингаляционной токсичности предпочтение отдается параметру в виде концентрации вещества в воздухе, которая вызывает заданный токсический эффект у подопытных животных в условиях ингаляционного воздействии при определенной экспозиции.

Относительная токсичность ОВ при ингаляции зависит от физической нагрузки на человека. Для людей, занятых тяжелой физической работой, она будет значительно меньше, чем для людей, находящихся в покое. С увеличением интенсивности дыхания возрастет и быстродействие ОВ. Например, для зарина при легочной вентиляции 10 л/мин и 40 л/мин значения LCτ 50 составляют соответственно около 0,07 мг · мин/л и 0,025 мг · мин/л. Если для вещества фосгена произведение Сτ 3,2 мг · мин/л при интенсивности дыхания 10 л/мин является среднесмертельным, то при легочной вентиляции 40 л/мин - абсолютно смертельным.

Следует заметить, что табличные значения константы Сτ справедливы для коротких экспозиций, при которых Сτ = const. При вдыхании зараженного воздуха с невысокими концентрациями в нем токсичного вещества, но в течение достаточно длительного промежутка времени значение Сτ увеличивается вследствие частичного разложения токсичного вещества в организме и неполного поглощения его легкими. Например, для синильной кислоты относительная токсичность при ингаляции LСτ 50 колеблется от 1 мг · мин/л для высоких концентраций его в воздухе до 4 мг · мин/л, когда концентрации вещества невелики. Относительная токсичность веществ при ингаляции зависит также и от физической нагрузки на человека и его возраста. Для взрослых людей она будет снижаться с увеличением физической нагрузки, а для детей - с уменьшением возраста.

Таким образом, токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от свойств вещества, пути его проникновения в организм, от вида организма и условий применения вещества.

Для веществ, проникающих в организм в жидком или аэрозольном состоянии через кожу, желудочно-кишечный тракт или через раны, поражающий эффект для каждого конкретного вида организма в стационарных условиях зависит только от количества проникшего яда, которое может выражаться в любых массовых единицах. В токсикологии количество яда обычно выражают в миллиграммах.

Токсические свойства ядов определяют экспериментальным путем на различных лабораторных животных, поэтому чаше пользуются понятием удельной токсодозы - дозы, отнесенной к единицеживой массы животного и выражаемой в милиграммах на килограмм.

Токсичность одного и того же вещества даже при проникновении в организм одним путем различна для разных видов животных, а для конкретного животного заметно различается в зависимости от способа поступления в организм. Поэтому после численного значения токсодозы в скобках принято указывать вид животного, для которого эта доза определена, и способ введения ОВ или яда. Например, запись: "зарин D см ерт 0,017 мг/кг (кролики, внутривенно)" означает, что доза вещества зарин 0,017 мг/кг, введенная кролику в вену, вызывает у него смертельный исход.

Токсодозы и концентрации токсических веществ принято подразделять в зависимости от степени выраженности вызываемого ими биологического эффекта.

Основными показателями токсичности в токсикометрии промышленных ядов и в чрезвычайных ситуациях являются:

Lim ir - порог раздражающего действия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. Выражается количеством вещества, которое содержится в одном объеме воздуха (например, мг/м 3).

Смертельная, или летальная, доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью. Обычно пользуются понятиями абсолютно смертельных токсодоз, вызывающих гибель организма с вероятностью 100% (или гибель 100% пораженных), и среднесмертельных (медленносмертельных) или условно смертельных токсодоз, летальный исход от введения которых наступает у 50% пораженных. Например:

LD 50 (LD 100) - (L от лат. letalis - смертельный) среднесмертельная (смертельная) доза, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при введении вещества в желудок, в брюшную полость, на кожу (кроме ингаляции) при определенных условиях введения и конкретном сроке последующего наблюдения (обычно 2 недели). Выражается количеством вещества, отнесенным к единице массы тела животного (обычно, мг/кг);

LC 50 (LС 100) - среднесмертельная (смертельная) концентрация в воздухе, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при ингаляционном воздействии вещества при определенной экспозиции (стандартная 2-4 часа) и определенном сроке последующего наблюдения. Как правило, время экспозиции указывается дополнительно. Размерность как для Lim ir

Выводящая из строя доза - это количество вещества, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных как временно, так и со смертельным исходом. Ее обозначают ID 100 или ID 50 (от англ. incapacitate - вывести из строя).

Пороговая доза - количество вещества, вызывающее начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью или, что-то же самое, начальные признаки поражения у определенного процента людей или животных. Пороговые токсодозы обозначают PD 100 или PD 50 (от англ. primary - начальный).

КВИО - коэффициент возможности ингаляционного отравления, представляющий собой отношение максимально достижимой концентрации токсичного вещества (С mах, мг/м 3) в воздухе при 20°С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (КВИО = C max /LC 50). Величина безразмерная;

ПДК - предельно допустимая концентрация вещества - максимальное количество вещества в единице объема воздуха, воды и др., которое при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени не вызываете нем патологических изменений (отклонения в состоянии здоровья, заболевания), обнаруживаемых современными методами исследования в процессе жизни или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Различают ПДК рабочей зоны (ПДК р.з, мг/м 3), ПДК максимально разовая в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК м.р, мг/м 3), ПДК среднесуточная в атмосферном воздухе населенных мест (ПДК с.с, мг/м 3), ПДК в воде водоемов различного водопользования (мг/л), ПДК (или допустимое остаточное количество) в продуктах питания (мг/кг) и др.;

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия максимального допустимого содержания токсичного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, в воздухе рабочей зоны и в воде водоемов рыбохозяйственного водопользования. Различают дополнительно ОДУ - ориентировочный допустимый уровень вещества в воде водоемов хозяйственно-бытового водопользования.

В военной токсикометрии наиболее употребительны показатели относительных медианных значений среднесмертельной (LCτ 50), средневыводящей (IСτ 50), средней эффективно действующей (EСτ 50), средней пороговой (РСτ 50) токсичности при ингаляции, выражающихся обычно в мг · мин/л, а также медианных значений аналогичных по токсическому эффекту кожно-резорбтивных токсодоз LD 50 , LD 50 , ED 50 , PD 50 (мг/кг). При этом показатели токсичности при ингаляции используются также и для прогнозирования (оценки) потерь населения и производственного персонала при авариях на химически опасных объектах с выбросом широко используемых в промышленности АХОВ.

В отношении же растительных организмов вместо термина токсичность чаще применяют термин активность вещества, а в качестве меры его токсичности преимущественно используют величину CK 50 - концентрация (например, мг/л) вещества в растворе, вызывающая гибель 50% растительных организмов. На практике пользуются нормой расхода действующего (активного) вещества на единицу площади (массы, объема), обычно кг/га, при которой достигается необходимый эффект.

По своему происхождению токсические вещества могут быть синтетическими и природными (табл. 4.2, 4.3).

Таблица 4.2

Параметры токсичности некоторых синтетических веществ

	LC 50 (мг/м 1), биообъект, экспозиция	LCx 50 , мг · мин/л	РСτ 50 мг · мин/л		воде х.-б. польз., мг/м 3
АХОВ ингаляционного действия
	7600, крыса, 2 ч 3800, мышь, 2 ч
Метил бромистый	1540, мышь, 2 ч 2250, крыса, 2 ч
Метил хлористый	5300, крыса, 4 ч
Метил меркаптан	1700, мышь, 2 ч 1200, крыса, 2 ч
Оксид этилена	1500, мышь, 4 ч 2630, крыса, 4 ч
Сероводород	1200, мышь, 2 ч			0,008 (м.р.)
Сероуглерод	10 000, мышь, 2 ч 25 000, крыса, 2 ч
Синильная кислота	400-700 (LC 100), чел., 2-5 мин
	360 (Z,C 100), чел., 30 мин
	1900(LC 100), собака, 30 мин				Отсутствие в воде
Боевые отравляющие вещества

Таблица 4.3

Токсичность ядов некоторых животных

	LD 50 , мг/кг (мыши)

Морская змея Enhydrina schistosa
Тигровая змея Notechis scutatus
Гремучник Crotalusdirissus terrificus, гадюка Vipera russeli и крайт Bungarus cferuleus	0,08-0,09 (в/м)
Морские змеи рода Hydrophis и земляные гадюки Atractaspis	0,1-0,2 (в/бр)
Кобры, многие гремучие змеи
Скорпионы
Tiryus serrulatus

Leiurus quinquestriatus
Androctonus australis	0,5 (п/к) 0,009 (в/м)
Buthus occitanus

Opistophthalmus spp.

Кишечнополостные
Морская крапива Chrysaora quinquecirrha
Корнеротая медуза Stomolophus meleagris
Медуза Cyanea capillata
Актиния Anemonia sulcata
Актиния Anthopleura xant hog ram mica	0,008-0,066 (в/в)
Мадрепоровые кораллы Goniopora sp.

Примечание. в/в - внутривенно, в/м - внутримышечно, в/бр - внутрибрюшинно, п/к - подкожно.

Из токсичных веществ природного происхождения дополнительно выделяют токсины (табл. 4.4). Обычно к ним относят высокомолекулярные соединения (белки, полипептиды и др.), при попадании которых в организм происходит выработка антител. Иногда токсинами называют также низкомолекулярные вещества (например, тетродотоксин и др. яды животных), которые более правильно относить к природным ядам.

Таблица 4.4

Токсичность некоторых токсинов

Многочисленные исследования по острой токсичности позволили сделать важные выводы: 1) каждой выборке веществ с сопоставимыми значениями молекулярных масс соответствует некоторое предельное значение минимальных токсодоз; 2) для совокупности наиболее токсичных веществ природного и синтетического происхождения наблюдается прямая зависимость токсичности соединений от их молекулярных масс (рис. 4.4). Это позволяет при проведении научных исследованиях предсказывать токсичность соединений и выбирать пределы токсодоз в токсикологических экспериментах.

Рис. 4.4. Зависимость токсичности соединений от их молекулярной массы (М). Черными кружками показаны синтетические яды

При определении параметров токсичности экспериментально на животных исследуют зависимость эффект - доза, которую затем анализируют с помощью статистических методов (например, пробит - анализа). Установление токсического действия вещества на основании опыта на животных оказывается правильным при изучении на крысах не более чем в 35% случаев, а на собаках - в 53%. Точные значения смертельных доз и концентраций для человека, естественно, не установлены. Поэтому при экстраполяции экспериментальных данных на человека руководствуются следующими правилами: 1) если смертельные дозы для обычных четырех типов лабораторных грызунов (мыши, крысы, морские свинки и кролики) различаются незначительно (менее чем в 3 раза), то существует высокая вероятность (до 70%) того, что и для человека смертельная доза будет той же; 2) ориентировочно смертельная доза для человека может быть найдена путем построения линии регрессии из нескольких точек в системе координат: а) смертельная доза для данного вида животного; б) масса его тела.

В системе стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.007-76) по степени воздействия на организм все вредные вещества, содержащиеся в сырье, продуктах, полупродуктах и отходах производства, подразделены на четыре класса опасности: 1-й - вещества чрезвычайно опасные, 2-й - вещества высокоопасные; 3-й - вещества умеренно опасные; 4-й - вещества малоопасные (табл. 4.5). Основой такого деления являются численные значения приведенных выше показателей токсичности веществ.

Таблица 4.5

Классы опасности вредных веществ

Наименование показателей	Нормы для класса опасности
Наименование показателей
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м 3
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг		Более 5 000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг		Более 2 500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м 3		Более 50 000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)

Примечание. Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности

Особенности характера токсического действия на организм положены в основу токсикологической (физиологической) классификации вредных веществ (ядов и токсинов).

По воздействию вредные вещества делятся на группы:

1) вещества с преимущественно удушающим действием (хлор, фосген, хлорпикрин);
2) вещества преимущественно общеядовитого действия (оксид углерода, цианистый водород);
3) вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (амил, акрилонитрил, азотная кислота и оксиды азота, сернистый ангидрид, фтористый водород);
4) вещества, действующие на генерацию, проведение и передачу первичных импульсов - нейротропные яды (сероуглерод, тетраэтилсвинец, фосфорорганические соединения);
5) вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак, гептил, гидразин);
6) метаболические (нарушающие обмен веществ в живых организмах) яды (оксид этилена, дихлорэтан, диоксин, полихлорированные бензофураны).

При поступлении вредных веществ в организм возникает его отравление (интоксикация). В зависимости от скорости поступления вредных веществ в организм различают отравления острые и хронические.

Острые отравления возникают при одновременном поступлении в организм вредных веществ и характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами. В этом случае симптомы интоксикации обычно развиваются быстро, и гибель организма или тяжелые последствия могут наступать в сравнительно короткое время (случай аварии с выбросом химических веществ). В некоторых случаях, несмотря на то, что имеет место острая форма отравления, симптомы интоксикации могут развиваться медленно (например, действие фосгена).

Хронические отравления развиваются при длительном, часто прерывистом поступлении вредных веществ в малых дозах, когда заболевание начинается с неспецифических симптомов (случай использования на производстве химических веществ).

Иногда выделяют также подострые формы интоксикации, занимающие как бы промежуточное положение по длительности воздействия вещества на организм между острыми и хроническими поражениями, при воздействии веществ в течение часов, десятков часов и суток.

При хронических и подострых формах отравления имеет место кумуляция, т.е. накопление в организме либо токсичного вещества, либо вызываемых им эффектов. Соответственно различают материальную и функциональную кумуляцию, а также кумуляцию смешанного типа.

Если вещество медленно детоксицируется, т.е. медленно выводится из организма, и поэтому постепенно накапливается в организме, то это материальная кумуляция, например при интоксикации мышьяком, ртутью, ДДТ, диоксином и др.

В основе функциональной кумуляции лежит суммирование токсических эффектов, а не самого вещества. Например, при действии фосгена накапливается не вещество, а количество разрушенных клеточных элементов легочной ткани. Хорошо известным и типичным примером функциональной кумуляции является действие на организм этилового спирта при частом его употреблении, когда происходит накопление повреждений в тканях центральной нервной системы, печени, половых желез и других органов.

При действии ядов часто имеет место сочетание материальной и функциональной кумуляции - смешанный тип кумуляции, например в случае поражения фосфорорганическими веществами при подострых формах интоксикации.

Таким образом, важную роль в динамике развития интоксикации играют:

1. Пути проникновения вещества в организм и скорости поступления в кровь. Так, при ингаляции симптомы поражения, как правило, возникают быстро, а при действии через кожу яд медленно поступает в кровь, что является причиной выраженного скрытого периода.
2. Пути и скорости метаболизма веществ на токсико-кинетической стадии. Вещества, подвергающиеся быстрой детоксикации в крови и тканях, как правило, не обладают скрытым периодом действия, который характерен для веществ, устойчивых к детоксикации.
3. Скорости проникновения веществ через гистогематические барьеры. Эти скорости, как правило, являются лимитирующим фактором в токсическом действии высокомолекулярных веществ (полипептидов и белков) при проникновении их из кровяного потока в ткани-мишени. Именно этим, в основном, объясняется большой скрытый период в действии бактериальных токсинов.
4. Скорости взаимодействия веществ с биомишенями. Яды и токсины, как правило, с большими скоростями взаимодействуют с биомишенями. Лимитирующими являются скорости накопления веществ в области биомишеней.
5. Функциональная значимость поражаемых биомишеней и динамика развития патологических процессов после "поражения" биомишеней. Для нейротропных веществ характерно быстрое развитие симптомов поражения, а для цитотоксических - постепенное.
6. Условия воздействия вещества. Более быстрое развитие симптомов поражения наблюдается, как правило, при получении нескольких смертельных токсодоз. В хроническом опыте симптомы интоксикации развиваются более медленно, чем в остром опыте.

Токсикологией называется наука о ядах и отравлениях. Различают токсикологию судебную, промышленную, пищевую, военную.

Судебная токсикология рассматривает в качестве отравления расстройство здоровья с возможным смертельным исходом, возникшее от действия ядовитых и сильнодействующих веществ, поступивших в организм извне.

Ядовитые и сильнодействующие химические вещества широко распространены в промышленности, сельском хозяйстве, медицинской и ветеринарной практике, быту, природе и т. д.

Все отравления можно разделить на случайные и умышленные, причем случайные встречаются чаще. К случайным домашним отравлениям относится большинство отравлений. При введении каких-либо веществ медицинским персоналом с лечебной целью могут возникнуть медикаментозные отравления.

К умышленным отравлениям относятся самоубийства или убийства. При убийствах посредством отравления применяются сильнодействующие вещества. Токсическое вещество может стать ядом только при известных условиях (доза, способ введения, состояние организма и т. д.).

Ядами называются вещества, введенные в организм в относительно небольших количествах и при определенных условиях вызывающие расстройство здоровья или смерть. Абсолютных ядов в природе не существует.

Количество яда различают в следующих дозах: индифферентных, лечебных, токсических, летальных. Дозировки одного и того же яда при разных путях введения в организм могут оказывать токсическое, терапевтическое или смертельное действие.

Ядовитые вещества имеют способность накапливаться в организме (кумуляция); яд должен обладать растворимостью в тех средах, которые имеются в организме (в воде, жирах), физическое состояние яда.

Быстрее всего действует газообразное вещество, например пары ртути чрезвычайно ядовиты, а металлическая ртуть не опасна.

Синергизмом называют взаимное усиление действия веществ. Некоторые вещества, принятые вместе с отравляющими, усиливают их действие.

Проникая через дыхательные пути, отравляющие вещества поступают непосредственно в кровь, вызывая значительно больший и быстрый токсический эффект, чем при введении через рот. При введении под кожу токсический эффект действия вещества возрастает во много раз. Еще более быстрый эффект проявляют отравляющие вещества при введении непосредственно в кровь.

К быстрому всасыванию приводит введение отравляющего вещества в прямую кишку. Минуя печень, вещество через геморроидальные вены попадает в большой круг кровообращения.

Известны случаи отравления при криминальном аборте, когда производилось спринцевание сулемой.

40. Судебно-медицинская классификация ядов. Действие местных, резорбтивных ядов

Судебно-медицинская классификация ядов основана на точках приложения и механизмах действия ядов. Включает три основных типа ядов: яды, вызывающие поражение тканей в области воздействия, т. е. местные (едкие); яды, проявляющие токсический эффект на организм при их всасывании в кровь, т. е. резорбтивные; и пищевые яды, вызывающие пищевые токсикоинфекции, микотоксикозы.

Многие вещества разнообразного химического строения, а именно едкие газы и пары (например, хлора, брома, йода), оказывают местное (раздражающее, прижигающее, некротизирующее) действие на кожу и слизистые оболочки. Такое же воздействие имеют едкие кислоты и щелочи, ряд органических веществ (кислоты – уксусная, щавелевая, фенолы и их производные, альдегиды и т. д.).

Резорбтивные яды вызывают определенные клинические и морфологические проявления, на основании которых среди них выделяют: деструктивные, кровяные, функциональные.

В зависимости от того, какие органы или системы поражаются этими ядами, среди них выделяют сердечные (сердечные гликозиды), нейротропные (снотворные, наркотики, психостимуляторы, антидепрессанты), общефункциональные (синильная кислота и ее производные – блокирует ферменты, осуществляющие транспорт кислорода внутрь клетки, что ведет к развитию гипоксии всех клеток).

Осмотр места происшествия в случаях подозрения на отравление производится с особенной тщательностью, поскольку многие вещества с токсическими свойствами не вызывают явных изменений в организме.

Большое значение приобретают прижизненные проявления (клиническая картина), результаты дополнительных методов исследования, обстоятельства дела.

При осмотре трупа отмечаются следы действия едких ядов (кислоты, щелочи) на коже лица, их потеки, выделения изо рта, носа, их цвет, плотность, направление, следы бывшей рвоты, крови и т. д. Основные вопросы, которые ставятся на разрешение СМЭ в случаях отравлений:

1) последовала ли смерть от отравления или от других причин;

2) каким ядовитым веществом вызвано отравление;

3) в каком виде попало это вещество в организм;

4) не попало ли это вещество в виде лекарственного вещества;

5) каким путем был введен яд в организм;

6) какова примерная доза введенного яда;

7) не попал ли яд в труп случайно (например, из почвы, из обивки гроба, при вскрытии трупа).

41. Отравление этиловым спиртом и окисью углерода. Условия возникновения, диагностика

Наличие алкоголя в трупе и его количество определяется не только при прямых указаниях на отравление алкоголем. У внезапно умерших, погибших при автомобильных происшествиях, самоубийствах, убийствах, при производственной травме, утоплениях и при других обстоятельствах и причинах смерти также определяется наличие алкоголя.

Необходимо выяснить, какое количество алкоголя было принято; как давно был принят алкоголь; какое значение имеет действие алкоголя в развитии смертельного исхода; мог ли потерпевший при таком содержании алкоголя совершать какие-либо действия; в каком периоде отравления наступила смерть (всасывания – резорбции или выделения – элиминации); имело ли место смертельное отравление алкоголем, или смерть наступила от другой причины.

Для человека, ранее не принимавшего алкоголь, смертельной дозой являются 200–300 мл чистого алкоголя. Смерть может наступить в первый час после его приема, через несколько часов, иногда на следующий день или через день. При тяжелой степени опьянения часто развивается воспаление и отек легких, острая сердечно-сосудистая недостаточность и др. В крови, моче и внутренних органах трупа проводится количественное определение алкоголя.

Алкогольная интоксикация протекает в две стадии: фаза резорбции (всасывания) и фаза элиминации (выделения).

Следует учитывать, что если содержание алкоголя в крови выше, чем в моче, взятой из мочевого пузыря трупа, это может быть и фаза резорбции, и фаза элиминации, поскольку в пузыре могла находиться моча, образовавшаяся значительно раньше, так называемая остаточная моча. Если содержание алкоголя в крови ниже, чем в моче, содержащейся в мочевом пузыре, то во всех случаях эта фаза элиминации.

Наиболее часто производится экспертиза факта и степени опьянения у живых лиц в связи с различными нарушениями, в особенности на транспорте. По количеству смертельных отравлений на втором месте после отравления алкоголем стоит отравление окисью углерода (угарным газом). При неполном сгорании органических веществ образуется угарный газ, а также выделяются и другие ядовитые газы.

Мгновенная потеря сознания наблюдается при вдыхании больших концентраций окиси углерода (молниеносная форма). Исчезают рефлексы, и наступает смерть от паралича дыхания. Распознавание отравления или подозрение на него возможно уже при наружном осмотре трупа. При отравлении наблюдается розовато-красная окраска трупных пятен, кожа и слизистые оболочки имеют розовый оттенок. Лабораторное исследование крови трупа определяет высокие концентрации карбоксигемоглобина, который является стойким веществом и обнаруживается даже в гниющих органах трупа.

Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества подразделяют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (например, кровью). Кроме чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также от метерологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды . Общая токсикологическая классификация вредных веществ приведена в таблице 1.

Таблица 1.

Токсикологическая классификация вредных веществ

Токсичные вещества	Общее токсикологическое действие
Фосфороорганические инсектициды (хлорофос, карбофос, никотин и др.)	Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи)
Дихлорэтан, гексахлоран, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть и сулема	Кожно-резобтивное действие (местные и воспалительные и некротические изменения с общетоксическими резорбтивными явлениями)
Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его сурогаты	Общетоксическое действие (гипотоксические судороги, кома, отек мозга, параличи)
Оксиды азота и др.	Удушающее действие (токсический отек легких)
Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин	Слезоточивое и раздражающее действие (раздражение наружных слизистых оболочек)
Наркотики	Психотическое действие (нарушение психической активности, сознания)

Токсический эффект при действии различных доз и концентраций ядов может проявиться функциональными и структурными изменениями или гибелью организма .

Летальные дозы (DL) при введении в желудок или организм другими путями и смертельные концентрации (CL) могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов. В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями: DL50 , CL50 - это показатели абсолютной токсичности.

Показатели токсичности:

Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CL50 - это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4 - часовом ингаляционном воздействии (мг/м3);

Среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как DLж50;

Среднесмертельная доза при нанесении на кожу (мг/кг) - DLк50.

Отравления (интоксикации) протекают в острой, подострой и хронических формах.

Острой называется интоксикация, развивается в результате однократного или повторного действия веществ в течение ограниченного периода времени (как правило, до нескольких суток).

Подострой называется интоксикация, развивающаяся в результате непрерывного или прерываемого во времени (интермитирующего) действия токсиканта продолжительностью до 90 суток.

Хронической называется интоксикация, развивающаяся в результате продолжительного (иногда годы) действия токсиканта .

Острые отравления чаще бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований безопасности труда, они характеризуются кратковременностью действия токсических веществ, не более чем в течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах - при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвычайное быстрое отравление может наступить при воздействии паров сероводорода высоких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра. Оксиды азота вследствие общетоксического действия могут вызвать развитие комы, судороги, резкое падение артериального давления.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Также отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме. Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесенной однократной или несколько повторных острых интоксикаций. К ядам, вызывающим хронические отравления, относятся хлорированные углеводороды, бензол, бензины и др .

Вещество (соединение), обладающее свойством токсичности, называется токсичным веществом или ядом. Под характером токсического действия веществ на организм обычно подразумевается:

· механизм токсического действия вещества;

· характер патофизиологических процессов и основных симптомов поражения, возникающих после поражения биомишеней;

· динамика развития их во времени;

· другие стороны токсического действия вещества на организм.

Среди факторов, определяющих токсичность веществ, одним из важнейших является механизм их токсического действия. Токсикокинетическая фаза в свою очередь состоит из двух видов процессов:

а) процессы распределения: поглощение, транспорт, накопление и выделение токсических веществ;

б) метаболические превращения токсических веществ - биотрансформация.

В целом в действии ядов на организм принято выделять следующие основные стадии.

1. Стадия контакта с ядом и проникновения вещества в кровь.

2. Стадия транспорта вещества с места аппликации кровью к тканям-мишеням, распределения вещества по организму и метаболизма вещества в тканях внутренних органов - токсико-кинетическая стадия.

3. Стадия проникновения вещества через гистогематические барьеры (стенки капилляров и другие тканевые барьеры) и накопления в области молекулярных биомишеней.

4. Стадия взаимодействия вещества с биомишенями и возникновения нарушений биохимических и биофизических процессов на молекулярном и субклеточном уровнях - токсико-динамическая стадия.

5. Стадия функциональных расстройств организма развития патофизиологических процессов после "поражения" молекулярных биомишеней и возникновения симптомов поражения.

6. Стадия купирования основных симптомов интоксикации, угрожающих жизни пораженного, в том числе с использованием средств медицинской защиты, или стадия исходов (при отражениях смертельными токсодозами и несвоевременном использовании средств защиты возможна гибель пораженных).

Похожая информация: