Токсикометрия

Токсикометрия - раздел токсикологии, изучающий методы количест­венной оценки токсичности и опасности химических веществ.

Все химические вещества обладают универсальным свойством - ток­сичностью, т.е. способностью причинять организму вред. Однако эта способ­ность у разных веществ выражена по-разному. Количественно выразить сте­пень «вредности» вещества, т.е. количественно измерить токсичность можно определив токсическую дозу вещества (токсодозу). Токсодоза - количест­венная мера токсичности. Для токсикологии как для науки обладание собст­венным аппаратом измерения является принципиальным, поскольку, как от­мечал великий русский химик Д.И. Менделеев, «наука начинается там, где начинаются измерения».

Токсодоза - это такое количество химического вещества, которое при действии на организм вызывает с определенной вероятностью токсический эффект.

Такое определение токсодозы показывает, что это - многофакторное понятие, которое включает несколько взаимосвязанных параметров: 1) доза вещества, 2) токсический эффект как проявление некоего вредного действия вещества и 3) вероятность возникновения данного эффекта. Например, эта­нол в дозе 400.0 (при пересчете на 96%) при одномоментном поступлении в организм способен вызвать смерть у 85-95 человек из 100. Такую дозу этано­ла в токсикологии обозначают как абсолютно смертельную дозу.

Доза вещества - это то абсолютное количество вещества, которое по­ступило в организм. Для веществ, поступающих через желудочно-кишечный тракт дозу можно достаточно просто определить (или рассчитать) и выразить в абсолютных единицах массы (г, мг, мкг, нг и др.). Гораздо сложнее рассчи­тать дозу для газообразных веществ или аэрозолей, поступающих ингаляци- онно (с вдыхаемым воздухом). Расчет дозы вещества при ингаляционном поступлении осуществляется в соответствии с формулой, предложенной не­мецким химиком Ф. Габером (1868 - 1934):

W = С х Т,

где W - токсодоза вещества, поступающего ингаляционно, С - концентрация вещества во вдыхаемом воздухе, Т - экспозиция, длительность ингаляционного воздействия.

Предложенный Ф. Габером подход строится на эмпирически дока­занном положении, что в определенном интервале большие концентрации вещества при малой экспозиции и относительно малые концентрации при длительной экспозиции вызывают одинаковый токсический эффект.

Токсический эффект рассматривается в токсикометрии как любое оцениваемое проявление токсического действия. Такими эффектами могут быть и раздражение кожных покровов, и кардиотоксичность, и судорожный синдром, и угнетение сознания, и токсический гепатит, и отек легких и проч. Собственно эффект зависит от вида токсического действия вещества, и от тех задач, которые стоят перед исследователем. При таком подходе не все эф­фекты можно оценивать безальернативно («есть эффект/нет эффекта»), К безальтернативным эффектам относится такой эффект, как гибель организма в результате токсического действия вещества. Поэтому дозы, вызывающие гибель - летальные дозы - используются наиболее часто как интегральный параметр токсичности вещества.

Вероятность развития эффекта. Всем живым организмам свойст­венна вариабельность внутривидовой чувствительности к химическим веще­ствам. При действии токсиканта на популяцию в одинаковой дозе (если она не сверхсмертельная заведомо) не у всех людей разовьется одинаковый эф­фект.

В основе методов количественного определения токсичности лежит нахождение зависимости "доза - эффект" (рис. 1). Наиболее распространен­ный способ определения зависимости "доза-эффект" является эксперимен­тальный метод подгрупп. Животным, входящим в подгруппу токсикант вво­дят в одинаковой дозе, а в каждой последующей подгруппе доза увеличива­ется. С увеличением дозы будет увеличиваться часть животных в каждой из подгрупп, у которых развился оцениваемый эффект. Получаемую при этом зависимость можно представить в виде кривой, где количество животных с положительной реакцией на токсикант прямо пропорционально зависит от дозы (является функцией дозы).

Рисунок 1. Типичная кривая "доза-эффект". Кривая симметрична относительно средней точки (эффект наблюдается у 50% животных в труппе): Основные значения эффекта ток­сиканта сосредоточены вокруг среднего значения (по С.А. Куценко, 2004).

В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую логарифма нормального распределения, симметричную относительно сред­ней точки (рис. 1). Анализ такой кривой показывает, что небольшая часть популяции (левая часть кривой "доза-эффект") реагирует на малые дозы ток­сиканта. Это группа гиперчувствительных особей. Другая часть популяции (правая часть кривой) реагирует лишь на очень большие дозы токсиканта. Это - резистентные особи. Центральная точка кривой (формирование эффек­та у 50% животных в группе) соответствует так называемой среднеэффек- тивной (медианной) дозе (ED₅o). Дозы, которые вызывают эффект лишь у ги­перчувствительных особей обозначают как минимальноэффективные дозы (BD|₆). Дозы вещества, которые вызывают эффект абсолютно у вех живот­ных в подгруппе (во всей популяции) обозначаются как абсолютноэффектив- ные дозы (ED₉₀ ). Если оцениваемый эффект - гибель животных, то такие токсодозы обозначаются как летальные (среднесмертельные, абсолютнос- мертельные).

Таким образом, свойство токсичности любого вещества можно изме­рить через ту дозу, которая вызывает токсический эффект. Чем меньше ток- содоза, тем более токсично вещество.

Однако токсичность - это не единственное условие, необходимое для реализации токсического действия вещества. Даже относительно токсичное вещество должно обладать такими физико-химическим свойствами, которые делали бы данное вещество биодоступным. Так, при прочих равных условиях наибольшей вероятностью вызывать поражение (отравление) обладают газо­образные вещества, способные поступать ингаляционно. И наоборот, потре­буются специальные «меры», чтобы кристаллическое вещество даже с очень высокой токсичностью попало в организм и вызвало отравление. Приведен­ный пример показывает, что вещества могут быть соизмеримы по токсично­сти, но вероятность поражения (отравления) ими различна. Для оценки веро-

терий опасности.

Опасность может быть определена как вероятность поражающего действия токсичного вещества на незащищенное население. Опасность опре­деляется биодоступностью вещества, которая в свою очередь определяется физико-химическими свойствами вещества. Наиболее опасными являются вещества, способные поступать ингаляционно или через неповрежденную кожу.

Дата добавления: 2014-11-06; просмотров: 533; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!