Введение в общую токсикологию
1.1. Токсикология: определение
Самым простым определением токсикологии является определение, непосредственно вытекающее из латинского названия науки (toxicon- яд, logos- наука): токсикология - наука о ядах и отравлениях (интоксикациях).
Определить токсикологию как науку о яде, наверное, можно. Но для этого надо выполнить необходимое условие: дать четкое определение самого понятия "яд". Что же такое яд? Основываясь на логике здравого смысла, ядом можно обозначить такое вещество, которое в очень малом количестве поступив в организм, вызвало острое отравление или даже смерть. Именно так в общих чертах определяли яд практически все основоположники научной токсикологии: Жозе Орфила (1814), Е.П. Пеликан (1878), Д.П. Косоротов (1907), Н.В. Лазарев (1938).
Итак, яд - это некое вещество, которое в малом количествеспособно вызвать в организме тяжелые нарушения со стороны жизненно-важных органов и систем, что в медицине обозначается как болезнь, в данном случае - тяжелая болезнь химической этиологии, т.е. отравление, и весьма вероятным исходом этой болезни будет смерть. Однако при таком подходе к определению яда неопределенным остается категория «малое количество»вещества. Что можно принять за такое количество вещества, которого было бы, с одной стороны, достаточным для развития отравления, а, с другой, - было бы «малым». Так, наиболее известный нам из художественной литературы яд - цианистый калий - вызывает острое смертельное отравление у человека в дозе около 70 мг. А ботулотоксин - в дозе примерно в 200-300 раз меньше - около 0.05 мг (и синтетическая химия пока не создала, к счастью, что-либо сопоставимое по ядовитости, вот они - «естественные» нанотехнолоии). Однако есть и другой пример: иприт - боевое отравляющее вещество, т.е. вещество, специально предназначавшееся и активно применявшеесядля массового уничтожения людей. Абсолютно смертельная доза иприта при попадании на кожу составляют 5.0 г. Даже по сравнению с цианистым калием это гигантское количество, не говоря уже в сравнении с ботулотоксином. Тем не менее иприт - признанный «король» среди военных ядов, это «звание» он завоевал на фронтах Первой мировой войны (1914-1918).
Таким образом, практически невозможно определить категорию «малое количество» как основной признак яда даже путем сопоставления смертельных доз в ряду веществ, которые в сознании всегда ассоциируются с понятием «яд». В ряду несомненных «ядов» их «малое количество» различается в 109(!) раз. «Подобное обстоятельство ставит под сомнение саму возможность выделить из всей совокупности химических веществ окружающего мира, естественных и синтезированных человеком, некую группу, обозначаемую как "яд"», - так характеризовал эту ситуацию выдающийся отечественный токсиколог С.А. Куценко (2004).
«Ядов в научном смысле нет» - емко подытожил накопленный опыт еще в XIX веке французский судебный медик Огюст Амбруаз Тардье (1818 - 1879).
Опыт показывает, что практически любое химическое веществов зависимости от своего количества может оказывать вредное действие на организм. На рубеже средних веков и нового времени впервые об этом сказал известный алхимик, философ-оккульгист, врач Филипп Ауреол Теофраст Бом- баст фон Гогенгейм (1493 - 1541), называвший себя «принцем философии и медицины» Парацельсом, что значит «Подобный Цельсу». Теофраст фон Го- генгей имел в виду Авла Корнелия Цельса (25 до н.э. - 50 н.э.) - известного римского врача-энциклопедиста, основоположника современной медицинской терминологии. За чистоту и изящество языка Цельса называли «Цицероном медицины». Гогенгейм-Парацельс творил в эпоху воинствующего догматизма в медицине (XVI в.), когда труды врачей античности, работы Авиценны абсолютизировались, и отход от классических трактатов был недопустим. Труды Парацельса во многом опередили свою эпоху. Так, придерживаясь позиции ятрохимии (все болезни - суть результат нарушения соотношения химических веществ в организме) он предложил соединения мышьяка для лечения некоторых заболеваниий. Парацельс был обвинен в умышленном отравлении своих пациентов. Выступая в свою защиту, Парацельс сформулировал философскую по сути максиму, которая актуальна и при современном уровне развития медицины: "Все есть яд. Ничто не лишено ядовитости. И только дот отличает яд от лекарства ".
Таким образом, при тех или иных условиях любое вещество может стать ядом. Причина этого кроется в определенном свойстве, которое присуще любому химическому веществу - в свойстве токсичности. Токсичность это свойство химических веществ оказывать «вредное действие» на живой организм. Это «вредное» - токсичное - действие может быть описано по- разному: «повреждение организма», «серьезный вред организму», «уничто жение здоровья», «нарушения в органах и системах» и проч. Суть токсичногс действия с позиций современной биологии и медицины следует рассматривать как нарушение, срыв регуляции гомеостаза.
Срыв гомеостатического регулирования - основа патогенеза многю болезненных процессов. В чем же специфика болезней химической этиоло гии (отравлений)? В данном случае срыв гамеостаза возникает «немеханиче ским путем» по Н.В. Лазареву (1895 - 1974). Пояснить это можно следую шим упрощенным примером. Железо может вызывать срыв гомеостаза, воз действуя на организм в форме тяжелого массивного предмета, обладающей определенной кинетической энергией, передающего эту энергию, например головному мозгу в момент удара. В результате травмы происходит срыв го меостаза механическим путем. Но железо может исподволь поступать в ор ганизм с продуктами питания и с водой в количестве, достаточном, что бь вызвать патологическое состояние, описываемое как гемохроматоз. Это со стояние также будет состоянием нарушенного гомеостаза, но нарушенной немеханическим путем, т.е. в результате токсичного действия железа. Свой ство токсичности можно признать по Иммануилу Канту (1724 - 1804) имманентным, т.е. внутренне присущим всем химическим веществам.
Таким образом, токсичность — это присущее химическим веществам свойство вызывать в определенной дозе нарушение гомеостаза немеханическим путем.Понятия яда в строго научном смысле нет, но практически у всех химических веществ есть свойство токсичности. Вещества существенно различаются по токсичности: чем меньшее количество оказывает на организм повреждающее действие, тем более вещество токсичнее (ядовитее). Именно токсичность является предметом рассмотрения токсикологии как науки.
Действие веществ, приводящее к нарушениям в функционировании биологических систем, называется токсическим. Токсическое действие может быть зарегистрировано и изучено на любом уровне организации живой материи: клеточном, тканевом, органном, организменном, популяционном, биоценологическом. Реакция биосистемы на токсическое действие химического вещества, проявляющаяся повреждением биосистемы (нарушением функции) или гибелью, называется токсическим процессом.
Наиболее часто единственной формой токсического процесса рассматривают острое отравление (интоксикацию). Поэтому и токсикологию определяют, как "...науку, изучающую закономерности развития и течения ... отравления". Однако в настоящее время все очевиднее становится, что токсичное действие веществ на биосистемы вообще, и организм человека в частности, более многообразны. Даже на уровне организма это не только острые, но и подострые, хронические интоксикации, это и химический канцерогенез, явление эмбриотоксичности, тератогенез, снижение иммунитета, аллергиза- ция организма и т.д. —
Таким образом,предметом изучения токсикологии как науки являются (1) токсичностьхимических веществ и (2) токсический процесс, развивающийся в биосистеме при токсичном действии. Исходя из такого определения предмета, токсикологию в широком смысле можно определить как науку о токсичном действии химических веществ на биосистемы.Объектом изучения медицинской токсикологии является процесс действия химических веществ на организм человека.
Итак, большинство авторитетов пришли к выводу, что понятия яда в научном смысле нет. Тем не менее, нельзя отрицать очевидное - есть вещества, вызывающие отравления. Для определения яда нужно сделать следующее допущение: ядом можно признать такое вещество, которое уже вызвало отравление.
Кроме термина «яд» гораздо чаще употребляется термин «токсикант». Под этим термином, как правило, понимается «более широкое, чем яд, понятие, употребляющееся для обозначения веществ, вызвавших не только интоксикацию, но провоцирующих и другие формы токсического процесса, и Не только организма, но и биологических систем иного уровня организации: клетки, популяции» (Куценко С. А., 2004).
Если вещество поступает в организм и не оказывает токсического действия, то такое вещество определяют как «ксенобиотик» -вещество, являющееся чужеродным для организма, т.е. не участвующее в пластическом или энергетическом обмене организма.
1.2. Цель и задачи токсикологии
Целью медицинской токсикологии как раздела медицины является совершенствование системы мероприятий, обеспечивающих сохранение жизни, -здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, населения как в условиях повседневного контакта с химическими веществами, так и при чрезвычайных ситуациях.
Эта цель достигается путем решения фундаментальных и прикладных
задач:
Установление количественных характеристик токсичности. Раздел токсикологии, который изучает количественные параметры токсичности веществ, называется "токсикометрия". Результаты токсикометрических исследований в медицинской практике используют для разработки системы нормативных и правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность населения.
Изучение путей поступления токсикантов в организм, закономерностей распределения, метаболизма и выведения токсичных веществ - изучение «траектории» движения токсиканта в организме. Решение данной задачи осуществляется в рамках раздела токсикологии "токсикокинетика".
Изучение механизмов, лежащих в основе токсического действия, закономерностей формирования патологических состояний. Данная задача решается в рамках раздела токсикологии "токсикодинамика". Данные о токси- кодинамике различных химических веществ лежат в основе разработки средств профилактики и терапии интоксикаций, совершенствования диагностики интоксикаций и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию токсикантов.
Медицинская токсикология представлена несколькими основными направлениями.
Профилактическая токсикология -изучает токсичность химических веществ, обеспечивая сохранение жизни, здоровья, профессиональной работоспособности населения в условиях повседневных, как правило, профессиональных и (или) быговых химических воздействий. Профилактическая токсикология как раздел профилактической медицины осуществляет контроль за соблюдением норм химической безопасности.
Клиническая токсикология- область практической (клинической) медицины разрабатывает мероприятия по оказанию помощи при острых отравлениях.
Экспериментальная токсикология- методом моделирования в эксперименте обосновывает решения практических задач, стоящих перед профилактической и клинической токсикологией, разрабатывает новые средства диагностики, профилактики и лечения различных форм токсического процесса.