4 курс / Общая токсикология (доп.) / toxikologia

Среди микроскопических грибов наибольшую и наиболее вредоносную

группу составляют так называемые «плесени», принадлежащие к различным

систематическим категориям (зигомицетам – Zygomycetes, оомицетам – OomyGASU-

WWW

.

cetes, аскомицетам, дейтеромицетам –Deuteromycetes) и вызывающие токсиче-

скую порчу пищевых продуктов.

Летальная доза метаболитов токсинов плесневых грибов выше, чем у

стрихнина. Так, если у стрихнина она 0,5–1 мг/кг, то у афлатоксина В1 равна

0,36 мг/кг.

. RU

В настоящее время известно около 250 видов токсических микромицетов,

продуцирующих более 100 наименований отравляющих веществ, являющихся

GASU

опасными природными загрязнителями продуктов питания человека и кормов

сельскохозяйственных животных, многие из которых обладают кумулятивным

действием и вызывают тяжелейшие последствия (таблица 4).

Острые отравления микотоксинами сравнительно редки.

, однако микоток-

WWW

сикозы все же являются серьезной народнохозяйственной и медицинской про-

блемой (как результат отдаленных последствий употребления в пищу загряз-

ненных грибками продуктов и кормов). В системе профилактических меро-

приятий, направленных на предупреждение микотоксикозов, важное место за-

. RU

нимает контроль загрязненности микотоксинами продуктов питания и кормов.

Таблица 4 - Токсическая характеристика микотоксинов некоторых микро-

мицетов

.

GASU

Организмы-

Микотоксины

WWW

Природные

субстра-

Характер токсического

продуценты

ты

действия

Aspergillus fla-

Афлатоксины

Арахис, кукуруза и

Гепатотоксическое и ге-

vus,

B1, B2, G1, G2

другие зернобобовые

патоканцерогенное, му-

A. parasiticus

. RU

(семена), семя хлоп-

тагенное, тератогенное и

чатника, орехи, ово-

иммунодепрессивное

щи, растительные

корма

A. ochraceus,

Охратоксины

Зерновые, кофе, сы-

Нефротоксическое, тера-

Penicillium vir-

В, В, С

ры, корма

тогенное

idicatum

.

GASU

P. patulum и др.

Патулин

Фрукты, овощи и

Нейротоксическое, мута-

WWW

продукты их перера-

генное, тератогенное

ботки (соки, пюре,

джемы и др.)

Fusarium

Трихотеценовые мико-

Зерновые, корма, се-

Нейротоксическое, ге-

. RU

токсины

но и т.п.

моррагическое, лейкопе-

graminearum и

др.

(более 40 соединений)

ническое, иммуноде-

.

GASU

прессивное, дерматокси-

ческое

WWW

40

F. graminearum

Зеараленон

Кукуруза, ячмень,

Эстрогенное, тератоген-

GASU

пшеница, сорго, кор-

ное

ма

.

Claviceps pur-

Эрготоксины

Зерновые

Нейротоксическое

purea

В основных сельскохозяйственных регионах страны (Северный Кавказ,

WWW

Поволжье, Центрально-Черноземный регион, Западная Сибирь и Южный Урал)

возрастает пораженность пшеницы, ячменя,

кукурузы и риса токсигенными

RU

штаммами возбудителей фузариоза и аспергиллеза. При этом образование.

и на-

копление токсикантов в зерне происходит как во время вегетации растений, так

и при хранении зерна в неблагоприятных условиях (в плохо приспособленных

помещениях).

GASU

Зерно загрязняется микотоксинами, кормовая ценность.

продуктов его пе-

реработки, используемых в рационах для свиней, птицы, молодняка животных,

WWW

токсинов. Поэтому качество кормовых культур ухудшается сильнее, чем при

заражении грибами одного вида.

. GASU

. RU

3. Биохимические основы токсического действия химических веществ

3.1. Токсичность, методы ее оценки, факторы определяющие токсич-

ность веществ. Проявление действия яда.

WWW

способность оказывать вредное и / или смертельное воздействие на живой ор-

ганизм.

.

RU

Яд – это всегда химические вещества, взаимодействующие с организмом и

вызывающие в нем патологические изменения.

Токсичность - основное понятие современной токсикологии. В общей

форме можно определить. GASU токсичность, как свойство (способность) химических

веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать

их повреждение или гибель, или, применительно к организму человека, - спо-

собность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель.

ДействиеWWWвеществ, приводящее к нарушению функций биологических сис-

тем, называется - токсическим действием.

В основе токсического действия лежит взаимодействие вещества с биоло-

. RU

гическим объектом на молекулярном уровне

Химизм взаимодействия токсиканта и биологического объекта на молеку-

лярном уровне называется - механизмом токсического действия.

GASU

41

ляется развитие токсического процесса.

Количественной мерой токсичности служит токсическая доза – массаGASU

вещества, вызывающая в организме определенный эффект.

WWW

.

теля используют, если эффект действия учитывают по числу погибших биотес-

тов, а третий, по степени нарушения отдельных процессов.

. RU

Для сравнения токсичности препаратов чаще всего используют среднеток-

сическую дозу, вызывающую 50%

эффект (СД50 ).

Различают следующие дозы:

подпороговую, пороговую, сублетальную и

летальную.

.

GASU

Подпороговая доза — наибольшее количество вещества, не вызывающее

изменения в организме.

Пороговая доза — наименьшее количество вещества, вызывающее в ор-

WWW

вотного.

.

RU

Летальная доза (смертельная) — доза пестицида, вызывающая гибель

подопытного объекта

WWW

.

GASU

ная) к нулю.

. RU

Токсичностью характеризуются не только синтетические химические ве-

ядов. Причем токсичность природных ядов часто значительно выше, чем синте-

GASU

в этом, сравните приведенные показатели леталь-

тических. Чтобы убедиться.

.

мясных консервах.

порченныхRU

GASU

организма. Но не всякое взаимодействие приводит к проявлению токсичности.

В зависимости от дозы вещество может оказывать и стимулирующее, и токси-

ческое действие на один и тот же организм. Следовательно, важным факторомGASU

WWW

.

СС13

. RU

СС13

Вещество 1

GASU

Вещество 2

пестицидов. Например, введение в молекулу так называемых токсофорных

групп (галоиды, тяжелые металлы, циано.

- и нитрогруппы) сопровождается уве-

личением токсичности соединений. В группе фосфорорганических соединений

чей.

. GASU

Изменением химического строения сопровождается процесс обезврежива-

WWW

ядам, действующим ингаляционно, и определяется по модифицированной фор-

RU

(1)

муле Габера.

GASU

С t V

,

T = g

(1)

где C – концентрация, мг/л; t – экспозиция, время воздействия, мин;

GASU

V – объем легочной вентиляции, л; g – масса тела, кг.

5. Токсичность (Т) вещества определяется величиной, обратной средне.

-

смертельной дозе (концентрации): Т = 1 / LD50 (Cl50).

Показатель токсичности применяют в качестве меры несовместимости ве-

щества с жизнью. Недостатком этой формулы является то, что она не учитыва-

WWW

ет возможность биотрансформации и детоксикации яда, а также возможности

кумулятивного эффекта.

GASU

. RU

6. Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) (2)

120

КВИО = С 20град. по Цельсию / Cl50 ,

(2)

где С

20град по Цельсию

– максимально достижимая концентрация.

вещества при 20

0

С;

120

WWW

9. ПДК – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе (мг/м3),

которая при ежедневном воздействииWWW

в течение сколь угодно длительного вре-

. RU

мени не вызывает токсических явлений у человека и животных в жизни на-

стоящего и последующего поколений.

. GASU

13. ДСП – допустимое суточное потребление – величина, рассчитываемая

WWW

как произведение ДСД на среднюю величину массы тела (60 кг).

На жизнедеятельность человека оказывают влияние все виды загрязнений

RU

его среды и продуктов питания. Поэтому уровни загрязнений обя-

окружающей.

зательно контролируются по предельно допустимым концентрациям (ПДК)

GASU

RU

GASU

.

Воздействие вредных химических, физических, биологических факторов

на биоценоз, т. е. качество окружающей среды, нормируется на государствен-

ном уровне. Предусмотрены предельно допустимые нормы антропогенного

.

воздействия на окружающую среду, гарантирующие экологическую безопас-

ность населения и сохранение генетического фонда.

WWW

3.2 Гигиеническая классификация вредных веществ

Для оценки экологической опасности химических веществ кроме нормати-

. RU

вов концентраций используют также оценку особенностей поведения и свойств

веществ, попадающих в окружающую среду, их токсичности, канцерогенности,

мутагенности и др. Для этого разработаны классификации, включенные в нор-

мативные документы: например, ГОСТ 12.1.007—76. ССБТ. Вредные вещества.

Классификация и общие требования безопасности; ГОСТ

GASU

.17.1.3.07—82. Гидро-

сфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков; ГОСТ

17.4.1.02—83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ

для контроля загрязнения; ГОСТ 17.2.3.01—86. Охрана природы. Атмосфера.

WWW

Правила контроля качества воздуха населенных пунктов; ГОСТ 17.4.3.06—86

(СТ СЭВ 5301—85). Охрана природы. Почвы. Общие требования к классифи-

кации почв по влиянию на них химических загрязняющихRU

веществ и др.

Под поведением химического вещества

.

в окружающей среде понимают

свойства вещества изменять свою структуру, вступать во взаимодействие с раз-

личными компонентами окружающей среды, сохраняться в неизменном виде,

мигрировать на определенные расстоянияGASUв данной среде или в сопредельные

среды.

.

Наиболее широко используется химическая классификация, в которой все

химические вещества делятся прежде всего на органические, неорганические и

элементорганические (металлоорганические, кремнийорганические). С помо-

WWW

щью этой классификации определяют класс и группу токсических веществ.

По агрегатному состоянию в воздушной среде вешества могут быть разде-

. RU

лены на газообразные (газы), жидкие (пары) и твердые (аэрозоли).

В практической классификации по цели применения различают:

• промышленные яды (топливо, растворители, красители, хладагенты, хи-

мические реагенты, пластификаторы и др.);

GASU

в сельском хозяйстве для борьбы с возбудите-

• пестициды, применяемые.

лями болезней, вредителями, сорняками;

• лекарственные препараты;

• химические вещества, используемые в быту (пищевые добавки; средства

WWW

санитарии, личной гигиены, косметики, ухода за одеждой, мебелью и т. д.);

• биологические яды, содержащиеся в растениях, грибах, животных;

• боевыеRU

отравляющие вещества (зарин, иприт, фосген и др.).

GASU

.

определенных LD50, ПДК. По этой классификации токсическое вещество мож-

но отнести к определенному классу токсичности.

летальнаяGASU

Относительная токсичность

вещества определяется как

WWW

.

концентрация вещества, приводящая к гибели 50% особей (ЛК50) за опреде-

ленный период воздействия (96-120 час). По этому показателю выделяются

шесть групп веществ (таблица 5).

Таблица 5 – Классификация веществ по показателю относительной ток-

сичности

GASU

RU

Группа

Токсичность

ЛК50 за 96-120 час, мг/л

ПДК, мл/л .

ЛК50/

ПДК

1

Особо высокая

<0,01

<0,0001

>100

2

Высокая

1,0–0,001

0,01–0,0001

100

3

Средняя

10–1,0

0,1–0,01

>50

4

Умеренная

100–10

10–1,0.

>10

WWW

5

Малая

1000–100

200–10

>5

6

Очень малая

>1000

>200

≤5

По степени токсичности токсиканты делят на 4 класса: I

-чрезвычайно

. RU

токсичные, II — высокотоксичные, III—умеренно токсичные и IУ — ма-

лотоксичные (таблица 6).

. GASU

Таблица 6- Классы вредных веществ по степени токсичности

Класс токсичности

Показатель

LDK

LD50 (при вдыхании),

LD50 (на кожу),

(внутрь),

мг/л

мг/кг

мг/кг

Чрезвычайно токсичные

<15

< 0,5

< 100

Высокотоксичные

RU

WWW15-150

0,5-5

100-500

Умеренно токсичные

151-1500

5,1-50

501-2500

Малотоксичные .

>1500

>50

>2500

. GASU

По степени опасности для теплокровных животных —на особо опасные,

опасные, умеренно опасные и малоопасные;

. RU

WWW

. GASU

WWW

46

Таблица 7 - Классификация пестицидов и их характеристика по степени

. GASU

опасности для теплокровных животных (ГОСТ 17.1.3.04—82)

Показатель

Характеристика пестицидов по классам

малоопасные

умеренно

опасные (3)

особо опасные

(1)

опасные (2)

(4)

Средняя смертельная до-

Свыше

201—1000

51-200

Менее 50

за

1000

RU

WWW

для теплокровных жи-

вотных

.

при введении в желудок,

мг/кг

Способность к кумуля-

Свыше 5

4-5

1-3

Менее 1

ции

GASU

в организме теплокров-

.

ных

животных

Стойкость в почве, мес

Менее 1

1-5

6-24

Свыше 24

Стойкость в воде, сут

Менее 5

5-10

11-30

Свыше 30

Способность к накопле-

Менее 50

50-200

201-1000

Свыше 1000

нию в водных организ-

. RU

WWW

мах

По степени токсичности для почв токсиканты делятся на высоко опасные,

умеренно опасные и малоопасные (таблица 8).

Таблица 8 - Классификация химических веществ для контроля загрязнения

почвы (ГОСТ 17.4.1.02-83)

. GASU

Показатель

Вешества

высокоопас-

умеренно

малоопас-

ныеWWW(1)

опасные (2)

ные (3)

Токсичность, LD$o

До 200

200-1000

Свыше 1000

Персистентность в почве, мес

RU

Свыше 12

6-12

Менее 6

ПДК в почве, мг/кг

.

Менее 0,2

0,2-0,5

Свыше 0,5

Миграция

Мигрируют

Слабо

Не мигри-

мигрируют

руют

Персистентность в растениях,

3 и более

0,1-3

Менее 1

мес

GASU

Влияние на пищевую. ценность

Сильное

Умеренное

Нет

сельско-

хозяйственной продукции

В рыбохозяйственном водопользовании выделено 4 класса опасности за-

WWW

грязняющих воду веществ: 1 — чрезвычайно опасные, 2 — высокоопасные, 3

RU

— опасные, 4 — умеренно опасные. Оценку опасности химических соединений

проводят.

на основе показателей токсичности, значений ПДК, способности к

материальной кумуляции, поведения вещества в водоеме.

По поведению в водоеме вещества делят на следующие группы:

GASU

47

В рыбохозяйственном водопользовании выделено 4 класса опасности за-

грязняющих воду веществ: 1 — чрезвычайно опасные, 2 — высокоопасные,

3 — опасные, 4 — умеренно опасные. Оценку опасности химических соедиGASU-

.

нений проводят на основе показателей токсичности, значений ПДК, способно-

сти к материальной кумуляции, поведения вещества в водоеме.

WWW

По поведению в водоеме вещества делят на следующие группы:

• практически нетрансформируемые (хлорид натрия);

• вещества, метаболиты которых вступают в сложные соединения с при-

родными органическими компонентами, меняя характер и интенсивность воз-

действия на биоту;

. RU

• подвергающиеся деградации в природных водах до более простых соеди-

нений.

Их метаболиты могут быть более токсичны, чем исходные вещества

(таблица 9).

.

GASU

Таблица 9 - Классификация загрязняющих воду веществ по токсикологи-

ческим параметрам

WWW

Группа

Токсичность

LC50 за 96-120 ч,

Рыбохозяйственная

Отношение

мг/л

ПДК, мг/л

LC50/ПДК

. RU

1-я

Очень высокая

Менее 0,01

Менее 0,0001

100

2-я

Высокая

0,01-1

0,0001-0,01

100

3-я

Средняя

1,0-10

0,01-0,1

50

4-я

Умеренная

10-100

GASU

0,1-10,0

10

5-я

Малая

100-1000.

100-200

5

6-я

Очень малая

Более 1000

Более 200

Менее 5

Способность к кумуляции (накоплению) характеризуется коэффициентом

кумуляции (КК) – отношением концентрацииWWW

вредного вещества в объекте или

живом организме к концентрации этого же вещества в среде или в пище в рав-

новесном состоянии (таблица 10).

.

RU

Таблица 10 – Классификация веществ по способности к кумуляции

Группа

Кумуляция

КАК = Концентрация вещества в организме ∕ Концентра-

1

СверхвысокаяGASU

ция вещества в среде

2

.

>1000

Выраженная (высокая)

1000–201

3

Умеренная

200–51

4

Слабовыраженная

50–1,1

5

Отсутствует

1,0 и <

WWW

Устойчивость к распаду – характеризуется временем снижения концентра-

ции веществаRU

в 20 раз – τ95, сутки (таблица 11).

GASU

.

Таблица 11 – Классификация веществ по устойчивости к распаду

. GASU

Груп-па

Стабильность

τ95, сутки

WWW

t = 15ºC

t = 10ºC

1

Малая

>10

До 20

2

Умеренная

11–20

20–30

3

Средняя

21–110

31–190

4

Высокая

111–340

191–560

5

Очень высокая

341–690

.

RU

561–1100

6

Сверхвысокая

>690

>1100

I — чрезвычайно опасные, ПДК < 0,1мг/м3; II — высокоопасные. ПДК

3

.

GASU

3

; IV — малоопас-

0,1 - 1,0мг/м

; III - умеренно опасные, ПДК 1,1-10,0 мг/м

ные, ПДК > 10,0мг/м3.

3.3 Токсикологическая классификация вредных веществ

WWW

Токсикологическая классификация основана на разделении химических

RU

веществ по характеру их токсического действия.

на организм.

Классификация летучих токсических веществ по их свойствам и биологи-

I. Удушающие:

. GASU

1) простые удушающие, действие которых сказывается в вытеснении из

вдыхаемого воздуха (азот, водород, гелий);

2) химически действующие, нарушающие газообмен в крови и тканях (ок-

сид углерода, синильная кислотаWWW)

II. Раздражающие. Вызывают раздражение слизистых оболочек дыха-

тельных путей, легких, ведущее к развитию воспалительных реакций.

. RU

III. Летучие наркотики и родственные им вещества, действующие после

поступления в кровь. Оказывают острое действие на нервную систему, вызывая

наркоз. Делятся на пять подгрупп:

1)

. GASU

наркотические вещества, не обладающие ясно выраженным последейст-

WWW

вием (оксид азота II, эфиры, углеводороды жирного ряда);

2)

вещества, оказывающие вредное действие главным образом на внутрен-

ние органы (галогенпроизводные углеводороды жирного ряда);

3)

вещества, обладающие действием главным образом на кроветворную

RU

систему (ароматические углеводороды);

4)

органические соединения азота, действующие преимущественно на

кровь и. кровообращение (анилин, нитробензол);

GASU

вещества, обладающие действием преимущественно на нервную систе-

5)