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:

1. 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.

2. 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".

3. 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.