Ввведение

Непрерывно расширяющееся внедрение химических веществ в различные сферы производства, транспорта и быта сформировало ситуацию, которая вполне правомерно названа токсической, поскольку в окружении современного человека насчитываются тысячи токсических веществ. Загрязнение окружающей среды вредными и опасными химическими веществами, особенно резко выраженное в последние годы, затрагивает не только тропо- и гидросферу, но и атмосферу и даже стратосферу. Нарастающее химическое загрязнение окружающей среды, как следствие интенсификации технической деятельности, создало новую, ранее неизвестную химическую среду не только для человека, но и для представителей растительного и животного мира, которые оказались к ней эволюционно неприспособленными. Все это требует сосредоточения значительных усилий, направленных на охрану окружающей среды, а подготовка высококвалифицированных специалистов в этой области занимает далеко не последнее место.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТОКСИКОЛОГИИ

Система современных классических научных взглядов различает две физические формы существования материи – вещество и поле. Веществу присущ комплекс специфических свойств, которые являются объективными индивидуальными характеристиками и позволяют отличить его от многих других веществ. В принципе число веществ неограниченно велико – их открывают в природе и получают искусственным путем (синтезируют). Наряду с физическими характеристиками индивидуальность вещества определяет его химические свойства, а при поступлении в живой организм – биологическое действие.

Биологическое действие всех существующих химических веществ можно рассматривать как полезное (лечебное) и вредное (ядовитое). Действие на живой организм химических веществ, применяемых с лечебной целью (лекарств), является предметом медицинской дисциплины – фармакологии. Изучением вредного действия химических веществ на живые организмы занимается токсикология.

Токсикология (от греч. toxicon – яд, logos – учение) – это наука о законах (закономерностях) взаимодействия токсических химических веществ с живыми организмами.

Учение о вредном действии химических веществ на человека берет свое начало со времен Гиппократа (около 460-377 до н.э.), Галена (около 130-200 н.э.) и Парацельса (1493-1541). Основоположниками токсикологии как науки в нашей стране были Николай Петрович Кравков (1864-1924), Николай Сергеевич Правдин (1882-1954) и Николай Васильевич Лазарев (1895-1973). Своему развитию отечественная токсикология во многом обязана разносторонним исследованиям которые в разное время проводили И.В. Саноцкий, Г.А. Степaнский, Ю.С. Каган, И.М. Трахтенберг, Б.А. Курляндский, Ю.И. Кундиев, И.П.Уланова, Н.А. Толоконцев, А.А. Голубев, В.А. Филов, Н.Ф. Измеров и др.

Важнейшим понятием в токсикологии является токсичность химического вещества. Токсичностью химического вещества называется его способность при взаимодействии немеханическим путем с живыми организмами вызывать у них повреждение или гибель. Под немеханическим здесь подразумевается взаимодействие токсического вещества с биологическими объектами на молекулярном уровне, т.е. химическим путем. Происходящие на молекулярном уровне процессы взаимодействия вещества с биологическим объектом являются механизмом токсического действия.

Токсичность – понятие количественное, при котором измеряемым параметром является биологический эффект, возникающий при взаимодействии химического вещества с организмом. Другим количественным параметром является концентрация взаимодействующего с организмом химического вещества или доза. Если взаимодействие химического вещества с живым организмом приводит к нарушению его функций, заболеванию или гибели, то такое вещество является ядом. Таким образом токсичность химического вещества также можно рассматривать как его ядовитость.

Существуют множество различных определений понятия яда, среди которых, например, наиболее известные принадлежат Парацельсу «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» и Н.В. Лазареву «Яд – вещество, вызывающее в организме патологические изменения химическим путем». Предложенная И.В. Саноцким формулировка наиболее полно отражает современную точку зрения: «Яд – это химический компонент среды обитания, поступающий в количестве (реже – качестве), не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с его жизнью».

Теоретически не существует химических веществ, которые лишены токсичности, – при тех или иных условиях взаимодействия всегда найдется биологический объект, реагирующий на вещество в определенной дозе ответными реакциями (повреждением, нарушением функций, гибелью).

В токсикологии наряду с понятием яд используется термин ксенобиотик (от греч. xenos – чужой, biotos – жизнь) – чужеродное, не свойственное и не присутствующее в живом организме вещество. К ксенобиотикам относятся исключительно те вещества, которые получены искусственным путем в результате химического синтеза. Веществ, по своему химическому составу чуждых для организма человека и животных, но являющихся абсолютно нейтральными или неассимилируемыми, не существует.

Токсикология как наука о действии химических веществ на живой организм находится в тесной связи со многими биологическими и медицинскими дисциплинами. В зависимости от решаемых задач в токсикологии различают несколько основных направлений.

Экспериментальная токсикология изучает общие закономерности взаимодействия химических веществ и организма, механизмы формирования и течения токсического процесса, разрабатывает научные основы переноса (экстраполяции) данных, полученных в экспериментах с животными на человека.

Теоретическая токсикология исследует биологические механизмы токсического действия химических веществ на разных уровнях организации живых организмов, устанавливает связи между строением химических веществ и их токсичностью, разрабатывает и обосновывает расчетно-экспериментальные методы количественной оценки токсического эффекта.

Профилактическая (гигиеническая) токсикология, в задачи которой входит предупреждение и предотвращение ближайших и отдаленных последствий воздействия вредных веществ окружающей среды на живые организмы, разработка методов профилактики токсических воздействий на человека в реальных условиях и осуществление контроля за их соблюдением. При этом на первом месте стоит токсикологическая оценка новых химических веществ и их гигиеническая регламентация (нормирование) – установление предельно допустимого содержания вещества в окружающей человека среде. Профилактическая токсикология традиционно делится на промышленную, коммунальную, пищевую, сельскохозяйственную и т.д.

Клиническая токсикология как область практической медицины изучает вызванные токсическими химическими веществами острые и хронические заболевания человека и разрабатывает методы их диагностики, профилактики и лечения.

Экологическая токсикология (экотоксикология) возникла сравнительно недавно на стыке экологии и токсикологии и изучает токсическое действие химических веществ на популяции организмов и биоценозы, входящие в состав экосистем. Особенностью экологической токсикологии является изучение источников поступления и путей распространение в окружающей среде токсических веществ, оценка их потенциальной опасности для популяции организмов и разработка защитных мер по предупреждению возможных неблагоприятных последствий.

Токсикология специальных видов деятельности, в которую входят военная, судебная и ветеринарная токсикология. Военная токсикология изучает токсические химические вещества, характерные для военного труда мирного и военного времени и широко использует методы и достижения экспериментальной, профилактической и клинической токсикологии. Судебная токсикология, являясь неотъемлемой частью судебной медицины и криминалистики, осуществляет экспертизу отравлений в результате преступных действий. Ветеринарная токсикология, помимо изучения заболеваний сельскохозяйственных животных вызванных токсическими химическими веществами, связана с экологической токсикологией, поскольку позволят проследить перемещение веществ по пищевым цепям и пути их поступления в организм человека.

2. КЛАССИФИКАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

По данным Международного регистра потенциально токсических веществ в настоящее время известно около 5 млн химических веществ, из которых более 50 тыс в том или ином качестве фигурируют на мировом рынке. Ежегодно этот список пополняется более чем тысячью новых ксенобиотиков с неизвестным или не до конца изученным биологическим действием, которые, несмотря на это, внедряются в промышленность, сельское хозяйство и быт. Единой классификации для всех известных в настоящее время химических веществ, исходя из их биологического действия, нет, хотя предлагаются ее варианты, в основу которых положены различные подходы. Некоторые из таких видов классификаций, позволяющих идентифицировать химические вещества, приведены ниже.

1. Классификация химических веществ по способу использования:

а) в промышленности (красители, растворители, клеи, полимеры и т.п.),

б) в сельском хозяйстве (пестициды, инсектициды, гербициды, фунгициды, зооциды и т.д.),

в) в пищевой промышленности (пищевые добавки),

г) в фармакологии (лекарственные средства),

д) в быту (косметические и моющие средства),

е) в энергетике и на транспорте (топлива, масла, выбросы),

ж) в военном деле (боевые отравляющие вещества).

2. Классификация химических веществ по характеру биологического действия:

а) дерматотоксичные (повреждающие кожу),

б) пульмотоксичные (повреждающие органы дыхания),

в) гематотоксичные (нарушающие функции крови),

г) нейротоксичные (нарушающие функции нервной системы),

д) гепатотоксичные (нарушающие функции печени),

е) нефротоксичные (нарушающие функции почек),

ж) иммунотоксичные (повреждающие иммунную систему),

з) мутагенные (изменяющие наследуемую генетическую информацию),

и) канцерогенные (вызывающие образование злокачественных опухолей),

к) тератогенные (нарушающие репродуктивную функцию).

3. Классификация химических веществ по условиям воздействия:

а) в производственных условиях,

б) в быту,

в) вредные привычки и пристрастия (табак, алкоголь, наркотики),

г) при авариях и катастрофах,

д) при военных действиях (боевые отравляющие вещества).

Обобщенная классификация токсических химических веществ с учетом особенностей их биологического действия и происхождения приведена в таблице 1.

Таблица 1