Яды и их классификация, механизм токсического действия

Токсикология (от греческого toxicon – яд, logos – учение) – наука о потенциальной опасности вредного воздействия ядов на живые организмы и экосистемы. Она изучает также механизмы токсического действия, диагностику, профилактику и лечение отравлений. Ядами называют вещества, которые при поступлении в орга­низм различными путями, через дыхательные органы, кожу, пи­щеварительный тракт, в незначительных количествах способны вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при оп­ределенных условиях в болезненное состояние, отравление.

Одно и то же химическое вещество в зависимости от различных условий может причинить вред здоровью или не оказать никакого действия. Есть сильнодействующие химические вещества, которые в малых дозах и при определенных условиях применяются как лекарственные препараты, например мышьяк, стрихнин, кураре, змеиный яд и др.

Токсичность - способность некоторых химических соединений и веществ биологической природы оказывать вредное действие на организм человека, животных и растений. Степень опасности вещества характеризуется пороговой, токсической не смертельной и токсической смертельной дозами или концентрациями. 1. Пороговая доза - наименьшая доза, вызывающая изменения на уровне организма, выходящие за пределы физиологических реакций. 2. Токсическая не смертельная доза вызывает видимые проявления отравления организма без смертельного исхода. 3. Токсическая смертельная доза вызывает отравление, заканчивающееся гибелью организма.

Поступление чужеродных веществ в организм, их распределение между органами и тканями, биотрансформация и выделение предполагают их проникновение через ряд биологических мембран: I тип характерен для нейтральных молекул. При этом быстрее всего диффундируют молекулы веществ, обладающих высоким коэффициентом распределения масло/вода, т.е. липофильными свойствами. Растворимые в липидах вещества (например, многие наркотические) могут свободно с минимумом затраты энергии проходить через клеточные мембраны по законам диффузии. II тип трансмембранного транспорта связан с определенными структурами, которые обеспечивают веществам более интенсивную диффузию. Этими свойствами обладают некоторые участки мембраны. Транспортируемая молекула обратимо соединяется с носителем в мембране, который свободно движется между внутренней и наружной ее поверхностями. Примером является транспорт глюкозы в эритроцитах человека.

III тип трансмембранного транспорта связан с потреблением энергии, которая образуется в результате метаболизма аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) в самой мембране. Предполагают, что при этом так называемом активном транспорте молекула вещества соединяется с носителем, который претерпевает определенные химические превращения. IV тип транспорта касается диффузии через поры, в стенках которых есть положительно заряженные частицы, пропускающие только анионы. Однако существуют каналы, пропускающие неэлектролиты. О максимальной величине этих каналов можно судить по размерам самой крупной молекулы, которую они способны пропускать.

Процессы превращения ядовитых веществ при поступлении их в организм вместе с пищей начинаются уже в передней кишке под воздействием ферментов слюны и активно происходят в средней кишке как ферментативным, так и химическим путем. Основные протекающие реакции: протекают реакции гидролиза с образованием полярных и малотоксичных продуктов. яды и продукты их распада, попадая в кровь, поступают в печень, где подвергаются процессам разложения: гидролизом, окислением, восстановлением и конъюгацией, с образованием водорастворимых соединений. яды, депонированные в жировой ткани, постепенно разрушаются до малотоксичных продуктов.

К ЛАССИФИКАЦИЯ ЯДОВ : По агрегатному состоянию в воздушной среде вредные вещества могут быть классифицированы как газы, пары и аэрозоли (жидкие или твердые). По химическому строению вредные химические вещества делят на органические, неорганические(Cr, As, Se, Ag, Cd) и элементоорганические(хлорорганические, фторорганические).

Общий характер токсического воздействия Характерный представитель Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи) Фосфорорганические инсектициды (хлорофос, карбофос), никотин, анабазин, БОВ Кожно-резорбтивное действие (местные воспалительные и некротические изменения в сочетании с обще токсическими резорбтивными явлениями) Дихлорэтан, гексахлоран, БОВ, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема) Общетоксическое действие (гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи) Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, БОВ Удушающее действие (токсический отек легких) Оксиды азота, БОВ (фосген, дифосген) Слезоточивое и раздражающее действие (раздражение наружных слизистых оболочек) Хлорпикрин, пары крепких кислот и щелочей Психотропное действие (нарушение психической активности сознания) Наркотики (кокаин, опий), атропин По виду токсического действия химические вещества разделяют по характеру их токсического действия на организм Таблица 1

О СНОВНЫЕ СТАДИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА С БИОЛОГИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ В первой фазе – токсикогенной наиболее сильно проявляется специфическое воздействие вредного вещества на организм. II стадия клинических отравлений – соматогенная - начинаются процессы, лишенные «химической» специфичности, носящие в начале характер защитных реакций. Эти процессы наиболее ярко проявляются.

П.Эрлих высказал предположение о существовании высокой специфичности первичной реакции взаимодействия яда и клетки, когда яд вмешивается в процессы обмена веществ благодаря своему структурному сходству с тем или иным метаболитом, медиатором, гормоном и т.д. Именно в этих случаях можно говорить, что при взаимодействии яд и рецептор подходят друг к другу, как ключ к замку. Рецепторы: Ферменты Аминокислоты (гистидин, цистеин и другие.) Нуклеиновые кислоты, пурина и пиримидина нуклеотида Витамины Реакционно способные функциональные группы органических соединений, такие, как сульфгидрильные, гидроксильные, карбоксильные, амино фосфорные, Разные медиаторы и гормоны, например, открытые опиатные рецепторы являют собой участок гормона гипофиза беталипотропина.

Комбинированное действие вредных веществ – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. 1) Аддитивное действие (суммация) - действие веществ в комбинации суммируется. 2) Cинергизм (потенцированное действие) - усиление эффекта, одно вещество усиливает действие другого, т.е. действие больше, чем суммация. 3) Антагонизм - эффект комбинированного действия менее ожидаемого при простой суммации, одно вещество ослабляет действие другого. 4) Независимое действие - комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда.

Спасибо за внимание!