Токсикологія
як наука про отрути
- Отрути — речовини, здатні при дії на живий організм викликати різке порушення нормальної його життєдіяльності — отруєння або смерть. Віднесення тих або інших речовин до отрути є умовним, оскільки токсичність багатьох з них визначається обставинами або способом введення в організм.
- Широке використання токсичних речовин у народному господарстві, великi викиди шкiдливих речовин у навколишнє середовище викликає "екологiчну" небезпеку для населення окремих регiонiв нашої планети, а також небезпеку розвитку генетичних захворювань, зв’язаних з порушенням апарату спадковості людини внаслідок їх впливу на організм.
- Звiдси стає зрозумiлим головне призначення токсикологiї як науки - розкриття сутi впливу отрути на органiзм та створення на цiй основi ефективних засобiв застереження i лiкування отруєнь.
Сучасна токсикологія розділилась
на кілька відносно самостійних галузей:
- судову
- промислову
- харчову
- військову
- Історично найбільш ранньою галуззю токсикології є судова токсикологія, яка вивчає отрути і отруєння в аспекті питань, які цікавлять в основному судово-слідчі органи.
- Промислова токсикологія – галузь гігієни праці, що вивчає властивості отруйних речовин, дію промислових отрут у виробничих умовах і патологічні зміни, які виникають в організмі, з метою розробки ефективних засобів лікування й профілактики отруєнь.
- Військова токсикологія є складовою частиною військової медицини та загальної токсикології. Предметом військової токсикології є вивчення токсичної дії на організм людини БОР (бойових отруйних речовин), вибухових газів, а також компонентів ракетних палив, технічних рідин, які використовуються у військах.
- Отруйні речовини з давніх часів привертали до себе особливу увагу. З ними пов'язана безліч легенд і переказів. Так, білий миш'як (As203) протягом багатьох століть мав славу «порошку для спадкоємців», а у Венеції при дворі дожів тримали фахівців-отруйників. Агата Крісті у своїх детективах часто труїла героїв миш'яком. Разом із тим давно відомо, що сполуки, отруйні у великих дозах, можуть бути цілющими в малих, про що говорив ще в першій половині XVI ст. Парацельс. Наприклад, традиційне знаряддя убивць — арсен оксид в невеликих дозах (до 5 мг) корисний: його призначають усередину як загально-зміцнювальний й тонізуючий засіб. Недарма алхімічний символ Арсену — змія — зображений на гербі медицини.
- Згідно з класифікацією катастрофальних отрут Інституту фармакології та токсикології АМН України, отрути, які несуть ризик масових отруєнь, поділяються в залежності від їх походження на два типи — антропогенні (техногенні) та природні.
- Антропогенні отрути з точки зору медицини катастроф найбільш вивчені. Це пояснюється зацікавленістю спеціалістів промислової, сільськогосподарської, воєнної токсикології, фахівців в області медицини катастроф та ін. Разом з тим варто нагадати, що розповсюдженість, потенціальна можливість утворюватися у різних середовищах довкілля в природних умовах у великих кількостях, висока токсичність, здатність забруднювати ряд об’єктів довкілля у значних концентраціях та невідворотність контакту людини з цими токсикантами з наступним проникненням в організм різними шляхами (пероральний, аерогенний, черезшкірний) обумовлюють високий ризик масових гострих та хронічних отруєнь.
- До антропогенних отрут відносяться: сильнодіючі отруйні речовини (СДОР); токсичні речовини; пестициди; мінеральні добрива; отрути військової хімії; засоби побутової хімії; отрути, які викликають токсикоманію; фармакологічні препарати та диверсійні отрути
Антропогенні
(технічні) отрути
До отрут природного походження
відносяться:
- природні отрути геологічного походження; мікробні токсини;
- токсини водоростів; токсини нижчих грибів (мікотоксини);
- отрути тваринного походження (зоотоксини);
- токсини рослинного походження тощо.
Природний
тип отрут
- На території України не виключені хімічні катастрофи, викликані природними отрутами геологічного походження (Крим, Карпати). Такі отрути, як диоксид та триоксид сірки, оксиди азоту, аміак, монооксид та двооксид вуглецю, сірководень, меркаптани, метан можуть утворюватися у природних умовах і бути причиною хімічних катастроф. Оксиди сірки, оксиди азоту, аміак мають подразнюючу дію і уражають бронхо-легеневий апарат і з наступним токсичним набряком легень. Двоокис вуглецю у високих концентраціях може викликати рефлекторну зупинку дихання. У механізмах токсичної дії сірководню та меркаптанів основну роль відіграють гістотоксичні процеси. Є вказівки літератури, що при отруєнні сірководнем метиленовий синій виявляє суттєвий антидотний ефект. Монооксид вуглецю відноситься до типових гемічних отрут. Ефективні антидоти вказаних отрут не розроблені. Застосування кисню - антидоту монооксиду вуглецю у екстремальних умовах при масових ураженнях населення по ряду причин може бути утруднене. Характер медичної допомоги ураженим іншими отрутами геологічного походження розглянутий у розділі, присвяченому СДОР.
- Серед природних отрут біологічного походження мікробні токсини є найбільш частою причиною масових та групових отруєнь після вживання забруднених ними харчових продуктів.
- Важкі отруєння людей та тварин рибою, молюсками та водою прісноводних та морських водойм обумовлені масовим розмноженням («цвітіння» води) токсичних водоростей. Їх токсичні продукти накопичуються в об’єктах другої ланки екологічного ланцюга (молюски, риби), через які передаються відповідно у третю ланку (наземні тварини та людина). Не виключене отруєння травоїдних на водопої при попаданні в шлунок зараженої води та фітопланктону, а також при купанні під час «цвітіння» води. Під час "цвітіння" води у ній утворюється значна біомаса (більше 100–200 г/л та міліони клітин синьозелених водоростей)
- Мікотоксини (токсини нижчих грибів) продукуються мікроскопічними грибками. Оскільки їх субстратами є харчові продукти, фураж, товарне зерно та ін., то при певних умовах мікотоксини можуть накопичуватися у значних кількостях та ставати причиною масових гострих та хронічних отруєн. Методи лабораторної ідентифікації мікотоксинів складні, тривалі та громіздкі, клінічна картина отруєння ними не завжди чітко окреслена, отже розпізнавання природи масових захворювань запізнюється, що не дає змоги своєчасно здійснити необхідний комплекс заходів. Лікування гострих отруєнь мікотоксинами утруднюється відсутністю специфічних антитоксичних засобів.
- Мікотоксини — токсичні речовини складної хімічної будови, які продукуються мікроскопічними грибами. Мікроскопічні гриби по типу живлення та обміну речовин мають ознаки як рослин (апікальний ріст, клітинна полярність, наявність клітинної оболонки), так і тварин (гетеротрофний тип обміну речовин по вуглецю, наявність глікогену та хітину в оболонках та інші).
Мікотоксини
- Зоотоксини - отрути, які продукуються вищими тваринами. Оскільки зоотоксини є білками чи поліпептидами, переважна їх біль-шість може проявляти токсичність при паренте-ральному введенні, що значно обмежує їх спроможність викликати масові отруєння. У літературі відомі масові отруєння, викликані укусами диких бджіл. Разом з тим треба наголосити на тому, що деякі морські риби при їх вживанні як продуктів харчування можуть стати причиною гострих масових отруєнь. Антитоксич-ні сироватки розроблені проти отрут деяких найбільш поширених плазунів. Отже основним в арсеналі медикаментозної терапії гострих отруєнь зоотоксинами будуть патогенетичні та симптоматичні фармакологічні засоби.
Зоотоксини
- Один із найвідоміших видів тваринних отрут (зоотоксинів) — тетродотоксин. Він міститься в шкірі й яйцях деяких жаб, у яйцях каліфорнійського тритона, у слинних залозах восьминога. Але найбільшу популярність йому принесла риба фугу, отрута міститься в яєчниках і печінці. Фугу — улюблені ласощі японців, однак готувати її дозволено лише кухарям, що мають спеціальну ліцензію, оскільки навіть двогодинне кип'ятіння отруту не руйнує.
Зоотоксини
- Токсини рослинного походження або токсини вищих рослин нараховують близько 200 представників. З точки зору медицини катастроф та токсикології хімічних катастроф значення мають не більше 10 отрут (атропін, скополамін, дитилін, рицин та інші).
- З отрут рослинного походження (фітотоксини) найдужчий — глікопротеїн рицин (LDS0 = 0,1 мг/кг), основний токсичний компонент бобів рицини. Білкова частина рицину складається з 560 амінокислотних залишків, полісахаридна складає близько 20 % молекулярної маси, що дорівнює 62 400. В організмі рицин викликає структурну перебудову клітинних мембран і порушує внутрішньоклітинний синтез білків. При потраплянні крапельок рицину в легені його токсичність приблизно така ж, як у нервово-паралітичного газу зарину: у деяких країнах вивчали способи застосування рицину у вигляді аерозолю під час воєнних дій.
Токсини
рослинного походження
- Дві добре відомі рослинні отрути — нікотин (LD50 = 0,3 мг/кг) і стрихнін (LD50 = 0,75 мг/кг), що міститься в блювотних горішках (насіння Strychnos nux vomica), — належать до алкалоїдів. Регулярне вдихання тютюнового диму викликає повільне, але невідворотне руйнування органів людини. Шкідливість паління особливо доводить той факт, що дорослу людину може вбити ін'єкцією нікотину, виділеного з однієї сигари.
Рослинні
отрути
- У медицині широко застосовують алкалоїд атропін. Він міститься в беладоні, блекоті, дурмані й інших рослинах сімейства пасльонових. Хоча атропін не такий токсичний, як багато інших алкалоїдів (для нього LDM = 400 000 мкг/кг), саме ця отрута — найчастіша причина отруєння в середніх широтах. Маленькі діти вважають солодкі чорні ягоди беладони вишневими й можуть отруїтися на смерть, з'ївши всього три-чотири.
Вміст токсичних речовин у різних частинах рослин нерівномірний. Він міняється протягом року, одні рослини більш токсичні до цвітіння, інші в період цвітіння чи після нього. В посушливі та дощові роки ціаногенні речовини у клевері, льону, виці після морозу утворюються у більшій кількості. У дощову погоду вміст токсичних речовин у красавці (белладонні), дурмані та аконіті зменшується.
Умови дії отрути, які
залежать від таких чинників:
а) вік. Грудні та маленькі діти
дуже чутливі до опію, алкоголю і
відносно менш чутливі - до стрихніну.
Відомий випадок смертельного отруєння
трирічного хлопчика, якого п'яний дід
"пригостив" чаркою горілки;
б) стан здоров'я. У людей
виснажених, які хворіють на хронічні
захворювання, гостріше і швидше виявляється
дія отруйних речовин;
в) вага. Смертельна доза отрути
прямо пропорційна вазі потерпілого;
г) стать. У жінок у певні
періоди спостерігається підвищена
чутливість до дії отрут (менструація,
вагітність);
д) звикання до наркотиків, алкоголю
і т. ін. На противагу звиканню у
деяких осіб спостерігається підвищена
чутливість (ідіосинкразія), наприклад,
до антибіотиків, йоду, новокаїну та
інших речовин, які приймаються
в лікувальних дозах;
е) кумуляція отрути в
організмі, тобто властивість накопичення
(солі важких металів, лікувальні препарати
і т. ін.).