ГЛАВА 1.1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТОКСИКОЛОГИИ

Аннотация

Книга рассчитана на ознакомление читателя с фундаментальными проблемами современной токсикологии, сущностью феномена токсичности и токсического процесса, проявляющимися при взаимодействии разнообразных химических веществ с живыми системами на различных уровнях их структурно-функциональной организации: от молекулы, до популяции. Раскрывается содержание основных разделов дисциплины - токсикометрии, токсикокинетики, токсикодинамики. Представлены особенности повреждающего действия высокотоксичных веществ, профессиональных вредностей, загрязнителей окружающей среды, лекарств и др. на отдельные органы и системы организма человека и экспериментальных животных (нейротоксичность, гепато -, нефро- , иммунотоксичность и т.д.). Обсуждены факторы, влияющие на токсичность веществ, свойства и механизмы действия антидотов, применяемых при острых отравлениях. Даны характеристики специальных форм токсического процесса: мутагенеза, канцерогенеза, нарушений репродуктивных функций химической природы.

Книга предназначена главным образом для студентов медицинских институтов. Однако приведенный в монографии фактический материал и рассматриваемые теоретические проблемы носят в значительной степени универсальный характер, что существенно расширяет круг лиц, для которых она может представлять интерес (врачи различных специальностей, биологи, экологи и т.д.).

The summary

The book is designed for acquaintance of the reader with fundamental problems of modern toxicology, essence of a phenomenon of toxicity and the toxic process, shown as interaction of various chemical substances with alive systems at various levels of their structural and functional organization: from a molecule, up to a population. The contents of the basic sections of discipline - toxicity assessment, toxicokinetics, toxicodynamics is uncovered. Features of injuring action of highly toxic substances, occupational exposure, ecopollutants etc. on separate organs and systems of organism of persons and experimental animals (nephrotoxisity, neurotoxisity, hematotoxisity, hepatotoxisity, immunotoxisity etc.) are submitted. The factors influencing toxicity of substances, properties and mechanisms of action of the antidots used at sharp poisonings are discussed. Characteristics of special forms of toxic process are given: mutagenesis, carcinogensis, teratogenesis of the chemical nature.

The book is intended mainly for students of medical institutes. However the actual material represented in the textbook and considered theoretical problems have substantially universal character that essentially expands a circle of persons for which it can be of interest (biologists, ecologists, etc.)

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

В этой книге изложены основные представления современной токсикологии. Цель, к которой я стремился при её написании - ознакомить читателей с учением о токсичности химических веществ и токсическом процессе, проблемами химической опасности, столь актуальными в современном мире, для каждого из нас, отдельных коллективов и населения в целом. Книга рассчитана главным образом на студентов-медиков, врачей и других специалистов, чьи интересы и потребности лежат в области медицины, биологии, экологии, а также смежных областях. Её основная задача - подготовить читателя к решению клинических, профилактических и организационных проблем здравоохранения, а также защиты окружающей среды с учетом представлений о химических веществах, как о важнейших потенциальных этиологических факторах, действие которых на организм может инициировать широчайший спектр патологических состояний.

В ХХ веке, в связи с бурным развитием промышленности и внедрением бесчисленного количества химических веществ практически во все сферы человеческой деятельности, возникла острая необходимость защиты человека от химической опасности. Это явилось объективной причиной появления в России и за рубежом больших коллективов специалистов, плодотворно работавших и работающих в настоящее время в трех направлениях практической токсикологии: экспериментальном, профилактическом, клиническом. Масштабы, сложность и значимость решаемых задач привлекли к проблемам ученых, ставших гордостью отечественной науки: Н.С. Правдина, Н.В. Лазарева, Н.Н., Савицкого, С.В. Аничкова, С.Н. Голикова, Л.А. Тиунова, оставивших после себя большие школы исследователей и многочисленные глубокие научные труды.

Однако, давно занимаясь преподаванием и имея в своем распоряжении обширную литературу по предмету, я не мог порекомендовать моим ученикам, желающим познакомиться с токсикологией, книг, где просто, без излишней детализации излагалось бы то, что представляется самым важным и необходимым для современного врача или биолога - общая методология процесса познания потенциальной опасности, таящейся в бесконечном многообразии химических веществ окружающего мира, в чем эта опасность состоит, в каких формах проявляется. Все, что я мог - это предложить ознакомиться с многочисленными справочниками, либо литературой по клинической и профилактической токсикологии, в которой рассматриваются, подчас достаточно глубоко, сугубо специальные, прикладные проблемы этой области знаний. Это, естественно, не удовлетворяло.

"Основы токсикологии" сформировались в результате примерно двадцати лет преподавания курса в стенах Военно-медицинской академии врачам различных специальностей, включая специалистов в области токсикологии. Некоторые разделы не преподавались ранее, но включены в книгу, поскольку без них токсикологические знания на современном этапе нельзя считать полными, а полнота охвата проблемы, целостность, структурированность содержания были моими основными ориентирами. Напротив, некоторые вопросы, обычно включаемые в традиционные курсы по клинической, профилактической, военной токсикологии, по причине их специального характера, мне пришлось либо существенно сократить, либо опустить вовсе.

Предлагаемая книга не справочник и не практическое руководство, она рассчитана на ознакомление с фундаментальными проблемами предмета. Тем, кто предпочитает более строгое изложение материала, следует обратиться к методическим документам, издаваемым ВОЗ и Минздравом России.

При написании книги я исходил из того, что читатель знаком с основами органической химии, биохимии, физиологии, общей патологии. Впрочем, глубокие знания по этим вопросам не обязательны. Минимум сведений, где в этом есть необходимость, включен в содержание глав и разделов.

Прекрасно понимая, что современная токсикология это слишком большая область человеческих знаний для того, чтобы один человек мог её полностью освоить и, тем более, изложить, я, тем не менее, решился на это, полагая, что неизбежные при этом недостатки будут хотя бы отчасти компенсированы единством подхода к предмету, определенной позицией в отношении к имеющемуся огромному фактическому материалу, известной уравновешенностью и сбалансированностью включенных в книгу разделов. Поскольку субъективная трактовка некоторых вопросов и различного рода неточности в этих условиях неизбежны, я с удовольствием приму критические замечания и предложения по поводу книги, поскольку они могли бы послужить руководством при её последующей переработке. Я был бы особенно признателен читателям, если бы они смогли указать на ошибки, оставшиеся незамеченными при чтении корректуры.

В заключении мне хотелось бы выразить глубокую благодарность моему дорогому учителю профессору Николаю Васильевичу Саватееву за уроки честного отношения к жизни и специальности, за его бескорыстную помощь в моем становлении как ученого и педагога, без чьего доброго и внимательного слова, эта книга, кто знает, могла бы и не родиться вовсе.

С. Куценко

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТОКСИКОЛОГИИ

Предмет изучения

Попытка определения

Любой предмет уясняется через определение. Общепринятого определения токсикологии в настоящее время не существует. Самым простым является, непосредственно вытекающее из названия науки: toxicon - яд, logos - наука. Токсикология - наука о ядах. Многие авторы, по сути, повторяют именно это определение, уточняя и оттеняя важные, как им кажется, характеристики предмета. К числу таковых, несомненно, относятся реакции биологических объектов (организма) на действие химического вещества, механизмы их развития и т.д.

Так, в "Энциклопедическом словаре медицинских терминов" (1982) читаем: "Токсикология - область медицины, изучающая физические, химические свойства ядов (вредных и отравляющих веществ), механизмы их действия на организм человека и разрабатывающая методы диагностики, лечения и профилактики отравлений".

В качестве примеров можно привести и другие определения:

"Токсикология - наука, изучающая ядовитые вещества и их влияние на растительный и животный организм" (Баженов С.В., 1964).

"Токсикология - это область медицины, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда" (Лужников Е.А., 1994).

"Токсикология - наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ" (Голиков С.Н., 1972).

В основе цитированных понятий лежит представление о токсикологии, как о науке, изучающей (так или иначе) особую группу веществ, именуемую ядами, ядовитыми, вредными, отравляющими веществами и т.д.

Принять эти характеристики рассматриваемой области науки и практики было бы вполне возможно при условии четкого определения самого понятия "яд". Однако, не смотря на многочисленные попытки, сделать это не удается.

Еще в начале XIX века основоположник научной токсикологии Матео Жозе Бонавентура Орфила (1814) писал: "Яд - вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным, в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь". Также определял "яд", спустя практически сто лет, и один из пионеров отечественной токсикологии профессор Российской военно-медицинской академии Косоротов Д.П. (1907): "Ядами называются вещества, которые, будучи введены в организм в малых количествах, в силу своих химических свойств, могут причинить расстройство здоровья или самую смерть".

В этих определениях подчеркивается одна важная, по мнению авторов, характеристика ядов: малое количество, необходимое для провокации отравления. Однако, что считать малым количеством? Ответ на этот вопрос носит весьма субъективный характер. В настоящее время науке известны вещества, вызывающие смерть экспериментального животного, при введении в дозах равных нескольким нанограммам (ботулотоксин). Вместе с тем самым распространенным "ядом" современности является спирт и его суррогаты, вызывающие отравление при поступлении в организм в количестве десятков и сотен грамм.

Вот почему существуют определения, в которых "малое количество", как свойство "ядов", упускают вовсе:

"Ядом называется всякое химическое вещество, способное причинить смерть или серьезный вред здоровью своим действием на ткани или соки тела" (Пеликан Е.,1878).

"Можно определить яд как меру (единство количества и качества) действия химического вещества, в результате которого при определенных условиях возникает отравление" (Саватеев Н.В., 1978).

Из этих определений вытекает, что при тех или иных условиях любое вещество может стать ядом. Один из основоположников отечественной промышленной токсикологии, выдающийся ученый и педагог Н.В. Лазарев пишет (1936): "Яды - суть вещества, вызывающие повреждение организма немеханическим путем".

В настоящее время человечеству известно около 10 миллионов химических соединений. Из них более 60 тысяч широко используются в быту, медицине, на производстве и в сельском хозяйстве. Это количество веществ продолжает из года в год увеличиваться (по некоторым данным примерно на 1000 наименований ежегодно). И большая их часть при определенных обстоятельствах может причинить "серьезный вред здоровью".

Подобное обстоятельство ставит под сомнение саму возможность выделить из всей совокупности химических веществ окружающего мира, естественных и синтезированных человеком, некую группу, обозначаемую как "яд". В наиболее категоричной форме эта мысль выражена еще в ХIХ веке известным французским судебным медиком Тардье: "Ядов в научном смысле слова нет".

Накопленные человечеством знания давно привели к осознанию того факта, что практически любое химическое вещество, в зависимости от действующего количества, может быть безразличным, полезным, вредным для организма (т.е. выступать в качестве яда).

Впервые на это указал еще в ХV веке выдающийся врач, химик, основоположник ятрохимии Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (Парацельс). В своей оправдательной речи, сказанной им по поводу обвинения в отравлении больных ядами (солями металлов, которые он применял в качестве лекарств), Парацельс произнес: "Все есть яд. Ничто не лишено ядовитости. И только доза отличает яд от лекарства".

Таким образом, понятие о яде никак не может быть положено в основу определения токсикологии. Не удивительно, что ученые пытаются исключить этот термин из своих определений. Так, Олдридж (1980) пишет: "Токсикология - наука о веществах, дезорганизующих биологические системы". Но мы уже знаем, что дезорганизовать биосистемы могут практически любые вещества, действуя в достаточном количестве, и в таком случае токсикология - это наука практически обо всех веществах окружающего мира.

Не смотря на общую критику, приведенных выше определений, следует признать, что все они содержат, несомненно, правильные элементы. Так, токсикология действительно изучает механизмы вредного действия веществ на организм человека и животных, закономерности развивающихся при этом патологических процессов, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики отравлений и т.д.

Однако все сказанное выше призвано подчеркнуть важнейшее обстоятельство - химические вещества, обладают неким свойством, в силу которого их контакт с биологическими системами может иметь пагубные последствия для последних. Это свойство - токсичность.

Токсичность

Токсичность - основное понятие современной токсикологии. В общей форме можно определить токсичность, как свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель,или, применительно к организму человека, - способность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель.

Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее (таблица 1).

Таблица 1. Сравнительная токсичность некоторых веществ для белых мышей

(доза, вызывающая гибель при внутрибрюшинном способе введения)

Теоретически не существует веществ, лишенных токсичности. При тех или иных условиях, обнаружится биологический объект, реагирующий повреждением, нарушением функций, гибелью на действие вещества в определенных дозах. Токсичность веществ, полностью инертных в отношении биологических объектов, может быть количественно обозначена, как стремящаяся (но не равная) к нулю.

В связи с изложенным, представляется возможным определить токсикологию как науку, изучающую свойство, присущее практически всем веществам окружающего нас мира, как естественного, так и антропогенного происхождения.