Токсические эффекты, классификация токсичности

Разделы токсикологии

Токсикометрия - количественная оценка токсичности, измерение зависимости "доза - реакция".

Токсикодинамика - изучение механизмов, лежащих в основе токсического действия различных химических веществ, закономерностей формирования токсического процесса, его проявлений.

Токсикокинетика - выяснение механизмов проникновения токсикантов в организм, закономерностей из распределения, метаболизма и выведения.

Токсичность зависит от дозы и экспозиции. Также от изомеров. Тионовые и тиоловые изомеры у ФОС. Введение токсофорных групп.

Механизмы токсичности

Пути проникновения пестицидов в организм животного и человека.

1. Распределение

Перемещение по водной составляющей тела (лимфатическая и кровеносная системы). Липофильные вещества выводятся сложнее гидрофильных.

Факторы, влияющие на скорость расрпотранения:

• Скорость потока крови к ткани

• Масса ткани

• Способонсть вещества передвигаться через мембраны

• Сродство вещества к ткани по сравнению с кровью.

1. Взаимодействие с местом действия

2. Нарушение клеток, повреждение

3. Гибель или восстановление

Механизмы, способствующие передвижению крови к месту действия:

• Пористость капиллиров

• Специфический транспорт через мембраны

• Накопление в органеллах клетки

• Обратимое внутриклеточное связывание

Препятствующие перемещению:

• Связывание протеинами плазмы (ХОС) - альбумин, бета-глобулин, церулоплазмин, альфа и бета-липопротеины, альфа-гликопротеин кислый.

• Специфические барьеры (гематоэнцифаллические и плацентарные).

• Слой глиальных клеток, покрывающих поверхность капилляров. Омываются с одной стороны кровью, с другой - межклеточной жидкостью.

• Плацентный барьер - несколько слоев клеток между внутриплодовой жидкостью и материнской кровеносной системой. Липофльные - диффузией, ЦНС отвечает за биотрансформацию.

• Накопление в запасных тканях (ХОС в жировых клетках; свинец - костная ткань).

• Связывание с неспецифичным местом действия (ФОС - бутирилхолинэстераза)

• Экспорт из клетки

• Связывание органами, тканями: печени и почки обладают высокой споосбностью связывания. Жировая ткань: ХОС, пиретроиды. Костная ткань: фтор, свинец, стронций.

Токсические эффекты, классификация токсичности

Влияние на место действия:

Токсикант может нарушать функцию молекулы или ее разрушать:

• Нарушение функции - ингибирование: пиретроиды блокируют закрытие ионных каналов, бензимидазолы блокируют полимеризацию тубулина.

• Нарушение функций протеинов: реакция с тиоловыми группами протеинов (фталимиды); нарушение функций ДНК мутагены, канцерогены.

Влияние на место действия:

Разрушение молекулы:

• Изменение молекулы путем перекрестногосвязывания и фрагментации: сероуглерод и алкилирующие агенты перекрестно связывают цитоскелетарные протеины, ДНК

• Спонтанное разрушение: свободные раликалы инициируют разрушение липидов путем захвата водорода из жирных кислот

Острые эффекты:

• Дерматотоксичность:

• Свойство химиката повреждать кожные покровы путем прямого контакта или резорбтивного действия вследствие проникновение химиката внутрь организма с развитием системных эффектов.

• Химический дерматит - процесс, развивающийся в результате местного воздействия токсиканта и сопровождающийся воспалительной реакцией

• Неаллергический контактный - бывает раздражающего (цитотоксический эффект) и прижигающего действия (разрушение покровных тканей). Раздражающие - органические растворители, дитиокарбаматы.

• Аллергический контактный - после относительно продолжительного контакта.

• Токсикодермия - патологический процесс в коже, формирующийся вследствие резорбтивного действия токсиканта. Болезнь - хлоракне.

• Пульмонотоксичность - свойство токсиканта вызывать нарушения органов дыхания.

• Раздражение - аммиак, хлор, фосфин.

• Некрозы клеток - пневмония, отек легких (кадмий, ФОС, диоксид серы, паракват, дихлорметан, керосин).

• Фиброзы (образование коллагенных тканей) - силикоз, асбестоз.

• Энфизема - окись кадмия, окиси азота, озон.

• Гематотоксичность - свойство токсиканта нарушать функции клеток крови, либо клеточный состав крови.

• Нарушение свойств гемоглобина, анемия, аплазия костного мозга.

• Метгемоглобин - гемоглобин, железо которого трехвалентно. Его уровень менее 1%. метгемоглобинемия развивается под действием ксенобиотиков, которые либо непосредственно окисляют железо, входящее в структуру гемоглобина, лбио превращаются в организме в подобные агенты. Скорость образования метгемоглобина превышает скорость образования гемоглобина. Динитрофенолы, нафтиламины и т.п.

• Карбоксигемоглобинемия - образование соответствующего вещества в крови под воздействием CO и карбонилами металлов.

Гемолиз соповождается:

1. Повышением содержания коллоидно-осматических свойств крови из-за возрастания содержания белка.

2. Ускоренным разрушением гемоглобина.

3. Затруднением диссоциации оксигемоглобина.

4. Нефротоксическим действием гемоглобина.

Заболевания:

• Аплазия костного мозга - сокращение числа форменных единиц крови.

• Тромбоцитопения и лейкемия.

Нейротоксичность - способность пестицида нарушать действие нервной системы вцелом. Места действия: нейрон, аксон, миелиновое содержимое покрытие клеток, система передачи нервных импульсов.

Нейрон - нейронопатия (гибель нейронов). Вещества: мышьяк, азиды, цианиды, этанол, метанол, свинец, ртуть, метилртуть, бромистый метил, триметилолово, ФОС.

Аксон - аксонопатия. Акриламид, сероуглерод, хлордекан, дихлорфеноксиацетат, ФОС, пиретроиды, гексан.

Миелинопатия - повреждение миелинового слоя. Свинец, трихлорфон.

Нарушение действия нервной системы: ХОС, пиретроиды, авермектины, фенилпиразоды, микотоксины, токсины членистоногих.

Гепатотоксичность: свойство химикатов вызывать структурно-функциональные нарушения печени. Повреждения:

• Жировое перерождение. Раннее появление предшествует некрозу. Причины:

• Нарушение процессов катаболизма липидов

• Избыточное поступление жирных кислот в печень

• Повреждение механизмов выделения триглицеридов в плазму крови

• Некроз печени - дегенеративный процесс, приводящий к гибели клеток. Часть - фокальный некроз, полностью - тотальный некроз. Сопровождается повреждением плазматических мембран и стеатозом. Токсиканты: альфатические и ароматические углеводороды, нитросоединения, нитрозоамины, афлатоксины.

• Холестаз - нарушение процесса желчевыделения. Токсиканты: лекарства (сульфаниламиды, эстрадиол), анилины.

• Цирроз - образование коллагеновых тяжей, нарушающих нормальную структуру органа, нарушающих внутрипеченочный кровоток, желчеотделение. Этанол, галогеноуглероды.

• Канцерогенез

Нефротоксичность - способность пестицида нарушать структурно-функциональные нарушения почек. И

Хроматография - это метод разделения и опреления веществ, основанных на разделении компонентов между двумя фазами. Неподвижной служит твердое пористое вещество (сорбент), или пленка жидкости на твердом веществе. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающей через неподвижную фазу (иногда под давлением). Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента за счет адсорбции или другого механизма компоненты перемещаются вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты останутся в верхнем слое сорбента, другие, в меньшей степени взаимодействующие с сорбентом, окажутся в нижней части колонки. А некоторые и вовсе покинут колонку вместе с подвижной фазой. Далее вещества попадают в детектор. Наиболее широко применяются ионизационные детекторы, принцип работы которого основан на изменении ионного тока. Он возникает под действием источника ионизации - электрического поля между электродами детектора. В качестве источника ионизации используют: электронную ионную эмиссию, радиоактивные изотопы, электрический разряд.