Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине Токсикология для студентов направления 280700. 62 Техносферная безопасность
 Скачать 148 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Муромский институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (МИ (филиал) ВлГУ) Кафедра техносферной безопасности ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине «Токсикология» для студентов направления 280700.62 «Техносферная безопасность» Муром 2012 Основы токсикологии Существует много определений (понятий) токсикологии как науки. Самое простое понятие токсикологии (от toxicon – яд, logos – наука) – это наука, изучающая взаимодействие организма и яда. В медицине понятие токсикология трактуется как наука, изучающая физические, химические свойства ядовитых веществ, механизмы их действия, выведения из организма, закономерности развития и течения патологического процесса, наука, разрабатывающая методы профилактики, диагностики, лечения отравлений. В то же время нет четкого определения понятия «яд», хотя бесспорно, что при определенных условиях любое вещество может быть ядом. Практически любое токсическое химическое вещество (токсикант), в зависимости от действующего количества, может быть безразличным, полезным, вредным или опасным для организма. Выдающийся врач и химик Парацельс еще в XV в. говорил: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости. И только доза отличает яд от лекарства». Химико-биологическая классификация – это яды небиологической и биологической природы. К ядам небиологической природы относят: а) неорганические вещества – металлы и неметаллы (ртуть, свинец; мышьяк, фосфор) и химические соединения: соединения металлов (соли тяжелых металлов) и неметаллов (кислоты и основания, цианиды, соли мышьяка и фосфора); б) органические вещества – это углеводороды и их галогенопроизводные: метан, этан; дихлорэтан, четыреххлористый углерод; спирты и гликоли (метанол, этиленгликоль); эфиры, альдегиды, кетоны (диоксан, ацетон, формальдегид); циклические и гетероциклические соединения: амидо- и нитросоединения бензола (фенол, хлорированные нафталины, фенилгидразин); элементоорганические соединения (фосфорорганические и хлорорганические); полимеры: акрилопласты, фенопласты, эпоксидные смолы. Яды биологической природы – это яды бактерий, растений, животных: а) яды бактерий (ботулиновый, столбнячный, дифтерийный, холерный токсины); б) яды низших растений (грибов и паразитических грибов); высших растений (алкалоиды, гликозиды); в) яды животных – яды беспозвоночных (простейших, кишечнополостных, членистоногих) и яды позвоночных (рыб, пресмыкающихся, земноводных). В основу биохимической классификации положен тип взаимодействия ядов с ферментами. В связи с тем, что ферменты не единственная мишень действия ядов, этот вид классификации дополняют физиологической (медиаторные и синаптические яды). Иногда действие яда определяется по фармакологическому эталону – курареподобный, холиномиметический виды активности. По патофизиологической классификации яды группируются в зависимости от ведущего патогенетического механизма отравления; наибольшую группу здесь составляют гипоксические яды. Клиническая классификация ядов предусматривает деление ядов по принципу органотропного действия (гепатоксические, нефротоксическое, нейротоксические) и их преимущественному воздействию на различные биологические структуры (мембранотоксические и цитотоксические). В условиях хронической интоксикации проявляется эмбриотоксическое, тератогенное, мутагенное, онкогенное действие ядов. Токсичность, т.е. способность химических соединений оказывать вредное действие немеханическим путем, – это свойство (способность) их действовать на биологические системы (клетки, ткани, органы, организм в целом) и вызывать их повреждение, что приводит к заболеванию или гибели биологической системы. Анализ табл. 1 показывает, что токсичность веществ зависит от их дозы: чем меньше доза, вызывающая эффект, тем вещество токсичнее. Поэтому токсикология – это наука, изучающая токсические свойства, присущие всем веществам окружающей среды. Действие веществ на молекулярном уровне, которое нарушает функции биологических систем, называется токсическим действием. А сам процесс взаимодействия называется механизмом токсического действия. Развитие и формирование реакций биосистемы на действия токсического вещества, вызывающего нарушения ее функций, жизнеспособности вплоть до гибели, называется токсическим процессом. Механизмы формирования, качественные и количественные характеристики этого процесса определяются строением вещества и действующей дозой, а формы проявления зависят от вида и свойств биологического объекта (рис. 1).  Рис. 1. Основные характеристики токсического действия. Основные параметры токсикометрии Токсикометрия – это раздел токсикологии, где приводятся методология оценки токсичности химических веществ (совокупность методов и приемов исследований для количественной оценки токсичности и опасности ядов). Токсический эффект проявляется при действии вредных веществ в виде нарушений функций или деятельности всего организма, включая его гибель. Результаты исследований используют для разработки системы нормативно-правовых актов, обеспечивающих химическую безопасность и оценки риска действия химических веществ (ксенобиотиков) в производственно-бытовых условиях; для сравнительной оценки эффективности средств и методов обес- печения химической безопасности населения. Проявления токсического эффекта определяются строением и количеством поступающего токсического вещества – токсиканта. Для обозначения количества введенного в организм вещества используют понятие «доза» – количество вещества на единицу массы тела (мг/кг) исследуемого объекта. Напр., в желудок кролика весом 2 кг и морской свинке весом 0,3 кг ввели 600 мг токсиканта. Расчет показывает, что кролику введена доза 300 мг/кг, а морской свинке – 2000 мг/кг веса. Задание 1. Сравнить токсичность ядовитых веществ согласно варианта задания (таблица 1). Определить их класс опасности. Таблица 1. Варианты заданий
Таблица 2 Сравнительная токсичность для белых мышей при внутрибрюшинном введении веществ
Задание 2. Зарисовать схему зависимости токсического действия ядовитых веществ (рис. 1) и дать пояснения этой зависимости. Для ядовитых веществ согласно варианта задания охарактеризовать качество действия и выраженность действия. Задание 3. Рассчитать дозы ядовитых веществ согласно варианта задания (таблица 1) на 1 килограмм веса согласно варианта задания (таблица 3), определить класс опасности химических веществ и пояснить от каких обстоятельств зависит опасность данных химических веществ. Таблица 3
Приложение 4. КЛАССЫ ОПАСНОСТИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ По степени воздействия на организм человека все вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»):
2—вещества высокоопасные (бензол, сероводород, оксиды азота, марганец, медь, хлор и др.); 3 — вещества умеренно опасные (нефть, метанол, ацетон, сернистый ангидрид); 4 — вещества малоопасные (бензин, керосин, метан, этанол и др.). Следует отметить, что и вещества малоопасные в больших концентрациях могут вызвать тяжелые отравления. Класс опасности вредного вещества устанавливают в зависимости от величины 7 показателей токсикометрии, приведенных в табл. 1. Показатели токсикометрии — это количественные показатели токсичности и опасности вредного вещества. При оценке опасности для одного и того же вещества по ряду показателей можно получить разные классы, но определяющим должен быть показатель, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности. Таблица 1 Классификация вредных веществ по степени воздействия на организм
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений, ПДК, мг/м3. Рабочая зона — пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Средняя смертельная доза при введении в желудок — доза вещества, вызывающая гибель 50% животных (белых мышей) при однократном введении в желудок, DLЖ50,, мг/кг. Средняя смертельная доза при нанесении на кожу — доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу, DLК50, мг/кг. Средняя смертельная концентрация в воздухе — концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-, четырехчасовом ингаляционном воздействии, CL50, мг/м3. Величины средних смертельных концентраций и доз, установленные непосредственно в эксперименте, рассматриваются как показатели абсолютной токсичности вредных веществ. Степень токсичности вещества тем больше, чем меньше величины DL50и CL50. Степень токсичности определяется отношением 1/CL50или 1/DL5Q. Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) — отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20° С к средней смертельной концентрации вещества для мышей. КВИО=C20/ CL50 КВИО объединяет два важнейших показателя опасности острого отравления: летучесть вещества и дозу, вызывающую наибольший биологический эффект, то есть гибель организма. Анализ оценки опасности различных вредных веществ по величине КВИО показывает, что в ряде случаев малотоксичное, но высоколетучее вещество в условиях производства может оказаться более опасным в развитии острого отравления, чем высокотоксичное, но малолетучее соединение. Так, например, ацетальдегид, обладая умеренной токсичностью (CL50= 21800 мг/м3), является высоколетучим (С20 = 182 • 104мг/м3) и по величине КВИО относится к высокоопасным веществам (КВИО = 82). Зона острого (однократного) действия — отношение средней смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций: Zac = CL50/Limac Зона хронического действия — отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по 4 часа, пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев: Zch = Limac /Limch где Limac— порог острого действия (от англ. limit — граница, предел и acute — острый); Limch— порог хронического действия (от англ. chronic — хронический, длительный). Зона острого действия характеризует способность организма к обезвреживанию и выведению вредного вещества и компенсации поврежденных функций. Чем меньше ее количественная характеристика, тем больше возможность развития острого отравления. При токсикологической оценке вредных веществ нельзя исходить только из результатов острых экспериментов, так как часто вредные вещества, обладающие низкой токсичностью в остром опыте, при хроническом воздействии в малых концентрациях оказываются высокоопасными. Классическими примерами таких веществ являются ртуть, свинец, марганец и другие тяжелые металлы; среди органических соединений — бензол, тринитротолуол и др. Величина зоны хронического действия используется для характеристики опасности вещества при хроническом воздействии. Опасность хронического отравления прямо пропорциональна величине зоны хронического действия. Чем зона хронического действия шире, тем больше опасность хронической интоксикации и наоборот. Контрольные вопросы 1. Дайте характеристику понятия «токсикология». 2. Назовите виды классификаций ядов. 3. Чем характеризуется токсичность вещества? 4. Чем характеризуется токсический процесс? 5. Какие виды интоксикации вы знаете? 6. Какая цель токсикологии как науки является ведущей? 7. Какие задачи решает токсикология как наука? 8. Какие виды токсикологий вы знаете? 9. В чем заключается методология токсикологии как науки? |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||