Распределение превращение и выделение ядов из организма

Распределение, превращение и выделение ядов из организма — Студопедия

Распределение ядов подчиняется определенным закономерностям. Промышленные органические яды в подавляющем большинстве являются неэлектролитами. Основные закономерности распределения неэлектролитов между кровью и различными тканями организма сводятся к тому, что сразу же после поступления в кровь неэлектролит разносится по всем тканям и органам и соответственно задерживается в них. В этой первой фазе распределения основное значение для накопления вещества играет кровоснабжение ткани или органа - чем оно больше, тем больше содержание вещества. Таким образом, в первый период можно говорить о динамическом распределении вещества, определяемом интенсивностью кровоснабжения.

Однако в дальнейшем картина меняется. С течением времени все большую роль в распределении начинают играть собственно сорбционные свойства тканей. Постепенно происходит перераспределение веществ с преимущественным их накоплением в тканях, сорбционная емкость которых оказывается для данных веществ наибольшей. Окончательное распределение можно назвать статическим.

Для липидорастворимых веществ наибольшей емкостью, например, обладает жировая ткань и органы, богатые липидами (костный мозг, семенники и некоторые другие). Для ряда металлов (серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк) характерно достаточно быстрое исчезновение их из крови с наибольшим накоплением в печени и почках. Остальные органы равномерно включаются в распределение элементов.

Растворимые и хорошо диссоциирующие соединения свинца, бериллия, бария, урана, склонные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором, накапливаются преимущественно в костной ткани.

Превращение вредных веществ в организме. Чужеродные органические соединения в организме претерпевают широкий ряд метаболических превращений. Их можно обобщенно подразделить на превращения, которые катализируются ферментами эндоплазматического ретикулума печени и других тканей, и на превращения, катализируемые ферментами, локализованными в других местах (немикросомальные). Основываясь на химической природе этих реакций, их можно классифицировать следующим образом.

Окисление микросомальными ферментами: гидроксилирование ациклических, ароматических соединений, N-гидроксилирование аминов, S-окисление, дезаминирование и сульфирование.

Восстановление микросомальными ферментами: восстановление нитро- и азосоединений.

Немикросомальное окисление: дезаминирование, окисление спиртов и альдегидов, ароматизация алициклических соединений.

Немикросомальное восстановление: восстановление альдегидов и кетонов.

Гидролиз: гидролиз сложных эфиров и амидов с участием микросомальных и немикросомальных ферментов.

Прочие реакции: к ним относятся дегидроксилирование катехолов и гидроксамовых кислот, дегалогенирование, разрыв кольца, образование кольца, восстановление ненасыщенных соединений, восстановление дисульфидов и тиолы и др.

Продукты этих метаболических превращений затем могут подвергаться: а) выделению без дальнейших изменений; б) конъюгации с последующим выделением; в) метаболизму посредством нормальных процессов межуточного обмена.

Соединения, особенно с несколькими функциональными группами, могут метаболизироваться посредством более чем одной из этих реакций, давая ряд различных метаболитов.

Схема превращений вредных веществ в организме в самом общем виде представлена по схеме 1.

Схема 1

Распределение, превращение и выделение ядов из организма

Распределение ядов подчиняется определенным закономерностям. Промышленные органические яды в подавляющем большинстве являются неэлектролитами. Основные закономерности распределения неэлектролитов между кровью и различными тканями организма сводятся к тому, что сразу же после поступления в кровь неэлектролит разносится по всем тканям и органам и соответственно задерживается в них. В этой первой фазе распределения основное значение для накопления вещества играет кровоснабжение ткани или органа - чем оно больше, тем больше содержание вещества. Таким образом, в первый период можно говорить о динамическом распределении вещества, определяемом интенсивностью кровоснабжения.

Однако в дальнейшем картина меняется. С течением времени все большую роль в распределении начинают играть собственно сорбционные свойства тканей. Постепенно происходит перераспределение веществ с преимущественным их накоплением в тканях, сорбционная емкость которых оказывается для данных веществ наибольшей. Окончательное распределение можно назвать статическим.

Для липидорастворимых веществ наибольшей емкостью, например, обладает жировая ткань и органы, богатые липидами (костный мозг, семенники и некоторые другие). Для ряда металлов (серебро, марганец, хром, кобальт, ванадий, кадмий, цинк) характерно достаточно быстрое исчезновение их из крови с наибольшим накоплением в печени и почках. Остальные органы равномерно включаются в распределение элементов.

Растворимые и хорошо диссоциирующие соединения свинца, бериллия, бария, урана, склонные к образованию прочных связей с кальцием и фосфором, накапливаются преимущественно в костной ткани.

Превращение вредных веществ в организме. Чужеродные органические соединения в организме претерпевают широкий ряд метаболических превращений. Их можно обобщенно подразделить на превращения, которые катализируются ферментами эндоплазматического ретикулума печени и других тканей, и на превращения, катализируемые ферментами, локализованными в других местах (немикросомальные). Основываясь на химической природе этих реакций, их можно классифицировать следующим образом.

Окисление микросомальными ферментами: гидроксилирование ациклических, ароматических соединений, N-гидроксилирование аминов, S-окисление, дезаминирование и сульфирование.

Восстановление микросомальными ферментами: восстановление нитро- и азосоединений.

Немикросомальное окисление: дезаминирование, окисление спиртов и альдегидов, ароматизация алициклических соединений.

Немикросомальное восстановление: восстановление альдегидов и кетонов.

Гидролиз: гидролиз сложных эфиров и амидов с участием микросомальных и немикросомальных ферментов.

Прочие реакции: к ним относятся дегидроксилирование катехолов и гидроксамовых кислот, дегалогенирование, разрыв кольца, образование кольца, восстановление ненасыщенных соединений, восстановление дисульфидов и тиолы и др.

Продукты этих метаболических превращений затем могут подвергаться: а) выделению без дальнейших изменений; б) конъюгации с последующим выделением; в) метаболизму посредством нормальных процессов межуточного обмена.

Соединения, особенно с несколькими функциональными группами, могут метаболизироваться посредством более чем одной из этих реакций, давая ряд различных метаболитов.

Схема превращений вредных веществ в организме в самом общем виде представлена по схеме 1.

Схема 1

Превращение вредных веществ в организме

Вредные вещества

Окисление Восстановление Гидролиз

Связывание

Выделение

Ф-ты

Ф-ты

Эндоплазматический ретикулум клеток печени и других тканей представляет собой липопротеиновую канальцевую сеть, распространяющуюся от стенки клетки через всю цитоплазму. Имеет 2 типа ретикулума: шероховатый эндоплазматический ретикулум, поверхность которого усыпана рибосомами, являющимися местом синтеза белков, и гладкий эндоплазматический ретикулум, который не имеет рибосом. Наибольшая ферментативная активность связана с гладким эндоплазматическим ретикулумом. По-видимому, синтез ферментов происходит в шероховатом ретикулуме, но при насыщении ферментами он лишается своих рибосом и превращается в гладкий ретикулум.

Биологическое окисление, катализируемое системами микросомальных ферментов, включает широкий круг реакций, но все они могут быть сведены к одному общему механизму, а именно к гидроксилированию.

Реакции микросомального окисления протекают по следующим схемам.

1. Гидроксилирование ароматического кольца:

C₆H₅R ------- HOC₆H₄R

2. Гидроксилирование боковой цепи (ациклическое):

RCH₃ ------ RCH₂OH

3. N-дезалкилирование:

R-NH-CH₃ ----- [R-HCH₂OH] ----- RNH₂ + HCOH

4. О-дезалкилирование:

R-О-СН₃ ----- [R-O-CH₂OH] ----- ROH + HCOH

5. Дезаминирование:

R-CH(NH₂)CH₃ ----- [RCOH(NH₂)CH₃] ----- R-CO-CH₃ + NH₃

6. Образование сульфоксида:

R-S-СН₃ ----- [R-S-CH₂OH] ----- R-SO-СН₃

Для всех этих реакций требуется восстановленный кофермент НАДФН₂ и кислород. Восстановленный никотинадениндинуклеотидфосфат превращает кислород в активную молекулярную форму: активированный кислород в присутствии различных гидроксилаз гидроксилирует чужеродное соединение.

Микросомальные реакции восстановления не так универсальны, как окислительные. Предполагаются следующие этапы восстановления, включающие, по-видимому, и неферментативную фазу: микросомальный ферментативный комплекс НАДФН₂ – цитохром-С-редуктаза или НАД-Н₂ (никотинамидадениннуклеотид) - цитохром -В-редуктаза восстанавливает ФАД (флавинадениннуклеотид) в ФАД-Н₂. Последний неферментативно восстанавливает ядовитое соединение:

ФАДН₂ + R-NO₂ ----- ФАД + RNH₂ + 2Н₂О

Немикросомальные реакции окисления, восстановления и гидролиза катализируются многими ферментными системами. Например, в растворимой фракции гомогенатов печени, почек и легких содержится алкогольдегидрогеназа, которая быстро окисляет многие первичные спирты в соответствующие альдегиды. Необходимым коферментом этих реакций является НАД или НАДФ и участие цитохрома Р-450.

Алкогольдегидрогеназа

СН₃СН₂ОН + НАД ----- СН₃-СOH + НАД-Н₂

Известно несколько типов немикросомального восстановления: восстановление двойных связей, дисульфидов, сульфоксидов и др.

Гидролитическому расщеплению подвергаются сложные эфиры и амиды кислот. В этом процессе участвуют ферменты (эстеразы, амидазы), находящиеся в печени и в плазме крови:

Эстераза

RCOOR' + Н₂О ----- RCOOH + R'OH

Амидаза

RCOHNH₂ ----- RCOOH + NH₃

После первичных реакций биотрансформации ядовитые соединения могут приобретать химические активные группы (ОН, СООН, NH₂, SH и др.), которые вступают в реакцию конъюгации с эндогенными субстратами: глюкуроновой кислотой, сульфатом, уксусной кислотой, некоторыми аминокислотами. В результате образуются более полярные молекулы, легко выделяющиеся из организма с мочой. Таким образом в организме трансформируются фенолы, спирты, карбоновые кислоты, аминосоединения и другие.

Металлы и их соединения, попадая в организм, могут многократно менять свою форму. Большую часть пребывания в организме они существуют в виде комплексов с белками. Исключение составляют щелочные и частично щелочноземельные металлы. Первые содержатся в жидкой фазе в ионной форме, частично образуют непрочные, легко гидролизуемые комплексы. Металлы соединяются с активными группами биокомплексов: ОН, СООН, НРО₃ и лимонной кислотой. Существует сродство отдельных металлов к белкам и аминокислотам. С аминокислотами через SH-группы соединяются Hg, Pb, Co, Cd; через СООН-группы - Сu, Ni, Zn, Mg, Ca. Металлы, преимущественно с переменной валентностью, подвергаются в организме восстановлению и окислению. Так, пятивалентный мышьяк восстанавливается в организме до более токсичного трехвалентного.

Выделение вредных веществ из организма. Токсичные вещества выделяются через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, кожу. При этом яды могут выделяться несколькими путями одновременно.

Скорость выведения вредных веществ обычно наибольшая в первые дни и недели после поступления их в организм, а в дальнейшем она замедляется. Для характеристики ее может быть использован биологический период полувыведения - время, необходимое для уменьшения в организме или отдельных органах концентрации вещества на 50%.

Выделение через легкие. Многие летучие неэлектролиты в основном выделяются из организма в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Скорость выделения паров и газов зависит от растворимости их в воде. Чем она меньше, тем быстрее происходит выделение яда, находящегося в крови и органах. Более медленно выделяются вредные вещества, депонированные в жировой ткани.

Через легкие могут выделяться также летучие метаболиты, образующиеся при биотрансформации яда. Такими конечными метаболитами могут быть вода и углекислота.

Выделение через почки. Выделение ядов через почки осуществляется путем пассивной фильтрации и активным транспортом. В почечных канальцах неэлектролиты, хорошо растворимые в липидах, путем пассивной диффузии могут проникать в двух направлениях - из канальцев в кровь и из крови в канальцы. Направление пассивной канальцевой диффузии слабоионизированных органических электролитов зависит от реакции мочи. Если канальцевая моча более щелочная, чем плазма, в мочу легко проникают слабые органические кислоты; если реакция мочи более кислая, в нее диффундируют слабые органические основания. Образующиеся в процессе биотрансформации многих ядов конъюгаты с серной и глюкуроновой кислотами концентрируются в моче благодаря активному канальцевому транспорту, достигая при этом высокой степени накопления.

Почками быстро выделяются металлы, циркулирующие в виде ионов и в молекулярно-дисперсном состоянии. К ним следует отнести литий, рубидий, цезий. Хорошо экскретируются с мочой соли двухвалентных металлов (Be, Cd, Сu). Комплексообразование способствует выделению металлов. Металлы могут выделяться не только в свободном, но и в связанном виде. Так, например, свинец и марганец экскретируются как в ионной форме, так и в виде органических комплексов.

Выделение через желудочно-кишечный тракт. Выделение промышленных ядов через желудочно-кишечный тракт начинается уже во рту со слюной. В слюне обнаруживаются некоторые неэлектролиты и тяжелые металлы, например, ртуть, свинец и др. Ядовитые соединения, поступающие в организм, попадают в печень. Из печени с желчью их метаболиты транспортируются в кишечник и выделяются из организма.

Металлы выделяются также через желудочно-кишечный тракт. Они задерживаются в печени и с желчью выделяются в кишечник. В процессе выделения через желудочно-кишечный тракт имеет значение форма, в которой металл накапливается в депо. Металлы длительно сохраняются в печени и полностью выделяются с калом.

Выделение прочими путями. Промышленные яды могут выделяться из организма также с грудным молоком и через кожу с потом. С грудным молоком кормящих женщин выделяются хлорированные углеводороды, главным образом инсектициды (ДДТ, гексахлоран и др.), ртуть, селен, мышьяк и др.

Через кожу выделяются из организма многие неэлектролиты: этиловый спирт, ацетон, фенол, фторированные углеводороды и др. Известно, что содержание сероуглерода в поте превышает erо концентрацию в моче в три раза.

Распределение и превращение ядов в организме

/токсикокинетика/

Токсическое действие ОВ во многом зависит от распределения и характера их изменений /биотрансформации/ в организме.

Распределение ядов зависит от путей поступления их в организм, от интенсивности кровоснабжения органов и от свойств самих ядов. Яды, по мере всасывания в кровь и лимфу, распределяются между жидкой частью этих сред, а также в межклеточной и внутриклеточной жидкостях. В крови часть химических веществ вступает в обратимую связь с альбуминами, а некоторые вещества с глобулинами. Этот комплекс не проникает через мембраны и поэтому не участвует в формировании токсического процесса, он служит динамичным резервом яда в организме.

В настоящее время установлено, что биотрансформация /превращение/ чужеродных веществ протекает в печени, желудочно-кишечном тракте, легких, почках. Кроме того, немалое число токсических соединений подвергает ся необратимым превращениям и в жировой ткани. Однако основное значение в метаболизме чужеродных ядов придается эндоплазматическому ретикулуму клеток печени, характерной особенностью которого является высокая ферментативная активность. Главная ферментативная реакция детоксикации в печени — окисление ксенобиотиков на цитохроме Р-450.

Типичными механизмами биотрансформации химических веществ считаются окисление, восстановление, гидролиз, синтез /конъюгация/.

В результате биохимических превращений чаще всего яды теряют свою токсичность, но в ряде случаев токсическое действие некоторых веществ /серосодержащих ФОС, метиловый спирт и т.д./ под влиянием ферментов увеличивается /летальный синтез/.

Пути выведения ядов

Большинство ядов выводится из организма более или менее быстро, но в некоторых случаях процесс выделения длится несколько дней /стрихнин, метиловый спирт и др./, а иногда даже несколько месяцев, лет /тяжелые металлы/. Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма различны. По их практическому значению они располагаются следующим образом: почки—кишечник—легкие — кожа.

Через почки выделяются различные органические и неорганические соединения /различные соли, тяжелые металлы, алкалоиды, цианиды, метиловый спирт и т.д./. Через почки покидают организм продукты обезврежива ния ОВ, ядов. Значительное количество ядовитых веществ выделяется через желудочно-кишечный тракт. Процесс этот имеет место уже в полости рта /со слюной выделяются йодиды, бромиды, ртуть/. Наиболее энергичными выделительными свойствами обладает слизистая оболочка желудка и особенно тонкого кишечника. Здесь происходит выделение из крови многих тяжелых металлов /мышьяк, свинец, ртуть и др./

Таким образом, удалению через желудочно-кишечный тракт подвергаются: 1/ вещества, не всосавшиеся в кровь при их пероральном поступлении; 2/ выделенные из печени с желчью; 3/ поступившие в кишечник через мембраны его стенки.

Важную роль в выведении ядов играют легкие. Процесс выведения возможен благодаря огромной величине альвеолярной поверхности. С выдыхаемым воздухом покидают организм большинство летучих неэлектролитов: окись углерода, синильная кислота, эфиры, спирты и т.д.

Большой выделительной способностью обладает кожа. С секретом потовых и сальных желез могут выводиться из организма некоторые тяжелые металлы, жирорастворимые вещества.

Меньшее значение для выделения ядов имеют молочные железы. Это должно учитываться при интоксикации кормящих женщин, т.к. вы деление яда может явиться причиной отравления детей, вскармливаемых грудью.

Очень незначительное количество ядовитых веществ или продуктов их превращения могут выводиться слюнными железами.

Знание путей и особенностей обезвреживания и выделения ядов из организма имеет значение при оказании помощи пораженным и отравленным.

Общие принципы терапии

при поражении отравляющими веществами:

Общие принципы оказания неотложной помощи и терапии при поражении ОВ включают:

- немедленное прекращение дальнейшего поступления /всасывания/ ядовитого вещества в организм;

- максимальное уменьшение количества токсических веществ и их ядовитых метаболитов в крови и тканях;

- обеспечение нормального функционирования жизненно важных органов и систем;

- своевременное оказание медицинской помощи в очаге и на этапах медицинской эвакуации, профилактику различных осложнений.

Все лечебные мероприятия, осуществляемые при острых интоксикаци ях можно разделить на три основные группы:

I. Методы ускоренного выведения токсических веществ из организма

Они сводятся к удалению их или усилению функции естественных путей очищения организма /желудочно-кишечного тракта, почек, печени, органов дыхания и пр./, а также к искусственной детоксикации путем гемодиали за, перитонеального диализа, гемосорбции, операции замещения крови.

II. Методы специфической терапии /антидотной/

Средства антидотной терапии применяют лишь в тех случаях, если точно известно ОВ. вызвавшее поражение.

Особенности антидотной терапии:

1. Антидотная терапия сохраняет свою эффективность только в ранней токсической фазе острых отравлений.

2. Антидотная терапия отличается высокой специфичностью.

3. Эффективность антидотной терапии значительно снижена в терминаль ной стадии острых отравлений, что требует одновременного проведения необходимых реанимационных мероприятий.

4. Антидотная терапия играет существенную роль в профилактике состояний необратимости при острых отравлениях.

В качестве специфических противоядий /антидотов/ при острых отравлениях различимыми токсическими веществами выделяют 4 основные группы:

1. Препараты, оказывающие влияние на физико-химическое состояние токсического вещества в желудочно-кишечном тракте /химические противоядия контактного действия/. Применение внутрь в качестве неспецифического сорбента активированного угля.

2. Препараты, оказывающие специфическое физико-химическое действие на токсические вещества в гуморальной среде организма /химические противоядия парентерального действия/. К ним относятся тиоловые соединения: унитиол, хелеобразователи /соли ЭДТА, тетацин/.

3. Препараты, обеспечивающие выгодное изменение метаболизма токсических веществ в организме или направления биохимических реакций, в которых они участвуют /биохимические противоядия/. Среди них наибольшее циническое применение находят реактива-торы холинэстера зы /оксимы/ при отравлениях ФОВ, метиленовый синий — при отравлениях метгемоглобинообразователями, этиловый алкоголь — при отравлениях метиловым спиртом и этиленгликолем, налорфин — при отравлениях препаратами опия, антиоксиданты — при отравлении четыреххлористым углеродом.

4. Препараты, оказывающие лечебный эффект в силу фармакологическо го антагонизма с действием токсических веществ на одни и те же функциональные системы организма /фармакологические противоядия /.

Широко используется фармакологический антагонизм между атропином и ацетилхолином при отравлениях ФОВ.

III. Методы симптоматической/поддерживающей/терапии.

Наряду с методами ускоренного выведения токсического вещества из организма и методами специфической /антидотной/ терапии важнейшее место в лечении острых отравлений занимает патогенетическая терапия, направленная на восстановление нарушенных ядом процессов.

Основные принципы симптоматической терапии можно сформулиро вать следующим образом:

1. Ликвидация кислородного голодания путем устранения сердечнососу дистой и дыхательной недостаточности.

2. Нормализация нарушений метаболизма.

3. Нормализация процессов возбуждения и торможения в ЦНС.

4. Устранение потока афферентной импульсации с места повреждения /с места аппликации яда применительно к отравлениям/.

Основные классификации ОВ

Распределение, превращение ядов в организме и их выделение — Студопедия

Всосавшиеся яды разносятся кровью по органам и проникают в ткани по законам диффузии, фильтрации и активного захвата клетками. Одним из условий распределения ядов является их способность по разному растворятся в липидах и воде. В результате распределения яды могут накапливаться в определенных органах и тканях. Так для липоидорастворимых веществ наибольшей сорбционной емкостью обладают жировая ткань и органы богатые липидами (костный мозг и др.). Некоторые яды, откладываясь в соединительной ткани, костях, паренхиматозных органах образуют «депо». При этом при определенных условиях возможна «мобилизация» ядов из депо и ухудшение состояния пострадавшего.

Поступившее в организм ядовитое вещество подвергается метаболизму. Метаболизм ядов в организме происходит с помощью реакций окисления, восстановления, гидролиза главным образом в микросомах, митохондриях и лизосомах клеток печени и других тканей. Многие ядовитые вещества теряют свою токсичность в результате реакции гидролиза, однако могут появиться и более токсичные метаболиты. Некоторые химические вещества претерпевают превращение с образованием биологически активных свободных радикалов, органических соединений обладающих токсическими свойствами.

Выделение из организма ядовитых веществ зависит от формы циркуляции яда и его депонировния. В первую очередь удаляются из организма соединения находящиеся в неизменном виде, затем выделяются яды находящиеся в клетках в более прочно связанной форме, и в последнюю очередь яды находящиеся в постоянных тканевых депо.

Через почки с мочой выделяются растворимые в воде органические и неорганические соединения, а также продукты метаболизма ядовитых веществ.

Через желудочно-кишечный тракт выделяются плохо растворимые или нерастворимые в воде ядовитые вещества (через слизистую оболочку желудка и особенно тонкого и толстого кишечника). Некоторые яды могут выделятся в полость рта (соединения ртути, свинца).

Через легкие могут выделятся с выдыхаемым воздухом различные летучие ядовитые вещества, не изменяющиеся в организме или подвергающиеся медленным превращениям.

В процессе выделения яды могут оказывать токсическое действие на различные органы (печень, почки), что требует проведения соответствующих защитных мероприятий.

Распределение и превращение ядов в организме — КиберПедия

/токсикокинетика/

Токсическое действие ОВ во многом зависит от распределения и характера их изменений /биотрансформации/ в организме.

Распределение ядов зависит от путей поступления их в организм, от интенсивности кровоснабжения органов и от свойств самих ядов. Яды, по мере всасывания в кровь и лимфу, распределяются между жидкой частью этих сред, а также в межклеточной и внутриклеточной жидкостях. В крови часть химических веществ вступает в обратимую связь с альбуминами, а некоторые вещества с глобулинами. Этот комплекс не проникает через мембраны и поэтому не участвует в формировании токсического процесса, он служит динамичным резервом яда в организме.

В настоящее время установлено, что биотрансформация /превращение/ чужеродных веществ протекает в печени, желудочно-кишечном тракте, легких, почках. Кроме того, немалое число токсических соединений подвергает ся необратимым превращениям и в жировой ткани. Однако основное значение в метаболизме чужеродных ядов придается эндоплазматическому ретикулуму клеток печени, характерной особенностью которого является высокая ферментативная активность. Главная ферментативная реакция детоксикации в печени — окисление ксенобиотиков на цитохроме Р-450.

Типичными механизмами биотрансформации химических веществ считаются окисление, восстановление, гидролиз, синтез /конъюгация/.

В результате биохимических превращений чаще всего яды теряют свою токсичность, но в ряде случаев токсическое действие некоторых веществ /серосодержащих ФОС, метиловый спирт и т.д./ под влиянием ферментов увеличивается /летальный синтез/.

Пути выведения ядов

Большинство ядов выводится из организма более или менее быстро, но в некоторых случаях процесс выделения длится несколько дней /стрихнин, метиловый спирт и др./, а иногда даже несколько месяцев, лет /тяжелые металлы/. Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма различны. По их практическому значению они располагаются следующим образом: почки—кишечник—легкие — кожа.

Через почки выделяются различные органические и неорганические соединения /различные соли, тяжелые металлы, алкалоиды, цианиды, метиловый спирт и т.д./. Через почки покидают организм продукты обезврежива ния ОВ, ядов. Значительное количество ядовитых веществ выделяется через желудочно-кишечный тракт. Процесс этот имеет место уже в полости рта /со слюной выделяются йодиды, бромиды, ртуть/. Наиболее энергичными выделительными свойствами обладает слизистая оболочка желудка и особенно тонкого кишечника. Здесь происходит выделение из крови многих тяжелых металлов /мышьяк, свинец, ртуть и др./

Таким образом, удалению через желудочно-кишечный тракт подвергаются: 1/ вещества, не всосавшиеся в кровь при их пероральном поступлении; 2/ выделенные из печени с желчью; 3/ поступившие в кишечник через мембраны его стенки.

Важную роль в выведении ядов играют легкие. Процесс выведения возможен благодаря огромной величине альвеолярной поверхности. С выдыхаемым воздухом покидают организм большинство летучих неэлектролитов: окись углерода, синильная кислота, эфиры, спирты и т.д.

Большой выделительной способностью обладает кожа. С секретом потовых и сальных желез могут выводиться из организма некоторые тяжелые металлы, жирорастворимые вещества.

Меньшее значение для выделения ядов имеют молочные железы. Это должно учитываться при интоксикации кормящих женщин, т.к. вы деление яда может явиться причиной отравления детей, вскармливаемых грудью.

Очень незначительное количество ядовитых веществ или продуктов их превращения могут выводиться слюнными железами.

Знание путей и особенностей обезвреживания и выделения ядов из организма имеет значение при оказании помощи пораженным и отравленным.

Общие принципы терапии

при поражении отравляющими веществами:

Общие принципы оказания неотложной помощи и терапии при поражении ОВ включают:

- немедленное прекращение дальнейшего поступления /всасывания/ ядовитого вещества в организм;

- максимальное уменьшение количества токсических веществ и их ядовитых метаболитов в крови и тканях;

- обеспечение нормального функционирования жизненно важных органов и систем;

- своевременное оказание медицинской помощи в очаге и на этапах медицинской эвакуации, профилактику различных осложнений.

Все лечебные мероприятия, осуществляемые при острых интоксикаци ях можно разделить на три основные группы:

I. Методы ускоренного выведения токсических веществ из организма

Они сводятся к удалению их или усилению функции естественных путей очищения организма /желудочно-кишечного тракта, почек, печени, органов дыхания и пр./, а также к искусственной детоксикации путем гемодиали за, перитонеального диализа, гемосорбции, операции замещения крови.

II. Методы специфической терапии /антидотной/

Средства антидотной терапии применяют лишь в тех случаях, если точно известно ОВ. вызвавшее поражение.

Особенности антидотной терапии:

1. Антидотная терапия сохраняет свою эффективность только в ранней токсической фазе острых отравлений.

2. Антидотная терапия отличается высокой специфичностью.

3. Эффективность антидотной терапии значительно снижена в терминаль ной стадии острых отравлений, что требует одновременного проведения необходимых реанимационных мероприятий.

4. Антидотная терапия играет существенную роль в профилактике состояний необратимости при острых отравлениях.

В качестве специфических противоядий /антидотов/ при острых отравлениях различимыми токсическими веществами выделяют 4 основные группы:

1. Препараты, оказывающие влияние на физико-химическое состояние токсического вещества в желудочно-кишечном тракте /химические противоядия контактного действия/. Применение внутрь в качестве неспецифического сорбента активированного угля.

2. Препараты, оказывающие специфическое физико-химическое действие на токсические вещества в гуморальной среде организма /химические противоядия парентерального действия/. К ним относятся тиоловые соединения: унитиол, хелеобразователи /соли ЭДТА, тетацин/.

3. Препараты, обеспечивающие выгодное изменение метаболизма токсических веществ в организме или направления биохимических реакций, в которых они участвуют /биохимические противоядия/. Среди них наибольшее циническое применение находят реактива-торы холинэстера зы /оксимы/ при отравлениях ФОВ, метиленовый синий — при отравлениях метгемоглобинообразователями, этиловый алкоголь — при отравлениях метиловым спиртом и этиленгликолем, налорфин — при отравлениях препаратами опия, антиоксиданты — при отравлении четыреххлористым углеродом.

4. Препараты, оказывающие лечебный эффект в силу фармакологическо го антагонизма с действием токсических веществ на одни и те же функциональные системы организма /фармакологические противоядия /.

Широко используется фармакологический антагонизм между атропином и ацетилхолином при отравлениях ФОВ.

III. Методы симптоматической/поддерживающей/терапии.

Наряду с методами ускоренного выведения токсического вещества из организма и методами специфической /антидотной/ терапии важнейшее место в лечении острых отравлений занимает патогенетическая терапия, направленная на восстановление нарушенных ядом процессов.

Основные принципы симптоматической терапии можно сформулиро вать следующим образом:

1. Ликвидация кислородного голодания путем устранения сердечнососу дистой и дыхательной недостаточности.

2. Нормализация нарушений метаболизма.

3. Нормализация процессов возбуждения и торможения в ЦНС.

4. Устранение потока афферентной импульсации с места повреждения /с места аппликации яда применительно к отравлениям/.

Основные классификации ОВ

§ 6. ВЫДЕЛЕНИЕ ЯДОВ ИЗ ОРГАНИЗМА. Токсикологическая химия. В.Ф. Крамаренко

Токсические вещества, поступившие в организм, оказывают определенное действие, а затем выделяются из организма в неизмененном виде или в виде метаболитов. Основными путями выведения токсических веществ и их метаболитов из организма являются почки, печень, легкие, кишки и др. Некоторые токсические вещества и их метаболиты могут выделяться из организма не одним, а несколькими путями. Однако для этих веществ один из путей выделения является преобладающим. Это можно показать на примере выделения этилового спирта из организма. Большая часть этилового спирта в организме метаболизируется. Около 10 % его выделяется из организма в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Небольшие количества этилового спирта выводятся из организма с мочой, калом, слюной, молоком и т. д.

Несколькими путями выделяются из организма и другие токсические вещества. Так, хинин выделяется из организма с мочой и через кожу. Некоторые барбитураты выделяются из организма с мочой и с молоком кормящих матерей.

Почки. Почки являются одним из основных органов, через которые выделяются из организма многие лекарственные и токсические вещества и продукты их метаболизма. Через почки с мочой выделяются из организма хорошо растворимые в воде соединения. Чем меньше молекулярная масса этих соединений, тем легче они выделяются с мочой. Вещества, способные диссоциировать на ионы, лучше выделяются с мочой, чем неионизи-рованные соединения.

На выделение слабых органических кислот и оснований из организма с мочой влияет рН мочи. От рН мочи зависит диссоциация указанных веществ на ионы. Слабые органические основания лучше выделяются с мочой, если она имеет кислую реакцию. К этой группе веществ относятся хинин, амитриптилин, кофеин, теофиллин, ацетанилид, антипирин и др. Органические вещества слабокислого характера (барбитураты, салициловая кислота, некоторые сульфаниламидные препараты, антикоагулянты и др.) лучше переходят в мочу, имеющую более щелочную реакцию, чем плазма крови. Сильные электролиты, хорошо диссоциирующие на ионы, выводятся с мочой независимо от рН среды. Некоторые металлы в виде ионов или комплексов с органическими веществами также выделяются с мочой.

Липофильные вещества почти не выделяются из организма почками. Однако большинство метаболитов этих веществ являются растворимыми в воде, и поэтому выделяются из организма с мочой. Скорость выделения отдельных ядовитых веществ с мочой может уменьшаться вследствие связывания их с белками плазмы.

Печень. Печень играет важную роль в выведении многих токсических веществ из организма. В печени происходит метаболизм большого числа токсических веществ, выделение которых с желчью зависит от размера молекул и молекулярной массы. С увеличением молекулярной массы токсических веществ возрастает скорость выделения их с желчью. Эти вещества выделяются с желчью главным образом в виде конъюгатов. Некоторые конъюгаты подвергаются разложению гидролитическими ферментами желчи.

Желчь, содержащая токсические вещества, поступает в кишки, из которых эти вещества снова могут всасываться в кровь. Поэтому с калом из организма выводятся только те вещества, которые выделяются с желчью в кишки и повторно не всасываются в кровь. С калом выделяются и вещества, не всасывающиеся в кровь после перорального введения, а также те, которые выделились слизистой желудка и кишок в полость пищеварительной системы. Этим путем выделяются из организма некоторые тяжелые и щелочноземельные металлы.

Токсические вещества и их метаболиты, образовавшиеся в печени и поступившие с желчью в кишки, а затем снова всосавшиеся в кровь, выделяются почками с мочой.

Легкие. Легкие являются главным органом выведения из организма летучих жидкостей и газообразных веществ, имеющих большую упругость паров при температуре человеческого тела. Эти вещества легко проникают из крови в альвеолы через их мембраны и выделяются из организма с выдыхаемым воздухом. Таким путем выделяются из организма в неизмененном виде оксид углерода (II), сероводород, этиловый спирт, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, бензин, некоторые хлорпроизводные углеводородов, а также летучие метаболиты некоторых ядовитых веществ (бензола, четыреххлористого углерода, метилового спирта, этиленгликоля, ацетона и др.). Одним из таких метаболитов указанных веществ является оксид углерода (IV).

Кожа. Ряд лекарственных и ядовитых веществ выводится из организма через кожу, главным образом через потовые железы. Таким путем выводятся из организма соединения мышьяка и некоторых тяжелых металлов, бромиды, иодиды, хинин, камфора, этиловый спирт, ацетон, фенол, хлорпроизводные углеводородов и др. Выделяемые через кожу количества указанных веществ относительно незначительные. Поэтому при решении вопроса об отравлении они не имеют практического значения.

Молоко. Некоторые лекарственные и ядовитые вещества выводятся из организма с молоком кормящих матерей. С молоком матери могут попадать к ее грудному ребенку этиловый спирт, ацетилсалициловая кислота, барбитураты, кофеин, морфин, никотин и др.

Коровье молоко может содержать отдельные пестициды и некоторые токсические вещества, которыми обрабатывают растения, поедаемые животными.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДЫДУЩАЯ | СЛЕДУЮЩАЯ

Распределение Пуассона и объяснение процесса Пуассона | by Will Koehrsen

Что касается проблемы, которую мы решим с помощью распределения Пуассона, мы могли бы продолжить работу с ошибками веб-сайтов, но я предлагаю нечто большее. В детстве отец часто брал меня к себе во двор, чтобы понаблюдать (или попытаться наблюдать) метеоритные дожди. Мы не были космическими фанатами, но наблюдения за горящими в небе объектами из космоса было достаточно, чтобы вывести нас на улицу, хотя метеорные дожди, казалось, всегда случались в самые холодные месяцы.

Количество наблюдаемых метеоров можно смоделировать как распределение Пуассона, потому что метеоры независимы, среднее количество метеоров в час постоянно (в краткосрочной перспективе), и - это приблизительное значение - метеоры не возникают одновременно. Чтобы охарактеризовать распределение Пуассона, все, что нам нужно, это параметр скорости, который представляет собой количество событий / интервал * длина интервала. Насколько я помню, нам сказали ожидать 5 метеоров в час в среднем или 1 каждые 12 минут .Из-за ограниченного терпения маленького ребенка (особенно в холодную ночь) мы никогда не отдыхали более 60 минут, поэтому мы будем использовать это как период времени. Соединяя их вместе, получаем:

Что именно означает «ожидается 5 метеоров»? По словам моего пессимистичного отца, это означало, что мы увидим 3 метеора за час, максимум. В то время у меня не было навыков работы с данными и я доверял его мнению. Теперь, когда я старше и испытываю здоровый скептицизм по отношению к авторитетным фигурам, пришло время проверить его заявление.Мы можем использовать распределение Пуассона, чтобы найти вероятность увидеть ровно 3 метеора за один час наблюдения:

14% или примерно 1/7. Если бы мы выходили на улицу каждую ночь в течение одной недели, то можно было ожидать, что мой отец окажется прав ровно один раз! Приятно знать, что мы ищем распределение, вероятность увидеть разное количество метеоров. Делать это вручную утомительно, поэтому мы будем использовать Python, который вы можете увидеть в этом блокноте Jupyter, для расчетов и визуализации.

На приведенном ниже графике показана функция вероятности массы для количества метеоров в час со средним временем между метеорами 12 минут (что равносильно тому, что в час ожидается 5 метеоров).

Poison | биохимия | Britannica

Классификация яда

Яды настолько разнообразны по природе, что их можно классифицировать по происхождению, физической форме, химической природе, химической активности, месту назначения или применению.

Классификация по происхождению

Яды микробного, растительного, животного или синтетического происхождения. Микробные яды производятся микроскопическими организмами, такими как бактерии и грибы. Ботулинический токсин, например, вырабатывается бактерией Clostridium botulinum и способен вызывать слабость и паралич, когда присутствует в недостаточно обработанных некислотных консервированных продуктах или в других продуктах, содержащих споры.Примером растительного токсина является гиосциамин алкалоида красавки, который содержится в белладонне ( Atropa belladonna ) и дурмане ( Datura stramonium ).

Яды животных обычно передаются через укусы и укусы ядовитых наземных или морских животных, первая группа включает ядовитых змей, скорпионов, пауков и муравьев, а вторая группа включает морских змей, скатов и медуз. Синтетические токсины вызывают большинство отравлений.«Синтетический» относится к химическим веществам, производимым химиками, таким как лекарства и пестициды, а также к химическим веществам, очищенным из природных источников, таких как металлы из руд и растворители из нефти. Синтетические токсины включают пестициды, бытовые чистящие средства, косметику, фармацевтические препараты и углеводороды.

Ядовитые осьминоги с синими кольцами (род Hapalochlaena ) маленькие, но смертоносные, отображающие ярко-синие кольца в качестве предупреждения при тревоге или угрозе.

Классификация по физической форме

Физическая форма химического вещества - твердое вещество, жидкость, газ, пар или аэрозоль - влияет на экспозицию и абсорбционную способность.

Поскольку твердые вещества обычно плохо всасываются в кровь, они должны растворяться в водной жидкости, выстилающей кишечник при проглатывании или дыхательных путях при вдыхании. Однако твердые вещества растворяются в жидкостях с разной скоростью. Например, по сравнению с гранулами сульфата свинца, гранулы свинца практически нетоксичны при проглатывании, потому что элементарный свинец практически нерастворим в воде, а сульфат свинца плохо растворим и абсорбирован.Даже гранулы одного и того же химического вещества разного размера могут различаться по своей относительной токсичности из-за различий в скорости растворения. Например, триоксид мышьяка более токсичен в форме более мелких гранул, чем такая же масса более крупных гранул, поскольку более мелкие гранулы растворяются быстрее.

Яд в жидкой форме может всасываться при приеме внутрь, при вдыхании или через кожу. Яды, являющиеся газами при комнатной температуре (, например, монооксид углерода), абсорбируются в основном при вдыхании, как и пары, которые представляют собой газовую фазу веществ, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре и атмосферном давлении ( e.г., бензол ). Поскольку органические жидкости более летучие, чем неорганические жидкости, вдыхание органических паров более распространено. Хотя пары обычно абсорбируются в легких, некоторые пары, хорошо растворимые в липидах (, например, фурфурол), также всасываются через кожу.

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, достаточно мелкие, чтобы оставаться в воздухе в течение нескольких минут. Волокна и пыль представляют собой твердые аэрозоли. Воздействие аэрозолей происходит, когда аэрозоли попадают на кожу или вдыхаются.Токсичность аэрозоля для легких обычно выше, чем для кожи. Примером токсичного волокна является асбест, который может вызывать редкую форму рака легких (мезотелиому).

Многие жидкие яды могут существовать в виде жидких аэрозолей, хотя легколетучие жидкости, такие как бензол, редко существуют в виде аэрозолей. Умеренно летучий жидкий яд может существовать как в виде аэрозоля, так и в виде пара. Жидкие химикаты с низкой летучестью, переносимые по воздуху, существуют только в виде аэрозолей.

Классификация по химической природе

Яды можно классифицировать в зависимости от того, являются ли химические вещества металлическими или неметаллическими, органическими или неорганическими или кислотными или щелочными.Металлические яды часто выводятся из организма медленно и накапливаются в большей степени, чем неметаллические яды, и поэтому с большей вероятностью вызывают токсичность при хроническом воздействии. Органические химические вещества более растворимы в липидах и поэтому обычно легче проходят через богатые липидами клеточные мембраны, чем неорганические химические вещества. В результате органические химические вещества обычно абсорбируются в большей степени, чем неорганические. Классификация, основанная на кислотности, полезна, потому что, хотя и кислоты, и щелочи разъедают глаза, кожу и кишечник, щелочи обычно проникают в ткани глубже, чем кислоты, и имеют тенденцию вызывать более серьезные повреждения тканей.

Классификация по химической активности

Электрофильные (любящие электроны) химические вещества атакуют нуклеофильные (любящие ядра) участки макромолекул клетки, такие как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), вызывая мутации, рак и пороки развития. Яды также можно сгруппировать по их способности имитировать структуру некоторых важных молекул в клетке. Они заменяют молекулы клеток в химических реакциях, нарушая важные клеточные функции.Метотрексат, например, нарушает синтез ДНК и рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Прочие классификации

В отличие от описанных выше классификаций, классификация по целевым сайтам или использованию обычно не имеет прогностической ценности. Однако такая классификация делается для систематической классификации многочисленных известных ядов. Целевые участки включают нервную систему, сердечно-сосудистую систему, репродуктивную систему, иммунную систему, а также легкие, печень и почки.Яды классифицируются по такому применению, как пестициды, предметы домашнего обихода, фармацевтические препараты, органические растворители, наркотики или промышленные химикаты.

Poison | биохимия | Britannica

Классификация яда

Яды настолько разнообразны по природе, что их можно классифицировать по происхождению, физической форме, химической природе, химической активности, месту назначения или применению.

Классификация по происхождению

Яды микробного, растительного, животного или синтетического происхождения. Микробные яды производятся микроскопическими организмами, такими как бактерии и грибы. Ботулинический токсин, например, вырабатывается бактерией Clostridium botulinum и способен вызывать слабость и паралич, когда присутствует в недостаточно обработанных некислотных консервированных продуктах или в других продуктах, содержащих споры.Примером растительного токсина является гиосциамин алкалоида красавки, который содержится в белладонне ( Atropa belladonna ) и дурмане ( Datura stramonium ).

Яды животных обычно передаются через укусы и укусы ядовитых наземных или морских животных, первая группа включает ядовитых змей, скорпионов, пауков и муравьев, а вторая группа включает морских змей, скатов и медуз. Синтетические токсины вызывают большинство отравлений.«Синтетический» относится к химическим веществам, производимым химиками, таким как лекарства и пестициды, а также к химическим веществам, очищенным из природных источников, таких как металлы из руд и растворители из нефти. Синтетические токсины включают пестициды, бытовые чистящие средства, косметику, фармацевтические препараты и углеводороды.

Ядовитые осьминоги с синими кольцами (род Hapalochlaena ) маленькие, но смертоносные, отображающие ярко-синие кольца в качестве предупреждения при тревоге или угрозе.

Классификация по физической форме

Физическая форма химического вещества - твердое вещество, жидкость, газ, пар или аэрозоль - влияет на экспозицию и абсорбционную способность.

Поскольку твердые вещества обычно плохо всасываются в кровь, они должны растворяться в водной жидкости, выстилающей кишечник при проглатывании или дыхательных путях при вдыхании. Однако твердые вещества растворяются в жидкостях с разной скоростью. Например, по сравнению с гранулами сульфата свинца, гранулы свинца практически нетоксичны при проглатывании, потому что элементарный свинец практически нерастворим в воде, а сульфат свинца плохо растворим и абсорбирован.Даже гранулы одного и того же химического вещества разного размера могут различаться по своей относительной токсичности из-за различий в скорости растворения. Например, триоксид мышьяка более токсичен в форме более мелких гранул, чем такая же масса более крупных гранул, поскольку более мелкие гранулы растворяются быстрее.

Яд в жидкой форме может всасываться при приеме внутрь, при вдыхании или через кожу. Яды, являющиеся газами при комнатной температуре (, например, монооксид углерода), абсорбируются в основном при вдыхании, как и пары, которые представляют собой газовую фазу веществ, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре и атмосферном давлении ( e.г., бензол ). Поскольку органические жидкости более летучие, чем неорганические жидкости, вдыхание органических паров более распространено. Хотя пары обычно абсорбируются в легких, некоторые пары, хорошо растворимые в липидах (, например, фурфурол), также всасываются через кожу.

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, достаточно мелкие, чтобы оставаться в воздухе в течение нескольких минут. Волокна и пыль представляют собой твердые аэрозоли. Воздействие аэрозолей происходит, когда аэрозоли попадают на кожу или вдыхаются.Токсичность аэрозоля для легких обычно выше, чем для кожи. Примером токсичного волокна является асбест, который может вызывать редкую форму рака легких (мезотелиому).

Многие жидкие яды могут существовать в виде жидких аэрозолей, хотя легколетучие жидкости, такие как бензол, редко существуют в виде аэрозолей. Умеренно летучий жидкий яд может существовать как в виде аэрозоля, так и в виде пара. Жидкие химикаты с низкой летучестью, переносимые по воздуху, существуют только в виде аэрозолей.

Классификация по химической природе

Яды можно классифицировать в зависимости от того, являются ли химические вещества металлическими или неметаллическими, органическими или неорганическими или кислотными или щелочными.Металлические яды часто выводятся из организма медленно и накапливаются в большей степени, чем неметаллические яды, и поэтому с большей вероятностью вызывают токсичность при хроническом воздействии. Органические химические вещества более растворимы в липидах и поэтому обычно легче проходят через богатые липидами клеточные мембраны, чем неорганические химические вещества. В результате органические химические вещества обычно абсорбируются в большей степени, чем неорганические. Классификация, основанная на кислотности, полезна, потому что, хотя и кислоты, и щелочи разъедают глаза, кожу и кишечник, щелочи обычно проникают в ткани глубже, чем кислоты, и имеют тенденцию вызывать более серьезные повреждения тканей.

Классификация по химической активности

Электрофильные (любящие электроны) химические вещества атакуют нуклеофильные (любящие ядра) участки макромолекул клетки, такие как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), вызывая мутации, рак и пороки развития. Яды также можно сгруппировать по их способности имитировать структуру некоторых важных молекул в клетке. Они заменяют молекулы клеток в химических реакциях, нарушая важные клеточные функции.Метотрексат, например, нарушает синтез ДНК и рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Прочие классификации

В отличие от описанных выше классификаций, классификация по целевым сайтам или использованию обычно не имеет прогностической ценности. Однако такая классификация делается для систематической классификации многочисленных известных ядов. Целевые участки включают нервную систему, сердечно-сосудистую систему, репродуктивную систему, иммунную систему, а также легкие, печень и почки.Яды классифицируются по такому применению, как пестициды, предметы домашнего обихода, фармацевтические препараты, органические растворители, наркотики или промышленные химикаты.

Poison | биохимия | Britannica

Классификация яда

Яды настолько разнообразны по природе, что их можно классифицировать по происхождению, физической форме, химической природе, химической активности, месту назначения или применению.

Классификация по происхождению

Яды микробного, растительного, животного или синтетического происхождения. Микробные яды производятся микроскопическими организмами, такими как бактерии и грибы. Ботулинический токсин, например, вырабатывается бактерией Clostridium botulinum и способен вызывать слабость и паралич, когда присутствует в недостаточно обработанных некислотных консервированных продуктах или в других продуктах, содержащих споры.Примером растительного токсина является гиосциамин алкалоида красавки, который содержится в белладонне ( Atropa belladonna ) и дурмане ( Datura stramonium ).

Яды животных обычно передаются через укусы и укусы ядовитых наземных или морских животных, первая группа включает ядовитых змей, скорпионов, пауков и муравьев, а вторая группа включает морских змей, скатов и медуз. Синтетические токсины вызывают большинство отравлений.«Синтетический» относится к химическим веществам, производимым химиками, таким как лекарства и пестициды, а также к химическим веществам, очищенным из природных источников, таких как металлы из руд и растворители из нефти. Синтетические токсины включают пестициды, бытовые чистящие средства, косметику, фармацевтические препараты и углеводороды.

Ядовитые осьминоги с синими кольцами (род Hapalochlaena ) маленькие, но смертоносные, отображающие ярко-синие кольца в качестве предупреждения при тревоге или угрозе.

Классификация по физической форме

Физическая форма химического вещества - твердое вещество, жидкость, газ, пар или аэрозоль - влияет на экспозицию и абсорбционную способность.

Поскольку твердые вещества обычно плохо всасываются в кровь, они должны растворяться в водной жидкости, выстилающей кишечник при проглатывании или дыхательных путях при вдыхании. Однако твердые вещества растворяются в жидкостях с разной скоростью. Например, по сравнению с гранулами сульфата свинца, гранулы свинца практически нетоксичны при проглатывании, потому что элементарный свинец практически нерастворим в воде, а сульфат свинца плохо растворим и абсорбирован.Даже гранулы одного и того же химического вещества разного размера могут различаться по своей относительной токсичности из-за различий в скорости растворения. Например, триоксид мышьяка более токсичен в форме более мелких гранул, чем такая же масса более крупных гранул, поскольку более мелкие гранулы растворяются быстрее.

Яд в жидкой форме может всасываться при приеме внутрь, при вдыхании или через кожу. Яды, являющиеся газами при комнатной температуре (, например, монооксид углерода), абсорбируются в основном при вдыхании, как и пары, которые представляют собой газовую фазу веществ, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре и атмосферном давлении ( e.г., бензол ). Поскольку органические жидкости более летучие, чем неорганические жидкости, вдыхание органических паров более распространено. Хотя пары обычно абсорбируются в легких, некоторые пары, хорошо растворимые в липидах (, например, фурфурол), также всасываются через кожу.

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, достаточно мелкие, чтобы оставаться в воздухе в течение нескольких минут. Волокна и пыль представляют собой твердые аэрозоли. Воздействие аэрозолей происходит, когда аэрозоли попадают на кожу или вдыхаются.Токсичность аэрозоля для легких обычно выше, чем для кожи. Примером токсичного волокна является асбест, который может вызывать редкую форму рака легких (мезотелиому).

Многие жидкие яды могут существовать в виде жидких аэрозолей, хотя легколетучие жидкости, такие как бензол, редко существуют в виде аэрозолей. Умеренно летучий жидкий яд может существовать как в виде аэрозоля, так и в виде пара. Жидкие химикаты с низкой летучестью, переносимые по воздуху, существуют только в виде аэрозолей.

Классификация по химической природе

Яды можно классифицировать в зависимости от того, являются ли химические вещества металлическими или неметаллическими, органическими или неорганическими или кислотными или щелочными.Металлические яды часто выводятся из организма медленно и накапливаются в большей степени, чем неметаллические яды, и поэтому с большей вероятностью вызывают токсичность при хроническом воздействии. Органические химические вещества более растворимы в липидах и поэтому обычно легче проходят через богатые липидами клеточные мембраны, чем неорганические химические вещества. В результате органические химические вещества обычно абсорбируются в большей степени, чем неорганические. Классификация, основанная на кислотности, полезна, потому что, хотя и кислоты, и щелочи разъедают глаза, кожу и кишечник, щелочи обычно проникают в ткани глубже, чем кислоты, и имеют тенденцию вызывать более серьезные повреждения тканей.

Классификация по химической активности

Электрофильные (любящие электроны) химические вещества атакуют нуклеофильные (любящие ядра) участки макромолекул клетки, такие как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), вызывая мутации, рак и пороки развития. Яды также можно сгруппировать по их способности имитировать структуру некоторых важных молекул в клетке. Они заменяют молекулы клеток в химических реакциях, нарушая важные клеточные функции.Метотрексат, например, нарушает синтез ДНК и рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Прочие классификации

В отличие от описанных выше классификаций, классификация по целевым сайтам или использованию обычно не имеет прогностической ценности. Однако такая классификация делается для систематической классификации многочисленных известных ядов. Целевые участки включают нервную систему, сердечно-сосудистую систему, репродуктивную систему, иммунную систему, а также легкие, печень и почки.Яды классифицируются по такому применению, как пестициды, предметы домашнего обихода, фармацевтические препараты, органические растворители, наркотики или промышленные химикаты.

PPT - Принципы токсикологии: исследование ядов PowerPoint Presentation

Принципы токсикологии: исследование ядов Элизабет Касарес Департамент фармакологии и токсикологии Университета Аризоны

Изучение побочных эффектов токсиканта на живых организмах • Побочные эффекты • любое отклонение от нормального состояния организма • зависит от концентрации активного соединения в целевом участке в течение достаточного времени.• Токсикант (яд) • любой агент, способный вызвать вредную реакцию в биологической системе • Живой организм • мешок с водой с целевыми участками, хранилищами и ферментами

Что такое яд? Все вещества ядовиты; нет ничего, что не было бы ядом. Правильная доза отличает яд от лекарства. Парацельс (1493-1541)

Доза Количество химического вещества, попадающего в организм Обычно выражается в мг химического вещества / кг веса тела = мг / кг. Доза зависит от • концентрации в окружающей среде • свойств токсикант • Частота воздействия • Продолжительность воздействия • Путь воздействия

Что такое реакция? Степень и спектр ответов зависят от дозы и организма - опишите условия воздействия с описанием дозы • Изменение нормального состояния • может происходить на молекулярном, клеточном, органном или организменном уровне - симптомы • Местное vs.Системный • Обратимый против необратимого • Непосредственный против отсроченного • Градированный против количественного • Степени одного и того же повреждения по сравнению со всем или отсутствием

Взаимосвязь доза-реакция: с увеличением дозы токсичного вещества увеличивается и реакция . 4 ОТВЕТ 0-1 NOAEL 2-3 Линейный диапазон 4 Максимальный отклик 3 2 0 1 ДОЗА ДОЗА ОПРЕДЕЛЯЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ

LD50 • Количественные отклики можно рассматривать как градиент, если используются данные от популяции.• Кумулятивная доля популяции, реагирующей на определенную дозу, нанесена на график для каждой дозы - 10-30-кратное изменение в зависимости от популяции • Если ответом является смертность, может быть получена доза, летальная для 50% популяции LD50 из кривой • Можно сравнивать различные токсические вещества - самая низкая доза является наиболее сильной

Сравнение LD50

Воздействие: Пути воздействия • Пути и места воздействия • Проглатывание (желудочно-кишечный тракт) • Вдыхание (легкие) • Кожный / местный (кожа) • Инъекция • внутривенный, внутримышечный, внутрибрюшинный • Типичная эффективность пути воздействия iv> вдыхать> ip> im> глотать> местно

Воздействие: Продолжительность Острое <24 часа обычно 1 воздействие Подострое 1 повторные дозы в месяц Субхронические 1-3 месяца повторяющиеся дозы Хронические> 3 месяца повторяющиеся дозы Со временем количество химического вещества в организме может накапливаться, оно может перераспределяться или подавлять механизмы восстановления и удаления

ADME: абсорбция, распределение, метаболизм и экскреция • После того, как живой организм подвергся воздействию токсичного вещества, соединение должно попасть в организм и к его целевому участку в активной форме, чтобы вызвать неблагоприятный эффект.• У тела есть защитные силы: • Мембранные барьеры • Пассивная и облегченная диффузия, активный транспорт • Ферменты биотрансформации, антиоксиданты • Механизмы выведения

Абсорбция: способность химического вещества попадать в кровь (кровь находится в равновесии с тканями) • Вдыхание - легко впитывают газы в кровоток через альвеолы. (Большая альвеолярная поверхность, высокий кровоток и близость крови к альвеолярному воздуху) • Проглатывание - всасывание через желудочно-кишечный тракт (кислоты), тонкий кишечник (длительное время контакта, большая площадь поверхности - ворсинки; основания и переносчики для других) • Эффект 1-го прохождения (печень может видоизменяться) • Кожный - всасывание через эпидермис (роговой слой), а затем через дерму; место и состояние кожи

Распространение: процесс, в котором химический агент перемещается по телу • Кровь переносит агент к месту его действия, хранилищам, органам трансформации и органам выделения и обратно • Скорость распределения (быстрое) зависит от • кровотока • характеристик токсиканта (сродство к ткани и коэффициент распределения) • Распределение может меняться со временем

Распределение: хранение и связывание • Хранение в жировой ткани - очень липофильные соединения (ДДТ) накапливаются в жире.Быстрая мобилизация жира (голодание) может быстро увеличить концентрацию в крови. • Хранение в костях - химические вещества, аналогичные кальцию - фторид, свинец, стронций • Связывание с белками плазмы - может вытеснять эндогенные соединения. Только бесплатно доступно для побочных эффектов или выделения.

Органы-мишени: побочный эффект зависит от концентрации активного соединения в целевом участке в течение достаточного времени • Не все органы поражаются одинаково • большая чувствительность целевого органа • более высокая концентрация активного вещества • Печень - высокий кровоток, окислительные реакции • Почки - высокий кровоток, концентрирует химические вещества • Легкие - высокий кровоток, место воздействия • Нейроны - кислородзависимые, необратимые повреждения • Миокард - кислород зависимые • Костный мозг, слизистая оболочка кишечника - быстрое деление

Целевые участки: механизмы действия • Побочные эффекты могут возникать на уровне молекулы, клетки, органа или организма • На молекулярном уровне химические вещества могут взаимодействовать с белками липидами ДНК • В клетке химические вещества могут • мешать связыванию рецептор-лиганд • нарушать функцию мембран • мешать выработке клеточной энергии • связываться с биомолекулами les • нарушают гомеостаз (Ca)

Экскреция: Токсиканты выводятся из организма несколькими путями • Выведение с мочой • водорастворимые продукты фильтруются из крови почками и выводятся с мочой • Выдыхание • Летучие соединения выдыхаются путем дыхания • Выведение с желчью через фекальное выделение • Соединения могут извлекаться печенью и выводиться с желчью.Желчь попадает в тонкий кишечник и выводится с калом. • Слюна молочного пота

Метаболизм: неблагоприятный эффект зависит от концентрации активного соединения в целевом участке с течением времени • Процесс, посредством которого введенное химическое вещество (исходные соединения) изменяется организмом посредством ферментативных реакций. • 1o цель - сделать химические агенты более растворимыми в воде и более легко выводимыми • уменьшить растворимость липидов -> уменьшить количество на мишени • увеличить ионизацию -> увеличить скорость выведения -> снизить токсичность • Биоактивация - биотрансформация может привести к образованию реактивных метаболитов

Может резко повлиять на скорость выведения соединений Может произойти в любой момент на пути соединения от абсорбции до выведения Биотрансформация (метаболизм)

Биотрансформация • Ключевые органы в биотрансформации • ЖИЗНЬ высокая) • Легкие, почки, кишечник (средняя) • Другие (низкая) • Пути биотрансформации • Фаза I - повышение растворимости токсиканта в воде • Фаза II - Связь с растворимым эндогенным агентом (конъюгация)

Индивидуум Восприимчивость - разница в ответах на может составлять 10-30 раз. Не относится к токсиканту в популяции • Генетика - вид, вариация штамма, индивидуальные вариации (но все же можно экстраполировать между млекопитающими - аналогичные биологические механизмы) • Пол (бензиновый нефротокс только у самцов мышей) • Возраст - молодой (тоже старый) • слаборазвитые экскреторные механизмы • слаборазвитые ферменты биотрансформации • слаборазвитый гематоэнцефалический барьер

Индивидуальная восприимчивость • Возраст - изменения в скорости экскреции и метаболизма, жировые отложения • Состояние питания • Состояние здоровья • Предыдущее или одновременное воздействие • Дополнительный - -антагонистический • синергический

Токсикология • Воздействие + опасность = риск • Все вещества могут быть ядом • Доза определяет реакцию • Путь, продолжительность воздействия и химические вещества определяют дозу • Поглощение, распределение, метаболизм и выведение • Степень эффекта зависит от концентрации активного соединения в месте его действия с течением времени • Биоактивация: соединения до реактивных метаболитов • Индивидуальные изменения организма влияют на ADME