La tossicità si manifesta e può essere studiata solo nel processo di interazione tra una sostanza chimica e un sistema biologico (cellula, organo isolato, organismo, popolazione).

La formazione e lo sviluppo di reazioni di un biosistema all'azione di un tossico, che porta al suo danno (cioè violazione delle sue funzioni, vitalità) o alla morte, è chiamato processo tossico.

I meccanismi di formazione e sviluppo del processo tossico, le sue caratteristiche qualitative e quantitative, sono determinati principalmente dalla struttura della sostanza e dalla sua dose efficace (Fig. 1).

Riso. 1. Principali caratteristiche dell'azione tossica

Tuttavia, le forme in cui si manifesta il processo tossico dipendono indubbiamente anche dal tipo di oggetto biologico e dalle sue proprietà.

Segni esterni chiamato manifestazioni processo tossico. In alcune delle definizioni di tossicologia sopra menzionate, si ritiene che l'unica forma di manifestazione del processo tossico sia l'intossicazione (avvelenamento). L'ebbrezza è infatti la principale e la più studiata, ma tutt'altro che l'unica forma.

Le manifestazioni di un processo tossico sono determinate principalmente dal livello di organizzazione di un oggetto biologico, sul quale viene studiata la tossicità di una sostanza (o le conseguenze della sua azione tossica):

§ cellulare;

§ organo;

§ organismico;

§ popolazione.

Se si studia l'effetto tossico a livello cellulare(di solito in esperimenti in vitro), quindi viene valutata la citotossicità della sostanza. La citotossicità è rilevata dall'azione diretta del composto sugli elementi strutturali della cellula.

Il processo tossico a livello cellulare si manifesta:

Cambiamenti strutturali e funzionali reversibili nella cellula (cambiamento di forma, affinità per i coloranti, numero di organelli, ecc.);

morte cellulare prematura (necrosi, apoptosi);

mutazioni (genotossicità).

Se, nel processo di studio delle proprietà tossiche delle sostanze, viene studiato il loro effetto dannoso sui singoli organi e apparati, viene espresso un giudizio sulla tossicità d'organo dei composti. Come risultato di tali studi, vengono registrate manifestazioni di epatotossicità, ematotossicità, nefrotossicità, ecc., ovvero la capacità di una sostanza, agendo sul corpo, di causare danni all'uno o all'altro organo (sistema). L'organotossicità viene valutata e studiata, in primo luogo, nel processo di studio delle proprietà (attività biologica, effetti nocivi) di nuove sostanze chimiche; nel processo di diagnosi di malattie causate da sostanze chimiche.

Il processo tossico da parte di un organo o sistema si manifesta:

reazioni funzionali (miosi, spasmo della laringe, mancanza di respiro, calo a breve termine della pressione sanguigna, aumento della frequenza cardiaca, leucocitosi neutrofila, ecc.);

malattie degli organi;

processi neoplastici.

Effetto tossico delle sostanze registrate sulla popolazione livello, può essere etichettato come ecotossico. Gli effetti ecotossici sono generalmente studiati dai medici profilattici come sorveglianza di routine di routine o come parte di studi predeterminati.

L'ecotossicità a livello di popolazione si manifesta:

· aumento della morbilità, della mortalità, del numero di difetti congeniti dello sviluppo, diminuzione della natalità;

· Violazione delle caratteristiche demografiche della popolazione (correlazione di età, sessi, ecc.);

· la caduta dell'aspettativa di vita media dei membri della popolazione, il loro degrado culturale.

Di particolare interesse per il medico sono le forme del processo tossico che vengono rilevate a livello dell'intero organismo. Sono anche multipli e possono essere classificati come segue:

Ø intossicazione - malattie di eziologia chimica;

Ø Reazioni tossiche transitorie - condizioni di salute di rapido passaggio, non minacciose, accompagnate da un'invalidità temporanea (ad esempio irritazione delle mucose);

Ø Stati allobiotici - in arrivo all'impatto fattore chimico cambiamento nella sensibilità del corpo a infettivi, chimici, radiazioni, altri effetti fisici e stress psicogeno (immunosoppressione, allergia, tolleranza a una sostanza, astenia, ecc.);

Ø Processi tossici speciali - processi non soglia con un lungo periodo di latenza che si sviluppano in una parte della popolazione esposta sotto l'azione di sostanze chimiche, di norma, in combinazione con fattori aggiuntivi (ad esempio cancerogenesi).

Intossicazione (avvelenamento)

Di tutte le manifestazioni del processo tossico, la più studiata e significativa per il medico è l'intossicazione. I meccanismi di formazione e le caratteristiche del corso delle intossicazioni dipendono dalla struttura dei veleni, dalle loro dosi, dalle condizioni di interazione con il corpo, ecc. Tuttavia, ce ne sono alcuni Caratteristiche generali questa forma di processo tossico.

1. A seconda della durata dell'interazione l'intossicazione chimica e corporea può essere acuta, subacuta e cronica.

acuto chiamato intossicazione, che si sviluppa a seguito di un'azione singola o ripetuta di sostanze per un periodo di tempo limitato (di solito fino a diversi giorni).

subacuto chiamato intossicazione, che si sviluppa a seguito dell'azione continua o intermittente (intermittente) di un tossico che dura fino a 90 giorni.

Cronico chiamato intossicazione, che si sviluppa a seguito dell'azione prolungata (a volte di anni) di un tossico.

Il concetto di intossicazione acuta, subacuta e cronica non deve essere confuso con il decorso acuto, subacuto e cronico di una malattia che si è sviluppata a seguito del contatto con una sostanza. L'intossicazione acuta da determinate sostanze (gas mostarda, lewisite, diossine, benzofurani alogenati, paraquat, ecc.) può essere accompagnata dallo sviluppo di un processo patologico a lungo termine (cronico).

2. periodi di ebbrezza.

Di norma, durante qualsiasi intossicazione, si possono distinguere quattro periodi principali: il periodo di contatto con la sostanza, il periodo di latenza, il periodo di picco della malattia e il periodo di recupero. A volte il periodo di complicazioni è particolarmente distinto. La gravità e la durata di ciascuno dei periodi dipendono dal tipo e dalle proprietà della sostanza che ha causato l'intossicazione, dalla sua dose e dalle condizioni di interazione con il corpo.

3. A seconda dalla localizzazione le manifestazioni di processo patologiche di intossicazione possono essere locali e generali.

Locale chiamate manifestazioni in cui il processo patologico si sviluppa direttamente nel sito di applicazione del veleno. Possibile danno locale a occhi, pelle, vie respiratorie e polmoni, varie aree del tratto gastrointestinale. L'azione locale può manifestarsi con l'alterazione dei tessuti (la formazione di alterazioni infiammatorie-necrotiche - l'azione di acidi e alcali sulla pelle e sulle mucose; gas mostarda, lewisite sugli occhi, sulla pelle, sulle mucose del tratto gastrointestinale, sui polmoni, ecc. .) e reazioni funzionali (costrizione della pupilla sotto l'azione di composti organofosforici sull'organo della vista).

Generale le manifestazioni sono chiamate manifestazioni in cui molti organi e sistemi del corpo sono coinvolti nel processo patologico, compresi quelli remoti dal luogo di applicazione del tossico. Le cause dell'intossicazione generale, di regola, sono: riassorbimento del tossico nell'ambiente interno, riassorbimento dei prodotti di decadimento dei tessuti tegumentari colpiti, meccanismi riflessi.

Se qualsiasi organo o sistema ha una bassa soglia di sensibilità a un tossico, rispetto ad altri organi, allora con determinati effetti di dose è possibile un danno selettivo a questo particolare organo o sistema. Le sostanze a cui la soglia di sensibilità di un particolare organo o sistema è significativamente inferiore rispetto ad altri organi sono talvolta indicate come ad azione selettiva. A questo proposito, si usano termini come: neurotossici, nefrotossici, apatotossici, pneumotossici, ecc.

Nella maggior parte dei casi, gli avvelenamenti sono di natura mista e sono accompagnati da segni di un piano sia locale che generale.

4. A seconda di intensità dell'impatto tossico (caratteristica determinata dalle caratteristiche dose-tempo dell'azione), l'intossicazione può essere grave, moderata e lieve.

Grave intossicazione- una condizione pericolosa per la vita. La forma estrema di grave intossicazione è l'avvelenamento mortale.

Intossicazione moderata- una malattia in cui è possibile un lungo decorso, lo sviluppo di complicanze, danni irreversibili a organi e sistemi, che portano a disabilità o deturpazione della vittima.

Intossicazione leggera- termina con un completo recupero entro pochi giorni.

Concentrazione di sostanze tossiche nei componenti del biota, per la sua accessibilità analitica e la possibilità di una semplice espressione quantitativa dell'effetto, è spesso considerata una risposta ecotossicologica all'inquinamento ambientale. Tuttavia, il destino di un sistema biologico è in definitiva determinato non dai livelli della sua contaminazione, ma da quanto pronunciate le deviazioni della popolazione principale e le caratteristiche biocenotiche siano dovute al carico tossico.

Nonostante il fatto che fino ad ora un unico concetto " popolazione"non esiste, aderiremo all'opinione che in quanto tale un gruppo stabile di individui uniti territorialmente, avendo un unico ciclo vitale, e in relazione agli organismi con fertilizzazione incrociata - un singolo pool genetico, in una certa misura isolato dal punto di vista riproduttivo da altri gruppi simili e avente la capacità di omeostasi in condizioni ambientali mutevoli. Come reazione ecotossicologica dei sistemi a livello di popolazione, consideriamo gli effetti degli effetti tossici diretti e gli effetti mediati (modificati) dai meccanismi della popolazione e dall'ambiente naturale.

Effetti tossici diretti. È ovvio che i segni di danno causati dall'accumulo di sostanze tossiche negli organismi mammiferi e considerati in dettaglio nell'ambito della tossicologia dovrebbero manifestarsi non solo nei mammiferi provenienti da popolazioni naturali, ma anche con una certa specificità in altri oggetti del biota. Nella misura maggiore, tali effetti di effetti tossici diretti possono essere distinti a livello di funzionamento del tessuto molecolare e cellulare. sistemi biologici. Ciò è dovuto al fatto che in presenza di potenti meccanismi omeostatici endogeni, gli indicatori suborganismi sono i meno colpiti dalle mutevoli condizioni di vita. È anche importante che attualmente esistano metodi quantitativi ben sviluppati per diagnosticare tali deviazioni.

Uno degli indicatori più chiari effetto tossico diretto sono cambiamenti biochimici che sono più specifici per gli effetti di specifici tossici. È noto dalla tossicologia che l'assunzione di molti xenobiotici negli organismi degli animali a sangue caldo stimola la generazione di specie reattive dell'ossigeno. In violazione o sovraccarico dei meccanismi molecolari di inattivazione di questi radicali, è possibile potenziare i processi di ossidazione dei radicali liberi e l'accumulo di prodotti di perossidazione lipidica.

Il blocco di questi processi avviene per via endogena antiossidanti- vitamine A ed E. L'accumulo di prodotti della perossidazione lipidica da parte di animali a sangue caldo in condizioni di inquinamento ambientale tossico è associato a questo esaurimento delle risorse di protezione endogene. La conseguenza di ciò è una violazione della struttura delle biomembrane e dei sistemi enzimatici del metabolismo xenobiotico, ad es. manifestazione di segni di intossicazione. Più chiaramente, i disturbi biochimici possono essere diagnosticati negli animali che vivono costantemente in condizioni di esposizione tossica.

È stato dimostrato, ad esempio, che nel fegato dei pulcini di cinciallegra nelle zone contaminate, l'intensità perossidazione lipidica quasi il doppio rispetto alle aree pulite. Un'immagine simile è nel pigliamosche pezzato. I livelli rilevati sono ben correlati con l'accumulo di piombo, zinco, rame nello scheletro dei pulcini. Per la stessa specie è stata rilevata una diminuzione significativa, quasi doppia, dei livelli di vitamine E e A nel fegato dei pulcini nelle aree contaminate. Questi ultimi indicatori sono correlati anche al contenuto di metalli pesanti negli organismi.

Valutare tale effetti tossici diretti, va tenuto presente che gli indicatori discussi sono registrati in organismi che vivono in condizioni naturali. Ciò significa che i singoli individui con la massima manifestazione di segni di intossicazione, che per questo motivo non soddisfano i severi requisiti dell'ambiente, possono essere eliminati dalla popolazione. A differenza degli esperimenti di laboratorio o di vivaio, i campioni analizzati in questo caso riflettono il risultato di una selezione determinata sia dai meccanismi di intrapopolazione che dalla qualità dell'habitat. A questo proposito, i dati citati sono più efficaci per i nidiacei, poiché i fattori di selezione citati nel periodo di nidificazione negli uccelli sono espressi nella misura minima.

Ci sono numerose informazioni ottenuti, tra l'altro, su altri oggetti, secondo i quali è possibile diagnosticare un'ampia varietà di segni di danno (biochimici, fisiologici, funzionali, ecc.) causati da effetti tossici diretti. Tuttavia, in ogni caso, l'ambiente naturale agisce come una sorta di filtro che corregge questi indicatori. Ecco perché, contrariamente agli esperimenti di laboratorio in condizioni naturali, a livelli uguali di carico tossico con livelli di laboratorio, determinati dal contenuto di sostanze tossiche negli oggetti ambiente, spesso non è possibile diagnosticare la presenza di specifici segni di tossicità diretta negli animali.

Facciamo un altro esempio illustrando quanto detto. È noto che la maggior parte degli inquinanti dell'ambiente naturale porta alla manifestazione negli animali di segni chiaramente espressi di danno sia al sistema nervoso periferico che a quello centrale. Le manifestazioni neurotossiche si osservano, di regola, a bassi livelli di esposizione, prima di altri segni clinici. Alcuni cambiamenti neuropsichici che si manifestano in questo caso, espressi in un cambiamento nella velocità di reazione a uno stimolo esterno e nel comportamento degli animali, portano non solo a un cambiamento nello stato zoosociale dell'animale, ma anche a una reazione inadeguata di animali al pericolo. Ciò è stato dimostrato nei criceti cervi, quando gli animali avvelenati con dieldrin hanno ridotto drasticamente la loro reazione all'ombra apparente di un predatore. Per questo motivo, tali animali dovrebbero essere prevalentemente eliminati dalla popolazione.

Nonostante l'ovvio in questi casi diretto condizionalità degli effetti tossici l'assunzione di inquinanti negli organismi animali, gli indicatori discussi non possono essere considerati come effetti del livello sovra-organismo, cioè in senso stretto, effetti ecotossicologici. Piuttosto diverso. La risposta ecotossicologica del sistema sarà determinata non tanto dalla gravità delle deviazioni biochimiche o di altro tipo, ma dai cambiamenti nella struttura della popolazione da esse provocati a causa, ad esempio, di una diminuzione del numero di gruppi di organismi più sensibile agli agenti tossici.

La tossicità delle sostanze del gruppo dipende dalla loro Composizione chimica, la quantità che colpisce il corpo, la via di ingresso, i meccanismi e la durata dell'azione, le condizioni ambientali, la sensibilità, lo stato iniziale del corpo e una serie di altri fattori.

Tipi di tossicità

Separare la tossicità acuta e cronica delle sostanze, determinando così il loro effetto sull'organismo e il pericolo per l'uomo. Nella protezione delle piante, sono utilizzati principalmente con tossicità acuta, che fornisce effetto rapido contro gli organismi nocivi. In casi speciali in cui l'uso di grandi quantità rappresenta un rischio per organismi benefici e gli esseri umani, utilizzano la loro tossicità cronica introducendo piccole quantità di sostanze velenose nelle esche e aggiornando queste esche ogni giorno per una settimana (ad esempio, l'uso di anticoagulanti del sangue -).

Fattori che influenzano la tossicità

Per vari organismi, una misura della tossicità è una dose: la quantità di una sostanza velenosa per unità di misura di un oggetto che provoca un certo effetto. È espresso in unità di massa relative all'unità di massa dell'oggetto trattato (µg/g, mg/kg), al volume (concentrazione in µg/ml, mg/l) o per oggetto (µg/individuo). Quando si valuta la tossicità di una particolare sostanza, si tiene sempre conto della legge biologica generale dello sviluppo degli esseri viventi: la vitalità di una specie è determinata dal grado di eterogeneità della sua popolazione. Sulla base di ciò, la valutazione viene effettuata utilizzando un certo numero di organismi e secondo alcuni indicatori medi. La dose più comunemente usata è l'effetto del 50% (inibizione di alcuni processi vitali) o la morte del 50% degli organismi sperimentali. Nel primo caso, tale dose è indicata come dose efficace di ED 50, nel secondo è chiamata letale, o SD 50 o 50. Questi indicatori vengono utilizzati anche per determinare il grado di resistenza della popolazione e la selettività dell'azione su determinati tipi di organismi.

Secondo le idee moderne sui veleni, qualsiasi agente chimico, dopo essere entrato nel corpo, deve interagire con un determinato recettore chimico, che è responsabile del passaggio di una reazione biochimica vitale. Tale recettore è chiamato "sito d'azione". La tossicità di una sostanza per l'organismo dipenderà da quanto veleno ha raggiunto il sito d'azione, da quanto fortemente e per quanto tempo viene bloccata la reazione biochimica e anche dal significato di questa reazione per la vita dell'organismo. Per questo motivo, qualsiasi fattore che influenzi i processi di ingresso di una sostanza nell'organismo, il suo "comportamento" in esso e l'interazione con il recettore provoca un cambiamento di tossicità.

Inoltre, la tossicità di una sostanza per un organismo vivente dipende dalla dose del tossico e dalla durata dell'esposizione. In un certo intervallo, all'aumentare della dose e dell'esposizione, l'effetto aumenta proporzionalmente.

La durata dell'esposizione dipende in massima misura dalla stabilità chimica, termica e dalla fotostabilità, nonché dalla volatilità della sostanza. Le sostanze chimicamente resistenti e poco volatili rimangono a lungo sulle piante e nel terreno. L'efficacia e la durata dell'azione dei piretroidi sintetici è in gran parte determinata dalla loro fotostabilità.

Tra le condizioni ambientali, la maggiore influenza sulla tossicità è esercitata da temperatura. Sotto la sua influenza, è possibile modificare l'attività sia della sostanza stessa che della reazione del corpo. Con l'aumentare della temperatura aumentano le perdite dalla superficie trattata, ma la sua tossicità può aumentare contemporaneamente, ad esempio, con la formazione di sostanze più tossiche (transizione degli isomeri tionici a quelli tiolici). Allo stesso tempo, in condizioni di temperatura ottimale, il corpo diventa più sensibile a una sostanza tossica a causa dell'aumento dei processi metabolici.

Tutti i fattori del suolo che influenzano la ritenzione del suolo avranno un impatto sulla tossicità del farmaco. Con contenuti in aumento materia organica e particelle limose nel terreno, l'assorbimento da parte del complesso del suolo aumenta notevolmente. Di conseguenza, la quantità di sostanza nella soluzione del suolo diminuisce, la sua efficienza diminuisce e, di conseguenza, il tasso di consumo deve essere aumentato.

La tossicità del veleno dipende anche dalla velocità di diffusione attiva o passiva delle sostanze attraverso i vari tessuti. Maggiore è il tasso di penetrazione, maggiore è la tossicità del composto, poiché le opportunità per esso e la deposizione sono ridotte. Molti organismi hanno anche barriere strutturali interne che impediscono alle sostanze tossiche di raggiungere i centri vitali.

La tossicità di un veleno che è penetrato nel sito d'azione dipende dal grado di somiglianza tra la molecola della tossina e la molecola del recettore. La necessità di una tale somiglianza di molecole è confermata dal fatto che la tossicità di molte sostanze dipende dalla struttura della molecola e dalla disposizione spaziale degli atomi. L'attività insetticida dei piretroidi sintetici dipende dalla quantità di stereoisomeri attivi nella preparazione. Tale dipendenza è stata notata per i fungicidi del gruppo dei triazoli (metalaxil), y-derivati ​​dell'acido arilossifenossipropionico, ecc.

Indicatori di tossicità

Come già accennato, una misura universale della tossicità per gli organismi nocivi è la dose di una sostanza velenosa, la quantità di un farmaco che provoca un certo effetto. Di solito è espresso in unità di massa rispetto all'unità di massa dell'organismo nocivo (in milligrammi per chilogrammo).

Gli indicatori di tossicità sono indicati da simboli di lettere che indicano l'entità dell'effetto:

• DM (dose letale) = (

Patologico(dal greco patos - dolore, malattia) viene chiamata una condizione che si sviluppa a seguito dell'interazione di una sostanza nociva (veleno) con il corpo intossicazione o avvelenamento.

Intossicazione (tossicosi)- una condizione patologica associata a una violazione dell'omeostasi chimica dovuta all'interazione di varie strutture biochimiche del corpo con sostanze tossiche di origine esogena o endogena (formata all'interno del corpo).

Il termine "intossicazione" si riferisce all'intero processo di sviluppo della tossicosi dai suoi sintomi iniziali al quadro clinico completo della malattia, il cui contenuto dipende dal ruolo fisiologico dei principali recettori di tossicità, ovvero alcune strutture biochimiche con cui questo tossico (veleno) interagisce selettivamente.

Secondo la terminologia adottata in Russia, le intossicazioni esogene causate da xenobiotici sono solitamente chiamate avvelenamento, in contrasto con le intossicazioni endogene associate all'accumulo nel corpo di sostanze tossiche del proprio metabolismo (autointossicazione).

Tossicità - proprietà di una sostanza che provoca una violazione dei processi biochimici e delle funzioni fisiologiche del corpo.

La tossicità è caratterizzata dalla quantità di una sostanza che provoca un effetto dannoso e dalla natura dell'effetto tossico sul corpo umano o animale. La natura dell'azione tossica significa:

• 1. Il meccanismo dell'azione tossica.
• 2. La natura dei processi fisiopatologici e i principali sintomi della lesione sorta dopo la sconfitta del biotarget.
• 3. Dinamica di sviluppo di azione tossica nel tempo.
• 4. Altri aspetti dell'effetto tossico della sostanza sull'organismo.

Esistono tre concetti di dose tossica:

• 1. Dose terapeutica terapeutica - la dose di una sostanza che produce uno specifico effetto terapeutico.
• 2. Dose tossica - una dose di una sostanza che provoca cambiamenti patologici nel corpo che non portano alla morte.
• 3. Dose letale (letale) - la dose di una sostanza che provoca la morte di un organismo.

La tossicità è caratterizzata dalla dose di una sostanza che provoca un certo grado di avvelenamento. Se una persona di massa G(kg) inala aria con una concentrazione di C (mg/l) in essa di una sostanza nociva (veleno) nel tempo t(min) all'intensità della respirazione V(l / min), quindi la dose specifica assorbita di una sostanza nociva (la quantità di una sostanza nociva che è entrata nel corpo), Dya(mg/kg), sarà uguale a

Il chimico tedesco F. Gaber ha proposto di semplificare questa espressione. Ha ipotizzato che per le persone o una particolare specie di animali che si trovano nelle stesse condizioni, il rapporto V/G costantemente, quindi può essere escluso quando si caratterizza la tossicità per inalazione di una sostanza e ha ricevuto l'espressione T=Ct(mg min/l).

Opera ct Gaber chiamò l'indicatore (coefficiente) di tossicità e lo prese per valore costante(vedi cap. 3.7).

Per avvelenamento per inalazione, la dose D = ct, dove C è la concentrazione di vapore o aerosol in mg / m 3, t- tempo di inalazione in min.

Se influenzata per altre vie (attraverso il tratto gastrointestinale, la pelle, per via endovenosa, intramuscolare, ecc.), la dose Dè stimato dalla quantità di sostanza in mg per 1 kg di peso vivo (in caso di danno cutaneo - in mg / cm 2).

Distinguere parametri di tossicità:

• 1. Dosi letali medie (letali medie), provocando la morte del 50% degli animali da esperimento con un certo metodo di somministrazione:
  • a) CZ, 5 o (JlK 5 o) - con avvelenamento per inalazione;
  • b) /) 1 5 o (LD 5 o) - con altri tipi di esposizione (interna, sulla pelle, ecc., eccetto per inalazione).
• 2. Dosi letali assolute (letali), provocando la morte del 100% degli animali da esperimento:
  • a) CLioo(JIKioo) - in caso di avvelenamento per inalazione;
  • b) DGyuoShDyuo) - con altri tipi di esposizione.

Sono considerate tossiche tutte quelle sostanze in cui il LD è basso. Sì, a

veleni classici - cianuro di potassio e stricnina LD io è 10 e 0,5 mg / kg. Molto meno LD negli agenti di guerra chimica (sarin, zaman, ecc.) e in alcune tossine naturali di origine vegetale (tossine del curaro, del botulismo e della difterite).

• 3. Dosi soglia, provocando cambiamenti evidenti, ma reversibili nei segni vitali del corpo:
  • a) RSyu (PKyu) - in caso di avvelenamento per inalazione;
  • b) Rdo(PDyu) - per altri tipi di esposizione.

Il numero nell'indice (0) mostra la probabilità (in%) della comparsa di segni di avvelenamento. Le dosi soglia sono determinate nel coniglio (durante l'inalazione), nel ratto (modificando l'immagine del sangue) e nell'uomo (mediante l'olfatto, effetto sull'attività bioelettrica del cervello). Gli effetti dannosi delle sostanze chimiche sull'uomo iniziano sempre a una concentrazione soglia.

Toxodose- quantità di sostanza tossica. Tossicità \u003d 1 / tox-sodosio.

DA lo scopo della quantificazione della tossicità in tossicologia utilizza alcune categorie di dosi tossiche (Tabella 2.1)

Tabella 2.1

	Toxodosi per varie vie di ingresso di sostanze nell'organismo		Effetti tossici
	Per via endovenosa attraverso gli organi digestivi	Attraverso gli organi respiratori
1. Letale mediano	ld 50		Morte del 50% delle persone colpite
2. Assolutamente letale	ld 95		Morte del 90-100% delle persone colpite
3. Massimo non letale	ld 5		Morte 0-10% influenzata
4. Inabilitante mediano			Disabilitare il 50% delle persone colpite
5. Soglia mediana			Primi sintomi di danno nel 50% delle vittime
6. Massimo consentito	MPC (precedente, numero consentito di dosi)	MPC (prec. conc. consentita)	Nessun sintomo di lesione

Per quantificare la tossicità delle sostanze si utilizzano i valori toxodosi mediana efficace(ED 50), provocando determinati effetti nel 50% degli animali da esperimento (interessati). AU 50 - prime lettere delle parole Dose efficace- dose efficace. Nel caso di sostanze letali, quando l'"effetto" è stimato dalla morte degli animali, si utilizzano i valori DL 50 e IC/50 (l dalla parola letholis- letale) e quando si valuta l'incapacità - l'entità Yu 50 e ICts o (io dalla parola invalidante- disabilitazione), ecc. (vedi Tabella 2.1).

LD 5 o e LCt 5 o - è il valore della dose media, dopo di che entra nello stomaco, nella cavità addominale, sulla pelle entro tre giorni, si verifica la morte del 50% degli animali da esperimento. A volte per determinare DL 50 e LCtso gli animali da esperimento vengono osservati non per tre, ma per 14 giorni.

Efficace mediana le dosi sono statisticamente più significative rispetto ad altre categorie di toxodosi ( ED 5 , ED 95, ecc.) e al riguardo è più corretto indicare, ad esempio, una dose pari a 2ED 50 , come EDm.

Quando si determina EDso(LDso) le dipendenze dell'effetto-dose sono studiate in base a dati sperimentali, che vengono analizzati utilizzando metodi statistici di solito usando l'analisi probit.

L'utilizzo del metodo probit si basa su due presupposti:

• 1. Le probabilità della distribuzione delle biorisposte negli esperimenti tossicologici e farmacologici seguono solitamente la legge di una distribuzione log-normale.
• 2. Le probabilità di biorisposta sono stimate utilizzando valori probit (piuttosto che percentuali, come spesso avviene in lavoro pratico tossicologi); trafitto (dall'inglese, unità di probabilità) sono le quantità probabilistiche proposte da Bliss e Gaddem (da cui il nome: il metodo probit). L'uso dei probit permette di analizzare le dipendenze delle biorisposte dai logaritmi delle dosi in forma lineare:

trafitto = a + grande D in un'ampia gamma di biorisposte dallo 0,1 al 99,9% (vedi tabelle 2.2 e 2.3).

Coefficienti dell'equazione "un" e "b", caratterizzare essenzialmente la sensibilità degli animali a una data sostanza in un dato tipo di applicazione. I valori probit per le biorisposte osservate nell'esperimento sono ricavati da tabelle o calcolati analiticamente.

L'elaborazione statistica dei dati sperimentali viene eseguita su computer utilizzando programmi speciali (Finney e altri). In questo caso, vengono calcolati gli errori quadratici medi e intervalli di confidenza EDq(LD 5Q) e altre categorie di toxodosi. I valori delle tangenti degli angoli di inclinazione delle linee probit ( b), in sostanza, determinano la relazione tra le varie categorie di toxodosi.

Tabella 2.2

Conversione di interessi in punched

Tabella 2.3

Valori di coefficientea, b eP nella formula del danno mortale

Sostanza
Acroleina
acrolonitrito
Monossido di carbonio
tetracloruro di carbonio
Formaldeide
Acido cloridrico
Acido cianidrico
Acido fluoridrico
idrogeno solforato
Bromuro di metile
Isocianato di metile
Ossido di azoto
ossido di propilene
diossido di zolfo

Pertanto, i valori delle tangenti delle pendenze delle linee probit, che riflettono le variazioni della probabilità di effetti con variazioni dei valori delle tossodosi (logaritmo delle tossodosi), insieme alle tossodosi mediane, sono importanti per valutare la effetto tossico di una sostanza.

Ad esempio, in caso di incidente in una struttura chimicamente pericolosa, il grado di danno alle persone si ottiene utilizzando un approccio probabilistico per determinare il fattore di danno R allora per funzione probit rg come

dove a, b e P- costanti per ogni specifico OHV (Tabella 2.3.), t - tempo di esposizione a una sostanza chimica pericolosa, min; C - concentrazione di OHV in un punto specifico della zona di infezione, ppm, correlata alla concentrazione della sostanza in mg/l dal rapporto

dove Сppt, Сmg/l - la concentrazione di una sostanza chimica pericolosa, espressa rispettivamente in ppm e mg/l; t- temperatura dell'aria, °С; M- peso molecolare della sostanza chimica pericolosa, kg/kmol; R - pressione atmosferica, mm Hg Arte.

Tossicità (dal greco. toxikon - veleno) - veleno, proprietà di alcuni composti chimici e sostanze di natura biologica, quando entrano in un organismo vivente (umano, animale e vegetale) in determinate quantità, causano violazioni delle sue funzioni fisiologiche, con conseguenti sintomi di avvelenamento (intossicazione, malattia) e, nei casi più gravi, morte.

Una sostanza (composto) che ha la proprietà di tossicità è chiamata sostanza tossica o veleno.

La tossicità è un indicatore generalizzato della risposta del corpo all'azione di una sostanza, che è in gran parte determinata dalle caratteristiche della natura del suo effetto tossico.

La natura dell'effetto tossico delle sostanze sul corpo di solito significa:

• o il meccanismo dell'azione tossica della sostanza;
• o la natura dei processi fisiopatologici e i principali sintomi di danno che si verificano dopo la sconfitta dei biotarget;
• o dinamica del loro sviluppo nel tempo;
• o altri aspetti dell'effetto tossico della sostanza sull'organismo.

Tra i fattori che determinano la tossicità delle sostanze, uno dei più importanti è il meccanismo della loro azione tossica.

Il meccanismo dell'azione tossica è l'interazione di una sostanza con bersagli biochimici molecolari, che è un fattore scatenante nello sviluppo di successivi processi di intossicazione.

L'interazione tra sostanze tossiche e un organismo vivente ha due fasi:

• 1) l'effetto di sostanze tossiche sul corpo: la fase tossicodinamica;
• 2) l'azione dell'organismo sulle sostanze tossiche: la fase tossicocinetica.

La fase tossicocinetica, a sua volta, è costituita da due tipi di processi:

• a) processi di distribuzione: assorbimento, trasporto, accumulo e rilascio di sostanze tossiche;
• b) trasformazioni metaboliche di sostanze tossiche - biotrasformazione.

La distribuzione delle sostanze nel corpo umano dipende principalmente dalle proprietà fisico-chimiche delle sostanze e dalla struttura della cellula come unità di base del corpo, in particolare dalla struttura e dalle proprietà delle membrane cellulari.

Una disposizione importante nell'azione di veleni e tossine è che hanno un effetto tossico se esposti al corpo a piccole dosi. Nei tessuti bersaglio si creano concentrazioni molto basse di sostanze tossiche, commisurate alle concentrazioni dei biotarget. Si ottengono alti tassi di interazione di veleni e tossine con i biotarget a causa dell'elevata affinità per i centri attivi di alcuni biotarget.

Tuttavia, prima di "colpire" il biotarget, la sostanza penetra dal luogo di applicazione nel sistema dei capillari dei vasi sanguigni e linfatici, quindi viene trasportata dal sangue in tutto il corpo ed entra nei tessuti bersaglio. D'altra parte, non appena il veleno entra nel sangue e nei tessuti degli organi interni, subisce alcune trasformazioni, che di solito portano alla disintossicazione e alla "spesa" della sostanza per il cosiddetto aspecifico ("lato") processi.

Uno dei fattori importanti è la velocità di penetrazione delle sostanze attraverso le barriere del tessuto cellulare. Da un lato, questo determina la velocità di penetrazione dei veleni attraverso le barriere tissutali che separano il sangue dall'ambiente esterno, ad es. il tasso di ingresso di sostanze attraverso determinate vie di penetrazione nel corpo. Questo determina invece la velocità di penetrazione delle sostanze dal sangue nei tessuti bersaglio attraverso le cosiddette barriere istoematiche nell'area delle pareti dei capillari sanguigni dei tessuti. Questo, a sua volta, determina il tasso di accumulo di sostanze nell'area dei biotarget molecolari e l'interazione delle sostanze con i biotarget.

In alcuni casi, la velocità di penetrazione attraverso le barriere cellulari determina la selettività nell'azione delle sostanze su determinati tessuti e organi. Ciò influisce sulla tossicità e sulla natura dell'effetto tossico delle sostanze. Pertanto, i composti carichi penetrano male nel sistema nervoso centrale e hanno un effetto periferico più pronunciato.

In generale, nell'azione dei veleni sul corpo, è consuetudine distinguere le seguenti fasi principali.

• 1. Lo stadio di contatto con il veleno e la penetrazione della sostanza nel sangue.
• 2. Lo stadio di trasporto di una sostanza dal luogo di applicazione dal sangue ai tessuti bersaglio, la distribuzione della sostanza in tutto il corpo e il metabolismo della sostanza nei tessuti degli organi interni - lo stadio tossico-cinetico.
• 3. Lo stadio di penetrazione della sostanza attraverso le barriere istoematiche (pareti capillari e altre barriere tissutali) e l'accumulo nell'area dei biotarget molecolari.
• 4. Lo stadio di interazione di una sostanza con i biotarget e il verificarsi di disturbi nei processi biochimici e biofisici a livello molecolare e subcellulare: lo stadio tossico-dinamico.
• 5. Lo stadio dei disturbi funzionali dell'organismo dello sviluppo di processi fisiopatologici dopo la "sconfitta" dei biotarget molecolari e l'insorgenza di sintomi di danno.
• 6. La fase di sollievo dei principali sintomi di intossicazione che minacciano la vita della persona colpita, compreso l'uso di dispositivi di protezione medica, o la fase degli esiti (con toxodosi fatali e uso prematuro di dispositivi di protezione, la morte della persona colpita è possibile).

La dose è una misura della tossicità di una sostanza. La dose di una sostanza che provoca un certo effetto tossico è chiamata dose tossica (toxodose). Per gli animali e l'uomo, è determinato dalla quantità di una sostanza che provoca un certo effetto tossico. Minore è la dose tossica, maggiore è la tossicità.

A causa del fatto che la reazione di ciascun organismo alla stessa toxodose di una particolare sostanza tossica è diversa (individuale), la gravità dell'avvelenamento in relazione a ciascuno di essi non sarà la stessa. Alcuni potrebbero morire, altri saranno feriti in vari gradi di gravità o per niente. Pertanto, la toxodose (D) è considerata come valore casuale. Dai dati teorici e sperimentali consegue che la variabile aleatoria D è distribuita secondo una legge logaritmicamente normale con i seguenti parametri: D - il valore mediano di toxodose e la dispersione del logaritmo di toxodose - . A tal proposito, in pratica, per caratterizzare la tossicità, si utilizzano valori mediani relativi, ad esempio, alla massa dell'animale, toxodose (di seguito toxodose).

L'avvelenamento causato dall'assunzione di veleno dall'ambiente umano è chiamato esogeno, in contrasto con le intossicazioni endogene con metaboliti tossici che possono formarsi o accumularsi nell'organismo in varie malattie, spesso associate a ridotta funzionalità degli organi interni (reni, fegato, ecc. ). Nella fase di avvelenamento tossigenico (quando l'agente tossico è nell'organismo ad una dose in grado di esercitare un effetto specifico) si distinguono due periodi principali: il periodo di riassorbimento, che dura fino al raggiungimento della massima concentrazione del veleno nel sangue , e il periodo di eliminazione, dal momento specificato fino a quando il sangue non è completamente purificato dal veleno. L'effetto tossico può verificarsi prima o dopo l'assorbimento (riassorbimento) del veleno nel sangue. Nel primo caso, è chiamato locale e nel secondo - riassorbimento. C'è anche un effetto riflesso indiretto.

Con l'avvelenamento "esogeno" si distinguono le seguenti principali vie di ingresso del veleno nel corpo: orale - attraverso la bocca, inalazione - quando vengono inalate sostanze tossiche, percutanee (cutanee, negli affari militari - riassorbimento cutaneo) - attraverso la pelle non protetta , iniezione - con somministrazione parenterale di veleno , ad esempio, con punture di serpenti e insetti, cavitaria - quando il veleno entra in varie cavità del corpo (retto, vagina, canale uditivo esterno, ecc.).

I valori della tabella delle toxodosi (ad eccezione delle vie di penetrazione inalatorie e iniettabili) sono validi per un'esposizione infinitamente ampia, ad es. per il caso in cui metodi estranei non interrompono il contatto di una sostanza tossica con il corpo. In realtà, per la manifestazione dell'uno o dell'altro effetto tossico del veleno, devono esserci più di quelli indicati nelle tabelle di tossicità. Questa quantità e il tempo durante il quale il veleno deve essere, ad esempio, sulla superficie della pelle durante il riassorbimento, oltre alla tossicità, è in gran parte dovuto alla velocità di assorbimento del veleno attraverso la pelle. Quindi, secondo gli esperti militari statunitensi, l'agente di guerra chimica Vigas (VX) è caratterizzato da una toxodose di riassorbimento cutaneo di 6-7 mg a persona. Affinché questa dose entri nel corpo, 200 mg di liquido VX a goccia devono essere a contatto con la pelle per circa 1 ora, o circa 10 mg per 8 ore.

È più difficile calcolare le toxodosi per sostanze tossiche che contaminano l'atmosfera con vapore o aerosol fini, ad esempio in caso di incidenti in strutture chimicamente pericolose con rilascio di sostanze chimiche pericolose di emergenza (AHOV - secondo GOST R 22.0.05- 95), che provocano danni all'uomo e agli animali attraverso l'apparato respiratorio.

In primo luogo, presuppongono che il toxodose per inalazione sia direttamente proporzionale alla concentrazione di sostanze chimiche pericolose nell'aria inalata e al tempo di respirazione. Inoltre, è necessario tenere conto dell'intensità della respirazione, che dipende dall'attività fisica e dalle condizioni della persona o dell'animale. In uno stato calmo, una persona fa circa 16 respiri al minuto e, quindi, assorbe in media 8-10 l/min di aria. Con un'attività fisica moderata (camminata accelerata, marcia) il consumo d'aria aumenta a 20-30 l/min, e con un'attività fisica intensa (corsa, scavo) è di circa 60 l/min.

Pertanto, se una persona di massa G (kg) inala aria con una concentrazione di C (mg / l) in essa di AHOV durante il tempo τ (min) a una frequenza respiratoria di V (l / min), allora la dose specifica assorbita di AHOV (la quantità di AHOV che è entrata nel corpo) D(mg/kg) sarà uguale a

Il chimico tedesco F. Gaber ha proposto di semplificare questa espressione. Ha ipotizzato che per l'uomo o una particolare specie di animali nelle stesse condizioni, il rapporto V/G è costante, quindi può essere escluso quando si caratterizza la tossicità per inalazione di una sostanza, e ha ricevuto l'espressione K=Cτ (mg min /l). Haber chiamò il prodotto Cτ il coefficiente di tossicità e lo prese come valore costante. Questo lavoro, sebbene non sia un toxodose nel senso stretto del termine, consente di confrontare varie sostanze tossiche per tossicità per inalazione. Più è piccolo, più la sostanza è tossica durante l'azione inalatoria. Tuttavia, questo approccio non tiene conto di una serie di processi (espirazione di una parte della sostanza indietro, neutralizzazione nel corpo, ecc.), Tuttavia, il prodotto Cτ è ancora utilizzato per valutare la tossicità per inalazione (soprattutto negli affari militari e la protezione civile nel calcolo delle possibili perdite di truppe e della popolazione sotto l'influenza di agenti di guerra chimica e sostanze chimiche pericolose). Spesso questo lavoro è anche erroneamente chiamato toxodose. Il nome della tossicità relativa per inalazione sembra essere più corretto. In tossicologia clinica, per caratterizzare la tossicità per inalazione, viene data preferenza al parametro sotto forma di concentrazione di una sostanza nell'aria, che provoca un determinato effetto tossico negli animali da esperimento in condizioni di esposizione per inalazione a una certa esposizione.

La tossicità relativa dell'OM durante l'inalazione dipende dal carico fisico sulla persona. Per le persone impegnate in un lavoro fisico pesante, sarà molto meno che per le persone che sono a riposo. Con un aumento dell'intensità della respirazione, aumenterà anche la velocità dell'OF. Ad esempio, per Sarin con ventilazione polmonare di 10 L/min e 40 L/min, i valori di LCτ 50 sono rispettivamente di circa 0,07 mg·min/L e 0,025 mg·min/L. Se per la sostanza fosgene il prodotto Cτ di 3,2 mg min/l ad una frequenza respiratoria di 10 l/min è moderatamente letale, allora con ventilazione polmonare di 40 l/min è assolutamente letale.

Si noti che i valori tabulari della costante Сτ sono validi per le esposizioni corte, in cui Сτ = const. Quando si inala aria contaminata con basse concentrazioni di una sostanza tossica al suo interno, ma per un periodo di tempo sufficientemente lungo, il valore di Сτ aumenta a causa della parziale decomposizione della sostanza tossica nel corpo e dell'assorbimento incompleto da parte dei polmoni. Ad esempio, per l'acido cianidrico, la tossicità relativa durante l'inalazione di LCτ 50 varia da 1 mg · min / l per le sue elevate concentrazioni nell'aria a 4 mg · min / l quando le concentrazioni della sostanza sono basse. La tossicità relativa delle sostanze durante l'inalazione dipende anche dal carico fisico sulla persona e dalla sua età. Per gli adulti, diminuirà con l'aumentare dell'attività fisica e per i bambini - con il diminuire dell'età.

Pertanto, la dose tossica che provoca danni di uguale gravità dipende dalle proprietà della sostanza, dalla via della sua penetrazione nel corpo, dal tipo di organismo e dalle condizioni per l'utilizzo della sostanza.

Per le sostanze che penetrano nell'organismo allo stato liquido o aerosol attraverso la pelle, il tratto gastrointestinale o attraverso le ferite, l'effetto dannoso per ogni specifico tipo di organismo in condizioni stazionarie dipende solo dalla quantità di veleno che è penetrata, che può essere espressa in qualsiasi unità di massa. In tossicologia, la quantità di veleno è solitamente espressa in milligrammi.

Le proprietà tossiche dei veleni sono determinate sperimentalmente su vari animali da laboratorio, pertanto viene spesso utilizzato il concetto di toxodose specifico, una dose correlata a un'unità di peso vivo dell'animale ed espressa in milligrammi per chilogrammo.

La tossicità della stessa sostanza, anche quando entra nel corpo in un modo, è diversa per le diverse specie animali e per un particolare animale differisce notevolmente a seconda del metodo di ingresso nel corpo. Pertanto, dopo il valore numerico della toxodose, è consuetudine indicare tra parentesi il tipo di animale per il quale è determinata questa dose e il modo di somministrazione dell'agente o del veleno. Ad esempio, la voce: "sarin D morte 0,017 mg/kg (conigli, per via endovenosa)" significa che una dose della sostanza sarin 0,017 mg/kg iniettata nella vena di un coniglio gli provoca la morte.

È consuetudine suddividere toxodosi e concentrazioni di sostanze tossiche a seconda della gravità dell'effetto biologico che provocano.

I principali indicatori di tossicità nella tossicometria dei veleni industriali e nelle situazioni di emergenza sono:

Lim ir - la soglia dell'azione irritante sulle mucose delle prime vie respiratorie e degli occhi. È espresso dalla quantità di una sostanza contenuta in un volume d'aria (ad esempio, mg / m 3).

Una dose letale o letale è la quantità di una sostanza che provoca la morte con una certa probabilità quando entra nel corpo. Solitamente utilizzano i concetti di toxodosi assolutamente letale, causando la morte del corpo con una probabilità del 100% (o la morte del 100% delle persone colpite), e di toxodosi medio-letale (lenta-letale) o condizionatamente fatale, la esito dalla cui introduzione si verifica nel 50% delle persone colpite. Per esempio:

LD 50 (LD 100) - (L da lat. letalis - letale) dose mediamente letale (letale) che provoca la morte del 50% (100%) degli animali da esperimento quando la sostanza viene iniettata nello stomaco, nella cavità addominale, sulla pelle (tranne che per inalazione) in determinate condizioni di somministrazione e un periodo di follow-up specifico (di solito 2 settimane). È espresso come la quantità di una sostanza per unità di massa corporea dell'animale (di solito mg/kg);

LC 50 (LC 100) - concentrazione media letale (letale) nell'aria, che causa la morte del 50% (100%) degli animali da esperimento per esposizione per inalazione a una sostanza a una certa esposizione (standard 2-4 ore) e un certo periodo di follow-up. Di norma, il tempo di esposizione viene specificato in aggiunta. Dimensione come per Lim ir

La dose invalidante è la quantità di una sostanza che, una volta ingerita, provoca il fallimento di una certa percentuale di persone colpite, sia temporaneamente che fatalmente. È designato ID 100 o ID 50 (dall'inglese incapacitate - disable).

Dose soglia - la quantità di una sostanza che provoca i primi segni di danno all'organismo con una certa probabilità o, che è lo stesso, i primi segni di danno in una certa percentuale di persone o animali. Le dosi soglia sono designate PD 100 o PD 50 (dall'inglese primary - initial).

KVIO - coefficiente di possibilità di avvelenamento per inalazione, che è il rapporto tra la concentrazione massima ottenibile di una sostanza tossica (C max, mg / m 3) nell'aria a 20 ° C e la concentrazione letale media della sostanza per i topi (KVIO = Cmax/LC 50). Il valore è adimensionale;

MPC - concentrazione massima consentita di una sostanza - la quantità massima di una sostanza per unità di volume di aria, acqua, ecc., Che, con un'esposizione quotidiana al corpo per un lungo periodo, non provoca cambiamenti patologici in essa (deviazioni nel stato di salute, malattia) rilevati dai moderni metodi di ricerca nella vita di processo o in periodi remoti della vita delle generazioni presenti e successive. Ci sono MPC dell'area di lavoro (MPC r.z, mg / m 3), MPC massimo una tantum nell'aria atmosferica delle aree popolate (MPC m.r, mg / m 3), MPC giornaliero medio nell'aria atmosferica delle aree popolate ( MPC s.s, mg/m 3), MPC nell'acqua di serbatoi di vari usi idrici (mg/l), MPC (o quantità residua consentita) negli alimenti (mg/kg), ecc.;

OBUV - un livello approssimativo di esposizione sicura al contenuto massimo consentito di una sostanza tossica nell'aria atmosferica delle aree popolate, nell'aria dell'area di lavoro e nell'acqua dei bacini idrici per l'uso dell'acqua di pesca. Ci sono inoltre TAC - il livello approssimativo consentito di una sostanza nell'acqua dei serbatoi per l'uso domestico dell'acqua.

In tossicometria militare, gli indicatori più comunemente utilizzati sono i valori mediani relativi di tossicità per inalazione media letale (LCτ 50), media escretoria (ICτ 50), media efficace (ECτ 50), soglia media (PCτ 50), solitamente espressi in mg min/l, nonché valori mediani di tossodosi di riassorbimento cutaneo simili per effetto tossico LD 50 , LD 50 , ED 50 , PD 50 (mg/kg). Allo stesso tempo, gli indicatori di tossicità durante l'inalazione vengono utilizzati anche per prevedere (stimare) le perdite della popolazione e del personale di produzione in caso di incidenti in strutture chimicamente pericolose con rilascio di sostanze chimiche tossiche ampiamente utilizzate nell'industria.

In relazione agli organismi vegetali, al posto del termine tossicità, si usa più spesso il termine attività di una sostanza e, come misura della sua tossicità, viene utilizzato principalmente il valore di CK 50 - la concentrazione (ad esempio, mg / l) di una sostanza in soluzione che provoca la morte del 50% degli organismi vegetali. In pratica, usano il tasso di consumo del principio attivo (attivo) per unità di superficie (massa, volume), solitamente kg/ha, al quale si ottiene l'effetto desiderato.

Per la loro origine, le sostanze tossiche possono essere sintetiche e naturali (Tabelle 4.2, 4.3).

Tabella 4.2

Parametri di tossicità di alcune sostanze sintetiche

	LC 50 (mg/m 1), oggetto biologico, esposizione	LCx 50, mg min/l	PCτ 50 mg min/l		acqua h.-b. utente, mg/m 3
Azione inalatoria di AHOV
	7600, ratto, 2 ore 3800, topo, 2 ore
Bromuro di metile	1540, topo, 2 ore 2250, topo, 2 ore
Cloruro di metile	5300, ratto, 4 ore
Metilmercaptano	1700, topo, 2 ore 1200, topo, 2 ore
Ossido di etilene	1500, topo, 4 h 2630, ratto, 4 h
idrogeno solforato	1200, topo, 2 ore			0,008 (SM.)
solfuro di carbonio	10.000, topo, 2 ore 25.000, ratto, 2 ore
Acido cianidrico	400-700 (LC 100), persone, 2-5 min
	360 (Z, C 100), persone, 30 min
	1900(LC 100), cane, 30 min				Assenza in acqua
Agenti di guerra

Tabella 4.3

Tossicità di veleni di alcuni animali

	DL 50 , mg/kg (topi)
Serpente di mare Enhydrina schistosa
Serpente tigre Notechis scutatus
Serpente a sonagli Crotalusdirissus terrificus, vipera Vipera russeli e krait Bungarus cferuleus	0,08-0,09 (p/m2)
Serpenti marini del genere Hydrophis e vipere terrestri Atractaspis	0,1-0,2 (c/br)
Cobra, molti serpenti a sonagli
scorpioni
Tirio serrulato
Leiurus quinquestriatus
Androctonus australis	0,5 (s/c) 0,009 (i/m)
Buthus occitanus
Opistoftalmo spp.
Celenterati
Ortica di mare Chrysaora quinquecirrha
Medusa Cornmouth Stomolophus meleagris
Medusa Cyanea capillata
Anemonia solcata
Anemone Anthopleura xanthog mica di ariete	0,008-0,066 (in / in)
Coralli Madrepore Goniopora sp.

Nota. in / in - per via endovenosa, in / m - per via intramuscolare, in / br - per via intraperitoneale, s / c - per via sottocutanea.

Le tossine sono inoltre isolate da sostanze tossiche di origine naturale (Tabella 4.4). Di solito includono composti ad alto peso molecolare (proteine, polipeptidi, ecc.), quando entrano nel corpo, vengono prodotti gli anticorpi. A volte le sostanze a basso peso molecolare (ad esempio tetrodotossina e altri veleni animali) sono anche chiamate tossine, che sono più correttamente classificate come veleni naturali.

Tabella 4.4

Tossicità di alcune tossine

Numerosi studi sulla tossicità acuta hanno permesso di trarre importanti conclusioni: 1) ogni campione di sostanze con pesi molecolari comparabili corrisponde ad un certo valore limite di tossodosi minime; 2) per la totalità delle sostanze più tossiche di origine naturale e sintetica vi è una diretta dipendenza della tossicità dei composti dal loro peso molecolare (Fig. 4.4). Ciò consente, durante l'esecuzione ricerca scientifica prevedere la tossicità dei composti e scegliere i limiti delle toxodosi negli esperimenti tossicologici.

Riso. 4.4. Dipendenza della tossicità dei composti dal loro peso molecolare (M). I cerchi neri mostrano veleni sintetici

Quando si determinano sperimentalmente i parametri di tossicità negli animali, viene esaminata la relazione effetto-dose, che viene quindi analizzata utilizzando metodi statistici (ad esempio analisi probit). La determinazione dell'effetto tossico di una sostanza sulla base dell'esperienza sugli animali è corretta se studiata sui ratti in non più del 35% dei casi e sui cani - nel 53%. I valori esatti delle dosi letali e delle concentrazioni per l'uomo, ovviamente, non sono stati stabiliti. Pertanto, quando si estrapolano i dati sperimentali sull'uomo, si seguono le seguenti regole: 1) se le dosi letali per i consueti quattro tipi di roditori da laboratorio (topi, ratti, porcellini d'India e conigli) differiscono leggermente (meno di 3 volte), allora c'è un'alta probabilità (fino al 70%) che la dose letale per l'uomo sia la stessa; 2) la dose letale approssimativa per l'uomo può essere trovata costruendo una retta di regressione da più punti del sistema di coordinate: a) la dose letale per una data specie animale; b) la massa del suo corpo.

Nel sistema degli standard di sicurezza del lavoro (GOST 12.1.007-76), in base al grado di impatto sul corpo, tutte le sostanze nocive contenute in materie prime, prodotti, prodotti intermedi e rifiuti di produzione sono suddivise in quattro classi di pericolo: 1a - sostanze estremamente pericolose, 2° - sostanze altamente pericolose; 3° - sostanze moderatamente pericolose; 4° - sostanze a basso rischio (Tabella 4.5). La base di questa divisione sono i valori numerici dei suddetti indicatori della tossicità delle sostanze.

Tabella 4.5

Classi di pericolo delle sostanze nocive

Il nome degli indicatori	Norme per la classe di pericolo
Concentrazione massima consentita (MAC) di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro, mg / m 3
Dose letale media quando iniettata nello stomaco, mg/kg				Oltre 5.000
Dose letale media se applicata sulla pelle, mg/kg				Oltre 2 500
Concentrazione letale media nell'aria, mg / m 3				Oltre 50.000
Rapporto di possibilità di avvelenamento per inalazione (POI)

Nota. L'assegnazione di una sostanza nociva alla classe di pericolo viene effettuata in base all'indicatore, il cui valore corrisponde alla classe di pericolo più alta.

Le caratteristiche della natura dell'effetto tossico sul corpo sono la base per la classificazione tossicologica (fisiologica) delle sostanze nocive (veleni e tossine).

In base all'impatto delle sostanze nocive sono divisi in gruppi:

• 1) sostanze con effetto prevalentemente asfissiante (cloro, fosgene, cloropicrina);
• 2) sostanze ad azione velenosa prevalentemente generale (monossido di carbonio, acido cianidrico);
• 3) sostanze con effetto soffocante e velenoso generale (amile, acrilonitrile, L'acido nitrico e ossidi di azoto, anidride solforosa, acido fluoridrico);
• 4) sostanze che agiscono sulla generazione, conduzione e trasmissione di impulsi primari - veleni neurotropici (disolfuro di carbonio, piombo tetraetile, composti organofosforici);
• 5) sostanze con effetti asfissianti e neurotropici (ammoniaca, eptile, idrazina);
• 6) veleni metabolici (che perturbano il metabolismo degli organismi viventi) (ossido di etilene, dicloroetano, diossina, policlorobenzofurani).

Quando le sostanze nocive entrano nel corpo, si verifica avvelenamento (intossicazione). A seconda del tasso di ingresso di sostanze nocive nel corpo, si distinguono avvelenamenti acuti e cronici.

L'avvelenamento acuto si verifica con l'assunzione simultanea di sostanze nocive nel corpo ed è caratterizzato da un esordio acuto e da sintomi specifici pronunciati. In questo caso, i sintomi di intossicazione di solito si sviluppano rapidamente e la morte del corpo o gravi conseguenze possono verificarsi in un tempo relativamente breve (il caso di un incidente con rilascio di sostanze chimiche). In alcuni casi, nonostante si verifichi la forma acuta di avvelenamento, i sintomi di intossicazione possono svilupparsi lentamente (ad esempio l'azione del fosgene).

L'avvelenamento cronico si sviluppa con l'assunzione prolungata, spesso intermittente di sostanze nocive a piccole dosi, quando la malattia inizia con sintomi non specifici (il caso dell'uso di sostanze chimiche nella produzione).

A volte si distinguono anche forme subacute di intossicazione, che occupano, per così dire, una posizione intermedia in termini di durata dell'effetto di una sostanza sul corpo tra lesioni acute e croniche, se esposte a sostanze per ore, decine di ore e giorni.

Nelle forme croniche e subacute di avvelenamento, si verifica il cumulo, ad es. accumulo nel corpo di una sostanza tossica o degli effetti che provoca. Di conseguenza, viene fatta una distinzione tra cumulo materiale e funzionale, nonché cumulo di tipo misto.

Se la sostanza viene disintossicata lentamente, ad es. viene escreto lentamente dal corpo e quindi si accumula gradualmente nel corpo, quindi si tratta di un accumulo materiale, ad esempio durante l'intossicazione da arsenico, mercurio, DDT, diossina, ecc.

La base del cumulo funzionale è la somma degli effetti tossici e non la sostanza stessa. Ad esempio, sotto l'azione del fosgene, non è la sostanza che si accumula, ma il numero di elementi cellulari distrutti del tessuto polmonare. Un noto e tipico esempio di cumulo funzionale è l'effetto dell'alcol etilico sul corpo con il suo uso frequente, quando il danno si accumula nei tessuti del sistema nervoso centrale, nel fegato, nelle gonadi e in altri organi.

Sotto l'azione dei veleni, c'è spesso una combinazione di cumulo materiale e funzionale - un tipo misto di cumulo, ad esempio, in caso di danno da sostanze organofosforiche in forme subacute di intossicazione.

Pertanto, un ruolo importante nella dinamica dello sviluppo dell'intossicazione è svolto da:

• 1. Modalità di penetrazione di una sostanza nel corpo e velocità di ingresso nel sangue. Quindi, quando inalato, i sintomi del danno, di regola, compaiono rapidamente e, quando agisce attraverso la pelle, il veleno entra lentamente nel flusso sanguigno, che è la causa di un pronunciato periodo di latenza.
• 2. Modalità e velocità del metabolismo delle sostanze allo stadio tossico-cinetico. Le sostanze che subiscono una rapida disintossicazione nel sangue e nei tessuti di solito non hanno un periodo di azione latente caratteristico delle sostanze resistenti alla disintossicazione.
• 3. Tassi di penetrazione delle sostanze attraverso barriere istoematiche. Queste velocità, di regola, sono il fattore limitante dell'effetto tossico delle sostanze macromolecolari (polipeptidi e proteine) quando penetrano dal flusso sanguigno nei tessuti bersaglio. Questa è la ragione principale del lungo periodo di latenza nell'azione delle tossine batteriche.
• 4. Tassi di interazione delle sostanze con i biotarget. Veleni e tossine, di regola, interagiscono con i biotarget ad alta velocità. I fattori limitanti sono i tassi di accumulo di sostanze nell'area dei biotarget.
• 5. Il significato funzionale dei biotarget colpiti e la dinamica dello sviluppo dei processi patologici dopo la "sconfitta" dei biotarget. Per le sostanze neurotropiche è caratteristico il rapido sviluppo dei sintomi di danno e per le sostanze citotossiche è graduale.
• 6. Condizioni di esposizione alla sostanza. Uno sviluppo più rapido dei sintomi della lesione si osserva, di regola, quando si ricevono diverse toxodosi fatali. Nell'esperienza cronica, i sintomi dell'intossicazione si sviluppano più lentamente che nell'esperienza acuta.