Понятие о летальном синтезе.
Под летальным синтезом понимают метаболические процессы, в результате которых нетоксичное или малотоксичное вещество превращается в соединение более токсичное, чем исходное. Это может осуществиться как в процессе разложения вещества, так и в процессе синтеза.
Яркий пример такого рода превращения – метаболизм метилового спирта, токсичность которого полностью определяется продуктами его окисления – формальдегидом и муравьиной кислотой:
Таким образом, процессы метаболических превращений чужеродных соединений в организме нельзя всегда считать детоксикацией. Во многих случаях организм сам синтезирует яд, и только блокада подобного «летального» метаболического превращения может предотвратить развитие токсического процесса.
Выведение ядов из организма.
Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма различны. По их практическому значению они располагаются следующим образом: почки – кишечник – легкие – кожа. Степень, скорость и пути выведения зависят от физико- химических свойств выделяемых веществ.
Через почки выделяются главным образом неионизированные соединения, обладающие высокой гидрофильностью и плохо реабсорбирующиеся в почечных канальцах.
Через кишечник с калом удаляются следующие вещества:
1. не всосавшиеся в кровь при их пероральном поступлении;
2. выделенные из печени с желчью;
3. поступившие в кишечник через его стенки (путем пассивной диффузии по градиенту концентрации).
Большинство летучих неэлектролитов выделяется из организма в основном в неизмененном виде с выдыхаемым воздухом. Чем меньше коэффициент растворимости ОВ в воде, тем быстрее происходит их выделение, особенно той части, которая находится в циркулирующей крови. Выделение их фракции, депонированной в жировой ткани, задерживается и происходит гораздо медленнее, тем более что это количество может быть очень значительным, т.к. жировая ткань может составить более 20 % общей массы тела человека.
Через кожу, в частности с потом, выходят из организма многие токсичные вещества – неэлектролиты (этиловый спирт, ацетон, фенолы, хлорированные углеводороды т. д.). Однако, за редким исключением (концентрация сероуглерода в поте в несколько раз выше, чем в моче), общее количество удаляемого таким образом токсичного вещества невелико.
Доза и концентрация ядов
Токсичность – свойство химических веществ, которое можно измерить. Токсичность является одной из важнейших характеристик ОВ, и ее следует определять как свойство химического вещества в минимальном количестве вызывать различные формы токсического процесса.
Токсическая доза (D) – это количество вещества, поступившего в организм и вызвавшего токсический эффект. Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Токсическая концентрация (С) – это количество вещества, находящегося в единице объема (массы) какого-либо объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект.
Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) – (мг/л; г/м) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) – (мг/кг).
Для ОВ, применяемых в виде газа, пара, аэрозоля, по способам числового выражения различают объемные и массовые концентрации. Объемная концентация показывает отношение объема паров ОВ к объему зараженного ими воздуха (выражается в % или промилле). Массовая концентрация показывает количество ОВ, содержащихся в единице объема зараженного воздуха (выражается в мг/л, мг/м воздуха).
Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля часто используют величину, обозначаемую как токсодоза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Расчет величин токсодозы предложен немецким химиком Габером в начале 20-го века, для оценки токсичности боевых отравляющих веществ:
W – токсодоза,
с – концентрация вещества в окружающем воздухе,
t – время действия вещества.
При расчете токсодозы допускается, что одинаковый токсический эффект наблюдается при кратковременном действии токсиканта в высокой концентрации и продолжительной аппликации малых концентраций вещества. Единицы измерения токсодозы – мг мин /л, мг мин/м3.
В военной токсикологии оценивают следующие виды токсических эффектов, развивающихся при действии ОВ на организм:
Пороговая доза (концентрация) – количество ОВ, вызывающее начальные проявления действия токсиканта без потери дееспособности у определенного процента людей. Пороговые дозы (концентрации) обозначают Lim D10o (Lim C50). Цифровые индексы обозначают процент пораженных.
Выводящая из строя доза (концентрация) ID, IC (I от англ. incapacitate – вывести из строя) – это количество ОВ, вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процента пораженных без смертельного исхода. Ее обозначают ID100 (IC50).
Смертельная (летальная) доза (концентрация) LD (L от лат. letalis – смертельный) – это количество ОВ, вызывающее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятностью. Обычно пользуются понятиями абсолютно смертельных доз (концентраций), вызывающих гибель организма с вероятностью 100% (LD100, LC100) и среднесмертельных доз (концентраций), летальный исход от введения которых наступает у 50% пораженных (LD50, LC50).
Эффективная доза (концентрация) (ED, EC) – это доза (концентрация) вещества, оказывающая любое, неблагоприятное действие на организм человека.
Классификация боевых отравляющих веществ.
Применение большого количества разнообразных химических соединений в первую мировую войну в качестве отравляющих веществ потребовало введения классификации этих ядов. Было предложено большое количество классификаций, основанных на тех или иных свойствах веществ. Каждая из подобных классификаций имеет те или иные недостатки, т.к. учитывает лишь один какой-то признак. В тоже время единой классификации ОВ, которая удовлетворяла бы всем требованиям, не существует, поскольку чрезвычайно трудно объединить ОВ в однородные группы с учетом химических, физико-химических, физиологических и других особенностей.
Наиболее распространенной в большинстве стран мира является клиническая (токсикологическая) классификация ОВ. Согласно этой классификации ОВ разделяются на группы в зависимости от особенностей их токсического действия на организм человека.
Клиническая (токсикологическая) классификация
1. ОВ нервно-паралитического действия – зарин, зоман, Vx-газы
2. ОВ кожно-резорбтивного действия – иприт, азотистый иприт, люизит;
3. ОВ общеядовитого действия – синильная кислота, хлорциан, бромциан;
4. ОВ удушающего действия – фосген, дифосген, хлорпикрин;
5. ОВ раздражающего действия – хлорацетофенон, бромбензилцианид, адамсит, дифенилхлорарсин, дифенилцианарсин, CS;
6. ОВ психотомиметического действия – BZ, диэтиламид лизергиновой кислоты (ДЛК);
Отношение ОВ к той или иной группе в значительной мере условно, т.к. многие яды способны поражать организм человека при различных способах воздействия. Например, ОВ кожно- резорбтивного действия в парообразном состоянии поражают дыхательные пути не менее сильно, чем удушающие ОВ. Последние в свою очередь могут действовать по типу слезоточивых (хлорпикрин).