Введение в токсикологию Епифанцев Александр Владимирович
Τοξικον (греч. ) Venenum (лат. ) Gift (нем. ) Poison (англ. ) Яд, отрава Токсикология – наука о ядах 2
Древнеегипетские папирусы Эберса - 1550 г. до н. э «История растений» Теофраста – 300 г. до н. э. «Териака» Никандра из Колофона – 185 г. до н. э. и др. Сократ греческий философ (470 -399 г. до н. э. ) Ганнибал Барка карфагенский полководец (247 -183 г. до н. э. ) Знахарка Лукуста – имп. Клавдий ( «пища богов» ), Нерон, Британик (37 -68 г. н. э. ) Римский папа Александр IV Борджиа (XV в. ). Джулия Тоффана – Aqua Toffana (XVII в. ). Леонардо да Винчи Саддам Хусейн Ким Чен Ир Александр Македонский Наполеон Бонапарт Моцарт Гендель Бетховен Сталин Георгий Марков Фидель Кастро 3 В. Ющенко
Противоядия и антидоты «antidotum» ( греч. ) - «даваемое против» . «Митридатово противоядие» - 54 компонента Понтийский царь Митридат VI Евпатор (132 -63 г. до н. э. ) до XVII в. Териак Андромаха, врач Нерона 70 компонентов (58 г. н. э. ) «Великий териак» - безоар Рог «единорога» По первой германской фармакопее 1535 г. в териак входили 12 веществ: ангеликовый корень, валериана, цитварное семя, корица, кардамон, опий, мирра, сернистое железо, мед и др. Во французской фармакопее XVI–XVII вв. в териак входил 71 ингредиент (до 1788 г. ) 4
Химическая война 22 апреля 1915 в 17 часов со стороны немецких позиций севернее бельгийского города Ипра на фронте появился серо-зеленый туман, накрывший через несколько минут опорные пункты французких войск. Всего в течении 5 минут немцы выпустили из баллонов примерно 130 тонн хлора. В результате газовой атаки было поражено 15 000 человек, из которых 5 000 погибли в течение следующих 1 -2 суток. Именно это химическое нападение принято считать началом химической войны ХХ века. Фриц Габер В ходе I мировой войны применено 130 000 т 40 видов ОВ 1 300 000 человек получили поражения, более 100 000 человек погибли 5
Химические аварии (в России, как и в США более 20 000 химически опасных объектов Химическое соединение Число пораженных Место и время Аммиак 55 Картахена, Колумбия, 1977 Cернистый ангидрит 100 Балтимор, США, 1978 Сероводород 37 Чикаго, США, 1978 202 500 Бхопал, Индия, 1984 Метилизоцианат 6
Химический терроризм 1 грамма вещества достаточно чтобы вызвать гибель (расчитано для идеальных условий) Вещество Источник Количество людей Ботулотоксин Бактерии ≈ 24 000 Тетанотоксин Бактерии ≈ 7 000 Рицин Растения ≈ 2 400 Зарин Синтетический ≈ 25 Цианид натрия Синтетический 1 7
Применение в 60 -х годах ХХ века в Европе и Австралии беременными женщинами «абсолютно безвредного» талидомида в качестве седативного средства, приводило к развитию фекомелии. Было зарегистрировано более 10 000 случаев рождения так называемых «ластоногих младенцев» . 8
Сводные данные Санкт-Петербурского бюро судебной экспертизы о количестве умерших от острых отравлений Отравления Годы 1997 1998 1999 2000 Этанолом и его суррогатами 762 917 1096 1171 Органическими растворителями и техническими жидкостями * * 91 100 Лекарственными препаратами (включая снотворные и психотропные) 160 126 173 307 Наркотиками 56 90 227 391 Неизвестным ядом 79 169 421 443 Прочие 426 495 307 243 Всего отравлений 1483 1797 2315 2655 9
Проблема стремительной химизации всех сфер деятельности человека Начало XIX века – известно 80 синтетических агентов (справочник Гмелина) Начало XX века – известно 100 000 соединений (справочник Бейльштейна – 4 тома) Конец XX века – известно 10 000 соединений (справочник Бейльштейна – 240 томов) XXI век – ежегодно синтезируется около 500 000 – 700 000 новых веществ 10
~ 15 миллионов веществ ~ 1 -2 тысяч новых веществ синтезируется в мире каждый день ~ 40 -70 тысяч веществ воздействует на человека ежедневно Классификация веществ 1. По происхождению А. Естественного Б. Искусственного 1). Небиологического 2). Биологического - Неорганические - Яды животных - Органические - Яды растений - Бактериальные токсины 2. По способу использования человеком 1). Компоненты хим. синтеза и производства 2). Пестициды 3). Лекарства и пищевые добавки 4). Косметика 5). Растворители, красители, клеи 6). Топлива и масла 7). Побочные продукты, примеси и отходы 3. По условиям воздействия 1). Профессиональные токсиканты 2). Бытовые токсиканты 3). Вредные привычки и пристрастия 4). Загрязнители окружающей среды 5). Поражающие факторы спец. условий - Аварии и катастрофы 11 - Боевые отравляющие вещества и диверсионные яды
Ученые в токсикологии Матео Жозе Бонавентура Орфила, 1839 Клод Бернар, 1860 Е. В. Пеликан, 1878 Н. П. Кравков, 1911 А. П. Доброславин, Г. В. Хлопин, Б. К. Леонардов, С. В. Аничков, Н. В. Лазарев, Н. Н. Савицкий, Н. В. Саватеев, С. Н. Голиков, Л. А. Тиунов, Г. А. Софронов, С. А. Куценко 12
Токсикология фундаментальная наука, изучающая токсичность химических веществ и токсические процессы, развивающиеся в биосистемах. Токсичность имманентное свойство всех веществ, которое характеризует его способность наносить вред организму (биологической системе) немеханическим путем. 13
Токсический процесс - формирование и развитие реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящее к ее повреждению (т. е. нарушению ее функций, жизнеспособности) или гибели. Проявления токсического процесса - внешние признаки токсического процесса, регистрируемые на различных уровнях организации биосистемы: - клеточном: - органном; - организменном; - популяционном. 14
Токсический процесс на уровне клетки (цитотоксичность) проявляется: - - обратимыми структурно-функциональными изменениями клетки ( изменение формы, размера, сродства к красителям, подвижности, количества органелл и пр. ); - преждевременной гибелью клетки (некроз, апоптоз); - мутациями (генотоксичность). Токсический процесс на уровне органа (органотоксичность) или системы проявляется – - функциональными реакциями ( миоз, тахикардия, гипотония, лейкоцитоз и пр. ); - заболеваниями органа (токсический гепатит, цирроз печени, гастрит, дистрофия и др. ) - неопластическими процессами. 15
Токсический процесс на уровне целостного организма проявляется: Интоксикации (отравления) – болезни химической этиологии (острые, подострые, хронические; легкие, средней степени, тяжелые, смертельные) Транзиторные токсические реакции – быстро проходящие, не угрожающие здоровью состояния, сопровождающиеся временным нарушением дееспособности (раздражение слизистых, седативно-наркотическое действие); Аллобиотические состояния – наступающее при воздействии химического фактора изменение реактивности организма к другим факторм: инфекционным, химическим, лучевым, психически нагрузкам (иммуносупрессия, аллергизация, фотосенсибилизация, толерантность, астения, преморбид); Специальные токсические процессы – беспороговые эффекты (канцерогенез, тератогенез и пр. ) 16
Токсический процесс на уровне популяции (экотоксичность) проявляется – - ростом заболеваемости, смертности, уменьшением рождаемости, ростом числа врожденных дефектов; - нарушением демографических характеристик популяции (соотношение полов, возрастов и пр. ) - падением средней продолжительности жизни членов популяции, их культурной деградацией. 17
Яд - любое химическое вещество, если при взаимодействии с организмом оно вызвало заболевание (интоксикацию) или его гибель. Токсикантлюбое химическое вещество, вызывающее формирование различных форм токсического процесса на различных уровнях организации биосистемы. Ксенобиотикчужеродное (не участвующее в пластическом и энергетическом обмене организма) вещество, попавшее во внутренние среды организма. Отравляющее веществохимический агент, предназначенный для применения в качестве химического оружия в ходе ведения боевых действий. 18
Структура токсикологии Объект воздействия химических веществ: Растения – фитотоксикология Животные – зоотоксикология, ветеринарная токсикология Человек – медицинская токсикология Направления токсикологии: Профилактическая токсикология Клиническая токсикология Экспериментальная токсикология Виды токсикологии: Промышленная токсикология Сельскохозяйственная токсикология Коммунальная токсикология Токсикология окружающей среды Токсикология специальных видов деятельности (военная токсикология) 19
Цель медицинской токсикологии: непрерывное совершенствование системы мероприятий, средств и методов, обеспечивающих сохранение жизни, здоровья и профессиональной работоспособности отдельного человека, коллективов и населения в целом в условиях повседневного контакта с химическими веществами и при чрезвычайных ситуациях Задачи токсикологии: 1. Определение количественных характеристик токсичности и опасности вещества - токсикометрия 2. Изучение процессов, происходящих с веществом при прохождении его через организм ( резорбция, распределение, метаболизм, выделение и пр. ) – токсикокинетика 3. Изучение процессов, происходящих с организмом при воздействии на него токсиканта ( проявления, механизм токсического действия, патогенез, формы токсических процессов) – токсикодинамика 4. Изучение факторов, влияющих на токсичность (особенности организма, особенности вещества, условий окружающей среды и др. ) 20
Военная токсикололгия- специальный вид токсикологии, изучающий токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях вызвать групповое или массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у л/с приводит к снижению боеспособности воинских коллективов Отравляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ): 1. Отравляющие вещества (ОВ) и токсины; 2. Сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ, ТХВ, АОХВ); 3. Пестициды и фитотоксиканты боевого применения; 4. Диверсионные яды; 5. Военно-профессиональные вещества. 21
Цель военной токсикологии: совершенствование системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВТВ при чрезвычайных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и профессиональной работоспособности пораженного личного состава. Задачи военной токсикологии: 1. Изучение токсичности, токсикокинетики и токсикодинамики ОВТВ; 2. Совершенствование методов диагностики химических поражений; 3. Создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВТВ, а также средств и методов предупреждения отдаленных последствий химического воздействия; 4. Разработка нормативных и правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности л/с. 22
Химическое оружие – вид оружия массового поражения, поражающее действие которого основано на использовании боевых токсичных химических веществ (БТХВ). К БТХВ относятся: отравляющие вещества (ОВ); токсины; фитотоксиканты боевого применения. 23
Химическое оружие предназначено для: - уничтожения, поражения и изнурения живой силы; - заражения местности, военной техники, материальных средств, водоисточников и продуктов питания в целях затруднения деятельности войск; - уничтожения растительности с военными целями; - дезорганизации работы тыла. В качестве средств доставки БТХВ к объектам поражения используются: боеприпасы (однократного использования): бомбы, снаряды, кассеты, мины, ракеты, фугасы, гранаты, патроны; боевые приборы (многократного использования): ВАП-выливные авиационные приборы, РАП – распылительные авиационнае приборы, генераторы аэрозолей. 24
Боевые свойства химического оружия: v Высокая токсичность ОВ и токсинов; v Биохимический механизм поражающего на организм человека и животных; v Способность ОВ и токсинов с воздухом проникать в военную технику, здания, сооружения и поражать находящихся там людей; v Длительность действия БТХВ; v Трудность своевременного обнаружения факта применения БТХВ и установления его типа; v Возможность управления характером и степенью поражения живой силы; v Необходимость использования для защиты от поражения комплексов средств химической разведки, индивидуальной и коллективной защиты, дегазации, санитарной обработки, антидотов и пр. ; 25
Боевое состояние ОВтакое дисперсное состояние вещества, в котором оно применяется на поле боя для достижения максимального поражающего эффекта Виды боевого состояния: v v Пар - газообразное состояние (молекулярное); Аэрозоль - взвесь в воздухе твердых (дым) или жидких (туман) веществ; - респирабельные (< 10 мкм), - нереспирабельные аэрозоли (> 10 мкм). v Капли – частицы жидкого вещества > 500 мкм. v Пылевидное состояние – частицы < 0. 01 мкм. Количественная характеристика заражения - воздуха, воды, продуктов – концентрация С (мг/л, г/м 3) - поверхностей – плотность заражения QM (г/м 2) 26
Принципы классификации ОВ 1. Химическая классификация (по химической структуре: фосфорорганические вещества, цианиды и пр. ) 2. Тактическая классификация (по тактическому предназначению) ОВ смертельного действия - летальные агенты (погибает > 50% пораженных средней степени тяжести в сроки до 3 суток) : ФОВ, цианиды, иприты, фосген и др. ОВ несмертельного действия - временно выводящие из строя - до 6 -8 суток (инкапаситанты: BZ) - кратковременно выводящие из строя - до 1 -2 суток (ирританты: CN, CS, CR и др. ) 27
3. По скорости наступления эффекта быстродействующие (латентный период –либо отсутствует либо короткий - сек, мин, до 1 часа ) : ирританты, цианиды, ФОВ. медленнодействующие (латентный период – более 1 часа, часы, сутки): иприты, BZ, VX, фосген. крайне медленнодействующие (латентный период – несколько суток, недели): ботулотоксин, рицин, диоксин. 4. По стойкости очага химического поражения нестойкие (сохраняют поражающую способность короткое время минуты, до 1 часа): ирританты, цианиды стойкие (сохраняют поражающую способность длительное время более 1 часа, часы, сутки, недели) : ФОВ, иприты длительного экологического неблагополучия (сохраняют поражающую способность месяцы, годы) : диоксин 28
5. По возможностям применения табельные ОВ (состоят на вооружении армий, боевое применение определено соответствующими уставами) - в армии США: VX, зарин, ботулотоксин, иприт, CS, CR, BZ и др. резервные ОВ (при необходимости могут быть быстро изготовлены) – в армии США: синильная кислота, азотистый иприт, CN, адамсит и др. ОВ ограниченного значения (соответствуют требованиям, но не производятся): эфиры фторкарбоновых кислот, мышьяковистый водород, карбонилы металлов и пр. 29
6. Токсикологическая классификация (по характеру токсического действия на организм) ОВ нервно-паралитического действия: зарин, зоман, VX ОВ кожно-нарывного (кожно-резорбтивного) действия: сернистый иприт, азотистый иприт, люизит ОВ общеядовитого действия: синильная кислота, хлорциан ОВ удушающего действия: фосген, дифосген ОВ психотомиметического действия: BZ ОВ раздражающего действия: CN, CS, CR, адамсит 30
Физико-химические характеристики ОВ 1. Агрегатное состояние ОВ 2. Растворимость ОВ 3. Химические свойства ОВ 4. Плотность ОВ 5. Гидролиз ОВ 6. Давление насыщенного пара 7. Летучесть ОВ 8. Максимальная концентрация ОВ 9. Температура кипения и плавления 10. Вязкость ОВ Способ доставки и применения Боевое состояние Путь поступления ОВ в организм Механизм токсического действия Стойкость во внешней среде Способы дегазации Способы индикации Способность заражать объекты внешней среды 31
Основы оценки химической обстановки Химическая обстановка - обстановка, складывающаяся применении противником ХО и обусловленная химическим заражением войск, вооружения, военной техники, местности и воздуха. Химическое заражение войск, вооружения, военной техники, местности и воздуха - наличие токсичных химических веществ на кожных покровах, обмундировании, средствах защиты, на местности, вооружении и военной технике, а также в воздухе и открытых источниках воды в количествах, создающих опасность поражения незащищенного л/с в течение определенного времени. Первичное химическое заражение – заражение в момент действия химических боеприпасов (приборов). Вторичное химическое заражение – возникающее после применения ХО заражение воздуха в следствие испарения ОВ, а также заражение л/с и техники при контакте с зараженными поверхностями, при преодолении зараженной территории. 32
Зона химического заражения – площадь, в пределах которой существует опасность поражения незащищенного л/с в результате воздействия ХО; она включает в себя: F-16 ВАП – VX 9. 30 26. 05. 2006 Район применения ХО (РПХО) – площадь химического заражения, создаваемая за время формирования площадей заражения от всех химических боеприпасов (приборов), примененным противником по поражаемой цели. Зона распространения БТХВ – площадь химического заражения воздуха за пределами РПХО, создаваемая в результате распространения облака БТХВ по направлению ветра. 1 2 Глубина распространения БТХВ 1. РПХО 2. Зона распространения БТХВ Глубина распространения БТХВ – максимальная протяженность зоны распространения по направлению движения облака БТХВ. 33
Очаг химического поражения – совокупность людей, подвергшихся сверхнормативному воздействию БТХВ в зоне химического заражения. Возникновение очагов химического поражения сопровождается формированием массовых санитарных потерь. Выход из строя л/с оценивается с учетом поражения не ниже легкой степени тяжести на срок не менее суток. Медико-тактическая характеристика очага химического поражения: 1. По стойкости: - Нестойкого заражения - Стойкого заражения - Длительного экологического неблагополучия. 2. По скорости формирования эффекта: - Быстрого действия - Замедленного действия - Крайне замедленного действия 3. По конечному эффекту: - смертельного действия - несмертельного действия 34
Проблемы уничтожения химического оружия Конвенция «О запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении» была подписана в Париже 13 января 1993 года и вступила в силу в апреле 1997 года. 180 государств обязались уничтожить запасы химического оружия в срок до 2012 (2007) года. Северная Корея, Египет, Израиль, Ливан и Сирия отказались от ратификации Конвенции. Из 70, 0 тыс. т ОВ в мире, 40 тыс. т принадлежат России, они размещены на 7 объектах в 6 регионах страны. В 2001 году Правительство Российской Федерации утвердило уточненную федеральную целевую программу "Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации", получившую статус президентской. Общая стоимость работ по Программе 2001 года составляет 35 около 200, 0 млрд. рублей.
36
Скачать презентацию Введение в токсикологию Епифанцев Александр Владимирович Τοξικον
ЭМ - введение в токсикологию.ppt