Основы токсикологии

Методами генетической инженерии создаются клеточные линии с инкорпорированными в них генами отсутствующих ферментов (Оганесян Г.Г., 2009).
На сегодня имеются определенные достижения использования культуры клеток при изучении хронической токсичности in vitro. Сроки исследования могут быть сокращены до 5 дней в отличие от длительных по времени классических методов [2]. Однако существует проблема поддержания культуры клеток для долгосрочного тестирования. Культуральной средой для исследования в хроническом эксперименте могут быть изолированные гепатоциты, жизненный цикл которых продлевают путем наслаивания клеток коллагена. Инкубация с исследуемым химическим веществом может быть как непрерывной, так и в виде нескольких повторных его введений в культуральную среду.
Работы английского ученого Barratt M.D. по использованию компьютерных методов QSARs, например, для тестирования сенсибилизации [1], открывают новые перспективы в оценке токсичности. За развитием альтернативных методов в токсикологии можно следить на сайтах, например, Европейской объединенной референтной лаборатории альтернативных методов исследований (EURL ECVAM) — http://ecvam-dbalm.jrc.ec.europa.eu,и информационном сайте Университета Джонса Хопкинса, США — http://altweb.jhsph.edu.
Сегодня в качестве моделей in vitro в практической альтернативной токсикологии в нашей республике используются системы различной биологической организации: микроорганизмы, водоросли, беспозвоночные, гидробионты, культуры клеток человека и животных. Среди простейших для исследования цитотоксичности и мутагенности химических соединений наиболее широко используются инфузории Tetrahymena pyriformis. С целью исследования интегральной токсичности и раздражающего действия используются такие тест-объекты, как лиофилизированная культура люминесцентных бактерий E. сoli, кратковременная суспензионная культура сперматозоидов быка, эритроциты барана хориоаллантоисная оболочка куриного эмбриона.
Изучение токсичности химических веществ альтернативными методами имеет практическое значение для разработки подходов ускоренного изучения их токсических свойств. Полученная информация востребована при гигиеническом нормировании, при санитарно-эпидемиологических экспертизах для оценки соответствия продукции предусмотренным законодательством требованиям в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, выборе и обосновании применения средств профилактики. На текущий момент отдельные альтернативные методы, гармонизированные в Таможенном союзе, уже внедрены в лабораторную практику, в т. ч. и в практической токсикологии. Для расширения возможностей использования новых подходов в токсикологии необходимо последовательно решать задачи по накоплению данных об исследованиях in vitro, освоению и дальнейшему продвижение альтернативных методов определения показателей токсичности химических веществ и композиций.
Понятие «антидот». Антидототерапия

Выбор метода детоксикации обусловлен физико-химическими свойствами, природой и дозой токсичного вещества, экспозицией яда, тяжестью отравления.
Антидотная терапия занимает особое место при детоксикации. Антидотная терапия эффективна только в раннем токсикогенном периоде острых отравлений. Антидот или противоядие, - лекарственное средство, обезвреживающее яд путем химического или физико-химического взаимодействия с ним или уменьшающее вызванные им нарушения в организме [3].
Согласно определению экспертов Международной программы химической безопасности ВОЗ, антидотом является препарат, способный ослаблять или усиливать специфические эффекты ксенобиотика в результате его иммобилизации и уменьшения концентрации (за счет химического взаимодействия - окисления, восстановления, осаждения, хелатообразования, изменения метаболизма, адсорбции) или противодействия на уровне рецептора (фармакологические антагонисты).
Антидотная терапия высокоспецифична и используется только при достоверно установленном клинико-лабораторном диагнозе. При ошибочном введении антидота, особенно в большой дозе, возможно токсическое воздействие на организм самого антидота. Антидотная терапия нецелесообразна в соматогенном периоде острых отравлений, когда элиминация яда практически завершена.
Средства антидотной детоксикации позволяют непосредственно воздействовать на токсичное вещество или его рецепторы. Специфические антидоты существуют для небольшого числа ксенобиотиков (не более 5%), а механизмы их действия разнообразны, поэтому любая систематизация противоядий условна. В клинической токсикологии выделяют химические противоядия контактного действия, биохимические (токсикокинетические) противоядия, фармакологические (симптоматические) антагонисты, иммунохимические противоядия.
К ним относятся соединения, обезвреживающие яд при различных химических реакциях: кислотно-основных, окислительно-восстановительных, комплексообразования, осаждения. Например, тиосульфат-ион S2O32- превращает цианиды CN- в менее токсичные роданиды SCN-; сульфат-ион SO42- приводит к осаждению токсичных ионов бария; этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) связывает токсичный ион свинца в прочный хелатный комплекс. Эффективность антидотов этой группы зависит от клинического состояния больного, а также от токсикокинетических и токсикодинамических факторов (поглощенной дозы, типа экспозиции яда, периода его полувыведения, механизмов связывания яда с клеточными рецепторами, химической природы метаболитов токсиканта). Если период полувыведения антидота меньше, чем токсиканта, то проводят повторные курсы антидотной терапии. Иногда необходимо длительное применение антидота повторными курсами.
Химические противоядия контактного действия включают в себя специфические и неспецифические антидоты. В основе действия неспецифических антидотов лежит физико-химический процесс - адсорбция. Например, неспецифическими антидотами являются активированный уголь, специальные смолы, лигнин.
Специфические метаболические (биохимические, токсикокинетические) противоядия способны изменять механизмы метаболических процессов с участием токсичных веществ. Например, при отравлении метгемоглобинобразователями, в том числе цианидами, применяют метиленовый синий - тетраметилтионина хлорид, который в крови способен окислять железо (II) гемоглобина, т. е. превращать его в метгемоглобин. Попавшие в кровь цианиды образуют более прочные связи с метгемоглобином, покидая менее прочные центры связывания - геминовые структуры тканей. Происходит восстановление функции цитохромоксидаз тканей. Комплекс MetHb•CN- постепенно отщепляет цианид в печени и метаболизируется до безопасных продуктов.
Этанол при отравлениях метанолом или двухатомными спиртами конкурентно быстро взаимодействует с алкогольдегидрогеназой и препятствует участию этого фермента в образовании токсичных метаболитов метанола (муравьиной кислоты и формальдегида) и этиленгликоля (гликолевой, глиоксиловой и щавелевой кислот).
К группе биохимических антидотов следует отнести также цинка сульфат, используемый при отравлении соединениями меди (II), в частности при генетическом нарушении контроля содержания меди в организме - болезни Вильсона-Коновалова. Введение ионов цинка катализирует синтез металлотионеинов, а образующиеся при этом прочные тиолаты меди выводятся из организма.
Группу фармакологических антагонистов образуют вещества, конкурирующие с ядом в действии на клеточные рецепторы. Это реактиваторы холинэстеразы при отравлениях фосфорорганическими пестицидами, атропин как антидот при отравлении пилокарпином, налорфин при отравлении морфином, ионы калия при отравлении сердечными гликозидами.
Среди фармакологических антагонистов имеется группа лекарственных средств, относящихся к синаптотропным препаратам. Например, флумазенил применяют при отравлении бензодиазепинами.
Фармакологические антидоты позволяют купировать большинство не все симптомы интоксикации, так как антагонизм обычно бывает полным. При этом могут развиваться побочные эффекты, поскольку конкурентное действие предполагает использование высоких концентраций антидота-антагониста. В отличие от химических антидотов, биохимические (токсикокинетические) антидоты не образуют прочных ковалентных химических связей с токсичным веществом.
Большую группу составляют антидоты, используемые для профилактики и коррекции токсических эффектов ряда лекарственных средств. Амифостин используют для коррекции токсичности препаратов платины, ацетилцистеин - токсичности парацетамола, кальция фолиат - токсичности метотрексата.
Для лечения отравлений животными ядами, вызванных укусами змей и насекомых, применяют иммунологические противоядия (противозмеинная, противокаракуртовая сыворотки и др.). Антитоксическая иммунотерапия эффективна лишь в первые часы после отравления.


Заключение

Отечественная токсикология прошла долгий и славный путь, начавшийся изучением причин заболеваний рабочих в производстве шляпного фетра в начале пошлого века и получившая широкое развитие в его второй половине.
Сформировавшаяся первоначально в русле гигиены, фармакологии и военной токсикологии, профилактическая токсикология выкристаллизовалась в самостоятельное научное направление, имеющее свой предмет и свою методологию.
И сегодня мы с полным основанием можем отнести работы профессора Кравкова начала XX века по токсикологии циклопарафинов к основополагающим работам по профилактической токсикологии. Но наиболее интенсивное развитие профилактической токсикологии пришлось на Советский период.

Список литературы

Кукин П.П., Пономарев Н.Л. Основы токсикологии. Учебное пособие. – М.: Инфра-М, 2016. – 280 с.
Батян А.Н., Фрумин Г.Т., Базылев В.Н. Основы общей и экологической токсикологии. – М.: СпецЛит, 2009. – 352 с.
Общая токсикология / под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова. – М.: Медицина, 2002. – 602 с.
Лужников Е.А., Суходолова Г.Н. Клиническая токсикология. 4-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Медицинское информационное агентство, 2008. – 576 с.









2