ТОКСИКОЛОГИЯ

ТОКСИКОЛОГИЯ (греч. toxikos служащий для смазывания стрел, т. е. ядовитый + logos учение) — наука, изучающая свойства и механизм действия ядовитых и потенциально токсичных веществ, особенности вызываемых ими отравлений и методы их предупреждения и лечения.

Токсикология охватывает комплекс вопросов, связанных с изучением взаимодействия токсических веществ с биологическими системами на различных уровнях их организации (от клеточного до популяционного). Изучение особенностей реакций различных видов животных и растений на химические вещества является содержанием сравнительной Токсикологии, а изучение тех же вопросов применительно к сельскохозяйственным и промысловым животным — содержанием ветеринарной Токсикологии.

Одним из важнейших разделов Токсикологии является медицинская Т. Ее главная задача состоит в профилактике, диагностике и лечении заболеваний, связанных с воздействием хим. веществ и его отдаленными последствиями. Медицинская Токсикология включает: общую, клиническую и профилактическую Т. Как одно из направлений медицинской Т. рассматривают так наз. лекарственную Т.

Основная задача общей Т. — изучение общих механизмов, лежащих в основе токсического действия хим. веществ (метаболизм, взаимодействие с рецепторами, связь токсического эффекта с хим. строением веществ и др.). В задачи общей Т. входят также разработка экспериментальных моделей интоксикаций (см. Модель болезни), изучение видовой и возрастной чувствительности животных к ядам и экстраполяция этих данных на человека.

Целью клинической Т. является: изучение клин, форм острой и хронической патологии, обусловленной воздействием токсических веществ, диагностика отравлений (см.); апробация новых Дезинтоксикация); разработка схем лечения отравлений и мер по предупреждению и лечению их отдаленных последствий.

Профилактическая (гигиеническая) Т. изучает токсические факторы окружающей среды. В зависимости от их характера профилактическую Т. подразделяют на промышленную Т., коммунальную и пищевую Т. К промышленной Т. примыкает сельскохозяйственная Т., изучающая влияние на организм человека хим. веществ, применяемых в сельском хозяйстве — пестицидов (см.), минеральных удобрений (см.), технических жидкостей и др. Задачей лекарственной Т. является изучение токсических свойств лекарственных средств.

Военная и судебная Т. выделяются в самостоятельные разделы. Судебная Т. базируется на данных клинической Т., патологической анатомии, судебной химии (см.).

Развитие Т. осуществляется в тесной связи с биохимией, физиологией, морфологией, фармакологией, общей патологией, иммунологией и другими науками медико-биологического профиля, методы к-рых широко используются в токсикол. исследованиях. Кроме того, в Т. применяются собственно токсикол. методы, позволяющие воспроизводить в эксперименте реальные условия ингаляционного, кожно-резорбтивного и перорального отравления. Для выявления неспецифических реакций организма на продолжительное воздействие хим. факторов малой интенсивности в Т. применяют интегральные тесты, позволяющие регистрировать начальные функциональные изменения со стороны ц. н. с. (метод условных рефлексов, поведенческие тесты и др.), сердечно-сосудистой, эндокринной и др.

Чувствительность токсикол. тестов повышается при изучении действия хим. факторов на экспериментальных моделях патол. состояний, что используется при разработке токсико-гигиенических нормативов (см. ядов (см.).

История Т. неразрывно связана с развитием фармакологии (см.), частью к-рой Т. являлась вплоть до начала 20 в. Первые сведения о ядах встречаются в трудах Платона, Плиния Старшего, Диоскорида, К. Галена. В средние века сведения о ядах расширились и уточнились благодаря работам Парацелъса и других ученых-ятрохимиков (см. Ятрохимия). Как медико-биологическая наука Т. начала формироваться в первой половине 19 века. В 1818 г. вышло в свет первое руководство по судебной Т. франц. медика Орфила (М. J. В. Orfila), в к-ром были сформулированы задачи и принципы Т. как науки о ядах и их действии на организм человека.

Большое влияние на развитие Т. как экспериментальной науки оказали классические исследования К. Бернара и разработанные им методы физиол. анализа действия на организм животных нек-рых нейротропных ядов. Во второй половине 19 в. особенно плодотворно над вопросами Т. работали Рабюто (A. Rabuteau), Германн (L. Hermann), Гуземанн (Т. Husemann) и Тейлор (F. Taylor).

Экспериментальная Т. в России стала развиваться с середины 19 в., когда были организованы первые экспериментальные токсикол. лаборатории: Е. В. Пеликана в Петербурге и Г. И. Блосфельда в Казани.

Большое влияние на развитие экспериментального направления в Т. оказали труды И. М. Сеченова, С. П. Боткина и особенно В. В. Пашутина, уделявшего большое внимание изучению патогенеза интоксикаций (см.). Основополагающее значение для развития отечественной фармакологии и Т., особенно общей Т., имели труды Н. П. Кравкова.

После Великой Октябрьской социалистической революции в соответствии с профилактическим направлением медицины в СССР большой размах получают исследования в области промышленной Т. Одновременно расширяются и углубляются работы по созданию теоретических основ Т. Большое значение в этом отношении имели работы С. В. Аничкова, Ю. В. Другова, В. М. Карасика:, Н. В. Лазарева, Н. С. Правдина. Значительный вклад в развитие Т. внесли А. А. Лихачев, H. Н. Савицкий, А. И. Черкес.

Особенно интенсивное развитие Т. относится ко второй половине 20 в. в связи с непрерывным увеличением числа подлежащих токсикол. изучению хим. соединений, обладающих различным спектром физиол. активности, а также благодаря успехам смежных дисциплин, особенно биохимии (см.) и Мембраны биологические) и другими компонентами биол. систем.

Успехи совр. токсикол. науки касаются всех ее разделов. Так, исследования в области общей Т. позволили установить закономерности, определяющие условия развития интоксикаций. К числу таких закономерностей относятся особенности транспорта и метаболизма хим. веществ в организме — токсикокинетика (см. Отравления); молекулярные механизмы первичной физиол. реакции (молекулярная Т.); зависимость токсического эффекта от величины дозы (количественная Т.), хим. строения и ф из. -хим. свойств, а также от состояния организма, вида животного, пола, индивидуальной чувствительности и др.

Во второй половине 20 в. дальнейшее развитие получила клиническая Т. Это касается прежде всего разработки средств и методов лечения острых отравлений, в т. ч. новых противоядий (см.), эффективных способов детоксикации (см. Дезинтоксикация).

Прогресс совр. отечественной Т. в значительной мере связан с фундаментальными работами в области промышленной Т., оказавшими решающее влияние на развитие профилактической Т., перед к-рой стоят важные государственные задачи по охране здоровья населения страны от вредных воздействий различных факторов окружающей среды. В связи с успехами профилактической Т. в СССР в рамках программы ООН по охране окружающей среды создан Центр международного регистра потенциально токсичных химических веществ (см. Охрана окружающей среды).

К достижениям отечественной Т. следует отнести организацию центров по лечению острых отравлений, создание токсикол. службы, введение в штаты областных СЭС токсикол. подразделений (см. Санитарно-эпидемиологическая станция) и др. Из очередных задач совр. отечественной Т. наиболее важными являются: дальнейшее развитие концепции о пороге действия хим. веществ, исследование молекулярных и физиол. механизмов их биол. активности, установление физ.-хим. и хим. параметров, необходимых для прогнозирования токсичности и опасности веществ, совершенствование теории математического моделирования интоксикаций, разработка новых противоядий и др.

В СССР проблемы Т. разрабатывают: Ин-т токсикологии М3 СССР, Всесоюзный научно-исследовательский ин-т гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс М3 СССР, Ин-т по биологическим испытаниям химических соединений Мин-ва медицинской промышленности СССР, Всесоюзный научно-исследовательский химико-фармацевтический ин-т им. С. Орджоникидзе, Киевский НИИ фармакологии и токсикологии; ряд ин-тов АМН СССР (НИИ гигиены труда и профзаболеваний, Ин-т общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина, Ин-т питания, Ин-т фармакологии). Токсикол. лаборатории имеются во всех республиканских ин-тах гигиены труда и профзаболеваний, а также в аналогичных ин-тах в Ленинграде, Горьком и других промышленных центрах страны (см. Научно-исследовательские институты).

За рубежом научные исследования по Т. проводятся в ин-тах фармакологии и токсикологии при нек-рых ун-тах, напр, в Галле и Лейпциге (ГДР), Вюрцбурге, Гейдельберге, Геттингене (ФРГ); отделе токсикологии Калифорнийского ун-та (США), в Утрехтском токсикологическом центре (Нидерланды) и др. Из учреждений, специально изучающих проблемы Т., известны: Ин-т сравнительной токсикологии и токсикологии человека в Нью-Йорке, Национальный центр токсикологических исследований в Джефферсоне (США), отдел токсикологии Лабораторного совета по медицинским исследованиям в Каршолтоне (Великобритания), центры токсикологических исследований в Париже и Тулузе (Франция), Ин~т фармакологии и медицинской токсикологии в Ганновере (ФРГ).

Преподавание Т. в СССР проводится на различных кафедрах (фармакологии, общей гигиены, патологической анатомии, судебной медицины и др.). В целях унификации преподавания Т. на различных кафедрах М3 СССР в 1971 г. утвердило и ввело в действие «Межкафедральную программу по клинической токсикологии».

В связи с признанием Т. самостоятельной медико-биологической наукой в 1980 г. был создан Международный союз токсикологов (JUTOX). В СССР в том же году организовано Всесоюзное научное об-во токсикологов.

В СССР материалы по Т. публикуются в журналах «Фармакология и токсикология», «Санитария и гигиена», «Гигиена труда и профзаболевания» и др. Кроме того, с 1976 г. выходит отдельный выпуск реферативного журнала «Биология» — «Токсикология». За рубежом труды по Т. публикуются в «Acta pharmacol. et toxikologica» (Дания), «Archiv fur Toxikologie» (ФРГ), «Clinical Toxikology» {США), «Toxicon» (Великобритания), «J. Europ. toxicol.» (Франция), «Toxicolog. europ. res.» (Франция), «Arch. hig. rada i toksikol.» (СФРЮ), «Arch, de farm, y toxikol.» (Испания), «J. environm. path, toxicol.» (США), «Neurotoxicology» (США) и др.

Промышленная (профессиональная) токсикология — раздел Т., изучающий предупреждение, диагностику и лечение интоксикаций промышленными ядами (см. Яды промышленные).

Начало развитию промышленной Т. было положено во второй половине 19 в. работами К. Леманна, посвященными изучению действия промышленных ядов на организм экс пери ментальных животных.

В СССР исследования по промышленной Т. получили развитие после Великой Октябрьской социалистической революции. Основоположниками промышленной Т. в СССР являются Н. В. Лазарев и Н. С. Прав-дин, создавшие соответственно в Ленинграде и Москве научные школы токсикологов. Позднее сложилась Киевская школа промышленной токсикологии.

В развитии отечественной промышленной Т. можно выделить три периода. В период 20—30-х гг. 20 в. происходило накопление и обобщение данных с целью обоснования предельно допустимых концентраций (см.) — ПДК. Кроме того, в этот период сделаны важные теоретические разработки в области промышленной Т. Были также обобщены результаты экспериментальных исследований токсичности новых хим. соединений, необходимые для обоснования ПДК, апробированы новые методы исследований, разработаны принципы токсикометрии. Обобщение опыта гиг. нормирования промышленных ядов позволило Н. С. Правдину сформулировать понятие «порог токсического действия» (по совр. терминологии «порог острого действия»), что в свое время имело решающее значение для установления ПДК. В изданной в 1938 г. книге Н. В. Лазарева «Основы промышленной токсикологии» впервые в нашей стране были сформулированы теоретические и экспериментальные основы гиг. нормирования и в частности расчетных и экспрессных методов установления ПДК.

В период 40—50-х гг. происходило накопление экспериментальных материалов по исследованию токсического действия промышленных ядов. В 60-е и последующие годы проводились теоретические обобщения этого экспериментального материала и анализировались данные наблюдений о состоянии здоровья работающих с промышленными ядами в зависимости от условий труда, осуществлялась разработка теории гиг. нормирования хим. веществ в воздухе рабочей зоны (см. Микроклимат).

Московская школа токсикологов внесла значительный вклад в изучение отдаленных последствий действия промышленных ядов, в т. ч. их онкогенной и мутагенной активности, действия веществ на потомство. Ленинградской школой токсикологов предложены многие оригинальные методы исследования вредного действия ядов, методы расчета ПДК на основе корреляционной зависимости между физическими и хим. свойствами веществ и их биол. действием, создана концепция о состоянии неспецифической повышенной сопротивляемости к ядам. Под руководством Н. В. Лазарева издан фундаментальный справочник «Вредные вещества в промышленности», выдержавший за период с 1933 по 1976 г. семь изданий на русском языке и переведенный на ряд иностранных языков. Киевской школой токсикологов выполнены исследования токсичности различных групп пестицидов и полимерных веществ, изучены процессы кумуляции и межвидовой чувствительности, патогенеза хрон. интоксикации, кожной резорбции ядов.

Основные задачи промышленной Т. были сформулированы Н. С. Правдиным. К их числу относятся: гиг. экспертиза токсических веществ (см. Стандартизация), нормирование содержания вредных веществ в объектах производственной среды и в биосредах. Для решения указанных задач промышленная Т. использует совокупность методов количественной оценки токсичности и степени опасности ядов. Эти методы получили обозначение токсикометрии.

Одной из важнейших задач совр. промышленной Т. по-прежнему является гиг. нормирование уровней промышленных ядов в воздухе рабочей зоны (ПДК) и на коже (так наз. предельно допустимых уровней загрязнения). Задачей промышленной Т. является также гиг. стандартизация промышленного сырья и продуктов, к-рая сводится к ограничению в них по мед. показаниям токсических примесей. Токе и ко л. экспертиза представляет наиболее массовый вид токсикол. оценки промышленных ядов, включающей определение смертельных доз и концентраций при путях введения, адекватных путям поступления ядов в производственных условиях (в желудок, через дыхательные пути, при нанесении на кожу и слизистые оболочки и др.), определение кумулятивной активности с последующим расчетом ориентировочного безопасного уровня воздействия — ОБУВ (см. Предельно допустимые концентрации). В ряде случаев токсикол. экспертиза дополняется установлением пороговых концентраций веществ.

На 1-й Всесоюзной конференции по общим вопросам промышленной токсикологии (1967) были сформулированы актуальные проблемы совр. промышленной Т. Такими проблемами являются: установление структурных основ биол. активности веществ; выявление закономерностей и причин изменения чувствительности к ядам в онтогенезе; определение закономерностей поглощения ядов организмом (их распределение, превращения и выведение); установление причин возникновения ближайших и отдаленных последствий токсического воздействия веществ (общей заболеваемости, онкогенеза, повреждения репродуктивной функции); разработка критериев вредности; изучение механизмов действия ядов, экспериментальное обоснование патогенетической терапии интоксикаций, вт. ч. промышленными ядами.

Военная токсикология — раздел Т. и военной медицины, изучающий закономерности действия отравляющих веществ (см.) — О В на организм и разрабатывающий средства мед. защиты от хим. оружия (см. Защита от боевых средств поражения, Противохимическая защита).

Развитие отечественной военной Т. началось вскоре после окончания первой мировой войны, когда А. А. Лихачевым были проанализированы результаты лечения пораженных ОВ и обоснована необходимость целенаправленного изучения отравлений О В как принципиально нового вида патологии. Впоследствии на основе обобщения опыта лечения пораженных ОВ, результатов теоретических и экспериментальных исследований Г. В. Хлопиным (1918), С. С. Вайлем (1932), Н. А. Сошественским (1933), А. И. Черкесом (1936, 1964), H. Н. Савицким (1939), С. Н. Голиковым (1972) были созданы оригинальные руководства по военной Т. Важные закономерности действия О В и других высокотоксичных соединений нашли отражение в исследованиях и работах Н. В. Лазарева, С. Д. Заугольникова, Р. С. Рыболовлева, Н. В. Саватеева, Л. А. Тиунова. Значительные успехи военной Т. в разработке средств мед. защиты от хим. оружия связаны с деятельностью Ю. В. Другова, к-рый обосновал принципы получения совр. антидотов (см. Антидоты ОВ) и разработал рациональную систему оказания помощи пораженным ОВ на разных этапах мед. эвакуации.

Основными задачами совр. военной Т. являются: установление степени токсичности и особенностей действия О В и других высокотоксичных соединений при различных путях поступления их в организм; изучение механизма действия ОВ и клин, проявлений вызванных ими интоксикаций, поиск эффективных средств профилактики и лечения отравлений ОВ; разработка наиболее целесообразных способов применения этих средств на этапах мед. эвакуации; обоснование организационных мероприятий мед. службы по защите личного состава войск и населения, раненых и больных в условиях возможного применения хим. оружия или ядов, используемых в диверсионных целях. Военная Т. разрабатывает также методы профилактики и лечения случайных отравлений в войсках (грибами, ядовитыми рыбами, ядовитыми растениями).

Для решения указанных задач в военной Т. широко применяются те же методы исследования, к-рые используются в современной Т. В связи со специфическим характером действия каждого О В лечение пораженных должно осуществляться врачами всех основных специальностей (терапевтами, невропатологами, дерматологами, хирургами и др.), поэтому в процесс подготовки врачей — специалистов разного профиля — включается изучение ОВ и средств оказания помощи пораженным.

Библиогр.:

Бадюгин И. С. Токсикология синтетических ядов, Казань, 1974;

Голиков С. Н. Актуальные проблемы современной токсикологии, Фарм. и токсикол., т. 49, № 6, с. 645, 1981; Голубев А. А. и др. Количественная токсикология, Д., 1973; Каган Ю. С. Общая токсикология пестицидов, Киев, 1981, библиогр.; Методы определения токсичности и опасности химических веществ. (Токсикометрия), под ред. И. В. Саноцкого, М., 1970; Основы общей промышленной токсикологии, под ред. Н. А. Толоконцева и В. А. Филова, Л., 1976; Руководство по токсикологии отравляющих веществ, под ред. С. Н. Голикова, М., 1972; Руководство по токсикологии отравляющих веществ, под ред. А. И. Черкеса, Киев, 1964; Савицкий H. Н. Частная патология и терапия интоксикаций боевыми отравляющими веществами, М.— Л., 1938; Санитарно-химическая защита, под ред. Ю. В. Другова, М., 1959; Стройков Ю. Н. Медицинская помощь пораженным отравляющими веществами, М., 1970; Aldridge W. N. и. Schlatter С. Training and education in toxicology, Arch. Toxikol., Bd 45, S. 249, 1980; Ariens E. J., Simonis A. M. a. Offer meier J. Introduction to general toxicology, N. Y. a. o., 1976; Hauschild F. Pharmakologie und Grundlagen der Toxikologie, Lpz., 1973; Riedl O. a Vondracek V. Klinicks toxikologie, Praha, 1971; Toxicology, ed. by L. J. Casarett a. J. Doull, N. Y., 1975; Zbin den G. Progress in toxicology, v. 1—2, N. Y.— B., 1973— 1976.

С. H. Голиков; Ю. М. Полумиеков (воен.), К. К. Сидоров (гиг.).