Токсичность распространенных токсикантов и токсинов

1.3. Понятие «доза-ответ организма»

Доза — общее количество биологически активного (токсического) вещества, которое введено в организм и обычно измеряется в микрограммах (мкг) или миллиграммах (мг) на килограмм массы тела. Доза является одной из важнейших характеристик токсичности.

Дозировка — количество вещества на единицу массы организма, которое введено в определенное время. Дозировка определяется как: мг (доза) / кг (масса тела) / сутки (продолжительность) - например, мг / кг / сутки.

Ответ организма — изменение биохимического или физиологического параметра определенного организма, претерпевшего действие биологически активного (токсического) вещества.

Большинство токсичных веществ вызывают токсический эффект только после того, как они: 1) попали в кровеносную систему; 2) с помощью кровеносной системы достигли определенного органа- «мишени» в организме.

Типичные кривые ответа организма на введение дозы токсиканта приведены на рис. 1.1.

Рис.1.1 Зависимость ответа организма от введенной дозы токсиканта

Так называемую индивидуальную дозу-ответ можно представить в форме графика степени любого ответа, которую можно количественно оценить (например, активности ферментов, артериального давления, частоты дыхания) в зависимости от дозы. Полученный график зависимости ответа от десятичного логарифма дозы имеет форму сигмоидальной кривой (рис. 1.1), которая близка к линейной при средних значениях дозы и асимптотична по отношению к уровням нулевого и максимального ответа при низких и высоких значениях дозы, соответственно. Такой тип ответа называется плавная доза-ответ, поскольку степень ответа увеличивается в диапазоне доз исследуемого вещества. Расположение кривой относительно оси абсцисс показывает способность токсиканта индуцировать токсические ответы организма, то есть его токсичность. Кривая, соответствующая веществу с более высокой токсичностью, расположена левее (рис. 1.1, кривая А - вещество с более высокой токсичностью).

Доза, при которой наблюдается начало изменений в организме (состав крови, давление и т.д.), известна как «пороговое» дозирование. Это значение используют для того, чтобы определить, например, безопасное потребление пищевых добавок или влияние таких вредных для организма соединений, как пестициды, тяжелые металлы и др.

Виды доз токсиканта. Различают терапевтическую (лечебную), токсическую и смертельную (летальную) дозы токсикантов.

Терапевтической (лечебной) называется доза вещества, которая производит определенный лечебный эффект. Токсической называется доза вещества, которая вызывает патологические изменения в организме, не приводящие к летальному исходу. Летальной (смертельной) называется доза вещества, которая вызывает гибель организма.

Летальная доза — количество вещества (как правило, в логарифмической шкале), которое вызывает гибель животного при отсутствии антидотов или лечения. Различают абсолютную (ЛД₁₀₀), среднюю (ЛД₅₀) и минимальную (ЛД_мин) летальные дозы.

В экспериментальной токсикологии популярна ЛД₅₀, которая вызывает гибель 50% животных в тестовой группе после однократного острого контакта с токсикантом; ЛД₁₀₀ касается самых сильных животных, а ЛД_мин — самых слабых. Вместо доз можно использовать концентрации — соответствующими параметрами будут ЛК₁₀₀, ЛК₅₀ и ЛК_мин (ммоль/л, мкг/м³).

Дозы ядовитых веществ преимущественно выражают в массовых (граммах, миллиграммах, микрограммах), объемных (миллилитрах, каплях) единицах и в единицах биологической активности (МЕ - международная единица) на единицу массы тела. Действие ядовитых веществ зависит также от промежутка времени пребывания в организме. Обычно этот промежуток рассматривают от начала его резорбции до момента полного выведения (элиминации).

Период элиминации начинается с момента достижения максимальной концентрации вещества в крови до полного исчезновения его из крови.

В современной токсикологии существует несколько общеупотребляемых терминов для описания токсичных дозировок в соответствии со степенью воздействия на организм или популяцию, а именно:

• ЛД₅₀ = Средняя летальная доза — это доза, от которой погибает 50% подопытных животных в группе;

• NOEL = No Observed Effect Level (уровень отсутствия наблюдаемого воздействия) — это самая высокая доза, о которой известно, что она не оказывает никакого воздействия на организм.

• NOAEL = No Observed Adverse Effect Level (уровень отсутствия наблюдаемого вредного воздействия) — это самая высокая доза, о которой известно, что она не вызывает никакого вредного воздействия на организм.

• PEL = Personal Exposure Limit (предел личной экспозиции) — самая высокая концентрация, разрешена правилами Администрации промышленной безопасности и здоровья США.

• STEL = Short-Term Exposure Limit (предел кратковременной экспозиции) – самая высокая концентрация, которая разрешена на короткий период, как правило, 15-30 минут.

• TWA = Time-Weighted Average (среднечасовая) — средняя величина концентрации токсиканта в течение определенного периода, преимущественно 8 часов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: