Одним из основных токсикологических показателей является объем распределения, т. е. характеристика пространства, в котором распределяется данное токсичное вещество. Существует три главных сектора распределения чужеродных веществ: внеклеточная жидкость (примерно 14 л для человека массой тела 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань, объем которой значительно варьирует. Объем распределения зависит от трех основных физико- химических свойств данного вещества:
1. водорастворимости;
2. жирорастворимости;
3. способности к диссоциации (ионообразованию).
Водорастворимые соединения способны распространяться во всем водном секторе (внеклеточная и внутриклеточная жидкость) организма – около 42 л; жирорастворимые вещества накапливаются (депонируются) преимущественно в липидах.
Очищение организма от чужеродных веществ состоит из трех основных частей:
1. Метаболические превращения;
2. Почечная экскреция;
3. Внепочечное очищение.
Метаболические превращения (биотрансформация) занимают особое место в детоксикации чужеродных токсичных веществ, поскольку они являются подготовительным этапом для их удаления из организма. Процессы биотрансформации ядов протекают в печени, ЖКТ, лёгких, почках. Немалое количество токсических веществ подвергается необратимым превращениям и в жировой ткани (Гадаскина И. Д.). Однако главное значение в биотрансформации ядов в организме имеет печень. Именно в клетках печени, в их эндоплазматическом ретикулуме, локализуется большинство ферментов, катализирующих превращение чужеродных веществ. Поэтому при заболеваниях печени резко повышается чувствительность организма ко многим чужеродным веществам. Биотрансформация ядов в организме в основном происходит в два этапа: первый этап – реакции гидроксилирования (окисление, восстановление, гидролиз); второй этап – реакции конъюгации (т. е. соединение ядов с белками, аминокислотами, глюкуроновой и серной кислотами). Биологический смысл этих реакций заключается в образовании нетоксичных, хорошо растворимых в воде соединений, которые гораздо легче, чем исходное вещество, могут вовлекаться в другие метаболические превращения и выводиться из организма экскреторными органами.
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.
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.
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).
