значение токсикометрических исследований в военно медицинской практике
1.9. Некоторые вопросы токсикометрии в военной токсикологии
Об эффективности, или «силе» яда судят по его токсичности. Токсичность — свойство химических веществ, которое можно измерить.
Измерение токсичности означает определение количества вещества, действуя в котором оно вызывает различные формы токсического процесса. Чем меньшее количество вещества инициирует токсический процесс, тем оно токсичнее.
Раздел токсикологии, посвященный измерению токсичности ядов, называется токсикометрией.
Токсикометрию рассматривают как совокупность методических приемов токсикологии, позволяющих на основе представлений о критериях вредности оценить количественную степень токсичности и опасности химических веществ при различных способах их воздействия на организм. При этом токсичность ОВ определяется как способность оказывать поражающее действие на живой организм.
Выделяют теоретическую и практическую токсикометрию. Теоретическая токсикометрия — область токсикологии, разрабатывающая и совершенствующая методы количественной оценки токсичности химических веществ. Практическая токсикометрия — это повседневная деятельность токсикологов по определению количественных характеристик токсичности различных веществ.
Определение количественных характеристик токсичности вещества осуществляется в экспериментах на лабораторных животных, а затем уточняется (применительно к человеку) в условиях клиники и/или в ходе популяционных исследований (эпидемиологические методы исследования).
Впервые количественно оценивать токсичность веществ в опытах на экспериментальных животных предложил J. W. Trevan в 1927 г.
Количество вещества, попавшее во внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D). Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Количество вещества, находящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект, называется токсической концентрацией (С). Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) — (мг/л, г/м 3 ) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) — (мг/кг).
Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля, часто используют величину, обозначаемую как токсодоза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Расчет величин токсодозы предложен немецким химиком Габером в начале XX в. для оценки токсичности боевых отравляющих веществ:
С — концентрация вещества в окружающем воздухе; t — время действия вещества.
В военной токсикологии, как правило, оценивают три уровня эффектов, развивающихся при действии токсиканта на организм:
— непереносимый (выводящий из строя); характеризуется величиной дозы (концентрации), вызывающей существенное нарушение дееспособности (транзиторную токсическую реакцию), в результате чего личный состав теряет боеспособность (выходит из строя) — ID (1С);
— пороговый; характеризуется дозой (концентрацией), вызывающей поражение не более чем в 10% случаев или достоверные изменения со стороны определенного органа или системы, выходящие за пределы физиологических колебаний — Lim D (Lim С), либо PD (PC).
В промышленной, сельскохозяйственной, коммунальной токсикологии при оценке токсичности веществ иногда измеряют дозы и концентрации, в которых исследуемый агент вызывает самые разные эффекты (кардиотоксический, гепатотоксический, нефротоксический, иммунотоксический и т.д.). Доза (концентрация) вещества, вызывающая любое, оцениваемое исследователем неблагоприятное действие, обозначается как эффективная доза (ED).
Сравнительная токсичность ОВ представлена в табл. 6.
Глава 3. Токсикометрия
Токсичность — свойство химических веществ, которое можно измерить.
Измерение токсичности означает определение’количество вещества, действуя в котором оно вызывает различные формы токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество инициирует токсический процесс, тем оно токсичнее.
Раздел токсикологии, в рамках которого оценивается токсичность, называется «токсикометрия». Выделяют теоретическую и практическую токсикометрию. Теоретическая токсикометрия — область токсикологии разрабатывающая и совершенствующая методы количественной оценки токсичности химических веществ. Практическая токсикометрия — это повседневная деятельность токсикологов по определению количественных характеристик токсичности различных веществ.
Определение количественных характеристик токсичности вещества осуществляется в экспериментах на лабораторных животных, а затем уточняется (применительно к человеку) в условиях клиники и/или в ходе популяционных исследований (эпидемиологические методы исследования).
Впервые количественно оценивать токсичность веществ в опытах на экспериментальных животных предложил J. W. Trevan в 1927 г.
Количество вещества, попавшее во внутренние среды организмам вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D). Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Количество вещества, находящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект, называется токсической концентрацией (С). Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) — (мг/л; г/м 3 ) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) — (мг/кг).
Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля часто используют величину, обозначаемую как токсо-доза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в
воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Расчет величин токсодозы предложен немецким химиком Габером в начале XX в. для оценки токсичности боевых отравляющих веществ:
С — концентрация вещества в окружающем воздухе; t — время действия вещества.
В военной токсикологии, как правило, оценивают три уровня эффектов, развивающихся при действия токсиканта на организм:
смертельный: характеризуется величиной летальной дозы (концентрации) — LD (LC);
непереносимый: характеризуется величиной дозы (концентрации), вызывающей существенное нарушение дееспособности (транзиторную токсическую реакцию) — ID (1С);
пороговый: характеризуется дозой (концентрацией), вызывающей начальные проявления действия токсиканта — Lim D (Lim С).
В промышленной, сельскохозяйственной, коммунальной токсикологии при оценке токсичности веществ иногда измеряют дозы и концентрации, в которых исследуемый агент вызывает самые разные эффекты (кардио-токсический, гепатотоксический, нефротоксический, иммунотоксический и т. д.). Доза (концентрация) вещества, вызывающая любое, оцениваемое исследователем неблагоприятное действие, обозначается как эффективная доза (ED).
Поскольку живым организмам свойственна внутривидовая изменчивость (в том числе проявляющаяся и неодинаковой чувствительностью к токсиканту), для характеристики смертельной, непереносимой, пороговой дозы (концентрации) используют специальные методы постановки эксперимента и оценки полученных результатов. В основе методов определения токсичности лежит нахождение зависимости «доза — эффект».
Наиболее распространенный способ определения зависимости «доза — эффект» состоит в формировании в группе подопытных животных нескольких подгрупп. Животным, входящим в подгруппу, токсикант вводят в одинаковой дозе, а в каждой последующей подгруппе доза увеличивается. Формирование подгрупп должно осуществляться методом случайных выборок. С увеличением дозы будет увеличиваться часть животных в каждой из подгрупп, у которых развился оцениваемый эффект. Получаемую при этом зависимость можно представить в виде кумулятивной кривой частот распределения, где количество животных с положительной реакцией на токсикант (часть общего количества животных в подгруппе) является функцией дозы (рис. 2).
Рис. 2. Типичная кривая «доза — эффект» для группы животных, симметричная относительно средней точки (50% ответ). Основные значения ответа группы на токсикант сосредоточены вокруг среднего значения
В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую log-нормального распределения, симметричную относительно средней точки. Можно выделить ряд важных характеристик этой- кривой, которые целесообразно учитывать при интерпретации получаемых результатов.
Центральная точка кривой (значение 50% ответа) или среднеэф-фективная доза (ED50) — удобный способ характеристики токсичности вещества. Если оцениваемый эффект — летальность животных в группе, эта точка обозначается как среднесмертельная доза. Среднесмертельная доза является наиболее точной количественной характеристикой токсичности любого вещества, поскольку значение 95% доверительного интервала здесь минимально, а оцениваемый эффект — несомненен (гибель).
Небольшая часть популяции в левой части кривой «доза — эффект» реагирует на малые дозы токсиканта. Это группа гиперчувствительных или гиперреактивных особей. Другая часть популяции в правой части кривой реагирует лишь на очень большие дозы токсиканта. Это гипочув-ствительные, гипореактивные или резистентные особи.
Наклон кривой «доза — эффект», особенно вблизи среднего значения, характеризует разброс доз, вызывающих эффект. Эта величина указывает, как велико будет изменение реакции популяции на действие токсиканта с изменением действующей дозы. Крутой наклон указывает на то, что большая часть популяции будет реагировать на токсикант примерно одинаково в узком диапазоне доз, в то время как пологий наклон свидетельствует о существенных различиях в чувствительности особей к токсиканту.
Д
ля удобства анализа кривая «доза — эффект» часто преобразуется в линейную зависимость путем ее построения в координатах «log-пробит»: доза токсиканта представляется в логарифмах, выраженность ответной реакции — в пробитах (единицах вероятности развития эффекта). Соотношение частоты развития эффекта (в %) и вероятности его развития (в пробитах) определяется по специальным таблицам (рис. 3).
Большую сложность представляет количественная оценка способности веществ вызывать заболевания у человека при длительном действии в малых дозах, а также специальные формы токсического процесса (тератогенез, канцерогенез и т. д.). Исследования подобного рода требуют продолжительного эксперимента, проводимого по специально разработанным программам. В современной токсикометрии до конца не преодолены две основные трудности. Первая — перенос результатов, полученных в опытах на животных, на человека. Вторая — распространение результатов, полученных при относительно высоких уровнях воздействий, к малым, порой чрезвычайно малым, дозам и концентрациям ксенобиотиков, встречающимся в повседневной жизни. Для преодоления этих трудностей все данные, полученные экспериментально, по возможности, верифицируются в условиях клинических наблюдений за отравленными, а также в ходе по’пуляционных исследований состояния здоровья людей, контактировавших с вредными веществами.
Это преобразование позволяет исследователю легко, на основе анализа графика (Б), оценить результаты эксперимента: рассчитать токсические дозы и концентрации, вызывающие оцениваемый эффект у той или иной части популяции — LD(LC)so, LD(LC)i6, 84 и т. д., доверительный интервал искомых величин токсичности, крутизну наклона кривой и т. д.
Поскольку чувствительность животных различных видов к токсикантам не одинакова, а порой отличается очень значительно, опыты по оценке токсичности выполняют минимум на трех видах животных, один из которых — крупные (собаки, кошки).
Токсичность неодинакова при различных способах введения веществ (табл. 2). Поэтому в процессе исследования вещество вводят различными путями.
Влияние способа введения на токсичность зарина и атропина для лабораторных животных
Глава 3. Токсикометрия
Токсичность — свойство химических веществ, которое можно измерить.
Измерение токсичности означает определение’количество вещества, действуя в котором оно вызывает различные формы токсического процесса. Чем в меньшем количестве вещество инициирует токсический процесс, тем оно токсичнее.
Раздел токсикологии, в рамках которого оценивается токсичность, называется «токсикометрия». Выделяют теоретическую и практическую токсикометрию. Теоретическая токсикометрия — область токсикологии разрабатывающая и совершенствующая методы количественной оценки токсичности химических веществ. Практическая токсикометрия — это повседневная деятельность токсикологов по определению количественных характеристик токсичности различных веществ.
Определение количественных характеристик токсичности вещества осуществляется в экспериментах на лабораторных животных, а затем уточняется (применительно к человеку) в условиях клиники и/или в ходе популяционных исследований (эпидемиологические методы исследования).
Впервые количественно оценивать токсичность веществ в опытах на экспериментальных животных предложил J. W. Trevan в 1927 г.
Количество вещества, попавшее во внутренние среды организмам вызвавшее токсический эффект, называется токсической дозой (D). Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).
Количество вещества, находящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект, называется токсической концентрацией (С). Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) — (мг/л; г/м 3 ) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) — (мг/кг).
Для характеристики токсичности веществ, действующих в виде пара, газа или аэрозоля часто используют величину, обозначаемую как токсо-доза (W). Эта величина учитывает не только содержание токсиканта в
воздухе (токсическую концентрацию), но и время пребывания человека в зараженной атмосфере. Расчет величин токсодозы предложен немецким химиком Габером в начале XX в. для оценки токсичности боевых отравляющих веществ:
С — концентрация вещества в окружающем воздухе; t — время действия вещества.
В военной токсикологии, как правило, оценивают три уровня эффектов, развивающихся при действия токсиканта на организм:
смертельный: характеризуется величиной летальной дозы (концентрации) — LD (LC);
непереносимый: характеризуется величиной дозы (концентрации), вызывающей существенное нарушение дееспособности (транзиторную токсическую реакцию) — ID (1С);
пороговый: характеризуется дозой (концентрацией), вызывающей начальные проявления действия токсиканта — Lim D (Lim С).
В промышленной, сельскохозяйственной, коммунальной токсикологии при оценке токсичности веществ иногда измеряют дозы и концентрации, в которых исследуемый агент вызывает самые разные эффекты (кардио-токсический, гепатотоксический, нефротоксический, иммунотоксический и т. д.). Доза (концентрация) вещества, вызывающая любое, оцениваемое исследователем неблагоприятное действие, обозначается как эффективная доза (ED).
Поскольку живым организмам свойственна внутривидовая изменчивость (в том числе проявляющаяся и неодинаковой чувствительностью к токсиканту), для характеристики смертельной, непереносимой, пороговой дозы (концентрации) используют специальные методы постановки эксперимента и оценки полученных результатов. В основе методов определения токсичности лежит нахождение зависимости «доза — эффект».
Наиболее распространенный способ определения зависимости «доза — эффект» состоит в формировании в группе подопытных животных нескольких подгрупп. Животным, входящим в подгруппу, токсикант вводят в одинаковой дозе, а в каждой последующей подгруппе доза увеличивается. Формирование подгрупп должно осуществляться методом случайных выборок. С увеличением дозы будет увеличиваться часть животных в каждой из подгрупп, у которых развился оцениваемый эффект. Получаемую при этом зависимость можно представить в виде кумулятивной кривой частот распределения, где количество животных с положительной реакцией на токсикант (часть общего количества животных в подгруппе) является функцией дозы (рис. 2).
Рис. 2. Типичная кривая «доза — эффект» для группы животных, симметричная относительно средней точки (50% ответ). Основные значения ответа группы на токсикант сосредоточены вокруг среднего значения
В большинстве случаев график представляет собой S-образную кривую log-нормального распределения, симметричную относительно средней точки. Можно выделить ряд важных характеристик этой- кривой, которые целесообразно учитывать при интерпретации получаемых результатов.
Центральная точка кривой (значение 50% ответа) или среднеэф-фективная доза (ED50) — удобный способ характеристики токсичности вещества. Если оцениваемый эффект — летальность животных в группе, эта точка обозначается как среднесмертельная доза. Среднесмертельная доза является наиболее точной количественной характеристикой токсичности любого вещества, поскольку значение 95% доверительного интервала здесь минимально, а оцениваемый эффект — несомненен (гибель).
Небольшая часть популяции в левой части кривой «доза — эффект» реагирует на малые дозы токсиканта. Это группа гиперчувствительных или гиперреактивных особей. Другая часть популяции в правой части кривой реагирует лишь на очень большие дозы токсиканта. Это гипочув-ствительные, гипореактивные или резистентные особи.
Наклон кривой «доза — эффект», особенно вблизи среднего значения, характеризует разброс доз, вызывающих эффект. Эта величина указывает, как велико будет изменение реакции популяции на действие токсиканта с изменением действующей дозы. Крутой наклон указывает на то, что большая часть популяции будет реагировать на токсикант примерно одинаково в узком диапазоне доз, в то время как пологий наклон свидетельствует о существенных различиях в чувствительности особей к токсиканту.
Для удобства анализа кривая «доза — эффект» часто преобразуется в линейную зависимость путем ее построения в координатах «log-пробит»: доза токсиканта представляется в логарифмах, выраженность ответной реакции — в пробитах (единицах вероятности развития эффекта). Соотношение частоты развития эффекта (в %) и вероятности его развития (в пробитах) определяется по специальным таблицам (рис. 3).
Большую сложность представляет количественная оценка способности веществ вызывать заболевания у человека при длительном действии в малых дозах, а также специальные формы токсического процесса (тератогенез, канцерогенез и т. д.). Исследования подобного рода требуют продолжительного эксперимента, проводимого по специально разработанным программам. В современной токсикометрии до конца не преодолены две основные трудности. Первая — перенос результатов, полученных в опытах на животных, на человека. Вторая — распространение результатов, полученных при относительно высоких уровнях воздействий, к малым, порой чрезвычайно малым, дозам и концентрациям ксенобиотиков, встречающимся в повседневной жизни. Для преодоления этих трудностей все данные, полученные экспериментально, по возможности, верифицируются в условиях клинических наблюдений за отравленными, а также в ходе по’пуляционных исследований состояния здоровья людей, контактировавших с вредными веществами.
Это преобразование позволяет исследователю легко, на основе анализа графика (Б), оценить результаты эксперимента: рассчитать токсические дозы и концентрации, вызывающие оцениваемый эффект у той или иной части популяции — LD(LC)so, LD(LC)i6, 84 и т. д., доверительный интервал искомых величин токсичности, крутизну наклона кривой и т. д.
Поскольку чувствительность животных различных видов к токсикантам не одинакова, а порой отличается очень значительно, опыты по оценке токсичности выполняют минимум на трех видах животных, один из которых — крупные (собаки, кошки).
Токсичность неодинакова при различных способах введения веществ (табл. 2). Поэтому в процессе исследования вещество вводят различными путями.
Влияние способа введения на токсичность зарина и атропина для лабораторных животных
Медицинские интернет-конференции
Языки
Становление методов клинического обследования больного
Байрамова И. А.
Научный руководитель – к.м.н, Воротникова Н.А.
Резюме
В статье рассматриваются исторические аспекты формирования таких методов клинического обследования пациента как перкуссия и аускультация с древних времен великого ученого Гиппократа. Научную основу метода перкуссии изобрел венский врач Л.Ауэнбруггер и каждый последующий ученый и его время вносили свои прогрессивные идеи, совершенствующие эти клинические методы диагностики до наших дней.
Ключевые слова
Статья
Материалы и методы. Изучение монографических источников развития объективных методов обследования пациентов в Областной научной библиотеке г. Саратова, научной библиотеке Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, научной библиотеке Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского, также использованы сведения интернет-ресурсов по данной проблеме.
Цель. Изучить развитие и внедрение в клиническую практику врача физикальных методов обследования пациента.
Результаты. Истоки объективного обследования пациента связаны с именем великого ученого древности Гиппократа, некоторые из них нашли свое отражение в очерках «О природе человека», «О здоровом образе жизни», «Прогностика». Именно он впервые в истории медицины предложил оценивать Habitus пациента, стал первым практиком, который с помощью постукивания выявлял скопление в животе жидкости или газа. Научную основу метода систематической перкуссии как самостоятельного метода клинического обследования больного изобрел венский врач Л.Ауэнбруггер, он использовал непосредственную перкуссию пальцами, сложенными в виде пирамиды. В 1761 году ученый впервые издал книгу на латинском языке «Inventum novum ex percussione thoracis humani ut signo abstrusos interni pectoris morbos detegendi» («Новый способ, как при помощи выстукивания грудной клетки человека обнаружить скрытые внутри груди болезни»). К сожалению, этот выдающийся труд Ауэнбруггера не был должным образом оценен и в течение следующих 50 лет не использовался.
В 1846 году Винтрих (Wintrich) предложил использовать перкуссионный молоточек, перкуссия стала инструментальной; молоточки и плессиметры использовалась до середины позапрошлого столетия.
В России метод перкуссии был впервые применен в конце XVIII века в Петербургском военном госпитале Я.А.Саполовичем, который выявил наличие жидкости в плевральной полости. В России с 1817 года перкуссию преподавал профессор Ф. Уден (1754—1823). В 1825 году в Санкт-Петербурге был издан первый учебник по общей семиологии Прохора Чаруковского, где в специальном параграфе рассматривается перкуторное исследование органов грудной клетки.
В 1852 г. в Санкт-Петербургском «Военно-медицинском журнале» опубликована «Теория постукивания груди, обработанная на основании собственных опытов и наблюдений» киевского патологоанатома и терапевта Ю. И. Мацона. Мацон производил исследования перкуторных явлений у больных и здоровых лиц; делал специальные опыты на трупах с нормальными и измененными органами, покрывая грудную клетку предметами разной звукопроводимости (своеобразными «сурдинами», «демпферами») и варьируя объем грудной клетки. В результате, получая различные по высоте, силе и тембру звуки, ученый мог судить, при каких условиях они образуются.
Несмотря на это, в 1929 г. в Харькове, была опубликована историко-медицинская работа Г. Колосова «Начало применения и первые этапы развития перкуссии и аускультации в России».
В 1925 г. В.В. Виноградова и З. В. Михальченко выявляют новый акустический феномен при исследовании легких. С 1925 по 1940 годы появилось множество работ посвященных интерпретации звуковых сигналов, в которых не только анализируются перкуторные и аускультативные данные при заболеваниях легких, но и предлагаются различные слуховые методы объективизации.
Современные отечественные и зарубежные ученые, специалисты в области пульмонологии перкуссию и аускультацию относят к основным критериям диагностики пневмоний.
Респираторная акустика как научная дисциплина начала оформляться в середине 50-х годов XX века, что было связано с появлением аппаратуры для записи и анализа акустических сигналов, но эта аппаратура была предназначена в основном для регистрации аускультативных звуков.
Сегодня известны два типа датчиков для регистрации легочных звуков: электретные микрофоны и акселерометры. Маленькие микрофоны подобно стетоскопу, представляют собой чувствительный преобразователь легочных звуков.
Выводы.