Токсикология

Введение

В практической деятельности врачу нередко приходится иметь  дело с острыми бытовыми отравлениями, которые чаще возникают в результате случайного (а иногда и умышленного) приема химических веществ, обладающих достаточно высокой токсичностью. Средства бытовой химии, число которых неуклонно увеличивается, алкоголь и его суррогаты, сильнодействующие медикаменты, ядовитые растения и многие другие вещества остаются источником отравлений как в городах, так и в сельской местности.

Кроме того, встречаются ингаляционные отравления бытовым газом и окисью углерода, аэрозолями ядохимикатов и другими токсическими агентами при условии попадания их в атмосферу.

Не исключена возможность отравления человека на производстве, особенно в  процессе получения и применения токсичных химических веществ.

Количество химических агентов, представляющих токсическую опасность, настолько  велико, что не поддается учету. Теоретически возможно отравление любым физиологически активным соединением, однако на практике чаще наблюдаются отравления наиболее распространенными в быту веществами, но, как показывает статистика, и их число составляет около трехсот наименований. Довольно часто, особенно в летний период, регистрируются отравления бактериальными экзотоксинами и грибами (пищевые отравления). Известны случаи отравления в результате укуса змей, укола ядовитыми рыбами, ужаления насекомыми и др. Особенно высока токсическая опасность для детей. Среди них встречается в среднем 8% всех отравлений.

Отравление чаще возникает внезапно, развивается очень быстро и в случае промедления в оказании медицинской помощи может привести пострадавшего к смерти в первые же часы после отравления.

Вполне понятно, что в такой  ситуации необходима быстрая ориентация врача в своеобразной патологии, умение распознать природу отравления, готовность немедленно принять необходимые срочные меры по обезвреживанию яда и устранению наиболее опасных клинических симптомов.

Отравление — своеобразный остро  и нередко тяжело протекающий  патологический процесс, требующий неотложного оказания квалифицированной медицинской помощи. От того, насколько быстро и эффективно оказана медицинская помощь пострадавшему, обычно зависит исход отравления. Своевременные, в полном объеме проведенные мероприятия в большинстве случаев гарантируют жизнь человеку, получившему отравление даже несколькими смертельными дозами. Запоздалая же или нерациональная помощь оказывается неэффективной, а в менее тяжелых случаях могут развиться серьезные осложнения.

Эффективность неотложных мероприятий  при отравлениях в свою очередь зависит от того, насколько быстро врач установит природу токсического агента и патогенез основных расстройств. Это позволит ему своевременно применить специфическое противоядие. Не менее важно врачу в клинической картине отравления выделить синдромы, имеющие наиболее важное патогенетическое значение, что позволит правильно выбрать средство патогенетической терапии

1.  Из истории  развития токсикологии

Токсикология родилась, по-видимому, одновременно с медициной, поскольку человека всегда окружали ядовитые животные и растения. Древние яды представляли собой вытяжки из растений, яды животных и некоторые минералы. Они были окружены тайной, использовались для охоты, войн, судебных наказаний и ритуальных обрядов. История ядов — это одна из огромных глав человеческой истории, в которой удивительным образом переплетены человеческие любознательность и гений (не всегда добрый), научные открытия, многовековой опыт медицины и других естественных наук и одновременно интриги, преступления, политика, личные трагедии великих людей и простых смертных, войны, природные катастрофы и чудовищные химические аварии современности.

Наиболее ранним документом, свидетельствующим о знаниях  древних о ядах, считают Эберский папирус, написанный примерно за 1500 лет до н.э.  Он содержит сведения о некоторых ядах — опии, мышьяке, аконите, циансодержащих гликозидах и др. Упоминается также яд, получаемый из калабарских бобов (Physostigmine venenesa) и используемый в то время для судебных наказаний (пыток). Поразительно, что этот препарат — физостигмин (эзерин) входит и во все современные фармакопеи в качестве лекарственного средства из класса обратимых ингибиторов холинэстеразы, производных карбаминовой кислоты. Одновременно он широко известен и как достаточно сильное ядовитое химическое соединение.

Точно так же из далекой  древности пришел к нам строфантин. Имеются сведения, что доисторические охотники масаи, населявшие Кению несколько  тысяч лет назад, использовали экстракт растения вида Strophantus для смазывания дротиков и стрел, которыми они убивали животных на охоте и своих врагов в различных столкновениях. Сведения о ядах содержатся во многих древних книгах: в древнеиндийских текстах — Ведах (XII и IX столетия до н.э.), в "Одиссее" Гомера (около 850 г. до н.э.), в сочинениях Аристотеля (384—322 гг. до н.э.), Овидия (43 г. до н.э. — 18 г. н.э.) и др. В сочинениях Аристотеля(384-322 до н.э), Теофраста(350 г. До н.э.) Никандра из Цолофона (150г до н.э.) обсуждается действие многих растительных  и животных ядов , некоторые из них предлагаются в качестве лекарственных средств. В трактате "Материя медика" Диоскорид (40—80 гг. н.э.) — врач Нерона — представил классификацию ядов (растительные, животные, минералы), которая имела практическое хождение среди врачей более 15 веков. В трактате впервые излагались способы идентификации некоторых ядов. Среди ядов-минералов в античных трактатах упоминаются ртуть, мышьяк, свинец и др. Никандру, по-видимому, принадлежит заслуга первого описания отравления свинцом. Как известно, в Древнем Риме свинец получил широкое распространение в быту: из него изготовлялись водопроводные трубы, сосуды для вина, посуда и т.д. Для улучшения качества в уже готовое вино добавляли свинцовые пластинки. Свинец в то время был очень дорог и доступен только богатым. Неудивительно, что хронические свинцовые отравления стали бичом древнеримской аристократии. Некоторые историки полагают, что одной из причин падения Древнего Рима были массовые хронические отравления свинцом. Древние римляне и греки хорошо знали об опасности ртути. Именно поэтому, как сообщал Диоскорид, рудокопы надевали маски, чтобы предохранить себя в шахтах от "ртутных паров"

Метафизический  характер философских взглядов этих авторов наложил свой отпечаток на их медицинские воззрения. На много столетий вперед сохранился «антидотный» подход к лечению не только отравлений, но и многих других болезней человека. Считалось, что для каждой из них можно подобрать «противоядие», причем выбор его обычно обосновывался традицией или философским заключением. Поэтому наряду с разумными лечебными рекомендациями в число «антидотов-противоядий» часто попадали такие средства, как содержимое желчного пузыря козла или ношение на пальце кольца с полудрагоценным камнем александритом. Сила традиций в медицинской практике лечения отравлений оказалась настолько велика, что подобные мифические «антидоты» попадали из одного руководства в другое без должной критики и некоторые из них дожили до наших дней.

В древнекитайской медицине ядам придавалось огромное значение. Легенды говорят о том, что император Шен-Нунгу прожил 140 лет и знал не менее 70 ядов и противоядий. Утверждают, что китайские императоры умирали, выпив настойку из волшебных снадобьев, которые даровали им якобы вечную жизнь.

Расцвет наук в Древней  Греции в VII и VI вв. до н.э. коснулся и медицины. Наиболее известна Косская школа, основателем которой был Гиппократ (около 460—370 гг. до н.э.). Гиппократ отвергал яды как орудия убийства. В творениях Гиппократа нет ни слова о ядах, их действиях, и это потому, что отец медицины дал клятву не говорить о них, и это запретил своим ученикам, что соблюдено Плинием и Галеном, которые говорят только о противоядиях [6]. Клятва Гиппократа жива и сегодня. В части ядов она звучит так: "Я не дам никому просимого у меня смертельного средства и не покажу пути для подобных замыслов".

Наиболее  выдающимся последователем направления Галена (ок. 130 — ок. 200) и Абу Али Ибн Сины (Авиценны, ок. 980—1037) был Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (Парацельс) (1493-1541). Вооруженный материалистическим мировоззрением, он заложил основы современной токсикологии, доказав, что яд – химическое вещество с определенной структурой, от которой зависит его токсичность, а от лекарственного вещества он отличается только величиной дозы. С тех пор основой токсикологии стал эксперимент, а не философские рассуждения.

Особое место в истории  токсикологии принадлежит Рамаццини (1633— 1714). Его по праву считают  основоположником профессиональной патологии. Всю свою жизнь он посвятил изучению условий труда ремесленников самых различных специальностей. В 1700 г. он выпустил книгу "О болезни ремесленников. Рассуждения", в которой дал описание труда и болезней работников почти 70 профессий.

В начале XIX в. наиболее крупной  фигурой в токсикологии был М.П.Орфила (1787—1853) — французский врач родом из Испании. Он был первым, кто выделил токсикологию из фармакологии, клинической и судебной медицины, придав ей статус самостоятельной науки. В 27 лет М.П.Орфила написал книгу "Трактат об отравлениях" (1814), которая выдержала пять изданий. В своих трудах М.П.Орфила дал классификацию всех известных ядовитых веществ, представил описание клинической картины отравлений выделенными им классами ядов, а также рекомендовал химические методы идентификации ядов в биологическом материале. М.П.Орфила был самым известным в Европе судебно-медицинским экспертом-токсикологом и судебным химиком. После его трудов стало обязательным проведение судебно-химического анализа для юридического подтверждения факта отравления. В современной литературе до сих пор приводится, как наиболее удачное, данное М.П.Орфилой определение понятия яд: "Яд — такое вещество, которое в малом количестве, будучи приведено в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье и уничтожает жизнь".

Середину XIX в. можно определить как время начала формирования современной токсикологии. Решающее влияние при этом принадлежало успехам аналитической химии (аналитической токсикологии) и все больше укреплявшемуся в теоретической медицине экспериментальному методу. Именно в те годы появились фундаментальные исследования французских ученых Франсуа Мажанди (1783—1855) и его ученика Клода Бернара (1783— 1878) по механизму действия стрихнина, цианидов, кураре, угарного газа и других ядов. Ряд методов оценки некоторых физиологических функций, в частности внешнего дыхания, нервно-мышечного проведения, предложенных Клодом Бернаром, сохранялись в экспериментальной практике более 100 лет.

Примерно в эти же годы происходило  становление токсикологии и в  России. Первый вклад в создание научной токсикологии в России был сделан Г.И. Блосфельдом (1798-1894), который возглавлял кафедру судебной медицины в Казанском университете, впервые ввел преподавание токсикологии как самостоятельной дисциплины и создал первое оригинальное руководство по судебной токсикологии.

До середины XIX столетия токсикология была наукой описательной.

Возникновение экспериментальной  медицины благодаря трудам И.М. Сеченова (1829-1905),  И.П. Павлова (1849-1936) и др. ученых позволило токсикологии полностью  стать на научные основы.

В начале XX в. на развитие токсикологии сильное влияние оказал рост химической промышленности. Особенно интенсивно химическое производство развивалось  в Германии. Немецкие химики были монополистами  целых химических отраслей, например производства красителей. Крупнейший концерн "И.Г.Фарбен" одним из первых стал финансировать не только прикладные, но и теоретические исследования в области химии. В лабораториях концерна под руководством Ф.Габера был разработан способ связывания атмосферного азота для получения аммиака и нитратов, используемых в производстве красителей, взрывчатых веществ и других продуктов химии. Ф.Габер был удостоен в  1918 г.  Нобелевской премии.  В истории наук Ф.Габер известен и по другой причине: его называют "отцом" химического оружия. Перед первой мировой войной он возглавил в концерне "И.Г.Фарбен" военно-химические исследования. Именно по предложению Ф.Габера и при его непосредственном техническом руководстве состоялась первая химическая атака немцев против англо-французских войск 22 апреля 1915 г. около местечка Ипр в Бельгии. В последующем, союзники — Франция, Англия, США и Россия — также стали использовать химические вещества с военной целью. За 4 года войны — с 1915 по 1918 г. — в армиях воюющих государств от химического оружия пострадало около 1,3 млн человек, из которых более 100 тыс. погибло.

Для истории науки существенно, что военная токсикология, параллельно  военной химии, стремительно прогрессировала  со времен первой мировой войны в  течение более 70 лет и немало способствовала развитию всех направлений классической токсикологии: теоретической (фундаментальной), профилактической и клинической.

Реакция отечественных токсикологов на применение немцами "удушливых  газов" была вынужденной и быстрой. В Петрограде создается Военно-химический комитет, в состав которого входил газовый отдел, предназначенный для координации научных исследований по разработке средств противохимической защиты. Руководителем отдела был профессор Военно-медицинской академии Г.В. Хлопин. В Москве аналогичные задачи решала Физико-химическая лаборатория земского и городского союзов. К работе были привлечены крупнейшие специалисты. В результате в Петрограде (Ленинграде) сложилась наиболее авторитетная отечественная научная школа в области военной токсикологии. В разные годы проблемами военной токсикологии занимались такие видные ученые, как С.В. Аничков, В.М. Карасик, Н.Н. Савицкий, Н.В. Лазарев, М.Я. Михельсон, С.Н. Голиков, Л.А. Тиунов, Н.В. Саватеев, С.Д. Заугольников, И.И. Барышников.

Появление химического оружия среди прочего имело следствием осознание человечеством глобальных масштабов опасности, которую таят в себе токсичные химические вещества.

Техническая революция и особенно развитие химической промышленности привели  к массовым профессиональным заболеваниям. Как уже упоминалось, отравления химическими веществами на производстве были известны давно, однако на рубеже XIX—XX вв. они достигли размеров, потребовавших законодательных решений. Так, уже в 1863 г. в Великобритании был принят закон о так называемых щелочных производствах. Закон регулировал выбросы химических веществ в атмосферный воздух и признавал заболевания персонала, связанные с производством, профессионально обусловленными. Тем не менее лишь в 20-х годах XX в. началось планомерное развитие промышленной токсикологии, ставшей предтечей современной профилактической токсикологии. Главной ее задачей стало формирование теоретических предпосылок и экспериментальных подходов к регламентированию вредного (опасного) действия химических веществ.

За рубежом наиболее крупным промышленным токсикологом в начале века был К. Леман (Германия). Им заложены начала промышленной количественной токсикологии. В период становления отечественной промышленной токсикологии заметную роль сыграли работы Гендерсона и Хаггарда (США) и Ф. Флюри и Ф. Церник (Германия).

Развертывание работ в области  промышленной токсикологии в нашей  стране также приходится на 20-е годы. В 1923 г. в Москве создается научно-исследовательский  институт гигиены труда и профессиональных заболеваний. В следующем году подобные институты были открыты в Ленинграде и Харькове. Стратегическим направлением исследований в новых научных учреждениях стало создание теоретических основ гигиенической регламентации вредных веществ в воздушной среде производственных помещений. Благодаря широкому размаху проводившихся работ в СССР впервые были сформулированы основные принципы гигиенической регламентации промышленных ядов. Основоположниками отечественной промышленной токсикологии стали Н.В.Лазарев (1895-1974) и Н.С.Правдин (1882—1954).