Практикум по токсикологии и медицинской защите


                ПРАКТИКУМ




            ПО ТОКСИКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ЗАЩИТЕ


Учебное пособие

Под редакцией профессора А. Н. Гребенюка



Рекомендовано ГОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего профессионального образования, реализующих образовательные программы по специальностям 060101.65 «Лечебное дело», 060103.65 «Педиатрия», 060104.65 «Медико-профилактическое дело», 060105.65 «Стоматология», 060108.65 «Фармация», 060112.65 «Медицинская биохимия», 060113.65 «Медицинская биофизика», 060114.65 «Медицинская кибернетика» дисциплины «Экстремальная и военная медицина»




Санкт-Петербург ФОЛИАНТ 2011

УДК 616 : 356.33 : 616-099 : 615.9 : 577.391 : 614.895/.896 : 623.445.4/.6 : 621.386.86(076.5)
ББК 58; 52.84 + 53.6: 51.26


           Рецензенты:
           В. Б. Иванов — начальник кафедры военной токсикологии и медицинской защиты Государственного института усовершенствования врачей МО РФ, д-р мед. наук, проф.
           А. А. Тимошевский — начальник кафедры военной токсикологии и медицинской защиты Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова, д-р мед. наук
           А. В. Старков — заведующий кафедрой мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф Санкт-Петербургского медицинского университета им. И. П. Павлова, канд. мед. наук, доцент


        Гребенюк А. Н., Башарин В. А., Бутомо Н. В. и др. Практикум по токсикологии и медицинской защите: Учебное пособие для студентов медицинских вузов / Под ред. проф. А. Н. Гребенюка. — СПб: ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2011. — 296 с.


ISBN 978-5-93929-202-3



Учебное пособие подготовлено и составлено в соответствии с учебной программой по токсикологии и медицинской защите для студентов медицинских вузов России. В нем изложено содержание учебных занятий, рекомендуемая литература, перечень базисных знаний, задания для подготовки к занятиям, практические работы и ситуационные задачи по всем предусмотренным программой темам учебной дисциплины «Токсикология и медицинская защита».
Учебное пособие предназначено для студентов медицинских и фармацевтических вузов, но может быть также использовано в ходе дополнительного и послевузовского образования врачей различных специальностей.















ISBN 978-5-93929-202-3

                                                   © Коллектив авторов, 2011
                           © ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2011

АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ


       Гребенюк Александр Николаевич — доктор медицинских наук, профессор
       Башарин Вадим Александрович — кандидат медицинских наук
       Бутомо Николай Викторович — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ
       Бояринцев Валерий Владимирович —доктор медицинских наук, профессор
       Давыдова Елена Владимировна — кандидат медицинских наук
       Заргарова Нина Ивановна — кандидат биологических наук
       Зацепин Виктор Викторович — кандидат медицинских наук
       Иванов Максим Борисович — доктор медицинских наук
       Конев Вадим Витальевич — кандидат медицинских наук
       Луцык Михаил Анатольевич — кандидат медицинских наук, доцент
       Маркизова Нина Федоровна — кандидат медицинских наук, доцент
       Мусийчук Юрий Иванович —доктор медицинских наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР
       Мясников Вадим Александрович
       Носов Андрей Викторович — кандидат медицинских наук
       Петров Александр Николаевич — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный врач РФ
       Преображенская Татьяна Николаевна — кандидат биологических наук
       Рейнюк Владимир Леонидович — доктор медицинских наук
       Рыбалко Виктор Михайлович — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ
       Сидоров Дмитрий Анатольевич — кандидат медицинских наук
       Смирнов Николай Алексеевич —доктор медицинских наук, профессор
       Шилов Юрий Владимирович — кандидат медицинских наук

ОГЛАВЛЕНИЕ



Предисловие.................................................................. 7
Тема 1. Введение в токсикологию. Основные закономерности взаимодействия организма и химических веществ. Маркизова Н. Ф., Башарин В. А...............   9
Тема 2. Токсичные химические вещества раздражающего действия. Гребенюк А. Н., Давыдова Е. В............................................... 23
Тема 3. Токсичные химические вещества пульмонотоксического действия. Преображенская Т. Н., Гребенюк А. Н......................................... 29
Тема 4. Токсичные химические вещества общеядовитого действия. Башарин В. А., Маркизова Н. Ф............................................... 45
Тема 5. Токсичные химические вещества цитотоксического действия. Носов А. В., Шилов Ю. В..................................................... 61
Тема 6. Токсичные химические вещества нейротоксического действия.
              Башарин В. А., Маркизова Н. Ф., Иванов М. Б................... 78
Тема 7. Ядовитые технические жидкости. Маркизова Н. Ф., Башарин В. А............................................... 98
Тема 8. Введение в радиобиологию. Основы биологического действия ионизирующих излучений. Бутомо Н. В., Мясников В. А........................ 116
Тема 9. Лучевые поражения в результате внешнего общего (тотального) облучения.
              Бутомо Н. В., Гребенюк А. Н., Маркизова Н. Ф..................129
Тема 10. Поражения в результате внутреннего радиоактивного заражения. Смирнов Н. А., Бутомо Н. В., Гребенюк А. Н................................. 143
Тема 11. Местные лучевые поражения. Гребенюк А. Н., Конев В. В., Заргарова Н. И................................ 158
Тема 12. Комбинированные и сочетанные радиационные поражения.
              Гребенюк А. Н., Рейнюк В. Л., Бояринцев В. В................. 172
Тема 13. Медицинские средства профилактики и оказания помощи при химических поражениях. Башарин В. А., Маркизова Н. Ф., Петров А. Н.....................182
Тема 14. Медицинские средства профилактики и оказания помощи при радиационных поражениях. Гребенюк А. Н., Рейнюк В. Л., Зацепин В. В..................... 191

5

ПРАКТИКУМ ПО ТОКСИКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ЗАЩИТЕ

Тема 15. Технические средства индивидуальной защиты. Рыбалко В. М., Давыдова Е. В..............................................203
Тема 16. Средства и методы химической разведки и контроля. Рыбалко В. М., Луцык М. А.................................................216
Тема 17. Средства и методы радиационной разведки и контроля. Сидоров Д. А., Зацепин В. В...............................................232
Тема 18. Средства и методы специальной обработки. Рыбалко В. М., Гребенюк А. Н..............................................251
Тема 19. Мероприятия медицинской службы в очагах химических поражений. Мусийчук Ю. И., Рыбалко В. М., Носов А. В.................................263
Тема 20. Мероприятия медицинской службы в очагах радиационных поражений. Гребенюк А. Н., Конев В. В., Рейнюк В. Л..................................278
Рекомендуемая литература..................................................293

ПРЕДИСЛОВИЕ


В последние годы существенно возросло значение токсикологии, радиобиологии и медицинской защиты в подготовке врачей. Связано это, прежде всего, с широким использованием химических веществ и источников ионизирующих излучений в повседневной деятельности человека и, как следствие этого, повышением вероятности поражения людей факторами химической и радиационной природы.
   Несмотря на принятые решения, пока еще не уничтожены запасы химического и ядерного оружия, что делает возможным его применение в современных войнах и военных конфликтах. Бурное развитие индустрии не исключает возникновения химических и радиационных аварий в процессе хранения, использования и транспортировки химических веществ и источников радиации. В последние годы значительно чаще стали регистрироваться случайные отравления лекарственными препаратами, инсектицидами и другими продуктами бытовой химии, а также поражения, связанные с воздействием различных источников ионизирующих излучений. Жестокой реалией нашей жизни становится и постоянно сохраняющаяся угроза химического, ядерного и радиологического терроризма.
   С другой стороны, в последнее десятилетие были накоплены новые научные факты, расширившие представления о механизмах токсического действия различных опасных химических веществ и позволившие разработать эффективные подходы к диагностике, профилактике и лечению отравлений. С успехом продолжаются изыскания в области медицинских средств противорадиационной защиты, появились новые подходы к диагностике и лечению радиационных поражений. Все это диктует необходимость приобретения будущими врачами более разнообразных навыков самостоятельной работы в области медицинского обеспечения химической и радиационной безопасности людей.
   Практикум призван помочь студентам-медикам изучить важнейшие характеристики и механизмы развития химических и радиационных поражений человека, научиться грамотно применять средства их профилактики и лечения.
   Выполнение рекомендуемых практических работ имеет целью, прежде всего, ознакомление студентов с некоторыми из применяемых в токсиколо

7

ПРАКТИКУМ ПО ТОКСИКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ЗАЩИТЕ

гических и радиобиологических экспериментах методическими приемами, т. е. с теми инструментами, которыми пользуется исследователь для раскрытия механизмов биологического действия химических веществ и ионизирующих излучений. Очевидно также, что проведение и анализ результатов практической работы будут способствовать конкретизации и закреплению в памяти закономерностей развития токсического и лучевого процесса, а также механизма действия средств медицинской защиты. Ряд работ, предлагаемых для выполнения, направлен на приобретение студентами практических навыков, необходимых для будущей профессиональной деятельности.
   Лимит учебного времени и возможности учебно-материальной базы медицинских вузов не всегда позволят проделать от начала до конца предлагаемые практические работы. В этих случаях для лучшего понимания, усвоения и закрепления в памяти теоретических положений полезно выполнить обработку и анализ имеющихся в практикуме данных экспериментов, уже проведенных по рекомендуемым методикам.
   Материал, представленный в практикуме, не исчерпывается описанием хода выполнения практических работ и анализа их результатов. В виде ситуационных задач в практикуме также приведены схематизированные учебные примеры клинических проявлений острых отравлений и радиационных поражений. Решение этих задач может быть использовано в процессе самоконтроля и контроля знаний на занятии.
   Кроме того, к каждой теме прилагаются необходимый объем базисных знаний и соответствующие вопросы, которые необходимо проработать при подготовке к занятию. Они охватывают круг сведений по токсикологии, радиобиологии и медицинской защите в соответствии с программой курса для студентов медицинских и фармацевтических вузов. Указаны также источники литературы, в которых ищущий читатель сможет найти ответы на поставленные вопросы.
   Авторы стремились придать практикуму черты руководства обучающего типа, пользование которым облегчило бы студентам изучение токсикологии, радиобиологии и медицинской защиты. Насколько это удалось — судить студентам и преподавателям медицинских вузов. Любые критические замечания по содержанию, характеру изложения материала и оформлению практикума будут восприняты авторами с пониманием и благодарностью.

Тема 1







ВВЕДЕНИЕ В ТОКСИКОЛОГИЮ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ




Содержание занятия

   1.   Предмет токсикологии. Цели и задачи токсикологии как науки и учебной дисциплины. Структура токсикологии, взаимосвязь с другими медицинскими дисциплинами.
   2.   Понятие о ядах. Определение терминов «яд», «ксенобиотик», «токсикант». Основные принципы классификации токсичных веществ. Классификация отравляющих и высокотоксичных веществ: отравляющие вещества, сильнодействующие и ядовитые вещества (аварийно опасные химические вещества), фитотоксиканты боевого применения, диверсионные яды и агенты химического терроризма. Военно-профессиональные яды. Ядовитые технические жидкости.
   3.   Токсичность и токсический процесс как основные понятия токсикологии. Определение токсичности, содержание понятия. Факторы, влияющие на проявления токсичности.
   4.   Количественная оценка токсичности. Токсикометрия как система принципов и методов количественной оценки токсичности и опасности химических веществ. Виды зависимостей «доза — эффект» при действии токсичных химических веществ на клеточном уровне, уровне органов и систем отдельного организма, в группе (популяции). Основные категории токсических доз (концентраций), используемых в токсикологии: предельно допустимые, пороговые, эффективные, инкапаситирующие, смертельные. Расчет токсодоз по Ф. Габеру.
   5.   Токсикокинетика. Закономерности резорбции, распределения и экскреции химических веществ из организма. Понятие биотрансформации ксенобиотиков. Концепция I и II фазы метаболизма ксенобиотиков. Количественные характеристики токсикокинетики.



9

ПРАКТИКУМ ПО ТОКСИКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ЗАЩИТЕ

   6.     Токсикодинамика. Понятие о рецепторах токсичности и механизмах токсического действия веществ. Взаимодействие токсикантов с белками, нуклеиновыми кислотами, липидами и реактивными структурами возбудимых мембран. Общие механизмы цитотоксичности.
   7.    Токсический процесс. Формы проявления токсического процесса у человека: транзиторные токсические реакции, интоксикации, аллобиотиче-ские состояния, специальные формы патологических состояний химической этиологии (химический мутагенез, химический канцерогенез, химический тератогенез, нарушение репродуктивных функций, иммунотоксичность).
   8.     Основные типы преимущественного действия токсичных веществ на организм: местное, рефлекторное, резорбтивное. Острые, подострые и хронические формы интоксикации. Характеристика интоксикаций по степени тяжести.

Литература

   Основная
Военная токсикология, радиобиология и медицинская защита: Учебник / Под ред. С. А. Куценко. — СПб: Фолиант, 2004. — С. 10-83.
Тестовые задания по военной токсикологии, радиобиологии и медицинской защите: Учебное пособие / Под ред. С. А. Куценко. — СПб: Фолиант, 2005. — С. 3-12.
Лекционные записи.

   дополнительная
Куценко С. А. Основы токсикологии. — СПб: Фолиант, 2004. — С. 17-369.
Военная токсикология / Под ред. Б. А. Курляндского. — М.: Медицина, 2006. — С. 9-63.


Базисные знания

   1.   Уровни организации биологических систем. Фундаментальные свойства живых систем.
   2.    Основные понятия токсикологии: токсичность, токсическое действие, механизм токсического действия, токсический процесс. Факторы, влияющие на проявления токсичности.
   3.   Токсикант (яд): определение, терминология.
   4.    Токсикометрия: прикладное и теоретическое значение. Токсические дозы и концентрации, их размерность.
   5.    Закономерности взаимодействия организма и химического вещества (токсикокинетика): пути поступления, резорбция, распределение, биотрансформация и экскреция.
   6.    Токсикодинамика: механизм токсического действия, биосистемы как мишени действия токсикантов, понятие о рецепторе токсичности.

10

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В ТОКСИКОЛОГИЮ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

   7.    Токсический процесс. Формы проявления токсического процесса на разных уровнях организации живого и их характеристика.

Задание для подготовки к занятию

   1.    Дайте развернутое определение токсичности. Охарактеризуйте факторы, влияющие на ее проявления.
   2.   Опишите основные принципы классификации ядовитых веществ.
   3.    Как влияет на токсичность вид аппликации яда, его структурные и физико-химические свойства?
   4.   Как количественно выразить токсичность?
   5.    Каково соотношение между токсичностью и опасностью химических соединений?
   6.    Как охарактеризовать органотоксичность (избирательную токсичность)?
   7.    Каков биологический смысл процессов биотрансформации веществ. Как и с какой целью можно модифицировать метаболизм ксенобиотиков?
   8.    Дайте определение понятиям: токсическая доза, токсическая концентрация и токсодоза.
   9.    Какие уровни токсических эффектов принято оценивать в токсикологии?
   10.  Как графически выражается зависимость «доза — эффект»?
   11.    Каким образом можно практически использовать концепцию порого-вости в токсикологии? Дайте определение предельно допустимой концентрации (ПДК).
   12.     Какие формы токсического процесса можно выделить на организменном уровне?
   13.    Чем отличается местное действие химических веществ от резорбтивного и от рефлекторного?
   14.  Дайте определение понятиям токсикокинетика и токсикодинамика.
   15.    В чем суть механизмов токсического действия, вызываемых физикохимическими реакциями?

* * *
Токсикология как наука располагает методологической основой, позволяющей количественно и качественно оценить токсичность и опасность химических веществ. Понятия токсичность и опасность ни в коем случае не подменяют друг друга. По определению ВОЗ, токсичность — это относительная способность соединения наносить вред вследствие неблагоприятного биологического эффекта; опасность — вероятность такого воздействия.
   Токсичность и опасность — понятия строго количественные. Принципы и методы оценки токсичности и опасности химических веществ составляют предмет одного из разделов токсикологии — токсикометрию. Токсикомет


11

ПРАКТИКУМ ПО ТОКСИКОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ЗАЩИТЕ

рия является основой для изучения патогенеза интоксикаций, так как располагает рядом прямых тестов для исследований в этом направлении. В то же время именно на токсикометрических закономерностях основывается санитарно-гигиеническое регламентирование содержания токсичных веществ в различных объектах внешней среды.

Практическая работа № 1

Анализ показателей кривой «доза — эффект»
При оценке острой токсичности гидразина определяли дозу, вызывающую судороги у крыс. На рис. 1 приведена зависимость «доза — эффект» для гидразина.
   Исходя из графика, определите:
   ♦ значение ED50 для развития судорог у крыс;
   ♦ величину части популяции, реагирующей на малые и большие дозы яда;
   ♦ диапазон доз, в пределах которого реакция на токсикант в данной популяции примерно одинакова;
   ♦ степень различия чувствительности животных к токсиканту;
   ♦ как изменится кривая, если ее представить в виде зависимости «пробит эффекта — log дозы».


12