Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии»




НазваниеМетодическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии»
страница1/7
Дата публикации05.09.2013
Размер0.86 Mb.
ТипМетодическое пособие
zadocs.ru > Биология > Методическое пособие
  1   2   3   4   5   6   7
УДК 615.9+543.1

В26
Рецензент:
Кудров А.Н. МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ»

Подготовлено к печати на кафедре экологической и промышленной биотехнологии
Редактор

Компьютерная верстка

Подписано в печать

Сдано в производство

Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ.

Усл. печ.л. Уч.–изд. л. Тем. план 200 г., поз.

Заказ Тираж экз.

Электронный набор, Москва

© Московский государственный университет инженерной экологии, 2007 г.
Оглавление





Принятые сокращения
CL50– средняя смертельная концентрация.

DL50– средняя смертельная доза.

Кcum – коэффициент кумуляции.

Zac – зона острого действия.

Zch – зона хронического действия.

ЖКТ – желудочно–кишечный тракт.

КВИО – коэффициент возможности ингаляционного отравления.

ПДКр.з. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (максимально разовая).

ПДКс.с. – средняя суточная допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны.

ПДКа.в. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенной местности.

ПДКм.р. – максимальная разовая допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенной местности.

ПДКв – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воде водных объектов хозяйственно–питьевого и культурно–бытового водопользования.

Dmin50 – пороговая доза (вызывающая минимальный токсический эффект у 50% объектов).




Работа 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

1.1.  Общие сведения об исследования токсичности

Контакт человека с промышленными ядами в условиях производ­ства может приводить к возникновению профессиональных отравлений, а, в общем случае, вызывать самые разнообразные заболевания. Ниже представлены примеры наиболее распространенных токсических веществ.

Анилин – производство красителей, красильные предприятия.

Бензол – синтез пластмасс, производство красок, лаков.

Бериллий – производство керамики, производство радиоламп, порошковая металлургия, производство люминофоров.

Кадмий – производство щелочных аккумуляторов, изготовление кадмиевых ламп.

Марганец – производство стекол, электросварка.

Мышьяк – производство инсектицидов, в фармацевтической промышленности, в электронике.

Нитрогазы – производство удобрений, взрывные работы, испытание высоковольт­ной аппаратуры.

Ртуть – производство пестицидов, производство взрывча­тых веществ, в термометрах, мано­метрах, рентгеновских трубках, электролампах, амальгамы в стоматологии.

Свинец – производство свинцовых красок, производство аккумуляторов, полиграфическое производство.

Сернистый газ – производство серной кислоты, процесс отбеливания в текстильной промышленности, дезинфекция фрук­тов.

Сероводород – процесс осаждения металлов из растворов в текстильной и кожевенной промышлен­ности.

Угарный газ (оксид углерода) – процесс неполного сгорания материалов, содержащих углерод.

Фтор – производство суперфосфата, синтез полимеров.

Следует различать понятия «отравление острое» и «отравление хроническое». Острое отравление наблюдается редко, возникает внезапно, в основном, при аварийных ситуациях с выделением или выбросом значительного количества вредных веществ. Хроническое отравление возникает медленно при длительной работе в условиях воздействия относительно невысоких концентраций вредных веществ. Хронические отравления возникают при действии ядов, обладающих свойст­вом вызывать материальную или функциональную кумуляцию в организме.

Задачами промышленной токсикологии являются всесторонняя токсикологическая характеристика промышленных ядов в условиях острого и хрониче­ского воздействия и обоснование предельно допустимых концентраций (ПДК) токсических веществ. В основе установления последних лежит представление о пороговости действия токсических веществ.

Во многих случаях токсические эффекты наступают, если достигается определенная интенсивность воздействия – порог острого или хронического действия. Пороговость действия позволяет устанавливать предельно допустимые концентрации токсических веществ для различных объектов окружающей среды и в том числе для воздуха рабочей зоны промышленных предприятий. Наличие этого норматива, в свою очередь, позволяет ограничивать загрязнение воздуха промышленными предприятиями, что является важной мерой профилактики острых и хронических отравлений.

В соответствии со стандартами по гигиене труда ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.1.007 и ГОСТ 12.4.034 действует следующее определение ПДК:

“концентрации, которые при ежедневной (кроме вы­ходных дней) работе в тече­ние 8 ч или при другой продолжи­тельности (но не более 41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений”.

Установление величины ПДК для определенного вещества является итогом токсикологических исследований. Схема исследования химических веществ, внедряемых в производство, включает следующие основные этапы:


1. Получение информации о физико–химических свойствах и условиях применения изучаемого вещества.


2. Оценка токсичности в условиях острого воздействия (определение средних смертельных доз и концентраций, порога острого действия, коэффициента кумуляции, изучение местного и кожно–резорбтивного действия). Эти данные позволяют составить представление об опасности острых отравлении при воздействии данного яда.


3. Изучение воздействия яда в условиях хронического эксперимента, позволяющее определить пороговые концентрации при длительной экспозиции.


Основные токсикологические показатели устанавливаются на основе пороговых концентраций, определяемых на лабораторных животных в острых и хронических экспериментах. Затравка животных проводится в специальных затравочных камерах. Задачей хронического эксперимента является выявление пороговых (минимально действующих) и недействующих концентраций при длительной экспозиции в течение 4 мес. при ежедневном 4-часовом воздействии токсического вещества. Как правило, опыты проводятся на белых крысах, а при выраженных различиях видовой чувствительности и на более чувствительном виде животных.

Для оценки токсического действия применяются следующие показатели:

1. Интегральные показатели, отражающие общее состояние организма: оценка функционального состояния центральной нервной системы (метод условных рефлексов, электроэнцефалография, хронаксиметрия, способность к суммации подпороговых импульсов), изучение работоспособности, функции внешнего дыхания и др.

2. Показатели, выявляющие функциональное отдельных органов и систем, например, показатели функционального состояния печени (определение белков сыворотки крови, осадочные пробы, проба Квика, исследование углеводного обмена и др.).

3. Изучение состояния биохимических систем (определение активности различных ферментов).

4. Морфологические методы (патогистологическое и гистохимическое исследование органов и тканей, определение весовых коэффициентов органов, определение картины крови).
1.2.  Ориентировочная оценка токсичности веществ по некоторым химическим и физико-химическим свойствам

Биологическое действие веществ зависит от их химического строения и физико-химических свойств. Наличие связи между химическим строением вещества и его токсикологическим действием важно для промышленной токсикологии, так как, зная химическую структуру вещества, возможно в некоторой сте­пени предвидеть характер его токсического действия. В связи с этим для оценки новых соединений используют сведения о токсичности веществ, сходных по химическому строению и физико-химическим свойствам.

Характеристику вещества начинают с получения сведений о его структурной формуле, физических и физико-химических свойствах (молекулярная масса, температура кипения, упругость пара, растворимость в воде и др.). Из физико-химических свойств в первую очередь принимают во внимание абсолютную летучесть, коэффициенты распределения вода/воздух и масло/вода.

Абсолютная летучесть ― максимально достижимая концентрация вещества в воздухе при данной температуре. Её определяют по формуле:

,

где ― абсолютная летучесть при температуре 20 °С, мг/л;

Р ― давление насыщенного пара (упругость) при температуре 20°С, мм рт. ст.;

М ― молекулярная масса;

18.3 ― коэффициент (76022.4(273+20)/(2731000)).

Вещества, имеющие высокую летучесть, легко испаряются и создают в воздухе рабочих помещений большие концентрации токсических веществ. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается менее летучим веществам. Для суждения о непосредственной опасности возникающих концентрации для развития острых отравлений сопоставляют летучесть с величиной средних смертель­ных концентраций.

Для суждения о накоплении в организме паров и газов, поступаю­щих в кровь через легкие на основе закона диффузии (так называемых нереагирующих паров и газов), в промышленной токсикологии используется коэффициент распределения в сис­теме артериальная кровь/альвеолярный воздух. Коэффициент распределения в системе артериальная кровь/альвеолярный воз­дух без большой погрешности может быть заменен коэф­фициентом растворимости вода/воздух и вычислен по формуле:

,

где ^ S – раствори­мость в воде, г/л;

Т – абсолютная температура в градусах Кельвина, К (273+t °С);

М – молекуляр­ная масса, г;

P – упругость пара, мм рт.ст.

Вещества, хорошо растворяющиеся в воде, имеют большие значе­ния коэффи­циента . Эти вещества легко диффундируют из альвеоляр­ного воздуха в кровь, но скорость насыщения артериальной крови до концентраций, максимально воз­можных при данном содержании ве­щества в воздухе, для них незначительна. Наоборот, вещества, имею­щие малое значение коэффициента , быстро насыщают артериальную кровь и опасны в отношении развития острых отравлений.

Показателем растворимости веществ в жирах и липоидах служит коэффици­ент распределения масло/вода (Овертон – Мейера). Неэлектролиты, имеющие высокие значения этого коэффициента (10…105 и более), проникают через неповрежденную кожу и слизистые оболочки, легко про­ходят через клеточные мембраны, быстро прони­кают в клетки и быстро из них выводятся. Их распределение в организ­ме определяется условиями кровоснабже­ния органов и тканей. Особен­но быстро насыщается мозг, содержащий много липидов и имеющий развитую систему кровоснабжения.

^ 1.3. °Оценка токсичности веществ в условиях острого воздействия

Оценка токсичности в условиях острого воздействия проводится путем определения следующих показателей:

1. средние смертельные дозы и концентрации;

2. коэффициент возможности ингаляционного отрав­ления (КВИО);

3. порог и зона острого действия;

4. раздражающее, местное и кожно–резорбтивное действие.

^ 1.3.1. Средние смертельные дозы и концентрации

DL50 – средняя смертельная доза при введении в желудок – доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

CL50 – средняя смертельная концентрация – концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при 2–4–часовом ингаляционном воздействии (2 ч – мыши, 4 ч – крысы).

Определение средних смертельных кон­центраций целесообразно произво­дить не менее чем на двух видах лабораторных жи­вотных. Обычно используются белые мыши (масса 18–24 г) и крысы (масса 180–240 г). Картина отравления регистри­руется в течение 2 недель. После двухнедельного срока на­блюдения отмечают количество погибших животных.

Определение DL50

Определение CL50

Каждая испытуемая доза вводится 6 белым мышам в чистом виде, в водном растворе или в 0,2 мл рафинированного подсолнеч­ного масла.

За 3 ч до опыта мышей лишают корма и вновь дают его через 3 ч после отравления.

Затравка производится однократно в камерах при динамической подаче вредного вещества. Каждая концентрация испытывается не менее чем на 6 животных.

Во время затравки регистрируют проявления раздражающего действия, потерю рефлексов на звуки, наступление бокового положения, судороги, наркоз.

Расчет средней смертельной концентрации и дозы может производиться по методу Першина, позволяющему вычислить или

при разном числе жи­вотных в группах и разных интервалах между выбранными дозами:

,

где – смертельная концентрация для 50% мышей при ингаляци­онной затравке, мг/л;

а, b – величины смежных испытанных концентра­ций, мг/л;

m, n – соответствующие этим концентрациям частоты смертельных исходов в процентах.

При расчете по формуле Першина составляется специальная таб­лица, облегчающая проведение расчетов (см. работу 2).

2. Коэффициент возможности ингаляционного отрав­ления (КВИО)

КВИО – коэффициент возможности ингаляционного отравления – отношение максимально допустимой концентрации вредного вещества в воздухе при температуре 20оС к средней смертельной концентрации для мышей:

КВИО = , где

– абсолютная летучесть при температуре 20°С, мг/м3;
–средняя смер­тельная концентрация, мг/м3.

Вещества, имеющие большое значение КВИО, опасны в отноше­нии развития ингаляционных отравлений.

3. Порог и зона острого действия

Минимальная разовая концен­трация, вызывающая измене­ния биологических показа­телей на уровне целостного организма при однократном поступлении вещества в организм, называется порогом острого действия (Limac , мг/м3). Пороговая доза, вызывающая минимальный токсический эффект у 50% объектов, обозначается Dmin50 (мг/г массы тела).

Limac и зона острого действия (Zac) характеризуют опасность вещества и вероятность острого отравления. При определении порога острого действия используют не менее двух видов животных. Время воздействия для мышей составляет 2 ч, для крыс – 4ч.

Zac – зона острого действия – отношение средней смертельной концентрации к порогу острого действия:



,

где – сред­няя смертельная концентра­ция, мг/м3.

Узость зоны острого действия указывает на высокую вероятность острых отравлений, и, наоборот, чем шире зона острого действия, тем сильнее выражены компенсаторные реакции при действии данного яда (обнаружение и реагирование) и тем ниже потенциальная возможность острых отравлений.

4. Раздражающее, местное и кожно–резорбтивное действие

Раздражающее действие оценивается по изменению частоты дыхания у кроликов, изменениям в дыхательной системе у крыс, по появлению слюнотечения у кошек и субъективным ощу­щениям у человека.

Исследо­вание местного действия может производиться путем внесения изу­ча­емого вещества в конъюнктивальный мешок глаза кролика с последу­ющей реги­страцией гиперемии, отечности, инъекции сосудов склеры и роговицы, её про­зрачности и т.п.

Кожно–резорбтивное действие изучают путем аппликаций вещества на вы­стриженные участки кожи живота крыс или кроликов. Место ап­пликации яда за­крывают колпачком. Наблюдения за животными про­должают 2 недели. Для веществ, вызывающих гибель животных, опреде­ляют среднюю смертельную концентрацию при нанесении на кожу. Для экспресс–оценки местного и кожно–резорбтивного действия применя­ют метод аппликаций яда на кожу хвостов мышей. При изучении кожно–резорбтивного действия на лабораторных животных исследуют состояние кожных покровов, определяют количество вещества в крови, моче и фекалиях, накопление вещества в подкожной жировой клетчатке.

^ 1.4. °Оценка кумулятивного действия

Количественная оценка кумуляции производится на уровне действия смертельных доз путем опреде­ления коэффициента кумуляции (Кcum).

Коэффициент кумуляции – отно­шение суммарной средней смертельной дозы , полученной в опыте с повторным введением веще­ства, к таковой же при однократ­ном введении

:

.

Чем ниже коэффициент кумуля­ции, тем меньше вещество выво­дится из ор­ганизма, тем больше оно депонируется и тем оно опаснее. Иногда для нагляд­ности используют обратную величину – степень куму­ляции . Чем степень кумуляции выше, тем опаснее вещество.

Методики изучения кумуляции:

1

2

Обычно затравки производят ежедневно (или в рабочие дни) дозами, равными 1/10, 1/20 или 1/50 от .

В итоге каждое животное получает суммарно за 4 месяца соответственно 10; 5 и 2 .

По методике “субхронической токсичности” первые 4 дня животные получают по 0,1, следующие 4 дня по 0,15, затем с 9 по 12 день – по 0,22, с 13 по 16–й день – по 0,34с 17 по 20 – по 0,50, и с 21 по 24 по 0,75, с 25 по 28 день – 1,12.

В итоге суммарная доза – 12,8 (Lim R.K. с соавторами [3]).


При оценке не смертельных, а эффективных доз, если они могут быть учтены альтернативно (есть эффект – нет эффекта), для оценки куму­лятивных свойств на пороговом уровне пригодны оба изложенных метода. Однако по второму методу (“субхронической токсичности” Lim R.K. at al. [3]) выявляется как кумуляция, так и привыкание, то есть выявляется адаптивная возможность организма к данному виду яда. Поэтому величина Кcum, найденная по второму методу, может быть выше, чем по первому.

Для качественной оценки величины Кcum можно пользоваться шкалой Л.И.Медведя и соавт. в модификации Б.И.Люблиной [4].

Шкала для оценки кумулятивного действия

Коэффициент кумуляции

Оценка действия

<1

Сверхкумуляция

1–2,2

Выраженная кумуляция

2,2–5

Средняя кумуляция

>5

Слабая кумуляция


Вещества с выраженным кумулятивным эффектом более опасны в отноше­нии развития хронических отравлений, чем отравлений острых.



  1   2   3   4   5   6   7

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов...
Методическое пособие для самостоятельной подготовки студентов к практическим занятиям по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии....

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconРуководство к практическим занятиям по разделу «Гигиена воздуха»
Гигиена воздуха: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов лечебного факультета /Авторы: Т. Р. Зyлькaрнаев,...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодическое пособие к курсовому проектированию и лабораторным занятиям...
Основы градостроительства и планировка населенных мест: методическое пособие к курсовому проектированию и лабораторным занятиям для...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодические указания к лабораторным и практическим занятиям для...
...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодическое пособие к лабораторным работам для студентов дневной...
Электроника. Методическое пособие к лабораторным работам Вологда: Вогту, 2007. 62 с

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» icon«Круговорот веществ в природе» Методическое указание к практическим...
Методическое указание к практическим занятиям по теме: «Круговороты веществ в природе» для студентов специальности 330200 кгасу,...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодические указания к лабораторным и практическим занятиям по дисциплине «Газоснабжение»
«Газоснабжение» для студентов специальностей 290700, 100700 очной и заочной форм обучения

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconУчебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов II курса лхф
Курс «История садово-паркового искусства» призван научить студентов ориентироваться во всем многообразии приемов ландшафтного искусства,...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconУчебно-методическое пособие Практическая грамматика английского языка....
Пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом и включает задания и упражнения для самостоятельной...

Методическое пособие для студентов к лабораторным и практическим занятиям по курсу «основы токсикологии» iconМетодические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Социальная...
Методические указания по курсу «Социальная экология и устойчивое развитие» предназначены для студентов специальности «Экология»....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов