Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Токсичный" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Токсичный (значения) .
Для альбома System of a Down см. Toxicity (альбом) .
Токсичность
Череп и скрещенные кости.svg
Череп и скрещенные кости является общим символом для токсичности.

Токсичность - это степень, в которой химическое вещество или определенная смесь веществ могут повредить организм . [1] Токсичность может относиться к воздействию на весь организм, например на животное , бактерия или растение , а также к воздействию на субструктуру организма, такую ​​как клетка ( цитотоксичность ) или орган, такой как печень. ( гепатотоксичность ). В более широком смысле это слово может быть метафорически использовано для описания токсического воздействия на более крупные и сложные группы, такие как семья.единица или общество в целом. Иногда это слово более или менее является синонимом отравления в повседневном употреблении.

Центральная концепция токсикологии состоит в том, что эффекты токсиканта зависят от дозы ; даже вода может привести к водной интоксикации при приеме слишком высокой дозы, тогда как даже для очень токсичного вещества, такого как яд змеи, существует доза, ниже которой не обнаруживается токсического действия. Принимая во внимание ограничения этой концепции " доза-реакция" , недавно был предложен новый индекс токсичности лекарств (DTI) . [2] DTI переопределяет токсичность лекарств, идентифицирует гепатотоксические препараты, дает механистическое понимание, прогнозирует клинические исходы и имеет потенциал в качестве инструмента скрининга. Токсичность зависит от вида, что затрудняет межвидовой анализ. Новые парадигмы и показатели развиваются, чтобы обойти испытания на животных , сохраняя при этом концепцию конечных точек токсичности. [3]

Типы [ править ]

Обычно существует четыре типа токсичных веществ; химические, биологические, физические и радиационные:

  • Химические токсиканты включают неорганические вещества, такие как свинец , ртуть , плавиковую кислоту и газообразный хлор , а также органические соединения, такие как метиловый спирт , большинство лекарств и токсины . В то время как некоторые слаборадиоактивные вещества, такие как уран , также являются химическими токсикантами, более радиоактивные материалы, такие как радий , не являются таковыми, их вредное воздействие ( радиационное отравление ) вызывается ионизирующим излучением. производится веществом, а не химическим взаимодействием с самим веществом.
  • Вызывающие заболевания микроорганизмы и паразиты токсичны в широком смысле, но обычно их называют патогенами, а не токсичными веществами . Биологическая токсичность патогенов может быть трудно измерить, потому что «пороговая доза» может относиться к отдельному организму. Теоретически один вирус , бактерия или червь может воспроизводиться и вызывать серьезную инфекцию . Однако у хозяина с интактной иммунной системой присущая организму токсичность уравновешивается способностью хозяина сопротивляться; тогда эффективная токсичность - это комбинация обеих частей отношения. В некоторых случаях, например, холера, болезнь вызывается главным образом неживым веществом, выделяемым организмом, а не самим организмом. Такие неживые биологические токсиканты обычно называют токсинами, если они производятся микроорганизмами, растениями или грибами, и ядами, если они производятся животными.
  • Физические токсиканты - это вещества, которые в силу своей физической природы мешают биологическим процессам. Примеры включают угольную пыль, волокна асбеста или тонкодисперсный диоксид кремния , все из которых в конечном итоге могут быть смертельными при вдыхании. Коррозионные химические вещества обладают физической токсичностью, потому что они разрушают ткани, но они не являются непосредственно ядовитыми, если они не вмешиваются напрямую в биологическую активность. Вода может действовать как физический токсикант, если принимать ее в чрезвычайно высоких дозах, потому что концентрация жизненно важных ионов резко снижается, если в организме слишком много воды. Удушающие газы можно считать физическими токсикантами, потому что они действуют, вытесняя кислород в окружающей среде, но являются инертными, а не химически токсичными газами.
  • Как уже упоминалось, радиация может оказывать токсическое действие на организмы. [4]

Измерение [ править ]

Токсичность можно измерить по его воздействию на цель (организм, орган, ткань или клетку). Поскольку индивидуумы обычно имеют разные уровни ответа на одну и ту же дозу токсичного вещества, часто используется мера токсичности на уровне популяции, которая связывает вероятности исхода для данного индивидуума в популяции. Одна из таких мер - LD 50 . Когда таких данных нет, оценки производятся путем сравнения с известными аналогичными токсичными веществами или с аналогичным воздействием на аналогичные организмы. Тогда " факторы безопасности"добавлены для учета неопределенностей в данных и процессах оценки. Например, если доза токсичного вещества безопасна для лабораторной крысы, можно предположить, что одна десятая этой дозы будет безопасной для человека, с учетом фактора безопасности из 10, чтобы учесть межвидовые различия между двумя млекопитающими; если данные взяты по рыбе, можно использовать коэффициент 100 для учета большей разницы между двумя классами хордовых (рыб и млекопитающих). Аналогичным образом может использоваться дополнительный коэффициент защиты для лиц, которые, как считается, более подвержены токсическим воздействиям, например, при беременности или при определенных заболеваниях. Или,недавно синтезированному и ранее не исследованному химическому веществу, которое, как полагают, очень похоже по действию на другое соединение, может быть назначен дополнительный фактор защиты 10, чтобы учесть возможные различия в эффектах, которые, вероятно, намного меньше. Очевидно, что это очень приблизительный подход; но такие факторы защиты намеренно очень консервативны, и этот метод оказался полезным в самых разных приложениях.

Оценка всех аспектов токсичности канцерогенных агентов сопряжена с дополнительными проблемами, поскольку неясно, существует ли минимальная эффективная доза канцерогенов или риск слишком мал, чтобы его можно было увидеть. Кроме того, вполне возможно, что одна клетка, трансформированная в раковую, - это все, что нужно для достижения полного эффекта (теория «одного удара»).

Токсичность химических смесей определить сложнее, чем чистого химического вещества, потому что каждый компонент проявляет свою собственную токсичность, и компоненты могут взаимодействовать, вызывая усиление или ослабление эффектов. Обычные смеси включают бензин , сигаретный дым и промышленные отходы . Еще более сложными являются ситуации с более чем одним типом токсичных веществ, например, выбросы из неисправной станции очистки сточных вод, содержащие как химические, так и биологические агенты.

Доклинические испытания на токсичность для различных биологических систем выявляют токсические эффекты исследуемого продукта в зависимости от вида, органа и дозы. Токсичность веществ можно наблюдать путем (а) изучения случайного воздействия вещества (б) исследований in vitro с использованием клеток / клеточных линий (в) воздействия in vivo на экспериментальных животных. Тесты на токсичность в основном используются для изучения конкретных побочных эффектов или конкретных конечных точек, таких как рак, кардиотоксичность и раздражение кожи / глаз. Тестирование на токсичность также помогает рассчитать дозу уровня отсутствия наблюдаемых побочных эффектов (NOAEL) и полезно для клинических исследований. [5]

Классификация [ править ]

Международная Пиктограмма для токсичных химических веществ.

Для надлежащего регулирования и обращения с веществами они должны быть надлежащим образом классифицированы и маркированы. Классификация определяется утвержденными методами тестирования или расчетами и определяет пороговые уровни, установленные правительствами и учеными (например, уровни отсутствия наблюдаемых побочных эффектов , пороговые значения и допустимые уровни суточного потребления ). Пестициды являются примером хорошо зарекомендовавших себя систем классов токсичности и этикеток токсичности . Хотя в настоящее время во многих странах действуют разные правила относительно типов тестов, количества тестов и пороговых уровней, внедрение согласованной на глобальном уровне системы [6] [7] начал объединение этих стран.

Глобальная классификация включает три области: физические опасности (взрывы и пиротехника) [8], опасность для здоровья [9] и опасность для окружающей среды . [10]

Опасности для здоровья [ править ]

Типы токсичности, при которых вещества могут вызвать летальный исход для всего тела, смертельный исход для отдельных органов, серьезные / незначительные повреждения или вызвать рак. Это общепринятые определения токсичности. [9] Все, что не подпадает под определение, не может быть классифицировано как токсикант данного типа.

Острая токсичность [ править ]

Основная статья: Острая токсичность
Смотрите также: Смертельная доза

Под острой токсичностью понимают летальные эффекты при пероральном, кожном или ингаляционном воздействии. Он разделен на пять категорий серьезности: Категория 1 требует наименьшего количества воздействия, чтобы быть летальным, а Категория 5 требует, чтобы наибольшее воздействие было летальным. В таблице ниже показаны верхние пределы для каждой категории.

Способ примененияКатегория 1Категория 2Категория 3Категория 4Категория 5
Перорально: LD 50 измеряется в мг / кг массы тела.7503002 0005 000
Кожный: LD 50 измеряется в мг / кг массы тела.502001 0002 0005 000
Вдыхание газа: LC 50 измеряется в ppmV1005002 50020 000Неопределенный
Вдыхание паров: LC 50 измеряется в мг / л0,52.01020Неопределенный
При вдыхании пыли и тумана: LC 50 измеряется в мг / л.0,050,51.05.0Неопределенный

Примечание. Ожидается, что неопределенные значения будут примерно эквивалентны значениям категории 5 для перорального и кожного введения. [ необходима цитата ]

Другие методы воздействия и степени тяжести [ править ]

Разъедание и раздражение кожи определяется с помощью анализа кожных пятен, аналогичных тесту на участки аллергического воспаления . Это исследует серьезность нанесенного ущерба; когда оно возникло и как долго остается; обратимо ли оно и сколько испытуемых были затронуты.

Разъедание кожи веществом должно проникнуть через эпидермис в дерму в течение четырех часов после нанесения и не должно устранять повреждение в течение 14 дней. Раздражение кожи вызывает менее серьезные повреждения, чем коррозия, если: повреждение происходит в течение 72 часов после нанесения; или в течение трех дней подряд после подачи заявки в течение 14-дневного периода; или вызывает воспаление, которое длится 14 дней у двух испытуемых. Легкое раздражение кожи - это незначительное повреждение (менее серьезное, чем раздражение) в течение 72 часов после нанесения или в течение трех дней подряд после нанесения.

Серьезное повреждение глаз связано с повреждением тканей или ухудшением зрения, которое полностью не исчезает за 21 день. Раздражение глаз включает изменения в глазах, которые полностью исчезают в течение 21 дня.

Другие категории [ править ]

  • Респираторные сенсибилизаторы вызывают гиперчувствительность дыхания при вдыхании вещества.
  • Вещество, которое является сенсибилизатором кожи, вызывает аллергическую реакцию при нанесении на кожу.
  • Канцерогены вызывают рак или увеличивают вероятность возникновения рака.
  • Нейротоксичность - это форма токсичности, при которой биологический, химический или физический агент оказывает неблагоприятное воздействие на структуру или функцию центральной и / или периферической нервной системы . Это происходит, когда воздействие вещества - в частности, нейротоксина или нейротоксиканта - изменяет нормальную деятельность нервной системы таким образом, что вызывает необратимое или обратимое повреждение нервной ткани .
  • Токсичные для репродуктивной функции вещества оказывают неблагоприятное воздействие на половую функцию или фертильность родителей или потомства.
  • Токсины для конкретных органов-мишеней повреждают только определенные органы.
  • Опасности при вдыхании представляют собой твердые или жидкие вещества, которые могут вызвать повреждение при вдыхании.

Опасности для окружающей среды [ править ]

Опасность для окружающей среды может быть определена как любое условие, процесс или состояние, отрицательно влияющие на окружающую среду. Эти опасности могут быть физическими или химическими и присутствовать в воздухе, воде и / или почве. Эти условия могут нанести серьезный вред людям и другим организмам в экосистеме.

Общие типы экологических опасностей [ править ]

  • Вода : моющие средства, удобрения, неочищенные сточные воды, лекарства, отпускаемые по рецепту, пестициды, гербициды, тяжелые металлы, ПХД.
  • Почва : тяжелые металлы, гербициды, пестициды, полихлорированные бифенилы.
  • Воздух : твердые частицы, оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота, асбест, приземный озон, свинец (из авиационного топлива, горнодобывающей промышленности и промышленных процессов) [11]

EPA ведет список приоритетных загрязнителей для тестирования и регулирования. [12]

Профессиональные опасности [ править ]

Работники различных профессий могут подвергаться большему риску нескольких типов токсичности, включая нейротоксичность. [13] Выражения «Безумный как шляпник» и «Безумный Шляпник» в книге « Алиса в стране чудес» происходят от известной профессиональной токсичности шляпников, которые использовали токсичные химические вещества для управления формой шляп. Воздействие химических веществ на рабочем месте может потребоваться для оценки специалистами по промышленной гигиене. [14]

Опасности для малого бизнеса [ править ]
Опасности, связанные с медицинскими отходами и утилизацией по рецепту [ править ]
Опасности в искусстве [ править ]

Опасности в искусстве были проблемой для художников на протяжении веков, хотя токсичность их инструментов, методов и материалов не всегда адекватно осознавалась. Свинец и кадмий, среди других токсичных элементов, часто включались в названия масляных красок и пигментов художников, например, «свинцово-белый» и «красный кадмий».

Художники-граверы 20-го века и другие художники начали осознавать токсичные вещества, токсичные методы и токсичные пары в клеях, красящих материалах, пигментах и ​​растворителях, многие из которых в маркировке не указывали на их токсичность. Примером может служить использование ксилола для очистки шелкографии . Художники начали замечать опасность вдыхания средств для рисования и разбавителей, таких как скипидар . Осознавая токсиканты в студиях и мастерских, в 1998 году гравер Кита Говарда опубликовал нетоксичную Металлографскую эстамп , который подробно двенадцать инновационной Металлографской -типу эстампа техники , включая фото травления , цифровую обработку изображений ,методы ручного травления акрилового резиста и внедрение нового метода нетоксичной литографии . [15]

Картирование экологических опасностей [ править ]

Существует множество инструментов для картирования состояния окружающей среды. TOXMAP является Географической информационной системой (ГИС) из Отдела специализированных информационных служб [16] в Национальной библиотеке США медицины (NLM) , который использует карты Соединенных Штатов помогают пользователям визуально исследовать данные от Агентства по охране окружающей среды Соединенных Штатов программы (EPA) Toxics Release Inventory и Superfund . TOXMAP - это ресурс, финансируемый федеральным правительством США. Информация TOXMAP о химических веществах и состоянии окружающей среды взята из Сети токсикологических данных NLM (TOXNET) [17] и PubMed , а также из других авторитетных источников.

Водная токсичность [ править ]

При испытаниях на водную токсичность ключевые индикаторные виды рыб или ракообразных подвергаются воздействию определенных концентраций вещества в окружающей среде для определения уровня летальности. Рыба подвергается воздействию в течение 96 часов, а ракообразных - в течение 48 часов. В то время как GHS не определяет токсичность выше 100 мг / л, EPA в настоящее время классифицирует водную токсичность как «практически нетоксичную» в концентрациях выше 100 ppm. [18]

КонтактКатегория 1Категория 2Категория 3
Острый≤ 1,0 мг / л≤ 10 мг / л≤ 100 мг / л
Хронический≤ 1,0 мг / л≤ 10 мг / л≤ 100 мг / л

Примечание: Категория 4 установлена ​​для хронического воздействия, но просто содержит любое токсичное вещество, которое в основном нерастворимо, или не имеет данных об острой токсичности.

Факторы, влияющие на токсичность [ править ]

Токсичность вещества может зависеть от множества различных факторов, таких как путь введения (наносится ли токсикант на кожу, проглатывается, вдыхается, вводится инъекцией), время воздействия (кратковременное или длительное воздействие), количество воздействия (разовая доза или несколько доз с течением времени), физической формы токсиканта (твердое, жидкое, газообразное), генетического состава человека, общего состояния здоровья человека и многих других. Сюда включены несколько терминов, используемых для описания этих факторов.

Острое воздействие
Однократное воздействие токсичного вещества, которое может привести к серьезному биологическому ущербу или смерти; острое воздействие обычно характеризуется продолжительностью не более суток.
Хроническое воздействие
Непрерывное воздействие токсичного вещества в течение длительного периода времени, часто измеряемого месяцами или годами; это может вызвать необратимые побочные эффекты.

Этимология [ править ]

«Токсичный» и подобные слова происходят от греческого τοξον toxon (« лук »), что означает использование отравленных стрел в качестве оружия. Этот корень был выбран потому, что транслитерация «ιον ion» , обычного классического греческого слова, обозначающего «яд», недостаточно отличалась от английского слова « ion », которое само происходит от похожего, но не связанного с ним греческого корня. Буквальное значение корня токсо отражено в таких биологических названиях, как Токсодон (« зубастый »).

См. Также [ править ]

  • Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR)
  • Биологическая активность
  • Биологическая война
  • Предложение 65 Калифорнии (1986)
  • Канцероген
  • Пьянство
  • Ориентировочное предельное значение
  • Список высокотоксичных газов
  • Паспорт безопасности материала (MSDS)
  • Мутаген
  • Гепатотоксичность
  • Нефротоксичность
  • Нейротоксичность
  • Ототоксичность
  • Парацельс
  • Фармакокинетическое моделирование на физиологической основе .
  • Яд
  • Контрольная доза
  • Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) - база данных токсичности
  • Загрязнение почвы
  • Тератоген
  • Токсичный деликт
  • Отравление
  • Токсикофор
  • Токсин
  • Toxica , страница значений

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Определение ТОКСИЧНОСТИ» .
  2. ^ Диксит, Вайбхав (2019). «Простая модель для решения сложной проблемы токсичности лекарств» . Токсикологические исследования . 8 (2): 157–171. DOI : 10.1039 / C8TX00261D . PMC 6417485 . PMID 30997019 .  
  3. ^ «Конечные точки токсичности и тесты» . AltTox.org. Архивировано из оригинала на 1 октября 2018 года . Проверено 25 февраля 2012 года .
  4. ^ Мацумура Y, Ananthaswamy HN (март 2004). «Токсическое действие ультрафиолета на кожу». Токсикология и прикладная фармакология . 195 (3): 298–308. DOI : 10.1016 / j.taap.2003.08.019 . PMID 15020192 . 
  5. ^ Парасураман С. Токсикологический скрининг. J Pharmacol Pharmacother [серийное издание в Интернете] 2011 [процитировано 12 октября 2013 г.]; 2: 74-9. Доступно по адресу : http://www.jpharmacol.com/text.asp?2011/2/2/74/81895
  6. ^ «О СГС - Транспорт - ЕЭК ООН» .
  7. ^ EPA, OCSPP, OPP, США (2015-08-25). «Этикетки для пестицидов и GHS: Сравнение и образцы» .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  8. ^ «Транспорт - Транспорт - ЕЭК ООН» (PDF) .
  9. ^ a b «Транспорт - Транспорт - ЕЭК ООН» (PDF) .
  10. ^ «Транспорт - Транспорт - ЕЭК ООН» (PDF) .
  11. ^ «Основная информация о свинцовом загрязнении воздуха». EPA. Агентство по охране окружающей среды, 17 марта 2017 г. Web. Бобье, Джефф и Барри Д. Нуссбаум. «Энциклопедия количественного анализа и оценки рисков». Вайли. Np, 15 сентября 2008 г. Web. «Критерии загрязнителей воздуха». EPA. Агентство по охране окружающей среды, 2 марта 2017 г. Web. «Список приоритетных загрязнителей USEPA». Экологическая наука о питьевой воде (2005): 243–45. EPA, 2014. Интернет «Какие типы экологических опасностей?» Ссылка. Издание IAC, nd Web.
  12. ^ https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/priority-pollutant-list-epa.pdf
  13. ^ Экологическая нейротоксикология . Национальный исследовательский совет (США). Комитет по нейротоксикологии и моделям оценки риска. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы. 1992. ISBN. 0-585-14379-X. OCLC  44957274 .CS1 maint: others (link)
  14. ^ «Критерии гигиены окружающей среды: оценка риска нейротоксичности для здоровья человека: принципы и подходы» . Программа ООН по окружающей среде, Международная организация труда и Всемирная организация здравоохранения, Женева. 2001 г.
  15. ^ Кейт Ховард; и другие. (1988). Нетоксичная печать глубокой печати / Кейт Ховард; предисловие Мононо Россол . нападающий Монона Россол; вклад Элизабет Дав. Гранд-Прери, Альберта: Ресурсы для печати. ISBN 978-0-9683541-0-0.
  16. ^ «Надежная информация по естественнонаучному образованию, химии, токсикологии, гигиене окружающей среды, ВИЧ / СПИДу, готовности к стихийным бедствиям / чрезвычайным ситуациям и реагированию на них, а также по работе с меньшинствами и другими конкретными группами населения» .
  17. ^ "ТОКСНЕТ" .
  18. ^ EPA: Оценка экологического риска

Внешние ссылки [ править ]

Классификация
D
  • МКБ - 10 : T65.9
  • Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний
  • Целые сточные воды, часто задаваемые вопросы о тестировании на водную токсичность
  • Электронные карты TOXMAP по гигиене окружающей среды из Национальной медицинской библиотеки США
  • Toxseek: метапоисковая система по токсикологии и гигиене окружающей среды