Text
                    ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
МЕТАБОЛИЗМ И АНАЛИЗ
ТОКСИКАНТОВ
Под редакцией проф.
H.I/I. Калетиной
Учебное пособие
для вузов
CD
Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа»

СОДЕРЖАНИЕ Пре u<c.ioRiie....................................................................7 Введение..........................................................................9 Глава I. Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение в сфере обращения средств медицинского применения, клинико-токсикологического анализа и судебно-химической экспертизы..........................................15 l.l. Poib Федеральной службы но naJ зору в сг|>срс здравоохранения и социального развития (Росздравнадзора). Правовые и организационные аспекты.................17 I 2. Организация экспертизы средств медицинского применения....................22 1.3. Организация службы информации о побочных реакциях лекарственных средств в РФ от фирм производителен, лечебно-профилактических учреждений и пациентов....26 1 4. Стандарт гания методов оценки побочных реакций лекарственных средств.....31 1.5. Правовое регулирова те и регламентирующие току менты в области клинико- токсикологического анализа и службы судебно-химической эксперпгзы..............38 Глава 2. Классификация токсичных агентов и виды токсического действия............43 2 1. Некоторые понятия, определения, термины, используемые в токсикологии......43 2 .2. Что понимать под зависимостью «етруктура-гокспчиость»0 ... ........... 47 2 .3. Тины классификаций токсичных агентов................................. 53 2 4. Виды токснчност..........................................................56 2.4.1. Понятие о биологических маркерах.... .............................. 56 2.4.2. Гепатотоксичность....................................................59 2.4.3. Гематотоксичиость.................................................. 70 2.4.4. Нефротоксичность......... .......................................... 82 2.4 5. Дерматогоксичиосгь...................................................88 2.5. Понятие о способах детоксикации...........................................95 Глава 3. Некоторые аспекты молекулярной токсикологии; от генома к мстабоюму.......101 3.1. Молекулярные мишени - рецепторные комплексы. Классификация рецепторов токсичности. Рецепторы, формирующие ионные каналы. Рецепторы, связанные с G-протсинами. Рецепторы с тирозинкиназной активностью.................... 101 3.2. Механизмы токсического действия и межклеточной коммуникации. Токсиканты и регуляция апоптоза..............................................................109 3.3. Взаимосвязь между токсикологией н геномикой. Генный но г и морфизм. .Мегаболомика и мегабономика....................................................131 Глава 4. Метаболизм токсикантов и ш хсмобиокинетнка?......................... 148 4.1. Токсикокинстические характеристики.......................................149 4.2. Абсорбция (резорбция) и распределение токсикантов .......................160 4.3. Ьнотрансформация.........................................................177 4.4. Выделение токсикантов из организма...................... ... .......... 191 4.5. Вторичный метаболизм.....................................................197 Глава 5. Методология химико-токсикологического анализа........................ .200 5.1. Основные направления, пели и задачи химико-токсикологического анализа .. . 200 5.2. Взаимосвязь между этапами анализа (отбор пробы, ее подготовка к анализу. выбор методов анализа) и интерпретацией результатов исследования ....203 5.3. Взаимосвязь между содержанием токсиканта в анализируемом объекте и иигерпрсеацией результатов исстелования................................... 215 5.4. Взаимосвязь между способами пробополготонки биообъекта и интерпретацией результатов анализа. Способы изолирования.................................... 222 5.5. Особенности химике-токсикологического анализа при диагностике острых отравлений ................................................................. 239
Содержание 5 5 6 Особенности химико-токсикологического анализа при определении наркотиков.242 5.7. Особенное।и интерпретации результатов химико-токсикологического анализа .250 5.8 Обеспечение качества и надлежащая лабораторная практика (нрнниины GLP в современной лаборатории). Виелренис системы валидации и квалификации в лаборатории... . ..................................................... 253 Глава 6. Методы определения токсикантов в биоерсдах.............................264 6.1. Рекомендации Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК).................................................................264 6.2. Иммунохимические методы определения токенкянгов..........................280 6.2.1. Классификация и сущность иммунохимичсских методов............... .280 6.2.2. Принципы ноляри lauiioinioro ф. i оороиммуиоапа-шза.................289 6.2.3. Иммунохимпчсскис методы определения наркотиков и лекарств.......... 303 6.2.4. Иммунохимические методы определения пестицидов, гормонов, токсинов...315 6.2.5. Иммунохимические методы определения металлов и метал тосодержащмх веществ................................................................ 321 6.3. Хроматографические методы определения токсикантов........................325 6.3.1 Классификация. термины и определения... ............................ 325 6 3.2. Хроматография в тонком слое сорбента................................339 6.3.3. Газовая хромато! рафия... ...................................... 355 6.3 4. Высокоэффективная жи (костная хроматография..... ......... ........38) 6.3.5. Капиллярный элект|юфорез.......................................... 393 6.3.6 Хромато) рафические метилы с масс-спектральным детектированием ......406 6 4. Оптические методы определения токсикантов ....... ... .. ... .. 436 6 4 1 Классификация. термины и определения.............................. 436 6 4 2 Молекулярная спектрометрия...........................................440 6.4.2 I. Спектрометрия в видимой и УФ-области спектра ..................440 6.4.2.2. Спектрометрия в ИК-обласгн спектра, Рамаи-спсктромстрия. ПК Фурье- спсктромс|рия. ПИВО, МНПВО методы..................................... 455 6.4.3. Атомная спектрометрия и ядерные методы в элементном анализе токсикантов. Применение комбинированных систем — ВЭЖХ-ИСП-МС. ГЖХ-ИСП-МС. КЭ-ИСП-МС и гамма-резонансной спектрометрии в биомедицинских нанотехнологиях............................................................486 6.4 4. Спектрометрия ядерного магнитного резонанса Применение комбинированных систем ВЭЖХ-ЯМР и ВЭЖХ-ЯМР-МС в мстаболомике и мстабономике............ .....509 6.5. Электрохимические методы определения токсикантов.................... ....523 Глава 7. Мстаболшм и определение наркотических средств, психотропных и сильнодействующих веществ в биосубстрагах человека............................540 7.1. Наркотическая и лекарственная зависимость................................540 7.2. Нейробиологнческие основы наркотической и лекарственном зависимости......547 7.3. Основные группы наркотических средств, психотропных и сильнодействующих веществ.......................................................................555 7.3.1. Опиаты и опиоиды....................................................556 7.3.2. Каннабиноиды................................................ 571 7.3.3. Фенилалкиламины.................................................... 579 7.3.4. Кокаин..............................................................586 7.3.5 Галлюциногены: ЛСД. пси.топин (псилоцибин). фенциклидин (РСР)........596 7.3.6. Другие контролируемые вещества......................................609 7.3.7. Барбитураты . 614 7.3.8. Производные 1.4-бензодиа тепина.....................................634 7.3.9. Нейролептические средства ......................................... 665 7.3.10. Тимолепгики и тимерегики (ангиденрессаты)..........................679
6 Содержание Глава 8. Mcraooj нам и определение токсикантов различных химических групп в биосубстратах человека.......................................................697 8.1. Экспертиза алкогольного опьянения..........................................697 8.2. Спирты. Алыгсгмды. Кетоны. Углеводороды. Галотенонропзводные углеводородов.722 8.3. Ядовитые газы...........................................................753 8.3.1. Оксид углерода (II)................................................753 8.3.2. Ссровоюрод. оксиды азота...........................................759 8.3.3. Цианистый водород и цианиды .......................................761 8.4. Пестициды...............................................................767 8.4.1. Классификация пестицидов...........................................767 8.4.2. Физико-химические свойства, метаболизм, токсичность................770 8.4.3. Методы определения.................................................786 8.5. Токсичные и эссенциальные элементы......................................797 8.5.1 Главные факторы токсичности металлов, их биологические мишени. Металле 1игадгтый гомеостаз...............................................797 8.5.2. Выбор биообъектов для элементного анализа....................... ..820 8.5.3. Химико-токсикологические характеристики элементов............... Х29 8.5 4 Агшлигггческая диагностика профессиональных в экологически зависимых заболеваний. вызванных действием металлов и металлосодержаишх соединений.<888 8.6. Кислоты, основания. анионы со. ей.......................................898 8.7. Фтор и его соединения............................................... 907 Примеры ситуационных задач................................................. 912 Глава 9. Допинговые средства..... ..................................... 929 Глава 10. Экогоксикатпы........................................................957 Глава 11. Биологическая опасность и биологический терроризм................... 979 H.I. Основные понятия........................................................979 11.2. Природные токсины источники, классификация, токсические и фармакологические эффекты, хгетоды определения........................... 982 Рекомендуемая литература......................................................1009 Синеок основных сокрашеннн....................................................1013
ПРЕДИСЛОВИЕ Проблема химической бсзонасности приобрела в наше время глобальное значение. Извест- но. что общество способно успению про*нпостоять подобным угрозам. если есть возможность быстрой и падежной диагностики новых отравляющих веществ. а также осуществлять мони- торинг и профилактику состояния уже имеющихся проблем. Основным фактором, определи юшим темны и объемы токсикологических исследований в мире, явчяйтся огромное количес- тво химических веществ, ежегодно поступающих в обращение, многообразие их структур и свойств, а также связанные с чтим риски В последние голы значительно возросли требования к возможностям учреждений выпол- нять на современном уровне развития аналитической техники и методологии бо ыние объемы специализированных исследований различных но своей природе веществ в рамках сулебно- химнчсских. клинико-токсикологических. антидопинговых. экологических, криминалистичес- ких экспертиз, а также в области профпатологии. клинической фармакологии и др При этом методы обнаружения, идентификации и количественного определения токсикантов постоянно совершенствуются и усложняются. Несмозря на осуществляемые в России многочисленные и во мззогом уникальные исследо- вания в данных областях, публикации научных и методических работ в периодических издани- ях крайне ограничены, после 1975 г. не было выпущено ни одного отечественного фундамен- тального руководства для студентов по химико-токсикологическому анализу. Предлагаемая читателю книга демонстрирует междисциплинарный подход к решению многофакторных задач по определению гокенкянгов в биообъектах г>го коллективный труд специалистов в различных областях биологии, химии и медицины применительно к цели и задачам химико-токсикологического анализа. В кише рассмотрен широкий круч вопросов, включающих организационные, правовые, методологические и методические аспекты химико- токсикологического анализа, на современном научно-теоретическом уровне изложен материал о методах проведения экспертизы наркозиков. лекарств, допингов, природных токсинов, мак- ро- и микроэлементов, алкоголя, технических жидкостей, пестицидов, а также зачрязнителей окружающей среды. Учебное пособие написано четко и логично, хорошо иллюстрировано, содержит большой информазнзонззызз и методический материал. В первой части книги обсуждаются механизмы токсического действия ксенобиотиков (мо- зску зззрные мишени — рецепторные комплексы), метаболизм токсикантов с учетом токенкоге- нстических факторов, биомаркеры, технологии мстаболомикн н мстабономики. вопросы био- безопасности Привспсзгы основные сведения о метаболизме мнознх токсикантов в организме (резорбция из мест поступления, распределение, выведение. био рансформания). без знания которых становятся невозможными корректная интерпретация результатов, выбор наиболее информативного биообъекта для анализа. оценка накопления токсиканта в организме и др. Большое внимание уделено методологии химико-юксико.югнчсского ашыиза. особен- ностям интерпретации его результатов, а также обеспечению качества анализа, надлежащей лабораторной практики (принципам GI.P н современной лаборагорни), внедрению системы валидации и квалификации в лаборатории. Полностью отражено современное состояние ана- итических исследований токсиказпов в биообъектах, представлены новые и самые разные способы пробоподготовки биологических образцов, методы определения токсикантов в био-
8 Предисловие средах различными аналитическими системами (ГХ-МС, ВЭЖХ-МС-ЯМР, ВЭЖХ-ИСП-МС, ГХ-ИК-Ф\рье. ГРС. КЭ-МС-ИСП и др.). Вторая часть книги иосвяшена вопросам метаболизма и метол м определения отдельных трупп токсикантов, в том числе наркотических средств, психотропных и снлытодейе1вующих вешеств. алкоголя. экотокенкантотз. мсталлосодсржаших соединении, природных токсинов н др. Дается развернутая хнмико-токсиколот ичсская характеристика многих элементов. соедине- ния которых могут быть использованы в качестве отравляющих веществ или вызывают токси- ческое действие при загрязнении окружающей среты. Впервые рассматривается применение химико-гоксиколот ическото анализа для диагности- ки профессиональных и экологически зависимых заболеваний, освещаются вопросы хттмико- токвтколот ическото анализа допинговых средств, а также вешеств. которые могут быть исполь- зованы при биологическом терроризме. Приведены методы анализа этих тзсшеств. Студенты и заинтересованные читатели могул проверить свои знания. решая приведенные в книге ситуационные задачи. вю ючаюшис наборы спектральных, хроматографических, других аналитических характеристик токсикантов и тестовые вопросы. Очень важно, что книга имеет электронное приложение, в котором представлены норматив- ные докхлтенты. информационные материалы. некоторые электронные ресурсы, материалы по истории сганинления судебной химии в России, экспертные методики и примеры из эксперт- ной практики пос синих лет ряда профильных лаоорзторзш г. Москвы, работающих в области судебно-химического, судебно-медицинского. антидопингового. клиники-токсикологического и крнминхтистического анализа химических веществ, а также приведены сведения об имею- щемся в их распоряжении специализированном оборудовании. Химико гоксикачогическис исследования в Российской Федерации имеюг давние традиции — объективность, надежность и достоверность. II в этой связи следует особо отмстить высокий теоретический уровень книги, который будет способствовать улучшению качества научных н экспертных исследований и зкенертиз. проведенных согласно современной методологии хими- ко-токсикологического анали за. Кинта, безусловно, полезная и будет востребована не только студентами, обучающимися по специальности «Фармация», но в равной степени и слушателями факультетов последип- ломного медицинского и фармацевтического образования. специализирующимися в области судебно-медицинской экспертной практики, экспертизы средств медицинского применения, аналитической диат остики токсикантов. Профпаккюгии. токсикологической зколотии и дру т их смежных специальностей. Начальник Главною государственною центра судебно-медицинских в криминалис ических экспертиз МО РФ главный сутебио-мелиштнеквй эксперт МО РФ доктор мед. паук, профессор В.В. К/мкутин Зап Отделом химике токст колот нческнх и судебно-химических научных и экспертных исслсдотжний Ф1 У Р11СМЭ Росздрава доктор фирм, нах к. профессор РУДИ E..W. Саюматин
ВВЕДЕНИЕ Нашим любимым учителям М.Д. Швайковой и Б.Н. Степаненко носвяшастся В XX веке человек, наконец, начал осознавать. что его здоровье во многом определяется тем. что он ест. пьет, курит, вдыхает или вводит внутрь. Ежегодно в мире синтезируется около 10' новых органических соединений Постоянно ус- ложняются методы их обнаружения, идентификации и количественного определения. Перед здравоохранением России стоят важные задачи по профилактике и течению заболеваний хи мической этиологии, приобретающие принципиальный характер в связи с тем, что из п та в год их причиной являются нс только известные, но и вновь синтезированные или введенные в оборот всшества и их смеси. Ьсз достижений в области химии, которые постоянно находятся в сфере внимания каждого государства и всего мирового сообщества, нельзя себе представить ни одну из сторон жизни современного человека, особенно касающихся медицины, сельскою хозяйства, строительства, транспорта и т.д. В то же время постоянно расширяются списки и перечни веществ, оборот которых ограничен или вообше запрещен. Примером этого являются перечни наркотиков, списки допингов, используемых в спорте, или списки галогенсолержащих веществ, способных воздействовать ня о тоновый слой планеты. В результате научно-технического iipoipccca и биосфере циркулирует все большее чисто различных чужеродных для человека и животных соединений, происходят существенные изме- нения в организме человека, составе и качестве ниши, глобальные изменения в окружающей среде. Эти изменения необходимо контролировать по многочисленным параметрам. что треох ет постоянного совершенствования аналитических методов. Особую значимость приобретают токсикологические исследования для установления степени влияния конкретного вещества или совокупности вешесп! на состояние здоровья людей. В современном российском обществе злоу тотребтение наркотическими средствами являет- ся одним из наиболее актуальных вопросов медицины и социальной практики. Постоянный рост немединниского потребления наркот ических средств, психотропных, сильнодействующих и одурманивающих веществ приводит к росту числа острых отравлений от передозировки, не- редко с летальным исходом Перед специалистами. работающими в области фармации, и в частности химико-токсико- логического анализа. стоит задача экспрессного и в то же время однозначного определения широкого крута биологически активных соединений в разных, нередко кардинально отли- чающихся друг от друга по своим свойствам и характеристикам объектах (например, судеб- но-химическая экспертиза и диагностика профзаболеваний. клинико-токсикологическое исследование и экспертиза алкогольного или наркотического опьянения и др.). Указанная задача может решаться исключительно с привлечением нескольких современных мето юн ис- следования. результаты которых взаимно дополняют и уточняют друг друга. Применение та- ких аналитических систем, как газовая хромают рафия с масс-спектральным детектированием (ГХ-МС). высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектра: ытым дегектирова-
10 Введение пнем (ВЭЖХ-МС) или в комплексе с ядерно-магиитным резонансом (ВЭЖХ-МС-ЯМР), газо- жидкостная хрома гография - Фурьс-спектрометрия в инфракрасной области (ГЖХ-ИК-ФС). Раман- Фурье-микроскопия. индукгивно-спя шинам плазма — Macc-ciieKipoMeipiiH (ИСП-МС) и других, позволяет получать информацию о содержании ультрзмикроколичеств гоксикалгов в многокомпонентных бшмог ических образцах (матрице), причем нерезко в режиме реального времени. Лтя исслеловапия влияния токсикантов, обладающих мутагенными свойствами. ис- пользуют метлы молекулярной биологии и медицины. В течение двух последних десятилетий активно внедряются принципиально новые техноло- гии для исследования биообъектов. Например. высокопропхскпой скрининг (High-throughput screening — HTS) уже сен гас позволяет проводить тысячи анализов в день, а технология мстг- боломики и метэбономикп помогает усгановип. бномлркеры ряда заболевании или иигокеика нии ксенобиотиками различной природы в режиме реальною времени. Исторически сложи ось так. что в России судебную гокеикологикз называют сутебноп хи- мией. Становлению судебной химии пре пиесгвова г длительный период проведения отлет иных судебно-химических экспертиз и химических исследовании (XVI—XVII) Экспертизы прово- дились от случая к случаю в аптеках, лишь в копие XVIII века были учреждены врачебные управы, и введена должность штатного (|к1рмацсгзга для проведения химических ггсслслова- нни и открытия ядов. Члены Петербургской академии наук выдающиеся ученые Н.Н. Зинин. I L Ловиц. Д.И. Меня леев внесли значительный вклад в развитие химико-токсикологического анализа как самостоятельного и уникальною направления аналитических исследований — опре- деления токсикантов в биосретах. Учебная дисциплина ♦Огкрьиис ядов», или (в современном понимании) судебная хи- мия входила в курс фармации, преподававшийся на медицинских факультетах Московского. Дерптского. Харьковского университетов и Медико-хирургической академии. Одним из первых прог|гессорои химии на медицинском факультете Московского университета был Л.Л. Иовский — воспитанник Московского университета, читавший на русском я зыке н пери- од 1826 1843 гт. по сосг.иигеиным им самим руководствам лекции но фармакшгогни. репшну- ре, токсиколог ни. обшей и аналитической химии в приложении к медицине. И з профессоров медицинского факультета, принимавших личное участие в производстве судебно-химических экспертиз и имеющих определенные заеду! и перед судебной химией, необходимо огмегмгь воспигаииика медицинского факультета доктор.! медицины, химии и физики Н.Э Ляекопско- го (1816—1871). Предстакнгелем школы Н.Э. Лясковского является первый профгессор кафедры медицинской химии в Московском универ- ситете А.Л. Бульн инскин. давшим медицинскому факультету ряд учеников и преемников, средн которых но биологической хп мин был проф. В.С. Гулевич, а по органической химии проф. А.В. Степанов Педагогическая и научная деятельность А.В. Сте- панова протекала главным образом в двух областях органической и судебной химии. А.В. Степанов написал около 100 работ, из них три учебника (по аналитической. органической и судебной химии), выдержавших много издании. Мсдиппнскин фа улы-ет Московского университета многое сделал для развития судебной химии, создания московской шко- лы фармацевтом. из среды которых нышел проф. А.В. Степанов, ставший впоследствии ведущим ученым в области отечествен- ной судебной химии. Мironic из числа работавших в лаборатории органической химии учеников А.В. Степанова возглавили само- стоятслыгыс кафедры различных вузов: А.М. Кузин. Б.Н. Степа- ненко. Н.А. Преображенский М.Н Щукина. В.Г. 1 сорт невский. М.Д. Швайкова. М М Шемякин. А.Л. Курсаиов. В лаборатории кафедры органической химии выросли нс толь- ко гюбимые ученики, но и соратники А.В. Степанова застуженный деятель пауки РСФ( ’. проф. МД. Ш Bari к иза и застуженный деятель науки РСФСР, проф Б.Н. Степаненко. которые по представлению А.В Степанова заняли кафедры судебной и органическом химии (cooi- Алсксаплр Васильевич Степанов
Введение 11 Мария Дмитриевна Шишкова нсгственно) фармацевтического института. татем факультета 1-го ММИ (сегодня ММЛ нм. И.М. Сеченова) и успешно руководили этими кафедрами в течение 40 леи «Повторять слова учителя — не значит быть сю про,голжателем. Надо помнить ту цель, к которой шел учитель». — этими словами Д.И Писарева всегда напутство- вал своих учеников ттроф. Б.Н Степаненко. А.М. Бутлеров. В.В. Марковпиков. А.Д. Булыгннский. В.С Гу- левич А.В. Степанов, М.Д. Шва Якова. Б.Н. Степаненко... Прямая линия «учитель—ученик»... Нс рвется связь времен .. В начале XX века началось создание сети судебно-медицинских лабораторий с судебно-химическими отделениями при них. позже бы. организован Государственный научно-исследовательский ин- ститут судебной медицины М3 СССР (сегодня — ФГУ Российский центр судсбно-мелттнтптской экспертизы Росздрава РФ), т ле рабо- тали и до сих пор успешно работают ученики М.Д. Швайковой. Большой вклад в развитие судебной химии «несли нссле- довштия М.Д. Швайковой. а также ее соратников и учеников А.П. Крыловой. А.Ф. Рубцова, Г.М. Моисеевой, А.А. Василт>евой, А.В. Акутиной. Н.А. Горбачевой. Л.М Власенко и др. Обоб пе- ние накопленных материя гов послужило основой для сот ания МЛ. Швайковой учебника по судебной химии, выдержавшего 3 издания (в 1959. 1965 и в 1975 гг.). Учебник 1975 г. издания уже имел другое название — «Токсикологическая химия». Токсикологию сегодня определяют «как учение о токсичности и токсическом процессе — феноменах, регистр зрусмых при вза- имодействии химических веществ с биологическими объектами» (С.А. Купенко). Известный русский фармаколог II П. Кравков на- зывал фармакологию учением «о действии на организм вообще всех веществ, способных в той или другой степени растворяться в нем и всасываться». Почему по сути определения токсиколо- гии и фармаколог ин так близки? Это связано с отсутствием строю научного понятия «токсичное химическое вещество». Токсикант (яд) — прежде всею категория количественная. «Яд — эго хими- ческое вещество, которое в соприкосновении с живыми организ- мами в определенных условиях среды обитания и в определенном количестве способно оказывать повреждающее влияние на живые организмы, вплоть до гибели» (С.А Куценко). Другие современ- ные исследователи, как и сам автор определения, не считают его строгим и полным. При определении задач токсикологии и се роти в здравоохранении и охране окружающей среды прежде всею исходят из той реальной ситуации в стране и мире, которая связана с гло- бальным распространением разнообразных химических веществ и их применением практичес- ки во всех отраслях хозяйства. Нельзя не согласиться с мнением известных российских токсикологов Б.А. Курляндского и В.А. Филона, чю «направления токсикологических исследований многообразны. и в их струк- туре можно выделить следующие иерархические уровни • Исследования влияния нсшсств на организм в зависимости от области обращения токси- канта: нишевая токсикология. промышленная токсикология. лекарственная токсикозогия, клиническая гоксикологтгя. судебная токсикология, токсикология пестицидов, экологичсс- кая токсикология, токсикология природных токсинов (токсинология) и др. • Исследования. связанные с изучением влияния химических веществ на функциональные системы нммунотоксикология. поведенческая токсикология, токсикология сердечно-сосу- дистой системы, токсиколо ия развития, токсикология желудочно-кишечного тракта, ток- сикология печени, токсикология эндокринной системы, токсикология органов дыхания. Борис Николаевич Степаненко
12 Введение почечная токсикология, токсикология репродуктивной системы, химический канцерогенез и тл. • Исследования отдельных групп вешеств. таких как микотоксины, лиоксииы. полихлори- рованные мибензофураны. галогенированные углеводороды. тяжелые металлы, витамины, микроэлементы и многие трутне». Молекулярная токснкатоптя и токсикогеномика, а также новейшие нанотехнологии - ме- габо томика и метабономика. являются приоритетными направлениями токсикологических исследований. Каждое из направлений, решая свои узкоспециальные задачи, исполызует многочис- ленные методы определения токсичных веществ в биологических матрицах и резульягаты химико- токсико огического анализа. Поэтому успехи токсикологии тесно связаны с развитием аналити- ческой базы исследований. Приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федера- ции. утвержденные президентом страны В.В. Путиным 21.05.2006 г., предусматривают внедре- ние индустрии нанотехноло и И для обеспечения безопасное! и живых систем. Использование нанотехнологий многократно повышает возможности обнаружения и определения сверххтдлых количеств различных токсикантов. Например таборатория на чипе (lab on a chip) или микроэлск- тромеханическис системы (micro electro-mechanical systems — MFMS) и микрофт оиднка — управ- ление потоками жидкое! и в микронных масштабах. Устройства могут быть помешены на по- верхности кож I (для анализа вешеств. выделяемых с iioiom) или внутри организма (в полость рта. желудочно-кишечный тракт, пол кожу или в мышцу). Во всем мире, как и в России, постоянно растет потребность в квалифицированных кадрах в области химико-токсикологического анализа. В современной России государсшо выделяет огромные деньги на выполнение программы по борьбе со неупотреблением наркотиками, экспертные лаборатории приобретают современное дорогостоящее оборудование. однако оглу- шается дефицит молодых специалистов, выбирающих специальность эксперта в области хими- ко-токсикологического аналт за. В странах Евросоюза. США и Японии студенты. обучающиеся но специальности «Фарма- ция», изучают в течение 2 семестров нс только ученную дисциплину «Токсикология*, включаю щую основы химико-токсикологического анализа. но и спецкурсы, например «Биоаналитичсская химия и токсикология». «Селективная токсичность». «Молекулярные аспекты токсикологии» и др., входящие в обязаныьнуто нро!рамму. Согласно действующему в РФ учебному плану по специальности «Фармация», студенты изучают методы определения токсикантов в биосредах человека в рамках учебной дисциплины «Токсикологическая химия». Химико-токсикологичес- кие исследования являются одним из инструментов токсикологии. экологии. проф! теологи и. нарколо! ни. клинической фармакологии, а адекватный выбор объектов и методов исследова- ния. iiniepiipciaiiHM шнглигических данных подразумевают знание основ токсикологии и фар- макологии, серьезную химическую подготовку, высокий уровень обшебнологичсских знаний. В связи с этим в настоящем руководстве наряду с обстоятельным описанием современ- ных мсголов анализа. нх возможностей и недостатков приведены сведения и по некоторым разделам токсиколотни. которые необходимы для правильного выбора объекта исследования, определения времени, прошедшего с момента поступления токсиканта в организм, коррект- ности интерпретации результатов, возможности прижизненной оценки содержания ток аканта в организме, диагностики заболевании, вызванных действием врезного вещества. Учебное пособие состоит из двух частей, включающих II глав. В первой части рассмат- риваются система тосударственного контроля, организационно-правовое обеспечение в сфере обращения средств мслтнтннского применения, клннико-токснкологического анализа и судеб- но-химической экспертизы (глава I): классификация токсичных агентов, виды и биомаркеры токсического де тсгння (Iлава 2). некоторые аспекты молекулярной токсикологии ( ива 3). В книге обсуждаются молекулярные мишени — ренепторттыс комплексы, рецепторы, форми- рующие ионные каналы. связанные с G-протеинами. с iпротиокиназной активностью, и ме- ханизмы токсического действия, межклеточной коммуникации, регуляции апоптоза а также взаимосвязь между токсикологией и экспрессией генов, генным полиморфтт мом и индивттлуаль- иой переносимостью лекарственных препаратов, между геномикой и протеомикой. В главе 4 изла- гаются основы метаболизма ксенобиотиков как органической, так и неорганической нрироты в организме человека. Глава 5 иосвяшена методологии химико-токсикологического анализа.
Введение 13 особенностям интерпретации его результатов, а также обеспечению качества анализа, над- лежащей лабораторной практике (принципам GLP в современной лаборатории). внедрению системы валндапии и квалификации в лаборатории. Глава 6 отражает современное состояние аналитических исследований токсикантов в бпоооъектах. Во второй части обсуждаются метаболизм и методы определения отдельных трупп токси- кантов. Наибольшее внимание уделено исследованию наркотических средств, психотропных и сильнодействующих вешсств. контролируемых законохт на территории Российской Федера- ции (глава 7). При этом рассматриваются нсйробиолотичсскис основы лекарственной и нар- котической зависимости (боль и опиатные рецепторы: серотонин и депрессия; никотиновая зависимость и др.). Эксперт а алкогольного опьянения у живых лип — серьезная социальная и юридическая проблема — должна решаться с помощью надежных современных методов ана- лиза. которые приведены в главе 8.I. Диагностика отравлений органическими растворителями, углеводородами и их тало1сиопроизволпымн. спиртами, альдегидами, кетонами рассматрива- ются в главе 8.2. Классификация пестицидов. их физико-химические свойства. метаболизм, токсичность и методы определения приведены в главе 8.4. Глава 8.5 посвящена главным фак торам токсичности металлов, их биологическим мишеням и понятию «металлолигаилный гомеостаз», химико-токсикологическим характеристикам многих элементов. аналитической диагностике профессиональных и ткатогическн зависимых заболеваний, вызванных дейс- твием металлов и металлосо держащих соединений. Особенности и правила допинг-контроля рассмотрены в главе 9. Наименее кош ротируемой и наиболее опасной утрозой человечест ву подавляющее большинство экспертов называют биоагрессию, биотерроризм и экологические войны. Возможности определения эксп оксикаигов в биосредах человека обсуждаются в IO-ii главе В последней И-й тлавс приведены источники природных токсинов, классификация, их токсические и фармакологические эффекты, а также методы определения, что имеет особое значение в случае биологической опасности иди биотерроризма. В качестве примеров контролирующих заданий приведены ситуационные задачи, содержа- щие наборы анажитнческих характеристик токсикантов и группы тестовых вопросов, причем только верный ответ на каждый предыдущий тестовый вопрос позволяет перси ги к следую- щему и в итоге правильно решить задачу по идентификации и количественному определению токсикантов. Задачи на определенные труппы токсикантов представлены в учебном пособии «Токсикологическая химия. Многоуровневые ситуационные задачи и упражнения / Под рсд. проф. Н.П. Калстиной — М . Гэотар. 2007». В настоящем пособии авторы стремились дать информацию об основных группах токси- кантов. представляющих в настоящее время опасность для человека и окружающей среды, показать, что химико-токсикологический янализ незаменим при решении многих вопросов правосудия, диагностики и лечения больных с острыми отравлениями, профессиональными или эколотичсскн обусловленными заболеваниями. оздоровления условий труда, гигиеничес- кого нормирования врезных веществ в объектах окружающей среды, а также при проведении экспертизы на алкогольное или наркотическое опьянение, допинг-контроля, эколого-эпиде- миологических исследований, а также то. что экспертная служба унциальна и защищает инте- ресы национальной безопасности. Подготовка высокопрофессионального эксперта — трудный и длительный процесс. Специальности эксперта «научить нельзя, можно только научиться» и начинать пало со студенческой скамьи. Авторы благодарны своим коллегам — профессорам и преподавателям московских вузов, научным сотрудникам и экспертам в области химико-токсикологического анализ* Н А. I орба- чевоп, А.А. Волкову, И.Ф. Дотмановой. Е В. Красиковой. Р.Р. Красновой. Н.И. Кузнецовой, Е.М. Саломатнну. В.Е. Саломатину — за поцлержку. полезные дискуссии и рекомендации при написании книги. Авторы выражают особую благодарность А А. Тимохову и А.А. Тупикину за выполнение ряда иллюстраций к книге и искренне признательны Е.С. Вятчаниной за помощь при подго- товке рукописи к изданию. Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Фармация», одпако приведенный фактический материал и рассматриваемые теоретические проблемы пред- ставляют интерес для аспирантов, слушателей (факультетов послевузовского медицинского и фармацевтического образования, специализирующихся в области судебно-химической эксперта-
14 Введение it>i. к.1инико-токсиксыогического анализа. допинг- и наркоконтрагя. профпатологии. токсикологи- ческой экологии. общей патологии. клинической фармакологии и других смежных специальностей, а также Ат студента» ряда химических и экологических специа юностей. Авторы будут признательны за критические замечания и конструктивные предложения. на- правленные на улучшение киши (among*mail.nik Число новых технологий и новых методов анализа стремительно растет, поэтому девизом книги авторы выбрали стопа китайского историки I века до н.э. Сым Цяна: «Копен и вновь начало».
Глава 1 СИСТЕМА ГОСУДАРСТВЕННОГО КОНТРОЛЯ, ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В СФЕРЕ ОБРАЩЕНИЯ СРЕДСТВ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ, КЛИНИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ Риск — вероятность причинения врсаи жизни или здоровью граждан... с учетом тяжести этого прела. Федерчинный чакон РФ «О техническом регулировании» Cooiношение между безопасностью и эффективностью использования различных хими- ческих вешеств, а также степень риска для здоровья человека от их применения постоянно подвергаются переоценке На современном этапе развития науки и техники неизбежно ис- пользование как на производстве, гак и в быту, широкою крута опасных для человека и окру- жающей среды .химикатов Ассорп мент таких химикатов и их количество зависит от большого чис та факторов. среди которых немаловажное значение имеют экономический статус развития региона. наличие или отсутствие в нем природных или альтернативных источников сырья. В настоящее время загрязнение среды обитания стало глобальнь м. стабильным и постоянно действующим фактором, а для отдельных регионов прослеживается устойчивая совокупность загрязнителей, определяющих хтя них ♦токсическую» сипанию Значительная часть населения России (около 75%) постоянно проживает в условиях за1ря не- ния окружающей среды, обусловленного в основном выбросами промышленных предприятий и автомобильного транспорта, особенно в крупных городах и регионах с высокоразвитой индустри- ей. В подавляющем числе ерриюрий приоритетными загрязнителями являются органические ве- щества (полиароматические углеводороды, фенол, формалист ид и др.), тяжелые металлы. оксиды азота и углерода. диоксид серы Гак, в России около 14 млн человек подвергаются воздействию бензапирена. Болес 5 млн проживают на территориях с повышенным содержанием в воздухе окси- да u3ora(IV). сероуглерода. формалита ши и оксида ут терода(И). В атмосферном воздухе городов России по сравнению с городами Европы и США регистрируются более высокие концентрации аммиака, бензапирена, стирола. (|хшода. более низкие — оке ua ecpbi(IV). а содержание оксида ajoTd(IV') и формальдегида такое же. как в европейских странах. Для источников питьевого водо- снабжения приоритетными загрязнителями являются токсичные вешества. перечень которых во многом определяется региональными особенностями развития производства. Значительную опас- ность .тля здоровья населения представляет загрязнение почвы соединениями металлов. Обязательная регистрация всех вновь поступающих в обращение химических вей еств отечес- твенного в зарубежного производства в Российском регистре потенциально опасных химичес- ких и биологических веществ (www.rcgcheni.msk.ru) показывает, что их число па начало 2006 i составляет более 2500 наименований. Понятие о риске объединяет две характеристики. С одной стороны, это понятие конкрет- но: риск от воздействия какого-то фактора или риск для какой-либо возрастной группы и т.д. С другой стороны, понятие имеет вероятностный характер: каковы последствия реализации риска, как они соотносятся с другими рисками и т.а. Оценка риска — сложный процесс, на- правленный на установление, оценку я предсказание возможности причинения вреда здоровью человека и обществу в целом, подвергнутому действию химикатов и их побочных продуктов или метаболитов (рис. 1-1).
16 Глава 1 Рис. 1-1. Вки!ч<квя1Ь неблиояриятного влияния токсиканта не здоровье человека. их идентификации И опенки риски причинения возможного вреда Опенка риска учитывает несколько основных факторов. Прежде всего, это опасность, веро- ятноегь экспозиции. соотношение лоза — ответ. восприимчивость организма. Токсикологичес» ая опенка опирается на многофакторную и обязательно количественную ин- <|>орм<1Ш1Ю о характере химических вешеств и их действия на биосисгемы. Система популяция — токсик. hi является открытой неавтономной динамической системой, эволюционирующей во времени Открытость системы означает наличие потоков биомассы и токсикантов, иеавтоном- ность — зависимость потоков от времени. Для характеристики риска применяются комбини- рованные методы определения опасности, зависимости лоза — ответ и опенки во действия. При этом экстраполируют (распространяют выводы, полученные из наблюдения нал одной частью явления, на другую сто часты воздействие высокой лозы токсиканта на меныпую дозу, проявление эффекта воздействия токсиканта у животных — па человека, используя фактор неопределенности. Обитая схема похо а к опенке риска представлена па рис 1-2. К настоящему времени на основании обобщения отсчсс!венных и зарубежных данных разрабо- тана единая система опенки токсичности и опасности хизипеских веществ промышленного проис- хождения в окружающей среде, интегрирующим критерием в которой яатя гея допустимая суточ- ная доза (ДСД). Основным количественным токсикометрическим показителем при установлении ЛСД является пороговая лом хронического действия вещества (иногда в литературе обозначается как ПДхр> преимущественно при его пероральном поступлении с водой (исключения составляют высоко, ппофильныс и высоколегучие вещества) Приняты единые законодательные гигиеничес- кие нормативы в качестве количественных критериев опенки риска. Методология опенки риска — важнейший элемент многих рахтелон медицины и экологии. По разрабо ке способов управле пня и передачи зи формации о рисках. эфт|к'К1Ивпых управленческих решений выполнено мно- жество исследований. Однако эта проблема постоянно нуждается в обсуждении специалистами в различных областях медицины, экологии, химии, физик I. биологии и других паук, что позволит в случае необходимости при нить в конкретных условиях оптимальные решения без неоправданных экономических затрат, дополнительных рисков и ущербов для здоровья человека. Профилактика нежелательных вомействтЙ! лекарственных средств как химических веществ и методология оценки риска в токсикологическом аспекте разрабатываются в рамках одного из направлений токсикологии — лекарственной токсикологии. К задачам. стоящим перед ле- карственной токсикологией, с сдует отнести определение широты терапевтического индекса лек решенных средств, их побочных действий и нежелательных событий разработка спосо-
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 17 Рис. 1-2. Аиоршм опенки риска действия токсикант (Куценко С.А.. 2002). бои предупреждения и лечения лекарственных отравлений. В последние годы к клиническому направлению токсикологии также относят изучение биологического действия синтетических материалов. имплантируемых в организм человека (сосудистые протеза. искусственные клапа- ны серлиа и др.). В б()-е голы XX века в Великобритании было официально признано, что ни один фармакологически эффективный препарат не может быть совершенно лишен риска и что не все риски могут быть распознаны до выхода препарата на рынок. С этим тезисом согласны эксперты ООП и ВОЗ. В России государственный контроль эффективности и безопасности лекарственных средств (ЛС) осуществляется в рамках процедур прелрешетрациопно i и пострегистрапионной экспертизы. 1.1. РОЛЬ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ (РОСЗДРАВНАДЗОРА). ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ В Российской Федерации доклинические фармако-токсикологические исследования потен- ция. ьных ЛС осуществляются в соответствии с правилами надлежащей клинической (GCP) и лабораторной (GLP) практики, а также действующей нормативно-методической базой Со- временные методы исследования фармаколотических и токсических свойств Л С пхпожены в
18 Глава 1 •1’уковпдсгве но экспериментальному (доклиническому) изхчению новых фармакологических нанести» 2ЦО5 г. Оно содержи т II методических указаний по изучению безопасное i и ЛС и 42 методических документа но изучению фармакологической активности ЛС различных фар- мпкотерапепгичсских групп. Отличительной чертой новых методических документов является их направленность на согласованность с международными стандартами и |ребопаниямн и лом области. Результаты исследований вместе е проектом протокола клинических исследований и проектом инструкции прелое г.пм я ются в Росздравнадзор для решения вопроса о возможности проведения клинических исследований. После чею он поручает экспертной организации или эксперту провести экспертиза результатов доклинических исследований потенциальною ЛС и установить целесообразность и возможность проветения клинических исследовании по опре- деленным показаниям. определенным способам применения, в определенных лоззх. в которых экспериментально yciaiioiviena эффективность и безопасность применения. Для дальнейшего изложения материала ниже приведены некоторые термины и определения. Государственный контроль (надзор) — •проведение проверки выполнения юридическим ли- пом или индивидуальным предпринимателем их деятельности при осуществлении обязатель- ных требований к товарам (работам, услугам), установленных федеральными законами (ФЗ) или принимаемыми в соответствии с ними нормативными правовыми актами» (ФЗ «О защите пран юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при пре ведении госуллрсгмснпо- ю контроля (надзора)», принят Государственной лумой 14.07.01). Информация о риске (risk communication) возложена па эксперта или экспертное учрежде- ние. оценивающие риск и передающие развернхгыс результаты эгий оценки линия (ортапмм). принимающим решение, общественным природоохранительным движениям и организациям, а также населению (через средств массовой информации), которым одновременно npenaia- ются те или иные варианты управления риском (С.А. Куценко. 2002). Контрснь — проверка, а также постоянное наблюдение н целях проверки или надзора (Оже- топ СИ., Шведов» Н.Ю.. 2003). Контроль (control) — наличие власти или полномочий проверять и ли отраничинать; ограничи- вающее или рету.шруюшее влияние (Оксфордский словарь современного ашлипского языка). Контроль соответствия: • предварительный контрот осуществляется посредством установления параметров соответс- твия. а также еоозвегсгвия документации. процедур и сведений, пре гьявляемым требованиям (регистрация лекарственного продукта. лицензирование upon изо зспза, аккредитация и т.п.); • функциональный контроль (надзор) производится в процессе осуществления разрешенной лея тельное пт посредством опенки соответствия фактических сведений заявленным (мони- торит безопасности ЛС. надзор за соответствием показателей качества ЛС данным разре- шения па выпуск н т.п.). Лекарственные препараты — дозированные ЛС . готовые. к примспеннто (ФЗ «О лекарствен- ных срединах»). Лекарственные средства — вс песта. применяемые для профилактики. диагностики. ле- чения болезни, предотвращения беременности и подученные из крови, плазмы крови, а так- же органов, гканей человека или животного, растений, минералов методами синтеза или с применением биологических техполотнй. К ЛС относятся и фирманамическис субетаннни — вещества растительного. животного или синтетического происхождения, обладающие <}>армако- логичсской активностью и предназначенные для производства и изготовления ЛС (ФЗ «О лекар- ственных средствах»). Лекарственный продукт — лекарственный препарат промышленного производства конкрет- ного производителя. Мониторинг — деятельность, заключающаяся в контроле за ходом клинического нее телова ния. обеспечением его проведения, сбором данных и представлением результатов в соответс- твии с протоколом, стандартными процедурами, GCP и норма) инными требованиями (ГОСТ Р 52379-2005). Надюр — орган, группа лиц для наблюдения за кем-нибудь, чем-нибудь, за соблюдением каких-нибудь правил (Ожегов С.И., Шведова II.Ю.. 2003) Надюр (surveillance) — процесс внимательного мониторинга поведения (фактических прояв- лений) (Оксфордский словарь современпо|о английского языка).
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 19 Неблагоприятная побочная реакция — любая непред намерен пая и вредная лля организма реакция, которая возникает при использовании лекарстве и ною препарата в обычных лозах с целью профилактики. лечения и диагностики заболевания (определение ВОЗ) Не же шмелиные реакции (adverse drug reaction — ADR) — все ншативные реакции, свя- занные с применением любой юзы лекарственного продукта (относительно ире ipernciраци- онного клинического применения нового лекарственного продукта или его применения по новым показаниям, особенно если терапевтические дозы точно не установлены) Термин «не- желательные реакции, связанные с применением лекарственною продукта» означает, что су- ществует хотя бы минимальная возможность наличия прпчинно-сзедетвснпой связи между лекарственным продуктом н нежелательным явлением, т.с. взаимосвязь нс исключена. Для заршистрнрованных лекарственных продуктов зтот термин означает все пет пивные реакции, связанные с применением лекарственного продукта в обычных дозах, используемых для про- филактики. диагностики пли лечения заболевании, а также для изменения физиологических функций (ГОСТ Р52379-2005: «Оценка данных по клинической безопасности: терминология и стандарты экспресс отчетности» - руководство 1СН — International Conference on Harmoniza- tion of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use — Международ- ной конференции по гармонизации технических требований к регистрации фармацевтических продуктов, предназначенных для применения человеком). Регистрационшн' дос е — комплект документов и материалов установленной структуры и содержания. представляемый имеете с заявкой на регистрацию лекарственного продукта, также утверждаемый в процессе регистрации. Регистрация лекарственного препарата — процедура допуска лекарственного продукта на рынок. Управление рискам (risk management) — система политических, технических, законодатель- ных л нормативных решении, направленных на ликвидацию или существенное уменьшение риска для здоровья населения, которая принимается на б; зе результатов опенки риска с учетом ранжирования его источников, сравнительной опасности (лля индивидуума и для населения в целом) возможных неблагоприятных эффектов, численности подвергаемых риску популяций, а также всех tex факторов политики, экономики и общественного сознания, которые действуют на принятие решений в заданных условиях места и времени. Разработка различных сценариев управления рисками предполагает выбор гсх. которые обещают дать тшибольшип Э(|х|к’кт при наименьших затратах и/или наибе тыпей реализуемости (Куценко С.А.. 2002). Фармаконадзор (fannacovigilice) — научные исследования и виды деятельности, связанные с выявлением, оценкой, пониманием и предотвращением побочных эффектов пли любых других проблем, связанных с препаратом (определение ВОЗ). Фармаконадзор (Phaniiiicovigilance. Drug surveillance. Drug monitoring) — контроль безопаснос- ти лекарств — выявление, оттенка и профилактика небгноприятпых побочных реакций ЛС В результате доклинической экспертизы проводится опенка соответствия выполненных нее теловаттий действующим требованиям, определяются эффективные и безопасные дозы и курс применения ЛС. Документами, в которых характеризуется полыа/риск применения ЛС. являются экспертный отчет, брошюра исследователя, протокол клинических исследований, инструкция по медицинскому применению. Всякий раз. когда врач назначает ЛС, он оценивает возможный риск от его применения н сравниваете ож глаемой вытодой: если ожидаемая выгода не перевешивает потенциальный риск, использование ЛС не оправдано. При опенке пользы и вреда от назначения лекарства врачи принимают во внимание тяжесть болезни пациента и воздействие, которое онп оювыва- ет на качество жизни. Например, относительно небольшой дискомфорт, связанный с кашлем при простуде, растяжением мышпы или редко возникающей головной ботью. может быть уменьшен с помощью безрецептурных ЛС. и для этих препаратов допустимы незначительные побочные реакции. При этом риск побочных реакций может возраст при одновременном применении других ЛС. Если же ЛС используют для лечения тяжелой или угрожающей жизни болезни (пнфиркт миокарда, онкологические заболевания. инсульт, отторжение трансплантан- та). необходимо примиригься с более высокой вероятностью появ. ения серьезных побочных реакции. Увеличивать вероятность развития побочной реакции на ЛС могут многие факторы. К факторам риска относятся одновременное использование нескольких ЛС. возраст пациента
20 Глава 1 (маллеины. маленькие лети. пожилые). беременность, некоторые болешн и iiac.ie.iciBeniibie фак юры. РосitiptttiHUihop является (|>елералы1ым органом исполнительной власти. осуществляющим контроль и нал юр в сфере здравоохранения и социального развития Основная функция Pot здравнадзора: посредством кош роля и нал юра обеспечить соблюде- ние законности в сфере здравоохранения и социального развития е целью улучшить качество лиши граждан Российской Федерации. 1 осу rapciвенный контроль качества. зффектпвнос1и и безопасности срелспз медицинского применения осуществляется на этанах их обращения — доклинических н клинических исследований. регистрации. производства. применения и гр Глинный методологический подход в отношении контроля лффектишгости и безопасности ЯС: лекарственные средства допускаются к медицинскому применению в Российской Фе дерации в ходе прозрачной регламентированной процедуры на основе доказанности их эффективности и безопасности. а также перманентного контроля их безопасности после регистрации. В соот- ветствии с установленными полномочиями тсягетыккть Фе деральной службы направлена, в том числе и на опенку рисков, связанных с токсическими свойствами средств медицинского применения. (опасно постановлению I 1рани1'сльетва Российской Фслерании «Об утверждении положе- ния о Федеральной службе но надзору в сфере тдраноохрапения и социального развития» от 31)06.04 .V 323 Федералтая служба осуизеств зяет над юр за • фармацевтической деятельностью • соблюдением государственных стапяартов. технических условии па продукцию ме тинннс- кого назначения; • контроль и ittimp за соблюдением государственных стандартов социального обслуживания. Фе<>ера.1ышя служба иеушестыяет контрам за: • поря тком производства медицинской экспертизы • порядком установления степени уif тты 11|Х>фсссионпльноГ> iрудостюсобности н результате несчастных случаев па производстве и профессиональных заболеваний: • порядком организации н осуществления ме гико-сониальной экспертизы, и также реабили- тацией инвалидов; • осуществлением су гсбнп-мезиципских и судебно-пснхинрическнх экспертиз; • производством, изготовлением, качеством. >ф<|к.*ктшшостыо. безопасностью. оборотом и порядком использования ЯС; ирон нюдст пом. оборотом н порядком использования изделий медицинского назначения; • проведением доклинических и клинических исследовании ЛС. а также выполнением правил лабораторной и клинической практики; • соблюдением стандартов качества медицинской помощи: Росздравнадзорорганизует проведение экспертизы качества э<|хректшшостн и безопасности .И Рос дравнад юр выдаст: • лицензии на осуществление метннппской и фармацевтической деятельности • лицензии на осуществление деятельности но оказанию протезно-ортопедической помогите • лицензии на осуществление деятельности но производству ЯС . за исключением ЛС тля жи- вотных и кормовых добавок; • лпиенши на осушссттеине деятельности но проипюлс1ву ме.тиииископ техники; • разрешение на применение новых медицинских техшмогий; • разрешение на ввоз ЛС (в части ЛС. применяемых в медицинских целях) на территорию Рос- сийской Фсяерании в установленном законолагельспзом Российской Фе терапии порядке. • разрешение ип вывоз ЛС (н части IC. применяемых в медицинских целях) с территории Рос- сийской Федерации в установтеппом законодательством Российской Федерации порядке. • разрешение на нноз на территорию Российской Фс герапни тс зарегистрированных ЛС с це- лью ировелення их клинических исследовании: • ра зрешепне на iiixnic.ieinie клинических неследовяинй ЛС. Росздравнадзор выдаст заключение о соответствии организации производства Л С требовани- ям законодательства Российски i Фслерании при лицензировании ирон июле г па ЛС. Росздрав- надзор регистрирует: преде |ытые отпускные пены на жизненно необходимые и важнейшие ЛС в установленном законодательством Российской Федерации норя.ткс: IC и иъгслия медицин-
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 21 екого назначения. Росздравнадзор ведет: государственный реестр ЛС; государственный реестр йен на жизненно необходимые н важнейшие ЛС. перечень учреждений здравоохранения, име- ющих право проводить клинические исследования ЛС. Росздравнадзор проводит аттестацию и сертификацию специалистов, занятых в сфере обращения ЛС, осуществляет в установленном порядке проверку дея голы юс । и организаций : травоохрапення, аптечных учреждений, органи- заций оптовой торговли ЛС. организаций. осуществляющих социальную защиту населения, других организаций и индивидуальных предприннмаголей, осуществляющих деятельность в сфере здравоохранения и социальной зашиты населения: осуществляет функции главного рас- порядителя и получателя средств ((юлерального бюджета. предусмотренных на содержание Фе- деральной службы и реализацию возложенных па нее функций: обеспечивал в и реле tax своей компетенции защиту сведений, составляющих государственную танго. Росздравнадзор органи- зует прием граждан, обеспечивает своевременное и полное рассмотрение обращений граждан, принимает по ним решения и направляет заявителям ответы в установленный законодатель- ством Российской Федерации срок; обеспечивает мобилизационную подготовку Службы, а также контроль и координацию деятельности находящихся в се ведении организации по мн- ой ш защитной подготовке; осуществляет профессиональную подголовку работников Службы, их переподготовку, повышение квалификации и стажировку. Росздравнадзор использует следующею методологию оценки риска клинического применения /С: документированность; предсказуемость, прозрачность процедур; строгие надзор и контроль за соблюдением соответствия; персонификация ответственности всех должное)пых лиц. прини- мающих решения в сфере безопасное)и и качеств;) IC Основные принципы контроля и надзора: презумпция правоты и добросовестности контро шрусмого субъекта; открытость и доступность документов, устанавливающих обязательные требования, выполнение которых проверяется; oTHciciBcimocib и беспристрастность контролирующих органов. Объектами надзора и контроля Росздравнадзора являются: показатели эффективности, бе- зопасности и качества ЛС па этапе принятия решения о допуске на рынок; показатели м|) фсктинноетп (для новых препаратов), безопасности и качества в любой период нахождения лек 1рства на рынке; условия производства и система управления качеством производства Л С, условия |ранснортировки. хранения и порядок оптовой и розничной продажи ЛС. Основными субъектами надзора и контроля, ответ огненными за эффективность, безопасность и качество ЛС, являются отечественные фармацевтические производите.)и и импортеры фар- мацевтической Продукции. Росздравнадзор осуществляет предвариголытый контроль ЛС и и.х свойств, установленных в результате доклинических и клинических исследований на стадии ретистранин Л С. с целью обоснования эффективности и обеспечения безопасности В период нахождения ЛС па рынке они подвергаются функциональному надзору хчя контроля <|мрма- кологической безопасности с целью подтверждения заявления о безопасности. Оцениваются показатели влияния лекарства на организм человека, которые относятся к разряду псжеласмых и или неожиданных, и устанавливается соответствие или несоответствие тем показателям, ко- торые ранее были признаны приемлемыми па этане рс)истрании. В соо1исгснши с ФЗ «О техническом регулировании», принятым Государственной думой 15.12.02. система нормативно-правовой базы регулирования обращения ЛС состоит из техни- ческих регламентов, национальных стандартов, обязательных к исполнению, и ведомственных актов рекомендательною характера (методические рекомендации). Технические регламенты формируются на основе принципов, приоритет международных норм; единообразие техничес- ких треоованни к самой продукции и к субьсктадт обращения вне зависимое)и от поставщи- ка и страны происхождения продукции, однозначное толкование требований и максимально возможное по. робкое описание процедур; механизм реальной ответственности как субьектов обращения ЛС, гак и государственных органов; по возможное)и расширение роли самих учас- тников рынка и общественного контроля. Законы, которые обеспечивают полномочия Росздравнадзора. перечислены ниже. Положе- ния этих законов направлены на то. чтобы обеспечить следующие условия: вес средства ме- дицинского применения (ЛС. изделия медицинского назначения, медицинская техника и др.) должны бы и, безопасными, эффективными, качественными и должны со11ровождаи>ся инс- трукциями по применению н/или другими согласованными документами, несущими полную и достоверную шк|юрмаиню. Первичная ответственность за обеспечение безопасности средства
22 Глава 1 мслтишнского применения 11ри11ал.тежиг прои шолителю Роль Росздравнадзора заключается в том, чтобы кош роли ропать изготовителей таким обратом. чтобы обеспечить потребителям средств медицинского применения гарантии тою. что прои то титель выполняет требования действующего тлконо.ытелкгва и свои обязательства. В Российской Федерации в настоящее время законодательная и нормативно-правовая база оттенки рисков, свя занных с токсичными свойствами средств медицинского применения, изложена в следующих основных документах: • ФЗ оз 22.06.98 № Х6-ФЗ (редакция оз 2’08.04) «О лекарственных средствах*. принят 1 осу- тарез пенной думой РФ 05.06.98: • «Основы 1аконл1;т1С11х.*тва Российской Федерации об охране здоровья граждан* (утвержде- ны Верховным Советом РФ 22.07.93 № 5487-1) (редакция от 01.12.04). ст. 43; • письмо Департамента госконтроля качества. эффективности. безопасности лекарств и ме- дицинской техники Минздрава РФ от 21.12.98 № 29-4/2370 (редакция от 23.02.2000) («При- вила государстве! и юн регистрации лекарственных средств*, утверждено Минздравом РФ от 01.12.98 № 01/29-14): • приказ Минздрава Р<1> от 19.06.03 № 266 «Об утверждении правил клинической практики в Российской Фелсрнши* (зврегнетрировано в Минюсте РФ 20.06.03 № 4808): • приказ Мин здрав;! РФ от 19 06.03 V' 267 *06 утверждении правил лабораторной практики* (зарегистрировано в Минюсте РФ 25.06.03 \h 4809); • 11.т1тнон<тльнып стандарт Российской Фе терапии ГОСТ Р 52379-2005 «Надлежашая клини- ческая практика» (утвержден приказом Федерального агентства по техническому регулиро- ванию зт метрологии от 27.09.05 № 232-ст.) введен впервые с 01 04.06 с нравом досрочного введения. Каждый специалист. работающий в сфере обращения ЛС. должен знать нормативно-право- вую и методическую базу в этой области со всеми изменениями и дополнениями 1.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ СРЕДСТВ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ К средствам медицинского применения относзггся лекарственные и биологические средс- тва. в гом числе медицинские иммунобиологические препараты. изделия мелинит.кого назна- чения. оборулот» тине и приборы - медицинская техника Основными взаимосвязанными .характеристиками побото средства медицинского приме- нения. в том числе и ЛС. являются безопасность. эффективность в качество. История ме- зиннпы изобилует примерами когда разработанные ЛС входили в медицинскую практику без должной опенки их полезности и безопасности. В результате наносился огромный врел больным. При разработке и экспертизе нового ЛС преследуется две основные пели — до- биться его эффективности н безопасности. Понятие «безо наст юс гь» относительно Чем шире терапевтическая зона бе юпасиости (терапевтическое окно, терапевтический индекс) — диа- пазон, соотношение между >ф<] ективиоп точенной дозой и дозой приво.'тящей к тяжелым, опасным для жизни побочным реакциям. — тем безопаснее лекарство (см. гл. 2.1.). Так. на смену ранее широко использовавшимся барбитуратам, которые могут угнетать дыхание, на- рушать сердечный ритм и даже приводить к смертельному исходу при передозировке, пришли снотворные препараты новых поколений, которые имеют бозее широкую терапевтическую топу безопасности, например имоваи. Важной особенностью ЛС являются многообразные критерии и условия для опенки соотношения эффектинттосгь/безогжсность и нт польза/риск конкретного средства, предлагаемого по кот кретным показаниям в конкретной возрастное труппе. В России, как и за рубежом, к проведению прелрегистрлпионных доклинических исследовании ЛС юсу таретвом пре. ъявляюгся опре те тенные требования. Место зоксико- лотических исследований в общем процессе разработки и внедрения новых лекарственных средств и странах ГС и США ттрелетивлепо на рис. 1-3. Гярншии эффективного и безопасного применения ЛС обеспечивают разработчик-произ- водитель. который должен выполнить действующие требования, н уполномоченный государс- твенный орган, ра трешаюшии новый препарат к применению. Доклинические исследования безопасности (обтиетокснческое действие и специфическая токсичность) потенциального ЛС проводятся in vitro и in vivo (на животных). При изучении общетоксического действия
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 23 Синтез активного веществе Фармакологические " " Фармакокинетические исследования исследования на животных ме вб°лизмв Данного соединения (на животных) Разработка лекарственн х форм препарата исследовании стабильности репарата Токсикологические ! иследования с однократным введением препарата ___ ▼______________ Исследования фарм котенетическ и Длительные токсикологически и хледоеа ия (1 месяц) токсичности препарата ►'Клинические исследования фазы I'm Клинические иследования фазы Ila s Фармакокинетические исследования ния лрвларата в твчсии<Г 1 месяца) метаболизма данного соединения н (с уч стием добровольцев) W .А . Ureri 7,-^ т 7 .. исследования (3 месяца) г Клиническое исследования фазы Па I (введение препарата в течение 3 месяцев]J у > метаболизма данного соединения Длительные токсикологические Сегмвнт I Сегмент I Фармакокинетические исследования с участием специально подобранных групп населения и популяционные фармакокинетич ские исследования Предварительные исследова «чя канцерогенности препарата Клиническое исследования фазы llb/lll (введение препарата в течение 6 месяцев Длительные токсикологические исследования (6 месяцев ( Исследования канцерогенности препарата Л Клинические исследования фазы III (введение препарата в течение свыше 6 месяцев) Длительные ксикологические исследования на собаках или обезьянах (9-12 месяцев) Сегмент III ► утверждение препарата е МАА (Франция) в__________________V , ,__________X_____________ „ , Утверждение препарата в МАА (Европа) Утверждение ipenapara в NDA (США) Рис. 1-3. Основные стадии процесса разработки и ннсдреннч новых лекаре 1 венных средств в странах ЕС и США. используют физиологические, фармакологические, биохимические, гематологические. пато- морфологические и другие методы исследования. Исследования токсических эф<|>скто11 па двух видах животных при однократном (острая токсичность) и повторном (I нел. I. 3 и 6 мес — хроническая токсичность) введении необходимы для юго. чтобы оценить действие препарата на центральную и вегетативную нервную систему, сердечно-сосудистую систе- му. желудочно-кишечный тракт, дыхательную. выделительную и эндокринную системы. ЛС, предназначенные для постоянного применения, исследуют в течение более длительного сро- ка. Исследования специфической токсичности включают оценку потенциальных мутагенных, аллергизируютих. иммуиотокснческих. канцерогенных cboi ltb. а также изучение репродук- тивной токсичности. Современная схема доклинического токсикологического изучения но- вых Л С. предложенная Е.В Арзамасцевым и Б. И Любимовым в 1994 г остается актуальной (с незначительными и зменениями) и в настоящее время. Количество используемых лабора- торных животных ограничивают до минимума, необходимого и достаточного тля достоверной опенки риска применения нового препарата. Программы исследований оригинальных, ин- новационных и воспроизведенных ЛС различаются. Однако исследования на животных даже широко испочьзуюшихся в медицинской практике ЛС могут выявить их новые свойства и риск использования препарата может быть снижен или повышен. Данная информация долж-
24 Глава 1 на быть внесена в xiicipyxiuHO но применению. Поскольку ЛС являются особым видом това- ров. опенка эффективности и безопасности (в большем степени безопасности) проводится на стадиях доклинических и клинических исследований и предрегистранионной доклинической и клинической экспертизы. Экспертиза качества, эффективности и безопасности ЛС (далее — экспертиза) осуществляется научными или иными организациями. учеными и специалиста- ми. привлекаемыми Росздравнадзором. и связана с проведением исследовании, анализом и оненкоИ объектов экспертизы, подготовкой заключений относшслыю лих объектов. Основ- ными принципами организации зкеперти/ы являются: не зависимость и правовая защищенность субъектов экспертизы при осуществлении ими своей профессиональной деятельности; науч- ный подход, полнота, всесторонность и объективное!ь исследований объектов экспертизы, обеспечение обоснованности результатов экспертизы; компетентность и высокий професси- ональным уровень экспертных организаций и экспертов: системность организации эксперт- ной работы и се мелодическое обеспечение: ориентация на мировой уровень развития науки и техники, нормы и правила экшюгнчсекой. технической и общественно!! безопасности, обязательное^ выполнения требований законодательства Российской Федерации и исполь- зуемых международных и национальных стандартов; гласность результатов экспертизы при условии сохранения государственной. служебной и коммерческой тайны в соответствии с законодательством Российской Федерации. Заключение экспертизы должно быть обоснованным и недвусмысленно отвечать на постав- тенные в з здании перед экспертной ортанизацией (экспертом) вопросы. К заключению долж - ны прилагаться изложенные в прои звольной форме особые .мнения экспертов, нс согласных с принятым заключением Решение Росздравнадзора, противоречащее заключению экспертизы, может быть принято только руководи icjicm Федеральной службы но надзору в сфере здравоох- ранения и социального развития. Заключение экспертизы должно храниться в течение 10 лет при условии. что бзиыпие сроки не устаиавлшзаюгся иными административными реьпмента- ми Росзлраннад зора. Серьезными нарушениями правил проведения экспертизы являются: неиредостатыение эксперт - ной организации (эксперту) информации, необходимой для проведения экспертизы: фальси фикация материалов, сведений и данных. представляемых на экспертизу. а также сведений о результатах се проведения; принуждение экспертной организации (эксперта) к подготовке заведомо ложного включения экспертизы; создание препятствий проведению экспертизы: не- обоснованность выводов экспертизы: фальсификация выводов экспертизы, сокрытие от Рос- здравнадзора оснований для отвода экспертной организации (эксперта), прямое или косвенное вмешагсльство в процесс экспертизы в целях оказания влияния на ход и результат экспертизы; иные нарушения, ответственность за которые наступает в соответствии с законодательством Российской Федерации. Основные административные процедуры экспертизы, связанные с оцен- кой риска применения ЛС н токсикологическом аспекте: организация проведения эксперти- зы. ос.уще пстяемой в ходе рассмотрения документов и принятия решения о юсу тарсттзсинсн регистрации ЛС; мониторинг побочных эффектов применения ЛС. Кроме того. Росздравнад- зор ортаттнзуе*! проведение экспертизы качества ЛС в виде предварительного государственною контроля, выборочного государственного контроля, повторного выборочного государственно- го контроля и осуществляет мониторинг качества ЛС. В случае выявления недоброкачест- венных и фальсифицированных или песоотвсicmyioninx установленным требованиям средств медицинского применения, в том числе лекарственных средств. Росздравна зор осуществляет мероприятия по изъятию их из обращения. Схемы проведения экспертизы и pci не Гранин Л С и медицинской техники в России представлены па рис. 1-4 и 1-э. Научный центр экспертизы средств медицинского применения (ННЭСМП) по заданию Росздравнадзора осуществляет подготовку объективной, достоверной и выверенной ин<|юрма- цип о ЛС. медицинской гекнике и изделиях медицинского назначения, опираясь па которую Росздравнадзор принимает обоснованные решения в отношении медицинского применения укэ шитых средств и продуктов. Основные составляющие работы ////ЭСИ/7.'система экспертизы на этапе pci истрании средств медицинского применения: система экспертизы досье. заявленных к разрешению клинических исследований; система мониторинга качеспза. эффективности и безопасности средств меди- цинского применения в медицинской практике, создание и актуализация банка дншых. со-
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение.. 25 Научный центр Оценка полноты и достоверности Оценка соответствия действующим нормативным документам Проведения экспертного отчета и заключения по результатам экспертизы Материалы по лекарственному средству Согласованные материалы Экспертный счет НЦ ЗАЯВИТЕЛЬ (По поручению заявителя) РЕШЕНИЕ ПО ЗАЯВКЕ 1. Регистрация 2. Назначение исследований и экспебги 3. Отказ в регистрации Комплект документов и данных Экспертный отчет НЦ 180-й день Комплект документов и данных Экспертный отчет НЦ Дата начала Заключение экспертов 60-й день Федеральная служба (отдел регистрации) Организация, определение объемов и сроков экспертизы Принятие решения по заявке Внесение данных в государственный реестр лекарственных средств Оформление и выдача регйЬт* ивнного' удостоверения и нормативной документации заявителю Формирование архивных материалов Дата начала 120-й день Заключение экспертных комитетов 75-й День ВНЕШНИЕ ЭКСПЕРТЫ Материалы экспертизы ЭКСПЕРТНЫЙ КОМИТЕТ Новые л карственные средства внесени । серьезных изменений в регистрационное досье При несовпадении экспертных заичочг+гии Научного центра и внешних экспертов Рис. 1-4. Экспсрп та и регистрация лекарственных средств в России держащего различные базы данных с ин(|юрмацией о ЛС. и тлелиях медицинского назначения, ipvTHx средств медицинского применения: внутренняя система контроля качества экспертной деятельности: совершенствование и тучно-методической Сквы в области доклинических и кли- нических исследовании средств медицинского применения За pvo жом п соответствии с законодательством Евросоюза (ГС) регистрация ЛС (выдача тортовой тинензни) проводится Европейской комиссией (European Commission). Прсдретнс- транионная экспертиза и подготовка проекта решения Европейской комиссии возложены на Европейское aicHTciBo по опенке лекарств (European Medicines Eval и л ion Agency — ЕМЕА) В соответствии с законодательством США регистрация ЛС (выдача торгоно т лицензии) прово- дится Управлением но контролю лекарств и нишевых продуктов (Food and Dnig Administration — I DA) Министерства здравоохранения и социального обеспечения США (Health and Human Services — Hl IS). Предрегистрапиониая экспертиза и подтотовка проекта решения FDA пол- ожены на Центр но оценке и изучению лекарств (Center for Drug Evaluation and Research CDER)
26 Глава 1 ФГУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» МЗиСРРФ 4- НАУЧНО-ЭКСПЕРТНЫЙ СОВЕТ • Экспертиза документов Выработка рекомендаций о регистрации. видам и объемам испытании {Заявитель^ 1-й ЭТАП Первичный прием документов Принятие решения об открытии заявки Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и 4 социального развития 4 4-й ЭТАП ▼ Анализ результатов испытаний Выработка рекомендаций по еги строчки ФГУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» МЗиСР РФ 3-й ЭТАП Испытательные базы • Экспертиза образцов «Выработка рекомендации по регистрации Рис. 1-5. Экспертиза и регистрация медицинской техники в России. 1.3. ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ИНФОРМАЦИИ О ПОБОЧНЫХ РЕАКЦИЯХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В РФ ОТ ФИРМ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ, ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ И ПАЦИЕНТОВ Побочные реакции, связанные с приемом ЛС. отмечаются довольно часто. Например, в США около 10% госпитализаций вызваны проявлениями у пациентов побочных реакций. По- бочные реакции на ЛС делят на два основных тина (см. гл. 1.4). К первому типу относятся реакции, которые представляют собой чрезмерное развитие извес- тных терапевтических эффектов лекарства. Например, человек, который принимает препарат, снижающий высокое артериальное давление, может почувствовать юловокружение. если пре- парат сильно понизит давление. У человека. прыгающего сах грным лиабеп м. xioiyr появиться слабость. тошнота, тбыточнос потоотделение и сердцебиение, если инсулин или другое ги- погликемическое средство приведет к резкому снижению содержания сахара в крови. Этот тип реакций обычно предсказуем, но все же иногда неизбежен. Побочная реакция развивается при передозировке ЛС. повышенной чувствительности к нему и одновременном приеме других ЛС. замедляющих метаболизм и тем самым повышающих содержание его в крови (см гл. 4). Эти реакции, как правило, описаны в инструкциях по медицинскому применению ЛС. Ко второму типу относят реакции, механизмы развития которых в настоящее время не до конца понятны. Этот гни побочных реакций на ЛС в значительной степени непредсказуем, пока v врачей не накопятся сведения о развитии полобн их реакций у достаточно большого числа пациентов. Примерами таких реакций являются высыпания на коже, желтуха (из-за повреждающего действия на печень), анемия, уменьшение количества лейкоцитов, поврежде- ние почек или центральной нервной системы с нарушением функций елххового и зрительного нервов. Подобные реакции обычно развиваются у папистов, имеющих повышенную чувствн-
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение.. 27 тслыюсть к тому или иному химическому соединению, связанную с генетическими особеннос- тями организма (см. гл. 3 и 4) Тяжесть побочных реакций. К основным побочным реакциям на пероральные .ПС относятся нарушения работы пищеварительной системы, например потеря аппетита, тошнота, вздутие живота. запор пли диарея. К легким побочным реакциям обычно огпосягся желудочно-кишечные расстройства, го- ловная боль, утомляемость, неопределенные боли в мышках. общее недомогание (ощущение нездоровья или дискомфорт) и нарушение сна. Такие реакции бывают неприятны больному, ухудшают ею самочувсшие, что может привести к прекращению соблюдения врачебных пред- писаний но приему лекарств. Умеренными побочными реакциями считаются те. которые вызывают симптомы, причиняю- щие пациенту значительное беспокойство К ним относят высыпания на коже (обширные п стойкие), расстройства зрения (особенно у людей, которые носят контактные линзы), дрожа- ние мыши, затруднение мочеиспускания (широко распространенное у пожилых людей), любое заметное изменение настроения или интеллектуальных функций и некоторые изменения со- става крови, например содержание липидов. Некоторые J1C вы зывают тяжелые побочные реакции, которые потенциально опасны для жизни. хотя и огносчгтелыю редки. Пациент, у которого развивается такая реакция, как прави- ю должен прекратить прием препарата, при этом медики проводят специальные мероприятия гтя устранения последствий терапии. Однако иногда больные вынуждены принимать ЛС. хотя зто и сопряжено с высоким риском, например химиотерапевтические средства при онкологи- ческих заболеваниях или иммунодепрессанты после трансплантации органов. Для уменьшения тяжести побочных реакций используются специальные меры. Так, для снижения риска разви- тия инфекции больным с нарушением функции иммунной системы назначают антибиотики, для предотвращения развития язвы желудка — жидкие антациды или блокаторы Н -рецепто- ров. при анемии проводят переливание эритроцит ной массы или вводят эритропоэтин. Неко- торые тяжелые побочные реакции па Л С представлены в табл 1-1 Таблица 1-1. Некоторые тяжелые побочные реакции па лекарственные средства - - - - . - 1 1 [обочная реакция Я по желудка изн желудочное кровотечение Лекарственные средства Кортикостероиды (нредииххюн. гидрокортизон) внутрь или в визе инъекций Лие1илса«1|п11.тояля кислота и jpyuic ППВП (пбупртмК'н. кстопрофеп. напроксен. индометацин, диклофенак) Противосвертывающие средства (геп ipiin. фенилнн) Хнсммн (см. гл. 2) Пскогорыс антибиотики (левомицетин) Некоторые ППВП (ин томегаппи. бутжион) Противомалярийные я щютинотуГтеркулезные нреиартпы у папистов с дефицитом г. покою -<|юсф1Плс1н>|ро1еЧ|а1Ы Уменьшение количества ленкошпон. повы- шающее риск таболеваний. вызванных ин- фекцией тем. гл 2} Некоторые iiciipo.icniBKii (клозапин) Хнмиотера11евп1чсские средства дли течения онкологических таблтс- ваннй Некоторые препараты тля .мнения гиперфункции шитовилноН железы (мерка xcq ict) Поврежление печени (см. гл. 2) Парацетамол (повторное использонание иди применение в чрезмер- ных дозах) Некоторые противотуберкхлетные препараты (изоииатп.т) Чрезмерное употребление препаратов железа Леклрстнн лрушх фармакологических групп особенно у людей с* пато логией печени или счомютреб imkhuiix алко|о.тем Повреждение ночек ем и. 2) ППВП (повторное нспотькнинпе или применение в чрептсриых до зах) Лминог.тикошдныс ан1ибиог|ик11 (стрептомицин. гентамицин). Некоторые препараты тая лечения онкологических заболеваний (ЦНе- llJalHll) Примечание. ППВП - исстсронтпын прот11вовоспа.тнгслы1ый препарат
28 Глава 1 Гиппократу (460-377 it. до п.з.) было известно около 2<Ю лекаре 1 венных рас гений. Ибн Сипа (\-\1 иск) и фабские врачи иснольюш п< 2600 лекарственных веществ. ткоюрых 1400 были рас i тельного происхождения Основы лекарствоведения впервые был и наложены в форме зн- пиклопецическою словаря армянским врачом и есгесгвоисвытсислем XV века Амирлокяагом Хмас киш. Прообраз современных справочников и официальной информации о лекарствах содержа.! сведения о физико-химических и фармако нническнх свойствах, лечебном дсйснии и плаваниях (на 5-6 языках) ЛС растительного (1000 видов), животного (250) происхождения и минералов (150). О значительном увеличении количества ЛС в XX веке свидетельствует справочник V. Negxer «Organic-chemical drugs and their synonyms*. В издании 1961 i. ори по- ятся 2600 наименований индивидуальных спнтстнческ ix лекарственных вешссгв. в 1971 г. — 5276. а в 19X7 г. — более 90<Ю Большое значение для обеспечения безопасного использованная ЛС. оценки зффектин пости их применения и риска возникновения побочных м|к|асктов имеют сбор и анализ ин- формации. полученной от врачей и пациентов о лсисшпп ЛС. а также последующее внесение дополнений в ипорукнию по медицинскому применению. Проблемы побочною действия ЛС приобретают мелико-сопналыюе значение в связи с нарастающим поступлением новых медикаментов и увеличением числа осложнении при их использовании. Наступа тельная рекламная политика (|к1рмацс1пическнх компании часто усу- губляй ситуацию. нтк как пациент далеко не всегда может ирз.-видеть результат совместного действия пескольк ix ЛС. Основная часть химических соединений, используемых в фармакологии, сишс тирована и внедрена в практику в последние 30-40 лет. Ежсщдно список новых химических соединений. 1ы базе которых paaptiGi ываются новые ЛС. пополняется 500 -1000 единицами. >го со см- ет предпосылки pc ikoio увеличения числа неблагоприятных побочных реакций на ЛС. Росту метикаментозных осложнений способствуют широко распространенное самолечение, прием одновременно нескольких препаратов. По статистическим данным, чаше всею в стационаре прихз вися вс грезиться с осложнениями, вы званными противомикробиыми и нрогнвопаразн- гарпыми препаратами. Большинство осложнении вызывают антибиотики. 1а последние 40 лет из мировою фаЪмзпевгичсского рынка изъято более 130 ЛС в связи с недостаточной безопасностью. I peri. изъятий происходила и пределах 2. половина — в пре- делах 5 лет после разрешения медицинского применения. Несмотря на !лобалы!ое внедрение систем наблюдения ш фармакологической безопасностью, неблагоприятные побочные реак- ции по-прежнему остаются одной из важнейших причин заболеваемости и смертности во всем мире. Хорошо оргаппзованпая система обеспечения безопасности лекарственных препаратов является предпосылкой для раннего выявления риска, связанного с использованием медика- ментов. и предупреждения неблагоприятных побочных реакций. В США п I95S I. была создана первая <х|)нппалы1ая opiaim шипя для исследования побоч- ных л|х|>ск 1 он ЛС — департамент по изучению дискр ши крови, вызываемых лекарствами. В настоящее время в США собирают и анализируют ипЦюрмапию об я|м|>екгивностн и тен- денциях исподь'зовпння ЛС, находящихся па рынке, и данные о случаях лекарственных отрав- лений. расиросцтаняюг информацию о потенциалыюй опасности для коровья человека тех или иных медицинских средств, продуктов или товаров. Свои функции EDA осушссгн, яс! в тесном взаимолсйс i вин с подразделениями Службы общественною иравоохраиеиия. л также с другими ведом твами правительства США. IDA имеет кош.кты е межлу парод ними орга- низациями здравоохранения, а внутри страны — с общественными организациями, универ- ситетами, отдельными учеными, частными лабораториями, производигелями лекаре шейной продхкиии и препаратов. В ФРГ сообщения о нежели тельных побочных реакциях ЛС с I95S i. шали поступать в комиссию по лекарствам Германского медицинского общества oi врачей, фармпцептои и производигелей лекарств. В Великобритании в 1963 г. был учроЖлен коми гет по безопасности лекарств нрн мпнпшерсгве здравоохранения Соединенною Королевства, а в 1964 I. была начат программа «желтых карг* — спонтанных добровольных ообшений о нежелательных побочных реакциях. «Желтая карт* — ло специальная форма-извещение ярко-желтого цвета, которую предлагается заполнить и тирании. (бесплатно) ло почте (или шиолпить электронную версию карты и отирании» по з.тектропной почте) в случае подо трения па неблагоприятные побочные реакции в 11.щиональнос агентство ио контролю ia |екарстрами
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение.. 29 и продуктами здравоохранения (Medicines and Healthcare products Regulatory Agency». К числу лип. которым пре сыпется направлять сообщения, относятся врачи, стоматологи, исследова- тели. фармацевты медсестры, а также (с недавних пор) и пациенты, для которых разработана специальная форм г карты Имеется 5 региональных центров, которые функционируют на базе университетских стационаров. Начиная е 19X6 г., число ежегодно присылаемых сообщении от медицинских и фармацевтических работников ioctih io 15—20 тыс. Но Франции с 1973 г существует лепешрали зованная или per повальная система контроля безопасности лекарств (пор: гка 30 региональных центров), утвержденная законодательно с 19X0 г. Национальный Петр фзрмаконад юра Франции принимает и шюсгп в базу данных только тс сообщения о иеже i3re.u.Hiix побочных реакциях ЛС. которые были представлены через региональные цен- тры. Общее число сообщении и базе данных к 1987 г. превышало 51 тыс. В большинстве стран (Лвсгралия. Канада, С I1IA. Франция. Германия. Япония и гр национальные пегпры по контролю безопасности лекарств включены в структуру контрольно-разрешительных систем ре» гаменгпруюших обращение ЛС В Канале п Ноной Зеландии такие центры функциониру- ют и как информационные центры по вопросам отравлений что целесообразно поскольку неб г гоприятная побочная реакция и иптоксик; пня часто взаимосвязаны. В мире существуют единые принципы лекарственной терапии многих «болеванин. поэтому проблема безопас- ности лекарств стала пнгернапионалыгой. В ЕС с 1995 г. в соответствии с европейским за- коне ыгельством была внедрена так называемая централизованная процедура, позволяющая 1 я определенных ,1С имен, единое регистрационное сшпегельсг во. действительное для нссх стран членов ЕС. Функции и ответственность каждой из сторон — стран ЕС. Еврокомиссии. ЕМЕА и кчадслыгев свидетельств на регистрацию препаратов, участвующих в наблюдении за фармакологической безопасшчтью н соответствии с iihiom регистрационного сви лстельстна установлены законодательно директивой ЕС 2001/83 и нормативным актом 2309/93 с после- дующими поправками в томе IX правовых актов но применению ЛС у человека и животных в ЕС Имеется база данных Европейской системы наблюдения за фармакологической безо- пасностью. Страны. входящие в ЕС. занимаются локальным сбором тайных, реагируют на за- просы своих национальных ортанов фармаконалзора. обеспечивают обратную связь с местной общественностью и осуществляют мероприятия по минимизации конкретных рисков с учетом с'пецнф'йческих особенностей своей страны. В России в 1936 г. бюро ученого медицинского совета Народного комиссариата здравоох- ранения РСФСР приняло резолюцию «О порядке испытания новых лекарственных средств и методик. которые могут представлять опасность для здоровья и жизни человека», в которой был определен необходимый объем исследований для получения информации о бе ютнтсиости новых лекарственных препаратов и медицинских методов. В 1969 г. при Минздраве СССР был согд.н1 отдел учета, систематизации и экспресс-информации о побочном .действии ЛС, кото- рый в 1973 г. был утвержден в качестве Всесоюзного организационно-методического центра по изучению побочных действий лекарств. После талнломидовои трагедии в 1968 г. по инпцийтивс ВОЗ был разработан международ- ный пилотным исследовательский проект (Pilot Research Project) по мониторингу' лекарств, в котором участвовало К) стран: Австралия. Великобритания. Канала. Новая Зеландия, Ирлан- дия. Нидерланды. США. ФРГ, Чехословакия и Шпения. В 1970 г. к программе ВОЗ но между народному мониторингу лекарств присоедини тнсь сше 8 стран. Необходимость разработки та- кого проекта была обусловлена гем. что при клинических испытаниях невозможно обпаружтнъ некоторые редко встречающиеся неблагоприятные побочные эффекты. Это связано, прежде в< то. с относительно небольшим числом больных, участвующих в клинических исследовани- ях. Результаты данного проекта подтвердили целесообразность создания при ВОЗ межлуна р тою центра по мониторингу лекарств и организации национальных центров в различных странах В настоящее время в программе ВОЗ участвует более 80 стран, в том числе и Россия. Петр ВОЗ получает 150—200 тыс. сообщений о нежелательных побочных реакциях ЛС в год. В базе данных ВОЗ содержится более 3 млн сообщений. В последние годы ВОЗ организовала обмен информацией о безопасности лекарств между национальными центрами разных стран с номошыо электронных сообщений (система Vigimed). С 1996 г. в Интернете функционирует специальный сайт программы ВОЗ (http. /wwxv.who-unic.org). В последующем во многих стра- нах мира, в том числе п тз России, были организованы национальные центры но безопасности
30 Главе 1 лекарств. в задачу которых входит ортаии шипя работы по выявлению, учету н анализу данных об осложнениях лекарственной терапии, а также разработке предложении по их профилактике и лечению. Согласно ФЗ «О лекарственных средствах» от 22.06.98 № 86-ФЗ ст. 41 и I. «субъекты обращении лекарственных средств обязаны стхтбшать <|зелера.1ьному ортану кснолнптельной плас пт. в компетенцию которою входит осуществление юсу: трет венною контроля и надзора в сфере здравоохранения. и его территориальным ортитам обо всех случаях побочных действии лекарственных средств в об особенности* взтимодействия лекарственных средств с другими лекарственными средствами, которые не соответствуют сведениям о лекарственных средствах, содержащимся в инструкциях ио их применению» (и. I в редакции ФЗ от 22.(18.04 .V 122-ФЗ). Под руководством Федеральной службы по т здзору в сфере здравоохранения и социального развития ФГУ НЦЭСМП принимает информацию о нежелательных побочных реакциях ЛС. как тарептстрпроваиных в России, так и находящихся па клинических испытаниях, от субъек- тов обращения ЛС. С целью получения унифицированной информации о побочном м|и|>екте ЛС была разработана спепихтьная карта-н тветпенне о таком зффекте. определен порядок и сроки предоставления информации (рис. 1-6) Основным метилом сбора птн|юрмации о побочных я|зфекгах ЛС в России является метол спонтанных сообщении, который зак. ючастся в добровольном предоставлении медицинским раоотпиком подробной информации по разработанной стандартной форме. Полученная инфор- мация анализируется. проводится оценка причинно-следственной связи и формируется база дан- ных. Структурированная информация базы данных по побочным реакциям.IC Ф1У НЦЭСМГ1 Росздравнадзора позволяет получать следующие сведения: побочная реакция на определенное ЛС. степень достоверности побочной реакции; количество побочных реакции в определенно!! грхптте ЛС; оценка исходов побочных реакций, оценка побочных рсак тин по тяжести; количес- тво сообщений из определенною района Российской Федерации и в патом ио стране Посту- 1Ьшж« Рис. 1-6. Ciicuihl ыны карга извещение дзн сбора учн|<|)иннрованной iiih|x>pmuii>iii о побочном з<|к|х.кге ЛС
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 31 imioi и обрабатыванием сообщения от зарубежных фирм-производителей. в том числе о случаях, произошедших на территории Российской Федерации. В последние годы отмечена тенденция к увеличению количества сообщений от зарубежных фирм-производителей. По резх тьтагам анализа отечественных и зарубежных сведений о нежели вольных побочных реакциях ЛС из Государственного реестра ЛС были исключены небе «опасные препараты, та- кие как амидопирин, фенацетин к нперогенныс свойства), астсмизол. терфенаднн (кардно- токсические свойства — влияние па ишервад Q—Г). ЛС. содержанте ртуть. ЛС, содержащие «материалы риска* в отношении прионовых заболеваний. и др. 1.4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОБОЧНЫХ РЕАКЦИЙ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В настоящее время выделяют 4 типа неблагоприятных реакций. Однако это разделение носит зачастую условный характер, так как в их развитии одновременно может играю роль не один, а несколько механизмов. Классификация неблагоприятных побочных реакций представ- лена в табл. I-2. Реакции типа А предсказуемы, на их долю приходится около 75% всех нежслате питых по- бочных реакций на лекарственные препараты. Реакции типа В (анафилактический шок. синд- ром Стивенса—Джонсона, генетически обусловленные — метгемоглобинемия, порфирия и др.) возникают редко, не связаны с дозой препарата, часто серьезные, на их юлю приходится около 25% всех зарегистрированных реакций. Реакции типа С часто расцениваются как серьезные, способные существенно влиять на здоровье человека, и по своей природе зачастую необрати- мы к моменту их выявления. К ним относятся синдром отмены, лекарегвенная зависимость, кумулятивные эффекты и эффекты потавления выработки гормонов, толерантность. Диагнос- тика неблагоприятных побочных реакций типа Г> (неоплазии лекарственною происхождения) затруднительна, проводится с применением специфических методик. Основными методами выявления и изучения нежелательных побочных реакций являются: метод спонтанных сообщений: мониторинг взаимосвязи неблагоприятная побочная реакция — лекарство с помощью учета выписанных рецептов: исследование типа «случай—контроль»; интен- сивное мониторирование неблагоприятных побочных реакций в условиях стационара: когортные исследования: метод, основанный на учете всех медицинских записей о больном; мета-анализ. Для выявления неблагоприятных побочных реакций и принятия правильных решений в от- ношении безопасности лекарств целесообразно использовать методы, адекватные определен- Таб.шна 1-2. Классификация неблагоприятных побочных реакций (ио Wade. Beely. Rawlings. Thomson: Royer: Астаховой A.B . Леиахину R.K.. 2004) Тип реакции Проявление Неб.1.иопр>1М1ные побочные реакции, зависящие от дозы И эбыточиип repaneui ичеекмй эффект ттип АТ Побочные эффекты: фар»мкало1 пчеекис токсические Вторичные эффскгы Неблагоприятные побочные реакции, нс зэинснмыс от 1>1мчу1юа.1.1ерп1чсскпс дозы пин В) Ml-xuiihjm пси вестей Неблагоприятные побочные реакции пслсдствис ллитсть- Толерантность ной терапии (гик С) Зависимость Cflll.ipoM ОТМЕНЫ Кумулятивные эффекты Эффекты подавления выработки гормонов Отсроченные я^иЬскты (тип IT) Mynriciniocn. K.iHiiepoicmiocTb Tcp.i ГОГЕН HOCH.
32 Глава 1 ним типам таких реакции. Методы выявления различных неблагоприятных побочных реакции представлены в табл. 1-3 Одним из наиболее эффективных методов постмаркстингового выявления неблагоприятных побозных реакции является метод спонтанных сообщении. Но главным принципом является добровольное или законодательно оговоренное информирование соответствующих резулятор- ных органов о выявляемых неблагоприятных побочных реакциях. Сообщения не могут быть анонимными. Спонтанное сообщение о неблагоприятных побочных реакциях не может стать основанием для профессионального разбирательства или преследования врача, лаже если из сообщения следует, что эти реакции возникли вследствие врачебной ошибки. Основным пре- имуществом системы спонтанных сообщении является возможность заршнстрпровать очень редкие или неожиданные неблагоприятные побочные реакции. Например, поражение к. а- панов сердца при приеме фенфлурамина зарез нсгрировано через 24 гола после появления препарата па рынке в основном в связзз с учащением его применения в качестве средства, вызывающею анорексию. Система спонтанных сообщений позволила выявить такие неблаго- приятные побочные реакции, как увези при приеме метннранолола. нарушение нолей зрения при применении вигабатрина и удлинение интервала (7-7’прзз приеме цизаприда. Существующие системы ф зрмаконадзора. основанные па мен де спонтанных сообзпс- пиз'з. особенно эффективны в оззределенпн неблагоприятных побочных реакции типов А и В. С помощью данного метла были выявлены многочисленные побочные реакции, которые яви- лись в отдельных случаях причиной нзъязия препаратов с фармацевтического рынка. Системы споит изныл сообщений и акзивного мониторинга неблагоприятных побочных реакций явля- ются важными инструментами выработки гипотез взаимосвязи между приемом ЛС и побоч- ными реакциями. Для подтверждения таких ззпзотез или отказа оз них необходимо проводит), допои нигстызые эпидемиолозические исследования В пострсгистрацззонных исследованиях безопасности могут бызь проверены конкретные зипотезы. выявлен риск или проведено ак гиззззос наблюдение прзз повседневном применении ЛС. Фармпрозз зволители в современных условиях и зз соответствии с действующим в России законодательством янлязозся обязательны- ми в активными участниками процесса мониторирования безопасное! и выпускаемых ими Л С и должны представлять в регу шруюшис орзаны периодически обноззляемые отчеты о безопас- ности (Periodic safety update repons — PSLRs) своих препаратов. PSLR яззляется важным инс- трументом обобщения и анализа данных о безопасности ЛС. Оненк«з полученной информации Таблица 1-3. Метены выявления различных исблагоприязиых побочных рсакзззззз (НПР) Неб шгпирнятные побочные peas ши НИР тип А /////’ тип В HUP тип С НИР тип 1) Клинические испытания (ф;иы III и IV) Li Спонтанные сообщения Исследования типа случаи — контроль Исследования типа случай — контроль Когортные нссэелоиання MoHinopiHH пыписывиемых рецептов Koiopnibie пссле юмши с длительным наблюдением Метод, основынкый на уче- те записей о больном Мониторинг пыннсымзе- мых рецептов Иеслслоиания иша случаи — контроль Анализ забо.|епаемос111 н по1|Х?блсння лекаре! в с кподьюваписм большого числа пегочннкон ин<|юр- мицин Спонтанные сообщения Данные ретстрон заболе- вании Экспсрп ментальные нсстсловп1Н1я. например на жнвои1ых Метол. LiviiuBaiiiiuli ни счете записей о больном. Изучение забо зсвасмости и потребления лекарств с испольэоианием ботыиоцз числа источит коп iiii(|Kip- мацнн
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 33 и проведение необходимых мероприятии официальными инстанциями являются в настоящее время основными функциями Росздравнадзора. направленными на обеспечение безопасною н эффективною применения ЛС. Достижения медицинской науки привели к внедрению огромного ко. пчесгва новых ЛС. Од- нако проблем безопасности их применения становится все ботыие. Например, в мхлынцеиг- ровых клинических испытаниях MER11-HI- COMET. OASIS. Al LAS. PREVENTMARS. FATS. Cl APT. I.RT. EXCEL и ряде других сообщается о значительной распространенности пежсла- к гьных реакций на ЛС различных групп. Часто развитие таких реакции связано с высокой концентрацией IC в плазме крови вследствие изменения свойств системы биотрансформации и транспортеров. К настоящему времени уже многое и зестно о полиморфизме генов, кодирующих ферменты биогрансформанпн и транспортеров (см. гл. 3.3). В доклинических исследованиях всех новых ЛС согласно концепции доказательной медицины необходимо учитывать их влияние на состояние системы бнотрансформании и транспортеров. При проведении клинических испыта- ний отбор пациентов должен проводиться с учетом генотипа изоферментов метаболизма. США и страны ЕС при П|х>веденпи эксперт гы всех новых лекарств в обязательном порядке выявляют основныс факторы, влияющие на ферменты метаболизма. С этой целью проводят генотипиро- вание пациентов. В этих странах врачи в работе постоянно пользуются результатами новых фар- макогенетических исследований. Как показывает анализ мировой литературы. для клинического применения уже доступны около 150-200 генетических гостов. Их широко применяют в различ- ных центрах США и стран Западной Европы, особенно во Франции, Великобритании и ФРГ. Во Франции, например. разработана и уже используется в медицинской практике система SESAM. Она включает компьютерную интерпретацию результатов генетического тестирования, а также данные биохимических, серологических к иммунологических анализов. В холе се выполнения уже используют свыше 80 тестов, которые обрабатывают при помощи специальной компьютер- ной про рам.мы РРМА. Пос едняя включает собственно экспертную опенку, ра целы обучения и тренинга для практикующих врачей, медицинское консультирование и справочник для на- селения. Основной упор в данной программе сделан на интерпретацию результатов рамочных генетических тестов, в первую очередь на определение генов системы детоксикации, отвегствен- ных за чувствительность человека к раттичным внешним воздействиям, особенно к химическим веществам. Токсикологические исследования и опенка риска сегодня являются важнейшими взаимодействующими элементами системы обеспечения химической безопасности, согшалыю- шненичсското и экологического мониторинга. В России аналогичных программ пока нет. а число фармакогснстичсских лабораторий пока недостаточно. Однако ра: гичныс предиктивные генетические тесты уже проводятся в специализированных лабораториях и центрах Москвы. Санкт-Петербурга. Новосибирска. Томска и Уфы. Необходимость внедрения в широкую медицинскую и экспертную практику методов гено- типирования ферментов метаболизма лекарств (см. гл. 3 и 4) отражено в приказе Минздрава России от 22.10.03 № 494 «О совершенствовании деятельности врачей — клинических фарма- кологов». Применение фармакогенетнческих тестов и технологии биочипированпя (см. гл. 3.3) поможет выявлению серий мутантных аллелей. ответственных за изменение ответа организма (рис. 1-7). В последние годы во всех развитых странах значительно возросли требования к объему и качеству токсикогснегичсскон информации. Эго определяет важность сохтания системы на- дежных экспресс-метолов исследований и позволит в ближайшие голы выработать алгоритмы критериев необходимости и достаточности генетических исследований при изучении механиз- ма действия рахгичных токенкантон (см. гл. 3.4.). Ниже представлена база данных по токсико- геническнм вопросам лекарственной токсикологии Токсимиенетические ресурсы ТОКССЕТЬ hnp://toxnet.nlm.nih.gov/indcx.hirni. ТОКССЕI Ь предоставляет искомые ссылки к многочисленным базам данных, содержащим информацию токсикологического характера. Сюда включены ссылки на быу данных опасных веществ (БДОС’ ГЕНОТОКС). Система ин- формации о химической канцерогенности (канцерогенность, мутагенность, развитие опухоли и сдерживание роста опухоли). Национальная токсикологическая программа (НГП) hup:/ nip-sener.nrehs.irih.gov/. Наряду с другими этот сайт содержит ценную информацию о потенциально токсичных химических
34 Глава 1 Рис. 1-7. Схема токсико-генетических исследований (в частности, флрмакогснешческнх). служащих мо- лекулярной основой обеспечения хкмкче< кой безопасности (Баринов В.С.. 2003; см. гл. 3). веществах Сюда включены технические доклады НТП ио канцерогенезу, токсикологии н крат- косрочные лок. алы по токсикологии многочисленных ксенобиотиков. ba.ii данных о канцерогенном .действии (ЬДКД) littp://polcncy .bcrkcley.edu/cpdh.himl. Излага- ется информация об экспериментах, включая весь биоанализ Национального института рака — Наинойыьной токснколошчсскон программы (НИР/HI II) и экспериментальные результаты из нпературных источников. Имеется информация более чем о КЮО химических вешсствах. действии токсичных субстанций. База данных факторов воздействия на здоровье (htip://www. atsdr.cdc.gov/hazdal hlml). включающая список приоритетных опасных субстанций, метаболи- ты. взаимодействие субстанций, чувствительность населения, биомаркеры. Гснкарточки htip://gcnome-U'Ww.stanford.edii/gcnccards/. Гснкарточки — информационная база данных. коюрая имеет отношение к человеческим генам, их продуктам и роли в развитии различных болезней. Гснкарточки предлагают информацию о функциях всех человеческих ic- нон. у коюрых имеется соответствующий символ. McdMiner hitp://dh>(_ ver.nci.nih.gov/icxtniining/riltcrs.lnml. Ишст и организовывает литерату- ру по генам, ген-гсп-связям и гсн-лекарсизо связям. Online Mcndciian Inheritance in Man (ОМ IM) htip://wwvv .ncbi.nlni.nih.gov/cnirez/qiicry. ОМ IM — база данных, содержащая информацию о человеческих генах. Другие ссылки взаимосвязаны с ресурсами ЧСВ1 Карга гена OMIM представляет цитогенетическую карту-позицию генов болезней и других генных экспрессий, которые описываются в OMIM.
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 35 База данных гена опухоли http://condor.bcni.tnic.cdu/oncogcne.litnil. База данных содержит информацию о генах, которые являются причинами раковых мутаций, протоонкогспов и ге- нов. подавляющих опухоли. Ее задача — обеспечить стандартны и набор характеристик обо всех известных генах опухоли. База «чанных ссылок на массивы генов он-лайн (DRAGON) hlip://pevsneriab.kcnnedykrieger. org/dragon.htm. Комментарий данных генной экспрессии. включающий хромосомную локали- зацию и сетевую информацию в отношении конкретных генов. GENATLAS http://www.dsi.univ-pBris5.fr/genatlas/. GENATLAS компилирует информацию о проекте «Человеческий геном». Эта информация собрана из оригинальных статш в литературе пли протоколов самостоятельных исследований Сайт позволяет искать информацию о генах, связанных с конкретной патологией или фенотипом. Программа «раковой анатомии» генома 11РАГ http://egap.nci.nih.gov/Pathways. Полезные ссылки па многочисленные пути в ПРЛГ-Веб. которые преi ктанляюгся непосредственно из Биокарты и КЭГГ (Киотской энциклопедии генов и геномов). Кроме того, каждый энзим человека в KEI Г связан с соответствующе! информационной страницей о генах ПРАГ и каж- дый основной метабс шт в КЕГГ связан с соответствующей информационной страницей на ПРАГ. Биологические путевые карты могут также быть доступны па http://cgap.nci.nih.gov/ Paths/Kegg_Standard_Pathways. Экспертная система белкового анализа (ЭксСБАи) http://www.expasy.ch/cgi bin/search- biochcm-index. Допускает поиски метаболических последовательное!ей. Данные генного выражения микромассивов окружающей среды http://www.mged.org/. Пре доставляет высококачественные, хороню откомментированные научным сообществом данные, информацию о стандартах облегчая содранне базы данных и связанного с ней программного обеспечения. Сюда включена информация о микромасеивах. Кроме того, авторы, редакторы и рецензенты работ по микромассивной экспрессии гена могут получить справку о наличии необходимой информации в пуб иканиях по микромассивам. База данных выраженных ярлыков последовательности (БД ВЯП) http://www.ncbi.nlni.nih. gov/dbEST/. БД ВЯП — подраздел банка генов, котор! и содержит данные о пос ледова 1сльиос- тях и другую информацию об «олнокапальпы.х» с ДНК последовательностях или о выраженных ВЯП из множества организмов. База данных учинена http://www.ncbi.nlm.nih.gov/UniGenc/. Уинген — экспериментальная система для автоматического разделения последовательностей в банке генов в безызбыточные установленные ген-орнентнроваиные группы. Индекс гена TIGR http://www.tigr.org/tdb/tgi.html. Ресурс для структурного, функциональ- ного и сравнительного анализа геномов и генных продуктов из большого ряда организмов. LocusLink http://www ncbi.nlm.nih gov/LocusLink/. LocusLink — инструмент, который обь- елиняет описательную и носдедовагельпую информацию об официальной номенклатуре. псев- донимах. увеличении последовательности. фентинах, числах OMIM группах унигена, аффс- лированных иеб-саиtax RefSeq http://www.ncbi.nlm.nih.gov/LocusLink/refseq нт1/. Содержит информацию о геном- ной последовательности, включая геном ДНК РНК-копии и белковые продукты основных исследуемых организмов. Spidcy http://www.ncbi.nlm.nihgov/lEB/Research/Ostell/Spidcy/. Spidey пытается опреле- ять экзон/ннтронную структуру, предоставляет одну или более моделей геномной структуры, включая геном РНК. Ген X http://www.ncgr.org/gencx/. Сотрудничество между Национальным центром геномных ресурсов и университетом Калифорнии которое имеет целью предоставлять доступные данные выражения гена в интернет-хранилище. Массив-экспресс http://www.cbiac.uk/arrayexpress/. С; йт массив-экспресс стал доступным благодаря Европейскому институту биопнформатикн (ЕИБ) Сайт является of шественным хранилищем данных о микромасеивах. не 1ь которого — хранение хорошо откомментирован- ных данных в соответствии с рекомендациями MGED. \1axd http://bioinf.maH.ac.uk/niicroarray/niaxd/. Maxd — база данных визуального наблюде- ния за средой геномной экспрессии, собранная университетом Манчестера.
36 Глава 1 Сборник генных зкспрсссин (СТЭ) htip://u-ww.ncbi.nlni.iuh.gov/geo/. СГЭ — хранилище ген- ных жспрсссни NCBl’s. В нем собираются данные по нуклеотн.шм. uiniiie.iaxi и серийным анализам по платформам генной экспрессии (SAGE). .Другая ба mi данных микромассшюв (ДБДМ) htrp://wu-u.microarravs.org/solludre.hinil AMAD — файл с веб-управляемой базой данных, предназначенной ня генерации ленных но микромасси- вам. Он написан Майком И юном. Максом Деном. Полом Спслманом и Джозефом де Риш ЭкспрессДБ http://arep.mcd.hanarcl.edu/ExpresxDB/. )кепрсссДГ> — реляционная база дан- ных экспрессии РНК Гарвардского университета. Стенфордская ба i данных но микромассивам (CbM)Iiitp.7/genome-uww5.stanford.edii/ MieroArray/SMD/ СЬМ — приоршег Стенфордского университета но хранению данных зк- с'нериментом но мнкромассивам. а также файдов ио соответствующим образам. Кроме тою. С ЬМ предоставляет интерфейс для поиска данных, анализа и визуального наблюдения. ChipDB hitp-7/st । Ta.ui.mil.edu/chipdb/public/. ChipDB — база данных Массачусетско о тех- ПОЛО1 ичсского ун и вереи-i era среды обшании дрожжевой генной экспрессии. Ы Э hllp://wwu,.informatics.j;ix.org/mgihome/GXD/aboutGXD.sliiml. Ба ia данных генной экс- прессии (Б1 )). которую создала лаборатория Джэксона — обшеензеиный ресурс по ннформа- ЯШКи ылцлггергаш язырапзршм. мышеи. Индекс ЧсГЭ hltp://uww.hugeindcx.org/. Индекс генной жспреисни человека имеет целью предоставлять исчерпывающую oaiy данных для выражения экспрессии человеческих генов в нормальных тканях Приве :ены измерения уровней экспрессии мРНК тысяч генов RIKEN база данных экспрессии массивов с ДНК http://read.gsc.riken.go.jp/ База данных вы- ражения гена поддерживается RIKLN. Институтом физического и химическою исследования и Японии. База данных избытка РНК < ЬИР) http://wuw.cbil.upcnr cdu,RAD2/. Бала данных избытка РНК (БИР) университета Пенсильвании — общественная база данных генной экспрессии, разработанная, чтобы иметь данные по базирующимся в массивах и не базирующимся в мас- сивах экснерпмс1нам (SAGE). Нель — провести сравни шльный анализ экспериментов, выпол- ненных другими лабораториями с использованием иных платформ и био.аш нческих систем исследования. SG D http://genomc-uuu4.stanford.cdii/cgi-bin/SGD/cxpression/expressionConncciion.pl. База данных генной экспрессии Saccharoniyces Стенфордского унпверси1СЛ1 предоставляет во1мож- ность одновременною поиска нескольких научных работ по микромассивной генной экспрес- сии для данного гена. Йельская баи данных но микромассивам (ИБМ) http://info.mcd.y ale.cdu/microarray/. 11БМ — ба а данных генной экспрессии, разработанная несколькими лабораториями, по большей час- ти из Йельского университета Body Мар http://bodyniap.imsii-tokyo.ac.jp/. Bods Мар — банк данных экспрессии человечес- ких и мышиных генов в разных тканях. Острота http://www.axon.com/GM_Acnily.html. Содержи г различные исследовательские нис- грументы. например иерархический, к-срелние и к медианные кластеры. SOM. РС.Х и другие Профайл экспрессии http://ep.cbi.ac.uk/EP/. ПЭ имеет много полезных модулей с нотмож- ноегямн кластерного анализа и визуального наблюдения генной экспрессии и данных после- довательности. Генкомпаноншик http://rnicroarray.gcnerinker.com/. Это npoipaMMiioe обеспечение содержит инструмент предварительной обработки данных и оппии анализа например (руппировка. SOMs. РСА и функции визуального наблюдения. Оно также обеспечивает схемы комментария различных данных, в также личный прогноз н управляемые алгоритмы классификации. Spotfire Decision Site http://www.spotrire.com/products/fg.asp. Spotfire Decision Site преллшает новые возможности анализа. например иерархический и k-срелнин кластерный анализ. РСА. поиск профайлов. тест на совпадения, нормализацию и множество диалоговых графиков для визуального наблюдения данных. Имеется вопюжность aociyna к бг зам данных GATC. Partck Pro http://wuw.piinck.com/htmI/prodiicts/pTOducis.htmL Этот пакет позпо 1яет осущест- влять исчерпывгпошую обработку, анализ и визул.тыюс наблюдение данных. Вотможности включают исследовательский анализ данных фатисгическое заключение, модетиротшие про- глоти и связь с независимой базой данных.
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение. 37 Iснный источник http://www.silicongciietics.com/cgi/SiG.cgi/Prodiicls/GeneSpring/indcx.snif. Эго программное обеспечение допускает анализ различных типов массива У пего есть хоро- ший пользовательский интерфейс, который поддерживают кластерный анализ. РСА. SOM и инструменты статистики. Rosetta http://www.roscttabio.coni/producis/rcsolver/dcfaiili.htm. Это. в первую очередь, база данных с возможностями анализа. например ошибка моделирования. статистика качества, группировка. SOM и многочисленные инструменты визуального наблюдения. Кроме того, он предлагает алгоритмы прогноза Байесовского класса, ANOVA и алгоритм ROAST, чтобы найти гены с аналогичными профилями экспрессии. I сномаксимум http //www.informaxiiic.com/solutions/genomax/indcx htnil Модуль анализа генной экспрессии в п|теделах GcnoMax содержит исчерпывающую коллекцию кластерных ал- горитмов и инструментов визуального наблюдения. Он позволяет организовывать и сегменти- ровать данные в полезные категории, допускающие любую из выбранных грхтш генов, а также позволяет сохранять любую из них для последующей детальной трассировки и использования. Программное обеспечение имеет ряд инструментов выбора маркировки гена. Генный взгляд http://www.biodiscovcry.com/gcnesight.asp. Генный взгляд предлагает модули, например визуальное наблюдение GencPic, фрагментированные графики 2D н 3D, вычерчи ванне гистограммы диалогового коэффициента, иерархическую и сетевую группировку. РСА и др. Ои обеспечивает статистический анализ, обладает возможностью хромосомного наблюде- ния. имеет коллектор комментариев. Генная математика http://www.applied-niaths.coni/ge/gc.htm. Этот пакет позволяет осущест- влять иерархическую группировку, анализ начальной загрузки, имеет инструменты манипули- рования дендрограммами, самоорганизующиеся карты. РСА и другие возможности. MA-ANOVA htip://www.jax.oqj/stafr/churchill/labsne/softwarc/aiiova/indcx.htnil. Установка функций, записанных в Матлаб группой Гари Чачила для дисперсионного анализа в базе дан- ных микромассивов. J-Экспрссс Pro http://www.nioimine.com/fniniesct/fniijcxpress.htm Этот пакет позволяет осу- ществлять, например, иерархическую группировку, к-срсднюю частичную «руниировку. глав- ный анализ компонентов. поиск сходсгва профайла, имеет самоорганизующиеся карты и инс- трументальные средства предварительной обработки данных ТМ4 http://www.tigr.org/software/tni4/. Блок инструментов ТМ4 состоит из 4 основных прило- жений: Менеджера данных микромассивон (МДМ). TIGRSpolfmder, Системы анализа данных микромассивов (САДМ) и мультиэкспсрементального наблюдения (МП). Этот блок учитывает нормализацию данных и различные передаточные коэффициенты лля обнаруж ния различных экспрессий генов, использует графическое представление результатов. Про1раммнос обеспече- ние — гибкое, расширяемое и поддерживает ряд входных и выходных форматов. Исследователь микромассивон (ММИсслелователь) hitp://m:iexplorer.soiirccforge.nct/. Пред- ставлены возможности методов нормализации, фильтрации данных, фрагментирования тра- фиков. гиетотрамм, профайлов графиков экспрессии, иерархической группировки, к-срелней и к-мсдиаиной группировки генов. Имеется возможность применения аналитических методов пользователя и предлагается прямой доступ к другим геномным базам данных. BRB Массив Инструменты http://linus.nci.nih.gov/BRB-ArrayTools.html. BRB Массив Инс- трументы — встроенный пакет лля визуального наблюдения и статистического анализа мик- ромассивных данных экспрессии тона ДНК. Возможности пакета включают нормализацию, фрагментированный график, фуппировку. многомерное масштабирование и прогноз. МассивЛБ http://genome.nhgri.nih.gov/arraydb/. МассивДБ — программный блок, который обеспечивает интерактивный пользовательский интерфейс для выявления и анализа микро- массивных данных генной экспрессии. Группа гена http://www-genonie.wi.niit.cdii/cancer/software/software.htnil. Представлены воз- можности фильтрации и направления данных различными путями. Инструментальные средс- тва включают самоорганизующиеся карты. k-ближние соседние (КБС) алгоритмы. выбор гона и тесты перестановки. X Кластер http://gciidics.stanrord.cdu/-shcrlock/clu.sicr.hlinl. Профамма второго поколения, аналогичная программе «Кластер* и самоорганизующиеся карты.
38 Глава 1 Скан Анализ. Группа, Treeview http://rana.lbl.gov/EisenSortwarc.htm. Программное обеспе- чение, созданное Майком Изенсм с возможностями иерархической группировки, к-срслнсй группировки. самоорганизующихся карт, главною анализа компонентов (Г/\К). визуального наблюдения и выделении признаков диагностического класса. Анализ значения микромассивов (АЗМ) http://www-4ai.staiiford.edu/ tibs/СЭМ ’. Коррели- рует данные генной экспрессии в ряд клинических параметров, включая обработку, категории диагноза. РАМ http:///www-stat.stanford.edu/%7Etibs/. Выполняет классификацию экземпляров из данных генной экспрессии, оценивает ошибку прогноза через перекрестную проверку и пре- доставляет список значимых генов, чья экспрессия характеризует каждый диагностический класс. 1.5. ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ В ОБЛАСТИ КЛИНИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СЛУЖБЫ СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ Острые химические отравления в России выдвигаются па одно из первых мест в числе причин нетру ^способности. заболеваемости н смертности населения. В 2002 г из 268 5II гос- питализированных больных с диагнозом острого отравления химической этиологии. включая 43 2 i 3 детей до 14 лет. погибло 52 465 (по данным Минздрава РФ). Причинами большинства острых отравлений в разных регионах страны являются лекарственные вещества, наркотики, алкоголь. Кроме того, загрязнение среды обитания увеличивает риск возникновения этиологи- чески обусловленных заболеваний. Например, во многих регионах особенно в крупных горо- дах, отмечается рост сердечно-сосудистых заболеваний. бронхиальной астмы, нарушений реп- родуктивных функций, врожденных пороков развития у детей. нсиро тндокрипной патологии. По-прежнему высока угроза террористических актов с применением химических веществ. В последнее время наркомания распространяется в нашей стране но законам эпидемии. Ко- личество лиц. употребляющих наркотические средства за последние 2 года, составляет 5 млн. подавляющее большинство из них молодые люди в возрасте до 30 лег Отличительной чертой современного оборота наркотиков в России является расширение их ассортимента, поскольку появляются многочисленные легальные лекарственные средства, оказывающие одурманиваю- щее действие при нсиийьзопании их в больших дозах, кроме того, увеличивается доля незакон по производимых наркотических препаратов с высоким содержанием действующею начала (см. гл. 7.1). Поэтому химический фактор является одним из основных при оценке риска причине- ния вреда жизни или здоровью граждан. Регламентируемая гкопо ателыгыми актами и четко организованная работа аналитической службы, осуществляющей химико-токсикологический анализ. позволяет контролировать уголовно наказуемые действия и способствовать оказанию медицинской помошп при острых отравлениях, а также эффективной диагностике и лечению больных наркоманией. Конечный результат работы химико-токсикологических лабораторий преобразуется в юридический ответ. На территории РФ в соответствии с действующим зако- нодательством и ее международными обязательствами контролируется оборот около 300 инди- видуальных химических соединений, включая их соли, простые и сложные эфиры, природные и искусственные смеси, содержащие эти вещества, в гом числе их лекарственные препараты. а также более 10 низов высших растений, грибов, насекомых и пресмыкающихся, их части, про- дукты жизнедеятельности, а также продукты их kvc гарт гой или промышленной переработки, инертный газ неон, различные реактивы и прекурсоры наркотиков. Вес действия, связанные с законным и незаконным оборотом наркотиков, регламентируются рядом гаконолатсльных документов, к числу которых относятся Уголовный. Уголовно-процессуальный и Гражданский кодексы Российской Федерации. Федеральные законы Российской Федерации, постановления Правительства Российской Федерации, а также ряд нормативных документов соответствующих ведомств (МВД. ФС1>. Министерства здравоохранения и социального развития — МЗиСР. Федеральной таможенной службы, ФСКН — Федеральной службы но контролю за оборотом наркотиков Российской Федерации и др., см. электронное приложение).
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 39 В соответствии с законом РФ «О наркотических средствах и психотропных веществах* 1998 г. наркотическими средствами и психотропными веществами называются вещества синтетичес- кого или естественного происхождения, препараты, растения, включенные в «Перечень нарко- тических средств, психотропных веществ и нх прекурсоров, подлежащих контролю в Российс- кой Федерации» (далее Перечень). К наркотическим средствам причисляются вещества и срс сгва, перечисленные в Единой конвенции ООН о наркотических средствах 1961 г., а к психотропным веществам — Конвенции ООН о психотропных веществах 1971 г. В cooibctctbiih с Конвенцией ООН о борьбе против незаконного оборота наркотических средств и психотропных веществ 1988 г. в указанный Пе- речень внесены прекурсоры наркотических средств и психотропных веществ — вещества, часто используемые при производстве, изготовлении и переработке наркотиков. Согласно Уголовно- му кодексу РФ. ответственность за противоправные действия е наркотическими средствами и психотропными веществами одинакова Действующий в настоящее время Перечень утвержден ностаноыением Правительства Российской Федерации № 681 от 30.06.98 Все возможные из- менения и уточнения в Перечне проводятся по предложениям ФСКН РФ и МЗнСР России Перечень состоит из 4 списков, на которые разбиты включенные н него вещества в соот- ветствии с уровнем контроля над ними (см. электронное приложение). Список /. Наркотические средства и психотропные вещества, оборот которых запрещен. Содержи! около 160 |мименований. В их число входят 42 производных морфинана, около 30 производных фен илал килам и на и амфетамина, 20 производных феннлпинеридина. 16 про- изводных метадона. 10 производных фентанила, 8 производных индола, все известные произ- водные фенциклидина. Кроме того, в этот Список включены следующие растения и продукты их переработки: • мак снотворный (Papaver soniiTiferuiTi. sp Papaveraceae). а >акже лрушс виды маков: вое точный, пртшветковый. щетинконосный. содержащие алкалоиды морфин, кодеин, тебаин или орипавин; млечный сок (опий); маковая солома и экстракт .маковой соломы, содер- жащие указанные алкалоиды; ацетилированный опий, героин; конопля (Cannabis saliva, sp. CannabinaceaeY. • каннабис (марихуана): птшиш (анаша, смола каннабиса); масло каннабиса (гашишное мас- ло); тетрагидроканнабинолы (все изомеры): • кат (молодые побеги с листьями вечнозеленого кустарника кат съедобный — Caiha edulis Forsk)'. • кокаиновый куст (Eryihroxylon coca L.Y, лист кока, кокаиновая пае та; • плодовые тела трнбов, содержащие псилоцин и псилоцибин; • кава-кава (Piper methysticum); чаши растения в cot аве биологически активных добавок к пище (включены 01.01.04). Сюда отнесены также все смеси указанных обьсктов. нх изомеры, соли, эфиры, сели сущест- вование таковых возможно. Использование объектов Списка I допускается только по специ- альным лицензиям в качестве стандартных образцов (реперных веществ) в нсучной и учебной работе, экспертной практике и оперативно-розыскной деятельности Список 2. Наркотические средства и психотропные вещества, оборот которых ограничен Список 3. Психотропные вещества, оборот которых огра <ичен и в отношении которых допус- кается исключение некоторых мер контрам В нею включены широко распространенные ЛС бупренорфин, кодеин, морфин, кокаин, пентазоцин, промедол, просидол, амобарбитал, кета- мин. хальцион, натрия оксибутират и т.п. (более 60 соединений), а 1акже их соли, сушешвона- ние которых возможно. Работа с этими средствами проводится по специальным лицензиям, а разработка, производство, ввоз/вывоз. рОпределение и уничтожение — только специальными государственными предприятиями и организациями. Список 4 Список прекурсоров, оборот которых ограничен. В него входят. ангидрид уксусной кислоты, антраниловая кислота, п-апеги. антраниловая кислота, ацетон, и зосафрол, красный фосфор лизергиновая кислота п-метилэфелрин, 3.4-мстилсндиоксифенил-2-пропанон, мс- тил этил кс юн (2-бугаиои), норнсевдоэфедрин. перманганат калия, пиперональ, пиперидин, псевдоэфедрин, сафрол, серная кислота. исключая се соли, соляная кислота, исключая сс соли, толуол, фенилуксусная кислота, фенилпронаноламин, 1-фенил-2-11ронанон. эргометрин (эргоновин), эрготамин, лиловый эфир, эфедрин, включая соли, образование которых солей
40 Глава 1 возможно. В настоящее время уточняется порядок работы с этими реагентами и pi ггворитс.тя- ми. чтобы и {бежать сложностей на химических предприятиях, в многочисленных лаборатори- ях. в сфере бытовой химии. Кроме веществ и средств, приведенных в Перечне, в соответствии с законодательством Рос сийской Федерации действуют списки сильнодействующих. ядовитых, одурманивающих ве- ществ, издаваемые Постоянным комитетом по контролю наркотиков (11К КII). а также сводная забита заключений НККН об отнесении к небольшим, крупным и особо крупным размерам количеств наркотических средств, психотропных и сильнодействующих веществ, обнаружен- ных в незаконном владении или обороте (см. электронное приложение). В Список сильнодействующих веществ, но состоянию на 01.07.06, включено свыше 100 наименований, среди которых лекарственные средства некоторые виды лекарственного расти- тельного сырья: рожки спорыньи \Secale согпишт — склероций триба Clavicepspurpurea (Fries), Tulasne. сем. ClavicipitaceaP\. грана -.эфедры {Herha Ephedrae — молотые побеги следующих видов кустарника эфедра: хвощевидная, средняя, рослая, двухколосковая) и кава-кава, растворители, в том числе часть прекурсоров: пиперидин, толуол. хлороформ, этиловый х|эир В этом списке доминируют производные бензодиазепина (35 наименований). эфедрин. псевдоэфедрин и их препараты (более 20 наименований), барбитураты (12 наименований). Кроме того, в список включены известные ЛС: клофе.ши. мепробамат, теофиллин. еолутан. циклодо.т. а также па- кеты. именуемые «ганские таблетки» для похудения, более 10 анаболических гормонов и их сложных эфиров и др. Оборот сильнодействующих веществ ре т у. тируете я нормативными доку- ментами МЗиСР России, а вся деятслытость осуществляется при наличии лицензий. К списку ядовитых веществ но состоянию на 01.07.06 относят: соли ртути и ртуть метал- лическую. нромсран. соли мышьяка, в том числе натрия арсенат, стрихнина нитрат а также следующие растения. животные и продукты их переработки: аконит (различные вилы Асопнит; реповидный (A. napellus). каракольский (A. karakoHcum). джунгарский (.4 soonporicum)\ и ос новной алкалоид аконитин; сумму алкалоидов красавки (Atropa belladonna /. и Alropa caucasica Кг., сем. пасленовые — Solanaceae) и основные алкалоиды: гиосциамин, скополамин: экстракт чилибухи (Strychnos пих vomica I , сем лотапиевые — loganiaceae) и его основные алкалоиды бруиин и стрихнин: яд змеиный и пчелиный, а также продукты их переработки п др. В Список одурманивающих веществ внесены смеси алкоголя в любых соотношениях с кло- фелином, димедролом, барбитуратами или тропяновыми алкалоидами, а также вызывающие одурманивание растворители и газообразные вещества: хлороформ, эфир, толуол, хлорэтцд. закись азота и криптон (см электронное приложение) Постановление 11равитслт.сгва РФ от 07.02.06 N" 76 «Об утверждении крупного и особо крупного размеров наркотических средств и психотропных веществ для целей статей 228. 228- 1 и 229 Уголовного кодекса Российской Федерации» (с изменениями от 8.07.2006) утвердило соответствующие размеры контролируемых веществ Постановление Правите, ьства РФ ог 08.06.06 № 421 «О внесении изменений в некоторые постановления Правительства Российской Федерации по вопросам, связанным с оборотом наркотических средств и психотропных веществ» внесло ряд изменений в Перечень наркоти- ческих средств и психотропных веществ, которые контролируются на территории Российской Федерации Таким образом, всего по Перечню и всем приведенным выше спискам проходит около 300 индивидуальных химических соединений, а также все возможные их соли, простые и сложные эфиры, природные и искусственные смеси, содержащие эти вещества, более 10 видов высших растений и трибов. их части, а также продукты их кустарной и промышленной переработки. Ниже приводится перечень основных нормативных документов, которые регламентируют проведение жспергиых (судебно-химических и клинико-токсикологических диагностических) процедур в химико-токсикологических лабораториях (см электронное приложение) • Уголовный кодекс Российской Федерации от 13.06.96. • Уголовно-процессуальный кодекс Российской Федерации от 18.12.01 ФЗ от 04.07.03 № 92-ФЗ в кодеке внесены изменения Обстоятельства работы лабораторий нередко обусловливаю г применение статей Гражданс- кого и Трудового кодексов РФ. а также кодекса «Об административных правонарушениях РФ» и ряда других
Система государственного контроля, организационно-правовое обеспечение... 41 Федеральные законы • ,Np I or 0<S.0l.9S «О наркотических средствах и психотропных веществах»; • № 73-ФЗ от 3l.05.0l «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации» (с изменениями от 30.0l.0l); • № Кб от 22.06.9S (редакция от 22.0S.04) «О лекарственных среу гтвах», а также ряд других ФЗ РФ. Постановления Правительства РФ • №23! от 06.05.04 «Об утверждении размеров средних разовых доз наркотических средств и психотропных всшсств для целей статен 22S, 22X-I и 229 Уголовного кодекса Российской Федерации: • № 76 от 07.02.06 «Об утверждении крупного и особо крупного размеров наркотических средств и психотропных веществ для целей статей 228. 228-1 н 229 Уголовного кодекса Рос- сийской Федерации», а также ряд других постановлений Правительства РФ. Приказы М3 РФ • № 233 от 05.06.96 «Об аккреди тации клинико-лиа) шкл ичсских лабораторий в качестве эк- спертных»; • № 2S9 от 05.10.98 «Об аналитической диагностике наркотических средств, психотропных и других токсичных веществ в организме человека»; • № 1021 от 25.12.73 «О введении нового перечня токсических веществ, подлежащих судебно- химическому исследованию в лабораториях бюро судебно-медицинской экспертизы»; • № 45 от О7.О2.2(ИИ) «О системе мер по повышению качества клинических лабораторных ис- следований в учреждениях здравоохранения РФ». • № 460 от 29.12.2000 «Об утверждении учетной .документации токсикологического монито- ринга». Дан перечень наименований токсичных веществ, наиболее часто встречающихся при острых отравлениях, и их коды но МКБ-10; № 9 от 0S.0l.02 «О мерах по совершспсгвоваиию организации токсикологической помощи населению РФ»; • № 238 от 26.07.02 «Об организации лицензирования медицинской деятельности»; • М 161 or 24.04.03 «Об утверждении инструкции по организации и ирон водству экспертных исследований в бюро суцсбно-мслипинской экспертизы»; • № 220 от 26 05.03 Огр гелевой стандарт. Система стандартизации в здравоохранении РФ. «Правила проведения внутри лабораторного конгро я качества количественных методов клинических лабораторных исследований с использованием контрольных материалов»; • № 30S от 14.07.03 «О медицинском освилсгелмлвонаиии на состояние опьянения» (с изме- нениями от 07.09.04). Приказы МЗиСР РФ • N I от 10.01.06 «О внесении изменений в приказ МЗРФ от 14.07.03 № 308». • .\*> 40 от 27.01.06 «Об организации проведения химико-токсикологических исследований при аналитической диагностике наличия в организме человека алкоготя. наркотических средств, психотропных и других токсических веществ». Письма М3 РФ • № 10-04/6-ииф. от 12.05.04. Перечень приборов для измерения количества (концентрации) алкоголя. разрешенных к применению в медицинской практике: • № 10-04/6-ннф. (дополнение) от 12.05.04 Перечень разрешенных к применению медицин- ских изделий для скрининговых исследований наличия наркотических средств, психотроп- ных всшсспз и алкоголя в организме человека. Следует заметить, что согласно приказу МЗиСР РФ от 10.01.06 № I. концентрация обнару- женных в моче психотропных вошеств нс имеет значения для вынесения заключения о состо- яния опьянения при наличии клинических признаков опьянения. Пункт 2.17 Приложения к приказу гласит: «Заключение о состоянии опьянения в результате употребления наркотических среде) в. iicnxoipoHHbix или иных вызывающих опьянение веществ выноситсз) при наличии клинических признаков опьянения и обнаружении при химико-токсикологическом исследо- вании биологического объекта одного или нескольких наркотических средств, психотрог пых или иных вызывающих опьянение веществ или их метаболитов вне зависимости от их концен- трации (количества)». В то же время в РФ отсутствуют официальные или рекомендованные
42 Глава 1 пороги обнаружения наркотических и психотропных веществ в моче применительно к химико- токсикологнчажому анализу. Утверждение таких порогов крайне необходимо для корректной интерпретации результатов химико-токсикологического анализа в сочетании с клиническими признаками опьянения. Необходимо четко разделять такие основные понятия. как факт упо- требления тех или иных вешеств. концентрация которых в моче может быть крайне низка, и клиническая картина опьянения, при которой в моче освпдетельствуемых обычно обнару- живаются относительно высокие их концентрации. За рубежом пороги обнаружения (cut-off) наркотических и сильнодействующих веществ в моче установлены, но они в разных странах различны (см. гл. 7.1). В настоящее время правомерность вынесения заключения о состоянии опьянения, вызванного неустановленным веществом, регламентируется приказом МЗиСР РФ от 10.01.06 № I. хотя эго и является самым спорным вопросом при медицинском освидетель- ствовании. Случаи, когда при наличии клинических признаков опьянения в биосрсдах обсле- дуемого не обнаруживаются психоактивные вещества. могут быть объяснены отсутствием в ла- боратории современного аналитического оборудования н/илн несовершенством утвержденных специальных методик. Начиная с 2006 г., медицинское освидетельствование в РФ проводится на основании приказов М3 РФ от 14.07.03 J\ 308 и МЗиСР РФ от 10.01.06 Nj I Подробные методические указания в отношении клинико-диагностических тестов, лабораторных методов исследования и этих приказах отсутствуют, ноэгомх лаборатории в своей работе опираются на документы прошлых лет. например Методические указания Минздрава СССР от 01.09.88 N 06-14/33-14 «Мелипинское освилетс ьствование лля установления факта употребления алкого- ля и состояния опьянения» и современную научно-методическую литературу (см. электронное приложение) Другой важной проблемой является отсутствие в РФ официального порога содержания ал- коголя в выдыхаемом воздухе. В настоящее время ГД РФ готовит такой законопроект. За рубе- жом. практически во всех странах, пороги содержания алкоголя в выдыхаемом воздухе давно регламентирую!ся и обычно составляют 0.3—0.5 mi/л (см гл. 8.1). Из жидких биологических сред при освидетельствовании для установления факта употребле- ния алкоголя и алкоголы ого опьянения обычно исследуется моча. Однако в приказе МЗиСР РФ от 10.01.06 № I исследование мочи для этих целей нс обозначено, в то же время в приказе МЗиСР РФ от 27.01.06 N® 40 такое исследование регламентируются. Явное противоречие двух новых приказов, вышедших в свет в одно и то же время, затрудняет работу лабораторий.
Глава 2 КЛАССИФИКАЦИЯ ТОКСИЧНЫХ АГЕНТОВ И ВИДЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Ялов в научном смысле нет. 1мбруаз Огюст Тардъе (1818 1870) 2.1. НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТОКСИКОЛОГИИ «Всякому известно, что в способе производить анализ, предшествующий наблюдению, один ум чрезвычайно разнится от другого. Анализ этот составляет сущность акта наблюдения. На- блюдателем следует назвать нс того, кто только видит находящуюся прел его глазами вещь, а того, кто видит, из каких она частей состоит Исполнить это хорошо — есть редкое дарование. Один человек от невнимания или оттого, что надлежащим образом направляет свое внимание, не замечает половины того, что видит; другой отмечает более того, что видит, смешивая ви- димое с воображаемым или с выводимым; другой отвечает род всех обстоятельств. но, будучи неопытен в оценке их степени, оставляет количество каждого обстоятельства неопределенным и неизвестным: иной хотя и видит целое, по неловко делит его па части, соединяет в одну массу вещи, которые должны быть отделены, и разъединяет другие, которые удобнее было бы рассматривать как одну вещь, так что результат тот же. а иногда и хуже того, как ссди бы он и нс пытался анализировать»*. Редким аналитическим дарованием облачал Л. Тардье. знамени- тый судебный медик, сумевший химическими методами многократно дока «агь в суде отравле- ния ядами, идентификация которых и сегодня в ряде случаев бывает затруднительна Однако именно Л Гардьс на основании своей огромной практики сделал заключение: «Ядов в научном смысле нет». В практической деятельности судебные медики, судебные химики, токсикологи нередко используют ермипы «ял» или «ядовитое вещество». Но какое определение можно дать понятию «ял»? В начале XIX века основоположник научной токсикологии Матье Джозеф Бонавентура Орфила (1787—1853). химик, физик и врач, i рофессор и декан медицинского фа- культета Сорбонны, писал: «Яд — вещество, которое в малом количестве, будучи привс епным н соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». Ранее в XV веке последователь Аристотеля. Гиппократа и Галена выдающийся ученый Филинпус Аурелиус Теофрасюс Бомбастус фон Гогенхейм — Парацельс сформулировал основы ятро- хпмни: «яд» по своей сущности является химическим агентом: необходимость и возможность экспериментальною распознавания химических агентов; обнаружение — необнаружснис ядов обусловлено дозой химического агента («все есть яд... и только доза отличает яд от лекарства»); связь между природой химического соединения и их терапевтическим и токсическим дейс- твием существует. Но задолго до знаменитых слов Парацельса великий иранский поэт Рудаки (941 г.) написал такие строки: «Что ныне снадобьем слывет, то завтра станет ядом. И что ж? Лскарсгнох этот яд опять сочтут больные». По мнению извеснюго российскою токсиколога проф. Н.В. Лазарева, «ялы — суть вещества, которые вызывают повреждение немсханичсским Мить Джон Сгкмрт ()80Ь—1873) — анивПскии фитософ и психозсн
44 Глава 2 путем» (1936). Согласно определению судебною химика проф. М.Д. 111 лайковой. «ядовитым веществом или „ялом” называют (условно) такое вещество, которое, будучи введено в орга- низм в малых количествах и действуя па нею при опредс. спиы.х условиях химически или фи- зико-химически. способно вы звать'болезнь или смерть» (1965). Каждое из приведенных, к.к и множество других известных определен и ii. можно подвергнуть критике Авторы солидарны с мнением токсиколоюв. которые считают, что термин «ял- следует исключить нт определении современной токсиколоюи и. в частности. с постулатом проф. С.А. Купенко «ядом становится нобос химическое вещество, если при соприкосновении с организмом оно вызвало заболева- ние (интоксикацию) или гибель». В исследовательской и практической деятельности как в РФ. так и за рубежом lopai.io чаше используются термины «гоксикаиг» и «ксенобиотик* (часто как синонимы). Однако некоторое различие между этими поняными существует. Токсикант — токсичное химическое вещество любом химической прироты. способное нарушить гомеостаз биологической системы и оказать на нее вредное влияние при взаимодействии, вызывая повреждение или гибель. KteionuomuK — чужеро. юс вещество, введенное любым путем в организм. В опубликованных в 261*2-2006 гт. российских научно-методических изданиях по токсико- логии (Лош&ткип Н.А.. Куценко С.А.. Курляндский Б.А.. Филон Н А п лр.) науку токсиколо- гию трактуют как учение о токсичности н токсическом процессе. Токсичность — «снопе i во или способность химических веществ, юиствуя па биологические системы немехзннческим путем, вызвать их повреждение или гибез ь». Токсичность проявляется как результат взаимодействия па молекулярном уровне Токсично- го вещества, биосистсмы и окружающей среды. Каждый из учаспзуюших обьекюв сложен, из- менчив в качественном, количественном и врсмспнбхз отношении. Результат взаимодействия таких сложных переменных веет да рассматривается с вероятное™ ой точки трения. Механизмы токсического действия химических соединений па организм человека рассмотре- ны в главе 3.2. Токсическое действие вешеств. регистрируемое, на попу тяииоппом и биогсопе- нотачсском уровнях, называют зкотоксичсским (см. гл. К*). Результат токсического действия вещества и компенсаюрно-приспособигельных реакций (адвитационных возможностей) ор- ганизма формирует ответ, или токсический процеа.. развитие которого обусловлено многими факторами (рис. 2-1). В гибл. 2-1 приведены некоторые примеры влияния различных факторов на проявление токсического зф<|>екта. Рис. 2-1 Факторы, определяющие развитие токсическою пронесен ТВ — токсическое нсизсетно.
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 45 Таблица 2-1. Внтяние различных факторов на проявление токсического эффекта Факторы влияния Особенности ашяиия Возраст Устойчивость к гипоксии у детей до 5 лет высокая, у подростков и стариков низкая Пол Мужчины более чупеннцельны к действию инсулиии. никотина. <|юсфорортаничсских соединении, женщины — к псйствик» СО. мор- фина. барбитуратов, алкоголя Этническая ириппдлежиосп. Скорость б|1отринефс1рмап1Ш ксенобиотиков определяется лничсс ки.мп различиями. которые связаны с генетическими особетшоешми (см. гл. 3 и 4) Н»1Д|[1ИО5ШЬ!!ан непереноси- мое и» По данным Американской медицинской ассоциации, побочные ре- акции на прием лекарств занимают 4—6-е место среди причин смерти в США. Решение проблемы: нал гите у каждого человека генетическою иас- по н» (см. гл. 3) Время суп к 9ч— минимальное (min) содержание глюкозы в крови. 18 ч — мак- симальное (max). 16—18 ч — min содержание темот лобина в крови. 11-13 ч — max. 3—15 ч — утилизация гликогена в печени. 15—3 ч — его накопление. При действий тепатотоксичиых веществ выраженный эффект можно ожидать в 18-20 ч (min гликогена и глюкозы)* Гипербария При повышенном барометрическом давлении (гипербарпи) усили- вается токсичность СО. алкоголи. пестицидов, мнотнх наркотиков, развивается синдром взаимною отягощения Уровни шума и вибрации При повышенном шуме и вибрашш усиливается токсичность СО. алкоголя. дихлорэтана. определенных наркотиков и других токсич- ных вешесгв * В настоящее время есть снедения об изменениях головых и дневных ритмов функциональной актнг пости рецепто- ров. а также возрастных изменениях рецепторных систем (см 1л. 3). Токсический процесс проявляется метаболическими, патоморфологическими. клинически- ми альтерациями (повреждениями), связанными с патогенетическим механизмом, посредством которого действовало токсичное вещество, совершившее химическую агрессию (см. гл. 2.4— 2.10). Проявления токсического процесса изучают на молекулярно-генетическом, клеточном, органном, организменном и популяционном уровнях. На организменном уровне токсические процессы классифицируют как процессы, формирующиеся по пороговому (интоксикация) или беспороговому (тератогенез) принципу. Последний имеет вероятностный характер Интоксикация (отравление) — нарушение функции организма под влиянием токсиканта (яда), которое может привести к расстройствам здоровья или лаже смерти. Механизмы фор- мирования и особенности течения интоксикации зависят ог природы, дозы, способа введения токсиканта и других факторов (см. рис. 2-1). Интоксикации могут быть острыми, подострыми и хроническими Острая интоксикация развивается в результате однократного или иовюрното действия гзешсств в течение ограниченного времени. подострая интоксикация — в результате непрерывного или пре- рываемого во времени действия токсиканта продолжзпе.тыюстью до 3 мсс. хроническая интоксика- ция — в результате продатжигелытото действия т окен каш a (инот га в течение многих лет). К настоящему времени в мире зарегистрировано более 10 млн химических веществ, более 60 000 из них используется в быту в виде лскарст венных средств (4000). нишевых добавок (5500). пестицидов. косметических препаратов, препаратов бытовой химии и тдг. (1500). По данным на 2002 г., в РФ почва содержит I млрд тони отходов, зарегистрировано 268 511 отравлений.
46 Глава 2 из них 52 465 с летальным исходом (нрпчшм 40 000 из них — алкоголь и лекарства), средний возраст погибших 27 лег, 82.7% из них погибли на догоспитальном пане. По степени тяжести интоксикацию подразделяют на тяже гю (угрожающую жизни), сред- ней тяжести (необратимое повреждение органов и систем, приводящее к инвалидности, дли- тельное у течению, тяжелым осложнениям) и легкую ('заканчивается полным вы гдоронлением пострадавшего). Действие токсиканта может быть местным (процесс р щипается непосредственно на месте аппликации токсиканта), общим (в процесс вовлекаются многие органы и системы) и избира- тельным (специфическое поражение органа или системы, имеющих низкий порог чувствитель- ности к токсиканту). В профилактической токсикологии приняты такие понятия, как «вредное вещество», пре- дельно допустимая концентрация (ИДК), порог вредного действия и др. Вредное вещество — вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований без- опасности может вызван* производственные травмы, отравления, профессиональные заболе- вания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами ис- следования как в течение рабочего стажа, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Порог вредного действия вещества (острого и хронического) — его минимальная концентрация (лоза) в объекте внешней среды, при воздействии которой в ор- ганизме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакции, или скрытая (временно компенсированная) патология. ИДК вредных веществ в воз- духе рабочей зоны — это концентрации вредных веществ, которые при ежедневной (кроме выходных) раооте в течение 8 ч или другой продолжительности, по нс более установленного законодательством каждой страны, нс могут вызвать заболеваний или отклонений в состо- янии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. ПДК маскималыгая допустимая концентрация (МДК). ориентировочный безопасный уровень вещества (ОБУВ) — юридически утвержденные лозы веществ, признаваемые для человека в условиях повседнев- ной жизни, аварийных ситуаций. на производстве. Они рассчитываются на основе принятия концепции пороговости. Дозу, ниже которой современными методами исследования нельзя обнаружить дег сзвие токсиканта на биообъект, принято обозначать как «пороговая доза». Зависимость доза-эффект распространяется на все уровни организации биосистем Доза- эффект — зависимость наблюдаемого изменения в системе от содержания в ней токсичного вещества или концентрации токсиканта в объектах окружающей среды. Доза—ответ — частота ветре гае мости наблюдаемых отклонений (ответов), достоверно отли- чающихся от нормальных уровней в изучаемой биосистеме, в зависимости от дозы токсиканта, поступившего в систему, или содержания токсиканта в объектах окружающей среды. Основной параметр зависимости доза—эффект для конкретного токсиканта и определенно- го биообъекта — ветчина tpe< неэффективной дозы (ED*,) вещества, при действии которой ни объект развивается эффект, равный 50% максимально возможного. В клинико-токсикологических н судебно-химических исследованиях интерпретация анали- тических результатов как юридического ответа невозможна без сравнительной оценки полу- ченных данных с общепринятыми и представленными в справочной литературе терапевтичес- кими, токсическими пли летальными концентрациями в биожидкостях и тканях человека. (ля Л В экспериментально установлено: чем шире терапевтическая зона безопасности (zne- рапевтическое окно, терапевтический индекс) — диапазон, соотношение между эффективной лечебной дозой и лозой, приводящей к тяжелым, опасным для жизни побочным реакциям, тех» безопаснее лекарство. Терапевтический индекс может быть рассчитан по результатам до- клинических исследований как соотношение дозы, вызывающей фармакологический эффект у 50% животных (ED^, и дозы, вызывающей гибель 50% животных (LD,) О терапевтической широте прспара а может свилсгс.гьствовагь также и индекс Брока-Шнайдера — отношение дозы препаразпа. вызывающей токсический зффект у 10% животных (LDI(). к дозе, оказывающей фармакологическое действие у 90% животных (ED..J. F..B. Арзамасцевым и соавт.. предложено использовать коэффициент опасности, который обозначает риск (или вероятность) токсичес- кого дег сгвия вещества при назначении дозы, вызывающей у 90% подопытных животных ле-
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 47 чебиый х|м|тект. Т.А. Гуськовой предложен метол по оценке безопасности применения ЛС в клинике па основании результатов доклинических токсиколотнческих экспериментов. учиты- вающий условия применения ЛС в клинике, — терапевтическую дозу для человека и продол- жительность лечения на основании определения наиболее чувствительных органов или систем к данному препарату при повторном введении. При изучении хронической токсичности ЛС определяют наиболее чувствительные органы (ортаны-мишени) к данному препарату. Рассчи- тывают суммарную дозу препарата в миллиграммах на I кг (мт/кг). вызывающую изменения структуры органа. Дзя учета скорости окислительных процессов (зависит от вида млекопи- тающих) используют известные коэффициенты пересчета дозы с каждого вида животных на человека, собранные в специальные таблицы. Определяют суммарную потенциально безопас- ную дозу препарата для человека. адекватную дозе, вызывающей патологические изменения в органах-мишенях у животных. Полученную величину следует разделить па суточную дозу препарата, рекомендуемую в инструкции, и получить расчетный безопасный курс (РБК) при- менения препарата в клинике. На основании соотношения РБК препарата и курса его при- менения. заложенного в инструкции по применению, вычисляется индекс безопасности (ИБ). величина которого может служить критерием безопасного применения у людей. Чем выше И Б. тем безопаснее ЛС. На основании величины ИБ лекарственные препараты делят па классы опасности. Исследования новых потенциальных ЛС направлены на получение одновременно эффективных и безопасных препаратов. Терапевтическая концентрация — эти концентрация лекарственного вещества в крови (сы- ворогкс или плазме) человека, при которой препарат оказывас эффективное клиническое действие без значительных побочных эффектов. Токсическая концентрация — это концентра- ция лекарственного тын дру ого химического вещества в крови (сыворотке или плазме) чело- века. при которой появляются значительные токсические симитомы. Летальная концентрация — эго концентрация лекарственного или другого химического вещества в крови (сыворотке или плазме) человека, которая вызывает смерть или настолько превышает терапевтическую или токсическую концентрацию, что может вызвать смерть. Летальные концентрации лекарс- твенных веществ в крови трудно определить. Смерть может быть объяснима комплексом раз- тттчных факторов: отравлением на фотте склеротического поражения органов, интоксикацией на фоне синдрома абстиненции и др. (см. гл. 5). Концентрации выражаются в: • мг/л; • мг% (миллиграмм-процент), равный мг/дл (миллиграмм на децилитр); • мкг/мл (микрограмм на миллилитр), равный мг/л (миллиграмм на литр). Для переведения в: • мт/мд необходимо концентрацию, выраженную в мт %, разделить на 100; • мкт мл необходимо концентрацию, выраженную в мкг%. разделить па 100; • мг% необходимо концентрацию, выраженную в мг/л. разделить на 10. Для того чтобы выразить концентрацию в единицах СИ в ммоль/л. необходимо концентра- цию мг/л разде тить на молярную массу вещества. 2.2. ЧТО ПОНИМАТЬ ПОД ЗАВИСИМОСТЬЮ СТРУКТУРА-ТОКСИЧНОСТЬ? Знание физико-химических свойств токсикантов позволяет правильно оценить многообра- зие их химических превращений, происходящих в организме, в том числе при взаимодействии со структурой-мишенью (см. гл. 3.2). выбрать способ решения аналитической задачи обнаруже ния и количественного определения токсиканта вбпосредах (см. гл. 5) и при необходимости - методы детоксикации (см. гл. 2.5). Химические вещества характеризуются разной токсичностью, которая может различаться в тысячи и десятки тысяч раз (габл. 2-2).
48 Глава 2 Таблица 2-2. Токсичность различных ве шести при олнокр.пиом поступлении их и оргаптм Токсикант Токсичность, мг /кг массы тела Мо.тикхлярная масса Токсин боту шзма А о.шюоз ЧОО (100 Токсин столбняка 0.(ХН)1 150 (100 Риппи 0.02 66 000 Дифтерийный токсин 0.3 72 000 Афлаток к н В 10 312 Курарик 500 696 Cipiixiiiui 500 334 Никотин НИМ» 162 Цианистый натрин 10 ООП 49 Фенобарбитал 1 100 000 232 Природа всшества определяет его токсичность. Можно выделит многие свойства токеияан- та. влияющие на изменение его токсичности, однако пн одно из них не будет определяющим. Чю следует понимать, говоря о связи структура—токсичность (активность)? Структура - строение молекулы вещества, определяющее все его физические и химические cboi спи Био- орг.шическая химия исследует взаимосвязь структуры с физическими, химическими и биологи- ческими свойств, мп вещества, учит предсказывать его свойства ио структурной формуле. Необ- ходимые рекомендации можно наши в современных руководствах но биоорг.шической химии п базах данных. Активность (в том числе токсичность) — влаимодействие вещества с рецептором. Действие токсиканта представляет собой сложный мнопктутнитчатый процесс в котором его ассогшання с рецептором явигястся лишь начальным этаном реализации биологической актив- ности. за которым следуют дальнейшие события, в конечном счете могущие проявиться и в виде ииюкеикапин (см гл. 3.2). Поэтому о влиянии строения вещества на его действие умест- но говорить, только если рассматривается де тствис па рецептор. Трудами многих выдающихся ученых XX века, в том числе и наших соотечественников, прс.чиожспа обобщенная концепция регуляторных механизмов функций клетки. «Рецепторы — это генетически детерминированные мобильные. лабильные главным образом белковые структуры. с|ункнии коюрых заключают- ся в „узпаваншГ химическою спита и последующей его трансформации в адекватный ответ клетки» (П.В. Сергеев. 1999). Первоначально имеет место «узнавание* рецептором соответству- ющего лиганда. которое характеризуется специфическим взаимодействием молекул-партеров с высоким сроясгвом друг к дрп В результате этого взаимодействия реали (уется вторая функция репетиров — трансформация полученного сигнала в биохимическую и затем в физиологичес- кую реакцию живых систем. Рецепция, обеспечивающая восприятие и перс гачу информации клепке для формирования ад-минной ответной реакции при воздействии какого-либо химичес- кого сигнала, является важнейшим гомеостатическим механизмом па клеточном и субклеточном уровнях Большинство реценюров прсдскшляют собой белки, их агрегаты и комплексы с нукле- иновыми кислотами или определенные низкомолекулярные вещества (см. гл. 3.2). Химический агент реали зует енот я|х|>ект через взаимодействие с рецептором, который располагается либо на поверхности клетки, либо в одном или нескольких участках внутри нее В ответ на возбуждение рецептора изменяется функция многих клеточных органелл и метаболических систем. Существуют различные классификации рецепторов. Возрастающий уровень знаний в облас- ти биохимии и топографии реггей торов отражается и в нх ранжировании (сравните табл. 2-3: 2-4 н 3-1). По принципу выполняемых функции рецепторы делят на две группы (табл. 2-4). Деление на основные рецепторы и рецепторы-модуляторы достаточно условно, кроме того, основные рецепторы могут функционировать и взаимосвязанно. Рассмотрение только одного типа рецепторов недостаточно для понимания всех возможностей регуляции интегрального ответа клетки.
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 49 Таблица 2-3. Клеточная локализация рецепторов и их corp: женпосгь с биострукврами <11 В. CepieeB и др., 1999) Лиганды Локализация рецепторов Рспляипя числа репей горов Механизм функшюнирования Бе иково-иепгидные ормоны. бншенные амины, ацетилхо- лин. бензодиазепины. HMiiiipiiMiiii. опиаты, стероидные гормоны, простагландины* Плазматическая мемб- рана «Рс|у.1япия снизу» вы- явлена во всех случаях (гниерн.'ыимнпгя) Пптукпия образования или ингибирование обра- ю нация нАМФ или нГМФ Пвменение проницаемос- ти для ионов К". Cl . Na* il in Са; Изменение обмена фос- фолипидов Липопротеины низкой плотности. гликопро- теины. фибрин, коба- ламии П м ^магическая мемб- рана Зависимость связыва- ющей способности от концентрации двухва- лентных ионов Интернализация лиганда в клетку Стероидные гормоны всех классов** 1 (нтозоль Ялерная транслокация И гмененне зрайскрниини генома Тиреоидные гормоны Ядро Изменение транскрипции 1 сломи *,Тля некоторых ненк-стн на плазматических мембранах существуют .«на класса рецепторов. один in которых принимает участие и опосредовании действия на активность мембранных ферментов и иронгнме.мост1. нонн ах каналов. а лру ш обеспечите। их интерн сипанию. ••Природа рецепторов стерон.шых гормонов, оносрс lyioiiiia их влияние на активность мембранных <|»ерм нзоп. изу- чена недостаточно тем. гл. 31. Таблица 2-4. Классификация рецепторов по принципу выполняемых функции Основные рецепторы, опосредующие псйсгпне .тиган ов ни эф<|>скторы Рецсггторы-хюдуляторы. опосредующие действие лигаилов на функцию других рецепторов Адренергические Холинергические Дофаминергические Г ис там инсргичсские Серотонинергические ГАМ Kepi ические. Гормональные рецепторы Опиатные Пуриновые Бен годив гепнновыс Имннрамвнопыс Примечание. В табл. 3-1 (см. 1Я. 3) показана связь рецепторов, их агонистов н антагонистов. ГАМК — гамма-ами- номасляная кислота. Рецепторы не метаболизируют токсикант, а сами претерпевают обратимые химические из- менения. вызывающие последующие ступенчатые химические процессы, которые в свою оче- редь и приводят к определенному (например, токсическому) конечному эффекту. Длительность и селективность взаимодействия определяются особенностями химической природы и токсиканта, и реиешора. а также типом связей между ними. Это ковалентные, водородные. ионные связи, дитмь-дипольное или дисперсионное взаимодействие (рис. 2-2). Обра- зование или разрыв любой из этих связей — химическая реакция, протекающая с заметным изменениех| энергии. Токсиктгы редко образуют прочную ковалентную связь с рецептора- ми. Чаще происходит образование клатратов, представляющих собой физическое включение молекул токсикантов в «карманы» (изгибы) молекул биополимера. Прояв 1ению клатратного
50 Глава 2 ффекта в значительной мере способствует образование пековалеиптых связей. Если (в боль- шинстве случаев) проявление биолит пчсското эффекта не связано с образованием ковалентной связи, то метаболизм токсикантов всецело определяется разрывом ковалентных связей в сто молекуле. Координационная связь является разновидностью ковалентной связи, образование ко- торой часто происходит в результате многих биохимических реакций. Эю связано с процесса- ми синтеза, преобразования и разложения бе зков, реальную возможность протекания которых, их направление и скорость нередко обусловливают ноны металлов (см. гл. 8.5). ВтЬродняе связи образуются лишь при очень малом расстоянии между взаимодействующими атомами и достаточно сирого ориентированы в пространстве, поэтому они обладают высокой нзбиратель- ностыо и направленностью. что очень важно при связывании токсиканта с рецептором. Кроме юго. водзродные связи во многом ответственны за формирование пространственной структуры биополимеров (белков, полисахаридом. нуклеиновых кислот) и протекание важнейших биохи- мических процессов. Связи, образованные электростатическими силами (с большим радиусом действия), также играют существенную роль при взаимодействии токсикантов с рецепторами. Этот тип связей обеспечивает легкость обмена ионов. Прочность ионной связи уменьшает- ся обратно пропорционально квадрату расстояния между разноименными зарядами, не имея стропой направленное*™ в пространстве В биологических средах. содержащих много конкури- рующих ионов, продолжительность существования таких связен может составлять ПУ' с имен- но вследствие ионного обмена. За счет электростатического притяжения могут существовать связи между ионом и диполем пли между двумя диполями Энергия линоль-дипольного взаимодействия обратно пропорциональна 3-й степени расстояния между час пн тми. Элект- ростатическое взаимодействие между токсикантом и рецептором тем не менее может сущес- твовать в течение длительного времени, особенно если расстояние между ними способствует образованию еше и короткодействующих связей, таких как диполь-дипомное и дисперсионное взаимодействие. Последнее возникает между неполярными молекулами в тех случаях, кот та структура двух молекул лает возможность подойти друг к другу на достаточно близкое рассто- яние Энергия ван-дер-ваальсовых сил изменяется обратно нронортшон тлыто 6-и степени рас- стояния между молекулами Наличие в молекуле токсиктнта иони зированной группы способс- твует сближению молекул до расстояния, па котором начинают действовать ван-дер-ваальсовы силы. Этот тип связи, но-видимому. имеет первостепенное значение в соединении токсиканта с рецептором. Временные (наведенные) диполи, образующиеся в атомах за счет колебательной энергии, индуцируют диполи в других, соседних молекулах, что в конечном счете и приво- дит к возникновению притяжения между ними. Дисперсионные взаимодействия проявляются сильнее между* молекулами с длинными цепями. Таким образом, в результате тесного контакта агента с рецептором между ними могуч возникнуть достаточно прочные дисперсионные взаи- модействия. Две молекулы могут быть связаны яруг с др ом ионными силами в одной точке и ван-дер-ваальсовыми — в другой, как. например, при интеркалировании токсикантом ДНК (см тл. 3.3). что значительно повышает прочность связи. Хорошо известно (1936). что одна и та же химическая группа в зависимости от своего химическою окружения может обусловливать действие как агониста, так и антагониста (аце- тилхолин и губокурарин). С точки зрения теории рецепторных взаимодействий это хорошо обьяснимо. Агонисты возбуждают рецепторы, антагонисты блокируют их. При действии на один и гот же рецептор меныттая молекула точно соответствует участку связывания и активи- рует его. тогда как большая молекула, перекрывая рецептор, оказывает блокирующее дсп гвне. Известно много химических рядов, низшие гомологи которых являются атонистами. гомологи с большим числом атомов углерода — антагонистами. Для проявления биологического действия наиболее важными свойствами являются рас- пределение электронной плотности и стсрическос строение молекулы токсиканта. От распре- деления электронной плотности зависит способность молекулы к ионизлиии. облегчающей или прснягетвуютией взаимодействию вещества с рецептором. Сгсрические свойства молекулы определяют степень ее комплементарное™ к рецептору Многие токсиканты имеют в своих молекулах асимметрические атомы углерода и существуют в виде стереоизомеров, часто (но не ветла) проявляющих различную активность (токсичность). Энаигигмер с более высоким сродством к рецептору называется эутомсром. противоположный — дистомсром (от греч. ей — хороший и dis — плохой). Левовращающий R-изомер адреналина (т.е. эугомер) в 15 раз актив-
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 51 кДж/моль -350 - Ковалентная связь 0.15 нм Образование один рной углерод-углеродной связи 109 Молекула свернута ["пример] -40 -Стабильность белка -30 Макроэргмческа ~ химическая связь Молекула мэвернута АТР - ► AOP+Pt Phe Свертывание лизоцима в воде Гидролиз АТФ з Л S т X а § «3 8 3 -10 Неполярная среда Гидрофобный ' " эффект Неполярная;среда вода вода Менее упорядоченная вода Н с Н Переход боковой цепи q-"' остатка Phe из раствора внутрь белковой молекулы Вода Lys] Н—N—Н Ионная связь лр q (солевой мостик) вода Веда Н 66 I Н — N —| Lys| Образование солевого мостика в белковой молекуле -2.5 - Водородная связь С6+ Вода -Тепловое движение Н5* Поступательное ► Тепловое движение двухатомн й молекулы Вода Вода Образование водородном связи между двумя пептидными группами -1 Электронное облако Ван-дер-ваальсоео аимодействие межд) двумя а омами О Вращение Вандер аальсое^ОЗhi радиус Сближение двух атомов ут вреда из бесконечности до непосредственного контакта Рис. 2-2. Энергия рахшчпых типов химических связей вешсстна с рецептором (Rees Л.. Sicmberg М . 2006) Phe — фенильный оыаток нее своего оптического правовращающего антипода (дистомера). Один (левовращающий) из синтетических аналогов каннабиноидов проявляет в 4000 раз более высокую психотропную ак- тивность чем его правовращающий энантиомер п приблизительно в 100 раз — чем природный (3 R, 4 К)(-)-Л‘-тетра1илрокаинабпнол (см. гл. 7.1). Принцип трехточечного взаимодействия: в рецепторе имеются 3 группировки атомов, благодаря которым возможно связывание компле- ментарных атомных групп (атомов) хирального токсиканта (рис. 2-3). При любой пространственной ориенышш только один из знай iномеров может связываться с рецептором полное тою. другой имеет возможность объединения с рецеп ором лишь двумя своими атомными группами. Рахшчный биологический эффект при взаимодействии рецеп- тор — токсикант .может наблюдаться при связывании либо с тремя, либо с двумя лигандами.
52 Глава 2 Рис. 2-3. Обоснование различных фармакологических счюиств лннпномеров (no Ldllmann cl в!.. 2(КЮ). Понятно, что достоверно прогнозирован» ожидаемую активное!ьтрео- и зритроформы стерео- изомеров. рацематов, я-диастсреомеров или других стереоизомеров. различных конформеров токсикантов можно только при изучении механизма образования связи с определенным рецеп- тором или рецепторами. Многие лекарственные вещества (рубомппип. адриамицин, акрихин и хингамнн и пр.), имея плоскую часть молекулы, иитеркалпрхтот в ДНК. вклиниваясь между нарами оснований. Такой комплекс стабилизируется ван-дер-ваальсовыми силами, а также ионными связями с фосфатными группами ДНК. что препятствует расплетанию цепей ДНК и ее нормальному функционированию. Ионы Си?’. Ni2’. Fe , Zn’* и лрутих метанов аффективно конкурируют с протонами за атом азота Тили серы и кислорода! в содержащих донорные атомы лигандах. Стеричсские особенности образуемых комплексов способствуют увеличению их проницаемости через клеточные мембра- ны и модулируют доступность подобных комплексов для разноооразных клеточных рецепторов. С позиций мстатлоли! аилного гомеостаза (см гл. 8.5) токсичность mhoihx лекарственных ве- ществ, имеющих в соёГаве молекулы атомы азота. серы, кислорода, объясняется способностью хелктнродап» ноны металлов. Летальное действие нианил-ионов вызвано образованием коорди- национной связи е центральным атомом железа. хсла/ировпиным в порфирине. Рецепторы и токсиканты могут изменять конформации друг друга. Конформации рецепто- ров (например, гликолипидных) клеточных мембран человека изменяются под действием ток- сикантов (например, некоторых бактериальных токсинов). Конформационные изменения пе- редают приносимую биополимерами информацию через клеточную мембрану. Взаимодействие токсина с псрепеп горными олигосахаридами. являющимися колирующей частью гликолипид-
Классификация токсичных агентов и вицы токсического действия 53 ного рецептора, нс вызывает конформационных изменений в мембране. Другие гликолипиды, химически родственные активируемым, могут инактивировать токсины, конкурентно ишибн- руя их связывание с рецепторными молекулами. Одни токсиканты имеют жесткую структуру, а другие могут деформироваться иод действием рецептора. В свою очередь ото может вызвать такую геформапию белкового рецептора, что токсикан! входит в им же созданную в рецепторе полость («инду-киня соответствия»). Принцип «индукции соответствия» может как повышать, так и значм сльно снижать токсическое действие вещества. Например, предложенный авго- рами настоящего пособия (Каледина Н.И., 1982, Калстнн Г.И.. 1997) способ N-гликозили- рования и комплсксообра овация лекарственных азотсодержащих вс шести с рядом мешллов позволил в 8-10 раз еннзззть токсичность исходных лигандов, в том числе и за счет «индукции соответствия» гликопротеинового рецептора на мембране клетки. Степень ионтации токсиканта (зз тон или иной среде организма) определяет возможность его проникновения через различные типы мембран, всасывания в определенных отделах же- «удочно-кишечного тракта, взаимодействия с катионными или анионными псиiрамп рецеп- торов. распределения в тканях и жидкостях организма, выделения из биообъектов с целью последующего анализа |см. гл. 4 и 5). Степень ионизации токсиканта ео|к*п1чески зависит oi двух основных параметров: pH сре- ды и рКа токсиканта. При реальных значениях pH биожцдкостен степень ионизации токси- канта зависит от многих факторов: липофильности, способности к специфической или не- спсцифичсской сольватации за счет дипо зь-лннольных или дисперсионных взаимодействий соответственно, поверхностном активности, окислителыю-воссзановительных превращений: комплексообразования с белками, металлами и др. Эти <|мзкторы обсуждаются в главах 4 и 5 Огромное число экспериментальных работ и фундаментальных трудов содержат информа- цию о взаимосвязи токсичности и фармакологической активности определенных классов соеди- нений с их физико химическими свойствами и структурно-функциональными особенностями рецензоров физиологически активных веществ. Эта об петь знаний требует междисциплинар- ного подхода, здесь сходятся интересы специалистов в области молекулярной патологии и кримина.1ис1ики. физической химии и нанотехнологий. ор1аннческой химии и лекарственного дизайна, судебной медицины и аналитической химии. Вопросы взаимодействия вещества с рецепторами (рис. 2-4) обсуждается в главе 3 и во второй части книги при изложении свойств отдельных токсикантов. 2.3. ТИПЫ КЛАССИФИКАЦИЙ ТОКСИЧНЫХ АГЕНТОВ Line 16 столетий назад быта известна классификация греческого физика Диоскура: «Яды делятся на растительные, животные и мин ральные». И звсстно множество типов классификаций токсичных вешеств. в основу которых положены разные принципы. Классификации токсикантов делятся на две основные группы: общие, ос- нованные на принципе, пригодном для всех химических вешеств. и специальные, отражающие связь между отдельными физико-химическими или другими свойствами веществ и проявлени- ями токсичности этих веществ 1. Классификация токсикантов как химических соединений, вызвавших отравление. Хими- ческая классификация, (юнованная на природе вешеечва, предусматривает деление всех токси- кантов па органические, неорганические и элсмсито-оргаиическис По принятой междупарод- ной химической номенклатуре опрс еляюгся класс и группа этих веществ. 2. Классификация токсикантов, основанная на их происхождении. По этой классификации токсиканты телятся на вещества естественного происхождения и синтезированные человеком. Токсичные вещества ccieeiвенного происхождения в свою очередь полразде зяются на токен канты биологического происхождения и нсбиояогической природы (схема 2-1). 3. Широко используется классификация токсичных вешеств отр«жаюшая их практическое использование. • Промышленные яды. используемые в производстве: органические растворители (дихлор- этан), топливо (метан, пропан, бутан), красители (анилин), хладагенты (фреон), химические реагенты (метиловый спирт), пластификаторы и др. (см. гл. 8 и 10).
54 Глава 2 Возбуждающий нейрон Na* Са3- Л к Ингибирование ~ высвобождения Глутамат z питяылтя зтосухсмыил вальпроевая кислота НМДА- рецептор ___глутамата фенитоин ламотриджин СГ росо Инактивацию повышают Тормозящим нейрон . I вмш тин вальпроевая > «слота ХОСТ Са2'-каяал Блокаторы кальциевых каналов Т-типа ГАМКа- рецвптор Антагонисты НМДА-рецелтора вальпроевая кислота фелбамат Потенциал-, зависимый* Na'-канал ГАМК-миметики бенздиазепины барбитураты вигабатрин тмагэбин габапентин Рис. 2-4. Примеры взаимодействия рейс»торов с токеикэшзмн (подробнее см гл. 7) (no Lallmann ct al 2000).
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 55 • Ядохимикаты. используемые для борьбы е вредителями сельскохозяйственных культур; хлорорганические пестициды (гексахлоран, пояихлорпинен). фос<|>орор1дническне ин- сскпнптды (карбофос, .хлорофос, фосфа- мил. трихлормстафос-3. мстнлмсркап1о<|х>с), ртутьортничсские вещества (гранозан), про- изводные карбаминовой кислоты (есвин). В зависимости от назначения ядохимикатов (пестицидов) различают: — инсектициды — уничтожзюшие насекомых: — акарициды уничтожающие клешей: зооциды — уничтожающие грызунов. — фунгициды — уничтожающие трибы: — бактерициды — уничтожающие бактерии; — гербициды — губительно действующий на растения. К гербицидам относятся также дефолианты (для удаления листьев расте- ний). лессиканты (для высушивания рас- Схема 2-1. Классификация токсичных веществ естественного происхождения. гений), репелленты — отнхтиваюшис на- секомых (см гл. 8.4). • Лекарственные средства (см. курс фармакологи и гл. 7). • Бытовые химикаты: пищевые добавки (уксусная кислота), средства санитарии, личной ги- гиены и косметики: средства ухода за одеждой. мебс ью автомобилем (см. гл. 8). • Биологические — растительные и животные (см. гл. II) • Боевые отравляющие вещества (БОВ), зарин, инриг. фост ей. сшпсгичсскис яды военной химии (см. Лошадкин Н.Л., Курляндский Б.Л.. Военная токсикология. 2006). Кроме этою, токсиканты классифицируют но патофизиологическому. гигиеническому, на- юхимическому. токсикологическому (разделение химических всшсств но токсическому дейс- твию на организм) п другим принципам 4. Общее признание получила гигиеническая классификация ядов; I степень чрезвычайно токсичные, LD^ 15 мт/кг и ниже; II степень — высокотоксичныс, LD , — 1>—150 мг/кг; III степень — умеренно токсичные. LD — 150-1500 мг/кг; IV степень малочокенчные. LD,„ 1500 мг/кг LD указана при энтеральном поступлении токсиканта 5. В судебной медицине принята классификация отравлений. основанная на патофизио- логическом действии ялов. По этой классификации выделяются ялы с резко выраженным местным действием в области первичного контакта с тканями (едкие яды); резорбтивные ялы, токсический эффект которых проявляется лишь после всасывания. Резорбтивные ялы подраз- деляют па ялы крови, приводящие к биохимическим изменениям в ней. и функциональные яды. обусловливающие главным образом функциональные изменения морфологии органа. Та кая классификация сугубо условна. 6. Наибольшее значение для клинической токсикологии имеет токсикологическая классифи- кация — разделение химических веществ но токсическому действию на организм (табл. 2-5) Таблица 2-5. ГоксикологАческая классификация Характер токсического воздействия Токсичные вещества Нернио-парали гичсскос Фосфороорганичехгкие инсектициды, никотин, анабазин. БОН Кожно-ре зорбти иное Дихлороэглн. гскс« зоран. БОВ мышьяк, ртуть в др. Обще । окси ческое Синильная кислота, угарный газ, алкоголь и др. Уду иаютсс Оксиды азота. БОВ Слезоточивое и раздражающее Хлорпикрин. БОВ Психотическое Наркотики, атропин. ЬОВ и др
56 Глава 2 7. В зоксиколозпп и судебной медицине использую» также классификацию ядов по из- бирательной токсичности. Соз.тасно »той классификации яды подразделяю! на сердечные, нервные, печеночные, почечные. кровяные. желудочно-кишечные, легочные. Избирательное токсическое действие нс отражает всего мнозообразня клинических проявлений. а нянь ука- зывает на главную опасность для определенного органа или системы организма — основного места токсического воздействия. X. При проведении химико-токсикологических исследований, например судебно-хмззчсскои зкеперти зы, токсичные веществе классифицируют по методу июлирования их из биологических материалом (см. гл. 5-11) В соознезстнии с згой классификацией выделяют зруину всшеств. изолируемых дистилляцией (технические жидкости): группу веществ. изолируемых нолкис- чеиным спиртом иди подкисленной водой с последующей экстракцией (наркотики, лекарс- твенные препараты); группу веществ, изолируемых минерализацией (соли металлов): ipynny веществ, изолируемых лианном (едкие вещества): группу веществ, изолируемых особыми ме- тлами (фториды). 2.4. ВИДЫ ТОКСИЧНОСТИ 2.4.1. Понятие о биологических маркерах Изменения в метаболизме предшествуют гистологическим изменениям в тканях. Опреде- ление индивидуальных реакции организма на воздействие токсиканта до получения достовер- но фиксированных морфолотнческих или гоксиколотнческих изменений способствует ранней диагностике повреждений, вызванных химических! веществом. Количественные характеристики метаболических процессов и их свяи.с геззозиззами. изме- нениями зз окружающей среде, введением ксснобиознков являются практическими задачами метаболомики в метабозтомики (ем зл. 3.6). Современный уровень развития таборагорной зиапзосзики позволяет получим. конкретные резулз.тптза Л’зя каждого индивидуума. одновре- менно используя принципиально различные методы исследования для определения функцио- нальной» состояния отдельных систем ортани з.ма. Такой подход к диагностике пре rnoiai.-iei не механическое накопление показателей. а изучение их взаимных влияний. сочетаний, связи с жзиззическнми симптомами и корреляции с другими показателями. Термин бипмаркер (А/озогический маркер) обозначает измеряемое содержание зоксиканта или его метаболитов, наховяшихся в организме, а также событие. происходящее в биолозичсе- коп системе. отражающее воздействие токсиканта. Обычно выделяют три вила биолоз нческих маркеров биомаркеры воздействия. бномаркеры эффекта и биомаркеры чувствительности Бномаркеры пеззолыуют с целью: • определения (или опровержения) иезазивнозо »ффекта. вызванного юксик.зиюм. • определения индивидуальной гиперчувствительности к конкретным химическим воздейс- твиям и, таким образом, прогнозирования риска их применения; • опенки соблюдения требований охразпа окружающей средза либо эффективности профи- лактических мероприятий (применительно к группам людей, полвершзихся воздействию токсиканта). Биомаркеры во здеззезвин и эффекта являются доклиническими нндикаторямзз аномалии, между ними не существует четкого раззраззичения Биомаркеры воздействия Биомарксро.м воздействия может быть гоксиказп или его метаболиты, ирису зегвузоише в биосубезрат.зх человека (см. зл. 7-11). Широко исно.зьзукися в качестве бпомаркеров аддукты ДНК — продукты взаимодействия гоксикангон зыи их метаболитов со структурными фрш- ментамзз ДПК. /Чддукпа ДНК мозут быть обнаружены в клетках крови или зказзей. а специ- фические фрагхзенты ДНК мозут ззыно.тпться с мочой (см. гл. 3) Друтззе макромодекулза также мозут ззодззерпзться изменениям з> процессе обрдзозшнпя аддуктов или окисления, например образование ладукзон земоз зобина при зеиствии ряда токеззказзтов
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 57 Современные аналитические методы (см. гл. С) позволяют достоверно и с высокой точнос- тью pci нетрнрона। ь биомаркеры воздействия в биологических жидкостях человека Опенка бномаркеров воздействия проводится с учетом токсикокинетичсских данных (см. гл. 4) и факторов, влияющих на абсорбцию, распределение, удерживание и биотрансформапию химических соединений в организме человека. Биомаркеры эффекта Биомаркерамн эффекта могут быть эндогенный компонент, изменение (нарушение) функ- ции органа и ли системы органов, индикаторы нарушения гомеостаза. Биомаркеры эффекта деляг на специфические и иеспецпфнческие. Специфические био- марксры указывают на биологический эффект конкретного воздействия. Неспеиифнческие маркеры не указывают на конкретную причину эффекта, но отражают общий, комплексный х|и|>екг комбинированною воздействия. Примеры бномаркеров воздействия или биомаркеров эффекта, используемые в токсикологических исследованиях приведены в табл. 2-6 Таблица 2-6. Биомаркеры воздействия и био.маркеры эффекта, используемые втоксиколо1ичееких иссле- дованиях Биоиробы Объем оззределення Цель исследования Биомарксры впзлсйсззизя Жиро тая ткань Диоксин Возлезкггние диоксина Кровь Свинец Воздейсзние снизит Кост ь Алюминий Воздействие а.ззомнния Выдыхаемый воздух Тол ум Возлсиствис тоттола Волосы Ргут ь Длительное воздейезвие ртути Сынорогзад крови Бензол Воздействие толуоле Моча Фенол Возлеиез вне фенола Биомаркеры эффекта Кровь Карбокеигемоз лобин Воздействие оксида углерода (11) Эритроциты 11зн1к-11ротопорфззриз1 Воздействие евззина Сыворотка крови Холинэстераза Возле й ствис <|х)С<|юрорз а н и вески х сосл И J зез з и з) Моча Мнкроз зобу.ни ня Нефротоксическое воздействие вещества Леиконищ А^иукты ДНК Воздействие мутагеном Сыворотка кропи Активносзь холиззэсзсризы Воздействие фосфорорганических иззеекзззпи- .зон з| к зрбамагов Сыворотки крови Активность* ферментов, прина- длежащих к семейству изпохро- ма Р450 Воздействие органических растворителе!) (зз МНО1ИХ зругих токсикантов) Сызюрозка крови Содержание белка ме жллогио- ннна Воздейснше кадмия • \kthuiiocti. ферментоп определяют косвенно in vivo путем ввеасния вещества. тавсломо метабола знрусмозо копкрет ззым ферментом. а затем продукт i народны илеитцфинирук» н моче или iluumc крови. Ме1аболические сдвиги в организме наблюдаются и при окислительном стрессе. который вызывают многие токсиканты различной химической природы, что coupon ждасгся изменением активности ряда ферментных систем и накоплением продуктов перекисного окисления липи- дов (ПОЛ) (малонового диальдегида, р-микроглобулина и др.). Например, выведение с мочой белков с .малой молекулярной массой, таких как альбумин, может быть использовано в качест-
58 I лава 2 ве биомаркера ранней сталии поражения почек. Однако проявление нефротоксичности может сопутствовать действию гемато- или гепагоксикатнов. Другой пример. Белки iciuoijoro шока (стрсссориые белки, или белки стресса) часто образуются в ответ на самые различные вредные воздействия. в том числе химические (см. гл. 3). Существуют объективные высокочувствитель- ные методы исследования напитых биолот нчсских жидкостей для оценки состояния гомеостаза на молекулярном и надмолекулярном уровнях, следовательно, и тяжести повреждений. напри- мер метод лазерной корреляционной спектроскопии, основанный на изменении спектральных характеристик монохроматического котерептното излучения гелий-неонового лазера в результате светорассеяния при прохождении через дисперсную систему (плазма, сыворотка крови, моча, ро- готлоточныс смывы). Взаимодействие лазера со свсторассс икающим и частицами. находящимися в броуновском движении, расширяет спектр рассеянного света, причем изменение его частоты происходит пропорционально скорости движения частиц, которая в свою очередт зависит от их размера. Лазерный корреляционный спектрометр (ИПТОКС. Санкт-Петербург) позволяет опре- делять свсгорассеиваютцнс частицы размером от I ло 10 000 нм. окирактеризовыпать дисперсный состав конкретной бнолотичсской жидкости и классифицировать распределение частиц в соот- ветствии с выделенными информативными зонами спектра. В этот диапазон попадают практи- чески нее биомолекулы и их ассоциаты. Нарастание площадей ни зко- и среднем элскулярных зон .1 К-спектров свидетельствует о преобладании процессов биосубстрат пой деградации, а нысоко- и сверхвысокомолекулярных зон — о преобладании процессов биосубстратной полимеризации. В зависимости от увеличения (или снижения) пропет иного вклада в светорассеяние частиц той или иной фракции идентифицируют различные сдвиги в обмене веществ и гуморальном имму- нитете: интоксикапионно-. катаболически-. дистрофически-, алдерго- и аутоиммунонодобттыс. При этом каждому симптомокомплскеу соответствует несколько градаций, отражающих степень выраженности перечисленных спектральных сдвигов: начальную, умеренную и выраженную. Та- кая технология может подтвердить или опровергпучь наличие метаболических сдвитов, по нс установить природу токсиканта (см. зсктронное приложение). Как известно, индивидуальные особенности организма обусловливают различные последс- твия для здоровья одинакового воздействия малых доз потенциально вредных факторов. По- этому используют и другие параметры оценки эффекта воздействия токсиканта — генную диагностику, преимущества и трудности которс и изложены в главе 3. Биомаркеры чувствительности Маркер чувствительности независимо от того, является он наследственным или индуци- рованным. должен быть индикатором того, что человек чувствителен к эффекту токсиканта, его метаболитов или группы подобных соединений. Хотя особое внимание уделяется генети чески обусловлен ной чувегви тел ыюс ги. другие факторы итрают не менее важную роль. Ги- нерчуветвигслыюсть может быть вызвана как наследственными причинами, гак к течением хронических и инфекционных заболеваний либо факторами окружающей среды. Способ! ость метаболизировать отдельные химические вещества изменчива и определяется генетически (см. гл. 1. 3 и 4). Например, окисление чужеродных химических веществ осуществляется главным образом ферментами. принадлежащими к семейству цитохрома Р45О. Другие ферменты путем конъюгации способствуют вс дорастворимости метаболитов (например. N-ацегнлтраг сфераза, глутатион S трансфераза). Активность этих ферментов контролируется генетически и варьи- рует в широких пределах. Полому восприимчивость к воздействию конкретного токсиканта свя ывают с генетической предрасположенностью. Однако люди, страдающие хроническими заболеваниями, более чувствительны к дейепшю профессиональных или экогоксикаптов. чем здоровые. Если заболевание или предыдущее воздействие токсичных химических нешсспз вы- звало субклиническое поражение ортанов. то сопротивляемость новым токсическим воздейс- твиям будет, вероятно, ниже. В этом случае биохимические индикаторы функций органов могуч быть использованы как биомарксры восприимчивости. Индивидуальные привычки (ку- рение. аткотоль) и принимаемые лекарства также могут вызывать повышенную восприимчи- вость к действию токсиканта. Например, при курении сигарет в организм обычно понадает значительное количество кадмия. При профессиональном воздействии кадмия у курильщика, в ортанизме которого накопилось достаточное количество лого металла, повышается риск развития заболеваний почек, связанных с воздействием кадмия
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 59 Существует ряд ограничений при использовании биомаркеров и интерпретации данных, полученных с их участием. В первую очередь это влияние генети icckh.x факторов. Многие биомаркеры были определены в опытах на жпвотых. Токсико-к шегическая модель у дру- гих видов не всегда может быть перенесена на человека (например, грасическис последствия использования талидомпяа). В некоторых случаях применение бномаркеров воздействия не- целесообразно (например, для опенки химических bciiiccib с коротким жизненным никлом in vivo). Другие химические вещества могут депонироваться и длительное время не оказывать повреждающего действия либо оказывать воздействие на ор аны и системы, опенка которого затруднена с использованием стандартных процедур (например определенное воздействие на центральную нервную систему). Так. исследователи Кембриджского университета выявили два специфических белка-бномаркера. возможно, способные помочь в лиатностнке психических заболеваний. Образны цереброспинальной жидкости больных шизофренией и психическими расстройствами, в том числе вызванными рядом токсикантов, были исследованы с помощью новых технологий — тандемных методов ВЭЖХ-МС-МС-ЯМР* (см. гл. 6). Один из маркеров установлен — это транстт ретин (transthyretin). Очень важно знать нуль введения токсиканта, который опреде тяет наличие (преобладание) в биологических жидкостях тех или иных метаболитов токсиканта, эндогенных маркеров воз- действия зт влияет па интерпретацию полученных результатов (см. гл. 4 и 5). Все вышесказанное свидеге тьствуег, с одной стороны, о большой значимости проведения аналитической диагностики токсикантов и их мезабозитов в биосредах человека, а с другой — о необходимости учета многих факторов лля адекватной инзерпретации результатов и получе- ния достоверных выводов при опенке степени воздействия ксенобиотиков. К таким факторам прежде всего относятся знание закономерностей токсикокинсгики. механизма взаимодействия между токсикантом и мишенью биосистсмы. а следовательно, структурно-функниональных особенностей органов и систем орган ззма, наиболее активно участвующих в метаболизме ксе- нобиотиков и подвергающихся их сильному воздействию. II «тому ниже будут обсуждаться особо значимые лля решения хка анных выше задач виды токсичности. Во второй части книги при изложении свойств отдельных токсикантов обсуждаются и другие виды токсичности. 2.4.2. Гепатотоксичность Промышленные токсиканты, лекарственные средства, природные токсины вызывают раз- нообразные но клиническим проявлениям и механизмам развития патологические изменения в печени, ранняя диагностика которых затруднена. Профилактика повреждений печени, вызы- ваемых действием токсикш та малоэффективна. что в значительной мерс связано с недоста- точным уровнем знаний медицинских работников о побочном действии лекарственных средств (см гл. 1 и 7) Многие ксенобиотики способны вызывать разнообразные поражения печени, являющиеся одной из наиболее распространенных причин изъятия из обращения ранее одоб- ренных к применению лекарственных препаратов. Во всем мире ежегодно более I м 1Н человек страдают от I обочных эффектов фармакотерапии, около 180 тыс. вследствие этого умирают, а экономический ущерб составляет более В6 млрд долларов в год. Частота лекарственных пора- жений печени неодинакова в разных странах В России острые медикаментозные поражения печени выявляются у 2.7% госпитализированных больных и чаше всего связаны с приемом противотуберкулезных, антибактериальных, анальгетических, гормональных, нитостатических. I ииотснзивн!IX и питиаршмичсских средств. В Англии первое место в этиолоти печеночной недостаточности занимает парацетамол, оттесняя на второй план острые вирусные гепатиты. В США ежегодно острые отравления парацетамолом требующие госпитализации, регистриру- ются с частотой 29 на 100 IMM) населения, в Израиле — 57. в Великобритании — 200. В Европе за последние нсско i .ко лет 20 препаратов изъяты из обращения в связи с обнаруженными при- знаками гепатотоксичности. Европейское агентство по опенке лекарственных сре ств (ЕМЕА — European Medicines Evaluation Age icy) подготовило руководство для специалистов фармацев- тической отрасли по методам выявления потенциальной гепатотоксичности лекарственных * В'ЭЖХ МС МС-ЯХЬР высокоэффективная жидкостная хроматография с ганлемным мисс-спсктральным детекти- рованием и язерно-мш ни 1 ныв резонанс
60 Глава 2 средств до начала их клинических испытаний. До сих нор ни в одном из существующих ру- ководств не обсуждаются па этапе доклинических исследований методы определения и сбора сообщений о гепатотоксичности, обус. леченной лекарстве иными средствами К сожалению, большинство токсических поражений печени протекает скрыто, кд нчически их трудно отли- чить от других заболеваний печени. Нели лекарственное поражение печени вовремя нс диа- гностировано и прием медикаментов продолжается, тяжесть поражения многократно возраста- ет. Смертность при токсических чснатонагнях достигает 5%. а при очравлениях парацетамолом даже в невысоких дозах (4-12 г) — 19%. Гепатотоксичность — это действие токсикантов на организм, при котором происходят структурные и/или функциональные нарушения печени, большому числу соединений различ- ной химической природы свойственна чепачотокснчность (табл. 2-7). Таблица 2-7. Гепаготокепка1ны I руина токсикантов Токснкак1Ы Промышленные Алифатические углеводороды: гептан токсиканты Ароматические углсвояоролы бензол, дифенил, нафталин. стирол. толуол, ксилол 1 Алифатические laiiorciiiipoiiaiiiibic углсволоролм: чстыреххлористый углерод. хло- роформ. дибромов орччрогчан. аихяороэтлчч. диброма зган, этилендибромнл. этилечч- ли.хлорил. ме1И.тброми!1. мстилхлорнд. iipoiiH.'icHUiopiui. тстрахлороэтан. чстрахло- роэтилеп. трихлоро ттачч. винилхлорид Аромачнческз е галогенирочзаиные углеводороды. бензилхлорнд. полихлорирован- ные дифенилы. хлоробепзо , хлорированные пафччетины. полибромированные ли фенилы <Рснол и ею производные: фенол, крезол, пирогаллол Алкоголи: аллиловый спирт, лиловый спирт эптленхлорпцрпи. гептиловый спирт этиленгликоль и счо производные Простые м|)иры н Э1юкс11соединенз1м зиоксап. энихлорчидрин. эгилеччоксид. тио- ловычч эфир Карбоновые кислоты, их зичидриды и сложные эфиры: флишевый ачпидрнд. ме- тиланетат. эчидапетат. ироччилаиетат. и юнроииланстат. бутиланстаг. амил-лпечат. этилсалипиллат Цианиды и нитрилы: лнетонтприл акрилоччитри Алифатические амины: этано чамичч этилен.чиамии Ароматические амины: 2-ацст-амнноф.иоран. З.З-лччхлорбеччзччлин. 4-диметтиам1Шо- зобензо.з 4 4-чеп1лснбис-2-хлора111ыи11 Нитропронтволныс. нитрометан. 2 пнтропропап, ннгропарафччны. нитробензол, динчнробеизо ч. Л11111нро1олуо.т. тринитротолуол, чипрофенол. динитрофено.т, пик- риновая KHC.ioia I А ю гео Держащие соединения различных классов органических веществ: лнмсти.'! ингрозамип. лименыформ мил. гидразин и счо производные, пиридин, ди мстил- аиечамнл 1 Псменилы бор. фосфор, мышьяк, се чен Галочеиы: бром Мегилы: бериллий, висмут, кадмий, .хром. мель, чермяиин жслс:ю. никель, таллий, о.чоно и др. Пестициды: дииирнлилы (паракват, дикчзат), ДДТ и др. Соединения различной природы фосфин. p-npoiiHioiaKioii, сероуглерод, .'ihmciii.i- сульфат. меркаптаны, течрамеiiliтиурам дисульфид
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 61 Окончание табл 2- 7 Природные токсины . Афлатоксины, охратоксины, рубра токсины. аманнпш. фаллонлин и др Ьаюсриильные iokciiiim; жюгоксины группы к. юспридиум. гсмолнтичсского стреп- тококка, ЭТИОНИНЫ II др. Лекаре теннис ре тепы Аналыттмики и нестеронлпыс 11рог|1вов<к'11алителы1ые средств ацетаминофен, са- iHuii.ian.i индометацин, фепилбутаэпп. ибупрофен, фенилбутазлн в тр Анестетики: ппотан. метокси*] тюран. х.юроформ. циклопропан и ip Ал1нбактерил.тьные средства: нитрофхрэны. сх-льфа1иь1амидпые препараты и др Антибиотики: хлорамфеникол, рифампицин, тетрациклин > др, Au।иконку ьсапн.г, фенпютш. фепобврбшал. мегадпон и др. Сердечно-сосудистые ере тствэ: антпкоатулятпы хинидин, ирокаи тамил, верапа- мил. нифедипин. метилдопа, кппгонри.т. дг хретикн. амиодарон и др. Противовирусные среде ва питарабпн. ннларабин и др. Противоопухолевые препараты Пропизотуберку лезные средства ипклоеерип. изониазид, р-амнносалпшыовая кис юта и др. Протозооциды: эметин, метронидазол и др. Психотропные прензраты фсногил шны. тпоксаитепы. бутпрофеноны. бензодиазе- пины, ингибиторы МАО, трициклические антидепрессанты и др. Фун1П11тщы грнзеофульвнп. амфотерицин, 5 флюорошттозин и пр. Разные: колхицин, аллопуринол, циметидин. лисульфнрам. витамин А 2.3 ли мер кап опропанод, или британский антнлюпзш (БАЛ), пеницилламин и др._ Большой перечень только химических классов веществ. обладающих гепатотоксичностью, вполне объясним. Печень — основной орт ан ответственный за биотрансформацию абсорбиро- ванных во внутреннюю среду ксенобиотиков. Биогрансформация токсикантов осуществляется посредством химических реакций различного механизма действия (см гл. 3 и 4). следствием которых нередко является повреждение печени. Вещества, вызывающие поражение печени, можно разделить на две группы. • Облигатные гепатотоксиканты — вещества, вызывающие дозозавиепмып эффект, воспро изводимым в опытах на экспериментальных животных. Прогнозируемая и зависимая от лозы токсичность характерна для веществ, которые мстабошзируются in vivo с образованием не менее токсичных метаболитов. Такой тип токсичности проявляется при приеме вещества в дозе, превышающей емкость систем биотрапсформапии (передозировка, дефицит субстра- тов конъюгации и коферментов, ферментов, необходимых для детоксикации), а также под влиянием индукторов н/или ингибиторов ферментов (см. гл. 4). • Идиосинкратические гепатотоксиканты — вещества, повреждающие печень у чувствитель- ных к определенным соединениям и иди виду умов. Эффект не воспроизводится в экспе- рименте и нс носит дозозависимый характер. Идиосинкратическая гепатотоксичность не- предсказуема. связана с образованием гаптенов вызывающих иммунное поражение печени у чувствительных лиц. и нс зависти от лозы введенного вещества Молекулярной основой идиосинкратической гепатотоксичности могут быть различия в активности метаболизирую- щих ферментов дефекты иммунной системы и т.п., например генетически обусловленные низким уровень цитохрома P4502D6 и/или чефннит ферментов конъюгации, в частности изоферментов Ml и TI глуiainoH-S-трансфсразы. Идиосинкратическая гепатотоксичность сопрожлается системными проявлениями гиперчувствигельпости: высыпаниями, лихорад- кой, эо ннофилней и отличается быстрой регрессией симптомов после прекращения в аи- модсиствия с токсикантом. Аллергическая гспатопатия далеко не всегда развивается на фоне
£2 Глава 2 системных проявлении (например аминазин. эритромицин. галотан, изониазид, вальпро- евая кислота нс дают системных реакций). Часто идиосинкратические поражения печени регистрируют у лиц. работающих на химических и фармацевтических произволе них. Патолотичсскис состояния печени, обусловленные деиствнем химических веществ раз- личном природы. можно классифицировать как цитотоксические или холестатические. Ци- тотоксические повреждения печени проявляются некрозом, стеатозом, канцеротенезом. w- .сёстатические — нарушением секреции желчи, развитием желтухи. Часто норлж пня печени химической этиологии имеют смешенную форму. Предшествующие повреждения печени алко- г элем. вирусной инфекцией повышают чувствительность к гсп.11 огромным ялам. Гокепчсский эффект усиливается при бактериальной инфекции, дефиците белков в нише. Морфофункциональная характеристика печени Кровь в печень поступает подиум сосудам: тртсриалытая кровь — но печеночной артерии (20-30% получаемой печенью крови), а венозная кровь — по портальной вене (70-80% полу- чаемой печенью крови), опок крови происходит по печеночной вене Гепатоциты омываются смешанной кровью. нам гяптейся в синусом их Морфофункцноналытые единицы печени — классическая и портальная дольки, а также анинус (рис. 2-5). Классическая дольиа Эта морфофункпиопялытая единица имеет гексагональную форму. В центре расположена центральная вена, к которой сходятся печеночные тяжи. состоящие из гепатоцитов. Между тяж тми залегают синусоиды В области стыков нескольких классических долек расположена портальная зона. Рис. 2-5. Кровообращение в печени (Афанасьев Ю.И. н еоапт.. 2004) I — печень: 2 — селезенка; 3 — подже- лудочная железа; 4 — двенадцатиперс- тная кишка; 5 — поперечная ободоч- ная квитка; 6 — ннжняя полая вена 7 — брюшная аорта, 8 — печеночная артерия: 9 — воротная вена; 10 — обпитТт желчный проток; 11 — селезе- ночная вена; 12 — верхняя брыжееч- ная вена. 13 — нижняя брыжеечная вена: 14 — иена поджелудочной желс- ты: 15 — вены кишечника: 16 — жел- чный пузырь; 17 — пузырный проток; 18 — обитай печеночный проток: 19 — долевые вены. артерии и желчные про- токи: 20 — сет ментарпые вены, арте- рии и желчные протоки: 21 — триада 21а — междольковый желчный про- ток. 216 — междольковая нс на. 21 в — междольковая артерия; 22 — во крут - лодыг пая (септальная) вена; 23 — тюк ру т до । ьковая (сет т i ал ьн тя) артерия: 24— септальный желчный проток; 25 — желчный каналец (капилляр) внутри печеночной балки: 26 — синусоидные кровеносные капилляры между пече тючными балками; 27 — центра, ьная вена; 28 — поддолькоиая (собиратель- ная) вена; 29 — печеночная вена
Классификация токсичных aieHioe и виды токсического действия 63 Портальная юна (так называемая триала). Междольковые сосуды: межлитьковые артерия, вена, желчный проток и лимфатический междольковый сосуд: кровь в синусоиды поступает из междольковых артерии и вены (бассейн воротной вены), а собирается в один коллектор-бас- сейн нижней полой вены. п.тчина1О1Нпи я от центральной вены. Синусоиды печени — анастомозирующие пустоты между анастомозирующими тяжами гепа- тоцитов В синусоидах печени находится смешанная кровь. Кровь в классическую долькх поступает из междольковой артерии (обогащенная О.) и меж- дольковой вены (богатая питательными веществами) соответственно по терминальным пече- ночным артериолам и герминальным воротным венулам. Эти сосуаы открываются в синусо- иды. по которым смешанная кровь направляется к центральной (терминальной печеночной) вене и juqiee по печеночным венам попадает в нижнюю полую вену Пространство Диесе — пространство между гепатоцитами и эндотел пильными клетками спнусоилов. В пространство Диссе обращены микровореннки тепатонитов. Здесь расположены ретикулиновые волокна, поддерживающие структуру спнусоилов; встречаются жиронакапли- вающис клетки. Портальная долька — структура треугольной формы. Портальная зона образует сс центр, а нейтральные вены трех смежных классических долек — вершины. Аиннус — структурно-метаболическая елинипа печени, имеющая форму ромба, вершины которого образованы центральными венами соседних гексагональны* печеночных долек и смежными портальными зонами. Часы, анипхеа. расположенная вб изи сосудов, кровоспаб- жастся лучше друтих его отделов. Наружная же часть ацинуса, локализованная вблизи нейт- ральных вен. получает менее оксигенированную кровь. Поэтому структуры этой юны ацинуса более уя вимы при интоксикациях и дефиците питательных веществ. В настоящее время есть и другое представление об анатомическом строении печени (модель Раппопорта). Считают, что основной анатомической единицей печени является печеночная елинипа. разделенная па зоны (рис. 2-6). Зона, примыкающая к маленьким сосудам, ответ- вленным о! поротой триоды. — это зона I. Клетки в зоне I первыми получают кровь через синусоиды. Затем кровь поступает в зоны 2 и 3. прежде чем достигнет печеночной венулы. Как видно па рис. 2-6. зона 3 приблизительно равна иентролобулярнои части классической дольки, она ближе всех зон к центральной вене. Клетки зоны 3 из примыкающей единицы образуют звездообразную форму вокруг центрального сосуда. Клетки зоны I окружают конечный аффс рентный отросток портальной вены и печеночной артерии и часто являются околопортальной частью, а клетки между зонами I и 3 (i.e. зона 2) — межзональной частью. Рис. 2-6. Альтернативный взгляд па печеночную лольку. Пояснение в тексте.
64 Глава 2 Базируясь ня гистопатологических и иммужннсгохимических исследованиях. Ломсрс и со- гни. в 1989 г. предположили. чго зона 3 должна быть крупной. а нс зве лообразнон частью, окружающей центральную вену. Клетки юны I окружают воротный тракт, а клетки юны 1 из при 1е)аюшсй печеночной единицы ооьедннякися и формируют сетчатую форму. Аналогично vio.ic.iii Раппопорта клетки зоны 3 описаны Номере и соавт. как центре збулярпые (что срав- нительно близко к классически зобу тярнои терминологии), клетки зоны 1 — как околонор- гальные. а клетки зоны 2 (между ними) — как межзональные. Повреждения печени имеют определенные топографические особенности, что отражает структурную и функциональную нсодноро г гост ь мото органа. В зоне I ацинуса гепатоциты прилежа! к портальному тракту и получаю) больше кислорода и питательных веществ по срав- нению с гспагошпами зоны 2 и особенно 3. Перипоргалыгые гепатоциты (зона I) содержат б< 1ыпс митохондрии. и в них более интенсивно протекают энергетические процессы, |)-ок пе- лен не жирных кислот, обмен аминокислот и синтез мочевины. глюконеогенез В перимсиоз- ных гепатоцитах (зона 3) в большей мерс представлены процессы окислительного метаболизма ксенобиотиков при относительное) дефиците антиоксидантных и копьюгируюпгих ферментов. Вследствие этого в гепатоцитах зоны 3 образуется большее количество реакционно-способных метаболию» и они труднее обезвреживаются. Поэтому повреждение печени ксенобиотиками, как и воспалительное, ишемическое, вирусное повреждение, чаше имеет центрилобулярную локализацию, затрагивая гепатоциты перпвенозной зоны. Преимущественно неггтро гобхчярпыс поражения вызывают большинство классических гепаготоксиканов: чегыреххлориегый углерод, хлороформ. галоши. дггмегилгитгрозамин. бромбензол. парацетамол, Х-мсптлформампд. кумарин и многие другие. Кокаин при легких отравлениях вызывает пертпгорглльные некрозы, а при фульминантных гепатитах некрозы рас- пространяются на среднюю и пернвенозиую зоны К токсикантам, вызывающим прсимушсс- гвенно псрипоргпзгьные некрозы, относят аллиловый спирт, витамин А. а сред не зональные некрозы копкапатзялип Л Некрозы, вызванные гспатотоксикантами. могут всгречат1>ся кик в определенной зоне печени, гак и в нескольких зонах (табл. 2-8). Зона некроза, образующаяся при де lie тип и определенного токсиканта. мож I измениться при введении другого. Например, кокаин, который обычно вызывает некроз в зонах 2 и 3. при совместном применении с фено- барбиталом вызывает некроз в зоне I Причина такого изменения пока неизвестна. TuiLunia 2-8. Токсиканты иызынаюшне зоц.игыгый некроз печени Область некроза/ Токсиканты Зона 1 Зона 2 Зона 3 A<|ui:i токсин Бериллий а-Амлгппт. <|киыо11,тиг1. рхбрзюкетг АЛЛИЛОВЫЙ спи г Кокаин Кокаин Аллоксан Паракват 11аракнат. ЛЛТ Сульфат железе *11) Конкзнлвалин А Бромтрихзорометан. гетрахлорвд метана Соединения магния Двокеан. !1иннни.1овый зфнр Витамин А Бромобензи 1, хлоробсизи.1. йодобе-нзол Дишпроиензо.1. шгнитро толуол Димстзглпигрозамни, кеилилни Йодоформ, хлорофкр.м. хлоропрен, тртююрнрешан Зти ген зиДромиЛ' этнлепдихло ид Нафталин Фюравсгат. гиозпетамил Ботулиновый тхжеин Мышьяк /\це!амн1кя)н.‘» Пирпши. инрро.11131!.)>111о|1ыс л к зонды Тагшиновыс кислоты Уретан
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 65 Гепатоциты, или паренхимные клетки. составляют приблизительно 75% всех клеток печени человека. Это сравнительно большие клетки, которые образуют объем печеночной дольки. Благодаря их количеству и высокой метаболической активности лги клетки — основные мише- ни для гепаготоксикантов. Синусоиды заполнены эндотелиальными клетками. Эти небольшие клетки весьма многочисленны. Печеночная микрососудистая сеть содержит макрофаги, на- званные клетками Купфера. Хотя они относительно нсмногочислены, однако играют важную роль в фагоцитозе микроорганизмов и чужеродных частим в крови. Несмотря на то что эти клетки являются частью печени, они шкже и часть иммунной системы. Кроме того, печень содержит Ито-клетки (жиросодержашие клетки, нарасинусоилные или звездообразные клет- ки), которые лежат между паренхимными и эндотелиальными клетками. Эти клетки играют важную роль в продукции коллагена, хранении витамина А и метаболизме токсикантов. Тины поражения печени зависят от природы химического вещества и продолжите, ьности действия. Основные мишени гснатотоксикантов представлены в табл. 2-9 Таблица 2-9. Основные мишени гспатотоксикантон Мншенн гепаготоксикантов Токсиканты Характер повреждений Примечание Митохондрии Тетрахлорил углерода, кокаин, дихлороэтилен, этионин, гидразин, фос- фор и др. Поврежденная(искрив- ленная тин разорванная) митохондрия теряет спо- собность регулировать водно-солевой баланс Эти органеллы важны для энср1сп1чсскою метабо- лизма и синтеза ЛТФ. Они поддерживают гомеостаз кальция в клегке Плазматическая мембрана Ацетаминофен, этанол, соединения ртуди. фаяло- идин и др. Ионный баланс наруша- ется из-за повреждении ионных насосов плазма- тической мембраны или из-за потери целостности мембраны Плазма । ическая мембрана окружает гепатоциты и важна для поддержания ионною баланса между цитоплазмой и внешней средой Эндоплазматичес- кий ре in куду м Ацетаминофен. бром бензол, нитрохлормезан. кокаин и др. Пролиферация Участвует в синтезе про- теинов и фосфолипидов. Локализация эн имов биотрансформации (на- пример. нигохром Р450, см. гл. 4) Ядро Афл пгоксин 13. бериллий, этионин. 1алактоса.1ин. ншросалин и др. J 1оврежления ЛИ К М 1рфоло1 и чес кос пораже нис ядра проявляется аль- терацией в оболочке ядра, хроматиновой структуре и расположении ядрышка Известны два механизма гибели клеток — некроз и апоптоз (см. гл. 3). Основными эта- пами некроза являются повреждение плазматической мембраны, набухание митохондрий и всей клетки, потеря внутриклеточных компонентов, дезинтеграция ядра с последующим фа- гоцитозом погибших гепатоцитов. Некротическая смерть кле!ки сопровождается развитием активного воспалительного процесса и повреждениями окружающих тканей. Непосредствен- ной причиной некроза являются окислительный стресс и ПОЛ. образование а.1 туктов ксено- биотиков с биологически важными макромолекулами, повреждение митохондрий, разрушение цитоскелета. массивный выход кальция и другие факторы. Если большинство клеток печени входят в зону некроза, это называется массивным некрозом Термин подразумевает, что разру- шена вся печеночная долька или ее большая часть. Благодаря уникальной способности печени к саморсгснсраиии. некротические клетки через несколько дней уничтожаются и заменяются новыми клетками, восстанавливается нормальный вид и функции печени. Если количество поврежденных клеток слишком велико, способность печени к самовосстановлению подавляет- ся, что ведет к разрушению органа.
66 Глава 2 Апонто — генетически запрограммированный процесс, при котором клетка сама активно способствует своей гибели (см. гл. 3) Апоптоз запускается через специальные «рецепторы смерти* на поверхности клетки или нсренепгорным путем. что велел к активации регулятор- ных белков, которые останавливают митотическую активность клетки вызывают фрагмента цию ДНК (эндонуклеазы). деградацию жизненно важных белков (каскад протеолитических ферментов, каспаз), нарушают связь клетки с внеклеточным матриксом и т.д. Ранним прояв- лением апоптоза являются падение электрохимического потенциала митохондриальной мем- браны и повышение продукции активных форм кислорода (АФК) Морфологически апоптоз характеризуется образованием мембранных пузырей, агрегацией хроматина вблизи ядерной мембраны, конденсацией и фрагментацией клетки с образованием аггоптоти гсских телец с последующим их фагоцитозом. В отличие от некроза, при апоптозе не возникает вг.раженной воспалительной реакции. Радтнчия между некрозом и апоптозом на сталии их инициирования нс сголь очевидны, и одни и те же факторы (например. АФК. \'О) могут стимулировать оба пронесся. Гепатотоксиканты вызывают гибель клеток по механизму как некроза, так и апо- птоза. Существенное значение для реализации токсического действия ксенобиотиков имеет состо- яние ферментных систем, участвующих в их метаболической активации и детоксикации. Гене- тически детерминированный или игмененный вследствие индукции пли ингибирования набор изоферментов цитохрома Р450. ферментов конъюгации может объяснить раъчичную индивиду- альную чувствительность к действию гешгготокс и кантов. Показано, чго гепатоциты крыс с вы- сокой активностью цитохрома P4502EI более чувеппгтельны к четыреххлорпстому углероду и парацетамолу, чем клетки с низкой активностью Индукторы этого фермента (этанол. анетон. голодание) усиливают, а ингибиторы (лиэтилпитиокарбзмат и лиметилсульфоксид) ослаб, яюг токсичность этих вегнеств. Типы токсических повреждений печени представлены в табл. 2-10. 1 абшид 2-10. *1ины токсических гк нреждениИ печени Гии повреждения Токсиканты Механизм повреждения 11римечзпие Индукция ([зерментов Барбитураты. фени- тоин. влрфлрив и лр. Стимуляция синтеза бел- ков Порфирия, гипербилируби- немия Барбитураты, вита- мин К, рифамггнннн и др. Стимуляция синтеза гема Зональный некроз Алкалоиды ппрро цитидинового ряда, ацетаминофен, аф- латоксин. бериллий, бром обе нзал, гало- тено1С1капы, голо- ин. диклофенак димстияннтро имин, пуромгнгин. фосфор и лр Образование АФК и других свободных разика, он; свя- зывание токсикантов пли их метаболитов с белками, нуклеиновыми кислотами и ненасыщенными жир- ными кислотами мембран клеток, нарушение и га тичсскпх и энергетических процессов, повыше и нс содержания в клетке ионон калыгия Морфологические и гменсния гепатоцитов: огек цитоплазмы, лили гания пи гонца змагическою ретикулума, набухание митозгоп арий с разрывом крист, дегра- дация полисом, разрушение органелл и ядра клетки. стеатоз, повреждение плазматических мембран Повышение концентрации каль- ция в цитоплазме клетки вто- рично приводит к повреждению клето шых мембран и органелл, денатурации структурных ггроге- ннои. 1шактнваипн энзимов (см. табл. 2-2. гл. 3 и 4) Токсический гсшзпп И 301 ГИЛЛЫ, фени тони, сульфани- ламиды, галог.зн. а-мстиллопа кетоконазол. сульфа- салазин. диклофенак и лр. Образование гаптенов (псолнгигенов) Раишвас гея в результате идио- синкратической реакции. Гис- тологически: днффузныЯ некро • гепатоцитов с моноцитарными и эозинофильными инфильтра- тами и сохраненной дольковой [структурой печени
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 67 Продолжение табл. 2-10 Стеатоз*: микропстикуляр- ный Антибиогики гетра- пиклинового ряда, вальпроэт натрия, тамоксифен, пирок- сикам. аспирин, гид- разин. аминем {ин niarictintH, амиода- рон. пергекенлин. желчные кислоты, оротовая кислота, синтетические эст- рогены. вальпроевая кислота и лр. Миюхондриальное на- рушение р-окислення жирных кислот. которое приводит к их этерифи- кации, образованию и на- коплению триглицеридов, лишает клетку энергии Стеатоз, или жировое пере- рождение печени. — самое раннее проявление токси- ческою повреждения органа, характеризуется и быточным накоплением жира в icnaromi- тах. снижением содержания в плазме крови липидов и липо- протеинов. Микроне изкулярный стеатоз — относительно ред- кий, но более опасный вариант гепатотоксической реакции, гистологически характер»! зуе гея наличием мелких вкраплений триглицеридов внутри гепатоци- тов, нс смещающих ядро мвкрстсзикуляр- ный Хроническое упо- требление этанола, метотрексат, нифе- дипин. кортикосте- роиды Ускорение стггеза и ак- кумуляция тригл и церилов внутри (сиатоцитов. замед- ление их выхода из клетки J истологичес ки характеризуется единичными большими вакуо- лями триглицеридов, которые смен шот ядро гепагеиита к периферии Фосфол и пидоз* Амиодарон хлорфентермин. 4,4-диэтилим1111о- эмокснгексаэстрол Образование лизосомаль- ных включений Результат накопления фосфоли- пидов в гепатоцитах. В печени обнаружены увеличенные гепа- тоциты н пористая цитоплазма. Состояние прогрессирует в цирроз Гс I ia ro канти t н ку - лирный холестаз Ди нитрофенол. 4,4-днамнноди-фс- пид метан. анилин, этанол. аминазин, хлорпромазин. тио- рндазнн. амитрип- тилин, диазепам, галоперидол, барби- тураты, эритроми- цин. фяуклоксацил- лин, тиабендазол. сульфаметоксазол, эналаприл и другие ингибиторы ингно- теиэин-превра та- ющего фермента, амиодарон, пропа- фепон.диклофенак. । |ротивооиухо;1свые препараты, толбута- мид. симвастатин, ранитидин, сульфа- ниламиды. органи- ческие соединения мышьяка, паракват и лр. Повреждение iokchkuhiu- мн каналикулярных мемб- ран и цитоскелета, iiiiih- бирование АТФ-зависимых транспортных механизмов, снижение функции белкон- транспортсров органичес- ких анионов и желчных кислот. В-гликопротеина, белка множественной резистентное!и. наруше- ние гомеостаза кальция и глутатиона. В основе .холестаза дежа! нарушение процессов продук- ции желчи и желчевыведеиня. усиление проницаемости стенки желчевыволяшнх канатов, дисфункция микроворсинок эпителия желчных хоюв. обес- не'шваюшнх юк желчи. Воспаление, повреждение билиарных канальцев приводят к задержке желчи в печени, что сопровождается развн гнем желтухи. Холестазу сопутствует выход в желчь и кровь компонентов каналикулярных мембран, что используется для диатоники холестаза (oi рсдсление актив- ности гамма гдутамилтранс- феразы и ше очной фосфата ы в сыворо1ке крови) Каналикуляр- ный холестаз Стероидные гормо- ны. пероральные контрацептивы Снижение текучести мем- бран. активности Na’/K1- АТФазы
68 Глава 2 Сил срози РУ ТО- ШИН холангит 5-Фтордезоксиури - дин. 5-фюрурэиил Окончание табл. 2-10 Поражение секу доп. пита- Прогрессирующий фиброз внут- юших желчные протоки ри- или внепеченочных желч- ных протокой вслслспзис ток- сического повреждения ветвей печеночной артерии, кровоснаб- жаюигих желчные протоки Фиброз (цирроз) TJniHoj (при хрони- ческом алкоголиз- ме). галогенирован- ные углеводороды (СС14. трихлороэги- лен, !,1.1-три\лоро- этан и лр.), иик- л офосфосфа м ид. а'загиоприн, мстил- допа. изониазид, героин, метотрексат, другие цитостатики, гипервитаминоз А Фиброзная ткань отк.1 - Конечный результат хронически дывастся в пространстве. протекающих в печени патоло- Днссе. образуются коллаге- гических процессов пол вол- новые тяжи, ратрушаюшие действием токсикантов нормальную структуру органа, нарушаются жел- чеотделение и кровоток в синусоидах. что приводит к развитию портальной гипертензии Опухоли (узло- вая гиперплазия, гемангиома, аденома, гепа- тоцеллюлярная карцинома) Винилхлорид, диок- сид тория, мышьяк/ Предполагаемые те патоканиероген ы человека: альдрин. ДДТ. дизльдрин. гептахлор, чегырех- х. гористый углерод, хлороформ, поли- галогенированные дифенилы, трнхло- роэтилен. анаток- сины. стероидные гормоны Нс известен Для большинства природных и промышленных токсикан- тов механизм канцерогенного действия не установлен. Гспа- тотоксиквнгы — инициаторы опухолевого роста, вызывают структурные повреждения моле- кул ДНК (см. гл. 3) Всноокклюзи онная болезнь, синдром Балда—Киари Циклофосфамил. азатиоприн. бу- сульфан. мслфалан. тиоТЕФ. этопозид. 6-тиогуаннн. ннрро- лилпполые алкало- иды. пероральные контрацептивы Повреждение синусом В основе лежат избирательное дальних клеток, тромбозы поражение токсикантами терминальных венул синусоидальных энлототихть- ных клеток воспалительная реакция и активация сверты- ваемости крови. Приводит к центролобулярным некрозам, нарушению отток л крови раз витию цирроза и печеночной недос точности • Предложено несколько механизмов повреждающего действия токсикантов на обмен липидов в гепатоцитах: — нарушение синтеза белка я клетках печени: — iiupvшеине процессов конъюгации триглицеридов с белками и образования липопротеинов кидкой плотности (ЛПНП): — повреждение механизмов транспорта липопротеинов через клеточные мембраны; — угнетение синтеза фосфолипидов: — нарушение процессов Р-окпс.зения жирных кислот в митохондриях; - нарушение энергетических процессов в клетках, необходимых лля осуществления синтеза белка и фосфолипидов. Оценку степени повреждения печени проводят по ряду показателей, которые приведены в габд. 2-11,
Классификация токсичных агентов и видь токсического действия 69 Таблица 2-11. Показатели повреждения печени токсикантами 'I'hii исследования Показатели повреждения Примечание Обшпс симптомы по- вреждения органа* Анорексия (потеря аппетита), тошнота, рвота, усталость. абдоминальные боли, гепатомегалия (увелсчснис печени), аспит (накопление жидкости в брюшной полос- ти) жслтуж Морфологическая опенка* Узловая гиперплазия. гепатоцеллюлярная карп и нома, гемангиома, аденома Рсзхлыа1ы биопсии печени осо- бенно важны для диагностики рака и хронической печеночной 1 гсдостаточ! юс ги Определение активности энзимов в плазме кропи (биохимические исследо- вания) Повышение активности** апанииами- нотрансферазы (АЛТ), аспартатами- нотрансферазы (ACT), трансферазы гамма-глутаминовой кислоты (ТГГК). лактатлегилрогеназы (ЛДГ), орпнтннкар- бамоилнитрансферазы (ОСТ) — слсдшвие нарушения целостности гепатоцитов. Отношение А1Т/АСТ выше 1.6 характери- зует цснтродобулярнос жировое перерож- дение печени (см. табл. 2-10). Повышение активное!и щелочной фосфа- тазы (1ЦФ) и 5-нуклсоппазы — индикатор повреждения желчных путей Активность этих ферментов так- же зависит оз характера питания, наличия инфекционного пронес- ся, патологии сер. на. мышечной ткани, легких ОСТ. ТГГК — специфичные .тая печени эн- зимы (на практике наблюдают высокий процент ложноположи- телытых результатов) Активность ЛДГ. тесты на ак- тивность 1ПФ п 5-нуклеотидазы несненифичны Определение содержания билирубина (биохими- ческие НСС.1СД0В<ЫН1Я) Концентрация сывороточного билирубина может быть увеличена из-за острого гспа- токлсточного и холестатического повреж- дения или желчной обструкции. Следс- твием нарушения связывания и экскрспив билирубина является его накопление в крови, которое приводит к желтухе Повышение уровня билирубина чаще сопутствует острому ин- фекционному поражению пече- ни Опенка метаболической активности печени (фун- кциональные исследова- ния) С помощью к. ирспс-тестов оценивают клиренс инчонианина-зеленого. анти- пирине. кофеина, фенацетина, ионных красителей, желчных пигментов, они по- зволяют выявить острые и иолосгрыс по- ражения печени Результат измерения содержания коньюга- тов холлевой кислоты и холи глицина — ин- дикатор экскреторной функции печени Содержание конъюгатов ход Не- вой кислоты и активность ШФ коррелируют с другими показа- телями функционального состо- яния печени Оценка синтетической активности печени (функ- циональные исследова- ния) Определение содержания сывороточно- го альбумина, протромбина, ходестерола. транс<|>еррина как показателей синтети- ческой активноеш печени Только при существенном дефи- ците массы паренхимы органа происходят изменения показа- телей * Для диагностики нснолыукн компьютерную юмографию и мшниню-резонаиснос сканирование печени. •• Однако в терминальном периоде массовая ибе.п. гепитонигов часто наблюдается при снижении аыинносгн энзи- мов в iLiaiMc крови. Биохимическими методами определяют повышение активности в плазме крови аминотранс- фераз (ACT. АЛТ), понижение в крови уровня плазменных факторов свертывания крови. Важ ными диагности* ескими тестами для выявления острой гепатопатии химической этиологии являются определение содержания билирубина в плазме крови и протромбинового времени.
70 Глава 2 Заключение • Прямое действие токсикантов на печень реализуется посредством: — нарушения транспорта веществ через мембраны гепатоцитов и клеточных органелл; — повреждения систем antpi «обеспечения клеток печени; — нарушения обмена нуклеиновых кислот в ядрах клеток; — нарушения эк с крепи и из гепатоцитов естественных метаболитов; — повреждения органелл клеток печени. • Опосредованное действие токсикантов на печень наблюдается редко, например при ин- токсикации кадмием наблюдают активацию уреазы. Уреаза катализирует гидролитичес- кое растепление мочевины на аммиак и углекислый газ. Каждая молекула уреазы связа- на с двумя атомами никеля Кадмий, образуя координационное соединение с аммиаком, сдвигает равновесие реакции вправо, что и приводит к активации уреазы. Кадмий, заме- щая и высвобождая ионы никеля, способствует работе других ферментов, катализирую- щих гидролиз глутамина с образованием аммиака, который проявляет гспатотоксическое действие. Ионы Ni2*. Cd2+ индуцируют ПОЛ. подавляют репарацию ДНК и запускают синтез противовоспалительного цитокина TNF а, вызывающего апоптоз и некроз кле- ток-мишеней. • Механизм стимулянт! аутоиммунных процессов, развивающихся вследствие взаимодействия токсиканта с макром< ie кулями белка клеток печени, изучен недостаточно (например, по- вреждение печени при хроническом алкоголизме). 2.4.3. Гематотоксичнооъ «То кровь кипит, ю сил избыток...» Кровь — особая разновидность ткани мезенхимного происхождения, обра утешая вместе с лимфой внутреннюю среду организма. Кровь состоит из межклеточного вещества — плазмы и взвешенных в ней форменных элементов' эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцигов. Объем плазмы составляет 55-60%. а форменных элементов — 40-45%. Плазма крови содержит 90—93% воды и 7—10% сухого вещества. К основным белкам пла мы огпосят альбумины, глобулины и фибриноген. Из фракции глобулинов выделены ан- титела. Плазма крови имеет pH 7,36. Форменные элементы крови — это высокоспениализированпые клетки с различной про- должительностью жизненною цикла, количество которых в организме сохраняется более и ли менее постоянным: • 120 сут — эритроциты, красные кровяные тельца диаметром 7.2—7.5 мкм (ежесекундно в крови образуется и разрушается около 2,5 млп эритроцитов. количество которых у человека в I мм' крови равно 4,5—5 млп); • 5 сут — лейкоциты (лимфоциты, моноциты, базофилы, эозинофилы и нейтрофилы имеют ядро); лимфоциты (25—40 J всех лейкоцитов крови) сохраняются от нескольких дней до нескольких месяцев; • 7—10 суток — тромбоциты (образуются при фрагментации цитоплазмы мегакариоцитов — полиплоидных костномозговых клеток, возникающих посредством эндомитоза). Основные функции крови: • транспортная (перенос веществ получаемых с пищеи. продуктов обмена, гормонов и других биологически активных веществ); • дыхательная (доставка О, от органов дыхания к тканям и удаление СО, из организма); • гомеостатическая (обеспечение совместно с нервной и эндокринной системами постоянс- тва внутренней среды: регуляция водно-солевого обмена, сохранение кислотно-шелочного баланса в организме, поддержание постоянной 1емпера1уры тела); • защитная (обеспечение гуморального и клеточного обмена). Кроветворение, или гемоцитопоэз — многостадийный процесс образования, развития и со- зревания клеток крови у животных и человека, т.е. процесс клеточной дифференцировки, в ре- зультате которой образуются форменные элементы — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Система гемопоэза представляет собой комплекс клеток, реализующих разнообразные функ- ции и в то же время постоянно регенерирующих. Согласно современной схеме кроветворения.
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 71 существуют клетки-предшественницы, обеспечивающие запрос организма на воспроизведение различных типов форменных элементов. Все специализированные форменные элементы кро- ви происходят из единого предшественника — полипотентной стволовой клетки крови путем последовательных этапов дифференцировки и созревания. Полипотентныс стволовые клет- ки менее специализированные. чем плюрипотентные стволовые клетки. Последние способны дифференцироваться. давая только определенные линии клеток. Различают две популяции плюрипотентных клеток — лимфоидные и миелоидные. Лимфоидные плюрипотентные клетки даюз при дифференцировке В- и Т-лимфоциты Миелоидные дают множество клеток, включая эритроциты, нейтрофилы, моноциты, переходяшие в макрофаги, дендритные клетки, которые итрают важную роль в иммунном ответе и являются антшеннесущими клетками, эозинофилы, базофилы и мегакариоциты, образующие в свою очередь тромбоциты. Эти клетки являются зрелыми. Они уже не способны к пролиферации. Кроветворение строго регулируется в со- ответствии с потребностями организма. Известно, что в регуляции кроветворения участвуют эритропоэтины (с.м. гл. 9), некоторые гормоны и взг шины. Глюкопрогеины — эритропоэтин, образующийся в перизубулярпых клетках почки, интерлейкины (IL-1.2.3). колонпсобразую ший гранулоцитарно-макрофагальный стимулирующий (GM-CSF), колонисобра моший гра- нулоцитарный и инсулиноподобный факторы роста контролируют образование, дифференци- ровку и созревание эрзпронитов. Образование лейкоцитов также зависит от стимулирования и управления различных факторов роста. 1L-3 стимулирует все клетки миелоидной системы. GM-CSF стимулирует образование гранулоцитов и макрофагов. К тому же специфические G-CSF- и M-CSF-протсины стимулируют систему гранулоцитов и систему макрофагов соот- ветственно. Эти факторы роста, в отличие от эригро тоэтина. произведены различными клет- ками. включая Т-лимфоциты. макрофаги и эндогелиалызые клетки. Все факторы роста дейс- твуют согласованно. Кроветворение происходит в кроветворных орзапах; образование эритроцитов, зернистых лейкоцитов (гранулоцитов) и тромбоцитов — в костном мозге, который представлен кластера- ми гемопоэтических клеток, рассеянных в эпифизах трубчатых костей, плоских костях черепа, грудине, позвонках, костях таза ребрах; лимфоцитов — в лимфатических узлах, селезенке, ви- лочковой железе, костном мозге; моноциты и макрофаги — также в клетках костного мозга. Механизмы, регулирующие темпы размножения и созревания отдельных категорий крове- творных клеток, в настоящее время в связи с получением новых данных при изучении стволо- вых клеток требуют уточнений. Нарушения кроветворения, лежащие в основе патогенеза болезней системы крови, возни- кают под влиянием внешних (физических, химических, инфекционных ц др.) и внутренних (гормональных, обменных, врожденных, наследственных и др.) факторов. В зависимости от характера повреждения кроветворных органов нарушения кроветворения называют гиперплас- тическими (с избыточным образе анисм элементов кроветворной ткани) и гипо- и апласти- ческими (с подавлением. нарушением деления зз в меньшей степени созревания кроветворных клеток). Определяющим в характерззстикс заболевания являются также категория поражаемых клеток и степень их зрелости (малодифференнированпые. различной степени зрелости клетки, элементы грануло-, эритро-. тромбоците-, лимфопоэза). Острые и хронические отравления нередко вызывают нарушения кроветворения и клеточного состава крови. При этом реали у- ются различные механизмы поврежд пощего действия: изменения обмена ДНК и/нли РНК. нарушение процесса митотического деления клеток, синтеза белка в клетках эритроидного, миелоидного и мсгакарпнитарпого ростков. Вешесгва рахтичной химической природы, избирательно нарушающие функции клеток крови или се мелочный состав, называют гематотоксикантами, а результат их воздействия — гематотоксичностью (табл. 2-12). Снижение числа форменных элементов одного типа при интоксикациях встречается редко (табл. 2-13). Например, гранулоцитопсния (агранулоцитоз) может возникнуть при химиотера- пии цитостатиками, антибиотиками (левомицетином), противовоспалительными среде i вами (бутазолидином). Апластическую анемию, лейкемию, агранулоцитоз, тромбоцитопению токси- ческого происхождения констатируют в случаях. когда сокращение количества определенного типа kj шок является основным признаком отравления.
72 Глава 2 Таблица 2-12. Виды гематотокснчиости Вид гематотокснчиости Краткое описание Нарушение гемопоэза: । ннсрпластические состояния Выражены при лейкозах н эритремии Клетки костною мола утрачивают способ- ность дифференцироваться. а их пролиферация может бьнь замедлена. Продол- жительность жизни незрелых элементов увеличивается, в кроветворных органах и крови накапливаются клетки различных линий и различной степени зрелости пню- н апластичес- кие состояния Обслнсниостъ костного мозга кроветворными клетками. Поражаются либо родоначальныс кроветворные клетки, либо наиболее ранние клеточные фор- мы эритро-. ipaHv.io- и тромбоныопоэза. В крови уменьшается количество эритроцитов (уровень гемоглобина), лейкоцитов (гранулоцитов), тромбоцитов (Нию- и апластические анемии, агранулоцитозы, метастазы опухолей в кост- ный моз! и др.). Си.мн1омд1ика; вначале уменьшается количество гранулоцитов и снижается устойчивость к инфекциям, позднее присоединяется тромбоцито- пеническая кровоточивость, в последнюю очередь снижается количество эрит- роцитов (бледность, слабость и одышка при нагрузке) Изменение числа фор- менных элементов: гемолитические анемии Значительна роль химического фактора в патогенезе Реализуются различные способы повреждений (пояснение в тексте): разрушение мембраны эритроцитов метгемоглобинообразование атаки антителами (IgG) в присутствии комплемента измененных мембран эрит- роцитов образование антигена: комплекс токсикант—бедок плазмы крови (в присутс- твии антител IgM и комплемента) после фиксации на мембране эритроцитов вызывае! их гемолиз аплазия костного мозга лейкемии* Снижается количество эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, развивается наншпопсничсский синдром: слабость и усталость (вследствие анемии), ли- хорадка, инфекционные осложнения (результат нейтропении). кровотечения (результат тромбонитоненин). В костном мозге мало клеточных элементов (преимущественно лимфоциты и ретикулярные клетки). Отмечаются жировое перерождение костного мозга, фиброз. В крови снижено количество эритро- цитов (менее 2-10* в 1 мм3), количество лейкоцитов (1500 и менее в 1 м_м'). лимфоцитоз, тромбоцитопения Острия миелоидная лейкемия (ОМЛ). хроническая миелоидная лейкемия, oci- рая лимфоидная лейкемия, хроническая лимфоидная лейкемия. Трудно устано- вить взаимосвязь между действием токсиканта и возникновением лейкемий* тромбоцитопении Геморрагический синдром (петехии, пурпуре, геморрагические пузыри на сли- зистой оболочке полости рта, желудочно-кишечные и другие кровотечения раз- личной степени тяжести), анемия Количество тромбоцитов снижается до 1000 и менее в 1 мм’ (в тяжелых случаях), в костном мозге число мегакариоцитов снижается незначительно агранулоцитоз Количество лейкоцитов снижается до 500—300 клеток в мм’ крови, гранулоии- топения (менее 2% общего количества лейкоцитов), лимфоцитоз. В костном мозге снижено количество клеток миелоидного ряда, нейтрофильных мстамис- лонитов и миелоцитов. Клинически: некротические поражения слизистой обо- лочки ротовой полости, некротическая ашина как инфекционные осложнения вплоть до развития сепсиса Нарушение функции гемотлобнна: метгемогюбинообра- зованне образование карбоксн- I гемоглобина В крови содержится около 14—16 г гемот тобнна Транспорт кислорода осуществляется гемоглобином (эритроциты переносят 20 мл О, на 100 мл крови, плазма — 0,2 мл О, на 100 мл крови. Нарушение транспорта кислорода связывают' с образованием метгемоглобина или карбок- сигемоглобина при действии ряда токсикантов (пояснение в тексте) •Успехи молекулярной медицины и биологии позволили на основе результатов фено- и генотипического пиан за из- менить классификацию миелоидных н лимфоидных лейкемий, тнлчитсльно увеличить число их подтипов. Во mhoiiix случаях нельзя воспользоваться результатами прежних исследований но установлению причинно-следственных связей между природой вещества н проявлениями гсматоюксичности без детализации лил нота заболела! ия кропи
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 73 Гемолитические анемии Гемолитическая анемия связана с избыточным разрушением эритроцитов. Плазматическая мембрана эритроцита — важнейший элемент клетки: она является и механической оболоч- кой с регулируемыми физическими свойствами, и «диспетчерском» клетки, осуществляющей координацию работы клетки в зависимости от поступающих физических и химических сиг- налов. Важнейшие компоненты биологических мембран — белки. Одни из них обеспечивают транспорт определенных молекул внутрь клетки или из нее. другие являются ферментами и катализируют ассоциированные с мембраной реакции, третьи осуществляют структурную связь цитоскелета с внеклеточным матриксом или служат в качестве рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды. Различные нарушения в белках эритроцитарной мембраны определяют характер и степень повреждений структурно-функнио- налыюй организации эритроцитов. В силу своей специализации ( юренос кислорода от легких к 1каням) эритроцит по механическим свойствам является уникальной клеткой, так как. в от- личие от других клеток, постоянно подпер!аегся выраженным деформирующим воздействиям в кровеносном русле. Для нормального функционирования эритроцит должен в течение отно- сительно длительного времени сохранять свою целостность и иметь устойчивость к деформа- ции: последнее свойство важно прежде всего для нормальной микроциркуляции. Способность к деформации определяется (|юрмой клетки и эластичностью мембраны. Свойства мембраны эритроцита и клетки в целом обусловлены наличием белковой мемб- ранной структуры, именуемой мембранным скелетом клетки н расположен нон на внутренней стороне мембраны. Плазматическую мембрану эритроцитов следует рассматривать как откры- тую динамическую структуру, способную специфически и нсспепифичсски связывать белки плазмы крови и цитозоля эритроцитов. Белок глобин является частью мембранно-связанного гемоглобина. Домен белка локали- зован в цитоплазме и траст важную роль в поддержании формы эршрошпа и его метабо- лизме. N-кониевая последовательность цитоплазматического домена богата аминокислотными остатками кислого характера. На этом участке находятся центры связывания iндролитичсских ферментов — иипералывпид-З-фосфатлеппрогеназы. альдолазы, каталазы и др. Цитоплазма- тический домен является местом локализации мембранно-связанного гемоглобина (см. ниже). Гемоглобин оказывает стабилизирующее действие на тритроиигарные мембраны. В экспери- менте на животных доказано, что во фракциях эритроцитарных мембран с большим содержа- нием гемоглобина разрушение липопротеиновой структуры мембран при их дегидратации про- исходит намного слабее, чем во фракциях с малым содержанием гемоглобина. В поддержании структурной целостности эритроцитов большое значение имеют внутренние прпмембранные белковые слои. В основе изменения условий для структурирования белковообразуюшего прн- мембранпого слоя внутри эритроцитов может лежать изменение свойств поверхности внешней стороны. Поэтому всякая модификация как самой мембраны, так и содержащегося в ней ге- моглобина сопровождается изменением свойств структуры в целом (например, механических — изменение формы и степени деформируемости). После разрушения эритроцитов часть гемоглобина находится в плазме крови, сохраняя спо- собность к связыванию кислорода. Однако гемоглобин, свободно циркулирующий в плазме кро- ви, является нефротоксикантом. Гемолиз характеризуется также и ускоренным разрушением гемо- глобина В норме гемоглобин в эритронитах сохраняется практически весь период жизни клетки. Однако при тяжелых интоксикациях (например, уксусной кислотой) в течение суток уровень его может снизиться до 30%. При гемолизе повышается содержание белка в плазме (до 20 против 7% в норме), в связи с этим изменяются осмотические и другие физико-химические свойства крови, снижается скорость диссоциации оксигемоглобина. Содержание 2.3-дифосфогпицерата — вещес- тва. обеспечивающего протекание реакции между кислородом и гемоглобином, в плазме крови значительно ниже, чем в эритроцитах, поэтому при гемолизе уменьшается снабжение тканей кис- лородом. Токсиканты, вызывающие гемолиз эритроцитов. называются гсмолитиками. Аутоиммунная гемолитическая анемия — заболевание системы кроветворения, при котором происходит разрушение эритроцитов. вызванное образованием в организме аутоантител — им- муноглобулинов. разрушающих собственные эритроциты. Вследствие дефекта иммунной толе- рантности нормальные эритроциты распознаются иммунокомпетентными клетками как чужие и на них вырабатываются апппела (рис. 2-7). Они фиксируются на эритроцитах, захватывают-
74 Глава 2 Эритроцит Макрофа эритроцит Рис. 2-7. Схема формирования аутонм- мунн и гемолитической анемии. ся макрофагами и подвергаются разрушению (гемолизу) в селезенке, печени, костном мозте. Если появление аутоантител не удастся объяснить каким-либо определенным заболеванием, ставится диагноз идиопатического варианта анемии. Иммуноаллерт ические гемолитические анемии вызывают в основном лекарственные средс- тва. наиболее употребляемые из них антибиотики (цефалоспорины, пенициллин, рифампицин), психотропные (хлордиазспоксид. лорпромазин): противотуберкулезные (пара-ампносалииило- вая кислота, изониазид), нестсроидные противовоспалительные (индометапин. фенилбутазон, фенацетин), антимикроб тыс и аитипротозонные (сульфаниламиды, хинилии, хинин), гипогли комические (толбутамид) и другие препараты. Иммуибаллергическис процессы, возникающие лишь у ограниченного числа людей и связанные с индивидуальными врожденными пороками мстаботизма. иногда проявляются как гематотоксичносгь. Нарушение функций гемоглобина Гемоглобин (НЬ) представляет собой тетрамерный белок (строение гемоглобина подробно обсуждается в курсах органической и биологической химии). В крови взрослого человека со- держится гемоглобин А (НЬА). состоящий из а,р-полипептилпых цепей В дополнение к ос- новному НЬА в крови взрослого человека обнаружен гемоглобин А, (НЬА ). на полю которого приходится - 2.5% всего гемоглобина. Незначительное изменение аминокислотного состава глобина, иногда замена лишь одной аминокислоты, оказывается достаточным для полного изменения свойств гемоглобина. В эритроцитах гемоглобин находится в растворенном состоя- нии. несмотря па то что его содержится более 30%. При изменении аминокислотного состава глобина может произойти и изменение его растворимости. В молекуле гемоглобина железо отстоит от плоскости порфиринового кольца примерно на 0,5—0.6 А°. Из 6 Зб-электронов железа Fe (II) 2 электрона спарены на одной из низших d-орбиталсй. а 4 электрона зани- мают оставшиеся d-орбигали, их спиновые моменты, согласно правилу Хунда. параллельны, суммарный спин равен 2. Магнитный момент гема в этом состоянии равен - 5.5 боровского магнетона (БМ). а УФ-спсктр поглощения имеет характерную ио юсу с ХП)Л - 556 нм. Реакция присоединения молекулярного кислорода не является истинным окислением гемотлобипа, гак как валентность железа в геме при этом не изменяется, и эту' реакцию правильнее называть ок- сигенацией. Присоединение кислорода ведет к значительным изменениям в пространственном расположении структуры НЬ. Атом железа в НЬО лежит практически в плоскости порфирино- вого кольца (расстояние ло плоскости составляет около 0.16 А’). Все 6 d-электронов спарены на 3 низших d-орбиталя.х. спин равен нулю. ПЬО диамагнитен. УФ-спсктр поглощения имеет 2 характерные полосы с ~ 576 и 542 нм Обратимое пр тсосдинение кислорода (оксигенация), позволяющее гемоглобину выполнять свою основную функцию переносчика, обеспечивается
Классификация токсичных агентов и виды токсического действия 75 возможностью образовать прочные 5- и 6-ю координационные связи и перенести электрон на кислород не от Fe (II). а от имидазольного колыта гистидина гема Структурные изменения в активном центре приводят и к значительным изменениям пространственной структуры всего белка. При оксигенации (переход от Т-* к R-форме гемоглобина) смешение отдельных амино- кислотных остатков достигает 7 А“. Как было сказано выше, четвертичная структура миогло- бина характеризуется ши ичисм 4 полипептидных цепей, образующих 2а- и 2р-субъсдинииы, которы образуют димеры. Переход от Т- к R- |юрме сопровождается поворотом одного димера относительно другого на 12—15 А" и в конечном счете приводит к увеличению «карманов», в которых находятся гемы Эти структурные изменения инициируются присоединением первой молекулы О, к одному из свободных гемов и распространяются на всю глобулу. Именно поэ- тому в равновесной смеси всегда присутствуют Т и R-формы. Димеры вТ-форме стягиваются 14 дополнительными (по сравнению с R-формон) связями (водородные. гидрофобные, ван дср- ваальсовы и лр.). а между субъединицами в 1-форме встраиваются молекулы 2.3-дифосфогли- нерата. что также приводит к сужению «карманов». Триггером для структурных перестроек при переходах между Т- и R-формами служит присоединение или отшепление кислорода. Итак, кислород, взаимодействуя с НЬ, образует нестойкое соединение — оксигемоглобин НЬО. степень диссоциации которого регулируется 2,3-дифосфоглицератом и зависит от pH крови, парциального давления О,, а также присутствия в организме ряда ксенобиотиков, вза- имодействующих с НЬ. Нарушение транспорта кислорода связывают с образованием метгемо глобина или карбоксигемоглобина. При этом нарушается транспорт кислорода к тканям, что может привести к развитию гипоксии гемического типа Образование карбоксигемоглобина По статистике, в РФ на отравление угарным газом (см тл. 8 3) приходится до 75% смертей при пожарах. Карбоксигемоглобин (НЬСО) — соединение НЬ с оксидом углерода (II) ярко-красного цве- та, которое образуется при воздействии на ортаннзм угарною таза (СО) и карбонилов метал- лов. Сродство СО к ионам Fe * гемоглобина в 200-300 раз выше, чем у кислорода, а скорость иссоииания НЬСО в 36(H) раз .мепыпе. чем у НЬО. Поэтому нрн наличии во вдыхаемом воздухе СО кислород постепенно вытесняется из гемоглобина. Для полною насыщения гемоглобина О. необходимо парцтта. ыюс давление порядка 12—13 кПа. для насыщения СО — 0.06 кПа. что приводи к конкуренции между СО и О . Скорость образования НЬСО зависит от парциально- го давления СО (рСО) во вдыхземом воздухе, времени экспозиции СО. объема дыхания (литр в I мин) при определенных условиях (температура, влажность воздуха, давление). Стабильность комплекса НЬСО также зависит от ряда факторов, из которых наибольшее значение имеют концентрация СО и О но вдыхаемом вохтухе. парциальное давление О, и СО, в крови. СО — иитотоксикант, не только оказывающий повреждающее действие па систему транспорта О темот юбином. но и нарушающий работу тканевых биохимических систем, содержащих желе- зо. Способ поступления СО в организм только один — ингаляционный. Токсический эффект для человека наблюдается при вдыхании воздуха с концентрацией СО 3-I0’1 г/л в течение I ч. Гоксикокинетнка. методы идентификации и количественного определения СО в крови пост- радавших или пятнах крови на вещественных доказазельствах приведены в тлаве 8.3. Отравление СО характеризуется симптомами поражения центральной нервной системы: шумом в ушах, головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой, слабостью, наруше- нием сознания, глубокой комой. Вследствие гипоксии развиваются отек мозта, гипертензия, сменяющаяся гипотонией, отмечаются деструктивные процессы в ткани мозга, приводящие к формированию стонких нарушений функций центральной нервной системы. Часто острое отравление СО проявляется изменением окраски кожных покровов (от розовой до алой) и вы- сыпаниями на коже, тахикардией, аритмией, ишемией, инфарктом миокарда, отеком легких, последующей почечной недостаточностью. Тяжесть состояния пострадавших соответствует содержанию НЬСО в кро