Предмет и задачи общей токсикологии, место в системе наук об окружающей среде

Самостоятельность любого научного направления определяется наличием трех непременных его компонент: специфического предмета исследования, совокупности применяемых методов  и методик, а также поставленными  задачами.

Предмет экологической токсикологии — биологические системы надорганизменного уровня, подверженные токсическому загрязнению.

Своеобразие применяемых  методических подходов и методик определяется сочетанием методологии токсикологической науки и экологии. При этом физиологические, функциональные, биохимические и другие нарушения, вызванные действием загрязнителя на растительные и животные организмы, рассматриваются в качестве первичных токсических эффектов, вызывающих нарушение популяционных и биоценотических механизмов.

Отметим, что в настоящее  время мы располагаем оперативной  информацией о содержании токсичных  веществ в отдельных компонентах  биоты, а также оценками физических и химических параметров среды. Выявление значимости этих показателей для состояния изучаемых биологических систем и прогноза их будущего требует разработки специальных методических подходов, использующих виварные исследования, эксперименты и наблюдения в природных биоценозах, исследование загрязненных территорий, методы математического моделирования и экстраполяции. Эти и другие подходы отражают своеобразие методологии экологической токсикологии самостоятельного научного направления.

Важнейшая цель экотоксикологии, имеющая огромное прикладное значение, — разработка теоретических основ и основополагающих концепций взаимодействия природных экосистем и производительной деятельности человека.

Было бы неправильно ограничивать задачи экологической токсикологии только изучением потоков техногенных  веществ. Сегодня мы располагаем  данными о содержании токсикантов в отдельных компонентах биоты, однако это не отражает еще прямого биологического эффекта. Оценка значимости этих явлений для судьбы популяций и экосистем — важнейшая задача экологической токсикологии. Научно обоснованное предвидение судьбы биоценозов, подверженных влиянию токсического загрязнения, позволяет обоснованно говорить о рациональной эксплуатации природных экосистем, основываясь на допустимых уровнях воздействия.

Особенностью экологической  токсикологии является то, что при  изучении токсических эффектов на популяционном  и биоценотическом уровнях возрастает значение окружающей среды как активного  фактора, влияющего на поведение  токсикантов в отдельных компонентах биоты, их фиксацию и деструкцию в природных системах и как следствие этого определяющего уровни поступления их в живые организмы. Последнее обстоятельство особо важно, поскольку условия существования и функционирования природных популяций и биоценозов могут выступать в качестве модифицирующего фактора, усиливающего или ослабляющего прямое токсическое влияние.

Практическое  значение и актуальность эколого-токсикологических  исследований.

Объекты химико-токсикологического анализа чрезвычайно разнообразны. Это кровь, моча, рвотные массы, экскременты, внутренние органы трупов людей и животных, волосы, ногти, остатки пищевых продуктов и напитков, фураж, остатки лекарственных веществ, пестициды, средства дератизации и бытовой химии, посуда, предметы домашнего обихода, одежда, вода, земля и т. д.

Особую трудность для  исследования представляют биологиче­ские объекты животного происхождения (внутренние органы трупа, кровь, моча и т. п.).

В большинстве случаев  объекты исследования направляют на химико-токсикологический анализ в  связи с отравлением или подозрением  на отравление с постановкой основного  вопроса к химику: содержатся ли те или иные ядовитые или сильнодей­ствующие вещества в доставленном на анализ материале и, если содержатся, то в каких количествах? Могли ли найденные при анализе химические вещества причинить отравление?

В химико-токсикологических  лабораториях центров по ле­чению отравлений обычными объектами являются кровь, моча, рвотные массы, промывные воды желудка, иногда экскре­менты.

Основная задача исследования в этих случаях - возможность обнаружения  и определения химических веществ, вызвав­ших отравление. Результаты химико-токсикологического ана­лиза используются врачами для уточнения диагноза и оказания быстрой и эффективной помощи, для наблюдения за ходом лечения интоксикации и выведением яда и для других целей.

Вместе с мочой, рвотными массами и другими объектами  на химико-токсикологический анализ могут поступать остатки раз­личных лекарственных препаратов, химических веществ, содер­жимого домашней посуды, пищевых продуктов, части растений и т. п.

При химико-токсикологическом  исследовании остатков лекар­ственных препаратов ставятся и решаются вопросы о содержании в них ядовитых веществ, подлинности этих препаратов, о ко­личестве действующих веществ в них и т. п.

При исследовании частей растений в большинстве случаев решаются вопросы о возможной принадлежности этих частей к ядовитым растениям, о  том, какие химические вещества в  них содержатся, какие признаки отравления они могут вызвать и т. д. Вопросы, связанные с исследованием частей растений, часто решаются химиком  совместно с фармакогностом или даже направляются фармакогносту на специальное исследование.

При анализе остатков пищевых  продуктов и напитков в боль­шинстве случаев основным является вопрос о том, не содержит ли этот продукт введенных в него ядовитых химических веществ (соединения мышьяка, ртути, фториды и т. п.). Посуда может быть объектом химико-токсикологического исследования при подозрении на отравление через нее. В этих случаях может ста­виться вопрос о возможности извлечения из посуды (луженая, эмалированная, кадмированная и др.) в процессе приготовления или содержания в ней пищи химических веществ, которые могли вредно отразиться на состоянии здоровья человека (свинец, сурьма, кадмий и др.).

Объектами исследования могут  оказаться одежда и белье. Эти  объекты поступают на химико-токсикологический  анализ при подозрениях на обливание (с преступной целью) кислотой, например серной, при наличии на белье или  одежде пятен, подо­зрительных на остатки каких-либо химических веществ (краси­тели, пикриновая кислота, нитрат серебра и др.) или рвотных масс. Иногда на химико-токсикологический анализ направляется вода с подозрением на наличие в ней различных химических соединений, могущих причинить вред здоровью при ее использо­вании для питья или привести к гибели рыбы в водоеме.

Воздух, содержащий те или  иные ядовитые химические веще­ства (сероводород, формальдегид, бром, окись углерода и др.), также может быть объектом химико-токсикологического анали­за. Исследование воздуха промышленных предприятий на при­сутствие ядовитых или вредных для здоровья веществ и их ко­личественное определение в настоящее время выросло в особую область - промышленно-санитарную химию, получившую в на­шей стране особенно мощное развитие. Тем не менее токсиколо­гическая химия и промышленно-санитарная химия не потеряли связи между собой, они являются частями одной и той же дис­циплины и имеют много общего в методах исследования. В от­дельных случаях при нарушении правил техники безопасности или охраны труда вопросы о необходимости исследования воз­духа промышленных предприятий (а также шахт, колодцев, ем­костей) могут быть поставлены и перед химиком, работающим в области токсикологической (судебной) химии. Провизоры как лица, имеющие химическую и биологическую подготовку, успеш­но развивают иромышленно-санитарную химию.

Перечислить все объекты  и все вопросы, возникающие перед  практическими работниками в  области токсикологической хи­мии, не представляется возможным. Иногда их трудно даже предвидеть.

Помимо решения перечисленных  выше чисто практических задач, большое  место в токсикологической химии  принадлежит разработке и усовершенствованию химических, физико-хими­ческих и некоторых физических методов изолирования из раз­ных биологических объектов, очистки, качественного обнаруже­ния и количественного определения различных химических ве­ществ и соединении, на которые токсикология указывает как на яды, а фармакология  как на лекарства.

Изучение метаболизма  и биотрансформации ядовитых и ле­карственных веществ в организме и трупе и методов химическо­го доказательства продуктов превращения приобретает все больший интерес и значение. В связи с расширяющимися иссле­дованиями метаболизма ядовитых и особенно лекарственных веществ перед провизорами, посвятившими свою деятельность токсикологической химии, неизбежно встанут вопросы о разра­ботке методов синтеза химических веществ, встречающихся в качестве метаболитов, и дальнейших путей их анализа.

Важное значение не только для токсикологической химии, но и для ряда смежных с нею  дисциплин приобретает изучение распределения отдельных ядовитых, сильнодействующих и ле­карственных веществ в различных органах и системах, сохра­няемости их в живом организме и в трупе, возможности обнару­жения и определения одних веществ в присутствии других, ча­сто сопутствующих им, и многие другие вопросы, без решения которых невозможно дальнейшее развитие токсикологической химии и химико-токсикологического анализа.