Объекты воздействия вредного вещества.

Лекция 1. Основные классы токсичных веществ

Вопросы:

1. Объекты воздействия вредного вещества.

2. Основные классы токсичных веществ. Основные типы классификаций вредных веществ (ядов) и отравлений.

3. Классификация экотоксикантов и их характеристика. Влияние химического загрязнения на биоразнообразие и человека.

4. Химические загрязнители воздушной среды.

5. Приоритетные химические загрязнения в питьевой воде.

6. Тяжелые металлы в атмосфере, в водной экосистеме, в почве.

7. Пестициды.

Объекты воздействия вредного вещества.

Одним из центральных понятий экотоксикологии является понятие о вредном веществе. Какое вещество можно назвать вредным, т.е. ядом, и есть ли абсолютно безвредные вещества?

По этому поводу ещё Парацельс (1493 - 1541) говорил: «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости. Яд от лекарства отличается лишь дозой». В роли яда может оказаться практически любое вещество, попавшее в живой организм или экосистему в количестве, способном вызвать опасные для жизни нарушения. Некоторые вещества, находясь в организме в определённом количестве, необходимы для жизнедеятельности, некоторые оказывают в определённых количествах благотворное влияние на организм. Одно и то же вещество может быть вредным (ядом), лекарством и необходимым для жизни средством в зависимости от его количества и условий взаимодействия с организмом. Графически это иллюстрирует рис. 1.

Рис. 1. Биологический ответ организма в зависимости от концентрации (А. С. Бобков и др.)

Величина и положение зон положительного и отрицательного воздействия могут быть разными в зависимости от свойств самого вещества, от объекта, на который это вещество действует, от условий взаимодействия вещества с организмом или экосистемой. Для некоторых веществ такого положительного воздействия может вообще не быть. Это относится, прежде всего, к некоторым ксенобиотикам.

Ксенобиотики – чужеродные для организмов соединения. К ним относятся промышленные загрязнения, пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные средства, т.е. вещества, не образующиеся в живом объекте, а синтезируемые искусственно человеком. Попадая в окружающую среду, ксенобиотики могут нарушать природные процессы в биосфере. Изучение путей попадания, миграции и превращений ксенобиотиков в биологических объектах необходимо для разработки мер по охране окружающей среды. Для некоторых веществ может не быть зоны отрицательного воздействия при малых дозах веществ. Это так называемые заменяемые вещества, недостаток которых может быть компенсирован другими веществами. Для большинства веществ существуют зоны отрицательных эффектов, как при больших, так и при малых концентрациях.

При рассмотрении вредных воздействий на организм вещества, их вызывающие, называют вредными веществами (или ядами). Иногда используется также название «токсагент» или «токсикант».

Экотоксикантом называют токсичное и устойчивое в условиях ОС вещество, способное накапливаться в организмах до опасных уровней концентраций.

Вредные вещества, образующиеся в организме, называются эндогенными, образующиеся вне организма – экзогенными (чуждые живому организму).

«Вредными для организма следует считать реакции, которые ещё находятся в пределах физиологических колебаний, но переходят в патологические в условиях длительного постоянного воздействия вызвавших их раздражителей». Установить точно и определённо этот переход очень сложно, как и провести чёткие границы между патологическим и физиологическим.

Вредные вещества характеризуются степенью токсичности и опасности. Под токсичностью вещества понимают способность наносить вред живому. Токсичность – это мера несовместимости вещества с жизнью (И. В. Саноцкий, 1970). Опасность вещества – это довольно широкое понятие, характеризующее вероятность вредного воздействия вещества в реальных условиях производства и применения. Поэтому опасность вещества не может характеризоваться одной величиной для всех случаев, а имеет ряд параметров. Эти параметры будут подробно рассмотрены в разделе токсикометрии.

Эффект от вредного влияния вещества на биологический объект определяется не только свойствами самого вещества, но и свойствами биологического объекта.

Вредные вещества могут воздействовать на различные элементы окружающей среды. По уровню усложнения организации этих элементов (иерархическому уровню) их можно расположить в следующем порядке:

Макромолекулы Органеллы Клетки Органы Организмы

Популяция Сообщества (Экосистемы)

Изучение воздействия веществ можно производить на любом уровне, однако по мере объединения компонентов в более крупные объекты у них возникают качественно новые (так называемые эмерджентные свойства), отсутствующие на предыдущем уровне. Такие свойства обычно нельзя предсказать, исходя из свойств предыдущего, более низкого уровня. Из этого следует, что данные о токсичности веществ, полученные на одном уровне, не могут быть механически перенесены на другой уровень. При усложнении объекта воздействия могут возникать новые эффекты взаимодействия вещества и объекта, не наблюдавшиеся на более низком иерархическом уровне. Каждый уровень имеет свои особенности, из которых для целей охраны окружающей среды наиболее важны наряду с основным уровнем – организмами – уровни популяции и сообществ.