Основы общей и экологической токсикологии

Министерство образования и науки Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
Е.В. КАШТАНОВА 
 
 
 
 
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ  
И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ 
ТОКСИКОЛОГИИ 

Утверждено Редакционно-издательским советом университета 
в качестве учебного пособия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2014 

УДК 615.9 : 502(075.8) 
         К 316 
 
 
 

Рецензенты: 

канд. хим. наук, доцент НГТУ В.Ю. Александров, 
канд. биол. наук, ст. науч. сотр. НИИТПМ СО РАМН Я.В. Полонская 
 
Работа подготовлена на кафедре инженерных проблем экологии 
для студентов технических специальностей всех форм обучения 
 
 
 
Каштанова Е.В. 
К 316        Основы общей и экологической токсикологии: учеб. пособие / 
Е.В. Каштанова. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2014. – 44 с. 

     ISBN 978-5-7782-2401-8 

В учебном пособии приведены основные понятия и параметры 
токсикологии, классификация ядовитых веществ, описаны виды 
отравлений, механизмы воздействия вредных веществ на человека, 
основы токсикокинетики и токсикодинамики. Рассмотрены экологические аспекты дисциплины. 
Пособие адресовано студентам заочного и дневного обучения для 
использования в качестве дополнения к лекционному материалу по 
основам токсикологии.  
 
 
 
 
 
 
УДК 615.9 : 502(075.8) 
 
 
ISBN 978-5-7782-2401-8                                               © Каштанова Е.В., 2014  
© Hовосибиpский государственный 
технический университет, 2014    

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие ............................................................................................................. 4 
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТОКСИКОЛОГИИ ................................................... 5 
   1.1. Классификация ядов ...................................................................................... 7 
   1.2. Классификация отравлений .......................................................................... 9 
2. ВЛИЯНИЕ ЯДОВ НА ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ ................................................... 11 
   2.1. Стадии острых отравлений ......................................................................... 11 
   2.2. Факторы, определяющие действие ядов .................................................... 11 
   2.3. Механизмы воздействия ядов на организм и их типы.............................. 12 
   2.4. Характеристика связи яда с рецептором .................................................... 13 
3. ОСНОВЫ ТОКСИКОКИНЕТИКИ: ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ 
    ПОСТУПЛЕНИЯ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ ЯДОВ 
    ИЗ ОРГАНИЗМА ............................................................................................... 17 
   3.1. Транспорт ядов через клеточные мембраны ............................................. 18 
   3.2. Характеристика основных путей проникновения веществ 
          в организм человека ..................................................................................... 19 
   3.3. Распределение ядов в организме ................................................................ 23 
4. ЯВЛЕНИЯ, НАБЛЮДАЕМЫЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ 
     ТОКСИКАНТОВ .............................................................................................. 26 
5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФОРМЫ ТОКСИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ........................ 30 
   5.1. Иммунотоксичность .................................................................................... 30 
   5.2. Химический мутагенез ................................................................................ 31 
   5.3. Химический канцерогенез .......................................................................... 31 
6. ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ТОКСИЧНОСТЬ .............................................................. 33 
   6.1. Раздражающее действие .............................................................................. 33 
   6.2. Дерматотоксичность .................................................................................... 34 
   6.3. Пульмонотоксичность ................................................................................. 35 
   6.4. Гематотоксичность ...................................................................................... 37 
   6.5. Нейротоксичность ........................................................................................ 38 
   6.6. Гепатотоксичность ....................................................................................... 39 
   6.7. Нефротоксичность ....................................................................................... 41 
7. ОСНОВЫ ЭКОТОКСИКОЛОГИИ .................................................................. 43 
   7.1. Экотоксикокинетика .................................................................................... 46 
   7.2. Экотоксикодинамика ................................................................................... 48 
Библиографический список .................................................................................. 51 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Развитие цивилизации и индустрии привело к загрязнению окружающей среды различными неорганическими и органическими веществами. Многие из них при длительном воздействии могут вызывать 
нарушения деятельности основных жизненных систем организма. Актуальной стала проблема острых и хронических отравлений, связанных 
с накоплением огромного количества различных химических препаратов в окружающей современного человека естественной среде. Выявление, предупреждение и устранение влияния вредных факторов среды 
обитания на здоровье населения – это одна из важнейших задач современности. 
В последние десятилетия стремительно формируется новое 
направление в токсикологии – экологическая токсикология. Это научное направление, находясь на стыке экологии и токсикологии, изучает 
токсические эффекты воздействия химических веществ на живые организмы преимущественно на популяции организмов и биоцензы, входящие в состав экосистем. Экологическая токсикология изучает источник поступления вредных веществ в окружающую среду, их распространение и действие на живые организмы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТОКСИКОЛОГИИ 

Токсикологию обычно определяют как науку о законах (закономерностях) взаимодействия токсичных химических веществ (ядов) и 
живых организмов. Это определение является достаточно общим, так 
как не отражает в должной мере предмет токсикологии, совокупность 
ее современных направлений и задач, пространства исследований и 
практического использования полученных результатов. Например, 
фармакологи традиционно считают фармакологию наукой «о взаимодействии химических соединений с живыми организмами». Столь 
близкие толкования предмета токсикологии и фармакологии проистекают от того, что существуют серьезные трудности в строго научном 
определении понятия «яд» (токсичное химическое вещество). Прежде 
всего потому, что яд – категория количественная. 
Крупнейший ученый XV века Парацельс (1493–1541) считал, что 
«Все вещества являются ядами, и не бывает веществ без ядовитости. 
Только доза определяет ядовитость». Действительно, для огромного 
числа веществ типично токсическое действие в высоких дозах, но они 
относительно безвредны в низких. Например, микроэлементы – железо, медь, магний, марганец и другие – являются жизненно необходимыми веществами. Так, железо входит в состав гемоглобина и играет 
важную роль в снабжении кислородом тканей и органов. При недостаточном поступлении этих веществ с пищей развивается дефицит их в 
организме, что отражается, в частности, на активности целого ряда 
ферментов. В больших же дозах металлы проявляют сильное токсическое действие.  
Эффекты большинства лекарственных веществ, несмотря на достаточную терапевтическую широту, также обнаруживают отмеченную 
тенденцию. Следовательно, химические вещества при воздействии на 
организм в определенных дозах проявляют токсичность.  
В общей форме токсичность можно определить как свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы 
немеханическим путем, вызывать их повреждение и гибель или, применительно к организму человека, – нарушение работоспособности, 

заболевание или даже смерть. Другими словами, токсичность – свойство химических веществ вызывать отравление (интоксикацию) организма. 

Вещества существенно различаются по токсичности. Чем в мень
шем количестве химический агент способен вызывать повреждение 
биосистемы, тем он токсичнее. Теоретически не существует соединений, лишенных токсичности. При тех или иных условиях всегда обнаруживается биологический объект, реагирующий повреждением, 
нарушением функций, гибелью на действие вещества в определенных 
дозах.  
Действие веществ, приводящее к повреждению биологических систем, называется токсическим. В основе токсического действия лежит 
взаимодействие вещества с биологическим объектом на молекулярном 
уровне. Химизм взаимодействия токсиканта и биологического объекта на 
молекулярном уровне называется механизмом токсического действия. 
Токсичность – понятие количественное, при этом измерению подлежат биологический эффект, формирующийся в результате химической агрессии, и доза (концентрация), в которой тот или иной химический агент вызывает различной выраженности повреждения. Наиболее 
объективна оценка токсичности по смертельному эффекту. 
Оценка токсичности химических веществ – это очень непростая задача. Токсичность зависит от пути проникновения ядов в организм, 
возраста, пола, состояния организма, условий его обитания и большого 
числа факторов. Так, дети и пожилые люди более восприимчивы к 
действию яда, так как у детей более интенсивный обменный процесс, а 
у пожилых людей имеется сопутствующая патология. Масса тела тоже 
имеет значение, так как пересчет отравляющего вещества всегда производится на килограмм веса.  
Разработка принципов и адекватных методов измерения токсичности входит в задачи целого раздела токсикологии – токсикометрии, 
которая занимается определением зоны токсического действия изучаемого химического вещества. 

Формирование и развитие реакций биосистемы на действие токси
канта, приводящих к ее повреждению (т. е. нарушению функций, жизнеспособности) или гибели, называется токсическим процессом. Важнейшим элементом любого токсикологического исследования является 
изучение характеристик, закономерностей формирования токсического 
процесса.  

Основная и наиболее изученная форма токсического процесса – 

интоксикация, т. е. отравление.