Токсикокинетика
Динамику прохождения ядов через организм, включая процессы поступления, распределения, метаболизма и выделения, изучает токсикокинетика. Токсическое действие поступившего в организм ядовитого вещества возникает только тогда, когда оно достигает точки своего приложения, взаимодействует с рецептором. Это могут быть ферменты, действие которых блокируется токсическим соединением; пути проведения нервных импульсов; участки мембран клеток или их органелл, которые оккупируются молекулами вредного вещества, в результате чего нарушается мембранная проницаемость. У некоторых ядов имеется несколько точек приложения, поэтому иногда наблюдаются основной и побочные токсические эффекты. Токсический эффект имеет место только в том случае, если количество поступившего яда не слишком мало. С током крови яд разносится по всему организму, через эпителий капилляров проникает в ткани и органы, иногда откладывается в них, подвергается тем или иным превращениям и, наконец, выделяется из организма в неизменном виде или в виде метаболитов.
Экспериментальная разработка токсико-кинетических задач предусматривает прежде всего определение концентрации вещества или его метаболитов в крови, плазме, моче, выдыхаемом воздухе, тканях в различные интервалы времени. С этой целью используют методы, принятые для определения чужеродных веществ в организме (фотометрический, спектрофотометрический анализ, полярография, хроматография, флуорометрия, нейтрон-но-активационный анализ, методы меченых атомов и др.). Все эти методы должны обладать высокой чувствительностью.
Поступление в организм чужеродных химических соединений, их распределение между органами и тканями и последующее выделение в основном происходят по законам диффузии. Кинетика диффузионных процессов описывается экспоненциальными закономерностями. Простейшие зависимости такого рода имеют вид: С= лП) (1 — е~*0 для накопления вещества и С= С0е~х'для его выделения, где Со — постоянная концентрация вещества в окружающей среде в первом случае и начальная (при t = 0) концентрация вещества в биофазе организма (кровь, ткань, орган) во втором; л — коэффициент распределения вещества между биофазой и окружающей средой; к и ч — постоянные накопления и выведения; t— время. Постоянные А; и ч имеют размерность, обратную времени; ч показывает, какая часть имеющегося в биологической системе количества вещества выделяется, а А:— какая его часть накапливается за каждую единицу времени.
Период полувыведения (Т) является промежутком времени, в течение которого выделяется половина находящегося в биологической системе вещества. Пользуясь уравнением выделения, получаем С0/2 = С0е~^г, или е~хг = 1/2, чГ= In 2 = 0,693, ч = 0,693/Г; Т= 0,693/ч. Величину Г можно легко найти графически.
Другим показателем пребывания чужеродного вещества в организме является кажущийся объем его распределения (V), соответствующий объему, который занимало бы вещество в организме в состоянии равновесия при условии его равномерного распределения:
V= W/C,
где W— количество вещества в организме в единицах массы; С—его концентрация в той ткани, через которую вводится объем распределения. Например, W— в мг, С— в мг/л плазмы, тогда V— в мл по данным определения вещества в плазме.