Токсикокинетика (хемобиокинетика) – раздел токсикологии о путях поступления, механизмах всасывания, распределения, биотрансформации в организме и выделения токсичных химических соединений. Термин хемобиокинетика отражает суть процесса (кинетика химического вещества в биологическом объекте) и объединяет два названия токсико- и фармакокинетика.
Различают несколько путей поступления ядов в организм животных:
1. Пероральный (Per os) - наиболее распространен в ветеринарной практике. Поступают ядовитые растения, недоброкачественные корма, вода из загрязненных водоемов, лекарства и так далее.
2. Ингаляционный (аэрогенный) - через органы дыхания в организм проникают аэрозоли и газообразные токсические вещества. Например, при проведении дезинфекции, дезинсекции, отравлении угарным газом.
3. Через кожные покровы и слизистые оболочки. Возможны контакты животных с токсичными веществами при прогоне животных по угодьям, обработанных ядохимикатами, при обработке сельхозугодий с самолетов, при обработке животных инсектоакарицидами. Увеличивается резорбция ксенобиотиков с поврежденных кожных покровов.
4. Парентеральный путь - посредством инъекций. Например, отравление натрия селенитом при передозировке препарата; иногда ошибаются в концентрации, вместо 0,1% вводят 1% раствор.
Из мест введения вещества поступают в кровь, а затем в разные органы и ткани. Проникновение ксенобиотиков через биологические мембраны осуществляется по некоторым механизмам:
1. Простая диффузия. 2. Облегченная диффузия. 3. Фильтрация. 4. Активный транспорт. 5. Пиноцитоз. 6. Фагоцитоз
Для многих веществ характерно неравномерное распределение, и зависит оно от:
1. Пути поступления (например, при оральном пути наибольшее количество токсического вещества отмечено в стенках желудка и кишечника, а в дальнейшем в печени; при аэрогенном пути введения наибольшая концентрация токсического вещества будет в легких, сердце, головном мозге).
2. Физико-химических свойств яда (растворимость в липидах).
3. Кровоснабжения органа.
4. Функционального состояния органов (печень, почки, легкие).
5. Наличия барьеров (гематоэнцефалический и др.).
6. Сродства ядов к тем или иным тканям (тропизм). Например: к миокарду гликозиды наперстянки, которые способны накапливаться в нем; аминазин к легочной ткани.
Накопление яда не может быть бесконечным. При накоплении до максимального уровня происходит его перераспределение и выделение.
Быстрота выведения токсических веществ определяется рядом условий: характером действия ядов, его растворимостью, летучестью, образованием продуктов метаболизма и т.д. Поэтому одни яды начинают выделяться из организма в первые минуты, а другие, через несколько часов и заканчивается выделение в различные временные сроки.
Основной путь выведения ядов или их метаболитов через почки и печень, летучих- через легкие. Некоторые гидро- и липофильные выделяются с молоком.
Через почки выделяются большинство солей, соединения некоторых металлов, алкалоиды, эфирные масла и другие.
Через желудочно-кишечный тракт и печень - соединения тяжелых металлов, мышьяк, некоторые органические вещества, антибиотики. При этом может отмечаться энтеропеченочная и энтерожелудочная циркуляция.
Через легкие - эфирные масла, углеводороды, синильная кислота, мышьяковистый водород, алкоголь, альдегиды и др.
С молоком - ХОС, ФОС, препараты мышьяка, ртути, свинца, антибиотики и др.
Выделение всех этих веществ с молоком представляет большую опасность для подсосного молодняка или для других потребителей.
Не исключается возможность выделения токсинов с секретами слюнных и половых желез, через кожу.
При многократном длительном поступлении ксенобиотиков возможна кумуляция.
Различают 2 вида кумуляции:
1. Материальная - характеризуется накоплением ядов вследствие их повторного применения и медленного выведения, т.е. скорость поступления превышает скорость выделения. Возможно хроническое отравление тяжелыми металлами, гликозидами наперстянки.
2. Функциональная - накапливается не само вещество, а происходит суммация измененной функции, то есть само вещество быстро выделяется из организма, но функция органов не приходит в норму и при повторном поступлении происходит усугубление состояния. Например, алкоголь легко окисляется до СО2 и Н2О, но довольно длительно остаются функциональные изменения. Кумулятивное действие определяется Ккум. Чем меньше коэффициент кумуляции, тем большим кумулятивным действием обладает токсическое вещество.
Биотрансформация ядов в организме. Метаболические превращения (биотрансформация) занимают особое место в детоксикации ксенобиотиков, поскольку они являются как бы подготовительным этапом для их удаления из организма. Биотрансформация в основном происходит в два этапа: первый этап- реакции гидроксилирования, восстановления и гидролиза, протекающие с затратой необходимой для этого энергией; второй этап- реакции конъюгации (соединение с белками, аминокислотами, глюкуроновой и серной кислотами), не требующие использования основных энергетических ресурсов клетки. Смысл всех этих реакций заключается в образовании нетоксичных, хорошо растворимых в воде соединений, которые гораздо легче, чем исходное вещество, могут вовлекаться в другие метаболические превращения и выводиться из организма экскреторными органами.
Многие вещества не обладают в первичном виде токсичностью, но при попадании в организм или во внешней среде под воздействием различных факторов (в процессе разложения вещества так и в процессе конъюгации) они становятся токсичными или увеличивают свою токсичность в несколько раз. Это явление получило название: реакции токсикации или «летальный распад» и «летальный синтез».
Например, нитраты восстанавливаются до нитритов: токсичность нитритов в 10 раз превосходит нитраты. Четыреххлористый углерод в печени связывается с цитохромом Р-450, и быстро протекающая реакция восстановления приводит к образованию радикала CCl3, который резко стимулирует перекисное окисление липидов, вызывая повреждение мембран и гибель клеток организма. Хлорофос при нагревании превращается в ДДВФ, токсичность которого в 7 раз выше. Паратион трансформируется в параоксон: замещение атома серы у паратиона на атом кислорода придает метаболиту параоксону мощные антихолинэстеразные свойства.