Глава 5.3. Явления, наблюдаемые при длительном воздействии токсикантов
Реакция живых систем на ксенобиотик при его повторном, длительном воздействии может существенно изменяться. Выделяют четыре основные формы проявления этого феномена: толерантность, химическая зависимость, привыкание и хроническое отравление. Первые три формы развиваются при контакте с веществом, поступающим в организм в действующей дозе, т.е. первоначально вызывающей отчетливый эффект. Эти формы интересуют токсиколога прежде всего при оценке действия веществ, которые человек как правило принимает умышленно: лекарственные препараты, наркотические средства, вредные привычки (курение, прием алкоголя) и т.д. Последняя развивается в результате длительного непреднамеренного контакта с токсикантом в малых, близких к пороговым, или даже подпороговых, дозах. Эта форма рассматриваемого явления интересует токсиколога применительно к проблеме профессиональной патологии и экотоксикологии.
1. Толерантность
В ряде случаев при повторном введении действующей дозы отмечается понижение чувствительности организма к веществу. Этот феномен обозначается, как «толерантность». Толерантность возникает не только у человека (у лиц длительно использующих фармакологические средства, наркоманов и токсикоманов). В условиях эксперимента толерантность можно сформировать у животных, причем не только у млекопитающих, но и у членистоногих, червей, простейших, бактерий и т.д.
Толерантность формируется лишь в отношении ограниченного круга веществ. Скорость и выраженность феномена также не одинаковы при действии различных токсикантов. В ряде случаев толерантность может быть тесно связана с еще одним явлением, получившим название «зависимость» от ксенобиотика (см. ниже).
1.1. Виды толерантности
В основу классификации различных форм толерантности могут быть положены разные принципы. По скорости её формирования выделяют:
- острую форму (тахифилаксия) - возникает после однократного или повторного действия вещества;
- хроническую форму - развивается при частом и длительном контакте с веществом.
По механизму формирования:
- кажущуюся (мнимую, диспозиционную);
- истинную (функциональную, клеточную).
Кажущаяся толерантность является следствием изменения токсикокинетики вещества: параметров его резорбции, распределения, биотрансфрмации, экскреции. В этом случае продолжающееся действие токсиканта в неизменной дозе сопровождается постепенным снижением его концентрация в области локализации соответствующей биомишени.
Истинная толерантность является следствием изменения токсикодинамики развивающегося процесса: функциональной модификации биомишени (селективных рецепторов, эффекторных систем и т.д.), адаптации клеток к иным условиям внутренней среды организма и т.д.
Основными механизмами толерантности являются:
1. Ослабление резорбции;
2. Усиление элиминации (экскреции, метаболизма);
3. Модификация распределения;
4. Количественные/качественные изменения биомишеней и эффекторных систем клеток;
5. Конкурентное и неконкурентное экранирование рецепторов, с которыми взаимодействуют токсиканты, продуктами их метаболизма или веществами, образующимися в ходе развития токсического процесса;
6. Истощение запасов нейромедиаторов вследствие длительного воздействия синаптических ядов.
Формирование толерантности к конкретным веществам возможно по одному или нескольким из перечисленных механизмов.
1.2. Некоторые механизмы толерантности
1.2.1. Ослабление резорбции
Повторное воздействие токсикантов может приводить к изменению свойств барьерных тканей (кожи, слизистой оболочки ЖКТ, дыхательных путей) и, в итоге, ослаблению резорбции.
Например, толерантность к хроническому пероральному приёму мышьяка объясняют нарушением его всасывания слизистой кишечника. Изменения слизистой кишечника, при приеме металла, характеризуется явлениями хронического воспалительного процесса, сопровождающегося, в частности, угнетением секреторных функций желез. Поскольку растворение неорганических соединений мышьяка возможно лишь в большом количестве щелочного кишечного секрета, постепенное уменьшение его образования и выделения может стать причиной толерантности к яду.
Прямой зависимости между способностью провоцировать воспалительные процессы в пограничных тканях и скоростью развития, выраженностью толерантности к веществу нет. Однако в ряде случаев эффект выявляется достаточно отчетливо. Так, в опытах на мышах показано, что газы, раздражающие слизистые дыхательных путей, такие как озон, оксиды азота, фосген, оксиды серы и др. при несмертельном поражении вызывают отек альвеолярно-капиллярного барьера. Скорость формирования реакции, в зависимости от вида газа и его концентрации, 1 - 5 суток, продолжительность - до нескольких недель. В этот период, токсикант, при повторном воздействие, становится менее токсичным, вследствие ухудшения его диффузии. В группе мышей (10 штук) смертность при экспозиции NO2 в концентрации 285 ppm в течение 30 минут составляет 100% при средней продолжительности жизни 9 часов. При предварительной ингаляции (за 4 суток) животными вещества в течение 10 минут в концентрации 394 ppm, повторное воздействие оксида азота в абсолютно смертельной концентрации не вызывало гибели мышей. Авторы наблюдения (Henschler et al., 1964) связывают эффект с усилением гидрофильности легочной ткани и ухудшением диффузии газов в легких.
Возможно формирование перекрестной толерантности к действию различных раздражающих газов.