Литература

5. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

6. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

8. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

Контрольные вопросы

6. Химико-токсикологическая характеристика кислот.

7. Химико-токсикологическая характеристика щелочей.

8. Химико-токсикологическая характеристика солей щелочных металлов.

9. Применение диализа для изолирования веществ этой группы.

10. Использование мембранной фильтрации для выделения веществ данной группы.

Методические рекомендации для самостоятельной работы под руководством преподавателя

Тема 5. Рубежный контроль: коллоквиум

Цель: выявить знания у студентов по указанным разделам: студент должен знать химико-токсикологический анализ на группу веществ, изолируемых экстракцией неполярными органическими растворителями (пестициды) и на группу веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом

Задачи обучения: научить студентов методам изолирования и ,химико-токсикологического анализа пестицидов и группу веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

Форма проведения: ответы на вопросы по вариантам заданий.

Литература

5. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

6. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

8. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

Контрольные вопросы

30. Биологическая опасность: экопатогены, опасные биологические агенты,  биорегуляторы. Природные токсины.

31. Пестициды, классификация. Метаболизм и токсикокинетика.

32. Пестициды. Общая характеристика группы.

33. Токсичность пестицидов.

34. Методы химико-токсикологического анализа пестицидов.

35. Клиника отравлений пестицидами. Клиническая диагностика.

36. Методы детоксикации организма при отравлении пестицидами.

37. Особенности изолирования и очистки фосфорорганических пестицидов.

38. Особенности изолирования и очистки хлорорганических производных.

39. Особенности изолирования и очистки производных карбаминовой кислоты.

40. Характеристика, методы обнаружения и количественного определения фосфорорганических пестицидов (хлорофос, дихлофос, карбофос, метафос, характеристика.).

41. Методы обнаружения и количественного определения хлорорганических пестицидов (ДДТ, гексахлороциклогексан).

42. Методы обнаружения и количественного определения производных карбаминовой кислоты (карбарил).

43. Предварительные методы анализа пестицидов.

44. Энзим этический метод анализа пестицидов, его значение.

45. Реакции окрашивания и их сочетание с тонкослойной хроматографией.

46. Перспективы использования газожидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения пестицидов в биологических объектах.

47. Определение ФОП в моче.

48. Использование газо-жидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения ФОС при судебно-химической экспертизе трупного материала.

49. Химические методы анализа пестицидов.

50. Общая характеристика веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

51. Токсичность веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

52. Обоснование выбора объекта исследования веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

53. Способы определения рН среды объекта исследования при исследовании веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

54. Мембранная фильтрация и диализ веществ, изолируемых экстракцией водой.

55. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение кислот.

56. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение щелочей.

57. Химико-токсикологический анализ на группу щелочей солей щелочных металлов.

58. Схема изолирования и обнаружения нитритов и нитратов в растительных объектах.

30.Составление экспертного заключения - акта судебно-химического исследования веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Кредит № 6

Тема 1 – Группа веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией. Экология окружающей среды и распространенность отравлений соединениями тяжелых металлов и мышьяка. Общая характеристика группы. Физико-химические свойства и механизмы токсичности. Вопросы токсикокинетики (всасывание, распределение, выведение).

Цель: Ознакомление студентов с группой веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией их свойствами и механизмами токсичности.

Задачи обучения: сформировать у студентов знания о токсичности «металлических ядов».

Форма проведения: углубленное изучение темы и групповое обсуждение с презентацией.

Задания по теме: презентация по теме

3. Характеристика группы веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией

4. Токсикокинетика металлических ядов: всасывание, распределение, выведение.

Раздаточный материал

Механизмы токсичности металлов. Токсическое воздействие неорганических веществ проявляется как общими неспецифическими, так и специфическими признаками. Имеется много общего в механизмах токсичности разнообразных ме­таллических токсикантов. Прежде всего это касается механизмов транс­порта металлов. Для проявления токсических свойств ион металла дол­жен пересечь биологическую мембрану и проникнуть внутрь клетки. Если элемент находится в химической форме, растворимой в липидах (например, мышьяк или ртуть в виде алкильных производных), то диффузия через липидные слои клеточной мембраны происходит бес­препятственно. При связывании металла с белком, например кадмия с металлотионеином, металл попадает в клетку путем эндоцитоза, вклю­чающего пиноцитоз и фагоцитоз. Некоторые ионы могут транспортироваться в свободной форме (на­пример, ионы свинца) через кальциевые каналы. Транспорт ионов может осуществляться в виде комплексов с эндо­генными лигандами по специфическим транспортным системам, предназначенным непосредственно для их переноса. Токсичные элементы, как и избыточные количества необходимых элементов, могут вызывать необратимые смещения динамических рав­новесий в биологических системах, приводящие к развитию патологии или к смерти. Повреждающее действие химического агента проявляет­ся на различных структурных уровнях, начиная с молекулярного. Наи­более важными аномальными эффектами неорганических веществ на молекулярном уровне являются ингибирование ферментов, необрати­мые конформационные изменения макромолекул (белков, нуклеино­вых кислот) и как следствие изменение скорости биосинтеза, биотранс­формации, а также возникновение мутаций. Действие неорганических ядов на молекулярном уровне вызывает изменения на клеточном уровне, которые выражаются в дефиците жиз­ненно важных метаболитов, нарушении структуры и проницаемости клеточных мембран. Механизмы токсичности ионов металлов в биосредах во многом оп­ределяются их химической формой, в которой токсичный элемент име­ет характерную степень окисления. Зависимость токсичности соедине­ния от степени окисления элемента при различных значениях рН физиологических сред демонстрируют диаграммы рН — потенциал. Механизмы токсичности ионов металлов определяются также про­цессами комплексообразования. Существует несколько видов взаимо­действия металла с белком. Роль переносчиков играют также аминокислоты и пептиды, образу­ющие комплексные соединения с ионами металлов. Токсичность металлов проявляется при их взаимодействии с клеточ­ными мишенями. Такими мишенями чаще всего являются молекуляр­ные структуры, участвующие в специфических биохимических превра­щениях, и мембраны субклеточных структур. Токсичные металлы могут разрушать структуру и функцию ряда органелл. Многие металлы канцерогенны для людей и животных. Различные химические формы мышьяка, соединения хрома (VI), никеля (II) из­вестны как канцерогены человека; соединения бериллия, кадмия, пла­тины — возможные канцерогены. Канцерогенность может быть связа­на с процессами взаимодействия иона металла с ДНК клеток. Токсичность металлов может проявляться нарушением функций ор­ганов и систем. Нервная система является мишенью практически для всех токсич­ных металлов, особенно для органических производных металлов. Есть данные, свидетельствующие о токсическом действии металлов на репродуктивную систему человека, поскольку мужские и женские репродуктивные органы находятся под сложным нейроэндокринным контролем. При профессиональном воздействии металлической пыли дыха­тельная система становится одной из главных мишеней токсичности.

Молекулярными мишенями воздействия ионных или атомных форм металлов служат:

• гемсодержащие белки и ферменты:

• системы пероксидного и свободнорадикального окисления липидов и белков;

• системы антиоксидантной зашиты;

• ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ;

• белки клеточных мембран и ионные каналы мембран.

Факторы, влияющие на токсичность металлов:

• способность токсиканта конкурентно взаимодействовать с эссенцнальными элементами;

• способность к образованию металл-белковых комплексов с различными кинетическими и

термодинамическими характеристиками;

• возможность длительного воздействия на структуру-мишень:

• наличие различных химических форм металла;

• состояние иммунного статуса организма.

Токсические эффекты металлов обусловлены несколькими механизмами действия.

Рис. 1. Распределение металлических ядов после поступления в организм.

Литература

5. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

6. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

8. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

Контрольные вопросы

5. Общая характеристика группы веществ.

6. Токсичность. Вопросы токсикокинетики.

7. Физико-химические свойства и механизмы токсичности.

8. Вопросы токсикокинетики «металлических ядов»:

4. всасывание,

5. распределение,

6. выведение.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Тема 2 – Основные сведения о микроэлементах. Важнейшие эссенциальные и условно-эссенциальные микроэлементы. Токсичные микроэлементы. Содержание микроэлементов в организме человека в норме в различные периоды жизни.

Цель: Ознакомление студентов с содержанием микроэлементов в организме человека, а также с понятием токсичности микроэлементов.

Задачи обучения: дать студентам знания о микроэлементах в организме человека.

Форма проведения: групповое обсуждение с презентацией.

Задания по теме: презентация по теме

3. Основные сведения о микроэлементах.

4. Токсичные микроэлементы.

Раздаточный материал

В организме человека в настоящее время обнаружен 81 элемент Пе­риодической системы элементов Д.И. Менделеева. Элементы-органогены (С, Н, О, N, P, S), основные компоненты тка­ней организма, по массе составляют 97,4%. Их содержание в организме, как и содержание ионов Са²+, Mg²⁺, Na⁺, Сl, превышает 10^-2 %. Это макроэлементы. Содержание микроэлементов в различных органах и тканях организ­ма колеблется на уровне 10^-5—10^-2%. Если содержание элемента в орга­низме ниже 10^-5% , он относится к ультрамикроэлементам. К необходимым (эссенциалъным, незаменимым) микроэлементам отно­сятся металлы d-блока Периодической системы элементов: медь, цинк, железо, кобальт, молибден, марганец. Эти биогенные элементы называ­ют металлами жизни, или жизненно необходимыми микроэлементами. Жизненно необходимые элементы присутствуют в организме чело­века в постоянных концентрациях (химический гомеостаз), снижение их содержания изменяет элементный профиль в целом и приводит к по­явлению характерных симптомов недостаточности. Некоторые металлы (V, Ni, Сг) присутствуют в организме в микро- или ультрамикроколичествах, но их биологическая роль до конца не вы­яснена, поэтому их называют условно необходимыми.

Рис. 1. Распределение металлов в окружающей среде.

Организм — динамическая полилигандная и полиметаллическая система, для функциони­рования которой необходимо поддержание металлолигандного гомеостаза (МЛГ).

Рис. 2. Элементы Периодической системы элементов Д.И. Менделеева, обнаруженные в организме человека и/или используемые в качестве лекарственных средств.

Литература

5. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

6. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

8. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

Контрольные вопросы

7. Основные сведения о микроэлементах.

8. Важнейшие эссенциальные и условно-эссенциальные микроэлементы.

9. Токсичные микроэлементы.

10. Содержание микроэлементов в организме человека в норме в различные периоды жизни.

11. Вопросы токсикокинетики. Механизмы токсичности

12. Факторы, влияющие на токсичность металлов.