Кумуляция это в фармакологии определение кратко

Обновлено: 02.07.2024

Кумуля́ция (позднелат. cumulatio — скопление, от лат. cumulo — накапливаю, усиливаю) — накопление биологически активного вещества (материальная кумуляция) или вызываемых им эффектов (функциональная кумуляция) при повторных воздействиях лекарственных веществ и ядов на организм.

Материальная кумуляция (синоним — аккумуляция) количественно характеризуется при исследовании фармакокинетики, токсикокинетики.

Функциональная кумуляция выявляется при проведении исследования кумуляции, являющегося частью рутинного экспериментального изучения общетоксического действия фармакологических веществ и других токсикантов. Изучение общетоксического действия включает в себя [1] :

• исследование острой токсичности — характеристика количества вещества вызывающего гибель животных при однократном воздействии;
• исследование кумулятивности — характеристика количества вещества вызывающего гибель животных при повторных воздействиях;
• исследование хронической токсичности — выявление характера отравления при длительном воздействии и определение безопасных доз.

Целью исследования кумулятивности является выяснение характера действия вещества на организм при повторных введениях и подбор доз для проведения хронических экспериментов. Подбор проводится на основании сравнения доз вещества, вызывающих гибель животных при однократном и повторном воздействии. Под кумулятивным действием здесь понимают усиление [2] действия яда при повторном его воздействии.

Содержание

Методы исследования

Для исследования кумулятивности используются различные методы [2] , основанные на учёте гибели животных при повторном воздействии изучаемого вещества. Предпочтение зачастую отдаётся методу Lim’а и соавт., позволяющему оценить в одном исследовании не только кумулятивные свойства вещества при его воздействии на организм, но и развитие толерантности (привыкания) к нему [2] [1] .

Схема изучения кумуляции методом субхронической токсичности по Lim’у [3]

— доза, вызывающая гибель половины в группе животных; устанавливается в ходе исследования острой токсичности). Затем дозу повышают в 1,5 раза и вводят последующие четыре дня. (После введения вещества в восьмой раз накопленная доза составляет одну полулетальную дозу.) При необходимости исследование продолжают и далее, каждые четыре дня повышая дозу в 1,5 раза от предыдущего уровня до тех пор, когда погибнет половина животных (обычно 5 из 10). Рассчитывают коэффициент кумуляции:

где — коэффициент кумуляции, " width="" height="" />
— средняя смертельная доза накопленная при n-кратном введении, " width="" height="" />
— средняя смертельная доза при однократном введении. При — говорят о кумуляции (в смысле усиления действия яда), если — о толерантности. Полученная качественная (в лучшем случае порядковая) оценка неформально используется при планировании хронического эксперимента. Альтернативой является количественное определение коэффициента кумуляции, который даёт возможность прогнозировать вероятность гибели животных при планировании исследований хронической токсичности.

Количественное определение коэффициента кумуляции [4]

Коэффициент кумуляции (k) определяется, как доля вещества (или эффекта) продолжающая оказывать своё действие ко времени следующего введения таким образом, что последовательность эффективных доз представляется в виде:

где — реально вводимая постоянная или изменяемая как в схеме Lim’а доза. Вероятность гибели животных от последовательности из n+1 введений рассчитывают как вероятность появления хотя бы одного из совокупности событий [5] :

где — вероятность гибели животных при воздействии вещества в эффективной дозе определяется из зависимости \Phi (x)," width="" height="" />
где — функция нормального распределения, параметры которого определяются методом пробит анализа в ходе исследования острой токсичности. Коэффициент кумуляции в этом определении выступает в качестве меры зависимости между последовательно вводимыми дозами . Численное значение коэффициента кумуляции подбирается таким, чтобы последовательность соответствовала вероятности P полученной в эксперименте по исследованию кумулятивности.

Качественно величину коэффициента в диапазоне от -1 до 0 можно интерпретировать как развитие толерантности, 0 — как отсутствие зависимости между повторными воздействиями вещества, от 0 и выше — как кумуляцию (больше 1 — кумуляция в узком смысле слова). Полученную оценку можно использовать для определения потенциального риска гибели от применения вещества в различных дозах и сроках, либо, задавая приемлемую вероятность, определять соответствующие режимы введения исследуемого вещества. Очевидно, что прогностическая сила оценки ограничена некоторой областью вокруг точки (дозы, кратность) в которой получено экспериментальное значение P при исследовании кумулятивности. Например, легко представить, что определив в краткосрочном эксперименте привыкание к этиловому спирту, не стоит рассчитывать на устойчивость этого качества при воздействии больших доз в длительном эксперименте.

В клинической практике лечение пациента редко ограничивается однократным приемом лекарства. При повторном применении препаратов фармакологический эффект может нарастать или снижаться в связи с изменением чувствительности рецепторов к ним или изменением фармакокинетики. Нарастание специфического фармакологического действия при повторных введениях одного и того же лекарственного вещества называют кумуляцией. При материальной кумуляции нарастание эффекта обусловлено постоянным повышением концентрации препарата в крови и тканях из-за медленного его метаболизма и выведения. Это может быть причиной появления токсических эффектов при повторном применении терапевтических доз препарата. Опасность материальной кумуляции возрастает при нарушении функции печени и почек. Например, сердечные гликозиды группы наперстянки применяют для лечения сердечной недостаточности, которая нередко сопровождается патологией печени. В этих условиях биотрансформация препаратов замедляется и проявляется материальная кумуляция: сначала нарастание терапевтического эффекта, затем интоксикация Для предотвращения кумуляции необходимо проводить коррекцию доз (снижать) и интервалов между приемами препарата (увеличивать).

При функциональной кумуляции лекарство вызывает в организме труднообратимые или необратимые изменения, сохраняется следовая реакция, в результате повторное введение препарата может усилить эти изменения. Возникает скачкообразное усиление эффекта, хотя концентрация лекарства в крови и клетках соответствует вводимой дозе. Примером такого вида кумуляции может служить действие этилового спирта на больных алкоголизмом: синдром "белой горячки" может развиться от "обычной" дозы спирта, дипсомания (неодолимая тяга к алкоголю) провоцируется малой дозой алкоголя. Функциональная кумуляция сохраняется иногда пожизненно.

К лекарствам организм при первичном контакте может сенсибилизироваться, и тогда повторное их введение вызовет аллергические реакции (от греческого allos - другой, не специфический, ergon - действие), свидетельствующие об иммунологической несовместимости организма пациента с определенной группой химических веществ. Препараты такой структуры пациенту назначать опасно.

При повторном введении лекарств может наблюдаться и снижение специфического эффекта. Быстро возникающее (и также быстро исчезающее) понижение чувствительности организма к лекарству может быть обусловлено истощением метаболита, субстрата, через который оно реализует свой эффект - это явление называется тахифилаксией (от греческого tachys -быстрый, phylaxis -охрана). Она возникает к некоторым сосудосуживающим средствам (например, эфедрин), дыхательным аналептикам из группы Н-холиномиметиков (например, цититон). Первоначальный эффект восстановится, когда нормализуется уровень биосубстрата, с которым лекарство образует комплекс.

Ко многим лекарствам (снотворным, болеутоляющим, слабительным) при повторном применении развивается привыкание или толерантность (устойчивость). В этом случае повторное назначение терапевтических доз дает все меньший эффект. Наиболее вероятная причина - изменения фармакокинетики: уменьшение всасывания, увеличение скорости биотрансформации (индукции ферментов) и выведения. Для получения первоначального эффекта необходимо повысить дозу.

Длительное применение препаратов, действующих на центральную нервную систему и вызывающих эйфорию (эу - хорошо, фора - чувствую). может сопровождаться развитием лекарственной зависимости. Отмена препарата приводит к состоянию абстиненции (синдром "лишения"), поскольку при повторном контакте препарат, вызывающий зависимость, вероятно, включается в метаболизм нервной ткани. Различают психическую и физическую зависимость. При психической лекарственной зависимости отмена препарата вызывает эмоциональный дискомфорт и желание принять препарат становится самоцелью. При физической лекарственной зависимости наряду с психическими изменениями наблюдается нарушение функции различных органов и систем. Тяжелое состояние (абстиненция), развивающееся у пациента, не получающего соответствующий наркотик, заставляет его принимать лекарство уже не в соответствии с его истинным назначением. Причем параллельно с лекарственной зависимостью часто развивается привыкание (толерантность), и для снятия абстиненции требуются все большие дозы наркотика. С увеличением дозы усугубляется и последующий абстинентный синдром, усиливаются нарушения психических и соматических функций, развиваются хроническое отравление организма и моральная деградация личности.

Профилактика и лечение наркомании - сложная медико-социальная проблема. Лечение больных, страдающих лекарственной зависимостью, проводят в специальных учреждениях под наблюдением врачей-наркологов.

Если при психической зависимости наркотик можно отменить сразу, то при физической зависимости одномоментная отмена препарата может привести к тяжелым осложнениям, вплоть до смертельных.

Лекарственную зависимость вызывают наркотические анальгетики, кокаин, спирт этиловый, снотворные, транквилизаторы, психостимуляторы, галлюциногены и другие психотропные препараты.

КУМУЛЯ́ЦИЯ в ме­ди­ци­не, на­ко­п­ле­ние в ор­га­низ­ме и сум­ми­ро­ва­ние дей­ст­вия не­ко­то­рых ле­кар­ст­вен­ных средств и ядов при их повтор­ных вве­де­ни­ях. Раз­ли­ча­ют ма­те­риаль­ную и функ­цио­наль­ную К. При мате­ри­аль­ной К. про­ис­хо­дит на­ко­п­ле­ние са­мих дей­ст­вую­щих ве­ществ, ко­то­рые ме­та­бо­ли­зи­ру­ют­ся мед­лен­но и не­дос­та­точ­но пол­но вы­во­дят­ся из ор­га­низ­ма. Не­про­дол­жит. ин­тер­ва­лы ме­ж­ду по­втор­ны­ми вве­де­ния­ми при­во­дят к на­рас­та­нию их кон­цен­тра­ции, со­про­во­ж­даю­щей­ся ин­ток­си­ка­ци­ей . Ма­те­ри­аль­ная К. час­то воз­ни­ка­ет при приё­ме сер­деч­ных гли­кози­дов (напр., ди­ги­ток­си­на), ал­ка­лои­дов (атро­пи­на, стрих­ни­на), сно­твор­ных средств (фе­но­бар­би­та­ла), не­ко­то­рых ан­ти­коа­гу­лян­тов (син­ку­ма­ра и др.), со­лей тя­жё­лых ме­тал­лов (напр., рту­ти). Сни­же­ние ан­ти­ток­сич. функ­ции пе­че­ни и вы­де­лит. спо­соб­но­сти по­чек при не­ко­то­рых за­бо­ле­ва­ни­ях (цир­ро­зе пе­че­ни, неф­ри­те и др.), воз­рас­тных от­кло­не­ни­ях в их функ­цио­наль­ной ак­тив­но­сти (напр., у де­тей и лиц пре­клон­но­го воз­рас­та) так­же спо­соб­ст­ву­ет раз­ви­тию ма­те­ри­аль­ной К. Ма­те­ри­аль­ную К. ря­да ле­кар­ст­вен­ных средств (напр., сер­деч­ных гли­ко­зи­дов на­пер­стян­ки) ино­гда ис­поль­зу­ют в ле­чеб­ных це­лях, на­зна­чая их в от­но­си­тель­но вы­со­ких до­зах в на­ча­ле ле­че­ния для дос­ти­же­ния бы­ст­ро­го те­ра­пев­тич. эф­фек­та, а за­тем пе­ре­хо­дя на т. н. под­дер­жи­ваю­щие до­зы. Функ­цио­наль­ная К., т. е. на­ко­п­ле­ние вы­зы­вае­мых со­от­вет­ст­вую­щи­ми ве­ще­ст­ва­ми эф­фек­тов, свой­ст­вен­на тем ве­ще­ст­вам, ко­то­рые влия­ют на дея­тель­ность центр. нерв­ной сис­те­мы, и, как пра­ви­ло, сви­де­тель­ст­ву­ет о вы­со­кой чув­ст­ви­тель­но­сти ор­га­низ­ма к ним: напр., на­ру­ше­ние пси­хи­ки и из­ме­не­ние лич­но­сти при хро­нич. ал­ко­го­лиз­ме, нар­ко­ма­ни­ях, а так­же при приё­ме ан­ти­де­прес­сан­тов из груп­пы ин­ги­би­то­ров мо­но­ами­нок­си­да­зы, ан­ти­хо­ли­нэ­сте­раз­ных средств не­об­ра­ти­мо­го дей­ст­вия (фос­фа­кол) и др. Важ­ное зна­че­ние для про­фи­лак­ти­ки ос­лож­не­ний, вы­зван­ных спо­соб­но­стью ле­кар­ст­вен­ных пре­па­ра­тов к К., име­ют пра­виль­ный под­бор доз пре­па­ра­тов, вы­бор оп­ти­маль­ной схе­мы их на­зна­че­ния, тща­тель­ный кон­троль за ди­на­ми­кой функ­цио­наль­ных из­ме­не­ний в ор­га­низ­ме.

Кумуляция – накопление в организме пестицидов в результате их неполной детоксикации и вывода, или усиление эффекта их действия.

Пестициды по влиянию на организм

Коэффициент кумуляции

Наличие и величина кумулятивного действия определяются в опытах на животных при их неоднократных обработках пестицидами в различных дозах. Показателем величины кумуляции служит коэффициент кумуляции (К_кум), определяемый отношением средней летальной дозы пестицида при многократном введении (хронический опыт) к средней летальной дозе разового применения (острый опыт):

К_кум = ЛД₅₀ хронический опыт / ЛД₅₀ острый опыт

В остром опыте доза, соответствующая ЛД₅₀, вводится подопытным животным за 1 прием, в хроническом опыте берется 0,1от ЛД₅₀ и вводится в течение длительного периода (не менее 2 месяцев) сразу после кормления животных. Чем меньше коэффициент кумуляции, тем опаснее вещество, и тем более выраженным кумулятивным действием характеризуется препарат. [6] [2] [3] [4]

По способности к накоплению в организме различают пестициды:

• со сверхкумуляцией (К_кум меньше 1) (1-ый класс опасности);
• с выраженной кумуляцией (К_кум 1-3) (2-ой класс опасности);
• с умеренной кумуляцией (К_кум 3,1-5) (3-ий класс опасности);
• со слабовыраженной кумуляцией (К_кум более 5) (4-ый класс опасности). [3][2][6]

Соответственно этому, они могут в разной степени влиять на состояние здоровья человека и животных. (фото)

Выраженным кумулятивным действием и сверхкумуляцией характеризуются пестициды, которые способны циркулировать в пищевых звеньях, проявляют высокую стойкость в биологических средах и постепенно накапливаются в организмах. К этим веществам относятся многие хлорорганические пестициды. Вещества с коэффициентом кумуляции менее 1 запрещены для применения в сельском хозяйстве на территории Российской Федерации. [6] [4]

Кумуляция вредных веществ в пищевых цепях

Пищевые пирамиды, в которых на вершине находится человек. Приведены средние оценки увеличения концентраций. Последовательная кумуляция опасных токсических веществ в каждом звене приводит к увеличению его концентрации в 100 000 – 1 000 000 раз.

Виды кумуляции

Различают кумуляцию материальную и функциональную.

• Материальная кумуляция – накопление вещества при его систематическом поступлении. Способностью к этому виду накопления характеризуются стойкие пестициды – многие препараты из группы хлорорганических соединений, а также препараты ртути. [6][2][4]
• Функциональная кумуляция – это не накопление яда, а суммирование эффекта действия (изменений функций отдельных органов и систем организма, которые происходят в результате кратковременного воздействия пестицида). Сам препарат достаточно быстро разрушается или выводится из организма с мочой или другими путями. Этот тип кумуляции характерен для нестойких пестицидов, например, фосфорорганических соединений, связывающих фермент холинэстеразу (пиримифос-метила, малатиона (карбофоса), диазинона и др.), синтетических пиретроидов (дельтаметрина, альфа-циперметрина, циперметрина и др.) и других химических групп. [6][2]

Материальная и функциональная кумуляция характеризуют токсическое действие пестицидов. [5]

Особую опасность кумуляция представляет в трофических (пищевых) цепях и пирамидах, в которых человек находится на верхнем уровне. Пример такой пирамиды показан на рисунке. (фото)

Кумуляция пестицидов ведет к гибели и вырождению многих видов высших животных. Бактерии, растения, насекомые и грызуны, для уничтожения которых применяются пестициды, достаточно быстро вырабатывают устойчивость (резистентность) к ним. В это же время их естественные враги накапливают в своих организмах большие концентрации токсических веществ. Они гораздо менее способны выработать устойчивость к ядохимикатам и погибают. В результате возникает замкнутый круг: для сохранения хорошего урожая приходится использовать все более сильные пестициды и во все больших количествах, хотя со временем эти меры оказываются все менее эффективными. [1]

Читайте также:

  
• Агроэкологическое воспитание в школе
  
• Диктант по теме имя существительное 6 класс школа россии
  
• Формы самостоятельных занятий кратко
  
• Тематическое планирование по народно сценическому танцу в школе искусств
  
• Струнный квартет это в музыке определение кратко