Конкурентные отношения между ядами и специфичными для организма веществами обнаруживаются не только при изучении токсических процессов, но и при изучении всех превращений яда в организме. Всосавшийся яд может задерживаться в крови белками плазмы (главным образом альбуминами) и эритроцитами. Альбумины способны обратимо связывать анионы и катионы, причем чуждые организму ноны взаимодействуют с альбуминами, конкурируя со свойственными организму нонами. То же обнаруживается при изучении прочной фиксации ядовитых веществ в тканях. Так, свинец может удерживаться в костной ткани, замещая кальций в его трифосфорнокислой соли; аналогично могут замещать кальций катионы бария и стронция.
При взаимодействии организма с ядом последний может претерпевать различные изменения. Раньше других были изучены те химические изменения ядов, которые происходит вне локализации токсического процесса, т. е. без нарушения функции и структуры организма. Такие изменения часто сопровождаются снижением способности ядовитого вещества участвовать в токсическом процессе, т. е. обезвреживанием. Особенно обстоятельно были изучены так наз. обезвреживающие синтезы: образование глюкуроновых, меркаптуровых, эфиросерных кислот, ацетилирование, роданообразование, метилирование и пр. В ряде случаев обезвреживание ядовитых веществ происходит путем окисления, восстановления, деметилирования, омыления и других изменений.
При разнообразии химических процессов, ведущих к обезвреживанию, изменение яда, как правило, ведет к образованию вещества, лучше растворимого в воде и слабее растворимого в липоидах по сравнению с исходным, а потому труднее поглощаемого тканями и легко выводимого почками: реже изменение приводит к образованию более токсичного вещества.
В обезвреживающих синтезах, происходящих главным образом в печени и частично в ночках под воздействием различных ферментных систем, участвуют: гликокол, образующий с бензойной кислотой гиппуровую кислоту; цистеин, после присоединения остатка уксусной кислоты и токсичного радикала превращающийся в меркаптуровую кислоту; глюкуроновая кислота, образующаяся из глюкозы и соединяющаяся с различными ядами, либо имеющими гидроксильную группу, либо предварительно окисляемыми с образованием последней.
Таким образом, обезвреживающий синтез конкурирует с пластическим синтезом за использование различных свойственных организму веществ (гликокола, цистеина и др.). Однако при пластическом синтезе последние надолго входят в состав живого вещества, соединение же их с ядом сопровождается быстрым отщеплением и выведением его молекул из организма. Поэтому обезвреживающий синтез может рассматриваться как редуцированный пластический процесс. Т. к. обезвреживание большого количества яда может происходить без необратимых изменений соответствующих ферментных структур, то обезвреживающий синтез может рассматриваться как функция этих структур (используется, с одной стороны, яд, а с другой — спариваемое с ним вещество пластического значения).
Окисление и восстановление ядовитых веществ также могут происходить вне токсического процесса, т. е. без необратимого изменения биохимической структуры, но в ряде случаев последнее имеет место. Так, при взаимодействии нитрита (азотистокислого натрия) с оксигемоглобином происходит не только окисление ("обезвреживание") нитрита, превращающегося в нитрат, но одновременно с этим окисление гемоглобина с образованием метгемоглобина. Процесс этот, если он происходит в пробирке, спонтанно необратим; в организме же (при отравлении несмертельными дозами нитрита) при участии различных свойственных ему восстанавливающих веществ происходит превращение метгемоглобина в гемоглобин. Изменения организма при взаимодействии с ядом часто не поддаются пока биохимической характеристике. Однако, сопоставляя необратимость изменений как яда, так и организма, мы можем предполагать, что в основе токсического процесса лежит необратимая химическая реакция. Таковы, например, токсические процессы, вызываемые фосгеном, ипритом и многими другими ядами, использовавшимися в качестве боевых отравляющих веществ, ведущие к повреждению или гибели клеток и развитию длительных патологических процессов.
Наличие длительных последствии при профессиональных отравлениях было предложено называть последействием яда или метатоксическим действием. Однако термины эти следует признать неудачными, т. к. в них говорится о "действии" отсутствующего яда. На протяжении тысячелетий "действием яда" обозначалась доступная непосредственному наблюдению деятельность подвергшегося отравлению организма, и выражение "действие яда наступило через несколько часов (или даже дней)" повторяет ошибки многолетней давности. В этих случаях следует говорить не о наступлении действия яда, а о появлении симптомов отравления.
Часто встречается также выражение "скрытый (лятентный) период действия яда". В качестве примера нередко приводится длящийся иногда несколько часов период между отравлениями фосгеном или окислами азота я развитием воспалительного отека легких. Так как фосген и окислы азота разлагаются в самом токсическом процессе, то о скрытом периоде "действия яда" говорить нельзя: яда в организме уже нет. Правильнее процесс, развивающийся как закономерное следствие токсического процесса, называть метатоксическим (послетоксическим).
Токсический процесс может быть иногда исключительно кратковременным. Так, при воздействии на организм глубоко проникающих (ионизирующих) излучений в клетках образуются окисляющие радикалы, существующие доли секунды и, однако, вызывающие повреждение клеток. Поэтому облучение может быть уподоблено отравлению этими окисляющими радикалами. В результате их кратковременного воздействия возникают патологические процессы, длящиеся неделями, месяцами и даже годами. Это объясняется тем, что вызванное облучением повреждение клеток передается при делении новым клеткам; так же объяснялась длительная незаживаемость язв кожи, развивающихся после нанесения иприта.
Промежуточные звенья между токсическими и метатоксическими процессами пока не изучены. Несомненно, однако, что токсический процесс нарушает одну из основных форм жизнедеятельности клеток. Возникновение, например, длительно незаживающих язв при поражении кожи люизитом объясняется тем, что это мышьяковистое производное блокирует тиоловые группы дегидразы пировиноградной кислоты и нарушает тем самым начальное звено цикла трикарбоновых кислот, обеспечивающего образование богатых энергией фосфорных соединений. Последующие за токсическим процессом обменные звенья, приводящие к деструктивным изменениям, не выяснены.
В случае отравления люизитом, ипритом, фосгеном имеют место трудно обратимые токсические процессы. Однако и в том случае, когда нарушение основных форм жизнедеятельности клетки вызвано легко обратимым токсическим процессом, также могут возникнуть деструктивные изменения клеток. Так, кислородное голодание определенной интенсивности и длительности, независимо от причины механизма его возникновения, ведет к тяжелым поражениям головного мозга, локализующимся преимущественно в аммониевом роге и бледном ядре (хроматолиз, вакуолизация, деструкция нервных клеток).
Такие же поражения и той же локализации обнаружены при гипоксиях токсического происхождения: при отравлении окисью углерода, синильной кислотой и наркотическими ядами, если оно привело к длительной остановке дыхательных движений. Для обнаружения этих поражений должно пройти довольно длительное время. Бессознательное состояние после отравления окисью углерода может продолжаться, несмотря па то, что содержание карбоксигемоглобина в крови благодаря лечебным мероприятиям снизилось и заметно не нарушает транспорт кислорода гемоглобином. Длительность бессознательного состояния нередко свидетельствует о тяжелых последствиях токсического процесса. Смерть при этом может наступить раньше, чем успевают развиться доступные микроскопическому исследованию деструктивные изменения в головном мозге. Изменения эти могут выявиться спустя несколько дней у выжившего пациента в симптомах органического поражения центральной нервной системы, а при поздней смерти — в патологоанатомической картине.
В рассмотренных выше примерах деструктивные изменения развиваются в результате метатоксических процессов, локализация которых в одних случаях совпадает с локализацией токсического процесса (отравление фосгеном, ипритом, люизитом, синильной кислотой), а в других случаях не совпадает (отравление окисью углерода). Ниже приводятся основные варианты токсических процессов.
I. Изменения легко обратимы:
1) яд не изменяется (отравления окисью углерода, многими наркотическими ядами);
2) яд изменяется вне токсического процесса (отравления синильной кислотой).
II. Изменения трудно обратимы или необратимы:
1) яд не изменяется (отравления тиоловыми ядами (катионами ртути, свинца и др.));
2) яд изменяется в токсическом процессе (отравления фосгеном, ипритом, люизитом и др.).
Токсические процессы первого типа вызываются, как правило, сравнительно большими концентрациями яда, т. к. в организме могут обезвредиться (подвергнуться выделению или химическому превращению) значительные количества ядовитого вещества, если оно поступает в небольших концентрациях; иначе говоря, явления кумуляции слабо выражены. Токсические процессы второго типа могут быть вызваны сравнительно меньшими концентрациями яда, т. к. количество изменяющегося яда соответствует интенсивности токсического эффекта; илист большое значение фактор времени (длительность взаимодействия организма с ядом), явления кумуляции при этом выражены резко.