toksykologia wykłady 2006-2007.doc

(1249 KB) Pobierz

 

TOKSYKOLOGIA – WYKŁADY 2006/07

 

HISTORIA

- słowo pochodzi od greckich słów: toksikon – trucizna i logos nauka

- trucizny używano od dawien dawna do celów leczniczych, religijnych, jako broń, do celów zbrodniczych.

- najstarsze zapiski : 1500 lat p.n.e. – papirus Ebersa – Egipt, księgi Pigweta (LIGWEDA???) – Azja wschodnia (opisy cykuty, alk. tropanowych, akonityny, metali ciężkich)

Lukrecja Borgia – Katarzyna de Borici

- twórca współczesnej toksykologii- XV/XVI w. Paracelsus – Szwajcaria przyrodnik, lekarz, badacz; jako pierwszy zdefiniował pojęcie trucizny i rolę dawki: „Wszystko jest trucizną i nic nią nie jest – tylko dawka decyduje czy coś jest trucizną”

- XVIII w. – opracowania- podstawy analizy toksykologicznej

                  - toksykologia przemysłowa i kliniczna

                  - próby kojarzenia zależności toksyczności od budowy chemicznej

- XIX-XX w. – biologia molekularna, nowe dziedziny toksykologii,

                      -działanie immunotoksyczne, gentoksyczne, teratogenne i mutagenne

-XX w. – rozwój chemii i jej wkroczenie do każdej dziedziny życia człowieka są przyczyną zatruć   przewlekłych, trudnych do wykrycia

             -powstają na skutek długotrwałego, niezamierzonego oddziaływania małych dawek subst. chem. Na dużą populację (często w zakładach przemysłowych)

            - niespecyficzne objawy

             - często mieszaniny trucizn=interakcje m.in. w związku ze skażeniem środowiska

 

TOKSYKOLOGIA

- wielodyscyplinarna dziedzina wiedzy zajmująca się określeniem skutków jakościowych i ilościowych szkodliwego działania zw.chem. na organizmy żywe (także rośliny i zwierzęta)

- toksykologia teoretyczna (ogólna, szczególowa, doświadczalna)

- toksykologia praktyczna ( kliniczna, sądowo-lekarska, analityka toksykologiczna )

 

TOKSYKOLOGIA OGÒLNA

-definiuje podstawowe pojęcia i zależności, które determinują działania toksyn

- bada losy ksenobiotyku w organizmie (wchł., dystrybucję, wydalanie)

- formułuje ustalenia dotyczące działania toksyn a także bada zależności między ich budową chem. a działaniem

 

TOKSYKOLOGIA SZCZEGÒŁOWA

-bada toksyczność konkretnych grup zw. toksycznych (np., toksykologia metali, leków , pestycydów)

 

TOKSYKOLOGIA DOŚWIADCZALNA

-konstruuje modele doświadczalne pozwalające ustalić zależności, którymi zajmuje się toksykologia ogólna (zwierzęta, modele komòrkowe i tkankowe)

 

TOKSYKOLOGIA KLINICZNA

- zajmuje się diagnostyką i leczeniem zatruć (tylko dla lekarzy)

 

TOKSYKOLOGIA SĄDOWO-LEKARSKA

- bada zatrucia ostre, śmiertelne, przypadkowe i zbrodnicze

- historycznie najstarsza

 

ANALITYKA TOKSYKOLOGICZNA

- dział chemii analitycznej badający niewielką ilość związków w dużej matrycy biologicznej

 

SUBDYSCYPLINY SPECJALISTYCZNE

TOKSYKOLOGIA ŚRODOWISKOWA

- bada relacje  toksynyßàbiosfera i przemieszczanie toksyn w ekosystemie, analizuje metody ochrony i zapobiegania zatruciu

TOKSYKOLOGIA PRZEMYSŁOWA

- bada trucizny przemysłowe w środowisku pracy

- opracowuje metody oceny narażenia pracownikòw i zapobiganie zatruciu

TOKSYKOLOGIA ŻYWNOŚCI

- bada dodatki do żywności – określa ich poziom i wpływ na org. ludzki (konserwanty, antybiotyki, pestycydy, metala ciężkie)

- każdy nowy zw.dodawany do żywności podlaga szczegółowym badaniom toksykologicznym

KSENOBIOTYK

-każda substancja chemiczna obca ustrojowi (leki, konserwanty, zw.chem. wchłaniany w płucach przy oddychaniu)

 

TRUCIZNA

-każdy związek ktòry po wprowadzeniu do ustroju powoduje uszkodzenia, zab.fizjologiczne lub śmierć

- wg prawa – związki ktòre po przedostaniu się do ustroju lub zetknięciu z powierzchnią ciała zagrażają zdrowiu lub życiu ludzi i zwierząt

 

PODZIAŁ ZW.TOKSYCZNYCH WG DZIAŁANIA

-nieodwracalne - efekt ich działania nie maleje po ich odstawieniu – może się nawet zwiększać

- odwracalne – efekt ich działania maleje po odstawieniu w zależności od zdolności regeneracji tkanki

                       - najlepsza zdolność – wątroba, najgorsza – UN(nie mają zdolności do regeneracji)

PODZIAŁ TOKSYN WG EFEKTU TOKSYCZNEGO

- miejscowe – działają tylko w miejscu kontaktu –zw b.reaktywne

                     - substancje żrące- chlor, tlenki azotu, utleniacze, kwasy i zasady

- systemowe – po przedostaniu do krwi wędrują do tkanki docelowej (narząd krytyczny) gdzie wywołują efekt toksyczny

  Np. ołòw – kumuluje się w kościach jako fosforan III-rz, węglowodory chlorowane gromadzą się w tkance tłuszczowej

 

OKREŚLENIA DAWEK:

DAWKA GRANICZNA=PROGOWA

- najmniejsza dawka wywołująca pierwsze dostrzegalne efekty biologiczne; na jej podstawie ustalamy jaka ilość jest bezp.dla człowieka

PROGOWE DZIAŁANIE TRUCIZN

Przy pewnej odpowiednio niskiej dawce i stęż.ksenobiotyku nawet gdy znajdzie się w tk. lub org. docelowym nie wywoła efektu toksycznego; może być stos.do prawie każdego ksenobiotyku z wyj. zw. karcerogennego

DAWKA LECZNICZA

- dawka, która wywiera działanie lecznicze

DAWKA TOKSYCZNA

- powoduje zaburzenia czynności i uszkodzenia komòrek i tkanek

DAWKA ŚMIERTELNA

- zabija

 

ZATRUCIA

- ostre – duża jednorazowa dawka, szybki wyraźny efekt, gwałtowny przebieg często zgon w ciagu 24h

- podostre – mniejsza dawka, objawy łagodniejsze, rozłożone w czasie , rzadko zgon

- przewlekłe – długotrwałe narażenie na małe dawki, niespecyficzne objawy trudne do zdiagnozowania, związane z narażeniem środowiskowym i zawodowym

- rozmyślne – samobòjcze, mordercze (ostre, podostre)

- przypadkowe –mogą wyst.w warunkach pracy zawodowej,przy nieprzestrzeganiu przep. BHP, awaria, przypadkowe zatrucia lekami , pestycydami

 

PRZYCZYNY ZATRUĆ

- trucizny przemysłowe – pracownicy zakładów przemysłowych

- trucizny środowiskowe- powietrze, gleba, woda

- żywność – konserwanty, antybiotyki (mięso zwierzat), metale ciężkie

- leki i środki odurzające – narkotyki

- CO – paleniska, piecyki, samochody

- środki AGD

 

PRZEMYSŁ CHEMICZNY

- produkcja: 1956r.-7 mld ton, 1993r.-250 mld ton

- w krajach uprzemysłowionuch w użyciu jest 70-100 tys. związkòw

- w powszechnym użyciu jest 1500-2000 związkòw

- substancje wielkotonażowe (produkcja >15 ton/rok) ok. 15 tys.zw.

- 1980r. – Program Bezpieczeństwa Chemicznego- współpraca z ONZ (program odnowy środowiska)

 

BEZPIECZEŃSTWO CHEMICZNE

-koordynowanie działań zmierzających do ochrony człowieka przed niekorzystnym dział. zw.chem. 

- stan, w ktòrym narażenie na zw.chem. powoduje znane, określone ryzyko wystąpienia ujemnych skutkòw zdrowotnych, ktòre nie powinno przekroczyć poziomu akceptowanego przez społeczeństwo

 

CZYNNIKI FIZYKOCHEMICZNE WARUNKUJĄCE TOKSYCZNOŚĆ (zewn.ustrojowe)

- rozpuszczalność

- zdolność dysocjacji



-  temperatura wrzenia

- wielkość cząstek

- budowa chemiczna

ROZPUSZCZALNOŚĆ

- 70% organizmu ludzkiego stanowi woda; subst.obca nie może swobodnie przemiesczać się w wodzie ze względu na bariery błonowe ; idealna subst. to taka, która częściowo rozpuszcza się w wodzie a częściowo w lipidach

- wspòłczynnik podziału R – iloraz stężeń substancji w dwòch niemieszających się fazach mierzony w chwili ustalenia się stanu ròwnowagi

olej-powietrze, olej – woda, woda – powietrze

wysoki O/W – subst.lipofilna, łatwo przekraczająca bariery lipidowe,łatwo wchł. się przez skòrę

wysoki O/P – wchłanianie skòrne w postaci pary (anilina)

wysoki W/P – szybko przechodzi z płuc do krwi- wchłanianie płucne

 

DYSOCJACJA

Ròwnanie Arheniusa:

CH3COOH H+ + CH3COO-

pKa = -log Ka

 

jeśli pH > pKa

- kwasy zdysocjowane

- zasady nie

jeśli pH < pKa

- kwasy niezdysocjowane

- zasady zdysocjowane

 

Tylko związki niezdysocjowane pokonują bariery lipidowe; łatwiej ulegają resorbcji zwrotnej.

 

LOTNOŚĆ (prężność par) określona przez temp wrzenia

- im zw. b. lotny tym większe zagrożenie dla ustroju

Benzen>toluen>ksylen

 

WIELKOŚĆ CZĄSTEK – ROZDROBNIENIE

- im większe tym lepsze wchłanianie płucne

Np. aerozole, pyły, dymy, mgły, tlenki cynku – cząstki o średnicy 0,3-0,5 μm

 

BUDOWA CHEMICZNA

- wiązania nienasyconezw.te są b.aktywne chem. niz nasycone

działanie narkotyczne:

etan<eten<acetylen

cykloheksan<cykloheksen<cykloheksadien<benzen

- długość podstawnika alifatycznego i rozgałęzienie

I reguła Richardsona – działanie narkotyczne zw.alifat. rośnie do węgla nr.10

                                   - powyżej C10 maleje– związki nielotne i nierozp. w wodzie

II reguła Richardsona- alkohole rozgałęzione dział.silniej narkotycznie niż alkohole o łańcuchach prostych

III reguła Richardsona – działanie narkotyczne związkòw cyklicznych o identycznej liczbie atomòw węgla  jest

                                       większe w przypadku związku o dłuższym łańcuchu bocznym

Np. etylocykloheksan > dimetylocykloheksan

- izomeria strukturalna – najb.toksyczne izomery para

   para>meta>orto

- izomeria optyczna – L-związki komplementarne z L-aa ustroju działają silniej

Np. L-adrenalina 15x > D-adrenalina, L-nikotyna 2x> D- , L-hioscyjamina 18x> D-

W przyp. antybiotyków lepiej dział.formy D- bo aminokwasy bakteryjne są również prawoskrętne

Talidomid – odmiana S- ma dział.teratogenne

podstawniki obniżające toksyczność

OH(zw.alifatyczne), SH, COOH, SO3H, SH, OCH3, OEt, N=N

- zw.z COOH I SO3H są hydrofilne I są łatwo usuwane z ustroju

- podstawniki zwiększające toksyczność

OH(zw.aromatyczne), NH2, NO, NO2, CN, CH3, F>Cl>Br>I

- przykłady

fenol > benzen

etanol – silny, glikol – słaby, gliceryna – brak działania narkotycznego

benzen < dichlorobenzen < trichlorobenzen

morfina –silny, heroina – silniejszy, kodeina – słaby, N-allilonormorfina – antagonista morfiny

 

CZYNNIKI WARUNKUJĄCE TOKSYCZNOŚĆ

-płeć

Enzymy mikrosomalne odpowiadające za biotransformację ksenobiotyków znajdują się pod kontrolą hormonów pł skąd wynikają różnice w toks zw w zależności od płci.

kobiety wrażliwsze na leki psychotropowe i pestycydy, enzymy biorące udział w biotransformacji znajdują się pod wpływem hormonòw płciowych

- wiek

- choroby (np.wątroby i nerek)

- uwarunkowania genetyczne  

 

WIEK

-niemowlęta – brak rozwiniętego układu enzymatycznego odpowiedzialnego za detoksykację, upośledzone sprzęganie z aa (kwas glukuronowy ), UN jest b. wrażliwy na związki neurotoksyczne

             -duże „okienka” śròdbłonka pokarmowego – lepsze wchłanianie

- starsi – choroby krążenia, wątroby i nerek

             - gorsza eliminacja i detoksykacja

             - kumulacja

             - niedokrwienie à niedotlenienie à zaburzenia metabolizmu

U osób starszych rosną depozyty trucizn odkładanych przez całe życie, które mogą się uwolnić wskutek różnych chorób.

CZYNNIKI GENETYCZNE

- Enzymy odp za detoksykację ksenobiotyków

- ekspresja enzymu jest upośledzona mutacją lub zmianą genet

- wrodzony niedobòr lub nadaktywność enzymòw

- polimorfizm – w danej populacji w naturalny spo...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin