Mechanizmy działania toksycznego
Mechanizm działania toksycznego:
TOKSYCZNOŚĆ:
Zdolność substancji chemicznej do wywołania uszkodzeń w organizmie, które
prowadzą do zaburzeń w jego funkcjonowaniu, objawiajacych się w postaci
zatrucia .
FAZY ZATRUCIA:
1. Wniknięcie, wchłoniecie i dystrybucja substancji toksycznej.
2. Osiągnięcie w czasie możliwości kompensacyjnych organizmu.
3. Interakcje z cząsteczkami i makrocząsteczkami komórek ich
elementami strukturalnymi i mechanizmami naprawczymi.
4. Upośledzenie funkcji komórki, jej śmierć, zniszczenie narządu lub
organizmu.
EFEKT TOKSYCZNY:
Substancja podział: egzogenna, endogenna
�� doprowadzenie substancji do miejsca docelowego  białka, lipidy,
receptory, enzymy, DNA
�� stężenia, czasu oddziaływania,
�� Mechanizm działania toksycznego:
To pojecie bardzo ogólne, obejmuje działanie:
-OSTRE,
-PRZEWLEKA
E,
-ODLEGA
E,
�� Poznano dla niektórych substancji toksycznych.
�� Mechanizm działania toksycznego:
Działanie fizyczne:
�� kiedy substancja działa przez samą swoją fizyczną obecność w
określonym obszarze ustroju,
wytracanie się substancji w kanalikach nerkowych i blokowanie procesu
tworzenia
(sulfonamidy, sole wapnia, salicylany)
Działanie chemiczne:
�� kiedy efekt toksyczny uwarunkowany jest zajściem reakcji chemicznej
miedzy trucizną a określonym układem biologicznym,
Mechanizm działania toksycznego:
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.
Deficyt tlenu:
Norma O2 : 21% w powietrzu atmosferycznym,
760 mmHg  ciśnienie atmosferyczne,
100 mmHg  ciśnienie parcjalne we krwi,
�� �� 80-90 mmHg  dyskomfort,
�� < 70 mmHg  utrata przytomności,
niskie ciś. w pow. atmosferycznym  wysoko w górach,
�� stęż. O2 w pow. Atmosferycznym  studzienki, procesy gnilne.
Mechanizm działania toksycznego:
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.
Toksyczne niedokrwistości:
prawidłowe ciś, parcjalne O2 we krwi ale zbyt mało hemoglobiny,
�� hemoliza krwinek: arsenowodór, chloronitrobenzen,
�� zahamowanie syntezy hemoglobiny: ołów,
�� uszkodzenie szpiku: benzen,
 promieniowanie X,
cytostatyki,
antymetabolity
Mechanizm działania toksycznego:
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.
Unieczynnienie hemoglobiny:
kiedy prawidłowe ciśnienie parcjalne tlenu, prawidłowy poziom hemoglobiny,
�� Tlenek węgla: HbO2 + CO ą� HbCO + O2
200-300x większe powinowactwo do Hb,
0,1% w pow. wdychanym ą� 50-60% zablokowanie Hb
/ śpiączka, porażenie ośrodka oddechowego, zmiany w mózgu /
�� azotan (III) sodu, aminy aromatyczne:
Hb(Fe2+) + utleniacz ą� Met Hb(Fe3+)
forma utleniona nie przenosi tlenu,
60-70% methemoglobiny ą� zgon
Mechanizm działania toksycznego:
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.
Zablokowanie oddychania tkankowego:
��w mitochondriach komórkowych zachodzą procesy łańcucha oddechowego,
dochodzi do odwodorowania substratów,
��jony H+ są transportowane wzdłuż łańcucha oddechowego gdzie reagują z
jonami O2- tworząc H2O,
��enzymem warunkującym reakcje łańcucha oddechowego jest
oksydaza cytochromowa
CO, cyjanki, azydek  blokery oksydazy cytochromowej,
Kompleks cytochrom  CN powoduje porażenie ośrodka oddechowego i zgon.
/wersenian dikobaltowy/
Mechanizm działania toksycznego:
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.
Rozprężenie oksydacyjnej fosforylacji:
�� Reakcje łańcucha oddechowego są egzotermiczne,
�� uwalniana energia jest magazynowana w reakcji endotermicznej
oksydacyjnej fosforylacji:
ADP + P ą� ATP
�� związki z grupy 2,4 dinitrofenole do zahamowania fosforylacji ą�
nadmierne uwalnianie energii ą� wzrost ciepłoty ciała ą� zgon
Mechanizm działania toksycznego:
-inhibitory reakcji enzymatycznych.
Enzymy:
�� Białka, które katalizują ważne życiowo reakcje chemiczne w
organizmie, zawierają tzw. centrum aktywne, które łączy się z
substratem tworząc kompleks E-S,
�� Trucizny działają jak inhibitory ponieważ:
- mają analogiczna budowę steryczną tworząc kompleks EI  inhibicja
kompetycyjna,
- wiążą się poza centrum aktywnym  inhibicja niekompetycyjna,
- mogą blokować grupy funkcyjne koenzymów  blokowanie reakcji red-ox
Mechanizm działania toksycznego:
-inhibitory reakcji enzymatycznych.
��Inhibitory esterazy acetylocholinowej: p- nitrofenol
-powoduje wzrost ACh w synapsach i na zakończeniach nerwowych,
-obj. nikotynowe i muskarynowe,
��Fluorooctan:
-silnie toksyczny pestycyd na gryzonie,
-tworzy kompleks akonitaza-fluorocytrynian przerywając cykl Krebsa,
-obj, arytmia /wapń/, wymioty, ataki padaczki  grand mal , zapaść, zgon,
��Luizyt i tlenek arsenu (III):
- związki As3+ reaguja z grupami SH enzymów i koenzymów
np. kwas liponowy  niezbedny w cyklu Krbsa.
Mechanizm działania toksycznego:
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodz
ców w układzie nerwowym
�� Trucizny wywierają efekt toksyczny poprzez bezpośrednią reakcję z
receptorami układu nerwowego.
�� Receptor to wyspecjalizowane białko odbierające informacje ze
środowiska zewnętrzkomórkowego i przekazujące je do odpowiednich
elementów efektorowych.
�� Acetylocholina to neuroprzekaz
nik, który działa poprzez receptory
związane z kanałem jonowym = nikotynowym,
receptory sprzężone z białkiem G = muskarynowym,
Mechanizm działania toksycznego:
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodz
ców w układzie nerwowym
�� Agoniści receptora cholinergicznego:
Substancje wykazujące analogię strukturalną do ACh, np. muskaryna,
występująca w muchomorze Amantia muscaria,
Objawy zatrucia : łzawienie, ślinotok, duszność, bóle brzucha,
�� Substancje blokujące receptor cholinergiczny:
tworzy praktycznie nieodwracalne połączenia z receptorem,
powstały kompleks traci zdolność depolaryzacji bł,komórkowej i przewodzenia
bodz
ców
Tubokuraryna  alkaloid stosowany przez Indian, lub współcześnie  zwiotczenie
mięśni przed operacjami, w tężcu, zatruciu struchniną /neostygmina + sztuczne
oddychanie/
�� Substancje blokujące uwalnianie acetylocholiny:
Botulina- toksyna łącząca się z bł.presynaptyczną blokuje kanały uwalniania Ach
do przestrzeni synaptycznej, dochodzi do porażenia mięśni.
Mechanizm działania toksycznego:
Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodz
ców w układzie nerwowym
Glikozydy nasercowe
ę�
wiązanie z Na+ ,K+ ATP- azą,
ę�
Hamowanie wypływu jonów Na+ z komórki,
ę�
Wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego Ca2+,
ę�
Wzrost pobudliwości i kurczliwości mięśnia sercowego
Mechanizm działania toksycznego:
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodz
ców w układzie nerwowym
Substancje wpływające na migrację jonów sodu przez błonę neuronu:
��Tetradotoksyny:
" subs.wytwarzana w wątrobie ryb z Japonii,
" dochodzi do porażenia mm. szkieletowych,
" zablokowaniu ulegają kanały Na+ (brak transportu do wnętrza asonu),
�� Batrachotoksyna:
" sterydowa trucizna zawarta w skórze południowo-amerykanskiej żaby,
" zwiększa przepływ jonów sodu również w stanie spoczynku
" znosi działanie tetradoksyny.
Mechanizm działania toksycznego:
STRES OKSYDACYJNY:
Stan charakteryzujący się obecnością zwiększonej ilości reaktywnych wolnych
rodników, których komórka nie jest w stanie zdetoksykować.
Mechanizm działania toksycznego:
STRES OKSYDACYJNY.
Rodnikami są cząsteczki zawierające co najmniej jeden niespreparowany
elektron. Powstają w wyniku homologicznego rozszczepiania wiązania lub w
reakcjach red.-ox.
PODZIAA
:
��Tlenowe: ��Nietlenowe:
*O2 - anionorodnik ponadtlenkowy, L* - rodnik lipidowy,
*OH  rodnik hydroksylowy, R-S* - rodnik tiolowy,
RO* - rodnik alkoksylowy, H* - rodnik wodorowy
ROO* - rodnik nadtlenkowy
Mechanizm działania toksycznego:
STRES OKSYDACYJNY.
Endogenne z
ródła aktywnych form tlenu:
�� reakcje katalizowane przez cytochrom P-450,
�� peroksydazy i katalazy
�� mitochondrialny transport elektronów,
�� mikrosomalny łańcuch przenoszenia elektronów,
�� leukocyty i makrofagi
Egzogenne z
ródła aktywnych form tlenu:
�� promieniowanie UV i Roentgena,
�� dym tytoniowy i zanieczyszczenia powietrza,
�� środki spożywcze,
�� niektóre leki  cytostatyki.
Mechanizm działania toksycznego:
STRES OKSYDACYJNY.
q� Mutacje  procesy nowotworowe,
q� Peroksydacja lipidów  uszkodzenie błon biologicznych,
q� Utlenianie białek z grupą zawierającą siarkę - spadek aktywności
enzymów,
q� Miażdżyca tętnic  utlenianie frakcji LDL,
Mechanizm działania toksycznego:
STRES OKSYDACYJNY.
Antyoksydanty  substancje chroniące organizm przed uszkodzeniami
wywołanymi przez wolne rodniki.
��Enzymatyczne:
�� Dysmutaza ponadtlenkowa,
�� Katalaza,
�� Peroksydaza glutationu,
��Nieenzymatyczne:
�� Witaminy C i E,
�� ł- karotn,
�� Zredukowany glutation,
�� Ceruloplazmina,
�� Kwas liponowy.
Mechanizm działania toksycznego:
Działanie chemiczne:
Karcynogeny
są substancjami, które mogą wywoływać zmiany
metabolizmu i procesy różnicowania komórek,
działając geno- lub epi  toksycznie.
Mechanizm działania toksycznego:
Działanie chemiczne:
��Karcynogeny genotoksyczne:
" bezpośrednie  elektrofilowe związki organiczne reagujące z DNA
np. etylenoimina, iperyt siarkowy,
" pośrednie  ich metabolity są karcynogenami reagującymi z DNA
np. chlorek winilu, benzopiren
Mechanizm działania toksycznego:
Działanie chemiczne:
�� Karcynogeny epigenetyczne:
" Hormony
" Substancje immmunosupresyjne
" Kokancerogeny
" promotory
Mechanizm działania toksycznego:
Działanie chemiczne:
��Karcynogeny genotoksyczne:
" bezpośrednie  elektrofilowe związki organiczne reagujące z DNA
np. etylenoimina, iperyt siarkowy,
" pośrednie  ich metabolity są karcynogenami reagującymi z DNA
np. chlorek winilu, benzopiren
�� Karcynogeny epigenetyczne:
" sterydowa trucizna zawarta w skórze południowo-amerykanskiej żaby,
" zwiększa przepływ jonów sodu również w stanie spoczynku
" znosi działanie tetradoksyny.
Mechanizm działania toksycznego:
Działanie fizyczne:
dotyczy substancji organicznych , nieelektrolitowych, dobrze rozpuszczalne w
tłuszczach,
��
łatwe przenikanie przez barierę krew/mózg,
��
Gromadzenie + przerwanie ważnych życiowo funkcji neuronu,
��
efekt narkotyczny
Mechanizm działania toksycznego:
Komórka nerwowa:
�� Ciało (perikarion),
�� Wypustki : dendryty,
neuryt (akson),
�� kom. o intensywnej przemianie energetycznej,
�� otoczona środowiskiem bogatolipidowym,
�� substancje lipotropowe (toksyczne) zmieniają warunki kontaktu między
neuronem a jego środowiskiem, po osiągnięciu stężenia krytycznego
neuron traci zdolność regulowania procesów przewodzenia bodz
ców
��NEKROZA