Zatrucie – proces chorobowy z różnymi objawami wywołany przez substancje chemiczne pochodzenia egzogennego lub endogennego.

Rodzaje zatruć wg dynamiki, mechanizmu oraz działania trucizny na organizm:

• zatrucia ostre – szybki rozwój szkodliwych zmian w organizmie, powstały w ciągu krótkiego czasu po wprowadzeniu jednorazowej dawki trucizny

• zatrucia podostre – szkodliwe zmiany w organizmie występują mniej gwałtownie po podaniu jednorazowej lub kilkurazowej dawki trucizny

• zatrucia przewlekłe – zmiany po podaniu małych dawek trucizny przez dłuższy okres (kumulacja trucizny w organizmie).

Rodzaje zatruć wg występowania u ludzi:

• Zatrucia przypadkowe

• Zatrucia rozmyślne

Przyczyny zatruć u człowieka:

• leki (narkomania, lekomania, doping)

• skażenie biosfery (powietrze, woda, gleba)

• zatrucia w gospodarstwie domowym (chemikalia, tworzywa sztuczne, kosmetyki)

• pestycydy (w ochronie roślin, w higienie ludzi i zwierząt, pozostałości w żywności)

• żywność (obce substancje chemiczne, naturalne toksyny, drobnoustroje)

• zatrucia zawodowe ( magazynowanie, obrót handlowy, produkcja przemysłowa)

• zatrucia rozmyślne (samobójcze, mordercze)

Procesy metabolizmu ksenobiotyków:

• wchłanianie (adsorpcja)

• rozmieszczanie (dystrybucja)

• przemiany biochemiczne (biotransformacja)

• wydalanie

Przenikanie przez skórę:

• dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej

• wnikanie przez kanaliki potowe

• wzdłuż torebek włosowych

Substancje przenikające przez skórę:

• polarne – przez włókna białkowe

• niepolarne – przez obszary lipidowe

• lipofilowe łatwo przenikają przez skórę

Wnikanie przez układ oddechowy:

• jama nosowo – gardłowa → tchawica i oskrzela → płuca

• nos, gardło → tchawica, oskrzela → pęcherzyki płucne ↔ krew → układ pokarmowy

Szybkość dyfuzji określa prawo Ficka!!!

Dyfuzja – proces rozprzestrzeniania się cząstek w gazie, cieczy lub ciałach stałych pod wpływem różnicy ciśnień parcjalnych. Prowadzi ona do wyrównania stężeń. Osiągnięcie stanu równowagi nie oznacza zatrzymania dyfuzji.

Procesy metabolizmu ksenobiotyków.

Wchłanianie:

1. przenikanie przez skórę:

- dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej

- wnikanie przez kanaliki potowe

b. drogami układu pokarmowego

c. wnikanie przez układ pokarmowy

Pierwsze prawo Ficka – ilość substancji dyfundującej w czasie t przez określoną powierzchnię prostopadłą do kierunku dyfuzji jest proporcjonalna do pola powierzchni S, gradientu stężeń i czasu

Drugie prawo Ficka – szybkość dyfuzji gazów przez błonę przepuszczalną przy określonym ciśnieniu jest proporcjonalne do rozpuszczonego gazu w cieczy i odwrotnie proporcjonalne do pierwiastka kwadratowego z ciężaru cząsteczki danego gazu.

Stężone substancje toksyczne przenikają przez błony komórkowe zgodnie z prawem Ficka:

V = K ∙

V – szybkość przenikania trucizny

K – współczynnik dyfuzji (zależny od właściwości fizycznych substancji)

C₂ – C₁ – gradient stężeń trucizny po obu stronach błony

P – powierzchnia, na którą działa trucizna

D – grubość błony komórkowej

Toksyczność pyłów zależy od rozmiarów cząsteczek:

• nos, gardło > 10μm

• tchawica, oskrzela 2 – 5μm

• pęcherzyki płucne < 1μm

Wydalanie.

- rozpuszczone w wodzie – hydrofilowe ksenobiotyki są wydalane w pierwotnej postaci (bez metabolizmu)

- rozpuszczalne w tłuszczach – litofilne ksenobiotyki są usuwane pod wpływem soków trawiennych lub mogą ulec metabolizmowi (wg schematu).

Metabolizm litofilnych ksenobiotyków w dwóch fazach:

I faza – do ksenobiotyku wprowadza się polarną reaktywną grupę funkcyjną.

Ksenobiotyk – substancja litofilna, bardzo słabo rozpuszczalna w wodzie, nie ulega metabolizmowi. W I fazie przy udziale cytochromu p – 450 z ksenobiotyku otrzymujemy produkt o większej rozpuszczalności w wodzie, bardziej reaktywny (grupa epoksydowa, hydroksylowa, tiulowa, hydroksyaminowa).

II faza (reakcja koniugacji) – w fazie tej do reaktywnej grupy funkcyjnej przyłącza się endogenny substrat, rozpuszczalny w wodzie. Reakcje w II fazie są przemianami detoksykacyjnymi.

Pierwsza faza metabolizmu ksenobiotyków:

Reakcje metaboliczne w I fazie:

1. utlenianie:

• epoksydacja (benzen → epoksybenzen)

• hydroksylacja (chlorobenzen → m-chlorofenol)

• aminy

• związki siarki

• alkohole

1. redukcja:

• aldehydy i ketony

• aromatyczne związki nitrowe

• związki siarki

1. degradacja:

• hydroliza

• dealkilacja

• degradacja pierścienia

Alkohol etylowy jest bardziej toksyczny niż metylowy. Dawki śmiertelne wynoszą odpowiednio 10 i 20 g/kg. Metabolit metanolu nie ulega w oku detoksykacji. Wątroba ludzka zdolna jest utlenić 4 – 8g alkoholu/h, ale jest to mniej niż potrafi wchłonąć ściana jelita.

Procesy I fazy uwalniają bardzo reaktywne związki:

• wolne rodniki

• substancje silnie elektrofilowe

• naprężone pierścienie 3 – członowe

Zmiany w organizmie (powodowane przez te związki):

• zmiany w strukturze DNA (błędne replikacje i transkrypcje)

• zmiany w strukturze RNA (syntezy niepożądanych białek, zmiana aktywności enzymatycznej)

Reaktywne formy tlenu:

• rodnik hydroksylowy

• wolnorodnikowy anion ponadtlenkowy

• nadtlenek wodoru

• tlen singletowy

Stres oksydacyjny na poziomie komórkowym:

• uszkodzenie błon

• utrata funkcji przez organella komórkowe

• zmniejszenie wydajności procesów

Czynniki oddziaływujące na powstawanie wolnych rodników:

• susza

• zranienia

• biotoksyny

• niska i wysoka temperatura

• metale ciężkie

II faza – często produktem jest ksenobiotyk pochodzący z I fazy:

• grupa karboksylowa

• grupa hydroksylowa

• fluorowiec (F, Cl, I)

• grupa epoksydowa

• grupa aminowa

W fazie tej dochodzi czynnik sprzęgający, dlatego też faza ta nazywana jest fazą sprzęgania. Takimi czynnikami sprzęgania są:

• siarczan

• grupa acetylowa

• glukoronid

• grupa metylowa

• glutation

• niektóre aminokwasy

W wyniku działania tej fazy otrzymujemy produkty:

• o wyższej polarności

• o większej rozpuszczalności w wodzie

• łatwiej ulega eliminacji

Niektóre związki organiczne nie ulegają biotransformacji. Zaliczyć do nich możemy:

• związki silnie polarne (tj. kwas ftalowy, kwas szczawiowy)

• związki bardzo lotne (tj. eter etylowy, cyklopropan, krótkołańcuchowe alkany) - szybko są wydalane

• związki silnie lipofilowe (tj. niektóre polichlorowane bifenyle) w stanie nie zmienionym kumulują się w tkance tłuszczowej.