Toksykologia to nauka o szkodliwym działaniu substancji chemicznych na organizm człowieka.

Zajmuje się badaniem budowy chemicznej substancji toksycznych, ich właściwościami, przemianami w organizmie i środowisku, a także wykrywaniem, identyfikacją oraz oznaczeniem w materiale biologicznym.

Substancja chemiczna – pierwiastki chemiczne i ich związki w stanie w jakim występują w przyrodzie lub uzyskane za pomocą procesu produkcyjnego.

Preparaty chemiczne – mieszaniny lub roztwory składające się z co najmniej dwóch składników.

Substancje i preparaty niebezpieczne zakwalifikowane zostały do jednej z kategorii – wyróżniamy 12 kategorii substancji i preparatów niebezpiecznych:

2. Wybuchowe

3. Utleniające

4. Łatwopalne

5. Toksyczne

6. Szkodliwe

7. Żrące

8. Drażniące

9. Uczulające

10. Rakotwórcze

11. Mutogenne

12. Szkodliwe na rozrodczość

13. Niebezpieczne dla środowiska

Trucizna – substancja, która po dostaniu się do organizmu lub wytworzona w organizmie powoduje zaburzenia jego funkcji lub śmierć.

Narażenie /ekspozycja/ - fizyczny kontakt żywego organizmu z czynnikiem fizycznym, chemicznym lub biologicznym wyrażony stężeniem, natężeniem lub czasem trwania.

Efekt jest to każda biologiczna zmiana w organizmie, narządzie lub tkance spowodowana lub związana z narażeniem na substancje chemiczna.

Efekt szkodliwy – nieodwracalna zmiana biologiczna pojawiająca się podczas lub po zakończeniu narażenia /ekspozycji/

Stężenie krytyczne w komórce jest to stężenie, przy którym zachodzą zmiany czynnościowe komórki odwracalne lub nieodwracalne, niepożądane lub szkodliwe.

Narządem krytycznym nazywamy narząd, który jako pierwszy osiąga stężenie krytyczne substancji toksycznej.

Efekt krytyczny – występuje gdy w narządzie docelowym substancja przekroczy stężenie krytyczne.

DAWKI

PROGNOZA STOPNIA TOKSYCZNOŚCI

Termin „dawka” jest stosowany do wskazania ilości podanej, natomiast ilość obecna w medium podlegającym badaniu jest określona terminem „stężenie”.

Działanie toksyczne substancji chemicznej zależy od jej dawki i stężenia w atakowanym narządzie lub układzie. Dawka jest to ilość substancji chemicznej podana, pobrana lub wchłonięta do organizmu w określony sposób, warunkując brak lub wystąpienie efektów biologicznych wyrażonych odsetkiem organizmów odpowiadających na tę dawkę. Podawana ona jest w jednostkach wagowych na masę lub powierzchnie ciała, niekiedy dodatkowo na dobę.

W zależności od skutków (efektów) wywoływanych przez ksenobiotyki rozróżnia sie niżej wymienione dawki:

Dawka graniczna lub dawka progowa (dosis minima, DM). Jest to ilość substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne skutki biologiczne. Nazywamy to progiem działania, który jest zdefiniowany jako najmniejszy poziom narażenia lub najmniejsza dawka, które powodują zmiany biochemiczne, przekraczające granice przystosowania homeostatycznego.

Dawka lecznicza (dosis curtiva, DC). Wykazuje działanie farmakoterapeutyczne i nie wywołuje istotnych zakłóceń procesów fizjologicznych.

Dawka toksyczna (dosis toxica, DT) jest to ilość substancji, która po wchłonięciu do organizmu wywołuje efekt toksyczny.

Dawka śmiertelna (dosis letalis, DL) jest to ilość substancji powodująca śmierć organizmu po jednorazowym podaniu.

We współczesnej toksykologii ważną rolę odgrywa ostatnia z podanych dawek określana jako dawka śmiertelna medialna LD50, jest to statystycznie obliczona na podstawie wyników badań doświadczalnych ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć 50% organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób.

W toksyczności istnieje coś takiego, jak parametr LD, który to pozwala na ocenianie oraz porównywanie toksycznych własności związków. Parametr LD jest parametrem dawki śmiertelnej. Na podstawie badań toksyczności ustalono sześć grup substancji toksycznych na podstawie parametru LD.

I tak na przykład pierwszy stopień toksyczności to jest toksyna najbardziej toksyczna. Parametr LD50 jest w przybliżeniu równy 0,065 gram w dawce śmiertelnej dla dorosłego człowieka.

Drugi stopień toksyczności to jest toksyna bardzo toksyczna i wynosi ona 4 gramy, jeśli chodzi o dawkę śmiertelną dla człowieka dorosłego.

Trzeci stopień toksyczności to jest toksyna średnio toksyczna i wynosi ona 30 gramów, jeśli chodzi o dawkę śmiertelną dla człowieka dorosłego. …………

Tab.2 Stopnie toksyczności wg Hodge'a i Sternera (m.c. - masa ciała)

Stopień toksyczności	Nazwa potoczna	LD50 dla szczurów (podawana doustnie)	Przypuszczalna dawka śmiertelna dla człowieka o masie 70 kg
1	nadzwyczaj toksyczna	mniej niż 1mg/kg m.c.	szczypta ok. 0,06 g
2	silnie toksyczna	1-50 mg/kg m.c.	łyżeczka do herbaty ok. 4 g
3	średnio toksyczna	50-500 mg/kg m.c.	ok. 30 cm^3 lub 30 g
4	słabo toksyczna	0,5-5 g/kg m.c.	ok. 500 cm^3 lub 250 g
5	praktycznie nie toksyczna	5-15 g/kg m.c.	ok. 1 dcm^3
6	stosunkowo nie szkodliwa	więcej niż 15 g/kg m.c.	więcej niż 1 dcm^3

Wśród najbardziej znanych trucizn warto wymienić następujące: arszenik, gdzie dawka śmiertelna wynosi 20 miligramów na kilogram masy ciała oraz cyjanowodór, gdzie LD50 wynosi 1,5 miligrama na kilogram masy ciała.

Trucizny przedostają się do organizmu przez drogi oddechowe, układ pokarmowy lub skórę. Objawy działania toksycznego substancji pojawiają się najszybciej w przypadku dostania się substancji do organizmu przez drogi oddechowe co jest spowodowane pominięciem wątroby – czyli głównego narządu przemian metabolicznych.

Istnieją trzy drogi wchłaniania trucizn:

Wchłanianie trucizny poprzez układ oddechowy: wchłanianie substancji toksycznych w postaci par, gazów, dymów, aerozoli i pyłów jest najczęstszym źródłem przenikania do organizmu tych substancji.

Wchłanianie poprzez układ pokarmowy : Wchłanianie to polega na przenikaniu substancji przez nabłonek jelitowy i jest na ogół proporcjonalne do jej rozpuszczalności w tłuszczach.

Wchłanianie trucizn poprzez skórę : objawy trucizn wchłoniętych przez skórę występują po kilku lub kilkunastu godzinach. Przedostają się po przez tkankę skórną do krwi mogą spowodować zatrucie całego organizmu a nawet doprowadzić do zgonu. Najszybciej do organizmu przedostają się trucizny te które są rozpuszczalne w wodzie i tłuszczach. Pocenie i wilgotność skóry zwiększają wchłanianie trucizn, otarcie skóry może spowodować natychmiastowe wprowadzenie trucizny do organizmu i może być szybko rozprzestrzeniona w układzie krwionośnym.

Substancje szkodliwe mogą wniknąć lub być wprowadzone do organizmu różnymi drogami:

1) przez przewód pokarmowy (drogą doustną),

2) przez skórę i błony śluzowe rzadko innymi drogami (zatrucia kontaktowe),

3) przez płuca (zatrucia wziewne),

4) drogą pozajelitową (np. wstrzyknięcia podskórne, domięśniowe, dożylne).

Drogi wydalania trucizn:

- nerki (narkotyki, leki)

- żółć

- przewód pokarmowy (wymioty)

- płuca

- pot

Pochodzenie substancji trujących i ich właściwości fizyko-chemiczne

Trucizny dzielą się na dwie zasadnicze grupy:

Pierwszą stanowią trucizny pochodzenia naturalnego, wytwarzane głównie przez bakterie chorobotwórcze, trujące grzyby i rośliny oraz zwierzęta jadowite.

Drugą grupę trucizn stanowią trucizny syntetyczne (antropogeniczne) wytwarzane przez samego człowieka.

Wchłanianie substancji trującej zależy od jej: masy cząsteczkowej, lotności, rozpuszczalności w wodzie i w tłuszczach, stężenia, rozdrobnienia, cech organoleptycznych (smak, zapach)

WPŁYW CZYNNIKÓW BIOLOGICZNYCH USTROJU NA DZIAŁANIE TRUCIZN – masa ciała, wiek, płeć

Dzieci są wrażliwe na morfinę, odporniejsze na atropinę i chininę.

Osoby starsze są mało odporne na trucizny działające na układ krwionośny.

Kobiety są mniej odporne ze względu na mniejszą masę ciała – wrażliwość wzrasta w czasie laktacji, ciąży i menstruacji.

Wysiłek fizyczny zwiększa wchłanianie i przyspiesza zatrucie. Osoby wyczerpane fizycznie, niedożywione, o wątłej budowie ciała – są mniej odporne.

MECHANIZM TOKSYCZNEGO DZIAŁANIA SUBSTANCJI CHEMICZNYCH

Rozwój zatrucia można przedstawić w logicznym układzie kolejno następujących procesów:

1) wniknięcie trucizny do organizmu,

2) osiągnięcie miejsca działania (tkanki docelowe) i pierwotne reakcje inicjujące działanie,

3) kaskadowo rozwijające się wtórne zaburzenia biochemiczno-fizjologiczne,

4) wystąpienie klinicznych objawów zatrucia.

……………………………………………..

METODY POMIARU STĘŻEŃ SUBSTANCJI TOKSYCZNYCH W ŚRODOWISKU PRACY

Pobierania próbek powietrza:

- pojedyncza próbka dla całej zmiany, pobierana w strefie oddychania pracownika w trakcie zmiany;

- pojedyncza próbka dla części zmiany;

- kolejne próbki dla całej zmiany;

- kolejne próbki dla części zmiany;

- próbki wyrywkowe (duża liczba próbek co 30 min)

Punkty pomiarowe winny być zlokalizowane blisko stanowisk pracy, a próbnik powinien być na wys. dróg oddechowych.

MONITORING BIOLOGICZNY NARAŻENIA NA CZYNNIKI CHEMICZNE W ŚRODOWISKU PRACY:

Materiał biologiczny –

• mocz (pobiera się w równych odstępach czasu),

• krew (bada się np. ołów w organizmie),

• włosy (rzadziej pobierane, gdyż zanieczyszczenia są wypłukiwane),

• powietrze wydychane (próbki są mało stabilne)

Zasady ustalania wartości dopuszczalnych stężeń w materiale biologicznym /DSB, DBS/

DSB opracowuje się na podstawie kryteriów zdrowotnych, uwzględnia się stężenie krytyczne w komórce i tkance, narząd krytyczny i efekt krytyczny.

Wartość DSB w powietrzu - przy ustaleniu dawki należy uwzględnić ilość toksyny jaką pracownik może przyjąć w ciągu 8 godzin; dla substancji wchłanianych przez skórę należy uwzględnić współczynnik przechodzenia przez skórę

D = C T (RW+u) C – NDS – najwyższe dopuszczalne stężenie

T – czas ekspozycji

R – ilość par w płucach

W – wentylacja – ilość oddechów na minutę, przez skórę

u – współczynnik wchłaniania termalnego par

NAJWYŻSZE DOPUSZCZALNE STĘŻENIE W ŚRODOWISKU PRACY NDS

NDS – może być przekraczane w trakcie zmiany pod warunkiem, że przekroczenie zostanie skompensowane w ciągu tej samej zmiany przez równoważną obniżkę stężeń poniżej NDS.

NDSCh – najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe –razem z NDS stanowią jedno kryterium oceny warunków pr.

NDSP – najwyższe dopuszczalne stężenie pułapowe /progowe/ - nie może być przekroczone w żadnym momencie pracy, a w trakcie pracy może pojawić się nie dłużej niż 15 minut.

Pyły w środowisku pracy

– to zawiesina ziaren substancji stałych w powietrzu, powstałych przez rozdrobnienie danej substancji. Najniebezpieczniejsze są pyły średnicy poniżej 7 mikrometrów (wnika do płuc i tam zostaje)

Źródła pyłów – mielenie, kruszenie, przesiewanie, transport i mieszanie ciał sypkich, , szlifowanie, polerowanie i ostrzenie.

Działanie pyłów:

• drażniące – cząstki węgla, żelaza, szkła – ulegają zatrzymaniu w drogach oddechowych;

• zwłókniające – dwutlenek krzemu, azbest, talk – powodują włóknienie przegród międzypęcherzykowych i ścian oskrzeli;

• alergizujące – pyły arsenu, miedzi, masy perłowej, kalafonii – powodują dychawicę oskrzelową i gorączkę odlewników;

• kancerogenne (nowotworowe) – azbest, sztuczne włókna mineralne i ceramiczne

Pierwsza pomoc.

W przypadku skażenia skóry należy zdjąć odzież, zmyć skórę wodą, a w przypadku skażenia oczu - przemywać je obficie bieżącą wodą. W zatruciu doustnym należy sprowokować wymioty tylko do 15 min od momentu wypicia, potem podać do wypicia wodę (nie więcej niż dwie szklanki), mleko, białka jaj kurzych (w zatruciach kwasami podać soki owocowe, w zatruciach zasadami - roztwór kwasu octowego złożony z dwóch łyżeczek octu na szklankę wody). Jeśli od momentu zatrucia upłynęło więcej niż l godz. należy zrezygnować z podawania czegokolwiek doustnie. Przy zatruciu drogą wziewną trzeba chorego wynieść na świeże powietrze i zapewnić mu spokój. Konieczne jest natychmiastowe wezwanie lekarza.