BHP
Seminarium 2
04.03.2009r.

Podstawy Toksykologii Przemysłowej - Szkodliwe substancje w środowisku Pracy

Nie ma substancji bezpiecznych- Szkodliwość zależy od dawki która dostaje się do środowiska

Toksykologia - to nauka multidyscyplinarna, będąca na pograniczu szeregu nauk, w tym głównie chemii i medycyny. Toksykologię umownie dzieli się na: toksykologię teoretyczną i toksykologię stosowaną
Obszar zainteresowań toksykologii zajmująca się badaniem negatywnego wpływu związków chemicznych na organizmy żywe. Jest dziedziną pokrewną farmakologii.
Toksykologia zajmuje się wpływem bezpośrednim substancji na organizm ludzki

Substancja toksyczna- (substancja szkodliwa) jest to taka substancja chemiczna, która posiada zdolność wywołania szkodliwych efektów - uszkodzeń w organizmach żywych, w tym u człowieka. Możliwość wystąpienia efektu działania toksycznego jest zależna od działającej dawki.
Dawka jest to ilość substancji chemicznej wchłonięta do danego organizmu określoną drogą, która warunkuje brak lub wystąpienie efektów biologicznych w organizmach poddanych jej działaniu. Zwykle dawka jest wyrażona w jednostkach wagowych na masę lub powierzchnię organizmu poddanego działaniu dawki (np. na zwierzęta doświadczalne).
Podstawowym kryterium w ocenie działania toksycznego substancji chemicznych jest dawka medialna śmiertelna LD50 (letalis dosis). Jest to statystycznie obliczona na podstawie badań doświadczalnych ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć 50% organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób (przez drogi oddechowe, skórę, przewód pokarmowy).
LD50 wyraża się najczęściej w mg na kg masy ciała.
Miernik LD50 pozwala na porównanie między sobą działania toksycznego różnych substancji chemicznych. Stał się on jednym z podstawowych kryteriów klasyfikacji toksykologicznej. Przykładem takiej klasyfikacji może być klasyfikacja środków ochrony roślin. Dzieli się je na 4 klasy zależnie od przypuszczalnej doustnej dawki danego środka dla dorosłego człowieka mogącej wywołać zatrucie.

Toksyczność - cecha związków chemicznych polegająca na powodowaniu zaburzeń funkcji lub śmierci komórek żywych, organów lub organizmów po dostaniu się w ich pobliże. Związki chemiczne mogą wywierać działanie toksyczne po wchłonięciu ich drogą doustną, oddechową lub po absorpcji przez skórę.

Toksyczność to działanie niepożądane wynikające z reakcji chemicznych, fizykochemicznych pomiędzy związkiem chemicznym, który wniknął do ustroju, a układem biologicznym (DNA, enzymy).W zasadzie niemal wszystkie związki chemiczne mogą być w odpowiednio dużych dawkach toksyczne - nawet spożywanie dużych ilości wody destylowanej jest na dłuższą metę szkodliwe. Praktycznie wszystkie leki są w zbyt dużych ilościach toksyczne.

Ekspozycja- jest to fizyczny kontakt żywego organizmu z czynnikiem chemicznym, fizycznym lub biologicznym wyrażony stężeniami, jest funkcją ilości (lub stężenia) danej substancji i czasu jej oddziaływania na organizm

Stopień toksyczności	Nazwa potoczna
1	nadzwyczaj toksyczna
2	silnie toksyczna
3	średnio toksyczna
4	słabo toksyczna
5	praktycznie nie toksyczna
6	stosunkowo nie szkodliwa

Substancje Chemiczne

Substancje chemiczne - są to wszystkie związki i pierwiastki chemiczne wyróżnia się około 10 mln związków chemicznych
Substancje chemiczne charakteryzują się zespołem cech ( właściwości) które pozwalają odróżnić jedne substancje od drugich. Wyróżnia się właściwości fizyczne i chemiczne.
Właściwości fizyczne to :
stan skupienia - stały, ciekły, gazowy stan skupienia jest charakterystyczny dla danej substancji określony warunkach otoczenia ( ciśnienie, temperatura ) Np. woda, rtęć , tlen , azot siarka, glin.
temperatura wrzenia
temperatura topnienia
zabarwienie
zapach gęstość - masa /objętość

Właściwości chemiczne to:
Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach Np. benzyna, woda. Jest to zdolność jednej substancji do reagowania z inna substancji brak tej zdolności w stosunku do jeszcze innej substancji.

Związek chemiczny - substancje złożone które składają się z co najmniej z 2, 3 pierwiastków

Preparaty Chemiczne - to mieszaniny lub roztwory składające się z co najmniej dwóch substancji

Podział substancji niebezpiecznych : bardzo toksyczne, toksyczne, szkodliwe, żrące, drażniące, uczulające, rakotwórcze, mutagenne, działające szkodliwie na rozrodczość, niebezpieczne dla środowiska

Szkodliwa substancja Chemiczna - powoduje szkodliwe efekty w organizmie

Gazy, ciecze, ciała stałe

• Wchłanianie: układ oddechowy, skóra, pokarmowy

Wchłanianie przez układ oddechowy

• Substancje w postaci : par, gazów i aerozoli

• Mechanizm wchłaniania: dyfuzja Bierna

• Na wydajność wpływaja - współczynnik podziału krew/powietrze

• Różnica ta zmniejsza się w miarę wysycenia tkanek

Wchłanianie przez skórę

• 2 mechanizmy wchłaniania:

• transepidermalny - (pasywna dyfuzja) przez naskórek

• fransfolikularny - poprzez przydatki skóry

Na zasadzie dyfuzji pasywnej - duży współczynnik olej-woda, mały stopień jonizacji

Transfolikularny - elektrolity, metale ciężkie, metale organiczne

Wyjątki: Fenol, nitrobenzen, anilina ( do 30% wchłaniane przez skórę)

Wchłanianie przez Układ Pokarmowy

• Jama Ustna, przełyk, żołądek, jelita

• Słabe kwasy - żołądek

• Słabe zasady - Jelita

• Mogą się także wchłaniać metale

Dystrybucja i transport - układ krwionośny i limfatyczny ulegają podczas transportu późnym przemianom

Substancja szkodliwa - może mieć postać niezmienioną, może się odkładać, kumulować być wydalana, metabolizować się

Najważniejszy narząd - WĄTROBA - z punktu widzenia przemian metabolicznych

Mniejszą zdolność metaboliczna : płuca, nerki i jelita

• Fazy przemian metabolicznych

I Faza - reakcja utleniania, redukcji, hydrolizy, zwiększenie polarności związków rozpuszczalnych w wodzie co umożliwia ich wydalenie z organizmu mogą powstawać związki mniejszej, większej toksyczności

• Reakcje utleniania- hydroksylacja

Epokrydacja

Deaminacja

Dechloracja

Enzymy katalizujące:

• Monoeksygenazy z grupy cytochromu P-450

• CYP1A1 - WWA- rozkład wielkocząsteczkowych związków

• CYP2E1 - związki niskocząsteczkowe

II Faza Metabolizmu

• Sprzęganie z substancjami endogennymi znajdującymi się w naszym organizmie. Zwiększenie polarności wydalanie z organizmu przez nerki lub drogi żółciowe

• Procesy detoksykacji:

• Wiązanie się z kwasem glikuronowym

• Wiązanie się z kwasem siarkowym

• Acetylacja

• Metylacja

• Wiązanie się z Glicyną

• Wiązanie się z Glutationem

Układ Wydalniczy - Wydalanie

• Wydychanie

• Z moczem - wydalanie związków polarnych o małych cząsteczkach

• Z Żółcią - o dużych cząsteczkach

Skutki działania substancji chemicznych

Dzielą się na :miejscowe, układowe i odległe (rakotwórcze i teratogenne)

Mogą one występować w następujących miejscach:

• Wchłaniania - skóra, oczy, błona śluzowa nosa, płuca, układ pokarmowy

• Przemian - wątroba , płuca, nerki, przewód pokarmowy

• Kumulacji - nerki, Obwodowy Układ nerwowy, wątroba

• Wydalania - wątroba, przewód pokarmowy, nerki, pęcherz moczowy

• W narządach o szczególnej wrażliwości- gonady, układ nerwowy, narządy wydzielania wewnętrznego, układ krwiotwórczy, odpornościowy

Zatrucie - Zatrucie jest to proces chorobowy z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi,

wywołany przez substancje chemiczna pochodzenia egzo- lub endogennego. Nasz organizm nie daje rady z detoksykacją. Organizm nie potrafi usunąć toksyny z organizmu

· Ostre - proces chorobowy wywołany przez substancję toksyczną wchłoniętą do organizmu w dawce jednorazowej, charakteryzujący się na ogół dużą dynamiką objawów klinicznych

· Podostre - szkodliwe zmiany w organizmie występujące w sposób mniej gwałtowny po podaniu jednorazowej lub kilkakrotnej dawki

· Przewlekłe - proces chorobowy powstający w warunkach przewlekłego narażenia na substancję toksyczną

Dawka - jest to ilość substancji chemicznej podana, pobrana lub wchłonięta do organizmu określoną droga, warunkująca brak lub wystąpienie efektów biologicznych, wyrażonych odsetkiem organizmów odpowiadających na te dawkę.

Dawka jest wyrażona w jednostkach wagowych na masę lub powierzchnię

ciała, niekiedy dodatkowo na dobę

W zależności od skutków wywołanych przez substancje toksyczne

Rozróżnia się następujące dawki

• Dawka nieskuteczna - ilość substancji chemicznej nie działająca na organizm testowy

• Dawka progowa - najmniejsza ilość substancji, która po wprowadzeniu do organizmu wywołuje określony efekt biologiczny lub kliniczny u 5% organizmów testowych

• Medialna dawka skuteczna (ED50 ) - (ED effektive dose) statystycznie obliczona

dawka substancji wywołująca określony skutek u 50% organizmów doświadczalnych danej populacji w określonych warunkach

• Bezwzględna dawka śmiertelna (LD100) - (LD lethal dose) najmniejsza ilość

substancji powodująca śmierć 100% organizmów testowych

• Medialna dawka śmiertelna (LD50) - statystycznie obliczona na podstawie wyników

badań doświadczalnych ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć 50%

organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób

• Stężenie śmiertelne (LC) - (LC lethal concentration) stężenie potencjalnie toksycznej substancji chemicznej w medium środowiskowym, powodujące śmierć organizmów żywych w określonym czasie po narażeniu

• Stężenie śmiertelne medialne (LC50) - statystycznie obliczone stężenie substancji chemicznej w medium środowiskowym, powodujące śmierć 50% organizmów danej populacji w określonych warunkach

• Stężenie progowe - najmniejsze stężenie lub dawka substancji chemicznej powodująca zmiany czynności poszczególnych narządów lub układów w organizmie, przekraczające fizjologiczne możliwości adaptacyjne

Na podstawie (LD50) dokonuje się podziału:

• Bardzo toksyczne - LD50 25mg/kg

• toksyczne - LD50 ponad 25 do 200 mg/kg

• szkodliwe - LD50 ponad 200 do 2000 mg/kg

Przebieg zatruć ma przeważnie charakter przewlekły

Działanie toksyczne może być:

• Niezależne - związki chemiczne wywołują różne efekty lub wykazują różne mechanizmy działania

• Sumujące (addytywne) - wielkość efektów lub odpowiedzi powodowanej przez dwa lub więcej związki chemiczne jest ilościowo równa sumie efektów lub odpowiedzi spowodowanych przez związki chemiczne podawane pojedynczo

• Synergiczne - następuje potęgowanie działania toksycznego jednego związku chemicznego przez inny związek, jednocześnie wprowadzony

• Antagonistyczne - następuje osłabienie działania substancji toksycznej występującej w obecności innego związku toksycznego

• Skutki miejscowe - działanie drażniące i uczulające skórę i błony śluzowe

• Skutki układowe - zmiany w obwodowym i ośrodkowym układzie nerwowym, wątrobie, nerkach, układzie sercowo-naczyniowym

• Następstwa odległe - procesy patologiczne rozwijające się w organizmie po krótszym lub dłuższym okresie utajenia. Zmiany te, o różnym charakterze przyjmują często formę przerostu nowotworowego (działanie rakotwórcze)

Zaburzenia wtórne - pokoleniowe mają charakter zaburzeń:

- genotoksycznych (zmiany w materiale genetycznym)

- embriotoksycznych ( zmiany patologiczne u potomstwa)

- teratogennych ( zmiany patologiczne w zarodkach lub płodach)

Właściwości rakotwórcze można wykryć na podstawie wyników:

• Badań epidemiologicznych

• Długoterminowych badań doświadczalnych na zewnątrz

• Krótkoterminowych testów, umożliwiających ocenę toksyczności genetycznej ( mutacji i nietrwałych uszkodzeń DNA)

Warunki i sposób monitorowania Stanu zdrowia pracowników narażonych na działanie substancji, preparatów, czynników i procesów technologicznych o działaniu rakotwórczych lub mutagennym

Merytoryczne podstawy ustalania wartości normatywnych stanowią:

• Wyniki badań epidemiologicznych

• Wyniki lekarskich obserwacji grup eksponowanych

• Wyniki badań na zwierzętach

• Narząd krytyczny - Narząd, który jako pierwszy osiąga stężenie krytyczne substancji toksycznej, np. metalu, w określonych warunkach narażenia danej populacji. W narządzie tym najwcześniej występują efekty działania toksycznego. Narząd (układ, tkanka), w którym substancja toksyczna ulega kumulacji w najwyższym stopniu, nie musi być narządem krytycznym. Wrażliwość narządów może wykazywać różnice osobnicze. Narząd krytyczny zależy od rodzaju ekspozycji (ostra, przewlekła, drogi wchłaniania i gatunku.

• Stężenie krytyczne- w komórce jest to stężenie, przy którym zachodzą zmiany

czynnościowe komórki odwracalne lub nieodwracalne, niepożądane lub szkodliwe.

Efekt Krytyczny - swoisty efekt lub jego prekursora w warunkach narażenia na substancje chemiczna.

Dawka Progowa - 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.

Graniczny Poziom Narażenia

• NOAEL- to najwyższa dawka lub stężenie substancji (np. chemiczne) lub czynnika (np. promieniowanie), dla którego nie obserwuje się żadnego działania niepożądanego u badanych organizmów, podczas gdy wyższe dawki lub stężenia powodują takie działania. Ten poziom może być wykorzystywany w procesie tworzenia dawka-reakcja, co jest podstawowym krokiem w większości metod oceny ryzyka.

• LOAEL - najniższa dawka lub stężenie substancji, przy której w trakcie przeprowadzanych badań zauważa się szkodliwą zmianę ( Lowest Observed Adverse Effect Level)

Te wskaźniki są podstawą obliczenia wartości NDS dla substancji o działaniu drażniącym i układowym z zastosowaniem odpowiednich współczynników niepewności.

• Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) - średnie ważone, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8 - godzinnego dobowego i 42 - godzinnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń

• Najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh) - wartość średnia, która nie może się utrzymywać dłużej niż 30 minut w czasie zmiany roboczej.

• Najwyższe dopuszczalne stężenie progowe (NDSP) - ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia pracownika nie może być przekroczone w środowisku pracy w żadnym momencie.

• Monitoring biologiczny- Systematyczny pomiar stężeń substancji toksycznych lub ich metabolitów w tkankach, wydzielinach lub wydalinach, oddzielnie lub łącznie, mający na celu ocenę wielkości narażenia oraz ryzyka dla zdrowia, przy przyjęciu za podstawę ocenę odpowiednich danych, jak: dawka skuteczna biologicznie.

• DSB - dopuszczalne stężenia w materiale biologicznym -najwyższy dopuszczalny poziom określonego czynnika lub jego metabolitu w odpowiednim materiale biologicznym lub najwyższą dopuszczalną wartość odpowiedniego wskaźnika, określającego oddziaływanie czynnika chemicznego na organizm; w szczególności materiałem biologicznym są krew i mocz pobrane od pracowników

Ocena Narażenia Zawodowego

• ryzyko zawodowe stwarzane przez czynnik chemiczny - prawdopodobieństwo (możliwość) wystąpienia potencjalnej szkody zdrowotnej w warunkach stosowania czynnika chemicznego lub narażenia na czynnik chemiczny w miejscu pracy

• §2.Pracodawca jest obowiązany do ustalenia, czy w środowisku pracy występuje czynnik chemiczny stwarzający zagrożenie oraz do dokonania i udokumentowania oceny ryzyka zawodowego stwarzanego przez czynnik chemiczny.
  §3.1.W ocenie ryzyka zawodowego pracodawca jest obowiązany uwzględnić:

1)niebezpieczne właściwości czynnika chemicznego;
2)otrzymane od dostawcy informacje dotyczące zagrożenia czynnikiem chemicznym oraz zaleceń jego bezpiecznego stosowania, w szczególności zawarte w karcie charakterystyki, o których mowa w odrębnych przepisach;
3)rodzaj, poziom i czas trwania narażenia;
4)wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń w środowisku pracy, jeżeli zostały ustalone;
5)wartości dopuszczalnych stężeń w materiale biologicznym, jeżeli zostały ustalone;
6)efekty działań zapobiegawczych;
7)wyniki oceny stanu zdrowia pracowników, jeżeli została przeprowadzona;
8)warunki pracy przy użytkowaniu czynników chemicznych, z uwzględnieniem ilości tych czynników.

2.Pracodawca jest obowiązany do uzyskania dodatkowej informacji od dostawcy czynnika chemicznego lub z innych dostępnych mu źródeł, jeżeli jest to niezbędne w celu dokonania oceny ryzyka zawodowego.
3.W tych przypadkach, gdy występuje narażenie na kilka czynników chemicznych, należy ocenić ryzyko stwarzane przez wszystkie czynniki chemiczne łącznie.
4.Ocena ryzyka zawodowego musi zawierać ocenę także tych rodzajów prac, w czasie których może wystąpić istotny wzrost narażenia, w szczególności:

1)podczas remontów i napraw urządzeń;
2)innych działań, które mogą mieć szkodliwy wpływ na bezpieczeństwo lub zdrowie pracowników, także w tych przypadkach, gdy podjęto wszelkie niezbędne środki zapobiegawcze.

5.Ocenę ryzyka zawodowego sporządza się w formie pisemnej.
6.Ocenę ryzyka zawodowego pracodawca udostępnia lekarzowi sprawującemu profilaktyczną opiekę zdrowotną nad pracownikami.

• Wyniki Oceny narażenia zawodowego stanowią podstawę do podejmowania odpowiednich działań korygujących w celu ograniczenia wydzielania substancji chemicznych do środowiska pracy do możliwie najmniejszych ilości nie zagrażających zdrowiu pracowników

• Należy dążyć do oznaczania jak największej liczby substancji szkodliwych w powietrzu na stanowiskach pracy

• Komputerowe systemy rejestracji zagrożeń i oceny ryzyka zawodowego ułatwiają osobom zajmującym się zarządzaniem bezpieczeństwem i higieną pracy realizację zadań związanych z oceną narażenia pracowników na szkodliwe substancje chemiczne występujące w środowisku pracy

5

---