Toksykologia leków, substancje uzależniające, wpływ skażenia środowiska na zdrowie

Paracelsus - zależność trucizna-dawka, wszystko jest trucicna i nic nią nie jest, dawka decyduje czy coś nią jest czy nie.

Toksykolog - specjalista zajmujący się oceną stopnia ryzyka spowodowanego działaniem substancji chemicznych.

Ekotoksykologia - oddziaływanie na środowisko ale nie na ludzi.

Toksykologia środowiska - oddziaływanie na człowieka.

Trucizna - substancja, która może spowodować zmiany w funkcjonowaniu organizmu na skutek swoich właściwości toksykodynamicznych (co się dzieje z organizmem pod wpływem trucizny) i toksykokinetycznych (jak się wchłania). Może prowadzić do śmierci.

Ksenobiotyk - substancja aktywna biologicznie, która nie jest niezbędna organizmowi ale ma działanie biologicznie: leki, trucizny, pestycydy, kosmetyki, środki dodawane do żywności, detergenty, tworzywa sztuczne.

Toksyna - substancja produkowana przez żywy organizm (bakterie, rośliny).

Zatrucia - stan chorobowy lub zgon wywołany przez wprowadzenie do organizmu trucizny.

Podział zatruć:

ze względu na przyczynę:

• rozmyślne - zabójstwo, samobójstwo,

• przypadkowe - zatrucia omyłkowe (przedawkowania, zatrucia dzieci)

ze względu na przebieg i nasilenie:

• ostre - szybki rozwój objawów patologicznych o dużym nasileniu,

• podostre (dni) - wyrazny, ale nie tak gwałtowny rozwój objawów

• podprzewlekłe (tygodnie)

• przewlekłe (miesiące, lata) - małe dawki, długi okres czasu - kumulacja, sumowanie mikrourazów

• odległe - działanie mutagenne, rakotwórcze, teratogenne, wpływ na rozrodczość

Dawka - ilość substancji wprowadzonej do organizmu w stosunku do masy ciała:

• dawka graniczna, progowa,

• dawka lecznicza, maksymalna

• trująca (wyraźne, ale odwracalne objawy fizjopatologiczne)

• śmiertelna

LD₅₀ - dawka śmiertelna medialna, ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć u 50% organizmów badanych

LC₅₀ - stężenie śmiertelne medialne.

NDSCh - wartość średnia stężenia, które nie powinno spowodować zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż dwa razy w czasie zmiany roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż jedna godzina

NDS - wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu osmiogodzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego wymiaru pracy określonego w kodeksie pracy, pracy przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń.

NDSP - najwyższe dopuszczalne stężenie pułapowe, wartość stężenia, które ze względu na zagrożenia zdrowia lub życia pracownika nie może być w środowisku pracy przekroczona w żadnym momencie.

Wykaz wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy zawiera 479 substancji chemicznych i 19 czynników pyłowych (roz. Ministra pracy i polityki spolecznej z dnia 29 listopada 2002r ze zmianami 2005)

DDP(ADI)

NEL - no effective level

NOEL - no effective level (niewidoczne gołym okiem)

Klasyfikacja trucizn według Hodge'a i Sternera

LD₅₀ jednorazowej dawki doustnej dla szczurów

1. nadzwyczaj toksyczna <1 mg/kg

2. silnie toksyczna 1-50 mg/kg

3. średnio toksyczna 50-500 mg/kg

4. słabo toksyczna 0,5-5 g/kg

5. praktycznie nietoksyczna 5-15 g/kg

6. stosunkowo nieskzodliwa >15 g/kg

Klasyfikacja substancji chemicznych w Unii Europejskiej

LD₅₀ per os szczur

1. silnie toksyczna <25 mg/kg

2. toksyczna 25-200 mg/kg

3. szkodliwa 200-2000 mg/kg

Substancja chemiczna	Źródło	Organ atakowany
Jad kiełbasiany	Bakteria	System nerwowy
Rycyna	Rącznik pospolity	System nerwowy
Amanityna	Muchomor	Inhibitor syntezy białek
Tetrodetoksyna	Ryba fugu	System nerwowy
Jad crolalur	Grzechotnik	Krew, system nerwowy
Naja naja	Kobra	System nerwowy, serce
Kwas demolkowy	Skrzemka	Musk
Batrachotaksyna	Żaba w Am. poludniowej	System sercowo - naczynowy
Jad trygona	Ryba	System nerwowy
Jad pająka	Czarna wdowa	System nerwoy
Strychnina	Nasiona drzewa .....	System nerwowy
Fluorooctan sodowy	Związek syntetyczny	System nerwowy
Nikotyna	Tytoń	System nerwowy
Fosgen	Związek syntetyczny	Układ oddechowy

Toksykologia praktyczna

1. badanie stanu zanieczyszczenia środowiska - analiza chemiczna (powietrze, woda, żywność, materiały budowlane, przedmioty i materiały użytku).

2. diagnozowanie zatruć - analiza chemiczna materiału biologicznego

3. badanie toksykokinetyki - eksperymenty na zwierzętach, analiza chemiczna, oznaczanie trucizn lub ich metabolitów

4. badanie toksykodynamiki - eksperymenty na zwierzętach, analizna biochemiczna, aktywność enzymów, cytologia, cytochemia

Na czym polega specyfika analizy toksykologicznej

1. we współczesnej toksykologii dominuje analiza ilościowa (analiza jakościowa jest z reguły tylko wstępem)

2. gama materiału do badan jest w toksykologii bardzo szeroka (woda, ścieki, powietrze, materiał biologiczny, nowe leki, produkty i półprodukty przemysłowe i inne)

3. najczęściej mamy do czynienia z sytuacją gdzie poszukiwana substancja (metale, związki organiczne, syntetyczne lub naturalne) występują w mikroilościach i są zawsze w dużej ilości balastu analitycznego, tzw matryca

4. rzadko zdarza się, że analizy wykonać można bez uprzedniego odpowiedniego prygotowania próbki - mineralizacja, ekstrakcja, destylacja, mikrodyfuzja. Wyjątki np.: oznaczenie cynku we krwi

5. bywa, że koniecznym jest wykonanie analizy specjacyjnej (rtęć, methemoglobia, chlorek rtęci, dichlorek rtęci)

6. końcowe oznaczenie badanej substancji opiera się najcześciej na metodach fizykochemicznych - określanych często jako analiza instrumentalna śladów

Wybór metdy uzależniony jest wieloma czynnikami, ale przede wszystkim:

1. co się oznacza i o jakie ilości tej substancji chodzi

2. z jakim materiałem mamy do czynienia

3. jakie są nasze możliwosci aparaturowe

Ogólna nazwa analitu	Stężenie analitu	Przykłady oznaczeń
Składnik submikrośladowy	<1 ppt (<10^-8%)	Oznaczanie dioksyn w próbkach o różnej matrycy
Składnik ultramikrośladowy	< 1 ppb ( <10^-5 % )	Oznaczanie trihalogenometanów w wodzie pitnej i moczu ludzkim
Składnik mikrośladowy	< 1 ppm ( <10^-4 % )	Oznaczanie tlenku węgla w powietrzu atmosferycznym
Skladnik śladowy	< 100 ppm ( < 0,01% )	Oznaczanie metanu w powietrzu atmosferycznym
Składnik uboczny (domieszka)	< 1 %	Oznaczanie dietylku węgla w powietrzu atmosferycznym
Składnik główny	1 - 100 %	Oznaczanie tlenu w gazach odlotowych i gazach spalinowych

W analityce toksykologicznej dominuje materiał biologiczny.

Przy ocenie wielkości ekspozycji sama znajomość stężen substancji toksycznych w środowisku nie przesądza o faktycznym narażeniu ponieważ nie uwzględnia różnych dróg wchłaniania, zmian wentylacji płuc (wysiłku) , stosowania indywidualnych środków ochrony (maska gazowa).

Dla pełnej oceny narażenia koniecznym bywa oznaczenie tzw biomarkerów, które zdefiniować można jako : wywołana przez ksenobiotyk zmiana w komórkach, biochemicznych składnikach, procesach, strukturach lub funkcjach, która jest mierzalna w systemie biologiczym lub w próbce. Rozróżnia się biomarkery ekspozycji, efektu, wrażliwości, hepatotoksyczności i nefrotoksyczności. Biomarkerem może być :

• sam ksenobiotyk,

• metabolit,

• zmiana aktywności określonego enzymu,

• zmiana składu biochemicznego krwi

• inne

Wybór materiału biologicznego do badań (praktycznie u ludzi - mocz, kał, krew, ślina, włosy) i moment jego pobrania wynikać powinien z dobrej znajomości toksykokinetyki, toksykodynamiki danego ksenobiotyku, a w szczególności drogi wydalania.

Przygotowanie próbek do oznaczeń.

Sposób zależy od :

• co mamy oznaczać - pierwiastek, związek chemiczny organiczny lub nieorganiczny

• z jakim materiałem mamy do czynienia - powietrze, woda, gleba, materiał biologiczny

Oznaczanie metali.

• rozpuszczanie - wypłukiwanie formy rozpuszczalnej,

• mineralizacja materiału :

• na sucho

• na mokro

• przy użyciu mikrofal

• przy użyciu tlenu i wysokiej temperatury

• ekstrakcja do rozpuszczalnika organicznego po skompleksowaniu (np.: ołów w moczu)

---