Lecznicze i toksyczne działania substancji chemicznych

Większość substancji chemicznych wykazuje właściwości fizjologiczne. W zależności od dawki działają leczniczo lub toksycznie.

O szkodliwości substancji chemicznych decyduje wiele czynników:

• struktura związku

• droga wnikania substancji do organizmu

• środowisko działania substancji

• stan biologiczny osobnika

• Istotne znaczenie ma ilość i stężenie substancji wprowadzonej do organizmu ludzkiego

• ilość i rodzaj grup funkcyjnych, rodników (związkach organicznych)

• Zwiększenie toksyczności związku:

• Izomery optycznie czynne, lewoskrętne

• Izomery w pozycji - para

• Obecność grupy - OH w węglowodorach aromatycznych

• Duża rozpuszczalność i wysoki stopień dysocjacji elektrolitycznej

• Obecność grup nitrowej, nitrozowej, nitrozoaminowej, cyjanowej, winylowej i fenylowej

• Zmniejszanie toksyczności związku:

• Izomery optycznie nieczynne, prawoskrętne

• Izomery w pozycji - orto

• Obecność grup tiolowej, sulfonowej, karboksylowej, acetylowej, etylowej i azowej

• Obecność grupy OH w węglowodorach alifatycznych

• Mała rozpuszczalność i niski stopień dysocjacji elektrolitycznej

W medycynie i toksykologii wyróżnia się kilka wielkości dawek:

• Dawka progowa DM - ilość substancji wywołująca pierwsze dostrzeganie zmiany w organizmie. Wyznacza ona próg działania toksycznego danej substancji i jest podstawą do określenia wartości tzw. Najwyższych dopuszczalnych stężeń zw. Chemicznych w środowisku.

• Dawka lecznicza DC - ilość substancji wykazująca działanie farmakoterapeutyczne, nie dając poważniejszych zaburzeń w metabolizmie organizmu.

• Dawka toksyczne DT - ilość substancji wywołująca wyraźne zatrucie.

• Dawka śmiertelne DL - ilość substancji powodująca śmierć połowy zwierząt doświadczalnych

Chemizm działania trucizn jest dość skomplikowany, jednak zawsze jest to związane z układem nerwowym (w dużym uproszczeniu przekazywanie impulsów w jedną i drugą stronę), np. na ośrodkowy układ nerwowy działają alkohol, eter, chloroform, związków glinu, ołowiu, środki nasenne, morfina a na wegetatywny układ nerwowy - atropina, adrenalina, amfetamina.

TOKSYKOMANIA
Skłonność do przyjmowania szkodliwych związków chemicznych (różne względy i przyczyny) określa się mianem toksykomanii (lekomania, nikotynizm, alkoholizm, narkomania).

LEKI

Jest to najłagodniejsza forma toksykomani, powoduje przyzwyczajenie farmakologiczne i tolerancję organizmu na lek => zwiększone dawki leku => zmiany psychotoksyczne => głębokie zmiany w usposobieniu i zachowaniu się człowieka => uszkodzenia i zwyrodnienia narządów

Leki najczęściej powodujące lekomanię:

• Środki nasenne

• Psychotropowe

• Przeciwbólowe

Takie jak: meprobamat, elenium, amfetamina, kofeina, amidoperina

NIKOTYNA

Nikotynizm to najbardziej rozpowszechniony rodzaj toksykomanii.

Nikotyna - C₁₀H₁₄N₂, alkaloid pirydynowy, bezbarwna ciecz szybko ciemniejąca na powietrzu o zapachu tytoniu, rozpuszczalna w wodzie. Występuje w liściach i korzeniach roślin tytoniowych.

W większych dawkach powoduje paraliż układu oddechowego - dawka śmiertelna dla ludzi ok. 60 mg.

Wdychanie jej wraz z dymem tytoniowym pobudza komórki nerwowe już w siedem sekund po zaciągnięciu się dymem.

Nikotyna wpływa na uwalnianie trzech neuroprzekaźników (noradrenaliny, serotoniny , dopaminy). Ponadto modyfikuje czynności niezależne od naszej woli:

- przyspieszenie czynności serca, częściowy skurcz naczyń, wzrost ciśnienia tętniczego krwi

- przez stymulację nerwów przywspółczulnych nikotyna powoduje wzrost aktywności ruchowej jelit. Wyższe dawki natomiast zmniejszają ich ruchliwość i napięcie.

Nikotyna jest równie uzależniająca jak narkotyki czy alkohol. Wywołany przez nikotynę proces uzależnienia psychogennego i farmakogennego jest zbliżony do tego, jaki powoduje heroina i kokaina. Alkaloid ten jest głównym czynnikiem ryzyka chorób serca i przyczynia się do powstania ośmiu rodzajów nowotworów: zarówno raka płuc, jak białaczki.

ALKOHOL

Jednorazowe zatrucie etanolem nie wywołuje u człowieka zdrowego długotrwałych skutków i ustępuje samo bez specjalnego leczenia, o ile pijący nie wypił dawki śmiertelnej porażającej ośrodek oddechowy, tzn. 450g czystego związku (ok. 900g wódki), co stanowi ok. 0,6 % etanolu we krwi. Dawka śmiertelna dla człowieka dorosłego wynosi 6-8g/kg (dla dzieci 3g/kg).

Spożywanie alkoholu ma wpływ na układ nerwowy, a alkohol atakuje w pierwszej kolejności najmłodsze ewolucyjnie i najbardziej wrażliwe - ośrodki układu nerwowego. Każda dawka alkoholu jest przyczyną obniżenia sprawności funkcjonowania układu nerwowego. Alkohol powoduje zmniejszoną zdolność osądu, zanik precyzyjnego myślenia i krytycyzmu. Niewielkie ilości alkoholu powodują pogorszenie słuchu, wzroku i precyzji ruchów.

Alkohol ma także szkodliwy wpływ na układ krążenia. Może on powodować zaburzenia akcji serca, gwałtowne kurczenie i rozszerzanie się naczyń krwionośnych.

Zaburzenia w układzie pokarmowym u osób uzależnionych od alkoholu występują bardzo często. Najczęściej spotykane w układzie pokarmowym zmiany to przewlekłe stany zapalne błon śluzowych jamy ustnej, przełyku, żołądka i dwunastnicy, zaburzenia perystaltyki przełyku i jelit oraz upośledzone wchłanianie prowadzące do powstania niedoborów pokarmowych. Alkohol powoduje również często ruch w górę, aż do przełyku soku żołądkowego, który podrażnia tkanki. Pojawia się wówczas zgaga oraz mogą występować krwawienia przełyku.

Alkohol zmniejsza odporność organizmu, co jest przyczyną rozwoju wirusów i bakterii, które powodują przewlekłe choroby. Alkoholicy często zapadają na gruźlicę, a zapalenia płuc przebiegają u osób nadużywających alkohol bardzo ciężko.

NARKOTYKI

Nałogowe zażywanie narkotyków, doprowadzające zawsze do zmian chorobowych, zwłaszcza układu nerwowego.

Do typowych klasycznych narkotyków należą:

• LSD

• Morfina

• Heroina

• Kokaina

• Haszysz

• Marihuana

Są to heterozwiązki o dość różnorodnej strukturze pochodne indolu (LSD), benzopirydyny (morfina i heroina), tropanu (kokaina) - piranu (haszysz i marihuana)

MORFINA C₁₇H₁₉NO₃

Jest głównym, aktywnym składnikiem opium. Cząsteczka morfiny ma pięć pierścieni i wyraźny kształt litery T. Ma charakter zasadowy ze względu na obecność trzeciorzędowej grupy aminowej. Zawiera również gr. fenolową, alkoholową, pierścień aromatyczny, mostek eterowy i wiązanie podwójne.

Jej mechanizm działania polega na łączeniu się w centralnym układzie nerwowym z receptorami opioidowymi mi. (pełnią ważną funkcję w regulacji odczuwania bólu)

Wciąż jest jednym z najskuteczniejszych środków przeciwbólowych dostępnych w medycynie. Niestety, daje wiele działań niepożądanych, m. In:

• Zahamowanie ośrodka oddechowego (zmniejszeniem wrażliwości ośrodka oddechowego na dwutlenek węgla. W praktyce najczęstszym powodem śmierci na skutek przedawkowania jest uduszenie)

• Zaparcia (zwiększa napięcie mięsni gładkich)

• Pobudzenie

• Mdłości

• Zwężenie źrenic

• Tolerancja

• Uzależnienie

Ostatnie dwa sprawiają ze po odstawieniu leku pojawiają się poważne dolegliwości. Symptomy odstawienia to utrata wagi, zwężenie źrenic, odczucie chłodu, nadmierne pocenie się, kolki brzuszne, skurcze mięśni, nadpobudliwość, łzawienie, drżenie, przyspieszenie tętna i wzrost ciśnienia krwi.

Co więcej morfinę można także zaliczyć do substancji leczniczych. W medycynie stosowane są chlorki i wodorki morfiny, gdyż jest to jeden najlepszych substancji znieczulających, działająca do 12 godzin. Stosowana jest także w leczeniu nowotworów i jako lek przeciwkaszlowy.

Właściwości fizykochemiczne substancji, uwzględniane w czasie badań przy produkcji leku to:

• współczynnik podziału n-oktanol/woda;

• stopień jonizacji;

• rozpuszczalność,

• aktywność kapilarna

• rodzaj wiązań

• rozmieszczenie elektronów

• zjawisko rezonansu

• budowa przestrzenna

• i wiele innych

Działanie leków:

1. leki, których działanie związane jest z właściwościami fizykochemicznymi, są to związki chemiczne mało aktywne np. środki do znieczulenia ogólnego,

2. leki, których działanie związane jest z budową chemiczną, bardzo aktywne np. leki przeciwbólowe.

KWAS SALICYLOWY

(łac. salix - wierzba), występuję w korze wierzby i w wiązówce błotnej,

jest to aromatyczny hydroksykwas o nazwie o-hydroksybenzoesowy lub też 2-hydroksybenzoesowy,

o wzorze sumarycznym C₆H₄(OH)COOH

Jest substancją biała, krystaliczną, słabo rozpuszczalną w wodzie, ale dobrze w alkoholach, o maku kwaśno-słodkim i odczynie umiarkowano kwaśnym. W dzisiejszych czasach produkuje się go w reakcji Kolbego (jeden z pierwszych odkrywców przypadkowych kwasu salicylowego). Jest to reakcja dwuetapowa:

1 etap to:

pod ciśnieniem kilku atmosfer i w 125 stopniach.

2 etap to zakwaszanie:

2 C₆H₄(OH)COONa + H₂SO₄ -> C₆H₄(OH)COOH + NA₂SO₄

Leki zawierające kwas salicylowy przeznaczone są do:

- odkażania miejsc zranionych np. spirytus salicylowy;

- hamuje nadmierny podział naskórka (keratoliczne) np. w leczeniu trądziku;

- zwalczanie ostrych bólów;

- zwalczania infekcji grzybiczych i bakteryjnych. Właściwość tą kwas zawdzięcza wolnej grupie fenolowej w anionie salicylowym;

Działanie miejscowe leku uzależnione jest od stężenia, w mniejszym stopniu od postaci leku:

Od 1 - 10 % działa odkażająco;

10 - 20 % keratoplastycznie;

20 - 50 % keratolitycznie.

Wpływ na keratolizę zawdzięcza kwas dzięki właściwością redukującym, dzięki czemu hamuje proliferację (ujednolicenie) naskórka.

KWAS BOROWY

Zwany też kwasem bornym, a właściwie jest to kwas ortoborowy. H₃BO₃ jest słabym kwasem i w przyrodzie

Występuję jako sassolin.

Występuję jako biały, krystaliczny proszek, słabo rozpuszczalny w wodzie, a w temperaturze 130 stopni oddaje wodzie, część wody z swej cząsteczki:

H₃B0₃ -> HB0₂ + H₂O

Roztwór kwasu borowego stosowanego w medycynie ma zaledwie stężeni 3 %, a w zimnej wodzie wacha się do 4 % i stosowany jest do:

• przemywania skóry w stanach zapalnych

• w laboratorium chemicznym stosowany jest do przemywania skóry poparzonej ługiem

• w kosmetykach do złuszczania naskórka

Ze względu na dobrą tolerancję miejscową i brak działań drażniących kwas ten stosuje się na uszkodzony naskórek (łatwo się wchłania), jednak bardzo trudno wydalany jest z organizmu. Dlatego też maści, kremy, nasypki, które zawierają kwas borowy są używane z szczególną ostrożnością u dzieci, gdyż kwas odkłada się w skórze i może po jakimś czasie powodować reakcje toksyczne.

HIRUDYNA

Jest to polipeptyd zawierający 65 reszt aminokwasowych, które wiążąc się z białkami nie pozwalają przekształcić się protrombiny w trombinę, która inicjuję proces krzepliwości u człowieka, i tworzy z nią trwał kompleks, które jedynie możne być rozerwany przez inhibitor trombiny lub benzamidynę. To białko wytwarzane przez pijawki lekarskie, które żywią się krwią.

W medycynie nie stosuję się czystej hirudyna tylko jej rekombinację jako lek do/w:

* zapobiegający powstawaniu skrzepu;

* leczeniu chorób niedokrwienia serca;

* przeciw nadciśnieniu tętniczego;

* leczeniu paradontozy;

* leczeniu niepłodności;

* pooperacyjny

* przeciw celullitowi;

* hemoroidy

Dobrze znanym jest nam hirudoterpią (od łac. Hirudo - pijawka), pijawki stosowane do tej terapii są specjalnie hodowane w laboratorium i możemy wyróżni 3 grupy, których klasyfikacja wiąże się z rożnym zabarwieniem:

1. apteczna;

2. lecznicza;

3. orientalna

PIJAWKA LEKARSKA

KETOPROFEN

Jest to pochodna kwasu arylopropionowego, o wzorze sumarycznym C₁₆H₁₃O₃, budująca leki niesteroidowe.

Dobrze wchłaniany jest przez organizm człowieka:

~ po 30 minutach z przewodu pokarmowego;

~ po 15 minutach z mięśni.

Maksymalne stężenie osiąga po 2 godzinach, (jeśli z przewodu pokarmowego),a po 45 minutach, (jeśli z mięśni) w krwi.

Ketoprofen stosowany jest w:

• reumatoidalne zapalenie stawów

• zesztywniających zapalenie stawów kręgosłupa

• bólach kostno-mięśniowych

• nerwobólach

• choroby zwyrodnień stawów i kręgosłupa

Dawka ketoprofenu nie powinna przekraczać 150 mg na dobę, gdyż substancja ta bardzo silnie działa na organizm ludzki i ze względu na to, że każdy osobnik ludzki ma różne reakcje na leki, po ketoprofenie mogą wystąpić:

• zaparcia;

• niestrawności

• brak łaknienia

• bóle brzuch

• i inne dolegliwości

Dlatego też powinno stosować się przy dawaniu tego typu leków, leki pomocnicze zawierające warfarynę. Ketoprofen występuje w takim lekach jak fasum, ketolan itp.

---