WYKŁAD I _02_10_2005

TOKSYKOLOGIA TO NAUKA O TRUCIZNACH.

Zajmuje się ona:

1. Opisem toksycznego działania substancji na organizmy żywe.

2. Opisuje:

• drogi wchłaniania,

• dystrybucję,

• metabolizm,

• wydalanie trucizny z organizmu.

3. Podaje kliniczne objawy zatrucia oraz metody odtruwania.

4. Wyznacza klasy toksyczności.

5. Zajmuje się kinetyką wchłaniania i wydalania trucizn.

TRUCIZNĄ nazywamy każdą substancję, która po wchłonięciu do organizmu wywołuje w nim trwałe uszkodzenie tkanek i/lub narządów mogące doprowadzić do śmierci.

Ze względu na stopień zatrucia wyróżniamy kilka rodzajów zatrucia:

1. zatrucie ostre - ma miejsce wtedy, gdy do organizmu wchłonęła się jedna duża dawka trucizny, bądź kilka małych dawek w krótkim odstępie czasu. Kliniczny objaw zatrucia jest gwałtowny i może skończyć się śmiercią. Ma tutaj miejsce trwałe uszkodzenie organizmu. Ten typ zatrucia zdarza się w przemyśle rzadko i ma miejsce np. podczas awarii przemysłowej. Częściej występuje w przypadkach pomyłkowego przyjęcia trucizny bądź w celach zabójczych lub samobójczych.

2. zatrucie podostre - w tym przypadku dawka trucizny jest mniejsza, objaw zatrucia łagodniejszy, najczęściej nie ma trwałych uszkodzeń organizmu.

3. zatrucie przewlekłe - wchłaniane są do organizmu bardzo małe dawki trucizny, ale czas narażenia jest długi, nawet całe życie zawodowe. Ten typ zatrucia ma często miejsce w tzw. zatruciach przemysłowych.

4. odległe efekty toksycznego działania - kliniczny objaw zatrucia manifestuje się po wielu latach od momentu narażenia. Dotyczy to działania mutagennego, teratogennego, embriotoksycznego i kancerogennego.

DAWKA

Substancje toksyczne podzielono umownie na 5 klas toksyczności.

Kryterium podziału na te klasy jest DL₅₀.

Klasa toksyczności	DL50 [mg/kmc]	Rodzaj substancji	Wykaz
I	1 - 50	silna trucizna	A
II	50 - 150	trucizna
III	151 - 500	substancja szkodliwa		B
IV	501 - 5000	substancja szkodliwa
V	> 5000	substancja praktycznie nieszkodliwa	-----

Rodzaje dawek

DM - (dosis minima) jest to najmniejsza dawka trucizny, która wywołuje już pierwszy efekt toksyczny

DT - (dosis tocsica) dawka, która wywołuje określony efekt toksyczny

DL - (dosis letalis) dawka trucizny wywołująca śmierć

DL₅₀ - dawka trucizny, która po wprowadzeniu do organizmu wywołuje śmierć u 50% badanej populacji zwierząt

Wymiarem wszystkich podanych dawek jest mg/kg m.c. zwierzęcia doświadczalnego.

Czynniki mające wpływ na wielkość efektu toksycznego

1. dawka - wielkość dawki

2. droga podania (zależy od drogi wchłaniania):

• droga oddechowa - najczęściej ma miejsce w narażeniu zawodowym

• droga pokarmowa - rzadko w narażeniu zawodowym

• droga dermalna (poprzez nieuszkodzoną skórę) - występująca również w narażeniach zawodowych

3. efekt - zależy od czasu narażenia na toksyny

4. osobnicze właściwości człowieka:

• przebyte choroby (szczególnie wątroby)

• aktualny stan zdrowia (ciśnienie, układ krążeniowo-oddechowy, moczowy, nerwowy)

• wiek (zmniejszona odporność w wieku niemowlęcym i starczym na toksyny)

• masa ciała

• tryb życia (higiena osobista, nałogi-alkohol, tytoń, narkotyki-każdy z tych nałogów obniża odporność organizmu, płeć)

5. możliwość wystąpienia interakcji.

Własności fizyczno-chemiczne mające wpływ na toksyczność substancji

WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE

1. budowa chemiczna związku

np.

W zależności od dodanej cząsteczki zmienia się struktura, zastosowanie i oddziaływanie związku chemicznego na środowisko i człowieka.

Węglowodory o łańcuchach prostych są mniej toksyczne od węglowodorów o łańcuchach rozgałęzionych.

Węglowodory nasycone są mniej toksyczne od węglowodorów nienasyconych.

Węglowodory aromatyczne są bardziej toksyczne od węglowodorów alifatycznych cyklicznych.

Np.

Struktury orto są najmniej toksyczne, meta bardziej a najbardziej para.

2. Wpływ grup funkcyjnych na toksyczność substancji:

• w węglowodorach alifatycznych grupy:

1. hydroksylowa(OH),

2. karboksylowa(COOH),

3. halogenowa(Cl, F, Br, I) podwyższają toksyczność substancji

• w węglowodorach aromatycznych podwyższają toksyczność następujące grupy:

1. hydroksylowa(OH),

2. metylowa(CH₃),

3. cyjankowa(CN),

4. nitrowa(NO₂)

natomiast grupy:

1. karboksylowa(COOH),

2. aminowa(NH₂) obniżają toksyczność WWA.

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

1. Rozpuszczalność substancji

Dzielimy substancję na dwie grupy:

1. Substancje rozpuszczalne w wodzie

Substancje te po wchłonięciu się do organizmu dystrybuują do tkanek i narządów bogatych w wodę, np. wątroba, nerki, krew, płyn zewnątrz i wewnątrz komórkowe.

2. Substancje rozpuszczalne w tłuszczach i lipidach

Substancje rozpuszczalne w tłuszczach i lipidach po wchłonięciu się docierają do narządów i tkanek bogatych w te związki, np. tkanka nerwowa.

Właściwości takie posiadają między innymi rozpuszczalniki organiczne.

2. Stopień rozdrobnienia i powierzchnia właściwa

Im substancje stałe są bardziej rozdrobnione(mają mniejszą średnicę ziarna), tym lepiej przedostają się do krwiobiegu.

Im większa powierzchnia właściwa substancji tym substancja może być bardziej toksyczna, gdyż na swej powierzchni może absorbować inne cząstki, niekiedy bardziej toksyczne.

3. Lotność substancji

Im substancja łatwiej lotna, a więc mająca niższą temperaturę wrzenia, tym trudniej schermetyzować proces technologiczny, a tym samym występuje większe narażenie pracownika w środowisku pracy.

„LOSY” TRUCIZNY W ORGANIŹMIE

Pod pojęciem „losu” trucizny w organizmie rozumiemy następujące procesy:

1. wchłanianie

2. dystrybucja - rozdział na tkanki i narządy

3. metabolizm

4. wydalanie

ad 1

Wyróżniamy trzy następujące drogi wchłaniania:

1. droga inhalacyjna

2. droga pokarmowa

3. droga dermalna

W każdym przypadku trucizna musi pokonać barierę. W przypadku drogi dermalnej skórę, a w przypadkach pozostałych dróg błonę śluzową. Wnikanie trucizn poprzez półprzepuszczalną błonę opisuje prawo Fick'a, które mówi:

Szybkość dyfuzji jest wprost proporcjonalna do gradientu stężeń




gdzie:

V - szybkość dyfuzji

k - współczynnik proporcjonalności

Δc - różnica stężeń

ad 2

Dystrybucja zachodzi zgodnie z rozpuszczalnością toksyny(patrz rozpuszczalność). Większość toksyn dociera na określony narząd tzw. narząd specyficzny.

Toksyna najczęściej uszkadza(niszczy) ten narząd, np. rtęć - tkankę mózgową, metanol - nerw wzrokowy, wątroba, tlenek węgla - hemoglobina.

ad 3

W większości przypadków metabolizm trucizny zachodzi w wątrobie przy udziale odpowiednich enzymów. W wyniku tego procesu najczęściej trucizna jest metabolizowana do postaci chemicznej łatwo wydalanej z organizmu, np. z moczem.


W niektórych jednak przypadkach trucizna wydala się trudno z organizmu, co powoduje narastanie jej stężenia w tkankach i narządach. Jest to zjawisko kumulacji.












































W przypadku, gdy szybkość wchłaniania trucizny jest większa od szybkości jej wydalania bądź jej metabolitów mamy doczynienia ze zjawiskiem kumulacji trucizny w organizmie.

Miarą kumulacji może być tzw. półokres wydalania T_1/2. Definiuje się go jako czas, po którym połowa ksenobiotyku, która wchłonęła się do organizmu będzie wydalona.

Przykładowo, gdy T_1/2 wynosi 1 miesiąc, tzn., że po miesiącu stężenie substancji w organizmie spadnie o połowę, przy założeniu, że nie ma nowego narażenia. Jest to zjawisko bardzo niekorzystne, gdyż nawet przy narażeniu na niewielkie stężenie, lecz w odpowiednio długim czasie(środowisko pracy) może dojść do nagromadzenia substancji toksycznej w tkankach i narządach, osiągając stężenie toksyczne.

Niektóre substancje toksyczne charakteryzują się bardzo dużym T_1/2, np. 15-20 lat.

ad 4

Wydalanie trucizn bądź jej metabolitów może odbywać się następującymi drogami:

1. drogą układu moczowego - najczęściej

2. z potem

3. z powietrzem wydychanym

4. z kałem

5. z mlekiem matki - w okresie laktacji.

INTERAKCJE TOKSYKOLOGICZNE

Interakcja to wzajemne oddziaływanie między sobą kilku trucizn, jakie zachodzi w organizmie człowieka w wyniku którego następuje modyfikacja siły działania toksycznego.

Wyróżniamy dwa zasadnicze typy interakcji:

1. synergizm

2. antagonizm

ad 1

Wyróżniamy dwa typy synergii:

1. synergizm addytywny - taki, gdzie w wyniku oddziaływania dwóch lub więcej trucizn między sobą w organizmie człowieka następuje wzmocnienie siły działania toksycznego, będące sumą działania toksycznego oddziaływujących między sobą trucizn.

2. synergizm hiperaddytywny - w tym przypadku końcowy efekt toksyczny jest o wiele większy aniżeli wynikało by to ze zwykłego sumowania efektów.

ad 2

Antagonizm to takie oddziaływanie między sobą dwóch lub więcej toksyn w organizmie człowieka w wyniku którego następuje osłabienie działania toksycznego.

Wyróżniamy cztery typy antagonizmu:

1. chemiczny - w tym przypadku ksenobiotyki reagując ze sobą w organizmie człowieka tworzą związek chemiczny mniej toksyczny - mechanizm ten często jest wykorzystywany w odtruwaniu organizmu

2. funkcjonalny - w tym przypadku trucizny oddziaływują na tę samą funkcję organizmu, ale w odwrotnym kierunku, np. jedna pobudza OUN(ośrodkowy układ nerwowy), a druga działa depresyjnie na OUN

3. receptorowy - w tym przypadku trucizny konkurują ze sobą w organizmie człowieka o ten sam receptor. Rezultatem jest obniżenie efektu toksycznego

4. dystrybucyjny - w tym przypadku trucizny wzajemnie modyfikują swą dystrybucję pomiędzy tkanki i narządy, rezultatem czego może być zmniejszony efekt toksyczny.

Wykład III 23.10.05

Rozpuszczalniki techniczne

Rozpuszczalnikiem nazywamy ciecz mającą zdolność do rozpuszczania określonych substancji.

Charakteryzują się one następującymi właściwościami: są cieczami łatwo lotnymi o stosunkowo niskiej temperaturze wrzenia, o charakterystycznym zapachu, w większości przypadków są cieczami palnymi. Działają narkotycznie na OUN.

Rozpuszczalniki techniczne dzielimy na dwie grupy:

1. ciecze rozpuszczalne w wodzie

zaliczamy do nich między innymi

• metanol - alkohol metylowy

• etanol - alkohol etylowy

• glikol etylenowy

• ciecze rozpuszczalne w tłuszczach

zaliczamy do nich :

• benzen

• toluen

• chloroform

• aceton

• eter dietylowy

• disiarczek węgla

METANOL

To bezbarwna ciecz, łatwo lotna o ostrym specyficznym zapachu i smaku bardzo podobnym do etanolu. Miesza się z wodą w każdym stosunku, jest cieczą palną, temperatura wrzenia wynosi ok. 65^oC, gęstość ok. 0,7g/cm³, jest trucizną. Wypicie ok. 50ml powoduje śmierć. Jest częstą przyczyną wypadków śmiertelnych spowodowanych omyłkowym wypiciem. Bardzo dobrze wchłania się z przewodu pokarmowego - już duża jego część wnika do krwi w górnej części tego przewodu. W organizmie człowieka ulega metabolizmowi zgodnie z poniższą reakcją


















ADH - dehydrogenaza alkoholowa

ADL - defibroganaza aldehydowa





metanol ADH aldehyd mrówkowy ADL kwas mrówkowy

Metabolizm metanolu w organizmie człowieka przebiega ok. 4-5x wolniej niż etanolu. Powstały aldehyd mrówkowy kumuluje się w nerwie wzrokowym, uszkadza go prowadząc do nieodwracalnej ślepoty. Kwas mrówkowy jest silnym kwasem karboksylowym, uszkadza wątrobę w wyniku silnej kwasicy.

ETANOL

Jest chętnie stosowanym rozpuszczalnikiem technicznym. Jest bezbarwną cieczą o swoistej woni i smaku (podobnej do metanolu), miesza się z wodą w każdym stosunku, temperatura wrzenia wynosi 78,3^oC, gęstość 0,78g/cm³. jest cieczą palną, pali się tak jak metanol niebieskim płomieniem. Alkohol etylowy bardzo dobrze wnika z przewodu pokarmowego i podobnie jak metanol działa narkotycznie na OUN. Przyjęto, że DL dla dorosłego człowieka to 500g. Ulega metabolizmowi w myśl poniższej reakcji





















etanol ADH aldehyd octowy ADL kwas octowy

Powstający aldehyd octowy jest natychmiast metabolizowany do kwasu octowego i to tak szybko, że nie stwierdza się obecności tego aldehydu we krwi. Powstały kwas octowy wytwarza kwasicę organizmu, czego klinicznym objawem jest tzw. kac. Szybkość wnikania alkoholu do krwi i osiągnięte jego stężenie zależą od stężenia alkoholu oraz treści żołądkowej. Zagadnieniami tymi zajmował się Vidmark, który opisał te zależności. Stwierdził on, że przebieg zmiany stężenia alkoholu we krwi w funkcji czasu można przedstawić następującym wykresem












Wykorzystując fakt stałego kąta α dla krzywej eliminacji można retrospektywnie wyznaczyć stężenie alkoholu we krwi.

W przypadku nadużywania alkoholu etylowego następuje uzależnienie fizyczne i psychiczne - nałóg.

Ostatnim etapem tej choroby jest delirium tremens.

Kliniczny objaw tego stanu manifestuje się omamami słuchowymi, wzrokowymi i dotykowymi. Osoba dotknięta ma małą masę ciała, bardzo obniżony iloraz inteligencji, silne drżenie kończyn, co wynika z uszkodzenia Ośrodkowego UN i Obwodowego UN. Charakteryzuje się zanikiem uczuć wyższych, czego rezultatem jest wyalienowanie z życia rodzinnego i społecznego. Na tym etapie choroby do głosu dochodzi mikrosomalny układ utleniania etanolu (MEOS). Ten szlak metaboliczny etanolu jest mało wydajny (w takich przypadkach niewielka ilość alkoholu wprowadza w stan upojenia). Leczenie tej choroby jest trudne i długotrwałe.

W przypadku ostrego zatrucia metanolem należy podać możliwie jak najszybciej od momentu zatrucia - etanol, który absorbując swą przemianą dehydrogenazy stwarza możliwość eliminacji z organizmu alkoholu metylowego jeszcze przed jego przemianą w toksyczne produkty.

Wykład IV19.11.05

Glikol etylenowy

Jest to ciecz bezbarwna o lekko wyczuwalnym słodkim smaku i zapachu spirytusu.

Jest to ciecz niepalna, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Ma zastosowanie jako rozpuszczalnik oraz jako składnik płynów chłodzących silniki spalinowe.

Glikol etylowy jest cieczą o wysokiej temperaturze wrzenia wynoszącej ok. 180⁰C, a ponadto ma niską temperaturę krzepnięcia, tj. ok. -40⁰C.

Jest to dosyć silna trucizna i bywa przyczyną zatruć śmiertelnych. DL=100cm³ dla dorosłego człowieka.

Działanie toksyczne tej substancji polega na:



działaniu narkotycznym na organizm człowieka, a szczególnie na OUN - objawy podobne do upojenia alkoholowego O














H₂C OH HC O HC O C OH








+







H²C OH H₂C OH HC O C OH





O




Metabolizm glikolu w organizmie człowieka polega na powyższym schemacie

Powstający kwas szczawiowy w organizmie człowieka łączy się z jonami wapniowymi i powstaje szczawian wapnia.




OH O O








C C O




+ Ca²⁺ Ca





C C O





O OH O

Związek ten jako substancja słabo rozpuszczalna w wodzie wykrystalizowywuje w kanalikach nerkowych powoduje ich zatykanie i uszkodzenie. Prowadzi to do bezmoczu i zatrucia organizmu moczem(mocznica).

ROZPUSZCZALNIKI NIEROZPUSZCZALNE W WODZIE

BENZEN

Jest to bezbarwna ciecz o swoistej woni. Jest to ciecz palna, łatwo lotna, dobrze rozpuszcza się w tłuszczach, lipidach, rozpuszczalnikach organicznych. Wchłania się do organizmu wszystkimi drogami, również przez nieuszkodzoną skórę(droga dermalna).

Ma szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym jako surowiec bądź rozpuszczalnik.

Temperatura wrzenia wynosi ok. 80⁰C.

Benzen jest substancją silnie toksyczną dla człowieka.

Do podstawowych właściwości toksycznych zaliczymy:

1. działanie neurotoksyczne

2. oddziaływanie na szpik kostny powodujące zahamowanie produkcji krwinek czerwonych(prowadzi to do białaczki)

3. jest to substancja rakotwórcza, gdyż jej metabolit uszkadza strukturę DNA.

Objawy ostrego zatrucia to:

1. krótki szybki oddech

2. silne zawroty głowy

3. trudności w oddychaniu

4. drżenie kończyn

5. utrata przytomności

6. śpiączka i śmierć w wyniku zatrzymania akcji serca.

Schemat metabolizmu w organizmie człowieka



















O








TOLUEN







Podobnie jak benzen nie rozpuszcza się w wodzie. Jest substancją o dosyć przyjemnym zapachu. Jest palny. Działa silnie narkotycznie na OUN. Jest ok. 2x mniej lotny od benzenu. Jest chętnie stosowanym w miarę bezpiecznym rozpuszczalnikiem.

W ostrych zatruciach prowadzi do szybkiego upojenia narkotycznego, czego skutkiem może być marskość wątroby. Nie jest to substancja rakotwórcza.























CHLOROFORM - CHCl₃

To bezbarwna ciecz nierozpuszczalna w wodzie.

Jest cieczą niepalną, łatwo lotną.

Temperatura wrzenia wynosi 62⁰C.

Jest cieczą cięższą od wody. Ma słodki, nieprzyjemny, mdły zapach. Dawniej używany był do narkozy ogólnoustrojowej.

Wchłania się do organizmu wszystkimi drogami i praktycznie nie ulega w nim metabolizmowi. W ponad 90% jest wydalany z powietrzem wydychanym i z moczem. Ma szerokie zastosowanie jako bardzo dobry rozpuszczalnik oraz w przemyśle farmaceutycznym. Jego działanie toksyczne to działanie narkotyczne na OUN, którego objawy szybko mijają bez skutków. W zatruciu ostrym powoduje nieodwracalne uszkodzenie wątroby. W przypadku nadużywania alkoholu objawy zatrucia chloroformem są bardzo ciężkie.

ETER ETYLOWY - H₅C₂ C₂H₅





O

Jest to bezbarwna ciecz nierozpuszczalna w wodzie. Pali się, tworzy z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Jest bardzo łatwo lotna.

Temperatura wrzenia 34,6⁰C.

Wchłania się bardzo dobrze z przewodu oddechowego. Działa silnie narkotycznie na OUN.

Jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem, jednak ze względu na swe właściwości niechętnie stosowanym.

Eter etylowy nie metabolizuje się w organizmie człowieka i stosunkowo szybko jest wydalany z powietrzem wydychanym i z moczem.

Gospodarka magazynowa tym rozpuszczalnikiem wymaga specjalnej ostrożności:

1. osobny magazyn (pokój eterowy)

• pomieszczenie bez okien

• instalacja elektryczna iskrobezpieczna

2. nie należy tworzyć tzw. martwych zapasów magazynowych.


H₅C₂ C₂H₅






O O

Obecnie produkuje się eter z dodatkiem stabilizatorów zapobiegających zbyt szybkiemu utlenieniu.

DISIARCZEK WĘGLA - CS₂

Ciecz koloru słomkowego o zapachu zgniłej kapusty. Nie rozpuszcza się w wodzie.

Jest cieczą bardzo łatwo lotną.

Temperatura wrzenia wynosi 46,2⁰C.

Z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową.

Wchłania się wszystkimi drogami i ulega metabolizmowi w organizmie człowieka. 1kg tej substancji to DL.

Jest to dobry rozpuszczalnik, jeden z nielicznych rozpuszczających siarkę.

Ma zastosowanie w do produkcji włókien sztucznych dla przemysłu włókienniczego, w przemyśle celulozowym, chemicznym.

Działa silnie narkotycznie na OUN. W zatruciach przewlekłych, czyli przemysłowych wywołuje objawy uszkodzenia OUN podobne do schizofrenii. Prowadzi do marskości wątroby.

Wszędzie tam, gdzie jest to możliwe unika się stosowania tego rozpuszczalnika.

GAZY TECHNICZNE

Podział gazów technicznych

Wyróżniamy trzy zasadnicze grupy gazów technicznych:

1. gazy „duszące” fizycznie

2. gazy „duszące” chemicznie

3. gazy drażniące

GR I

Do tej grupy gazów zaliczamy przede wszystkim:

• wodór

• metan

• azot

Mechanizm duszącego działania tych gazów polega na rozrzedzeniu tlenu w powietrzu wdychanym. Ich niebezpieczne dla ludzi stężenia są stosunkowo duże. Często są przyczyną wybuchu nim osiągną stężenie niebezpieczne dla człowieka.

GR II

Do gazów tych zaliczamy:

• tlenek węgla CO

• cyjanowodór HCN

• siarkowodór H₂S.

TLENEK WĘGLA - CO

Jest to bezbarwny gaz, nie rozpuszczalny w wodzie, nieco lżejszy od powietrza. Praktycznie nie ma zapachu.

Jest to gaz palny (niebieski płomień). Narażenie na ten gaz występuje wszędzie tam, gdzie mają miejsce procesy spalania przy niedostatecznym doborze tlenu (zła wentylacja, zły dobór parametrów pracy pieca kotłowego).

Tlenek węgla jest silnie trującą substancją dla człowieka. Wnika bardzo dobrze drogą oddechową, łącząc się bardzo szybko z hemoglobiną. Powinowactwo tlenku węgla do hemoglobiny jest do 200x większa niż tlenu. Fizjologiczną rolą hemoglobiny jest dostarczanie tlenu do wszystkich tkanek i narządów.

Można to przedstawić następującym schematem








♥









Powstała hemoglobina tlenkowęglowa zwana karboksyhemoglobiną nie ma zdolności łączenia się z tlenem. Powoduje to wyłączenie określonej ilości hemoglobiny z procesu przenoszenia O₂. Prowadzi to do szybkiego niedotlenienia mózgu.

Głęboki deficyt O₂ w organizmie przy tym zatruciu nie wynika wyłącznie z niewystarczającej ilości hemoglobiny lecz również ze spadku aktywności enzymów oksydacyjnych, jak również z faktu upośledzenia dysocjacji tlenu z oksyhemoglobiną(HbO₂).

% HbCO - procentowe stężenie karboksyhemoglobiny we krwi i wynikające z tego skutki

1 - 3% - poziom fizjologiczny

5 - 7% - w przypadku życia w zanieczyszczonym środowisku

stężenie to wzrasta nawet do 15% w przypadku palenia tytoniu.

15 - 20% - (zatrucie lekkie) uważa się za patologiczne, którego objawami są:

• uciskowy ból głowy w okolicach skroni

• głęboki i częsty oddech

• tendencja do pocenia się

• szybkie męczenie

• zaczerwienienie twarzy.

20 - 30% - w tym zakresie powyższe objawy nasilają się z pojawieniem się pierwszych objawów neurotoksycznych:

• ciemnienie w oczach

• trudności w czytaniu

• łatwość popełniania błędów w liczeniu

• nie rozróżnianie odcieni kolorów.

W zakresie stężeń 30 - 40% objawy te się nasilają,

• oddech jest głęboki i szybki

• następuje kołatanie serca i niemiarowość pracy

• zaczynają się początki zapaści

• charakterystycznym objawem na tym etapie jest uczucie obojętności, bezradności(nie można uciec z miejsca zagrożenia).

40 - 50% - w tym zakresie stężeń:

• następuje zapaść

• oddech staje się płytki i krótki

• tętno jest ledwo wyczuwalne.

60 - 70% -bardzo ciężkie zatrucie, charakterystycznymi objawami są ciemno wiśniowe powłoki skórne.

>70% następuje śmierć.

Ratowanie zatrutego polega na:

1. wyniesieniu z miejsca narażenia

2. jeżeli jest przytomny, podanie ciepłej herbaty(najlepiej z glukozą), gdyż poszkodowanego należy bezwzględnie zabezpieczyć przed utratą ciepła(okrycie kocami )

3. nie informować poszkodowanego o jego ciężkim stanie, aby uniknąć zdenerwowania

4. wezwać pogotowie.

Ratowanie zatrutego polega na poddaniu w komorze HBO oddychaniu mieszaniną 98%O₂ i 2%CO₂. domieszka CO₂ ułatwia dysocjację HbO₂. ciśnienie w komorze powinno wynosić 2atm. W tych warunkach HbCO rozkłada się około 30 minut. W przypadku ciężkiego zatrucia, następuje trwałe uszkodzenie OUN manifestujące się ubytkiem słuchu oraz IQ(ilorazu inteligencji).

CO bywa częstą przyczyną zatruć w środowisku pracy i poza nim. Zajmuje niestety pierwsze miejsce w statystykach dotyczących zgonów spowodowanych zatruciem gazami.

HCN(cyjanowodór)

Jeden z bardziej toksycznych gazów. DL to ok.50mg. jest to gaz bezbarwny o zapachu gorzkich migdałów. Jest gazem palnym. Słabo rozpuszcza się w wodzie. Do organizmu człowieka wnika drogą oddechową. Mechanizm toksycznego działania polega na szybkiej inhibicji enzymów oksydacyjno redukcyjnych, zahamowaniu transportu elektronów w cyklu kwasów trikarboksylowych. Prowadzi to do zatrzymania oddychania na poziomie komórkowym. Objawy zatrucia pojawiają się bardzo szybko i najczęściej kończą się śmiercią.

Odtrutką jest azotyn amylu(fiolki).

Wydziela się w procesach galwanizacji, metalurgicznych







H₂S(siarkowodór)

Jest to gaz bezbarwny, pali się, słabo ale rozpuszcza się w wodzie, ma zapach zgniłych jaj - ludzki zmysł szybko akomoduje do tego zapachu.

Narażenie na H₂S występuje wszędzie tam, gdzie zachodzą procesy gnilne z niewystarczającą ilością tlenu.

Mechanizm toksycznego działania tego gazu polega na blokowaniu enzymów oksydacyjno redukcyjnych na poziomie komórkowym.

W przemyśle siarkowodór występuje w zakładach przetwórstwa rud siarczkowych. DL wynosi ok. 150-200mg.

GAZY DRAŻNIĄCE

Tlenki azotu(N_xO_y), dwutlenek siarki(SO₂), amoniak(NH₃), chlor(Cl₂)

Tlenki azotu

Mieszanina tlenków NO, NO₂, N₂O₄ - kolor brunatny.

Gazy te wydzielają się w procesach spalania. Narażenie na nie występuję również w chemicznych zakładach azotowych.

Narażenie na nie występuje drogą oddechową. Wywołują one bardzo silne podrażnienie błon śluzowych dróg oddechowych. Powodują obrzęk tych dróg, łącznie z perforacją błony śluzowej.

Objawy zatrucia mają dwa etapy:

1. trudności w oddychaniu, kaszel, krwioplucie

2. ujawnia się po kilku godzinach od momentu narażenia i polega na pogłębieniu deficytu O₂ spowodowane metahemoglobiną






kw.azotawy azotyny




działają metachemotwórczo


MetHb to Hb w której żelazo jest na +3 stopniu utlenienia.

Zdrowy człowiek posiada 0,5%MetHb

U noworodków i osób starszych do 2%.

Praktycznie nie ma odtrutki, a ratowanie polega na podtrzymywaniu układu krążeniowo oddechowego. Najczęściej zatrucie kończy się zejściem śmiertelnym.

Dwutlenek siarki

Gaz bezbarwny, dobrze rozpuszczalny w wodzie, palny, o bardzo ostrej przenikliwej woni.

Mechanizm działania drażniącego polega na wytworzeniu z wodą błony śluzowej przewodu oddechowego kwasu siarkowego IV w myśl reakcji




Kwas ten wywołuje podobne objawy jak poprzednio - nie ma drugiego etapu zatrucia.

Amoniak

Jest to bezbarwny gaz bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Jedna objętość wody rozpuszcza w sobie 600 objętości NH_3. stężony wodny roztwór NH₃ to roztwór ok. 25%, zwany też wodą amoniakalną. Ma bardzo ostry drażniący zapach. Stosowany jest w przemyśle chemicznym jako surowiec, w chłodnictwie(wypełnienie instalacji do chłodzenia płyt lodowiska).

Mechanizm toksycznego działania polega na silnym drażniącym działaniu stosunkowo silnej zasady(NH₄OH). Prowadzi to do obrzęku górnych dróg oddechowych, uszkodzenia błony śluzowej tych dróg, ponadto działa silnie drażniąco na spojówki oka. Przemysłowe awarie w których następuje wyciek amoniaku są bardzo niebezpieczne, gdyż amoniak z wilgocią powietrza tworzy gęstą mgłę utrudniającą akcję ratowniczą.

Chlor

Jest gazem koloru żółto-zielonego. Rozpuszcza się w wodzie. Ma bardzo ostrą przenikliwą woń. Działa bardzo silnie drażniąco na drogi oddechowe. Jeden wdech chlorem powoduje śmierć w wyniku porażenia ośrodka oddechowego.

Toksykologia metali ciężkich

Kadm(Cd), ołów(Pb), rtęć(Hg)

Cd

Jest to srebrzysto biały metal o temp. topnienia ok.330⁰C i temp. wrzenia ok.750⁰C.

Pierwiastek ten jest bardzo toksyczny dla organizmu człowieka. Znalazł zastosowanie w produkcji akumulatorów kadmowo-niklowych oraz do pokrywania antykorozyjnego. Stosowany jest też jako stabilizator reaktorów jądrowych - dobrze pochłania neutrony stosu. Jest również stosowany w elektrotechnice jako składnik stopów(szczególnie z miedzią).

Kadm występuje w molach cynkowo ołowiowych. Źródłem kadmu w środowisku są huty cynku, zakłady przetwórstwa rud ołowiowo-cynkowych oraz przemysł energetyczny.

Kadm wchłania się do organizmu człowieka drogą oddechową oraz pokarmową, przedostając się do krwioobiegu, skąd po ok. 1-3 miesięcy jest wydalany przez mocz i z kałem. Część niewydalonego kadmu łączy się z małocząsteczkowym białkiem - metalotioneiną. Białko to zawiera w swym składzie dużą ilość grup

-SH(siarkowodorowych). Ma ono zdolność łączenia się również z potrzebnymi dla organizmu człowieka cynkiem i miedzią. W przypadku nadmiernej podaży kadmu, jony te nie są kumulowane w nerkach i wątrobie. Nerki są narządem krytycznym dla kadmu. W przypadku osiągnięcia stężenia 200μgCd/1gsm w przeliczeniu na 1g suchej masy nerki, następuje całkowite zahamowanie resorbcji zwrotnej w kanalikach nerkowych. Prowadzi to do „ucieczki” z moczem z organizmu jonów wapniowych i fosforanowych. Konsekwencją tego jest niewłaściwa struktura beleczki kostnej. Powoduje to nadłamliwość kości. Choroba wywołana zatruciem kadmem to choroba Iti-Iti. Charakterystycznym objawem jest kaczy chód oraz otwarte złamania kości długich. Ponadto kadm zaburza w organizmie człowieka gospodarkę jonami Cu⁺⁺ oraz Zn⁺⁺, jest embriotoksyczny, teratogenny oraz kancerogenny.

Kadm występuje w tytoniu w ilościach 1-2μgCd/1papieros. Literatura podaje, że palenie ok. 20 papierosów powoduje wzrost stężenia Cd we krwi o 1μg.

T_1/2 dla Cd wynosi ok. 15 lat

Tak więc narażenie organizmu nawet na stosunkowo małe dawki, ale w dłuższym czasie sprzyja jego zwiększonemu stężeniu w nerkach. Normatywy higieniczne na ten pierwiastek są bardzo ostre. DSB wynosi 1μg/100cm³krwi.

DSB(dopuszczalne stężenie biologiczne) - jest to najwyższe dopuszczalne stężenie ksenobiotyku w organizmie człowieka, które nie wywołuje jeszcze żadnych ujemnych skutków ubocznych u narażonego oraz u jego potomstwa.

Ołów

Jest to metal ciężki o stosunkowo niskiej temp. topnienia, miękki o srebrzysto niebieskim połysku, odporny na czynniki atmosferyczne. Ma szerokie zastosowanie w technice. Służy do produkcji stopów, szkła ołowiowego. Był stosowany jako dodatek do benzyny w formie tetraetylku ołowiu. Do produkcji pocisków(kul), akumulatorów ołowiowych. Dawniej był również używany do produkcji minii - lakier antykorozyjny.

Ołów stosowany jest jako osłony przeciw promieniowaniu jonizującemu.

Ołów wchłania się do organizmu wszystkimi drogami nawet przez nieuszkodzoną skórę(tj. etylina, minia).

Po wchłonięciu do organizmu dzieli się na trzy pule:

1. tzw. szybkowymienna, gdzie czas przebywania ołowiu w organizmie wynosi ok. 1tygodnia. Do puli tej zalicza się krew.

2. średniowymienna, czas przebywania wynosi do ok. 3miesięcy. Zaliczamy do niej narządy miąszowe(nerki, wątroba, mięśnie).

3. długowymienna, czas wynosi ok. 20lat. Do puli tej zalicza się kości płaskie(żebra, łopatki, miednica, zęby).

Ołów wykazuje następujące działanie toksyczne:

• neurotoksyczne

• hepatotoksyczne

• nefrotoksyczne

• wywołuje anemię, gdyż aż na czterech etapach syntezy hemu blokuje enzymy katalizujące ten proces. Dodatkowo wywołuje kruchość otoczki erytrocytalnej pogłębiając niedobór Hb.

Nie wykazano do tej pory działania rakotwórczego ołowiu.

Przewlekłe zatrucie ołowiem to ołowica.

Objawy kliniczne tej choroby to:

• bladość cery(szarość)

• drżenie kończyn

• znacznie obniżony iloraz inteligencji(IQ)

• apatyczność

• niska waga ciała

Osoba taka jest wiecznie zmęczona, śpiąca, występuje u niej brak możliwości koncentracji.

W przypadku ostrego zatrucia ołowiem występuje kolka ołowiowa oraz charakterystyczny rąbek ołowiany na styku dziąseł z zębami. Występuje nieprzyjemny metaliczny smak w ustach.

Szczególnie niebezpieczne jest narażenie dzieci na ołów, gdyż młode organizmy o szybkim przyroście masy kostnej łatwiej kumulują ten pierwiastek.

Efekt Picka jest to kontaminacja organizmu dziecka ołowiem poprzez lizanie brudnych rąk.

Wskaźnikiem na zatrucie ołowiem są:

• stężenie Pb we krwi(wartości tych norm są wciąż zaostrzane)

obecnie wynoszą 12μg/100cm³krwi dla dorosłego

6-8μg/100cm³krwi dla dzieci

poprzednie wartości to 20μg/100cm³krwi

a jeszcze wcześniejsze 50μg/100cm³krwi

• stężenie kwasu δ - aminolewulinowego w moczu(δ-ALA)

DSB - 20mg/l moczu

Innym wskaźnikiem jest obecność koproporfiryn w moczu oraz obecność nieinkorporowanego Fe⁺⁺ do pierścienia protoporfiryny w osoczu krwi.

Ołów, który raz zanieczyścił glebę powoduje, że gleba ta jest na zawsze utracona. Jedynym sposobem jej oczyszczenia jest jej usunięcie.

Rtęć

gpietraszewski Strona 1 z 15 2006-11-10

benzen

toluen

OH

CH₃

COONa

kwas benzoesowy

OH

COOH

kwas salicylowy

COOH

O

C

CH₃

O

aspiryna

CH₃

NO₂

NO₂

NO₂

trotyl

fenol

benzen

cykloheksan

X

X

X

X

X

X

orto (o)

meta (m)

para (p)

W

M_t

M

M = M_t + W

M > W

H

O

OH

O

O

H

O

OH

eliminacja

wchłanianie

ustalanie się równowagi

α

ADH

ADH

ADL

CO₂

+

H₂O

Glikol dietylenowy

Kwas szczawiowy

CH₃

OH

epoksybenzen

Fenol (substancja wydalana z moczem)

CH₃

COOH

Kwas benzoesowy

nadtlenek dietylu (substancja wybuchająca samoczynnie)

Ta reakcja trwa kilka godz.(nawet ok.4)

---