Wykład 1 29.09.2009r.

Żywność- zanieczyszczona mikroorganizmami lub substancjami przenikającymi ze środowiska => ZATRUCIA.

Toksykologia- nauka o truciznach; (tox- łuk, toxicos- substancja, którą zatruwano strzały, toxikon- trucizna, logos- wiedza, nauka)

Każda epoka miała własne charakterystyczne trucizny, określony stosunek do nich i wiedzę na temat zatruć;

Papirus Ebersa (1550 r.p.n.e.)

Księgi Rigweda (900 r.p.n.e.)

Informacje o stosowaniu: opium, alkaloidów tropenowych, cykuty, akonityny, metali- As, Pb, Sr, Cu, jadów węży, jadów insektów;

Hipokrates, Arystoteles, Theophrastus- opisy nowych trucizn roślinnych, właściwości, odtrutek stosowanych przy przedawkowaniu;

Śmierć Sokratesa- cykuta, szalej jadowity;

Diskonides- lekarz Nerona, pierwsza klasyfikacja trucizn według pochodzenia- zwierzęce, mineralne;

TRUCIZNA- środek pomocny w zdobyciu władzy lub majątku;

Era trucicielstwa- poszukiwanie środków zaradczych- ANTIDOTA;

Praktyki trucicielskie- jedno z głównych zagrożeń, na dworach zatrudniano urzędowych trucicieli, testatorów pożywienia;

Moses Maimonides (1135- 1204)

„Trucizny i ich odtrutki”

Pierwszy przewodnik racjonalnego postępowania w przypadkach zatruć truciznami różnego pochodzenia;

Trucizny i zatrucia stanowiły część życia politycznego i społecznego - Włochy, Francja.

Truciciele- Lukrecja Brogia, Katarzyna de Medici;

Średniowiecze- strach, rozmaite środki ostrożności podczas spożywania posiłków;

Francja- św. Ludwik-> potrawy podawane pod przykryciem;

Hiszpania- próbowanie wina;

Ofiary- Jan VII, Bonifacy VI, Jan XII, Jan XIV, Aleksander VI;

Renesans- Paracelsus -> prekursor toksykologii, sformułował pojęcie trucizny jako indywiduum chemicznego o określonych właściwościach i strukturze; wprowadza pojęcie dawki- Sola dosis facit venerum -> Wszystko jest trucizną i nic nią nie jest, o tym decyduje dawka;

NaCl- 200- 300g jednorazowo- dawka śmiertelna;

XVII / XIX wiek

Okres formowania się współczesnego kształtu toksykologii naukowej i praktycznej;

Rozwój nauk przyrodniczych- chemii, biochemii, fizjologii, patologii, wiedzy klinicznej, analizy chemicznej;

XX wiek

Szybki rozwój;

Postęp wiedzy, biologia molekularna, rozwój technik badawczych i analitycznych; rozwój badań poznawczych;

Toksykologia teoretyczna: ogólna, szczegółowa, doświadczalna;

1. OGÓLNA: definiowanie pojęć: trucizna, zatrucie, toksyczność, opis zjawisk;

współzależność budowy chemicznej, działania biologicznego, dawki;

podstawa biochemiczna- kinetyczne przemieszczanie, biotransformacja;

ogólne i systemowe mechanizmy;

2. SZCZEGÓŁOWA: systematyczne badania i opis;

podział trucizn; leków, metali, rozpuszczalników, środków

ochrony roślin, tworzyw sztucznych;

3. DOŚWIADCZALNA: działanie trucizn na organizm;

opracowanie modeli badawczych; śledzenie losów trucizn w

organizmie; mechanizmy powstawania wywołanych skutków;

Badania- In vitro: na wyizolowanych komórkach, tkankach, narządach;

In vivo: gatunki zwierząt;

Na ludziach;

Toksykologia stosowana (praktyczna): sądowo- lekarska, kliniczna, analityka toksykologiczna;

Toksykologia środowiska: całokształt oddziaływań związków chemicznych z biosferą;

Toksykologia przemysłowa: działanie na stanowiskach pracy, ekspozycja zawodowa;

Toksykologia żywności: narażenie na trucizny z żywności;

TRUCIZNA: substancja, która po wchłonięciu do organizmu lub wytworzona w organizmie powoduje zaburzenie jego funkcji lub śmierć;

NARAŻENIE: fizyczny kontakt żywego organizmu z czynnikiem chemicznym, biologicznym, fizycznym; wyrażony stężeniem lub natężeniem i czasem trwania;

(np. mg/m3/h)

EFEKT: każda biologiczna zmiana w organizmie, narządzie, tkance spowodowana lub związana z narażeniem na substancje chemiczne;

EFEKT SZKODLIWY: nieodwracalna zmiana biologiczna pojawiająca się podczas lub po zakończeniu narażenia, zaburzenia czynnościowe lub uszkodzenie morfologiczne, które może wpływać na wydolność całego organizmu lub może zmniejszyć jego sprawność;

może zwiększyć jego wrażliwość na działanie innych czynników;

Symptomy toksyczności:

- zmiany chorobowe

- choroby nowotworowe

- zmiany genetyczne

- uszkodzenia immunologiczne

- wady rozwojowe (embriotoksyczność, teratogenność)

- zaburzenia psychiczne

Stężenie krytyczne- narząd krytyczny;

Stężenie krytyczne w komórce- stężenie przy którym zachodzą zmiany czynnościowe komórki odwracalne lub nieodwracalne, niepożądane, szkodliwe;

Narząd krytyczny- narząd który pierwszy osiąga stężenie krytyczne substancji toksycznej;

DAWKA- ilość substancji chemicznej podana, pobrana lub wchłonięta do organizmu w określony sposób, która warunkuje brak lub wystąpienie efektów biologicznych wyrażonych odsetkiem organizmów odpowiadających na tę dawkę;

Dawkę podaje się w jednostkach wagowych na masę (mg/ kg m.c.) lub powierzchnię ciała, niekiedy na dobę (mg/ kg m.c./ dzień)

- dawka graniczna (progowa)

- dawka lecznicza

- dawka toksyczna

- dawka śmiertelna

- dawka śmiertelna medialna

Dawka progowa: dosis minima (DM); ilość substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne skutki biologiczne, najmniejszy poziom narażenia lub najmniejsza dawka, które powodują zmiany biochemiczne, przekształcające przystosowanie homeostatyczne;

Dawka lecznicza: Dosis therapeutica/ curatina; wykazuje działanie farmakoterapeutyczne, nie wywołuje istotnych zakłóceń procesów fizjologicznych;

Dawka toksyczna: Dosis Toxica (DT); ilość, która wywołuje zatrucie oraz odwracalne zaburzenia czynnościowe;

Dawka śmiertelna: Dosis letalis (DL); ilość substancji, która po jednorazowym podaniu powoduje śmierć;

Dawka śmiertelna medialna: (LD50) Lethal Dose; statystycznie obliczona (na podstawie wyników badań doświadczalnych) ilość substancji, która powoduje śmierć 50% organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób;

Klasy toksyczności po podaniu dożołądkowym;

Zakres LD50 (mg/ kg m.c.)	Klasa
<25	Bardzo toksyczna T+
25- 200	Toksyczna T
200- 2000	Szkodliwa Xn
2000<	Niesklasyfikowana

Związek	LD50 mg/kg m.c.
EtOH	10 000
NaCl	4 000
FeSO4	1 500
Morfina	900
Strychnina	150
Kurara	1
Jad grzechotnika	0,5
TCDD	0,01
Toksyna otulinowa	0,001

Zatrucie: proces chorobowy z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi wywołany przez substancję chemiczną pochodzenia egzogennego lub endogennego;

-ostre

-podostre

-przewlekłe

Zatrucia rozmyślne: samobójcze; najczęściej u ludzi w wieku od 20 d0 29 lat; zbrodnicze;

przyczyny- słaba odporność psychiczna w okresie młodości, trudności życia codziennego, stresy, kłopoty rodzinne, kłopoty w miejscu pracy, szkole;

Zatrucia przypadkowe

-ostre

-przewlekłe

-omyłkowe podanie leków lub ich przedawkowanie

-zatrucia chemikaliami w gospodarstwie domowym

-żywność skażona mikroorganizmami

-zanieczyszczenia- środki ochrony roślin na żywności

Leki jako przyczyna zatruć- 55% zatruć, przedawkowanie;

Najwięcej zatruć samobójczych- 5090 w 2004 roku w PL

Alkohole jako źródła zatruć- 2 miejsce, nie tylko EtOH ale także metanol, glikole

Gazy- 3 miejsce, przede wszystkim CO

TOKSYNA BOTULINOWA

1g- śmierć 1mln ludzi

Clostridium botulinum

- pałeczka beztlenowa

- ph 7.0- 7.3

- odporna na temperaturę (100 i -190˚ C)

- oporna na promieniowanie

- ginie przy sterylizacji

Polska w 2000roku- 72 przypadki zatrucia.

Minimalna dawka śmiertelna dla dorosłego człowieka- 10^-8 grama

Botulinizm dziecięcy- obecność w miodzie przetrwalników;

Objawy zatrucia (po 12- 40 godzinach):

- osłabienie

- dolegliwości ze strony układu pokarmowego

- działanie neurotyczne- porażenie nerwu wzrokowego

Wykład 2 06.10.2009r.

WCHŁANIANIE TRUCIZN DROGĄ POKARMOWĄ, ODDECHOWĄ, PRZEZ SKÓRĘ.

Biotransformacja, kumulacja, wydalanie

Niezależnie od drogi podania substancje chemiczne ulegają w organizmie różnorodnym procesom.

METABOLIZM: całość procesów określających los substancji obcych (ksenobiotyków) w organizmie;

1. Wchłanianie (absorpcja)

2. Rozmieszczenie (dystrybucja)

3. Przemiany biochemiczne (biotransformacja)

4. Wydalanie

WCHŁANIANIE

1. drogi wchłaniania:

- układ pokarmowy

- układ oddechowy

- skóra

Transport przez błony komórkowe- każda komórka otoczona błoną półprzepuszczalną, przez którą z różną szybkością przenikają jony i cząsteczki;

Rodzaje transportu ksenobiotyków przez błony:

- transport bierny (dyfuzja bierna): większość substancji obcych przechodzi przez błony za pomocą dyfuzji biernej; przenikanie substancji przez błony zależy od ich lipofilności i zmniejsza się wraz ze wzrostem stopnia jonizacji;

Prawo Ficka:

v = D * A (c1- c2) / d

v- szybkość dyfuzji

D- współczynnik dyfuzji

A- wielkość powierzchni błony

c1 - c2- różnica stężeń po obu stronach błony

d- grubość błony

- transport przez pory (absorpcja konwekcyjna): jony i substancje hydrofilne są transportowane wraz z wodą przez pory mające na zewnętrznej powierzchni błony ładunek + lub -, bądź są obojętne;

Szybkość przenikania

v = 1/η * (n * r² * A) * (c1- c2)/d

A-powierzchnia błony

n- liczba porów

r- promień porów

c1- c2- różnica stężeń

d- grubość błony

η- lepkość

- transport ułatwiony: substancja wiąże się z nośnikiem na jednej stronie powierzchni błony, w postaci kompleksu przechodzi przez błonę i odłącza się na jej drugiej powierzchni; substancje niezbędne dla metabolizmu pośredniego organizmu (glukoza, B12)' ksenobiotyki zbliżone do nich budową;

Cechy transportu nośnikowego: swoistość, wysycenie, hamowanie kompetencyjne;

- transport aktywny: wbrew gradientowi stężeń lub potencjałów, niezbędna energia z rozpadu ATP pod wpływem ATP-azy;

Jony Na+, K+ (pompa sodowo- potasowa)

Jony Ca2+, Fe2+

Wydzielenie jonów H+ w błonie śluzowej żołądka i kanalikach nerkowych

Aminokwasy, kwasy nukleinowe, substancje obce o zbliżonej budowie

- endocytoza: makrocząsteczki rozproszone lub zawieszone w środowisku- endocytoza; cząstki stałe- fagocytoza;

Makrocząsteczki rozpuszczone w środowisku np. białka- pinocytoza;

Tłuszcze

Glicerol

Białka

Witaminy A,D,E,K

Cholesterol

Bakterie

Ferrytyna

Jaja pasożytów

- transport przez pary jonowe

Wchłanianie z przewodu pokarmowego

Na całej długości przewodu pokarmowego, w największym stopniu w jelitach- dwunastnica; powierzchnia jelita cienkiego- 200-300 m²;

- jama ustna: bezpośrednie wchłanianie z pominięciem detoksykacyjnego działania wątroby; nitrogliceryna, nikotyna, kokaina, KCN, alkohole;

- żołądek: alkohole, KCN

- jelita: dobre wchłanianie- lipofilne nieelektrolity, niezjonizowane formy słabych kwasów i zasad; praktycznie nie absorbowane- mocne elektrolity, kwasy pH < 2,5, zasady pH > 8,5;

Nabłonek jelitowy: kosmki, enterocyty- pojedyncza warstwa komórek walcowatych;

Substancje litofilne: kwasy tłuszczowe, tetracykliny, kwas p-aminosalicylowy, DDT, PCB, WWA; przechodzą bezpośrednio do układu chłonnego i przez przewód piersiowy trafiają do krążenia ogólnego;

Wchłanianie przez układ oddechowy

Gzy i pary przez płuca- duża wydajność; pęcherzyki płucne- 300 - 500mln, powierzchnia 70 - 100 m²;

Trucizny wchłonięte są transportowane po organizmie z pominięciem wątroby; znaczenie w zatruciach zawodowych;

Uzależnione od stanu skupienia substancji;

Wchłanianie gazów i par- dyfuzja, substancje lotne dobrze rozpuszczalne w wodzie (NH3, HCL, EtOH) wchłaniane w górnych drogach oddechowych, substancje słabo rozpuszczalne w wodzie (NO, fosgen) w pęcherzykach płucnych;

Wielkość współczynnika podziału krew- powietrze wpływa na retencję par substancji toksycznej;

Wchłanianie przez skórę

Duże znaczenie w zatruciach zawodowych;

Skóra jest przepuszczalna dla wielu związków chemicznych, lipofilnych;

Mechanizmy przenikania ksenobiotyków:

- transport transepidermalny: dyfuzja bierna, absorpcja konwekcyjna; związki chemiczne o dużym współczynniku podziału olej- woda (>1), o małym stopniu jonizacji- węglowodory alifatyczne, aromatyczne; aminy aromatyczne; związki nitrowe; fenole; Pb(Et)4; insektycydy fosforoorganiczne;

Wielkość wchłoniętej dawki przez skórę:

D = A*C*T*Kp

A- powierzchnia skóry

C- stężenie substancji

T- czas ekspozycji

Kp- współczynnik przenikania

- transport transfolikularny: przydatki skóry, gruczoły łojowe, potowe, mieszki włosów;

Absorpcja konwekcyjna: z pominięciem bariery naskórka, elektrolity, metale ciężkie,;

BIOTRANSFORMACJA

Przemiany, jakim ulegają substancje obce w organizmie;

3 fazy:

1- utlenienie, redukcja, hydroliza

2- sprzęganie (biosynteza)

3- produkty 2 fazy ulegają aktywacji metabolicznej (do wolnych rodników: karboniowego, nitreniowego, episulfoniowego)

Zachodzi przy dziale enzymów w :

Wątrobie (III)

Nerkach (II)

Płucach (II)

Jelicie cienkim (II)

Łożysku (I)

Jajnikach (I)

Jądrach (I)

Skórze (I)

Siatkówce oka (I)

Osoczu krwi (I)

Tylko niewielka część substancji organicznych nie ulega biotransformacji:

- silnie polarne związki, kwas szczawiowy, kwasy sulfonowe, czwartorzędowe sole amoniowe;

- bardzo lotne związki, eter etylowy, cyklopropan, alkany

- substancje silnie lipofilne, kumulują się w tkance tłuszczowej, np. niektóre PCB

Enzymy mikrosomalne: biorą udział w reakcjach utleniania, redukcji i sprzęgania; utlenianie zachodzi przy udziale O2 oraz donoru H (NADPH lub NADH); monooksygenazy- enzymy katalizujące:

RH + O2 + NADPH + H+ ROH + H2O + NADP

Główne monooksygenazy siateczki śródplazmatycznej, enzymy grupy cytochromu

P- 450, cytochrom P- 450;

Biotransformacja ksenobiotyków- powstają metabolity o różnej aktywności biologicznej;

Detoksykacja:

- substancja toksyczna- metabolity o słabym działaniu toksycznym; np. sprzęganie z kwasem glikuronowym, siarkowym, glicyna, reakcje hydrolizy (wydalanie z moczem);

Aktywacja metaboliczna:

Substancje nieczynne biologicznie- silnie toksyczne metabolity; n. aldehydy, ketony, chinono- iminy, epoksydy;

1 faza- Mikrosomalne reakcje oksydo- redukcyjne:

- hydroksylacja

- epoksydacja

- dealkilacja

- deaminacja oksydatywna

- N- oksydacja

- N- hydroksylacja

- S- oksydacja

- desulfitacja

- dehalogenacja oksydatywna

- dehalogenacja redukcyjna

- redukcja i utlenianie jednoelektronowe

- redukcja związków nitrowych, azowych

2 faza- Reakcje SPRZĘGANIA

- sprzęganie z kwasem glukuronowym

- sprzęganie z kwasem siarkowym

- metylacja

- acetylacja

- sprzęganie z aminokwasami

- tworzenie kwasów merkapturowych

- tworzenie tiocyjaninów

EtOH

Niska toksyczność ostra

LD50 per os - 3 000 - 6 000 mg/kg m.c., najwięcej 7 060 mg/kg m.c

Wypicie w krótkim czasie 15- 250g czystego alkoholu etylowego może okazać się śmiertelne; przypadki śmiertelne zwykl uwarunkowane są innymi czynnikami osobniczymi;

Wchłanianie EtOH

Bardzo szybko wchłania się z przewodu pokarmowego

- jama ustna 5%

- żołądek 20%

- jelita 70- 75%

Metabolizm- ok. 95%

Wydalany w postaci niezmienionej- ok. 5%

Stabilizacja stężenia EtOH w tkankach;

Metabolizowany - 7- 8g / h

1 piwo = 25g EtOH = 3h

2etapy metabolizowania w komórce wątrobowej przy udziale enzymów:

MEOS- mikrosomalny układ utlenień

ADH- dehydrogenaza alkoholowa

CAT- katalaza

Dehydrogenaza aldehydowa

MEOS

CH3CH2OH + O2 CH3CHO + H2O

Układ MEOS przy O2 i NADPH

Znaczący- cytochrom P- 450

ADH

CH3CH2OH + NAD+ + ADH CH3CHO + NADH + H+

Stężenie ADH ma decydujący wpływ na osobniczą odporność na zamroczenie alkoholowe; 80 - 90 % EtOH zostaje utlenione; powstaje aldehyd octowy; jeśli ktoś ma dużo ADH- `mocna głowa';

CAT- katalaza

CH3CH2OH + CAT CH3CHO + H2O

10- 15%- udział utleniania

Powstaje aldehyd octowy- bardziej toksyczny niż EtOH;

2etap

CH3CHO + AlDH CH3COOH

Dehydrogenaza aldehydowa przekształca aldehyd octowy w kwas octowy;

Mechanizm działania toksycznego EtOH:

- nagromadzenie w cytozolu zredukowanych nukleotydów NADH, NADPH, jonów H+

- Aldehyd octowy- protoplazmatyczny, denaturuje białka, enzymy

- kwas octowy- zakwaszenie

- działanie depresyjne, narkotyczne, hepatotoksyczne,

- przenika do neuronów;

Wykład 3 13.10.1009r.

Dokończenie wykładu 2

Rozmieszczenie trucizn w ustroju: zależy od czynników fizjologicznych i od właściwości fizykochemicznych substancji;

Uwarunkowane powinowactwem do krwi i tkanek:

- substancje silnie związane przez białka osocza w mniejszym stopniu przenikają do narządów

- substancje o dużym powinowactwie do tkanek występują w małym stężeniu krwi;

Obszary o ograniczonej przepuszczalności dla substancji obcych: bariera krew- mozg, krew- płyn mózgowo- rdzeniowy; bariera łożyskowa, bariera krew- jądro;

Kumulacja trucizn:

1. w kance miękkiej

2. w tkance tłuszczowej

3. w tkance kostnej

Wiązanie przez białka tkanek ksenobitoyk składnik tkankowy

Wybiórcze umiejscowienie w niektórych narządach:

- glikozydy nasercowe wiążą się z białkami mięśnia sercowego

- tyroksyna z siateczką śródplazmatyczną wątroby i mięśni

- estradiol- błona śluzowa macicy

Wątroba / nerki- duża pojemność wiązania środków chemicznych;

W tkance tłuszczowej:

Związki lipofilne insektycydy polichlorowane (DDT, HCH, dielotryna), tiobarbiturany, dioksyny, PCB, WWA, Hg- organiczna;

Pozostają w tkance tłuszczowej człowieka przez długi czas- T1/2 DDT= 3.7 lat;

Znajduje się w stanie równowagi z krwią;

Niebezpieczeństwo nagłego uwolnienia nagromadzonej substancji wskutek głodu, choroby, ciąży i znacznego zwiększenia jej we krwi, wątrobie, nerkach, mózgu- ZATRUCIA WTÓRNE;

Odchudzanie- objawy zmęczenie chorobowe, toksyny uwalniane ze złogów w tkance tłuszczowej;

Kości i zęby:

- tetracykliny, F-, Sr2+, Pb2+, Ra2+

- wiązanie na powierzchni tkanki kostnej (wymiana między układem hydroksyapatytu a ksenobiotykiem): Pb, Sr, Ra wchodzą w skład hydroksyapatytu, jony F wymieniają jon OH;

- uwalnianie z powierzchni kości: zwiększona aktywność osteoblastyczna, działanie parahormonu (niedobór Ca), zakwaszenie organizmu (kwasica);

Wydalanie trucizn:

1. postać niezmieniona

2. jako polarne metabolity

Eliminacja- w zależności od właściwości fizykochemicznych;

- z moczem

- z żółcią

- z wydychanym powietrzem

- ze śliną

- z potem

- z mlekiem

Z MOCZEM

Substancje dobrze rozpuszczalne w wodzie

Ksenobiotyki o małej masie cząsteczkowej

- większość leków

- insektycydy fosforoorganiczne

- insektycydy karbaminowe

- fluorki

- Sr, Be, Se, Cd, Cr, Sn, Hg

Najważniejsza droga eliminacji

DROGA POKARMOWA

1. ze złuszczonym nabłonkiem jelitowym

2. z żółcią (krążenie jelitowo- wątrobowe)

Z POWIETRZEM

Przez płuca

- substancje lotne

- gazy, CO2, C2H6

- lotne metabolity CH3COOH, HCOOH

- rozpuszczalniki organiczne (etery, węglowodory)

Dyfuzja bierna

Wykład 3

MECHANIZM DZIAŁANIA TRUCIZN

CZYNNIKI WARUNKUJĄCE TOKSYCZNOŚĆ

KRYTERIA/ ZAKRES BADAŃ TOKSYKOMETRYCZNYCH

TOKSYCZNOŚĆ: zdolność substancji do wywołania uszkodzeń w organizmie zaburzenia funkcjonowania objawy zatruć;

Fazy rozwoju zatrucia:

1. wniknięcie i wchłonięcie

2. osiągnięcie w czasie stężenia przekraczającego siły obronne organizmu

3. interakcja z komórkami narządu lub tkanki docelowej (tworzenie wiązań z elementami komórki, zmiana struktury lub funkcji)

4. upośledzenie funkcji, zniszczenie narządu / ustroju, śmierć

Specyficzna wrażliwość na zatrucia: bez względu na rodzaj mechanizmu działania toksycznego; wystąpienie uszkodzeń; zależna od wrażliwości tkanek i narządów;

WĄTROBA : hepatocyty

Szeroka tolerancja i zdolność regeneracji uszkodzeń;

Neurony

Bardzo wrażliwe, brak zdolności regeneracji,

Molekularny mechanizm działania związku:

1. reakcje pierwotne ksenobiotyków z tkankami w ustroju

- interakcje ksenobiotyków z makrocząsteczkami błon komórkowych i wewnątrzkomórkowych, ze strukturami aktywnymi komórek;

- współdziałanie sił międzycząsteczkowych i tworzenie wiązań chemicznych;

2) zmiany wtórne

- zaburzenia ważnych dla życia procesów fizjologicznych oraz uszkodzeń morfologicznych;

3) upośledzenie, zmiana lub zanik funkcji tkanek i narządów

- objawy zatrucia

Receptory mechanizmu działania związku:

Struktury aktywne, białka regulacyjne zewnętrznej błony komorkowej;

Ksenobiotyki łączą się z receptorami :

- jonowo

- wiązaniami wodorowymi

- siłami van der Waalsa

- kowalencyjnie

Sposób i siła wiązania z receptorem określa jego aktywność wewnętrzną;

Powinowactwo: stopień `dopasowania' do miejsc wiążących receptora;

AGONISTA:

-duże powinowactwo do receptorów

-łatwo łączy się z receptorem- duża aktywność wewnętrzna

-pobudza czynności komórek w kierunku zaprogramowanym przez receptor

ANTAGONISTA:

- wiąże się z receptorem

- nie wywołuje działania

- utrudnia dostęp do receptora

- konkuruje o miejsca receptorowe

Mechanizmy specjalne:

Stres oksydacyjny: nagromadzenie w komórce reaktywnych wolnych rodników, których komórka nie jest w stanie zdetoksykować;

Metabolity o wysokiej aktywności wolne rodniki

O2*- , OH *

Wolne rodniki atakują błony biologiczne, lipidy, białka- peroksydacja, uszkodzenie tkanek;

Addukty z DNA, RNA- mutacje;

Np. WWA, Fe, Cr6+, CCl4

Zaburzenie homeostazy jonów Ca2+ w komórce: zahamowanie eksportu jonów Ca2+ z cytoplazmy- nagromadzenie jonów Ca2+- śmierć komórki; aldehydy, nadtlenki, nitrofenole, dioksyny

Toksyczne uszkodzenie czynności życiowych komórki:

- uszkodzenie procesu oksydatywnej fosforylacji (syntezy ATP z ADP) zatrzymanie procesów życiowych śmierć komórki;

Związki uszkadzające mitochondrialną syntezę ATP:

1. związki hamujące zaopatrzenie w wodór łańcucha transportu elektornów; fluorooctan

2. związku hamujące transport elektronów do tlenu- hamowanie aktywności oksydazy cytochromowej; H2S, HCN, NaN3

3. związku blokujące dostęp tlenu do łańcucha transportu elektronów; NaNO2, nitrofenole, Co, aminy aromatyczne

4. związki hamujące fosforylację ADP, DDT, pentachlorofenol;

Mutagenne działanie trucizn:

zmiany materiału genetycznego pod wpływem działania trucizn;

Mutacje indukowane:

1. genowe

2. chromosomowe

3. genomu

1. GENOWE (punktowe): każda zmiana sekwencji nukleotydowej genu

2. CHROMOSOMOWE: aberracje chromosomów (inwersja, translokacja, ubytek, delecja, duplikacja)

3. GENOMOWE: powstają komórki zawierające większą liczbę chromosomów, tri-, tetraploidalne;

Niektóre mutacje chromosomowe i genomowi prowadzą do mutacji letalnych, inne (utrwalone) powodują uszkodzenia dziedziczne;

Karcynogeneza chemiczna

I Konwersja nowotworowa

Karcynogen chemiczny

Aktywność metaboliczna

Aktywny metabolit

+ DNA

Zaburzenia ekspresji cech komórkowych

II Rozwój nowotworu

Komórka zmienna nowotworu

Zwiększenie

działania promocyjnego

Podział i rozwój progresywny

Nowotwór

Substancje o udowodnionym działaniu rakotwórczym:

- nieorganiczne; sole As (III), Cr (VI), Ni (II), Cd(II), Be (II)

- organiczne; benzen, 2- metyloamina, chlorek winylu, WWA, DDT, akrylamid;

- złożone; sadze, smoła, oleje mineralne;

- naturalne; aflatoksyny, safrole, nitrozoaminy;

Teratogeneza: zaburzenia strukturalne i czynnościowe powstające w dowolnych etapach przed zapłodnieniem i po zapłodnieniu; w rozwoju embrionalnym i płodowym; aż do wczesnego okresu dojrzewania pourodzeniowego;

Czynniki warunkujące toksyczność:

1) właściwości fizykochemiczne

- rozpuszczalność

- dysocjacja

- temperatura wrzenia i parowania

- wielkość cząstek

- budowa chemiczna związku

Rozpuszczalność: tylko związki, które są rozpuszczalne w wodzie lub lipidach stanowią zagrożenie;

praktycznie nierozpuszczalne: PbI, BaSO4, HgS; nie ma zagrożenia;

współczynnik podziału w 2 nie mieszających się fazach olej- woda;

Wielkość cząsteczek: o małych rozmiarach nanocząstki, duża dyspersja łatwiej wchłaniają się z przewodu pokarmowego, przez skórę, płuca;

Budowa chemiczna: budowa związku i jego struktura determinują działanie biologiczne;

Teoria receptorowa: wiązanie się ksenobiotyków z receptorem , enzymu z substratem;

Wiązania chemiczne: nienasycone kontra nasycone; zwiększenie reaktywności, większa toksyczność nienasycone;

Długość łańcucha, rozgałęzienia: związki alifatyczne, wzrost liczby węgli w łańcuchach oraz rozbudowa jego rozgałęzień; większa zdolność adsorpcyjna i wiązanie przez receptory toksyczność wzrasta;

Izomeria: orto < meta < para; wzrost toksyczności; organizm ludzki L- izomery aminokwasów, białek; bakterie D- izomery;

Podstawniki mogą zwiększać lub zmniejszać toksyczność związków;

Grupa - OH: zmniejsza toksyczność związków alifatycznych

C2H6 > C2H5OH

C3H7OH > glicerol

- COOH: toksyczność związku łańcuchowego i pierścieniowego, rośnie rozpuszczalność w wodzie substancji oraz wydalanie z moczem;

- SO3H, - SH: zmniejsza się działanie trujące, rośnie rozpuszczalność w wodzie;

- CH3CO-, CH3O-, C2H5O- , -N=N-: zwiększa się toksyczność związków alifatycznych i aromatycznych;

- CN: bardzo bardzo bardzo zwiększa się toksyczność;

Interakcje ksenobiotyków:

Synergizm

wzmocnienie;

A E , B E ,

½ A + ½ B > E, silniejszy efekt;

Spotęgowanie działania łącznego (potencja, aktywacja)

½ A + ½ B = E

Sumowanie działania łącznego (addycja): heksachlorobenzen + HgCl2

Wzrost toksycznośći

Antagonizm: osłabienie

A E BE

½ A + ½ B < E

tiamina + tiamina

awidyna + biotyna

kumaryna + 4- metylokumaryna

hamowanie aktywności enzymów, kompetencyjne wiązanie się z białkami, osłabienie toksyczności;

Wykład 4 20.10.2009r.

Do działań bezpiecznych i bardzo skutecznych we wczesnym okresie zatrucia należą:

1. przeniesienie chorego do atmosfery wolnej od toksyny

2. usunięcie przesyconego trucizną ubrania

3. usunięcie trucizny z powierzchni ciała

4. powodowanie wymiotów

Pierwsza pomoc.

Masaż serca przy nagłym zatrzymaniu czynności życiowych.

Sztuczna wentylacja płuc.

Równoczesny masaż serca i sztuczne oddychanie.

Zasady leczenia ostrych zatruć:

1. leczenie objawowe: zapewnienie wydolności układu oddechowego i układu krążenia za pomocą intensywnej opieki medycznej i intensywnej terapii; wyrównanie zaburzeń gospodarki wodno- elektrolitowej, równowagi kwasowo- zasadowej;

2. leczenie przyczynowe: przerwanie kontaktu z trucizną, przyspieszenie eliminacji, podawanie odtrutki;

Intensywna opieka medyczna:

I stałe monitorowanie podstawowych czynności życiowych

- czynność serca, EKG

- częstość tętna

- ośrodkowe ciśnienie żylne

- ciśnienie tętnicze krwi

- objętość wydechowa, wentylacja minutowa

- częstość oddychania

- ciśnienie wdechu / wydechu

- temperatura ciała

II badania biochemiczne, kilka razy na dobę

- równowaga kwasowo- zasadowa

- stężenie elektrolitów

- hematokryt

- masa właściwa moczu

III opieka pielęgniarska

Intensywne terapie:

1. utrzymanie wydalności układu oddechowego

2. utrzymanie wydalności układu krążenia

3. wyrównanie gospodarki wodno- elektrolitowej

4. wyrównanie zaburzeń równowagi kwasowo- zasadowej

5. pokrycie zapotrzebowania energetycznego

Utrzymanie wydolności układu oddechowego:

- usuwanie wydzieliny z górnego odcinka tchawicy

- przepłukiwanie gardła i jamy ustnej roztworami izotonicznymi

- odkażanie błon śluzowych

- oczyszczenie tchawicy i oskrzeli z zalegającej wydzieliny: oklepywanie klatki piersiowej, masaż wibracyjny, odsysanie wydzieliny, rozprężanie płuc;

- prawidłowa wentylacja płuc

Utrzymanie wydolności układu krążenia:

dynamiczny pomiar ośrodkowego ciśnienia żylnego:

- objętość krwi w dużych żyłach

- rozciągliwość i kurczliwość prawego przedsionka i prawej komory

- naczynioruchowe właściwości żył

- ciśnienie w klatce piersiowej

Kryteria śmierci biologicznej:

- utrata wszelkich objawów życia

- brak odruchów , całkowita wiotkość mięśni

- ustanie samoistnej czynności oddechowej

- spadek ciśnienia tętniczego krwi pomimo podawania płynów i amin presyjnych

- linia izotoniczna w prawidłowo techniczne wykonanej EEG nie wykazującej odchyleń mimo sztucznej stymulacji

Nie odnoszą się do dzieci, osób w stanie hipotermii oraz chorych zatrutych, u których zatrzymanie krążenia i oddychania jest bezwzględnym wskazaniem do rozpoczęcia reanimacji;

Kliniczne wskazania do podjęcia czynności reanimacyjnych:

- nagła utrata świadomości z niewyczuwalnym tętnem na tętnicy szyjnej

- rozszerzenie źrenic z utratą reakcji na światło

- ustanie czynności oddechowych

Prawidłowo prowadzona reanimacja- przywrócenie wydalności układu oddechowego, krążenia, prawidłowych odruchów neurologicznych, powrót świadomości;

Wyrównanie zaburzeń równowagi kwasowo- zasadowej.

KWASICA:

1. oddechowa:

- zaburzenia pobudliwości ośrodka oddechowego- leki wpływają ujemnie na ośrodkowy układ nerwowy

- zwiotczenie mięśni oddechowych

- zaleganie w płucach lub drogach oddechowych obfitej wydzieliny

2. metaboliczna

- zatrucie kwasami (salicylany)

- zatrucia przebiegające z zaburzeniami metabolizmu komórkowego (cyjanowodór)

ZASADOWICA:

1. oddechowa

- hiperwentylacja wywołana podawaniem leków pobudzających ośrodek oddechowy, np. salicylany, atropiny, kofeiny

2. metaboliczna:

- podawanie leków alkalizujących, po zastosowaniu zbyt dużej dawki wodorowęglanów w celu wyrównania kwasicy metabolicznej, a także na skutek niedoboru potasu, uporczywych wymiotów;

Wyrównanie zaburzeń wodno- elektrolitowych;

Powody nadmiernej utraty wody (2- 7l / 24h):

- wymioty

- biegunki

- toksyczne uszkodzenie kanalików nerkowych

- długo trwające stany gorączkowe

2l- 2 duże wymiotowania

Rodzaje zaburzeń wodno- elektrolitowych:

- odwodnienie hipotoniczne: straty elektrolitów przekraczają straty płynów; biegunki, wymioty;

- odwodnienie hipertoniczne: straty wody przekraczają ubytek elektrolitów, np. w zbyt małym dostarczaniu płynów u pacjentów nieprzytomnych lub wysoko gorączkujących;

- odwodnienie izotoniczne: równy niedobór elektrolitów i wody;

- niedobory potasu: uporczywe wymioty, biegunki, wielomocz, niewydolność nerek, odsysanie żołądka, uszkodzenie wątroby;

- przewodnienie: nieostrożnie, nadmierne podawanie płynów;

Pokrycie zapotrzebowania energetycznego:

- żywienie chorych nieprzytomnych: hiperalimentacja pozajelitowa;

Przerwanie kontaktu z trucizną:

- spowodowanie wymiotów

- płukanie żołądka- możliwe w najkrótszym czasie od przyjęcia trucizny; leki do 6h, salicylany do 12h;

Przyspieszenie eliminacji trucizny z organizmu:

- wydalanie toksyny z powietrzem wydechowym

- wydalanie z moczem

- wydalanie substancji toksycznych z kałem

- oczyszczanie nerkowe

- przetaczanie wymienne krwi

ODTRUTKI

1. swoiste:

- związki cheltujące

- reaktywatory

2. nieswoiste

ZWIĄZKI CHELATUJĄCE:

- dimerkaprol

- penicilamina

- kwas dietylenotriaminopentaooctowy

- deferoksamina

- wersenian diodowo- wapniowy

Dimerkaprol- zatrucia Hg

1. powstają kompleksy trudno rozpuszczalne w wodzie, łatwo dysocjujące

2. kompleksy łatwo rozpuszczalne i wydalane przez nerki, ich powstanie jest podstawą odtruwającego działania BAL-u;

H

H - C - OH

H - C - SH

H - C - SH

H

Dimerkaprol

Odtrutki, które przeprowadzają truciznę w związki rozpuszczalne:

1. związki wapnia

- zatrucia fluorem przeciwdziałają hiperkalcemii

- zatrucia szczawianami

2. siarczan protaminy

- zatrucia heparyną

REAKTYWATORY

1) Oksydazy cytochromowej w zatruciach cyjankami;

• związki methemoglonotwórcze:

- błękit metylenowy

- azotyn amylu

- azotyn sodu

- dimetyloaminofenol

- tiosiarczan sodu

• związki zawierające kobalt

- witamina B12

- wersenian dikobaltowy

2) Reaktywatory cholinoesterazy

Odtrutki witaminowe:

- B6, PP- w zatruciach po leczeniu dużymi dawkami izoniazydu

- K- w zatruciach związkami przeciwkrzepliwymi, antagonistami witaminy K (pochodne kumaryny, fenyloindandionu)

Odtrutki blokujące przemianę metaboliczną trucizn:

1. Alkohol etylowy: odtrutka w zatruciu metanolem, glikolem etylenowym, blokując ich przemianę metaboliczną do toksycznych metabolitów;

Enzymy odpowiedzialne za metabolizm alkoholu metylowego: dehydrogenaza alkoholowa, katalaza;

Odtrutki zmieniające szlak metaboliczny:

1. kwas foliowy- zatrucie metotreksatem;

2. tymidyna- zatrucie 5- fluorouracylem;

3. puryna- zatrucie 6- merkaptopuryną;

Odtrutki działające przez blokowanie receptorów:

1. nalokson:

w zatruciach morfiną i związkami pochodnymi morfiny;

współzawodnictwo receptorowe;

amorfina, heroina, kodeina, petydyna, metadon, fentanyl;

2. benzylopenicylina:

środek blokujący receptory dla grup:

falotoksyn- faloidyna, faloina, falacydyna, falizyna i fanina B';

anatoksyn- α, β, γ, δ, i ν - amanityna, amonina;

związków w muchomorze sromotnikowym

3. flumazenil:

w zatruciach pochodnymi benzodiazepin;

blokuje ich działanie na receptor benzodiazepinowy sprzężony z GABA wybudzający ze śpiączki;

4. Ro- 14- 4513

Imidazobenzodiazepina;

Znosi działanie pobudzająco- usypiające etanolu;

Niedopuszczalna do powszechnego użycia;

Nie wpływa na metabolizm alkoholu i jego stężenie we krwi;

Odtrutki działające na zasadzie antagonizmu farmakologicznego:

1. merkaptanina (cysteanina)

2. acetylocysteina

Stosowane w leczeniu zatruć paracetamolem, w chorobie popromiennej;

Działanie ochronne przez uzupełnianie niedoborów glutationu w wątrobie;

Odtrutki działające w zespole cholinolitycznym:

1. objawy cholinolityczne

- pochodzące z ośrodkowego układu nerwowego: pobudliwość, wzmożona ruchliwość, strach, omamy, drgawki, śpiączka, majaczenia, zaburzenia orientacji;

- pochodzące z obwodowego układu nerwowego: zaczerwienienie, sucha skóra, suchość w ustach, hipertermia, zatrzymanie moczu, zaburzenie rytmu serca, tachykardia zatokowa, rozszerzenie źrenic;

FIZOSTYGMINA: blokuje działanie cholinoesterazy, zwiększa stężenie acetylocholiny nerwów przywspółczulnych; pobudza układ cholinergiczny i dopaminergiczny; zwiększa wydzielanie śliny, potu, śluzu, zwęża źrenice, powoduje bradykardię, kurczy mięśnie gładkie pęcherza moczowego;

Zatrucia amfetaminą, efedryną, fenmetrazyną, atropiną, muchomorem sromotnikowym, psychotropami;

Odtrutki swoiste oparte na działaniu przeciwciał:

1. digitalis antidot:

fragment przeciwciała Fab- od owiec szczepionych digoksyną związaną z białkami

2. antytoksyny jadów węży

Odtrutki NIESWOISTE (w układzie pokarmowym):

- wiązanie (absorpcja) np. węgiel aktywowany

- tworzenie związków nierozpuszczalnych, np. białko jaja kurzego, mleko, sole wapnia

- utlenianie, np. nadmanganian potasu

- zobojętnianie, związanie kwasów i zasad, białko jaja, mleko

Węgiel aktywowany

Parafina ciekła- rozpuszczalniki organiczne

Skrobia, mąka ziemniaczana- jod

Chlorek sodu- azotan srebra

Nadmanganian potasu- alkaloidy, nikotyna

Fenotiazyna- LSD

Ziemia okrzemkowa Fullera- herbicydy

Krzemian glinowy- parakwat (herbicyd)

Białko jaja kurzego- metale, kwasy, zasady

Mleko- jak białko jaja, zatrucia szczawianem, fluorkami, nie przy zatruciach substancjami rozpuszczalnymi w tłuszczach;

Wykład 5 27.10.2009r.

Czynniki biologiczne a toksyczność

- wiek i rozwój osobniczy

- płeć

- hormony

- czynniki genetyczne

- choroby

- sposób odżywienia

- czynniki środowiskowe

WIEK I ROZWÓJ

Organizm noworodka jest bardziej wrażliwy ba zatrucia;

W wieku podeszłym organizm bardziej podatny na działanie trucizn;

PŁEĆ

Dojrzałe samce mniej wrażliwe niż samice, metabolizują ksenobiotyk z większą skutecznością; niekiedy samce bywają bardziej wrażliwe niż samice: nikotyna, Pb, epiferyna, digitoksyna, ergotamina (szczury);

HORMONY

Tyroksyna: aktywność mikrosomalnych enzymów wątrobowych; nadczynność wzrost,

niedoczynność spadek;

Nadnercza: aktywność wątrobowych enzymów mikrosomalnych;

Insulina: niedobór zmniejszona aktywność sprzęgania z kwasem glukuronowym;

Hormony przysadki: gruczoł tarczowy, nadnercza, gruczoły płciowe;

CZYNNIKI GENETYCZNE

Zaburzenia genetyczne; zmiany biologiczne wpływające na przemiany ksenobiotyków;

STAN ZDROWIA

- choroba wątroby: osłabiona zdolność przemiany ksenobiotyków;

- choroby nerek: upośledzenie wydalania ksenobiotyków z moczem;

- choroby serca: zmiany hydrodynamiczne krwi, ograniczona biotransformacja wątrobowa ksenobiotyków, ograniczona eliminacja z organizmu;

DIETA:

1. ubogobiałkowa:

brak białka- ogranicza aktywację metaboliczną; toksyczność strychniny rośnie, CCl4 maleje;

2. niedobór witamin

zmniejszenie aktywności układu monooksygenaz;

3. niedobór Ca, Mg, Zn, Fe, Se, Mn, Mo, Co, I

aktywatory wielu układów enzymatycznych, zmniejszona aktywność zależnych układów enzymatycznych;

4. niedostatek H2O

względne wysuszenie tkanek, wzrasta zawartość cytochromu P-450 w mikrosomach wątroby;

szybszy metabolizm heksobarbitalu;

5. przewodnienie

wzrasta rozpuszczalność wielu ksenobiotyków, przyspiesza ich wydalanie z moczem;

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

Wpływają na rytm biologiczny, aktywność enzymów; wpływają na toksyczność ksenobiotyków: ciśnienie, temperatura, promieniowanie jonizujące (UV), ektotoksyny;

Przystosowanie, adaptacja do trucizn.

PRZYSTOSOWANIE:

Wytworzenie przez mechanizm obronny organizmów substancji chroniących (zapobiegających) przed działaniem ksenobiotyków;

Stonka DDT- Aza

As2O3 arsenofagia (LD : 100mg 700 mg)

Rasputin uodpornił się arszenikiem

Wrażliwość gatunkowa: różne drogi metabolizowania trucizn między gatunkami;

Wrażliwość osobnicza: zróżnicowanie osobnicze (wrażliwość na truciznę w obrębie tego samego gatunku), polimorfizm genetyczny;

TOKSYKOMETRIA

Ocena toksyczności substancji chemicznej;

1. Co… ?

Ustalenie rodzaju biologicznych skutków szkodliwego działania substancji na organizm zwierząt laboratoryjnych;

2. Ile… ?

Ustalenie ilościowej zależności typu dawka- efekt, dawka- odpowiedź;

3. W jaki sposób… ?

Ustalenie mechanizmów działania substancji toksycznej;

Zależność DAWKA- EFEKT

Ilościowa zależność między dawką a wielkością skutku biologicznego u pojedynczego osobnika lub u części populacji;

zależność --: dawka- efekt;

Zależność DAWKA- ODPOWIEDŹ

Zależność między dawką substancji a liczbą lub odsetkiem osobników, u których wystąpił skutek biologiczny;

Kierunki badań toksykometrycznych

- toksyczność ostra

- toksyczność podostra

- toksyczność przewlekła

- działanie rakotwórcze

- teratogenność

- wpływ na płodność, rozrodczość

- efekty drażniące, żrące

- działanie uczulające

- działanie neurotoksyczne

Interpretacja, wykorzystanie badań

Wątpliwości:

- badania toksykometryczne wykonuje się na zwierzętach laboratoryjnych

- konieczność ekstrapolacji z jednego gatunku na inny, np. zwierzę- człowiek

- człowiek bardziej wrażliwy od zwierząt, ale znane są przypadki odwrotne

Argumenty za:

- patogeneza- zatrucia dla większości ksenobiotyków podobne są u człowieka jak u innych zwierząt;

Ekstrapolacja wyników badań

NOAEL- poziom nieefektywny dla zwierząt

ADI- dzienna dopuszczalna dawka dla człowieka (mg/ kg m.c./ 24h)

NOAEL/100- margines bezpieczeństwa

Źródła niepewności:

- ograniczona liczba zwierząt do badań

- mniejsza zdolność metabolizowania u człowieka (wrażliwość gatunkowa)

- odchylenia w obrębie populacji ludzkiej (wrażliwość osobnicza)

- możliwość interakcji z innymi substancjami

- wnikanie do organizmu kilkoma drogami

WYBRANE TRUCIZNY NATURALNE POCHODZENIA ROŚLINNEGO

Produkty roślinne w diecie człowieka: zboża, warzywa, owoce, orzechy, nasiona;

Używki roślinne: kawa, herbata, kakao;

Rośliny lecznicze: leki roślinne, napary, herbatki, suplementy;

Zatrucia roślinami:

40 - 50 tys. Zatruć roślinami w Polsce

10 % zatrucia grzybami

Składniki toksyczne roślin wyższych:

1. Glikozydy cyjanogenne

2. Hemaglutyniny

3. Saponiny

4. Substancje goitrogenne

5. Inhibitory enzymów trawiennych

6. alkaloidy

1) amygdalina:

Migdał, morela, śliwa, brzoskwinia, wiśnia, pigwa, jarzębina;

Kompot z wiśni HCN 0,01 - 0,39 mg/kg;

Amygdalina = glukoza + aldehyd benzoesowy + HCN;

Nasiona pestek bogatych w Glikozydy cyjanogenne ciężkie zatrucia;

Działanie biologiczne:

- HCN- poraża układ enzymatyczny cytochromów

LD50- 0,5 - 3,5 mg/ kg m.c. (~100mg)

Zaburzenia w oddychaniu tkankowym (niedobór O), niepokój, stany lękowe, bóle głowy, odrętwienie błony śluzowej jamy ustnej, zaczerwienienie powłok skórnych;

Pierwsza pomoc:

1 % NaNO2 (methemoglobina) 30% Na2S2O3 (wiąże HCN)

Usunięcie jonu cyjankowego, wiązany do kwasu (mniej szkodliwego);

Długotrwałe podawanie HCN- niszczenie tkanki nerwu wzrokowego; ślepota;

Amigdalina hamuje wzrost komórek nowotworowych; dawki lecznicze: 0,25mg;

Kontrowersje!

Mg HCN/ 100g

gorzkie migdały	250	amygdalina
kassawa (korzeń)	53	linamaryna
sorgo	250	durryna
fasola limeńska	10 - 312	linamaryna

Glokozydy nasercowe

~ 60 glikozydów

Naparstnica purpurowa: roślina ozdobna, związki kardenolidowe (purpureaglikozydy A i B), glikogitalotoksyny;

Działanie toksyczne: kumulują się w mięśniu sercowym, działanie toksyczne na serce, zmiana rytmu serca, migotanie komór, śmierć;

Konwalia majowa: konwalotoksyna, konwalozyd, lokundiozyd,

Wszystkie części rośliny są silnie trujące; odnotowano przypadki, gdy 5- letnie dziecko zmarło po wypiciu wody z wazonu, w którym stały konwalie;

Zatrucia występują po spożyciu owoców lub gryzieniu, ssaniu łodyżek lub liści;

Działanie toksyczne: nasercowe;

3) Związki saponinowe:

Kąkol: chwast zbóż, gitagenina, zatrucia zwierząt i ludzi po spożyciu mąki zanieczyszczonej kąkolem, nasion przez dzieci;

Zatrucia:

- ostre- gwałtowne drgawki,

- podostre- zaburzenia żołądkowo- jelitowe,

Glikozydy obniżające napięcie powierzchniowie w wielu roślinach (szpinak, szparagi, buraki)

- obniżają poziom cholesterolu w związku z tworzeniem nierozpuszczalnych kompleksów

- uszkodzenia wątroby, hemoliza czerwonych krwinek, niewydolność układu oddechowego, śpiączka,

- dawka LD50 dla szczurów 50 - 160 mg/ kg m.c.

Działanie biologiczne:

- hemoliza erytrocytów, zahamowanie wzrostu, ubytek masy ciała u zwierząt, rozmiękczenie kości (osteomalacja), antagonizm z wit. D;

2) hemaglutyniny

Nasiona roślin strączkowych (fasola, groch, soczewica), zawierają białko- facynę;

- aglutynacja krwinek czerwonych

- zahamowanie wzrostu u zwierząt doświadczalnych

Przypadki zatruć po spożyciu nie dogotowanych nasion soi, fasoli;

- mdłości

- wymioty

- biegunka

4) substancje goitrogenne

* tioglikozydy (glukozinolany)

- rośliny z rodziny krzyżowych kapusta, rzodkiewka, rzepak, jarmuż

- nieprzyjemny smak i zapach

- ulegają w znacznym stopniu rozkładowi i usuwane są z parą wodną (w czasie gotowania)

- podrażnienie przewodu pokarmowego

- własności wolotwórcze

Wykład 6 3.11.2009r.

CHOROBY ODZWIERZĘCE ZAKAŹNE I PASOŻYTNICZE

Choroby zakaźne: wywołane przez chorobotwórcze czynniki biologiczne; choroby zwierząt, które ze względu na charakter, sposób powstawania i szerzenie się stwarzają zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt;

Antropozoonozy

Choroby zwierzęce przenoszone na człowieka;

Epizoocje

Tylko wśród zwierząt;

Bakterie bipatogenne

Szkodliwe dla zwierząt i dla człowieka;

Bakterie unipatogenne

Szkodliwe tylko dla zwierząt;

BSE GĄBCZASTA ENCEFALOPATIA BYDŁA

Czynnik zakaźny: zmienione patologicznie zakaźne białko prionowe odpowiedzialne za wystąpienie zmian struktury przestrzennej białek komórkowych neuronów mózgowia;

• zmiany neurodegeneracyjne mózgu (gąbczaste encefalopatie) wariant choroby Creutzfeldta- Jacoba u ludzi; choroba szalonych krów u bydla;

w zdrowym organizmie białko PrP znajduje się na błonach komórek nerwowych i współdziała z acetylocholiną w przekazywaniu informacji;

u chorych zwierząt wewnątrz komórek nerwowych zakłóca funkcjonowanie; rozwój choroby zależy od zetknięcia się normalnych białek z przekształconą formą; przekształcona zmienia budowę normalnej;

geny warunkujące powstawanie białek PrP;

czynnik chorobowy- odporny na procedury inaktywacyjne (odporność białka na proteolizę);

WĄGLIK (Bacillus anthrais)

Czynnik zakaźny: laseczka wąglika, wytwarzająca przetrwalniki bardzo wytrzymałe na warunki środowiskowe;

U bydła, koni, owiec, kóz;

Toksyczność bakterii- mieszanina trzech białek antygenu PA, czynnika EF, czynnika LF;

Antygen PA: antygen ochronny, umożliwia wniknięcie toksyny wąglika do wnętrza komórek;

Czynnik EF: czynnik obrzęku, to białko zależne od Ca, które zwiększając poziom cAMP w komórce zaburza jej homeostazę i szlaki przekazywania sygnału;

Czynnik LF: letalny, zależna od Zn proteaza, hamuje aktywność kinaz, co prowadzi do zaburzeń szlaków przekazywania sygnału w komórce i do apoptozy;

Drogi wnikania:

- oddechowa- postać płucna (najbardziej śmiertelna)

- pokarmowa- postać jelitowa

- skóra- postać skórna

Postać skórna: odczyn zapalny lub postać rozlana, pęcherzyk lub naciek zapalny, powiększenie węzłów chłonnych;

Postać płucna: ciężkie zapalenie płuc, wysoka gorączka, dreszcze, kaszel, krwawa plwocina, duszności, sinica, częste zgony od 24 do 36 h po zarażeniu;

Postać jelitowa: biegunka śluzowa- krwista, bóle brzucha, wymioty, wysoka gorączka, częste zgony po 2-3 dniach;

BROŃ BIOLOGICZNA!!

Źródła zakażenia:

- chore zwierzęta

- produkty pochodzące id chorych zwierząt: mięso, krew, skóra, wełna, kości, włosie, mączki mięsno- kostne;

- tereny grzebowisk zwierząt padłych zakażonych wąglikiem niewłaściwie pogrzebanych;

- kał zwierząt mięsożernych żywiących się padliną;

Przetrwalniki są odporne na:

- środki dezynfekujące

- wysokie i niskie temperatury

- zróżnicowane pH

- promieniowanie jonizujące

- wysychanie

Wrażliwe na:

- 4% formaldehyd

- 3% kwas nadoctowy

PRYSZCZYCA

Choroba pyska i racic

Czynnik zakaźny: wirus pryszczycy (duża zmienność cech biologicznych);

Występuje u: bydła, owiec, kóz, świń;

Źródło zakażenia: mleko, rzadko mięso;

Optymalne warunki rozwoju 7.3 - 7.2 pH; poniżej pH 6.5 wirusy bardzo szybko giną;

Odporny na działanie alkoholu, eteru, chloroformu;

W temperaturze 60 - 64 º C ginie w ciągu 0.5 h;

Jedna z najbardziej zakaźnych chorób zwierząt;

Drogi kontaktu:

- zwierzęta

- rośliny

- ludzie (poprzez powłoki skórne)

- artykuły spożywcze

- nawierzchnia dróg, targowisk, przedmiotów

- wiatr (60 km/h na lądzie, 300km/h nad morzem)

Wydalony poprzez:

- ślinę

- mleko

- kał

Objawy:

- gorączka, dreszcze, wymioty, bóle brzucha, suchość w ustach, biegunka, osłabienie, pęcherze na skórze rąk;

Przebieg choroby u ludzi- łagodny, 8- 14 dni wyzdrowienie;

Nosiciele- psy, koty, ptaki, krowy, owce, które przebyły chorobę;

PTASIA GRYPA

Czynnik zakaźny: typ A wirusa grypy;

H5N1- najgroźniejszy szczep wirusa;

Źródło zakażenia: ptaki wodne (łabędzie, kaczki, gęsi)

W chwili obecnej człowiek może zarazić się jedynie od zwierzęcia, ale zupełnie prawdopodobne jest pojawienie się (na drodze mutacji) zmiany w genetycznej strukturze wirusa umożliwiającej przenoszenie się z człowieka na człowieka;

Objawy u ludzi:

- gorączka

- kaszel

- ból gardła

- bóle mięśni, stawów

- zapalenie spojówek

W ciężkich przypadkach zaburzenia układu oddechowego - zapalenie oskrzeli, płuc;

Grupy podwyższonego ryzyka:

- zdrowe dzieci od 6 do 23 miesiąca

- kobiety w ciąży

- dzieci i młodzież od 6 miesiąca do 18 roku życia leczone przewlekle kwasem acetylosalicylowym

- dorośli i dzieci chorzy na przewlekłe choroby układu sercowo- naczyniowego lub oddechowego

- dorośli i dzieci, którzy w minionym roku często przebywali w szpitalu z powodu chorób metabolicznych (cukrzyca, niewydolność nerek)

- po przeszczepie organu

WŚCIEKLIZNA

Czynnik zakaźny: wirus atakujący ośrodkowy układ nerwowy

Źródła zakażenia:

- pokąsanie przez chore zwierzę

- zanieczyszczenie śliną zwierząt chorych ran lub błony śluzowej

Najczęściej chorują dziko żyjące zwierzęta mięsożerne (lisy), psy, koty, nietoperze, gryzonie;

Objawy:

- zapalenie mózgu, rdzenia kręgowego

- bóle głowy, gorączka, wymioty, nudności, świąd w okolicy ukąszenia, ataki szału, wodowstręt, omamy wzrokowe, ślinotok, porażenia, śmierć;

PASOŻYTY

1. tasiemiec nieuzbrojony

wypełnione jajami człony tasiemca SA wydalanie wraz z kałem z organizmu żywiciela ostatecznego (człowieka)

jaja są zjadane przez żywiciela pośredniego (bydło)

w jelicie krowy z jaja wylęga się pierwsza postać larwalna- kulista onkosfera, larwa przedostaje się przez ścianki jelita do naczyń krwionośnych i wędruje wraz z krwią do mięśni;

onkosfera przekształca się w następną larwę- wągra;

wągry przedostają się do żywiciela ostatecznego, kiedy ten, np. zje surową albo surową zarażoną wołowinę;

Źródło zakażenia:

- surowe lub niedogotowane mięso wołowe;

Objawy:

- swędzenie w okolicach odbytu

- bóle brzucha

- wymioty

- nudności

- zaparcia na przemian z biegunką

- zaburzenia mózgowe, wzrokowe na skutek działania toksyn

Zapobieganie

- higiena

- badania weterynaryjne mięsa

2. tasiemiec uzbrojony

Źródło zakażenia:

- surowa lub niedogotowana wieprzowina pochodząca od zakażonego osobnika

Objawy:

- awitaminoza

- anemia

- osłabienie

- zaburzenia jelitowe

- wymioty

- bóle głowy

Rozwój jak nieuzbrojonego!

3. Bruzdogłowiec szeroki

Czynnik zakaźny: dojrzała postać wągra ryby

Cykl rozwojowy

Jaja otoczone grubą okrywą woda larwa oczlik (żywiciel pośredni) procerkoid ryba (żywiciel pośredni) wągry w mięśniach człowiek (żywiciel ostateczny) postać dojrzała

Objawy:

- może przebiegać bez widocznych objawów

- zaburzenia żołądkowo- jelitowe a po dłuższym czasie niedokrwistość na skutek działanie toksyn hemolizujących krwinki czerwone;

Zapobieganie:

- unikanie surowych ryb

- niska lub wysoka temperatura (-10, 50 º C)

- solenie

- marynowanie

4. Wągrzyca

Wągry świńskie

Źródło:

- produkty zakażone jajeczkami tasiemca, woda zanieczyszczona kałem ludzkim, samozakażenie0 brudne ręce!

Objawy:

- zależne od umiejscowienia

Wągry w oponach miękkich u podstawy mózgu układają się w grona pęcherzyków- zapalenie opon mózgowych, objawy uciskowe, padaczka, wodogłowie;

W oku szczególnie u ludzi młodych, podspojówkowo, w tkance podskórnej powieki, we włóknach mięśnia okrężnego oka, pod siatkówką, w ciele szklistym, oczodole;

W zagięciach kończyn, okolicach karku, szyi, lewego policzka;

W mięśniach wągry szybko obumierają;

Wągrzyca skóry: zmniejszenie czucia, osłabienie kończyn, bóle w okolicy nerwu kulszowego, zesztywnienie malego palca u ręki, utrudnione oddawanie kału;

5. motylica wątrobowa

żywiciel pośredni: ślimaki (błotniarka stawowa)

żywiciel ostateczny: owce, bydło, kozy, rzadziej człowiek

Źródło:

- zanieczyszczone cerkariami warzywa

Objawy:

- wymioty, biegunka, żółtaczka, podwyższona temperatura, niedokrwistość, osłabienie serca, może dojść do śmierci;

Najczęściej pasożytuje w wątrobie, przewodach żółciowych;

Zakażone warzywa

Zakażone mięso wołowe

6. włośnica

Czynnik zakaźny: larwa włośnia krętego

Źródło: mięso zakażonych świń, dzików, koni

Okresy zachorowania na włośnicę u człowieka

I

- 9- 12 dni- włośnie w przewodzie pokarmowym

- zaburzenia gastryczne, brak apetytu

- nudności

- biegunki

- wymioty

- ociężałość kończyn

- bóle głowy

- wysoka temperatura

II

- 2- 3 tygodnie

- larwy włości przedostają się do mięśni poprzecznie prążkowanych

- bóle w okolicach czoła, oczu, nasady nosa

- obrzęk powiek, twarzy

- pragnienie

- nadwrażliwość na światło

- wysoka temperatura

III

- 3- 4 tygodnie

- włośnie przedostają się do innych partii mięśni

- silne bole mięśni

- tężenie mięśni

- trudności w wykonywaniu ruchów

- leukocytoza

- śmierć (30%)

Możliwe powikłania:

- zapalenie oskrzeli i płuc

- zapalenie mięśnia sercowego

- uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego;

Wykład 7 10.11.2009rok

Wybrane trucizny naturalne pochodzenia roślinnego

Dokończenie wykładu 5.

4 ) Substancje goitrogenne (wolotwórcze):

• tioglikozydy (glukozinolany)

rośliny z rodziny krzyżowych (Cruciferae)

kapusty, rzodkiewka, rzepak, jarmuż, chrzan, gorczyca, kalarepa, brukselka, brokuły, kalafior, rzepa

Właściwości:

- nieprzyjemny smak i zapach

Enzym tioglikozydaza (mirozynaza): izotiocyjaniny, nitryle, tiocyjaniny;

Działanie biologiczne:

- blokowanie powstawania jodowanych aminokwasów

- zwiększanie wydzielenia TSH

- powiększenie tarczycy

Goitryna (WOT):

- blokuje wbudowywanie jodu w pierścień tyrozyny lub tyroniny

- uniemożliwia powstanie tyroksyny

- powiększenie wątroby

- wole

- zdolność hamowania procesów nowotworowych

Czynniki odpowiedzialne za fawizm:

Fawizm:

syndrom ostrej anemii hemolitycznej, wywołany spożyciem surowego lub niedogotowanego bobu; występuje w populacjach basenu Morza Śródziemnego i Chin;

* pochodne pirymidyny: wicyna, konwicyna

Objawy kliniczne:

- bladość

- zmęczenie

- płytki oddech

- nudności

- bóle w dole brzucha

- gorączka

- dreszcze

W cięższych przypadkach:

- niewydolność nerek

- objawy 24h- 2 dni po spożyciu

Osobnicy podatni na fawizm mają obniżony poziom dehydrogenazy glukozo- 6- fosforanowej i GSH;

Latyryzm:

choroba związana ze spożyciem w stanie surowym groszku; wystepuje w krajach europejskich w rejonie Morza Śródziemnego, Afryce Północnej, Indiach;

Objawy:

- ze strony układu kostnego, nerwowego

- sztywność kończyn dolnych, paraliż, porażenia

Dwie postacie choroby:

1. osteolatyryzm

u zwierząt; objawia się świszczącym oddechem, chwiejnym chodem;

substancja toksyczna wyodrębniona z groszku β - L- glutamyloaminopropionitryl (β- APN); inhibitor oksydazy lizylowej;

objawy zatruć:

- zniekształcenia szkieletowe

- zaburzenia wzrostu chrząstek i łamliwość kości

- hamowanie oksydazy lizolowej katalizującej wytwarzanie allizyny w elastynie i kolagenie;

- wzrost rozpuszczalności i spadek wytrzymałości kolagenu;

2. neurolatyryzm

u ludzi, porażenie kończyn dolnych, sztywność mięśni;

kwas β- N- szczawiano - L - α, β - diaminopropionowy (β- ODAP), neurotoksyczny aminokwas;

5) inhibitory enzymów trawiennych

Inhibitory trypsyny: w wielu gatunkach roślin, soja, fasola, pszenica, kukurydza, bób, groch, ziemniaki;

- hamują aktywność trypsyny i chymotrypsyny

- tworzenie kompleksu enzym- inhibitor (grupy MH2- trypsyny z COOH- inhibitora)

- powodują niedobór aminokwasów (metioniny)

- inaktywacja podczas gotowania (ziemniaki, pszenica)

Inhibitory amylaz: nasiona fasoli, grochu, soczewicy

- białka wrażliwe na obróbkę termiczną

- 10 min gotowanie nasion strączkowych powoduje ich unieczynnienie

6) Alkaloidy

Substancje pochodzenia roślinnego, azot w cząsteczce charakter zasadowy, silne działanie fizjologiczne;

- występują w około 10% poznanych gatunków roślin

- > 5000 alkaloidów

- większość- silne działanie toksyczne, różne w zależności od budowy;

Alkaloidy i ich pochodne

1. tropanu

2. puryny (kofeina, teobromina, teofilina)

3. pirydyny, piperydyny (koniina, nikotyna)

4. chinoliny (chinina)

5. izochinoliny (papaweryna, narkotyna- opium, morfina, kodeina- opium, heroina)

6. indolu

7. steroidowe

Tropanowe: atropina, L- hioscyjanina, skopolamina, belladonina; rośliny z rodzaju psiankowatych (ziemniak, pomidor);

• pokrzyk wilcza jagoda;

atropina, skopolamina;

toksyczne owoce;

dawka śmiertelna 4 owoce- dzieci, 20- dorośli;

• lulek czarny

L- hioscyjanina, atropina, skopolamina;

Nasiona podobne do nasion maku;

• bieluń dziędzierzawa

L- hioscyjanina, skopolamina

Liście, nasiona toksyczne (palone liście- wdychane wyziewy), stosowane do odurzania przez narkomanów;

Objawy zatruć atropiną:

- silne podniecenie ruchowe

- omamy wzrokowe, słuchowe

- zaparcia

- porażenie akomodacji

- rozszerzenie źrenicy

- suchość błon śluzowych

- zaczerwienienie powłok skórnych

- podwyższona temperatura

- przyspieszenie tętna

- utrata świadomości

Alkaloidy inochinolinowe: morfina (maki), kodeina, narkotyna, papaweryna (sok mleczny maku);

• mak lekarski

w soku mlecznym we wszystkich organach maku z wyjątkiem nasion;

opium: zestalony sok mleczny wyciśnięty z makówek, słomy makowej;

Alkaloidy indolowe:

• sporysz- buławinka czerwona

- pasożyt zbóż (żyto, pszenica) i traw - ciemnofioletowe rożki w kłosach;

- ponad 30 związków alkaloidowych

Pochodne kwasu lizergowego, wrgometyna, ergotoksyna, ergokryptyna, ergotamina, ergokornina;

Zatrucia po spożyciu mąki otrzymanej z przemiału zboża zanieczyszczonego sporyszem;

Objawy zatrucia:

- wymioty

- zaburzenia żołądkowo- jelitowe

- drgawki, sinica

- ślinotok

- porażenie kończyn

- otępienie umysłowe

Działanie toksyczne:

- skurcze mięśni gładkich naczyń krwionośnych macicy

- degeneracja naczyń krwionośnych w kończynach

- bóle brzucha, kolki, wymioty, biegunki

Strychnina:

• kulczyba wronie oko

• drzewa z rejonów tropikalnych

strychnina, brucyna najsilniej działające alkaloidy

- skurcz mięśni

- drgawki

- porażenie ośrodka oddechowego

Kurara:

Mieszanina ok. 40 alkaloidów:

Kuraryna, toksyferyna, tubokuraryna;

Najbardziej trujący;

Otrzymywana z południowoamerykańskich lian Strychnos,

- działa porażająco na mięśnie szkieletowe

- paraliż mięśni twarzy i szyi

- następnie porażone są mięśnie brzucha i przepony

- paraliż płuc

- śmierć przez uduszenie

Dawka śmiertelna 100mg/kg

Alkaloidy steroidowe:

Solanina

• ziemniak

• psianka czarna

• psianka słodkogórz

• ciemiężyca biała

• pomidory

• oberżyna

ziemniaki 2- 15 mg/ 100g m.m.

w okresie kiełkowania

przy zazielenieniu

pod wpływem światła wzrasta ilość solaniny

w bulwach ziemniaczanych występuje tuż pod skórą

rozpuszczalna w wodzie

inhibitor cholinesterazy

objawy zatrucia:

- objawy ze strony przewodu pokarmowego, układu nerwowego

- mdłości, wymioty, zaburzenia żołądkowo- jelitowe z kolką i biegunką

- bóle głowy, niepokój, zaburzenia krążenia i oddechu, rozszerzenie źrenic, otępienie, brak odruchów

- w wielu krajach zabrania się obrotu żywnością o wysokiej zawartości solaniny

- FDA (USA) do 200mg/ kg

Tojad mocny:

Akonityna, benzylokonina,

- jedna z najgroźniejszych roślin w Polsce

- najbardziej trująca wśród europejskich

- już samo zerwanie i podrażnienie skóry stany zapalne skóry, zatrucie

- spożycie korzenia- śmiertelne

Działanie toksyczne:

- poraża układ nerwowy

- pobudza ośrodek wymiotny

- rozszerzenie źrenic

- zaburzenia rytmu serca

- spadek ciśnienia krwi

Alkaloidy dwuterpenowe:

• życica odurzająca

Temulina, lolina, perlolina

- chwast pól uprawnych i ugorów

- w ziarniakach- Templina

- zatrucia w wyniku spożycia chleba sporządzonego z mąki zanieczyszczonej tym chwastem

Objawy:

- porażenie ośrodkowego układu nerwowego

- odurzenie

- działanie narkotyczne

- zawroty głowy

- wymioty

- senność

- porażenie oddechu

Alkaloidy pochodne pirydyny i piperydyny:

• Tytoń szlachetny

Nikotyna

- stymuluje układ nerwowy

- stymuluje układ krążenia, częstoskurcz

- wzrost ciśnienia krwi

- hamuje wydzielanie trzustki

- hamuje przepływ krwi przez trzustkę

- spowalnia opróżnianie żołądka

• szczwół plamisty

konhydryna, kroniceina, koniina (0.2 - 1%)

- pospolity chwast zarośli i ogrodów

- zatrucia po spożyciu liści i owoców, korzenia (podobne do pietruszki, selera, kopru)

- objawy zatrucia nawet wąchanie

- dawka śmiertelna 6 - 10g

Objawy zatrucia:

- porażenie ośrodka oddechowego

• cis pospolity

alkaloid- taksyna

- dawniej wyciąg z cisu- przerywanie ciąży

- bardzo niebezpieczny dla ludzi i zwierząt

- padnięcie konia 5 min. po zjedzeniu igieł i gałązek

- porażenie ośrodka oddechowego

- śmierć

• rącznik pospolity

nasiona: rycyna

najsilniej działająca fitotoksyna

rejon Śródziemnomorski

roślina ozdobna

rycyna:

- substancja białkowa z gruby lektyn

- największe stężenie (1 - 5%) w nasionach

- blokuje wewnątrzkomórkową syntezę białek w aparacie Golgiego

- aglutynacja krwinek i wytrącanie włókna fibryny do krwi

- olej rycynowy po obróbce nie zawiera rycyny

Zatrucia:

- wymioty

- kolka

- biegunka

- powiększenie wątroby i nerek

- śmierć

Dawka śmiertelna dla człowieka: pozajelitowa 10μg/ kg m.c.

Per os mniej toksyczna

Dzieci- 1 nasiono

Dorośli- kilka nasion

1978r.- zabójstwo Moskowa, bułgarski dysydent;

• szalej jadowity

cykuta, cykutotoksyna, cykutol;

- pospolita bylina na łąkach

- podobna do selera, pietruszki

- zagrożenie dla dzieci LD - 3g kłącza

Objawy:

- nudności

- zawroty głowy

- omdlenia

- drgawki

- utrata przytomności

- śpiączka

- śmierć

SOKRATES zatruty cykutą;

Wykład 8 wysłany na maila!

Wykład 9 24.11.2009r.

ZATRUCIA GRZYBAMI

W Polsce corocznie ulega zatruciu 500- 1000 osób (30% zatruć dzieci i młodzież do lat 14);

Najpoważniejsze zatrucia- muchomor sromotnikowy, muchomory jadowite, muchomory wiosenne;

Mniej groźne- muchomory czerwone, borowiki szatańskie, krowiaki podwinięte, gołąbki wymiotne, tęgoskóry pospolite;

Okres występowania zatruć:

• wiosna

piestrzenica kasztanowata, smardze

• czerwiec

strzępiak ceglasty

• lipiec

muchomor sromotnikowy, muchomor wiosenny, muchomor jadowity, krowiak podwinięty, muchomor czerwony

• wrzesień

zasłonak rudy, muchomor plamisty

wywiad epidemiologiczny:

pobranie prób do badań diagnostycznych

analiza pobranego materiału

wywiad:

- jakie grzyby wchodziły w skład potrawy

- czy do przygotowania potrawy użyto grzybów surowych, świeżych, przetworów

- ilość spożytej potrawy

- liczba osób spożywających potrawę i zachorowań

- po ilu godzinach wystąpiły objawy

- pochodzenie grzybów

- miejsce spożycia

Pobranie prób;

- resztki niespożytych potraw

- materiał pochodzący z przewodu pokarmowego:

* wymiociny

* zgłębnikowa treść żołądka

* kał

* popłuczyny

Składniki grzybów o działaniu cytotoksycznym;

Źródła: muchomor sromotnikowy, wiosenny, jadowity;

Związki o budowie cyklopeptydowej: falloidyny, amatoksyny;

Falloidyny: falloidyna, falloina, fallizyna, fallazydyna, fallina;

- termolabilne (rozkład w wysokiej temperaturze)

- szybkie działanie

- 100g świeżych muchomorów 10mg falloiny;

Amatoksyny: α, β, γ- amanityny, amonina, amanulina;

- działają wolniej

- termolabilne

- bardziej toksyczne

- 100g świeżych muchomorów 8mg α- amanityny

Amanityna: jedna z najgroźniejszych trucizn w świecie roślinnym (70 - 95% śmiertelnych zatruć grzybami)

Dawka śmiertelna dla człowieka < 0.1 mg/ kg m.c., 1 muchomor może być śmiertelny;

Objawy:

- długo okres utajony 5- 24h

- wymioty, biegunka, odwodnienie, niewydolność krążenia, wzrost stężenia białka w surowicy krwi, spadek temperatury ciała, oliguria i niewydolność nerek ( I okres)

- okres poprawy ok. 3 dnia (II okres)

- ciężkie uszkodzenie czynności wątroby, żółtaczka, skaza krwotoczna (III okres - faza wątrobowa)

- obfite krwawienia z przewodu pokarmowego i oddechowego

- niewydolność nerek, mięśnia sercowego, ośrodkowego układu nerwowego, naczyń krwionośnych i nadnerczy,

- kwasica metaboliczna

- badania biochemiczne- hiperglikemia z następczą hipoglikemią, hipoalbuminemia, wzrost aktywności aminotrasferaz, aldolazy i mocznika w surowicy krwi.

Leczenie:

płukanie żołądka, podawanie węgla aktywowanego, infuzja jako odtrutki silibininy, infuzja glikokortykoidów, hemodializa, wyrównanie utraty wody i elektrolitów, należy stosować lecenie ochronne w stosunku do miąższu wątroby;

zatrucia 30 - 50% śmiertelne, szczególnie niebezpieczne u dzieci i osób z uszkodzeniami wątroby;

zgon może nastąpić w:

• I okresie- wstrząs, niewydolność krążenia

• 3- 5 dzień- śpiączka wątrobowa

• Po 5 dniach szanse przeżycia są duże

PIESTRZENICA KASZTANOWATA

Gyromitryna

Związek lotny, ulatnia się podczas suszenia grzybów;

Okres utajenia: 2- 24h

Objawy:

- zaburzenia podobne do zatrucia muchomorami sromotnikowymi;

- po okresie utajenia: zaburzenia żołądkowo- jelitowe, zawroty głowy, osłabienie;

- następnie stany podżółtaczkowe, bolesne zapalenie wątroby, wzmożone wydalanie barwników,

- w ostrych zatruciach- śpiączka;

Zatrucia przemysłowe w suszarniach- zapalenie spojówek, górnych dróg oddechowych;

Leczenie: węgiel aktywowany;

ZASŁONAK RUDY

Orellanina

Odporna na działanie soków trawiennych, okres utajenia 3-14 dni;

Objawy:

- uczucie suchości i pieczenia w jamie ustnej, uczucie pragnienia;

Objawy zatrucia narastają powoli!

- zaburzenia przewodu pokarmowego (nie zawsze)

- bóle głowy

- bóle lędźwi

- bóle kończyn

- skąpomocz

- drgawki

- utrata świadomości

Zatrucie może być śmiertelne na skutek mocznicy (martwica nerek, uszkodzenie lub zanik nadnerczy)

Leczenie: węgiel aktywowany, hemodializa (przy późniejszym leczeniu);

SUBSTANCJE NEUROTOKSYCZNE

Źródło:

- strzępiak ceglasty

- lejkówka odbielona

- muchomor plamisty

- muchomor czerwony

- olszówka

Muskaryna: zasada czwartorzędowa działająca na układ przywspółczulny;

Objawy po 1h od spożycia:

- nudności

- wymioty

- bóle i zawroty głowy

- osłabienie

- wzmożone wydzielanie gruczołów potowych, ślinowych, łzowych

- zwężenie źrenic

- zaczerwienienie twarzy

- zaburzenia widzenia

- obrzęk płuc

Odtrutka ATROPINA

• muchomor plamisty, czerwony

muskaryna + kwas ibotenowy + muskaron

kwas ibotenowy: rozkłada się w organizmie na muscinol- silnie toksyczna substancja powoduje silne pobudzenie u halucynacje;

muskaryna powoduje wymioty, nudności, bóle brzucha;

obraz kliniczny ½ do 3h;

Objawy:

- szum w uszach

- zawroty głowy

- nudności

- wymioty

- biegunka

- silne pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego

- napady szału

- halucynacje

- zmęczenie psychiczne

- rozszerzenie źrenic

- drżenie mięśni

- przy dużej zawartości muskaryny- zaczerwienienie skóry, ślinotok, spadek ciśnienia krwi, drgawki

Leczenie: środki przeczyszczające, węgiel, środki uspokajające;

SUBSTANCJE O DZIAŁANIU DRAZNIĄCYM NA PRZWÓD POKARMOWY

- Nie sa dokładnie zbadane

- substancje żywicowate w zasadowym środowisku jelit, wywołują wzmożoną ich perystaltykę

• mleczaj wełnianka

• mleczaj rudy

• mleczaj chrząstka

• borowik szatański

• maślanka wiązkowa

• tęgoskór pospolity

okres utajenia: kilka minut do 24h;

objawy:

- nudności

- wymioty

- biegunka

- w ciężkich przypadkach zapaść, odwodnienie, zaburzenia w składzie elektrolitowym, zapalenie żołądka, jelit, biegunka choleropodobna, skurcze podudzi, oliguria,

Po wyrównaniu infuzją straty wody: elektrolitów, pacjenci szybko wracają do zdrowia;

Leczenie: płukanie żołądka, środki przeczyszczające, adsorbujące, możliwe dożylne wlewy elektrolitów,

CZERNIDLAK KOŁPAKOWATY I ATRAMENTOWY

Hamują enzymy metabolizujące alkohol- powstaje aldehyd octowy, zawierają związek dwusiarczkowy- KOPRYNA

Okres utajony- 3 dni

Objawy:

- zaczerwienienie twarzy

- zawroty, bóle głowy

- uczucie przygnębienia

- przyspieszony oddech

- wzmożone tętno

- po kilku godzinach ustępują

Trwają badania Koryny- wykorzystanie w leczeniu alkoholizmu;

GRZYBY HALUCYNOGENNE

• psylocyna

niestabilna, rozpada się podczas suszenia

• psylocybina

substancja trwała

Objawy:

- po 20- 60 minutach od spożycia

- przyspieszona czynność serca

- suchość w jamie ustnej

- halucynacje wzrokowe

- zmienność nastrojów

- wzrost ciśnienia tętniczego

- bezwiedne oddawanie moczu i stolca

- zawroty i bóle głowy

- wymioty

Wykład 10 01.12.2009r.

TOKSYCZNOŚĆ PESTYCYDÓW

PESTYCYDY: środki stosowane do zwalczania szkodników roślin, ochrony zwierząt i ludzi;

Środki chemiczne o dużej toksyczności

> 1 000 substancji czynnych

> 100 000 preparatów

Korzyści dla gospodarki i człowieka;

Niebezpieczeństwo ich szkodliwego oddziaływania na zdrowie i życie człowieka;

Korzyści:

1. w zakresie ochrony zdrowia

• likwidacja lub ograniczenie chorób zakaźnych

• wzrost higieny osobistej

2. w gospodarce rolnej i leśnej

• wzrost plonów roślin uprawnych

• zwiększenie przyrostu produkcji i jakości mleka i mięsa

• ochrona lasów przed szkodnikami

3. w gospodarce materiałowej

• umniejszenie strat żywności (ochrona magazynów)

• ochrona i zwiększenie trwałości produktów przemysłowych i mineralnych (drewno, papier, tekstylia)

• przedłużenie czasu eksploatacji dróg, torowisk i lotnisk w wyniku ich odchwaszczania

Wpływ stosowania na ekosystemy biologiczne

• obniżenie ilości dostępnego pokarmu

• obniżenie ilości konsumentów

• obniżenie ilości wrogów biologicznych

• obniżenie bioróżnorodności w bio- społecznościach

• konsekwencje sukcesji gatunków

• wpływ na zdrowie

Podział ze względu na trwałość w środowisku

I bardzo trwałe czas rozkładu 75- 100% 20 - 30 lat

II trwale czas rozkładu 2 - 5 lat

III umiarkowanie trwałe czas rozkładu 1 - 18 miesięcy

IV nietrwałe czas rozkładu 1 - 12 tygodni

Najważniejsze efekty działania pestycydów na zdrowie:

• upośledzenie ośrodkowego układu nerwowego

• dermatozy, oparzenia, choroby skórne

• choroby żołądka, zatrucia

• osłabienie, zawroty głowy, paraliż stóp

• upośledzenie układu oddechowego

• zmiany wątroby, nerek

• mutagenne, nowotworowe

• nagromadzenie metabolitów toksyn

• współdziałanie z paleniem, alkoholem

Ryzyko zatruć:

1. systematyczne

• praca zawodowa przy produkcji

• pakowanie, sprzedaż

• rolnictwo

• akcje sanitarne

2. okresowe

• pestycydy do określonych celów

• gospodarstwa domowe- niszczenie owadów

3. przypadkowe

• omyłkowe spożycie

4. przewlekłe

• spożywanie artykułów żywnościowych zanieczyszczonych pozostałościami pestycydów

Zatrucia:

1. OSTRE

• awaryjne zawodowe

• środowiskowe

• omyłkowe

2. PRZEWLEKŁE

• kumulacja małych dawek

Skutki odległe:

- genotoksyczne, mutagenne, teratogenne, rakotwórcze

- neurotoksyczne ośrodkowe, obwodowe

- immunotoksyczne

- embriotoksyczne: upośledzenie rozwoju

- wpływ na gospodarkę hormonalną organizmu

Rodzaj	LD50 dla szczura
		stałe	ciekłe
Ia niezwykle toksyczne	<5	<20
Ib bardzo toksyczne	<5,50>	<20,200>
II średnio toksyczne	<50,500>	<200,2000>
III mało toksyczne	>500	>2000

Podział chemiczny:

GRUPY ZWIĄZKÓW

1. chloropochodne alifatyczne, aromatyczne

2. estry kwasów fosforowych

3. pochodne kwasu karbaminowego

4. pochodne kwasu ditiokarbaminowego

5. pochodne kwasów aryloalkilosulfonowych

6. pochodnie triazyny

7. pochodne nitrofenoli

8. pochodne mocznika

9. związki organiczne metali, Hg, Cu, Sn

10. piretroidy syntetyczne

11. inne

Podział w zależności od kierunku zastosowania, sposobu działania:

1. zoocydy

do szkodników zwierzęcych

2. bakteriocydy

do bakterii

3. herbicydy

do zwalczenia chwastów

4. fungicydy, fungistatyki

do grzybów, grzybostatyczne

ZOOCYDY

• aficydy myszy

• akarycydy roztocza

• insektycydy owady

• larwicydy larwy

• moluskocydy mięczaki

• limacydy ślimaki

• nematocydy nicienie

• owicydy roztocza, owady

• rodentycydy gryzonie

• atraktanty wabiące

• repelenty odstraszające

BAKTERIOCYDY

HERBICYDY

• totalne niszczące wszystkie rośliny

• wybiórcze niszczące określone gatunki

• regulatory wzrostu inhibitory, stymulatory

• defolianty do liści

• desykanty do osuszania liści

• defloranty do niszczenia kwiatów

FUNGICYDY

• grzybobójcze

• grzybostatyczne

Działanie:

• powierzchniowe: nie przenikają do głębszych tkanek

• wgłębne: przenikają wgłąb

• systemiczne (układowe): wnikają przez system korzeniowy do wszystkich narządów rośliny

Insektycydy naturalne:

Około 2000 gatunków roślin zawiera substancje trujące dla owadów;

Kilkanaście z nich- szersze zastosowanie;

• złocień dalmatyński piretryny

• krwawnik

• bylica piołun

• szałwia lekarska

• wyciągi wodne, eterowe, stosowane jako trucizny kontaktowe do opylania roślin

PIRETROIDY NATURALNE

- Estry kwasu chryzantemowego, piretrowego

- Duża aktywność szkodnikobójcza

- Mała toksyczność dla ludzi

- Mała trwałość, szybki rozkład

- zatrucia rzadkie kontaktowe zapalenie skóry

- duże dawki pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego, drgawki, biegunka

Insektycydy nieorganiczne:

Związki Sb, Hg, Se, B, Ba, As, F, Ca3(AsO4)2, PbHAsO4

• zatrucia ostre, przwlekłe

• łączą sie z grupami SH- enzymów

• blokują procesy oddychania komórkowego

• wysoka trwałość

Insektycydy organiczne:

- Pochodne węglowodorów chlorowanych

Insektycydy fosforoorganiczne:

- karbaminianowe

- piretroidy syntetyczne

- fungicydy

Pestycydy chloroorganiczne:

- DDT, metoksychlor, lindan, aldryna, dieldryna, heptachlor

- środki ochorny roślin w wprawach rolniczych, ogrodniczych, sadowniczych, leśnych

- do zwalczania much, komarów, wszy

Właściwości:

- nierozpuszczalne w wodzie

- rozpuszczalne w tłuszczach i rozpuszczalnikach organicznych

- trwałe

- kumulują się w organizmie i środowisku

- obecne w produktach spożywczych zboża, warzywa, mleko, jaja, mięso

• neurotoksyczne

• reakcje lękowe

• niepokój ruchowy

• drżenia mięśniowe

• drgawki

• skurcze tężcowe

Mechanizm działania toksycznego:

- działanie na ośrodkowy układ nerwowy, zaburzenia w transporcie jonów i przewodzeniu bodźców

- immunosupresja

- niszczenie komórek wątroby

- wpływ na serce

- wpływ na układ rozrodczy ograniczona płodność

- rakotwórcze

- zaburzenia neurohormonów w mózgu

Pestycydy fosforoorganiczne:

- estry kwasu fosforowego, tiofosforowego, pirofosforowego, związków fenolowych

Właściwości:

- nierozpuszczalne w wodzie

- rozpuszczalne w tłuszczach i rozpuszczalnikach organicznych

- wysoka toksyczność ostra

- częsta przyczyna zatruć celowych i przypadkowych

Mechanizm działania:

- inhibitory esterazy acetylocholinowej

- nagromadzenie się endogennej acetylocholiny - w synapsach neuronów pobudzenie układu nerwowego

- objawy zatrucia bardzo szybko, niekiedy po kilku minutach

Insektycydy karbaminianowe

- estry kwasu karbaminowego

Właściwości:

- słabo rozpuszczalne w wodzie

- lepiej rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych i tłuszczach

- łatwo hydrolizują (pH > 7)

- łatwo wchłaniają się z przewodu pokarmowego

- szybko ulegają przemianom metabolicznym i wydaleniu

- mała toksyczność ostra

Karbaryl

N - metylo - 1- naftylokarbaminian

- popularny insektycyd karbaminowy

- inhibitor acetylocholinoesterazy krwi tkanek

- wiąże się odwracalnie z enzymem

- krótki okres działania toksycznego

Piretroidy syntetyczne:

- modyfikacja struktury piretryn naturalnych

- dobrze rozpuszczają się w tłuszczach

- przenikają do tkanki tłuszczowej

- trucizny neurotropowe

- powinowactwo do ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego

- zmieniają przewodzenie potencjału czynnościowego tkanki mięśniowej

Fungicydy:

• nieorganiczne - S, polisiarczki Ba, Ca, sole Cu (II),

• ditiokarbaminiany

• organiczne - związki Hg, Sn

- uniemożliwiają wzrost i rozmnażanie grzybów

- powierzchniowo lub układowo działają

- niska toksyczność ostra

Związki Hg silnie toksyczne, zatrucia śmiertelne, uszkodzenia neurologiczne, psychologiczne

Ditiokarbaminiany sole kwasu ditiokarbaminowego z metalami Zn, Mn; mała toksycznośc ostra, LD50 = 5 000 mg; działanie powierzchniowe 0.2 - 1 %; działanie teratogenne;

Wykład 11 8.12.2009r.

TOKSYKOLOGIA AZOTANÓW, AZOTYNÓW I N- NITROZOZWIĄZKÓW.

Azotany V

NaNO3

KNO3

Związki krystaliczne, łatwo rozpuszczalne w wodzie, produkty rozkładu organicznych substancji zawierających azot;

W wodzie z gleby, opady atmosferyczne

W glebie rozkład materii organicznej, nawozy azotowe

Minerały saletra chilijska

Na obszarach pustynnych w klimacie gorącym najważniejsze znaczenie

NaNO3 saletra chilijska

KNO3 saletra indyjska

SALETRA CHILIJSKA

NaNO3

Minerał powstający w klimacie suchym, gorącym;

Biochemiczny rozkład substancji organicznej (guano, mikroorganizmy);

W skupieniach zbitych, ziarnistych lub w postaci naskorupień i wykwitów;

Zastosowanie:

- nawóz w rolnictwie

- przemysł hutniczy, szklarski, spożywczy

SALETRA INDYJSKA

KNO3

Nawozy sztuczne z zawartością azotu

- amoniak

- mocznik

- NANO2

- NaNO3

- KNO3

- Ca(NO3)2

Związki N a zanieczyszczenie:

- wzrost stężenia azotanów w wodach powierzchniowych (rzeki, jeziora, tereny rolnicze),

- dopuszczalna zawartość w wodzie pitnej azotany V 10mg/l, azotany III 1mg/l

- odpady miejskie, komunalne, przemysłowe (ścieki)

- odchody zwierzęce z dużych farm, wydalany azot w odchodach 5kg/os/rok

- emisja do atmosfery NOx ~ 50mln t/ rok

- leki (nitrogliceryna, azotan amylu)

- konserwanty NaNO3, KNO3

Nawożenie:

- rośliny uprawne są nawożone w zróżnicowany sposób, zależnie od rodzaju rośliny, stanu gleby i warunków klimatycznych,

- wykorzystanie przez rośliny azotu z gleby- bardzo zróżnicowane, waha się od 25 do 85% w zależności od rodzaju upraw, zabiegów agrotechnicznych

- nawożenie wykonywane zgodnie z zasadami dobrej praktyki rolniczej nie powinno wywoływać ujemnych skutków u roślin ani źle wpływać na zdrowie

Niepokojące skutki nadmierne stosowanie;

Nawożenie azotowe prowadzi do wzrostu zawartości azotanów w warzywach;

Duże stężenie- nieracjhonalne, nadmierne nawożenie;

W warzywach (azotany V): różnice w możliwościach kumulowania, rzodkiewka, buraki, sałata, marchew, biała kapusta, kalafior;

Zawartość azotanów V w warzywach (2000r.): od 0 do 74% próbek płodów rolnych- zawartość większa niż dopuszcza norma; najwięcej- pietruszka, rzodkiewka, kapusta, kalafior, buraki - 1.5 - 2 kotnie więcej;

Niektóre gatunki warzyw kumulują za dużą ilość azotanów;

Toksyczność azotanów

- dobrze rozpuszczalne w wodzie

- szybko wchłaniane z przewodu pokarmowego

- częściowe metabolizowanie (mikroflora, pH)

- NO3- NO2- N2O3 NH2OH NH3

- szybko wydalane z mocznikiem

- wchłaniają się przez błony śluzowe (nitrogliceryna)

Mechanizm działania toksycznego (azotany V):

- mała toksyczność

- pod wpływem mikroflory jelitowej mogą ulegać redukcji do azotanów III

Azotany III:

- wiążą się z hemoglobiną - methemoglobina

- utleniają żelazo hemoglobiny z dwuwartościowego do trójwartościowego

- niedotlenienie

- rozszerzenie naczyń włosowatych

- rozkurczowe mięśnie gładkie

- najbardziej wrażliwe są dzieci

Objawy:

- po wzięciu 1g azotanu III

- dawka śmiertelna 4g

- szybko występują (30 min)

- ból brzucha

- zaczerwienienie twarzy, powłok skórnych

- zawroty głowy

- sinica

- spadek ciśnienia krwi

- zapaść

Azotany V:

- podrażnienie błony śluzowej przewodu pokarmowego

- zatrucia śmiertelne bardzo rzadkie (samobójcze)

Dawki tolerowane:

• dopuszczalne ADI

azotany V 0 - 3,7 mg/kg m.c/dzień

azotany III 0 - 0,07 mg/kg m.c/dzień

• dla dzieci w warzywach

azotany V 250 mg/kg

azotany III q mg/kg

Azotany V i III mogą być prekursorami mutagennych i kancerogennych związków:

- N- nitrozozwiązków (N- nitrozoaminy, N- nitrozoamidy)

• dimetylonitrozoamina

silna trucizna;

uszkodzenia wątroby, rakotwórcza;

1972r.- wyizolowano z mączki rybnej;

Nitrozoaminy powstały z amin tworzących się z psucia białka i dodanego konserwantu NaNO3;

Powstawanie:

1) azotany III i azotany V jako źródło N2O3

Aminy i amidy drugo- i trzeciorzędowe oraz czwartorzędowe, zasady aminowe- cholina, acetylocholina, betanina;

Reakcje nitrozowania mogą zachodzić zarówno w organizmach żywych jak i poza nimi;

Najłatwiej nitrozowaniu ulegają aminy drugo i trzeciorzędowe;

Czynniki wpływające na wydajność reakcji:

1. rzędowość amin

II >> III (10:1)

Aminy aromatyczne > aminy alifatyczne

Wzrost masy cząsteczkowej amin alifatycznych powoduje spadek ich zdolności do nitrozowania;

2. pH

maksymalna wydajność: pH 3,4

3. Temperatura

Wysoka temperatura stymuluje proces tworzenia N- nitrozoamin;

Smażenie bekonu- termiczna dekarboksylacja nitrozoaminy

Wzrost wydajności- zamrażanie

4. obecność mikroorganizmów

E. coli, Proteus vulgaris, Lactobacillus, Streptococcus redukują azotany V do azotanów III;

Inhibitory

- niskie temperatury

- wysoka zawartość kwasu askorbinowego

- obecność reduktorów

* siarczany IV

* fenole

* sorbinian potasu

* α - tokoferol

* galusan propylu

Znaczna część ma właściwości rakotwórcze guzy tkanek łącznych i narządów u 39 gatunków zwierząt doświadczalnych narażonych na N- nitrozozwiązki;

Występowanie nowotworów zależy od stanu organizmu:

- noworodki bardziej wrażliwe

- samice bardziej wrażliwe od samców

- ciąża

Podawanie zwierzętom amin w paszy i azotanów III w wodzie powodowało niepożądane reakcje ze strony organizmu, świadczące o ich toksyczności;

Rakotwórczość N- nitrozopochodnych przejawia się dopiero po aktywacji metabolicznej;

Reakcja pod wpływem enzymów układu oksydaz - siateczka endoplazmatyczna komórek wątroby;

Powstały jon karboniowy (-CH+) przyłącza azot guaniny, adeniny, cytozyny i tyminy w DNA;

Prowadzi do nienormalnego łączenia się zasad w obrębie kwasów nukleinowych;

Człowiek

- próba ustalenia związku pomiędzy zastosowaniem niektórych leków dających N- nitrozozwiązki a występowaniem nowotworów;

- wyniki badań nie potwierdziły tego zjawiska

- wyniki mogą nie odzwierciedlać całej prawdy z uwagi na bardzo długie okresy utajenia między ekspozycją a pojawieniem się nowotworów;

Podsumowanie:

- źródłem azotanów III i V są warzywa, zanieczyszczenia (woda), dodatki konserwujące (peklowanie)

- nadmierne spożycie stwarza ryzyko zatruć- methemoglobinemia, tworzenie rakotwórczych N- nitrozoamin;

Wykład 12 15.12.2009r.

TOKSYCZNOŚĆ METALI CIĘŻKICH

1. Rola i znaczenie metali i niemetali (pierwiastków śladowych) w organizmach żywych.

2. Charakterystyka toksykologiczna metali ciężkich, metaloidów:

- źródła, narażenie, toksyczność

- Pb

- Cd

- Hg

- As

Heavy Metal

• definicja w związku z gęstością: metale z gęstością 3,5 - 5 g/cm³

• definicja w związku z masą atomową: element metaliczny masa > 40 (Sc)

• definicja związana z numerem atomowym: > 20, metale z numerem między 21 (Sc) i 92 (u)

Składniki mineralne w organizmie człowieka:

~ 90% masy ciała O, N, C, H

~ 3- 4 % masy ciała składniki mineralne, ok. 60 pierwiastków

Makroelementy:

- > 0,01%

- Ca, Mg, P, S, Cl, Na, K

Mikroelementy:

- < 0,01%

- Fe, Zn, Cu, Mn, Cr, F, Se, Mo, Si, Sn

Ultraśladowe:

- 1- 10 mg

- Co, Ni, B, Al., V, Li, Rb, Cs, Sr4, Pb, Cd, Hg, As, Au, Ag, Pt

Znaczenie biologiczne pierwiastków:

• niezbędne dla życia

• składniki budulcowe, strukturalne, elektrolity, kofaktory enzymów i witamin (B12) makro- i mikroelementy

• toksyczne: Pb, Cd, As, Hg, Tl, Sb, Bi, Pt, Be, Pu

• nieznana rola: Sr, Ba, Rb, Cs, Ge

1) Pb

Źródła skażenia środowiska:

- przemysł

• hutnictwo (Cu, Zn, Pb)

• hutnictwo szkła kryształowego (tlenek ołowiu)

• poligrafia (stopy ołowiane)

• akumulatory

- rolnictwo

• nawozy mineralne

• osady ścieków komunalnych

• pestycydy Pb

- pojazdy samochodowe

• benzyna (Et4Pb)

Drogi wchłaniania:

- przewód pokarmowy

- drogi oddechowe

- skóra

• przewód pokarmowy: dzieci ~ 50% dawki; dorośli ~ 5 - 10% dawki wchłaniane;

• droga oddechowa: ~ 35% dawki

Kumulacja:

- kości, nerki, wątroba, mięśnie

* organizm człowieka ~ 100- 600 mg Pb

* 95% w kościach

* półokres trwania w kościach 10 - 20 lat

- krew

* półokres trwania 14 dni

* poziom Pb we krwi dzieci - 50 - 100 µg/l (naturalny), dorośli - 50 - 200 µg/l (naturalny)

Wydalanie:

- droga pokarmowa

* z kałem (50 - 90%)

* złuszczony nabłonek

- nerki

* 85% z moczem

- inne

* włosy

* paznokcie

* pot

Toksyczność

• wiąże grupy SH enzymów

• zaburza syntezę hemu

• działa toksycznie na system nerwowy (centralny, obwodowy)

• ołowica (saturnizm)

• obniża przewodnictwo nerwowe w neuronach

- obniżona sprawność intelektualna (dzieci, młodzież)

- nadpobudliwość, zmęczenie, zaburzenia koncentracji i uwagi, nerwowość, zachowania agresywne

PTWI bezpieczna dawka 25 µg/ kg m.c / tydzień

PTWI - dopuszczalne tygodniowe pobranie

Dopuszczalna zawartość metali ciężkich ułamki mg/ kg

2) Cd

Źródła w środowisku:

- hutnictwo metali kolorowych

- produkcja akumulatorów, baterii, ogniw

- naczynia emaliowane, glazurowane, barwione

- farby zawierające związki kadmu

- tworzywa sztuczne (barwniki do tworzyw)

- nawozy fosforowe (1 - 20 mg Cd/ kg)

- odpady przemysłowe, ścieki

- energetyka (dymy i pyły ze spalenia węgla, ropy)

Drogi wchłaniania:

- przewód pokarmowy

* ~ 10 - 30 µg pobranie dzienne

* wchłanianie ~ 2 - 8% dawki, 0,2 - 2,5 µg Cd

- układ oddechowy

* wchłaniane 60 - 80% dawki

* 20 sztuk papierosów/ dzien 1 - 2 µg Cd

Kumulacja:

- nerki, wątroba

* zmiany nekrotyczne

* dysfunkcja nerek

* okres półtrwania - 10 lat

* nowotwory

Wydalanie:

- mocz

- kał

- włosy

- paznokcie

- pot

Toksyczne działanie:

• blokuje grupy SH enzymów

• zakłóca metabolizm witaminy B1, albumin, globulin

• uszkodzenia nerki (białkomocz)

• zaburzenia metabolizmu Ca, Wit. D, osteoporoza, osteomalacja

• uszkadza syntezę hemu

• niedokrwistość z niedoboru Fe (upośledzone wchłanianie Fe, Cu, Zn)

Kamica: działanie mutagenne, teratogenne, kancerogenne,

Dopuszczalne limity: zależne od rodzaju artykułów, ułamki mg/kg

Bezpieczne dawki: PTWI 7µg/ kg m.c/ tydzień

TWI 2,5 µg/ kg m.c/ tydzień

3) Hg

Źródła:

- produkcja Cl2, NaOH

- produkcja baterii

- termometry, barometry

- lampy jarzeniowe

- materiały wybuchowe (piorunian Hg)

- farby

- fungicydy (octan fenylortęciowy)

- stomatologia (amalgamaty)

- środki bakteriobójcze

Środowiskowe zakażenia:

- Minamota Bay - Japonia

* neurotoksyczność ok. 2 000 ofiar

- Irak (1956, 1960, 1970)

* ziarno pszenicy skażone Hg, > 372 ofiary

Wchłanianie:

- przewód pokarmowy

* Hg nieorganiczna ~ 2% dawki

* Hg organiczna ~ 80% dawki (metylortęć- ryby)

- drogi oddechowe (opary)

- skóra (szara maść)

Kumulacja:

- mózg, tkanka nerwowa

- nerki

- wątroba

Wydalanie:

- z kałem

- z moczem- biomarker ekspozycji na Hg

- paznokcie

- pot

Toksyczne działanie:

- silnie wiąże grupy SH enzymów

- porażenie ośrodkowego układu nerwowego (zaburzenia psychiczne)

- uszkodzenia nerek (białkomocz)

- uszkodzenie płodu

- uszkodzenie wątroby

- autyzm

- rtęcica

Choroba Minemata: do roku 2001 rozpoznano 2265 przypadków (1784 zmarło); 10000 osób otrzymało odszkodowania od Chisso Corporation

PTWI 5µg/ kg mc/ tydzień

4) As

Źródła:

- hutnictwo Cu

- pestycydy, herbicydy, defolianty

- środki do konserwacji drewna

- produkcja szkła, barwników, gazów bojowych

- stopy metali (Pb, Sb)

- leki (salwarsan)

- skażona woda

Wchłanianie:

- zależy od formy chemicznej, rozpuszczalności i dawki As

As (III) utlenianie/metyzacja As (V)

Arszenik - dawka śmiertelna ok. 100mg

Kumulacja:

- włosy

- paznokcie

- skóra

Toksyczność:

- inhibicja enzymów (-SH)

- inhibicja enzymów katalizujących reakcje z pirogronianem i glutaminianem

- hamuje fosforylację oksydacyjną w mitochondriom

- działanie mutagenne, kancerogenne (nowotwory skóry, wątroby, nerek)

PTWI 15 µg/kg mc/ tydzień

Przeciętne pobranie- bezpieczne

Najbardziej zagrożone - dzieci, młodzież na wszystkie metale!!

Pobranie w Polsce jest porównywalne do innych krajów UE.

Wykład 13 5.01.2010r.

WYBRANE TRUCIZNY POCHODZENIA ANTROPOGENICZNEGO

PCB, WWA, DIOKSYNY

1. polichlorowanie bifenyle PCB

2. WWA wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

3. Dioksyny

PCB

209 pojedynczych PCB - tzw. korgenerów

- różnią się liczbą i usytuowaniem atomów chloru w szkielecie bifenylu

- parametry te decydują o tempie i kierunkach przemian metabolicznych i toksyczności

• syntetyczne związki chemiczne

• nierozpuszczalne w wodzie

• rozpuszczalne w tłuszczach, trafiają do tkanki tłuszczowej

• produkcja na skalę przemysłową (1929- 1930)

• piroliza związków organicznych

Zastosowanie:

- dielektryki w transformatorach i kondensatorach dużej i średniej mocy

- ciecze chłodzące w wymiennikach ciepła

- składniki olejów smarowych w układach hydraulicznych

- plastyfikatory do farb

- składniki atramentów, tuszów, farb drukarskich

- składniki tworzyw sztucznych

- substancje uniepalniające

- nośniki dla pestycydów

PCB w środowisku:

- od 1929roku na świecie wyprodukowano ~ 1.5- 2 mln ton PCB

- 50% - kondensatory, transformatory

- lata 70- te - ograniczenia lub zakaz produkcji, stosowania PCB w wielu krajach

Niewielkie ilości PCB mogą powstawać samorzutnie:

- spalanie odpadów

- chlorowanie wody pitnej i ścieków

- wybielanie miazgi celulozowej chlorem

~ 400 tys. Ton wyprodukowanych PCB przedostało się do środowiska

• znaczna ilość pozostaje wciąż uwięziona w różnych urządzeniach, składowana jako odpad, USA ~ 130 tys. T

• istotny rezerwuar PCB- osady denne wielu rzek, jezior, mórz

• ulegają bardzo powolnym przemianom

• więcej atomów Cl - wolniejsza degradacja

• silne powinowactwo do tłuszczów, tkanki tłuszczowej

• biokumulacja w kolejnych ogniwach łańcucha pokarmowego

• T ½ PCB - w organizmie człowieka 10 - 30 lat

Zawartość PCB w tkance tłuszczowej ludzi

Kraj	Rok badań	Zawartość PCB mg/kg
Niemcy	1974	8,3
Japonia	1972	2,9
Norwegia	1972	1,6
UK	1972	1,0
Austria	1973	0,3- 7,3
Holandia	1974	1,0
Polska	1989 - 1992	0,88

Zawartość PCB w mleku

Kraj	Rok badań	Zawartość PCB mg/kg tłuszczu
Niemcy	1970	5 - 12
Polska	1990	0,7
Szwecja	1971 - 1972	0,8
Kanada	1972	1,9 - 2,1

Toksyczność PCB:

- Międzynarodowa Agencja do Badań nad Rakiem `związki o prawdopodobnym działaniu rakotwórczym' grupa 2A

- przypadki masowych zatruć PCB

* zatrucie 1800 osób olejem ryżowym (Japonia 1968) choroba Yusho

* zatrucie na Tajwanie (1979) choroba Yu- Chenga, olej zanieczyszczony PCB 1g/osoba, PCDF 38mg/osoba

Objawy:

- nowotwory wątroby

- anemia

- artretyzm

- alergie skóry

- chloracne- trądzik chlorowy

Mechanizmy działania toksycznego:

- koncentracyjne łączenie się z odpowiednim receptorami (aktywacja lub inhibicja)

- hamowanie syntezy endogennych hormonów

- modyfikacja metabolizmu endogennych hormonów

- modyfikacja poziomu i powinowactwa różnych receptorów w komórkach

- nieodwracalne kowalencyjne wiązanie się ze strukturami DNA, białka

Skutki zdrowotne środowiskowego narażenia na PCB:

- zaburzenia równowagi układu hormonalnego ludzi i zwierząt

- czynniki zdolne do pobudzania / hamowania receptorów hormonów - Endocrine Disruptors

- narażenie na PCB (w tym już w okresie życia płodowego) może niekorzystnie wpływać na zdrowie i procesy fizjologiczne człowieka

Skutki długotrwałego działania niskich stężeń PCB:

- obniżenie aktywności układu odpornościowego

- zaburzenia rozwoju psychomotrycznego u dzieci

- zaburzenia funkcji hormonów tarczycy

- wzrost liczby przypadków nowotworów (jąder, prostaty, piersi)

- zmniejszenie ilości, obniżenie jakości plemników

- torbielowatość jajników i błony śluzowej macicy (endometrosis)

- działanie neurotoksyczne

Poziomy Σ PCB w żywności w Polsce (1998- 2000)

- w Polsce brak ustaleń dotyczących NDP dla Σ PCB w żywności

- w innych krajack - NDP 0,2 - 3,0 mg/ kg tłuszczu

Zawartość PCB:

- tkanka tłuszczowa świń krajowych - 0,0012 mg/kg tł.

- tkanka tłuszczowa bydła krajowego - 0,0036 mg/kg tł.

- mleko krowie - 0,0024 mg/kg tł.

- karpie (mięśnie) - 0,0027 mg/kg tł.

Poziom Σ PCB w Polsce jest niski!!

WWA

Naftalen

Antracen

Piren

Chryzen

Benzo(a)piren

Źródła:

- naturalne pożary

- procesy termiczne - piroliza związków organicznych (koksownie, huty, elektrownie)

- lotne pyły i popioły ze spalania paliw lub utylizacji odpadów

- spaliny pojazdów mechanicznych

- palenie tytoniu

Narażenie na WWA

1. droga inhalacyjna

- zanieczyszczone powietrze

2. droga pokarmowa

- żywność zanieczyszczona

- grillowanie

- smażenie

- wędzenie

3. przez skórę

Toksyczność WWA:

Benzo(a)piren BaP

- najbardziej niebezpieczny, silnie mutagenny i rakotwórczy

- tworzenie adduktów z DNA

- nowotwory płuc, wątroby, nerek

- wzrost umieralności z powodu nowotworów płuc

- pracownicy koksowni

Dopuszczalne poziomy w żywności

- w Polsce brak regulacji prawnych dotyczących poziomu dopuszczalnego WWA i BaP w artykułach spożywczych

Pobranie BaP

Źródło	Pobranie BaP μg/kg mc/d
		BaP	WWA kancerogenne	Suma WWA
Powietrze	0,010 - 0,044	0,038	0,207
Woda	0,001	0,004	0,027
Żywność	0,16	0,8	1,6

Dawki dopuszczalne:

- minimalny poziom ryzyka BaP - 10μg/kg mc/ d = 3,65 mg/kg mc/ rok; 219 mg/os/rok;

- pobranie BaP i Σ WWA z dietą w Polsce (1998- 2000) ~ 0,7 - 0,21 mg/BaP/os/rok; ~ 1,3 - 6,1 Σ WWA os/ rok;

- pobranie BaP i Σ WWA z dietą w Polsce jest porównywalne z poziomem w innych krajach świata;

DIOKSYNY

- polichlorowane dibenzodioksyny

- polichlorowane dibenzofurany

2,3,7,8- tetrachlorodibenzofuran

- związki zawierające 2 pierścienie benzenowe połączone poprzez 1 lub 2 atomy tlenu

- dibenzodioksyny - 2 atomy tlenu

- dibenzofurany- 1 atom tlenu

- każdy z pierścieni benzenowych może zawierać do 4 atomów chloru, oznaczonych zgodnie z numeracją atomów węgla, do których są przyłączone

- 210 dioksyn:

* 75- dibenzodioksyn - 7 toksycznych

* 135 dibenzofuranów - 10 toksycznych

Najbardziej niebezpieczne:

- 2,3,7,8- tetrachlorodibenzodioksyna (TCDD)

- 2,3,7,8- tetradibenzofuran (TCDF)

- 1,2,3,7,8- pentachlorodibenzodioksyna (PCDD)

- 1,2,3,7,8- tetrachlorodibenzofuran (PCDF)

TEQ - toksyczność całkowita równoważona TCDD

- całkowita toksyczność próbki = suma wszystkich jej toksycznych składników uwzględniając ich zawartość w próbce oraz toksyczność

TCDD i TCDF - 1, inne - 0,001 - 0,5

Źródła:

- opady atmosferyczne (emisja szkodliwych gazów)

* spalanie tworzyw sztucznych i olejów w naszych piecach

* spalanie śmieci w spalarniach (setki mln ton rocznie)

* spalanie odpadów szpitalnych

- ścieki przemysłu tekstylnego i skórzanego

- przemysł metalowy (produkcja miedzi)

- pralnie chemiczne

- ruch uliczny (ścierane opon, gazy spalinowe)

- przemysł papierniczy (bielenie papieru chlorem)

- środki impregnacji drewna (preparat Xylamit - 1g/kg)

- środki ochrony roślin (DDT, Lindan)

- produkcja chloru przy użuciu elektrod grafitowych

Dioxyny w środowisku:

- wypadek w Soveso (1976)

* produkcja 2,4,5- trichlorofenolu w fabryce ICMESA

* trichlorofenol- 2000kg

* glikol etylenowy- 1000kg

* NaOH- 360kg

* NaCl- 540kg

* TCDD ~ 20kg

Niekontrolowany wybuch, chmura reagentów - 50m

Skażenie terenu dioksynami- 75 tys. zwierząt padło, ewakuacja 15 tys. Ludzi;

„Orange Agent”

Wojna w Wietnamie (1962- 1971)

- Amerykanie niszczyli dżunglę środkiem chemicznym „Orange Agent” zawierającym TCDD niszcząc świadomie środowisko

- lekarze wietnamscy stwierdzili u 2000 byłych żołnierzy wiele objawów zatrucia

- po zakończeniu nalotów urodziło się wiele dzieci z uszkodzeniami (bez mózgu)

- spośród 1241 byłych żołnierzy amerykańskich którzy mieli do czynienia z Orange Agent stwierdzono wzrost zachorowań na nowotwory o 100%;

Właściwości:

- związki rozpuszczalne w tłuszczach

- akumulują się w tkankach tłuszczowych ryb, ssaków, węży, ptaków, ludzi

- fotolityczna degradacja - UV

Toksyczność ostra

Zwierzę	LD50 mg/kg mc
Świnka morska	0,001
Małpa	0,070
Szczur	0,200
Pies	3,00
chomik	5,00

Działanie toksyczne (TCDD) :

- 10000 razy bardziej trujące niż KCN

- objawy przewlekłego zatrucia- dopiero po kilku latach od chwili dostania się do organizmu

- pierwszy objaw- chloracne (wysypka boląca alergiczna)

- zmiany na skórze twarzy i rękach

- nie reagują na antybiotyki

- mogą utrzymywać się do 10 lat i pozostawiają głębokie blizny

ZABURZENIE FUNKCJI ENDOKRYNNEJ

Dioksyny

- zaburzają syntezę, wydzielanie, transport, usuwanie, wiązanie lub działanie hormonów endogennych

- łączą się z receptorami niektórych hormonów

- naśladują działanie naturalnych hormonów

- głównym miejscem działania są męski i żeński układ rozrodczy, tarczyca, gruczoł mlekowy

- nowotwory sutka, prostaty, jąder, macicy

- zaburzenia w tworzeniu się hemoglobiny

- uszkodzenie trzustki

- uszkodzenie wątroby

- obniżenie odporności na infekcje

- uszkodzenie płodu- wady somatyczne, rozszczep kręgosłupa

- zakwalifikowanie przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem jako czynnik nowotworowy

W ostatnich latach wzrost ilości:

- przypadków nowotworów piersi, jąder, prostaty

- przypadków wczesnych poronień

- przedwczesnych porodów

> 50% bezpłodności - nieodpowiednia jakość nasienia

- brak ruchliwości plemników

- zaburzenia spermatogenezy (wzrost z 8 do 20%)

- zmiany genetyczne

- zakłócenia wydzielania progesteronu w latach 1999 - 2003 udowodniono, trudności z zajściem w ciążę, poronienia;

Zawartość w produktach pochodzenia zwierzęcego w tłuszczu

Produkt	Zawartość pg/kg tłuszczu
Masło	200 - 7500
Drób	300 - 12 800
Wołowina	900 - 12 600
Ser żółty	200 - 11 200

Warzywa korzenne - 1- 100 pg/kg tłuszczu

Kukurydza 2- 30

Żyto 1- 5

Tolerowane poziomy spożycia:

WHO 1988r.

1 - 4 μg TEQ / kg mc/ d

Swiss Chalet Fine Foods 2001r.

14 μg TEQ/ kg mc/ tydzień

Joint Expert Committee for Food Additives 2001

7 μg TEQ / kg mc/ miesiąc

Toksykologia

Wykład 14 12.01.2010r.

Skażenia promieniotwórcze

1. radioaktywność- rys historyczny

2. źródła skażeń radioaktywnych

3. jednostki radioaktywności

4. radioaktywność- skutki biologiczne

5. skażenia żywności

1. rys historyczny

• Henri Becquerel 1896r.

- przypadkowe odkrycie

- sole U zaczerniają kliszę fotograficzną

- promieniowania elektromagnetyczne o zbliżonej charakterystyce do promieni X

• Maria i Piotr Curie 1898r.

- odkrycie w rudzie U - polon Po i rad Ra

Radioaktywność: emisja dużych dawek energii na skutek rozpadu niestabilnych jąder atomowych występujących w izotopach promieniotwórczych;

Energia jest emitowana w postaci:

- cząstek α - jony He2+

- cząstek β - wysokoenergetyczne elektrony

- promieniowania γ - fotony o bardzo dużej energii

- promieniowania neuronowego - wysokoenergetyczne neurony

- promieniowania pozytronowego - +e

2. Naturalne źródła promieniowania

- kosmiczne

- naturalne pierwiastki radioaktywne 238U, 235U, 232Th, 226Ra, 222Rn

- izotopy radioaktywne 40K, 87Rb

U- w skałach, glebie, odpadach fosforanowych

226Rn- gaz, produkt rozpadu 238U, 232Th

40K- β,γ, t ½ = 1,3 * 10^9 lat, 0,01%K

87Rb- β, t ½ = 4,9 * 10^10 lat

Antropogeniczne źródła promieniowania:

- przemysł jądrowy- kopalnictwo, przetwórstwo, reaktory, odpady jądrowe;

- sztuczne izotopy radioaktywne- medycyna, nauka, przemysł

- katastrofy jądrowe

- testy z bronią jądrową- cele militarne

Sztuczne izotopy promieniotwórcze:

- głownie sztuczne długożyciowe izotopy promieniotwórcze w środowisku naturalnym

137Cs - γ,β, t ½ = 30 lat

90Sr - β, t ½= 28 lat

239Pu - α, t ½ = 24 tysiące lat

240Pu - α, t ½ = 8 tysięcy lat

Skażenie promieniotwórcze środowiska:

1. pojawienie się w środowisku sztucznych pierwiastków promieniotwórczych (promieniotwórczość sztuczna):

- opad promieniotwórczy globalny

- testy z bronią jądrową 1958- 1963

- katastrofy jądrowe:

* Windscale, UK 1957

* rejon Czelabińska, Ural 1957, 1967

* Three Mile Island, USA 1979

* Czarnobyl 1986

- przeróbka paliwa jądrowego

- awaryjne wycieki radioaktywne z urządzeń jądrowych

- wycieki ze składowisk odpadów promieniotwórczych

- wypadki rozszczelnień źródeł promieniotwórczych- wykorzystywane w geologii, medycynie, przemyśle itp.

Dawki radioaktywności:

1. aktywność źródła promieniotwórczego - ilość rozpadów zachodzących na sekundę w określonej ilości danego materiału;

• Bekerel - 1Bg = 1 rozpad/s

• Kiur - 1Ci = 3,72 * 10^10 Bg = aktywność 1g 226Ra

2. dawka pochłonięta- ilość energii pochłoniętej przez dany obiekt

• Rad - 1rad = 2,38 * 10^-6 cal/g

• Grey - 1Gy = 1J/kg

Ilość energii powodująca wzrost temperatury 1kg wody o 0,23K

1 rad = 0,01Gy

3. dawka skuteczna - uwzględnia wrażliwość tkanek

• Siwert - 1Sv = 1Gy * Q

• Rem - 1rem = 1rad * Q

(równoważnik 1radu dla człowieka)

4. dawka ekspozycyjna - ilość jonizacji

• Rentgen - 1R = 2,58 * 10^-4 C/kg

Efekty biologiczne:

- emisja wysokoenergetycznego promieniowania powoduje wybijanie elektronów z atomów - jonizacja

- promieniowanie jonizujące ma szkodliwy wpływ na organizm ludzki - choroba popromienna

Stadia oddziaływań promieniowania na żywą tkankę:

1. fizyczne - jonizacja, wzbudzanie, zmienia właściwości molekuł tkanki

2. fizykochemiczne - powstałe produkty ulegają dalszym reakcjom (rekombinacja, wolne rodniki, rodniko - jony)

3. chemiczne - reakcje wolnych rodników z elementami tkanki

4. biologiczne - zaburzenia funkcjonalne tkanek, narządów, zmiany kliniczne

1. poparzenia popromienne spowodowane dostarczeniem energii do tkanek przez

kwanty γ, cząstki β, cząstki α;

2. generacja wolnych rodników (niszczenie, zrywanie łańcuchów DNA) mutacje komórek, śmierć

wolne rodniki powodują w organizmie:

- zaburzenia procesów fizjologicznych

- inaktywację enzymów komórkowych

- zahamowanie funkcji życiowych komórki

- uszkodzenia somatyczne lub mutacje genetyczne

Komórka: częstotliwość występowania różnego rodzaju cząsteczek, w stosunku do 1 cząsteczki DNA:

DNA = 1

RNA = 44

Białko = 700

Inne organiczne = 4000

Lipidy = 7000

Związki nieorganiczne = 6,8 * 10^4

Woda = 1,2 * 10^7

Działanie pośrednie promieniowania - jonizacja cząsteczek wody

Pr

------------- H2O => H2O+ + e-

H2O+ H+ + OH·

H2O + e- H2O-

H2O- H· + OH-

Pr

------------ H2O => H2O· => H· + OH-

Radioaktywność a zdrowie człowieka

1. uszkodzenia somatyczne

- białaczka

- uszkodzenia skóry

- zmiany przedrukowe

- nowotwory

- zaćma

- skrócenie długości życia

- opóźnienie wzrostu, rozwoju

- zaburzenia somatyczne prowadzą do zmian nowotworowych

2. mutacje genetyczne

Drogi wnikania radionuklidów do organizmu:

- układ oddechowy

- przewód pokarmowy

- skóra

Losy radionuklidów zależą od ich rozpuszczalności w wodzie i płynach ustrojowych.

Toksyczność radionuklidów:

- największa toksyczność - ciężkie radionuklidy szeregów U - Ra, Th, Ac - U

- 90Sr (β, t ½ = 28,9 lat), 226Ra (α, t ½ = 1590lat) - osadzają się w kościach na miejsce Ca- rak kości (osteosarkoma)

- 137Cs (β, t ½ = 30 lat) - inkorporacja do mięśni w miejsce K - nowotwory tkanki miękkiej

- 131I (γ, t ½ = 8,1 dni) - inkorporacja do gruczołu tarczycy - nowotwory tarczycy

Długotrwała ekspozycja na małe dawki promieniowania radioaktywnego:

- wzrost częstości występowania nowotworów (nadwyżka przypadków nowotworów / mln ludzi narażonych na 1rad promieniowania/ rok)

- białaczka 1,6 raza

- rak tarczycy 1,2 raza

- rak piersi 2,1 raza

- rak płuc 2 razy

Choroba popromienna - objawy kliniczne

- osoby, które przeżyły eksplozje w Hiroszimie, Nagasaki (1945)

- pierwsze oznaki choroby:

* nudności, wymioty

* utrata włosów (epilacja)

* zaczerwienienie skóry (plamice)

* biegunka

* krwotoki z jamy ustnej, odbytnicy, przewodu moczowego

* uszkodzenia układu krwiotwórczego i pokarmowego

Dawka a objawy

50 rem - niewielkie zmiany w krwi, złe samopoczucie

100 rem - zmiany we krwi, czasowa bezpłodność mężczyzn, nudności, wymioty

400rem - śmiertelność 50% w ciągu miesiąca lub półroczna choroba, utrata włosów, biegunka, małe krwotoki wewnętrzne

1000rem - nudności i wymioty po kilkudziesięciu minutach, prawie 100% śmiertelności po kilku tygodniach

5000rem - natychmiastowa utrata przytomności, zgon w ciągu tygodnia

Mutageneza, kancerogeneza:

1Sv

- 1000 uszkodzeń jednoniciowych DNA na 1 komórkę

- 40 uszkodzeń dwuniciowych DNA na 1 komórkę

Przeciętny Polak - 1992rok

- całkowita dawka - 3,6 mSv / rok

- 2,7 mSv / rok - z naturalnych źródeł promieniowania

- ~ 0,9 mSv ze sztucznych źródeł, RTG- prześwietlenia

Nie ustalono progu dawki skutecznej, poniżej którego organizm jest całkowicie odporny na działanie promieniowania; małe dawki nieraz podnoszą odporność;

Efekt hormezy - małe dawki mogą być dobre dla organizmu osłabionego;

Środki indywidualne, ekspozycja ludzi (mSv/ rok)

Źródło	USA (1987)	Świat (1985)
Promieniowanie naturalne	1	2
Promieniowanie do celów medycznych	0,9	0,4
Górnictwo, budownictwo	0,05	?
Towary konsumpcyjne	0,003	?
Odpady radioaktywne z wybuchów	0,05 - 0,08	0,02
Elektrownie jądrowe	0,0028	0,01

Dopuszczalne skażenia żywności radionuklidami

- do żywności najczęściej przenikają 90Sr, 89Sr, 137Cs, 131I, 140Ba

Skażenia:

- zewnętrzne - obecność radionuklidów na powierzchni skażonego organizmu (napromieniowanie kontaktowe)

- wewnętrzne - obecność radionuklidów w organizmie (napromieniowanie wewnętrzne)

Awaria w Czarnobylu (1986):

- ogromny wzrost skażenia środowiska

- izotopy 137Cs, 134Cs, 131I

Skażenie promieniowaniem żywności w Polsce- roczne wchłonięcie badanych izotopów, nie odbiegają od poziomu obserwowanego w innych krajach UE;

Japonia, Portugalia

- wchłanianie więcej 210Pb, 210Po, duże spożycie artykułów pochodzenia morskiego;

Udział poszczególnych artykułów jako źródła izotopów w całodziennym pożywieniu jest różny.

238 U - woda pitna (~ 60% dawki wchłoniętej)

210 Po - ryby (~ 30% dawki wchłoniętej)

---