TOKSYKOLOGIA

Wykład 1                                                                                                                                                   01-X-09

prof. dr hab. Anna Brzozowska

pokój                             2124

telefon:                            59 37 11

toksykologia_zywnosci.sggw.pl

Toksykologia – nauka o truciznach i zatruciach

Z grackiego:             

- toksikon – trucizna

- logos – nauka

Toksykologia – dyscyplina naukowa, która bada aktualne lub potencjalne niebezpieczeństwo związane z działaniem na organizmy żywe substancji chemicznych (trucizn), bada mechanizmy działania trucizn, opracowuje sposoby rozpoznawania i leczenia zatruć, opracowuje sposoby zapobiegania zatruć.

Paracelsus – ojciec toksykologii – niemiecki lekarz, filozof, prekursor współczesnej medycyny:

„ Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś substancja nie jest trucizną”

„The dose makes the poison”

Dla trucizn, zależność dawka – odpowiedź:

1 –              zakres dawek bez

obserwowanego działania  

2 –              wpływ na organizm,

proporcjonalny do dawki

3 –              zakres dawek o maks.

działaniu

(współczesna definicja) trucizny – substancja, która wprowadzona w małych dawkach do organizmu wskutek swoich właściwości toksykodynamicznych może wywołać zaburzenia ustroju i jego śmierć

W praktyce za trucizny uznaje się te substancje, które związane są ze stosunkowo dużym ryzykiem działania szkodliwego

Toksyczność – działanie niepożądane, wynikające z reakcji chemicznej lub fizykochemicznej pomiędzy związkiem chemicznym, który wniknął do ustroju a układem biologicznym (DNA, enzymy)

Ksenobiotyk:

- substancja chemiczna nie będąca naturalnym składnikiem organizmu

- substancja obca, egzogenna

z greckiego: ksenos – obcy

zatrucie:

·       proces chorobowy

o        z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi

o        wywołany przez substancje chemiczne pochodzenia egzo- lub endogennego

podział zatruć ze względu na okoliczności ich powstania:

·       przypadkowe np. zdrowotne, pokarmowe

·       rozmyślne np. samobójcze, mordercze

podział zatruć ze względu na przebieg i nasilenie

·       ostre – jednorazowa dawka, objawy szybkie po kontakcie z substancją, gwałtowne

·       podostre

·       przewlekłe – ekspozycja przez dłuższy czas (efekt = dawka*czas)

·       czasami wyróżnia się również zatrucia podprzewlekłe

działy toksykologii:

·       humanotoksykologia

·       zootoksykologia

·       fitotoksykologia

działy toksykologii:

·       przemysłowa

·       środowiskowa

o        leków

o        żywności

o        pestycydów

o        artykułów gospodarstwa domowego

o        kosmetyków

o        tworzyw sztucznych

·       wojskowa

·       sądowa

Cechy wspólne: te same związki chemiczne

Różnice:

·       warunki ekspozycji (praca, choroba, całe życie)

·       droga wchłaniania (płuca, skóra, przewód pokarmowy)

·       dawkowanie (wg wskazań lekarza, wg indywidualnych upodobań)

toksykologia żywności:

·       dotyczy substancji chemicznych dostających się do organizmu z żywnością

o        występujących naturalnie

o        dodawanych celowo

o        zanieczyszczeń

o        wytwarzających się w produktach w czasie procesów technologicznych lub przechowywania

o        wytwarzających się w organizmie człowieka z substancji pochodzących z żywności (aminy + związki azotowe = nitrozoaminy)

LOSY TRUCIZN W ORGANIZMIE:

1.       Droga i sposób dostawania się do organizmu

Przez jamę ustną – droga pokarmowa, per os

Mechanizmy wchłaniania:

·       transport bez udziału nośników

o        persorpcja (międzykomórkowo, całe cząsteczki, komórki)

o        endocytoza (pinocytoza, fagocytoza)

o        wchłanianie konwencjonalne (przez pory)

o        dyfuzja bierna

o        przez pary jonowe

·       transport przy udziale nośników

o        dyfuzja ułatwiona

o        transport aktywny

Wchłanianie przez przewód pokarmowy zależy od:

·       rozpuszczalności substancji, wielkości cząsteczek

·       obecności związków chemicznych, przy udziale tych samych przenośników lub za pomocą tego samego mechanizmu

·       od pH treści pokarmowej (wpływa na rozpuszczalność)

·       od integralności błony kom., ukrwienia

miejsca wchłaniania substancji obcych w przewodzie pokarmowych:

·       jama ustna: nikotyna, cyjanki, nitrogliceryna, fenole, strychnina, kokaina, alkohol

·       żołądek: alkohol, nikotyna, cyjanki, kwas salicylowy, aspiryna, kofeina, teofilina

·       jelito cienkie: większość trucizna

·       jelito grube: związki wytworzone przy udziale mikroflory

zapobieganie wchłanianiu z przewodu pokarmowego:

·       substancje adsorbujące - węgiel aktywowany (carbo activatus, carbo medicinalis)

 

·       wywoływanie wymiotów

·       płukanie żołądka (do 2h po spożyciu trucizny płynnej, do 4h po spożyciu trucizny stałej)

·       płukanie jelit

·       zastosowanie odtrutek działających miejscowo (np. chlorek sodu – azotan srebra, tiosiarczan sodu –HCN, wersenian sodowo-potasowy – Cd, Pb)

Domowymi metodami zapobiegającymi wchłanianiu toksyn z układu pokarmowego są mleko i białko jajka, przy czym mleko ma działanie odwrotne do zamierzonego w przypadku toksyn tłuszczorozpuszczalnych.

2.       Transport (bariery) i wiązanie ustrojowe

Bariery przy wchłanianiu:

·       droga pokarmowa – nabłonek jelitowy

·       droga inhalacyjna – nabłonek pęcherzyków płucnych

·       droga dermalna – naskórek

(wyżej wymienione bariery, są pierwszymi barierami, na które natrafiają wchłaniane substancje, kolejne bariery to)

·       błony naczyń włosowatych

·       błony komórkowe narządów wewnętrznych

·       błony struktur wewnątrzkomórkowych

bariery specjalne – chroniące ośrodkowy układ nerwowy:

·       KREW – MÓZG, KREW – PŁYN MÓZGOWORDZENIOWY

o        Dyfuzja bierna (związki obce), transport aktywny (cukier, aminokwasy)

o        Zmiany w błonach powodują m.in.:

§         nadtlenki kwasów tłuszczowych, bodźce akustyczne

§         w życiu płodowym i u niemowląt obserwuje się większą wrażliwość

o        substancje litofilne przenikają łatwo np. metylortęć, nierozpuszczalne w tłuszczach trudno – musi być przenośnik

·       KREW – ŁOŻYSKO

o        Bariera dla związków silnie zjonizowanych i nierozpuszczalnych w tłuszczach, o dużym ciężarze cząsteczkowym

o        Łatwo przenikają m.in.: antybiotyki, narkotyki, alkohol etylowy, kofeina, nikotyna

o        Zmiany morfologiczne przy niedotlenieniu np. u kobiet palących

o        Czynniki teratogenne – obumarcie zarodka, wady rozwojowe

·       KREW – JĄDRO

o        Skomplikowana budowa trójstopniowa, chroni męskie komórki rozrodcze

o        Śródbłonek naczyń włosowatych bez porów i przestrzeni międzykomórkowych

o        Komórki nabłonkowo – mięśniowe ze strefami zamykającymi

o        Połączenia kompleksowe między komórkami podporowymi

Bariera niebłonowa to:

·       połączenie z albuminami i globulinami krwi

·       z białkami enzymatycznymi (inhibicja)

·       z białkami cytoplazmatycznymi (metalotioneina)

Zależy od pH, odwracalne, trwałość wiązania różna, przez grupy –SH, przy –końcowego aminokwasu, fosforylacja grup OH, -COOH, związki obce konkurują o miejsca wiązania

Połączenia takie nie przenikają przez ściany naczyń włosowatych oraz nie ulegają przesączaniu w kłębuszkach nerkowych

Opóźniają metabolizm i wydalanie

Rola krwi:

·       rozpuszczalnik, medium transportujące

o        transport substancji obcych w pierwszej kolejności do narządów dobrze ukrwionych

o        redystrybucja do narządów mniej ukrwionych

o        transport metabolitów do nerek

·       wiązanie substancji z:

o        Hb np. CO (karboksyhemoglobina)

o        Z białkami błon krwinek czerwonych np. Pb

o        Z białkami osocza

Wykład 2                                                                                                                                                   08-X-09

3.       Rozmieszczenie i kumulowanie

...