Toksykologia to nauka o truciznach. Nazwa pochodzi od greckiego słowa toksikon – trucizna i logos –wiedza, nauka.
Postęp wiedzy o truciznach był ściśle związany z rozwojem leczenia i znajomości leków. Najdawniejsze znane zapisy o truciznach i ich stosowaniu pochodzą ze źródeł staroegipskich i hinduskich. Zawierają informacje o stosowaniu opium, alkaloidów tropinowych, cykuty, akonityny, niektórych metali, jak: arsen, ołów, antymon, miedź. Znana także była wyjątkowa siła toksyn zwierzęcych, głównie węży i insektów.
Paracelsus, wybitny przedstawiciel postępowej myśli medycznej okresu średniowiecza, uznawany przez współczesnych za prekursora toksykologii, sformułował pojęcie trucizny jako indywiduum chemicznego o określonych właściwościach i strukturze. Paracelsus wskazuje na doświadczenie, jako zasadnicze źródło informacji o wpływie trucizn na organizm, wprowadza pojęcie dawki – dominującego parametru warunkującego terapeutyczne lub toksyczne działanie związku. Słynne jest i do dzisiaj aktualne stwierdzenie Paracelsusa: „Wszystko jest trucizną i nic nią nie jest. Dawka decyduje tylko, czy coś nie jest trucizną".
TRUCIZNY, ZATRUCIA, PODZIAŁ.
Toksykologia współczesna największą uwagę przywiązuje nie tylko do ostrych zatruć, lecz także do chorób, które - ze względu na zanieczyszczenie środowiska obejmują nieraz całą populację lub grupy ludności szczególnie wrażliwych lub narażonych.
Udowodniono, ze wiele czynników wpływa na zdrowie człowieka.
ŹRÓDŁO → SUBSTANCJA → EKSPOZYCJA → ORGANIZM → ODPOWIEDŹ
EKSPOZYCJI CHEMICZNA
- powietrze - właściwości - droga - wiek - natychmiastowa
- woda fizykochemiczne wchłaniania - rasa opóźniona
- gleba z powietrzem - płeć
- żywność - doustna - wrażliwość
- skórna - status zdrowotny
- pozajelitowa
- wielkość ekspozycji
- stężenie
- dawka
- szybkość wchłaniania
Właściwości fizykochemiczne, takie jak lotność, rozpuszczalność, warunkują rozmieszczenie w różnych przedziałach środowiskowych. O Substancja chemiczna, zanim dotrze do badanego organizmu, może podlegać wpływowi czynników środowiskowych. Takie czynniki, jak trwałość fizykochemiczna (odporność na utlenianie, hydrolizę, promieniowanie itp.) określa, jaka część stężenia środowiskowego jest aktywna w bezpośrednim sąsiedztwie badanych organizmów. Substancje chemiczne mogą docierać do badanego organizmu na drodze łańcucha pokarmowego. W tym przypadku niektóre substancje mogą być szybko wchłaniane i powoli wydalane, co przyczynia się do ich zwiększonych stężeń w niektórych narządach.
Rozwój wiedzy ostatniego 20 – lecia wyraźnie wskazuje, że czynniki środowiskowe maj ą bezpośredni wpływ na wywołanie nowotworów u ludzi. Potwierdzają to doniesienia dotyczące wywoływania raka „zawodowego” przez różne związki chemiczne, jak rak pęcherza moczowego u robotników narażonych na aminy aromatyczne; nowotwory płuc u osób narażonych na chrom, arsen, eter dichlorometylowy. Wykazano również dodatnia korelację między paleniem papierosów a zapadalnością na nowotwory płuc. Należy także podkreślić, że nie zawsze istnieje korelacja między ostra toksycznością a rakotwórczością. Często związek chemiczny o dużej ostrej toksyczności nie wykazuje działania nowotworowego, a związek chemiczny, który wywołuje u zwierząt nieznaczne działania toksyczne w ostrym zatruciu może mięć bardzo silne działanie rakotwórcze. Skutki działania toksycznego, w zależności od rodzaju substancji, występują i rozwijają się nieraz po narażeniu powtarzanym i wynikają z kumulacji związku toksycznego lub jego metabolitów w organizmie. Występuje wówczas okres utajenia, który może być bardzo długi, zwłaszcza wtedy, kiedy dawka substancji chemicznej jest bardzo mała.
Trucizna jest to substancja, która po wchłonięciu do organizmu lub wytworzona w organizmie powoduje zaburzenie jego funkcji lub śmierć.
Substancje uchodzące za szkodliwe wywołują określone efekty biologiczne lub zdrowotne, które występują podczas narażenia lub w okresie późniejszym, a także w następnych pokoleniach. Bardzo toksyczna substancja powoduje te skutki po podaniu bardzo małych ilości (dawek), natomiast substancja mało toksyczna wywiera działanie szkodliwe po podaniu w odpowiednio dużej ilości.
Przy ocenie toksyczności należy brać pod uwagę nie tylko ilość (dawkę) substancji podanej lub wchłoniętej, lecz także drogę podawania (np. wdychanie, podanie doustne, na skórę, wstrzyknięcie), a także częstość podawania (jednorazowo, kilkakrotnie), czas potrzebny do wystąpienia zmian (efektów) niekorzystnych oraz zakres i stopień uszkodzenia.
Narażenie (ekspozycja) jest to fizyczny kontakt żywego organizmu z czynnikiem chemicznym, fizycznym lub biologicznym, wyrażony stężeniem lub natężeniem i czasem trwania.
Podczas narażenia może występować pobranie substancji chemicznej, a następnie jej wchłonięcie, które opisuje się dawką wchłoniętą. Obecność substancji chemicznej w próbkach materiału biologicznego (powietrze wydechowe, płyny ustrojowe, tkanki) jest bezpośrednim dowodem narażenia. Brak substancji chemicznej w tych próbkach nie musi oznaczać braku aktualnego narażenia. Narażenie wyrażone jest także przez stężenie substancji w powietrzu bądź w wodzie do picia lub przez dawkę pobraną, tzn. ilość wprowadzoną do organizmu wraz z odpowiednim nośnikiem, tj. powietrzem, wodą do picia lub żywnością.
Efekt jest to każda biologiczna zmiana w organizmie, narządzie lub tkance spowodowana lub związana z narażeniem na substancję chemiczną.
Efekt szkodliwy jest to nieodwracalna zmiana biologiczna pojawiająca się podczas lub po zakończeniu narażenia. Jest to zaburzenie czynnościowe lub uszkodzenie morfologiczne, które może wpływać na wydolność całego organizmu lub może zmniejszyć jego sprawność w warunkach dodatkowego obciążenia, a także może zwiększyć jego wrażliwość na działanie innych czynników.
Zmiany niekorzystne lub „anormalne" występują wówczas, gdy wyniki pomiarów znajdują się poza zakresem wartości prawidłowych. Zakres wartości prawidłowych jest oznaczany na podstawie pomiarów wykonanych w grupie osobników uznawanych za zdrowych i wyrażony statystycznie jako 95 % przedział ufności dla wartości średniej lub dla poszczególnych osobników jako 95 % przedział tolerancji.
Działanie niekorzystne, szkodliwe albo niepożądane dla zdrowia może być odwracalne lub nieodwracalne. Odwracalne skutki działania związku chemicznego są odchyleniami od prawidłowej struktury lub funkcji, które powracają do zakresów wartości fizjologicznych po przerwaniu narażenia. Podstawowe znaczenie w tym przypadku ma pojęcie uszkodzenia biochemicznego, które może być zdefiniowane jako zmiana biochemiczna lub defekt biochemiczny, bezpośrednio poprzedzający zmianę patologiczną lub zaburzenia czynnościowe.
W przypadku skutków nieodwracalnych odchylenia pozostają lub nawet nasilają się po zakończeniu narażenia. Niektóre skutki toksycznego działania substancji chemicznych, jak: uszkodzenie płodu, mutacje, nowotwory złośliwe, choroby neurologiczne, marskość wątroby lub rozedma płuc są na ogół nieodwracalne.
Termin „dawka” jest stosowany do wskazania ilości podanej, natomiast ilość obecna w medium podlegającym badaniu jest określona terminem „stężenie".
Stężenie krytyczne w komórce jest to stężenie, przy którym zachodzą zmiany czynnościowe komórki odwracalne lub nieodwracalne, niepożądane lub szkodliwe.
Narządem krytycznym nazywamy narząd, który jako pierwszy osiąga stężenie krytyczne substancji toksycznej.
Wrażliwość narządów może wykazywać różnice osobnicze. Za efekt krytyczny, zdrowotny przyjęto swoisty efekt lub jego prekursora w warunkach narażenia na substancję chemiczną.
DAWKI.
Działanie toksyczne substancji chemicznej zależy od jej dawki i stężenia w atakowanym narządzie lub układzie. Dawka jest to ilość substancji chemicznej podana, pobrana lub wchłonięta do organizmu w określony sposób, warunkując brak lub wystąpienie efektów biologicznych wyrażonych odsetkiem organizmów odpowiadających na tę dawkę. Podawana ona jest w jednostkach wagowych na masę lub powierzchnię ciała, niekiedy dodatkowo na dobę.
W zależności od skutków (efektów) wywoływanych przez ksenobiotyki rozróżnia się niżej wymienione dawki:
Dawka graniczna lub dawka progowa (dosis minima, DM). Jest to ilość substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne skutki biologiczne. Nazywamy to progiem działania, który jest zdefiniowany jako najmniejszy poziom narażenia lub najmniejsza dawka,,które powodują zmiany biochemiczne, przekraczające granice przystosowania homeostatycznego.
Dawka lecznicza (dosis therapeutica, dosis curtiva, DC). Wykazuje działanie farmakoterapeutyczne i nie wywołuje istotnych zakłóceń procesów fizjologicznych.
Dawka toksyczna (dosis toxica, DT) jest to ilość substancji, która po wchłonięciu do organizmu wywołuje efekt toksyczny.
Dawka śmiertelna (dosis letalis, DL) jest to ilość substancji powodująca śmierć organizmu po jednorazowym podaniu.
We współczesnej toksykologii ważną rolę odgrywa ostatnia z podanych dawek określana jako dawka śmiertelna medialna LD50, jest to statystycznie obliczona na podstawie wyników badań doświadczalnych ilość substancji chemicznej, która powoduje śmierć 50% organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób.
RODZAJE ZATRUĆ.
Zatrucie jest to proces chorobowy z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi, wywołany przez substancję chemiczną pochodzenia egzo- lub endogennego.
Biorąc pod uwagę dynamikę, mechanizm oraz działanie trucizny na organizm zatrucia można podzielić na:
Zatrucia ostre. Charakteryzują się one szybkim rozwojem szkodliwych zmian w organizmie, powstających w ciągu krótkiego czasu po wprowadzeniu jednorazowej dawki trucizny dożołądkowo, inhalacyjnie lub po naniesieniu na skórę. Na ogół objawy uszkodzenia lub śmierć występują po 24 h. Charakteryzują się przeważnie dużą dynamiką objawów klinicznych,
Zatrucia podostre. Szkodliwe zmiany w organizmie występują mniej gwałtownie po podaniu jednorazowej lub kilkakrotnej dawki. W zatruciach podostrych wykrycie powstałych zmian patologicznych jest często możliwe po zastosowaniu fizjologicznych badań czynnościowych narządów.
Zatrucia przewlekłe. Powstają wskutek działania małych dawek trucizny podawanych przez dłuższy okres na ogół pod wpływem kumulacji trucizny w organizmie. Zatrucia przewlekłe powstają zwykle w wyniku zatruć przypadkowych, np.: przebieg zatruć zawodowych ma przeważnie charakter przewlekły. Substancje toksyczne, zanieczyszczające środowisko człowieka, występują przeważnie w tak małych stężeniach, że wywołują tylko działanie przewlekłe.
Reakcja organizmu na wnikanie związków toksycznych zależy od ich właściwości fizykochemicznych, drogi wchłaniania, dawki, płci, wieku, ogólnego stanu zdrowia i odżywiania, a także czynników zewnętrznych, jak: temperatura, okres narażenia, wilgotność powietrza.
Zatrucia występujące wśród ludzi można podzielić na:
Zatrucia rozmyślne (samobójcze lub zbrodnicze). Zatrucia rozmyślne, zwłaszcza lekami, stanowią ciągle ważny problem społeczny. Najczęściej w tym celu były używane: barbiturany, chinina, leki uspokajające, tabletki od bólu głowy, fosforek cynku, nieraz ze znaczną dawką alkoholu etylowego. W zatruciach zbrodniczych najczęściej są używane: arszenik, strychnina, sublimat, cyjanek potasu. Obecnie do prób samobójczych najczęściej wykorzystywane są opiaty (amfetamina, opiaty w połączeniu z lekami z grup benzodiazepin, barbituranów, fenotiazyn).
Zatrucia przypadkowe. Zatrucia te mogą być ostre, jak w przypadku zatruć rozmyślnych lub przewlekłe. Z zatruciami przypadkowymi można się często spotkać w życiu codziennym, np. omyłkowe podanie leków lub ich przedawkowanie, zatrucia chemikaliami używanymi w gospodarstwie domowym, spożywanie żywności nie tylko skażonej mikroorganizmami, lecz także zanieczyszczonej substancjami toksycznymi, a szczególnie środkami ochrony roślin.
isa...bella