Toksykologia zal PDF

Preview

Summary

Download Toksykologia zal PDF

Description

Toksykologia –Jest szeroką dziedziną wiedzy, nazywaną czasami nauką o truciznach. Nazwa ta pochodzi od greckiego słowa „toksikon” – trucizna i „logos” – wiedza, nauka. To nauka o szkodliwym wpływie leków, związków chemicznych i ich mieszanin na żywe organizmy. Prekursorem toksykologii był Paracelsus – uczony który prowadząc badania alchemiczne poznał toksyczne właściwości licznych związków chemicznych, tworząc podwaliny toksykologii Toksykologia środowiskowa Jednym z kierunków współczesnej toksykologii jest toksykologia środowiskowa, która zajmuje się mechanizmami toksycznego działania różnych substancji, obecnych w środowisku naturalnym, na organizm człowieka, zwierząt i roślin. Obejmuje ona badania całej przyrody ożywionej i dlatego nazywamy ją również ekotoksykologią Toksyczność to zdolność substancji do wywołania zaburzeń fizjologicznych czynności organizmu i powodowania śmierci. Substancje obdarzone właściwościami toksycznymi noszą nazwę substancji trujących. Trucizna to substancja o silnie wyrażonych właściwościach toksycznych. Inne mniej toksyczne substancje nazywamy środkami szkodliwymi. jest to substancja egzogenna lub endogenna, która powoduje zaburzenia funkcji organizmu lub jego śmierć. To substancja o silnie wyrażonych właściwościach toksycznych. Inne mniej toksyczne substancje nazywamy środkami szkodliwymi. „wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś substancja nie jest trucizną” Paracelsus,1525 rok. Trucizna= toksyna= ksenobiotyk Trucizny można podzielić na dwie grupy ze względu na pochodzenie: Pierwszą stanowią trucizny pochodzenia naturalnego, wytwarzane głównie przez bakterie chorobotwórcze, trujące grzyby i rośliny oraz zwierzęta jadowite. Drugą grupę stanowią trucizny antropogeniczne, wytwarzane przez człowieka Biogeny - Substancje które mają wartość odżywczą i są surowcem niezbędnym do metabolizmu odbywającego się w żywym organizmie. Dostarczane są wraz z pożywieniem i nazywa się je często substancjami budulcowymi komórki. Ponadto do organizmu niezbędne jest dostarczanie innych składników takich jak mikroelementy i witaminy

Ksenobiotyki - To substancje obce, które nie mają dla organizmu wartości odżywczej, nie są dla niego konieczne i których on sam nie syntetyzuje. Ksenobiotyki, mogą nie przeszkadzać w niewielkich ilościach, ale stają się toksyczne powyżej pewnej wartości progowej. z greckiego „ksenos”- obcy i „biotos” – życie. To substancja chemiczna nie będąca naturalnym składnikiem żywego organizmu, który jest na nią narażony.Definicja ta obejmuje substancje obce dla organizmu. Określa się nią większość trucizn i leków. Przedostają się do organizmu wraz ze skażonym pokarmem, z wdychanym powietrzem, wodą pitną, w postaci leków i używek.Niezależnie od drogi podania substancje chemiczne ulegają w organizmie różnym procesom. Całość procesów określających los substancji obcych w organizmie nazywamy metabolizmem ksenobiotyków. Zatrucie – to zespół objawów chorobowy wywołanych działaniem substancji toksycznych na organizm Przyczyny zatruć człowieka -Leki ( narkomania, lekomania, doping) -Zatrucia zawodowe ( produkcja przemysłowa, magazynowanie, obrót handlowy) -Zatrucia rozmyślne ( samobójcze, mordercze) -Skażenia biosfery ( powietrze, gleba, woda) -Zatrucia w gospodarstwie domowym ( chemikalia, tworzywa sztuczne, kosmetyki) -Pestycydy ( w ochronie roślin, w higienie ludzi i zwierząt, pozostałość w żywności) -Żywność ( obce substancje chemiczne, naturalne toksyny, drobnoustroje) Dawka- określa się w jednostkach masy lub stężenia molowego na jednostkę masy ciała [ mg/kg] lub metr kwadratowy powierzchni ciała [mg/m2 ] Dawka progowa- poniżej której nie ma już reakcji na podaną toksynę LD50- dawka, która spowodowała śmierć 50% populacji badanych zwierząt. ED50- dawka efektywna, lecznicza Margines bezpieczeństwa – róznica między LD50 a ED50 Nazwa i symbol dawki

Charakterystyka dawki

DM – dawka minimalna

Ilość wywołująca pierwsze dostrzegalne zmiany w organizmie

DC – dawka lecznicza

Ilość powodująca działanie lecznicze

DT – dawka toksyczna

Ilość wywołująca wyraźne zatrucie organizmu

LD (DL) – dawka

Ilość substancji powodująca śmierć organizmu po

śmiertelna

jednorazowym podaniu

LD50 ( DL50) – dawka

Ilość powodująca śmierć 50 % zwierząt kontrolnych ( nie

śmiertelna średnia

uwzględnia działania w późniejszym czasie)

SMOG Zimą smog powstaje w czasie dużej wilgotności powietrza przy wysokim ciśnieniu atmosferycznym, niskiej temperaturze. Pod wpływem światła słonecznego SO2 przekształca się w rodnik – SO2, który utlenia się do rodnika – SO4 i natychmiast rozpada się z wydzieleniem tlenu atomowego (O). Tlen łączy się z SO2 tworząc tlenek siarki – SO3 i ulega dalej uwodnieniu tworząc kwas siarkowy. Oddziaływanie smogu na człowieka: - kwas siarkowy i cząstki pyłu tworzą aerozole, które docierają aż do obwodowych części płuc, gdzie wywołują zmiany zapalne. - synergistyczne działanie gazów i pyłów prowadzi do częstszych napadów astmy u chorych dorosłych i dzieci - smog, który utrzymywał się w Londynie przez wiele dni w grudniu 1952 r. i grudniu 1962r. spowodował bardzo dużą śmiertelność, zwłaszcza wśród starszych mieszkańców (ok. 4000 zgonów powyżej normalnej śmiertelności dla tego miasta) Smog fotochemiczny Tworzy się w czasie nasłonecznienia w wyniku fotochemicznych przemian występujących w dużym stężeniu tlenków azotu, węglowodorów, składników spalin, powstają reaktywne rodniki. Smog kwaśny- powstaje w wilgotnym powietrzu zanieczyszczonym głównie SO2 i CO2 i pyłem węglowym. Jest charakterystyczny dla wielkich aglomeracji, w strefie umiarkowanej. Powoduje choroby roślin, stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt. Smog fotochemiczny- działanie: Smog tego typu powstaje warunkach dużego nasłonecznienia, przy inwersji temperatury, w dni bezwietrzne. Większe stężenie tlenków azotu nie działa drażniąco na błony śluzowe, lecz powoduje powstanie methemoglobiny. Podwyższone stężenie No2 w powietrzu może wywołać zapalenie oskrzeli u dorosłych, napady kaszlu u dzieci.

Ozon Jest naturalnym składnikiem atmosfery jego stężenie w powietrzu wynosi 10 ppb, w wyższych warstwach atmosfery stężenie wzrasta. Źródła antropogenne: powstaje z tlenków azotu i nienasyconych węglowodorów zawartych w spalinach samochodowych, pod wpływem światła słonecznego. Działa drażniąco na układ oddechowy, dociera do odległych części drzewa oskrzelowego, tam podrażnia błony śluzowe. Ozon- działanie: Silne działanie utleniające ozonu wpływa na wiązania podwójne i grupy SH fosfolipidów błon komórkowych. Dochodzi do zwiększenia przepuszczalności błon komórkowych. Ogranicza czynność enzymów i uszkadza strukturę DNA. Objawy zatrucia zależą od dawki. Wpływ ozonu na człowieka: 30 µg O3/ m2 powierzchni - Próg węchowy 70 Podrażnienie spojówek 100 Bóle głowy, podrażnienie dróg oddechowych 160 Przyspieszenie oddechu 200 Zapalenie płuc 300 Wzrost oporu w drogach oddechowych 350 Ograniczenie funkcji oddechowych płuc 400 Duszność, zaburzenia czynności oddechowych Bioindykacja ozonu Tytoń jako biowskaźnik służy do wykrywania ozonu. Jest używany w wielu krajach. Jest rośliną testową ze względu na dużą blaszkę liściową, co gwarantuje szybkie i intensywne pochłanianie tego gazu. W celu monitorowania powietrza wyhodowano odmiany o zróżnicowanej odporności na obecność ozonu. Są to odmiany: Bel W3 – bardzo wrażliwa Bel – C – wrażliwa Bel- B- najmniej wrażliwa Rośliny tytoniu odmiany wrażliwej reagują na obecność ozonu troposferycznego w postaci widocznych nekrotycznych uszkodzeń liści. Gazy :

Dwutlenek siarki – SO2 - Naturalnym źródłem są wulkany oraz procesy rozkładu materii organicznej i bakterie obecne w glebie. Największe jego ilości powstają w trakcie spalania paliw zawierających w swym składzie siarkę (węgiel, ropa, benzyna). Jest stosowany do:Wytrawiania metali Produkcji kwasu siarkowegoProdukcji celulozyProdukcji superfosfatów, farb Narażenie na So2 pojawia się również w garbarniach, cukrowniach, rafineriach, zakładach wulkanizacyjnych. Zastosowanie urządzeń odsiarczających w przemyśle pozwala na znaczne obniżenie emisji SO2 do atmosfery. Związki siarki SO2 powstaje w wyniku spalania siarki zawartej w węglu i gazach spalinowych Głównym źródłem są elektrownie, elektrociepłownie, koksownie, kotłownie, paleniska domowe. SO2 może się utleniać w powietrzu do trójtlenku siarki SO3, który reagując z wodą zawartą w powietrzu bierze udział w powstawaniu kwasu siarkowego. Kwaśne deszcze stanowią kompleksowe zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego. Kwaśne deszcze- jest to opad atmosferyczny o niskim pH, zawiera kwas siarkowy i azotowy. Przyczynia się do śmiertelności niemowląt, powstawania chorób układu oddechowego. Powodują zakwaszenie rzek, jezior, niszczenie fauny i flory, niszczenie zabytków architektury. SO2 dostaje się do organizmu głownie przez drogi oddechowe. Ma działanie drażniące, ma właściwości grzybobójcze, dezynfekcyjne, charakteryzuje się ostrym, drażniącym zapachem, dobrze wchłania się z układu oddechowego i przez skórę, działa silnie drażniąco na skórę, drogi oddechowe, spojówki. Może powodować kaszel, wymioty, zapalenie spojówek, uszkodzenie rogówki, zapalenie krtani, nieżyty nosa już przy stężeniu w powietrzu 0,003 %o. Próg węchowy wynosi dla SO2 0,5 – 1,0 ppm. H2S – siarkowodór Jest jednym z głównych związków biorących udział w obiegu siarki w przyrodzie. W niskich, tolerowanych przez ustrój stężeniach siarkowodór występuje w gazie ziemnym i wulkanicznym, wodach mineralnych, może pochodzić z rozkładu siarczków metali na powietrzu. Siarkowodór posiada zapach zgniłych jaj .

Powstaje w procesach gnilnych, jest gazem duszącym, działanie toksyczne dotyczy układu oddechowego, gromadzi się w studzienkach kanalizacyjnych. Progiem wyczuwalności dla człowieka jest stężenie w granicach 0, 0008 – 0,2 mg/m3 Powyżej stężenia 225 mg/m3 przestaje być wyczuwalny na skutek podrażnienia receptorów węchowych. Zaprzestanie wyczuwania zapachów powinno być traktowane jako poważne ostrzeżenie. W stężeniach wyższych niż 2000 mg/m3 powietrza powoduje natychmiastowy zgon na skutek podrażnienia ośrodka oddechowego i uduszenie. Działanie na człowieka W niższych stężeniach powoduje nagłe osłabienie, przyspieszenie akcji serca, duszność, zaburzenie równowagi, podrażnienie spojówek, uszkodzenie rogówki oraz zmiany w układzie oddechowym do obrzęku płuc włącznie. W następstwie zatrucia siarkowodorem obserwuje się uszkodzenie mięśnia sercowego i układu nerwowego. Tlenki azotu Ich głównym źródłem są : -gleba jako miejsce bakteryjnej przemiany materii, wyładowania atmosferyczne, transport samochodowy, elektrociepłownie , spalanie paliw w gospodarstwach domowych (kopalnych i biomasy), produkcja nawozów i kwasu azotowego, składnik smogów i kwaśnych deszczy Spośród licznych tlenowych połączeń azotu występujących w przyrodzie największe toksyczne właściwości mają tlenek azotu No i dwutlenek azotu NO2. Mieszanina obu tych gazów nosi nazwę tlenki azotu (NOx) , które utleniają się do dwutlenku azotu. Stężenie tlenków azotu NOx w powietrzu na obszarach zurbanizowanych jest wyższe niż w regionach rolniczych. Dwutlenek azotu rozkłada się pod wpływem światła słonecznego na tlenek azotu i tlen w postaci wolnego rodnika [O*] Wolny rodnik tlenu reaguje szybko z cząsteczką tlenu O2 tworząc cząsteczkę ozonu O3. Produktami ubocznymi reakcji fotochemicznych są tez aldehydy i ketony. Mieszanina NO2, O3, i produktów ubocznych powoduje powstanie mgły zwanej smogiem fotochemicznym. Amoniak NH3

Jest to gaz bezbarwny o charakterystycznym zapachu. W przyrodzie występuje jako produkt redukcji związków azotowych w procesach gnilnych roślin i zwierząt oraz w przemyśle podczas wielu procesów technologicznych. Wchłaniany jest głównie przez drogi oddechowe. Reakcja organizmu zależy od stężenia i czasu narażenia. Może powodować podrażnienie i obrzęk płuc, porażenie ośrodka oddechowego, wydolność krązenia, może prowadzic do zgonu. Tlenki węgla CO2 i CO Gazy bezbarwne i bezwonne. Są produktami spalania np. emisja z zakładów przemysłowych, spalania benzyny i oleju napędowego. CO jest silną trucizną dla organizmu, bo łączy się z hemoglobiną. CO wypiera tlen z połączenia z hemoglobiną, zmniejszając zdolność przenoszenia tlenu przez krew, co powoduje zmniejszenie zaopatrzenia w tlen ważnych narządów, serca, mózgu, co powoduje ich nieodwracalne uszkodzenie. Działanie Zawartość karboksyhemoglobiny w % i objawy zatrucia. 70 – tętno niskie, oddychanie zwolnione, zgon Tlenek węgla CO Naturalnym źródłem są rośliny, drobnoustroje, pożary lasów i oceany. Antropogeniczne żródła to procesy niepełnego spalania węgla benzyny, ropy naftowej i drewna. Najważniejszym są spaliny pojazdów samochodowych, niektóre procesy przemysłowe. Narażenie na CO występuje w koksowniach, gazowniach, rafineriach, zakładach naprawczych silników samochodowych, w przemyśle chemicznym .

CO2 – stanowi naturalny składnik powietrza atmosferycznego. Powstaje w wyniku procesów przemiany materii u roślin, zwierząt i ludzi. W wyniku intensywnego spalania węgla, ropy naftowej, drewna, jego stężenie w powietrzu atmosferycznym nieustannie wzrasta (rocznie o 0,3 -0,4 %). Występuje szczególnie na półkuli północnej (95 % emisji ) szczególnie w krajach uprzemysłowionych i zurbanizowanych. CO2 jako gaz cięższy od powietrza gromadzi się często w piwnicach i silosach. Przy stężeniu 4-6 % pojawiają się bóle głowy, szum w uszach, wzrasta ciśnienie i zawroty głowy Od 8-10 % pojawiają się duszności przyspieszenie tętna i oddechu. Przekroczenie 12 % jest przeważnie śmiertelne. Nadmierna ilość CO2 w atmosferze wchodzi w skład tzw. gazów cieplarnianych. Metan CH4 Powstaje przy rozkładzie związków organicznych. Gaz cieplarniany przyczyniający się do globalnego ocieplenia. Gaz wybuchowy, łatwopalny. Efekt cieplarniany Zachodzi w atmosferze planety, powoduje wzrost temperatury planety w tym i Ziemi. Efekt wywołują gazy cieplarniane ograniczające promieniowanie cieplne powierzchni Ziemi i dolnych warstw atmosfery do przestrzeni kosmicznej.

WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne) Powstają w wyniku niepełnego spalania wszelkiej materii organicznej. Naturalnym źródłem WWA są : 

biosynteza, naturalne pożary lasów, łąk, stepów, wybuchy wulkanów, procesy degradacji materiału organicznego



Głównym źródłem jest przemysł petro i karbochemiczny, spalanie węgla np. do ogrzewania gospodarstw domowych, także transport samochodowy.

Stanowią grupę związków bardzo szkodliwych dla organizmów żywych. Ich cząsteczka składa się z 2 do 13 skondensowanych pierścieni benzenowych w ułożeniu kątowym, liniowym lub klaserowym. Przykładami są piren, benzopiren, antantren, fenantren, chryzem.

Najwięcej WWA stwierdzanych w środowisku przypada na glebę i stanowi ok 89,3 %. Do najbardziej obfitych źródeł WWA należą spożywanie żywności i palenie tytoniu. Większość WWA powstaje w procesie niepełnego spalania tytoniu lub obróbki termicznej żywności. Skutki zdrowotne WWA Zostały uznane za jedne z najsilniejszych czynników rakotwórczych, a jako najgroźniejsze Światowa Organizacja Zdrowia podaje: -benzo(a)piren (BaP) -benzo(k)fluoranten (BkF) -benzo9b)fluoranten (BbF) -Fluoranten (FL) -Indeno ( 1,2,3 –c,d ) piren (IP) -Benzo (g,h,i0perylen (BghiP) Aby te związki wykazywały właściwości rakotwórcze muszą ulec matebolicznej aktywacji w organizmach żywych. Skutki zdrowotne WWA Droga wnikania WWA do organizmu decyduje o typie nowotworu: skóry, wątroby, płuc, nerek. Aby te związki wykazywały właściwości rakotwórcze muszą ulec metabolicznej aktywacji w organizmach żywych. Skutki zdrowotne WWA : Droga wnikania WWA do organizmu decyduje o typie nowotworu: skóry, wątroby, płuc, nerek. Benzen Węglowodór aromatyczny, występuje w postaci bezbarwnej, łatwopalnej cieczy o charakterystycznym zapachu. Należy do najważniejszych surowców przemysłu chemicznego. Składnik benzyny i innych rozpuszczalników, farb, lakierów,. Służy m.in. do produkcji tworzyw sztucznych, barwinków organicznych, pestycydów, detergentów, leków.

Stanowi wysokoenergetyczny składnik paliw silnikowych. Został uznany za jedną z nagroźniejszych trucizn przemysłowych. Jest najbardziej toksycznym węglowodorem aromatycznym. Wchłania się głownie z dróg oddechowych, rzadziej przez skórę i z przewodu pokarmowego. Benzen jest jednym z najbardziej niebezpiecznych pod względem toksycznym rozpuszczalników. Ma działanie białaczkotwórcze i rakotwórcze (białaczka, uszkodzenie szpiku kostnego, anemia) Powoduje zmiany w układzie odpornościowym. Ekspozycja na wysokie stężenia benzenu wpływa głównie na ośrodkowy układ nerwowy, uszkadzając jego struktury (hamowanie funkcji ośrodkowego układu nerwowego). Benzen i jego metabolity wiążą się z białkami wątroby, nerek, śledziony, krwi i ze szpikiem kostnym. Benzen-skutki uboczne W zatruciach ostrych następuje ogólne osłabienie, senność, zawroty głowy, duszność, wymioty ból głowy, zaburzenia koordynacji ruchów i równowagi, utrata przytomności. Rozszerzone źrenice nie reagują na światło, a temperatura ciała gwałtownie się obniża. Przy bardzo wysokich stężeniach (od 10000 do 65200 mg/m3 ) prawie natychmiast następuje arytmia, utrata świadomości i śmierć w ciągu kilku minut. Przy wyższych stężeniach benzen jest toksyczny dla systemu krwiotwórczego, powodując wiele zmian patologicznych, łącznie z białaczką. Charakterystycznymi objawami zatruć przewlekłych są skaza krwotoczna, zmniejszenie liczby krwinek białych (leukopenia) niedokrwistość. Obserwuje się też zaburzenia przemiany materii, zmniejszenia odporności i ogólne osłabienie. Przy zatruciu drogą oddechową następuje podrażnienie błon śluzowych. Typowym objawem są silne i częste krwotoki z nosa. Polichlorowane bifenyle – PCB To grupa 200 różnych syntetycznych produktów chlorowania bifenylu. Zawierają chlor, znajdują szerokie zastosowanie w kondensatorach ( np. lamp jarzeniowych ), transformatorach, wymieniaczach cieplnych, układach hydraulicznych jako płyny hydrauliczne, oleje smarowe, plastyfikatory farb, do produkcji klejów samoprzylepnych ( np. tapety) , kitów uszczelniających, tworzyw sztucznych. Kumulują się w tkance tłuszczowej i w środowisku.

Toksyczność ostra jest niewielka. Mogą jednak indukować zmiany nowotworowe. Przenikają przez łożysko, uszkadzając płód. Zdolne są do wywołania zaburzeń hormonalnych i mogą mieć udział w hormonozależnych nowotworach piersi. Obniżają odporność organizmu na infekcje (aktywność immunosupresyjna). Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) zaklasyfikowała PCB jako substancje rakotwórcze, z zastrzeżeniem, że różne PCB są w różnym stopniu rakotwórcze....