toksikologija: predavanje br. br. 1 Opšta toksikologija: predavanje
DEFINICIJA DEFINICIJA TOKSIKOLOGIJE TOKSIKOLOGIJE nauka TOKSIKOLOGIJA je fundamentalna nauka o otrovima, nauka koja se bavi proučavanjem štetnih efekata raznih supstanci i njihovih smjesa na žive organizme; to je nauka o interakcijama interakcijama supstanci i bioloških sistema. Toksikologija proučava prirodu i mehanizme nastanka promjena na biološkim sistemima na delijskom, delijskom, biohemijskom i molekularnom nivou, faktore koji utiču na njihov nastanak, kao i prirou toksičnih efekata.
DEFINICIJA DEFINICIJA TOKSIKOLOGIJE TOKSIKOLOGIJE nauka TOKSIKOLOGIJA je fundamentalna nauka o otrovima, nauka koja se bavi proučavanjem štetnih efekata raznih supstanci i njihovih smjesa na žive organizme; to je nauka o interakcijama interakcijama supstanci i bioloških sistema. Toksikologija proučava prirodu i mehanizme nastanka promjena na biološkim sistemima na delijskom, delijskom, biohemijskom i molekularnom nivou, faktore koji utiču na njihov nastanak, kao i prirou toksičnih efekata.
ISTORIJSKI RAZVOJ TOKSIKOLOGIJE TOKSIKOLOGIJE Toksikologija je jedna od najstarijih praktičnih nauka. Razvoj toksikologije datira od najstarijih vremena kada su ljudi poznavali otrovne biljke i životinje i koristili njihove ekstrakte za lov ili ratovanje. Vremenom, otrovi su se počeli široko koristiti.
EGIPAT: Ebersov papirus (1550 p.n.e.): najvedi papirus meicinskog saržaja (20,23 m ug, 30 cm širok, 110 stranic stranica). a). Sarži opis 700 lijekova u 900 pripravaka, otrova biljnog i mineralnog porijekla, otrovnih insekata i životinja. To je najranije poznata farmakopeja.
Istorijski razvoj toksikologije Drevna Grčka: sačuvana djela Hipokrata, Aristotela, i Theophrastusa spominju otrove.
Ljekar i farmakolog Dioskorid (1. vijek) – Hipokrat (400 p.n.e.) dao opise otrova i principa u kliničkoj toksikologiji
Filozof Teofrastus (300 p.n.e.) - djelo “De Historia Plantarum” o ljekovitom i otrovnom bilju - počeci botanike.
dao klasifikaciju otrova prema biljnim, životinjskim i mineralnim izvorima, najraniji pokušaj klasificiranja biljaka u skladu sa svojim otrovnim i terapeutskim efektima.
Istorijski razvoj toksikologije PARACELSUS (1493-1541) je dokazao da su oređene hemikalije zapravo ogovorne za toksičnost biljaka ili životinja. On je takođe utvrio a ogovor organizma na hemikalije zavisi od primljene doze. Njegove studije su pokazale da su male doze tvari bezopasne ili mogu biti korisne, ok vede oze mogu biti otrovne. Ovo je poznato kao osnovni koncept toksikologije: odnos dozaodgovor.
Paracelsus je izjavio: “Svaka tvar je otrov; ne postoji nijedna koja nije otrov. Samo
doza čini tvar otrovom ili lijekom.”
Njegove POSTAVKE su integralni dio moderne toksikologije: •
eksperiment je neophoan u istraživanju ogovora na hemijsku tvar,
•
nužno je razgraničiti terapeutska i toksična svojstva hemijskih tvari.
Istorijski razvoj toksikologije Postojale su važne promjene u oblasti toksikologije u XVIII vijeku. Vjerojatno najpoznatije je objavljivanje Ramazinijeve knjige „Bolesti ranika“ u 1700 godine, koji se smatra ocem medicine rada.
Istorijski razvoj toksikologije ORFILA (1787-1853) španski ljekar kojeg često nazivaju ocem toksikologije, prvi je utvrio sistemsku korelaciju između hemijskih i bioloških svojstava otrova. Demonstrirao je efekte otrova na specifične organe analizirajudi materijal sa autopsija otrovanih i utvrdio povezanost sa oštedenjem tkiva. On je jasno identifikovao toksikologiju kao odvojenu nauku, a 1815 godine publicirao prvu knjigu o toksikologiji. Prvi je primjenjivao testove na životinjama.
Istorijski razvoj toksikologije
MAGENDIE (1783-1885) je opisao apsorpciju i distribuciju raznih spojeva u tijelu.
CLAUDE BERNARD (1813 –1878) je proučavao mehanizme toksičnih aktivnosti. O taa raste broj saznanja o hemikalijama otrova, tretmanu trovanja, analizama toksikanata i toksičnosti, načinima toksične akcije i procesima etoksikacije, kao i proučavanje specifičnih molekularnih ogađaja u procesu trovanja.
Istorijski razvoj toksikologije
Sa svojom publikacijom, The Silent Spring, u 1962 godini, RACHEL CARSON imala je važan utjecaj u pokretanju moernog oba ekološke toksikologije. Njena knjiga je naglasila značaj zaustavljanja rasprostranjenog, bezobzirnog korištenja pesticida i drugih hemikalija i zagovara korištenje obrazaca na temelju ekologije.
Istorijski razvoj toksikologije Od 1960-ih godina XX vijeka toksikologija je ušla u fazu brzog razvoja i promjena kao nauka koja je u velikoj mjeri opisuje značaj mehanizama toksične akcije.
Od 1970-ih godina XX vijeka , akcenat je na povedanju upotrebe tehnike molekularne biologije, i značajan napreak postignut je u mnogim poručjima, uključujudi proučavanje procesa hemijske karcinogeneze i metabolizma ksenobiotika.
TOKSIKOLOGIJA – podjela
PODJELA TOKSIKOLOGIJE Postoji više pojela toksikologije, ali jedna od najprihvatljivijih je podjela koja je prikazana u knjizi Toxicology (Casarett i Doll), prema kojoj se toksikologija dijeli prema: pristupu, poručju, profesiji.
PODJELA TOKSIKOLOGIJE na osnovu pristupa 1) DESKRIPTIVNA TOKSIKOLOGIJA bavi se opisom efektom otrova na žive organizme ili njihove organe. Veoma široko poručje raa o pokusnih životinja o kliničkih istraživanja. 2) ANALITIČKA TOKSIKOLOGIJA najvedim ijelom usmjerena je na poručje otkrivanja i okazivanja otrova u različitim materijalima analize. Ona bi se mogla dalje dijeliti u ogranke ovisno o tome kome služi kao servis. 3) MOLEKULARNA TOKSIKOLOGIJA pokušava na nivou delije ili molekule objasniti jelovanje štetnih materija.
PODJELA TOKSIKOLOGIJE na osnovu poručja djelovanja 1) FORENZIČKA TOKSIKOLOGIJA 2) KLINIČKA TOKSIKOLOGIJA (bavi se dijagnostikom, tretmanima pri otrovanju; intoksikacijama i metodama detekcije; 3) EKOTOKSIKOLOGIJA (proučava kretanje hemijskih tvari, toksikanata i njihovih metabolita u okolišu i u prehrambenom lancu, kao i efektima takvih toksikanata na pojedinca i na populaciju).
PODJELA TOKSIKOLOGIJE prema profesiji 1) DESKRIPTIVNA TOKSIKOLOGIJA (bavi se otkrivanjem otrovnosti i otrova), 2) MEHANISTIČKA TOKSIKOLOGIJA (bavi se istraživanjem načina jelovanja), 3) REGULATORNA TOKSIKOLOGIJA (ima preventivnu ulogu, bavi se sakupljanjem i obraom postojedih toksikoloških informacija u svrhu utvrđivanja stanara “sigurne” izloženosti temeljeno na koncentracijama).
Povezanost toksikologije sa drugim naukama Toksikologija je vrlo široka nauka koja je povezana sa drugim naukama i ljudskim aktivnostima. Nauke koje daju doprinos toksikologiji
Nauke kojima toksikologija daje doprinos
Nauke koje doprinose svojim naučnim metodama i filozofskim konceptima za potrebe toksikologa, bilo u istraživanjima ili u primjeni toksikologije ljudskim aktivnostima su:
Nauke kojima toksikologija daje doprinos su:
hemija, biohemija, patologija,
fiziologija, epidemiologija, imunologija, ekologija i biometametika, molekularna biologija.
sudska medicina, klinička
toksikologija, farmacija i farmakologija, javno zdravstvo, industrijska higijena, veterinarstvo, poljoprivreda.
OTROV
ŠTA JE OTROV? OTROV je bilo koja supstanca koje može uzrokovati ozbiljna oštedenja ili smrt kao rezultat fizičko-hemijske interakcije sa živim tkivima. Ova efinicija je vrlo široka i obuhvata gotovo sve materije ili smjese materija na ovom svijetu, buudi a sve može jelovati štetno na neki živi organizam kaa se primjeni dovoljno visoka doza.
KLASIFIKACIJA OTROVA Otrove se dijele prema različitim kriterijima, koji zavise o razlozima klasifikacije.
Prema efektima na ciljna tkiva i organe (jetra, bubrezi, nervni sistem); Prema načinu primjene (pesticidi, rastvarači, teški metali); Prema toksičnim efektima (mutageni, kancerogeni, teratogeni efekti); Prema porijeklu (prirodni i sintetski); Prema fizičkom statusu (gasovito, čvrsto, tečno); Hemijskoj strukturi (npr. aromatični amini, neorganska jedinjenja, organofosforna jedinjenja); Stepenu toksičnosti (praktično netoksični, slabo toksični, umjereno toksični, srednje toksični, vrlo toksični, izuzetno toksični); Prema biohemijskom dejstvu.
KLASIFIKACIJA OTROVA prema toksičnosti • Bez obzira na podjele, STEPEN OPASNOSTI uvijek je izrazito važan faktor kod klasifikacije. • Od najvedeg je značaja klasifikacija koja se temelji na smrtnosti uzrokovanoj jednokratnim unosom hemikalije, dopunjena podacima o hroničnim efektima.
Prema stepenu toksičnosti i srenjoj smrtnoj ozi za laboratorijske životinje, zavisno od oralnog, inhalacionog dejstva i dejstva otrova preko kože, otrovi se razvrstavaju u Grupu I, Grupu II i Grupu III.
KLASIFIKACIJA OTROVA prema toksičnosti GRUPA I U grupu I spaaju otrovi čija srenja smrtna oza (LD50) za štakora per os iznosi 25 mg/kg; nanošenjem na kožu štakora ili kunida iznosi do 50 mg/kg; udisanjem kod štakora (LC50) – iznosi do 0,25 mg/0,25 sati za aerosole i čestice, odnosno do 0,5 mg/0,25 sati za plinove i pare. Jednokratnim izlaganjem u ovim dozama mogu nastati vrlo teške ireverzibilne funkcionalne i/ili morfološke promjene organa ili bioloških sistema ovoedi o smrti ili trajnog oštedenja. Za ove otrove ne postoji uspješan antidot niti je uspješno liječenje u slučaju trovanja.
Označavaju se simbolom T* - veoma jaki otrovi.
Označavaju se mrtvačkom glavom s prekriženim kostima. Znak je crne boje postavljen na naranžastu podlogu. Pored znaka postavlja se natpis “vrlo jaki otrov ”.
KLASIFIKACIJA OTROVA prema toksičnosti GRUPA II U grupu II spaaju otrovi čija srenja smrtna oza (LD50) za štakora per os iznosi više o 25 mg/kg do 200 mg/kg; nanošenjem na kožu štakora ili kunida iznosi više od 50 mg/kg do 400 mg/kg; udisanjem kod štakora (LC50) iznosi više o 0,25 mg/0,25 sati do 1 mg/0,25 sati za aerosole i čestice, onosno više o 0,5 mg/0,25 sati do 2 mg/0,25 sati za plinove i pare. Kod jednokratnog izlaganja u spomenutim ozama mogu nastati teške ireverzibilne funkcionalne i/ili morfološke promjene organa ili bioloških sistema uzrokujudi smrt. Ova skupina se označava simbolom T
otrov.
Označavaju se mrtvačkom glavom s prekriženim kostima. Znak je crne boje postavljen na naranžastu podlogu. Pored znaka postavlja se natpis “otrov ”.
KLASIFIKACIJA OTROVA prema toksičnosti GRUPA III U grupu III spaaju otrovi čija srenja smrtna doza (LD50) za štakora per os iznosi više od 200 mg/kg do 2.000 mg/kg; nanošenjem na kožu štakora ili kunida iznosi više od 400 mg/kg do 2.000 mg/kg; udisanjem kod štakora (LC50) iznosi više o 1 mg/0,25 sati za aerosole i čestice, onosno više o 2 mg/0,25 sati o 20 mg/0,25 sati za plinove i pare.
Označavaju se krstom crne boje na naranžastoj podlozi, a istaknut je natpis “štetno za zdravlje”.
Ostali simboli otrova
“Xi” – materije sa naražajudim djelovanjem. Imaju isti simbol kao otrovi III grupe, ali umjesto natpisa “štetno po zravlja” stoji “naražujude”.
“N” – materije štetne za okoliš. Označavaju se simbolom stabla i ribe crne boje na naranžasto i podlozi uz natpis “ opasno za okoliš”.
Ostali simboli otrova
“C ” – materije sa nagrizajudim djelovanjem.
“F+” – vrlo lako zapaljive materije.
“O” – oksiirajude materije.
Ostali simboli otrova ZNAKOVI OPASNOSTI:
• Oznake upozorenja su “R i” gje je “i” neki broj o 1 o 63. • Oznake obavijesti su “S i” gje je “i” neki broj.
TOKSIČNOST TOKSIČNOST se rijetko može efinisati kao jeinstven molekularni ogađaj, on je kaskaa ogađaja počevši o ekspozicije, istribucije i metabolizma, a završava se interakcijom s delijskim makromolekulama (obično DNA ili proteinima), a izražava se kao toksičnost krajnje točke. Međutim, sve su tvari potencijalni otrovi, jer svi mogu uzrokovati oštedenja ili smrt nakon pretjeranog izlaganja. S ruge strane, sve hemikalije mogu se sigurno koristiti, ako se izloženost ljui ili osjetljivih organizama hemikalijama zarži ispo efiniranih tolerantnih granica, tj. ako se rukuje s ogovarajudim mjerama opreza.
ŠTETNI EFEKAT ŠTETNI EFEKAT se efiniše kao abnormalna, nepoželjna ili štetna promjena nakon ekspozicije potencijalnoj toksičnoj supstanci. Krajnji štetni efekat je smrt, ali manje teške nuspojave mogu uključiti izmjenu konzumacije hrane, promjenu težine tijela i organa, viljive patološke pojave ili promjene nivoa enzima. Efekat se može smatrati štetnim ako uzrokuje funkcionalne ili anatomske štete, nepovratne promjene u homeostazi ili povedanu osjetljivost na ruge hemijske ili biološke agense, uključujudi i zarazne bolesti. Stepen oštedenja može zavisiti o zravstvenog stanja organizma.
TOKSIČNOST Toksični efekti na biološke sisteme nastaju ako otrov ili neki njegov aktivni metabolit u ovoljnoj koncentraciji i tokom oređenog vremena bue prisutan u ogovarajudim tkivima ili organima i ovoe o promjena u normalnim fiziološkim i biohemijskim procesima.
Manifestacije toksičnosti mogu biti: • o blagih biohemijskih poremedaja, o • ozbiljnih oštedenja organa i smrti.
Da li de neki agens ispoljiti toksične efekte zavisi od: -
fizičko-hemijskih osobina otrova, unijete doze, načina i uslova ekspozicije, efikasnosti bioloških odbrambenih mehanizama, osjetljivosti organizma i njegove sposobnosti da se adaptira ili kompenzuje nastale promjene.
TOKSIČNI EFEKTI TRENUTNE I KASNE REAKCIJE: trenutne reakcije na neki otrov nastaju vrlo brzo nakon izlaganja jednoj dozi otrova, dok se kasne manifestuju poslije nekog vremena. Primjeri: 1. Kancerogeni efekti mogu nastati nakon 20-30 godina izlaganja nekim tvarima. 2. Antikoagulansi tipa kumarina (inhibiraju stvaranje protrombina) ovoe o kliničkih efekata tek ka se isprazne nivoi protrombina.
TOKSIČNI EFEKTI REVERZIBILNI I IREVERZIBILNI TOKSIČNI EFEKTI: reverzibilni efekti nestaju brzo poslije eliminacije otrova iz tijela, dok ireverzibilni ostaju i dovode do organskih promjena. Primjer reverzibilnih promjena: Ako neki otrov uzrokuje patološke promjene u jetri (koja ima sposobnost da se regeneriše) vedina promjena de biti reverzibilna. Primjer ireverzibilnih promjena: Patološke promjene u CNS su ireverzibilne jer se nervne delije ne ijele pa se oštedene delije ne mogu zamijeniti novim.
TOKSIČNI EFEKTI LOKALNI I SISTEMSKI TOKSIČNI EFEKTI: Lokalni efekti nastaju na mjestu kontakta otrova sa organizmom.
Lokalni efekti su posljeica nespecifičnih hemijskih reakcija koji zavise o vrste otrova, unijete oze, užine kontakta sa otrovom, a li je izloženo tkivo bilo oštedeno ili ne. Sistemski efekti nastaju poslije resorpcije i istribucije otrova često i
u udaljene organe. Zavise od vrste i doze otrova, metabolizma otrova, sposobnosti organizma da se prilagodi nastalim promjenama i od mogudih sekunarnih komplikacija. Takođe, važni su i eventualno postojanje bolesti, uzimanje oređenih lijekova, iniviualne reakcije organizma na otrov.
TOKSIČNI EFEKTI TOLERANCIJA I REZISTENCIJA: Tolerancija na neku supstancu je stanje smanjene osjetljivosti nekog
organizma koje je nastalo kao rezultat njegovog prethodnog jenokratnog ili višekratnog izlaganja toj supstanci. Rezistencija na dejstvo nekog otrova efiniše se kao genetski
smanjena osjetljivost koja nije nastala kao rezultat izlaganja otrovu, nego njegovih prethodnih generacija.
TOKSIČNI EFEKTI ALERGIJSKE REAKCIJE: su odgovor imunog sistema na otrove koji su rezultat prethodne senzibilizacije na neku supstancu. Reakcije mogu biti veoma teške, pa čak i fatalne. Manifestiraju se kao manje promjene na koži (crvenilo i dermatitis), bronhokonstrikcija (astma), anafilaktička reakcija (moguda smrt).
REAKCIJE IDIOSINKRAZIJE: su genetski preoređena reakcija na neku supstancu.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA NERVNI SISTEM: Organske metalne komponente koje su liposolubilne brzo prolaze krvno-možanu barijeru i ulaze u nervni sistem. Obzirom da su svi drugi organski sistemi u tijelu predmet kontrole od strane nervnog sistema to može imati alekosežne, pa čak i razorne posljedice.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA RENALNI SISTEM: Mnogi teški metali su potencijalni nefrotoksikanti, i relativno niske doze mogu ovesti o toksičnosti koju karakteriše glukozurija, aminoacidurija i poliurija. Ko povedanja oze, nastaje renalna nekroza, anurija i smrt. Nekoliko mehanizama učestvuje u zaštiti o toksičnosti teškim metalima.
Primjer: kamij ima ug biološki poluživot, kod ljudi 10-12 godina, i hronična ekspozicija niskim ozama može eventualno rezultirati akumulacijom toksičnih koncentracija.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA ENDOKRINI SISTEM: Ksenobiotici imaju sposobnost da poremete hormonske aktivnosti kroz različite mehanizme, a prevlaavajudi mehanizam je vezivanja na receptor hormona, bilo kao agonist ili antagonist, ili moduliranje nivoa endogenih steroidnih hormona.
Agonist receptora hormona se definira kao spoj koji veže i aktivira hormon receptor. Antagonisti receptora su definirani kao hemikalije koje se vežu na receptore hormona, ali ne aktiviraju receptore.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA RESPIRATORNI SISTEM: Profesionalna ekspozicija metalima u obliku prašine utiče na respiratorni sistem. Akutna ekspozicija može uzrokovati iritaciju i inflamaciju respiratornog trakta, a hronična ekspozicija može rezultirati fibrozom (aluminij) ili kancerogenezom (arsen, hrom, nikl).
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA ENZIMSKA INHIBICIJA/AKTIVACIJA: Glavno mjesto toksičnih jelovanja za metale je interakcija s enzimima, što rezultira inhibicijom ili aktivacijom enzima.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA KANCEROGENOST: Karcinom čini niz oštedenja koja nastaju u oboljenju koje se naziva neoplazija. Neoplazija i ogovarajuda oštedenja neoplazme efinišu se kao nasljedno izmjenjen i relativno autonoman rast tkiva. Neoplazme mogu biti benigne i maligne.
KARCINOGENI su supstance poslije čije primjene ko životinja olazi o statistički značajnog povedanja broja i vrste neoplazmi u jenom ili više tkiva u poređenju sa ogovarajudim netretiranim životinjama.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA KANCEROGENI su supstance poslije čije primjene ko životinja olazi o statistički značajnog povedanja broja i vrste neoplazmi u jenom ili više tkiva u poređenju sa ogovarajudim netretiranim životinjama. Karcinogeni organskog porijekla: policiklički aromatski ugljovoonici, azo jeinjenja, aromatični amini, benziin, etil karbamat, azotni i sumporni iperit, derivati nitrozamina, aflatoksin B1, itd.). Karcinogeni neorganskog porijekla: metali (arsen, olovo, berilij, kobalt, titan, cink). Karcinogeni efekti vlakana: azbestna vlakna, plastične materije. Hormonski karcinogeni: humani hormon rasta, estrogeni (prirodni hormoni), dietilstilbestrol, etinil estradiol i tamoksifen (sintetski hormoni). Karcingene smjese poznatog i nepoznatog sastava: etanol, razni kontaminanti, aditivi, itd.
Klasifikacija kancerogena – prema IARC (Međunarona agencija za istraživanje rakaInternational Agency for Research on Cancer)
Međunarona agencija za istraživanje raka (IARC) osnovana je 1965. goine kao specijalizirana multiisciplinarna agencija za istraživanje raka, u cilju ekstrapolacije rezultata obijenih istraživanjima na eksperimentalnim životinjama na ljue, i preuzimanja preventivnih aktivnosti. Od 1969. godine radi na Programu evaluacije kancerogenog rizika za ljude kancerogenih agenasa.
Stručna grupa IARC-a kontinuirano prikuplja relevantne biološke i epiemiološke poatke. Biološki poaci na kojima se zasniva evaluacija kancerogenog rizika za ljude, baziraju se na eksperimentima na životinjama i epiemiološkim stuijama.
Konačan okaz o kancerogenosti po ljue omogudavaju epiemiološke studije.
Definisanje dokaza o kancerogenosti
• Kod definisanja dokaza o kancerogenosti za ljude, uzimaju se u obzir tip studije (prospektivne, retrospektivne, korelacione), kvalitativna i kvantitativna razmatranja i kriterij uzročne veze. • U evaluaciji kancerogenog djelovanja navoe se svi načini izlaganja i sproveeni eksperimenti na životinjama. Evaluacija jačine okaza o kancerogenosti bazira se na podacima iz studija na ljudima i iz eksperimenata na životinjama. • Međunarona grupa eksperata za kancerogenezu oređuje grupu/kategoriju u koju oređeni agens spaa.
Dokazi o kancerogenosti
Relevantan dokaz o kancerogenosti za ljude klasificira se u jednu od
sljeedih kategorija: • zaovoljavajudi okaz o kancerogenosti, • ograničen okaz o kancerogenosti, • neadekvatan dokaz o kancerogenosti, • okaz koji sugeriše neostatak okaza o kancerogenosti. Relevantni dokaz o kancerogenosti kod životinja klasifikovan je u jednu od kategorija:
• zaovoljavajudi okaz o kancerogenosti, • ograničan dokaz o kancerogenosti, • neadekvatan dokaz o kancerogenosti, • okaz koji sugeriše nepostojanje kancerogenosti.
IARC podjela kancerogena (International Agency for Research on Cancer)
Grupa 1: supstanca kancerogena za čovjeka. Grupa 2A: supstanca vjerovatno kancerogena za čovjeka (ograničeni okazi čovjek – ovoljni okazi životinje). Grupa 2B: supstanca mogude kancerogena za čovjeka (ograničen okazi čovjek – neovoljni okazi životinje). Grupa 3: supstanca se ne može klasifikovati kao kancerogena za čovjeka. Grupa 4: supstanca vjerovatno nije kancerogena za čovjeka.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA GENOTOKSIČNOST: Ko ljui nastaju tri vrste genetskih oštedenja: -
Genske mutacije,
-
Promjene u strukturi (hromozomske aberacije),
-
Promjene u broju hromozoma (aneuploidija).
Genske mutacije na spolnim delijama ovoe o spontanih pobačaja, urođenih genetskih nasljenih poremedaja (npr. Down-ov sindrom, fenilketonurija, cistična fibroza), kongenitalni poremedaji (bolesti srca, ijabetes), povedana incienca karcinoma (maligni melanom, karcinom prostate, karcinom dojke, pankreasa, leukemija).
Genske mutacije na somatskim delijama najčešde ovoe o karcinoma.
TOKSIČNI MEHANIZMI NA ORGANIMA I ORGANSKIM SISTEMIMA Hemijski genotoksični agensi: Prirodnog porijekla (alkaloidi, aflatoksin A), Industrijskog porijekla (aldehidi, epoksidi, jedinjenja arsena, kadmija,
berilija, hroma, kobalta, nikla i olova), Farmaceutski proizvodi (antibiotici, citostatici, narkotici, supstance
koje ulaze u sastav kozmetičkih proizvoa), Pesticidi (hlormetan, brometan, dihloretan, derivati fluorsirdetne
kiseline),
Genotoksičmi agensi u vodi i hrani (mikotoksini, proizvodi metabolizma nekih bakterija, nitrozamini, benzo(a)piren, nitrati i nitriti, saharin i ciklamati, trihlormetan i hlorfenoli).
REPRODUKTIVNA TOKSIČNOST Reprouktivna toksičnost onosi se na štetne efekte na potomstvo u prvoj ili rugoj generaciji. Onosi se na štetne efekte otrova kao što su organska toksičnost i kancerogenost.
TERATOGENOST Teratogenost obuhvata sve irektne štetne efekte na plo za vrijeme trunode. Ovaj negativni efekat počeo se posebno proučavati nakon trageije sa analgetikom koji je ujeno bio i lijek protiv povadanja po nazivom Taliomi (primjenjivao se ko trunica, te su se rađala jeca bez ekstremiteta, sa deformitetima).
ODNOS DOZA-EFEKAT
ODNOS DOZA-EFEKAT ODNOS DOZA-EFEKAT jedan je od temelja savremene toksikologije. Postoje dva tipa odnosa doze i efekta: Odnos koji opisuje reakciju jedinke na razne doze, Odnos koji karakteriše reakciju grupe.
U toksikologiji je veoma važno ati ogovor na pitanje koliko je neka supstanca otrovna/opasna za čovjeka. Podaci o toksičnosti neke materije mogu se obiti samo eksperimentalnim putem na oređenom moelu u kontrolisanim uslovima.
ODNOS DOZA-EFEKAT Eksperimenti se obavljaju na laboratorijskim životinjama, pri čemu se ispitivana materija aje u različitim ozama, te se prate efekti: kaa se ko oređenog broja životinja pojavljuju prvi simptomi jelovanja
ispitivane materije, kaa se ko oređenog broja životinja postiže maksimum nekog efekta, kaa de oređeni broj životinja uginuti, it.
Rezultati takvih istraživanja prikazuju se krivuljom dozaefekat gdje se doze nanose u logaritamskoj skali kako bi se dobila linearna zavisnost. Nagib krivulje pokazuje raspon između prve efektivne doze i one doze koja de izazvati potpuni efekat.
ODREĐIVANJE LD50 U toksikologiji je o posebnog značaja poatak kaa de 50% životinja uginuti zbog jelovanja oređene oze neke ispitivane materije i naziva se srednja letalna doza - LD50 i ona se onosi na jenokratnu ozu. Oređuje se ko ispitivanja akutne toksičnosti kaa se aje samo jena oza, izračunava se statistički i izražava se u mg/kg TT ili mg/cm2 površine.
PREDNOSTI ODREĐIVANJA SREDNJE LETALNE DOZE Važno je jer se na taj način obiju informacije o vrsti toksičnih efekata, vremenu njihove pojave i o količini supstance koja izaziva letalni efekat.
NEDOSTACI ODREĐIVANJA SREDNJE LETALNE DOZE Relativno je neprecizna vrijednost koja zavisi od uslova ispitivanja, mora se uključiti veliki broj životinja, ne pokazuje ruge simptome toksičnosti osim smrtnosti niti vrijeme njihove pojave, ne ukazuje na vrijeme i uzrok smrti, kao ni patološke promjene u tkivima i organima i dr
Maksimalno dozvoljena koncentracija Maksimalno dozvoljena koncentracija: sigurnosna veličina čije prekoračivanje ne smije izazvati nikakvu štetu. Tačno je propisano koliko se, kada i koliko dugo smije dozvoljavati prekoračivanje MDK u nekom meiju, ali to zavisi o toksikoloških svojstava nekog faktora, njegove toksokinetike, nivoa rizika, i dr.
Izračunavanje MDK: temelj za izračunavanje MDK je krivulja dozaefekat pri kojoj se posmatraju reverzibilni i ireverzibilni štetni efekti. Najvažniji poatak je NOAEL (Not Observed Effect Level ) – najviša oza bez efekta, kao oza pri kojoj se ne pojavljuje štetan efekat, kao i ADI ( Acceptable Daily Intake) – prihvatljiv dnevni unos, kao veličina ko koje se efekti nede pojaviti, a obija se dijeljenjem NOAEL sa faktorom sigurnosti (10 do 10000).
Mjerenje nivoa štetnosti - kriteriji Skraćenica
Engleski naziv
Značenje izraza
MRL
Maximum residual level
Maksimalni nivoo rezidua
ADI
Acceptable Dayli Intake
Prihvatljiv dnevni unos
LD
Lethal dose
Letalna doza
LOEL
Lowest Observed Effect Level
Najniža uočena doza sa efektom
NOAEL
Not observed adverse Effect Level
Doza bez zapaženog efekta
LOAEL
Lowest Observed adverse Effect Level Lowest observed Effect Concentration Not observed Adverse Effect Concentration
Najniža zapažena koncentracija sa štetnim efektom Najniža zapažena koncentracija sa efektom Koncentracija bez uočenog efekta
LOEC NOAEC MDK
Maksimalno dopuštena koncentracija
FAKTORI KOJI UTIČU NA TOKSIČNOST
Faktori koji utiču na toksičnost - selektivnost SELEKTIVNOST: - Pojava da neka supstanca selektivno toksična samo za neke organizme, a da istovremeno nije toksična za druge.
PRIMJERI: -
Selektivno uništavanje korova, glodara ili insekata u poljoprivredi, a očuvanje žitarica. Antibiotici u terapijskim dozama su toksični za bakterije, ali ne i za ljude.
Faktori koji utiču na toksičnost - razlike među
životinjskim vrstama RAZLIKE MEĐU ŽIVOTINJSKIM VRSTAMA: Postoje kvalitativne i kvantitativne razlike u reakciji pojedinih životinjskih vrsta na otrove.
PRIMJERI: Postoji velika razlika u akutnoj toksičnosti nekih od organofosfornih insekticida kod psa i pacova zbog razlike u njegovom metabolizmu kod ove dvije vrste.
Faktori koji utiču na toksičnost - individualne razlike INDIVIDUALNE RAZLIKE: Postoje razlike u reakciji jedinki na pojedine otrove u okviru jedne vrste, zbog razlika u metabolizmu svakog organizma i niza faktora koji utiču na njega.
Faktori koji utiču na toksičnost – starost
životinja STAROST ŽIVOTINJA: Značajno utiče na toksičnost nekih supstanci. Na to utiče nerazvijenost enzimskih sistma i nezrelost krvno-možane barijere ko mlaih životinja.
PRIMJERI: Toksičnost nekih organofosfornih jeinjenja je znatno veda ko mlađih nego ko oraslih životinja.
Faktori koji utiču na toksičnost – spol životinja SPOL ŽIVOTINJA: Razlike u hormonalnom statusu među polovima utiče na metabolizam nekih supstanci, a time i na njihovu toksičnost.
PRIMJERI: Mužjaci pacova su osjetljiviji na toksična dejstva olova, ergot alkaloida i arenalina, a ženke su osjetljiviji na strihnin i pesticie (paration i varfarin).
Faktori koji utiču na toksičnost – ishrana
životinja ISHRANA: Kvalitet i način ishrane životinja tokom ispitivanja toksičnosti može imati uticaj na isho istraživanja.
PRIMJERI: Hrana
koja sarži manje proteina utiče na aktivnost nekih metaboličkih enzima, pa može ovesti o povedanja toksičnosti nekih pesticida i akrilamida. Ali, neostatak proteina u hrani može spriječiti hepatotoksične efekte ugljentetrahlorida kod pacova. Smanjena količina masti u hrani može uticati na matebolizam nekih supstanci.
Faktori koji utiču na toksičnost – faktori okoline FAKTORI OKOLINE: Temperatura, vlažnost zraka i osvjetljenje prostorije posebno su značajni u ispitivanju toksičnih supstanci.
Faktori koji utiču na toksičnost – način doziranja NAČIN DOZIRANJA: Različiti lokalni i sistemski efekti mogu biti rezultat razlika u načinu oziranja.
Faktori koji utiču na toksičnost – zdravstveno zdravstveno stanje ZDRAVSTVENO STANJE: Na biotransformaciju otrova utiče i niz rugih faktora:
Oboljenja jetre (oštedenje jetre ovoi o promjena u biotransformaciji otrova u jetri), Stanja šoka, stresa i poremedaja srčanog ritma smanjuju protok krvi kroz jetru (smanjena mogudnost biotransformacije otrova), Promjene u funkcionisanju bubrega (usporava biotransformaciju i klirens supstanci), Uzimanje lijekova koji utiču na aktivnost enzima koji učestvuju u biotransformaciji otrova.
Faktori koji utiču na toksičnost - ostali faktori OSTALI FAKTORI:
Testovi na eksperimentalnim životinjama izvoe se u strogo kontrolisanim uslovima. Ekstrapolacija (prenos eksperimentalnih podataka na ljude) treba izvršiti uzimajudi u obzir sve mogude uticaje i faktore. Lične navike (kvalitet ishrane, pušenje, uzimanje lijekova i alkohola) mogu imati značaja u reakciji organizma na neke supstance, što takođe treba uzeti u obzir. obzir.
OSNOVNI TESTOVI TESTOVI TOKSIČNOSTI
Osnovni testovi toksičnosti – zasnivaju se na dvije pretpostavke: 1. Efekti na životinjama bide isti kao i efekti na ljuima: Ako se efekti prate (računaju) prema ozi koja se aje po jeinici površine, toksični efekti na ljuima se obijaju u sličnim ozama. - Ako se efekti prate (računaju) prema jeinici težine, ljui su 10 puta osjetljiviji nego životinje. -
Poznavanje ovog faktora omogućava da se izračuna relativno sigurna doza za ljude, odnosno da se izvrši ekstrapolacija rezultata na ljude. 2. Izlaganje životinja visokim ozama toksičnih agenasa neophodan je i -
pouzdan metod za otkrivanje eventualnih efekata na ljude: Stepen nastajanja nekog efekta u populaciji vedi je ako je ista oza ili izloženost pojeinaca veda. To bi značilo a se treba koristiti veliki broj životinja u toksikološkim testovima.
Osnovni testovi toksičnosti
Međutim, ne rae se svi testovi toksičnosti za sve supstance. Izbor testova zavisi o pretpostavljenog načina primjene te supstance i eventualne toksičnosti jeinjenja slične strukture.
Priprema toksikološkog ispitivanja
Obraa naučno-stručne literature, Upoznavanje sa toksičnim ejstvom jeinjenja, Oređivanje ciljeva i uslova istraživanja kroz PROTOKOL
TOKSIKOLOŠKOG ISPITIVANJA.
Protokol toksikološkog ispitivanja sadrži: 1) 2) 3) 4)
5) 6)
7)
Naziv institucije koja rai ispitivanje i a li ispunjava ogovarajude standarde, Ime ogovornog lica i njegova kvalifikacija, ime lica koje vrši kontrolu kvaliteta istraživanja, imena svih saranika, Podaci o ispitivanoj supstanci, i analitički poaci, Precizira se vrsta toksikološkog ispitivanja (akutno, subhronično, itd.), na kojoj se životinjskoj vrsti rai, navoe se oze, način rastvaranja supstance i put unošenja, Opisuju se uslovi po kojima se čuvaju životinje, način obilježavanja, pol, starost, način ishrane, klimatizacija prostora, Parametri na osnovu kojih de se utvriti a je ošlo o pojave znakova toksičnosti (uginjavanje, simptomi trovanja, vrijeme kada su se pojavili, promjene u ponašanju, reverzibilnost efekata, i eventualno organi i tkiva na kojima je ispoljen dominantan efekat), Način obrae poataka i arhiviranja originalnih rezultata istraživanja.
Izvještaj toksikološkog ispitivanja
Poslije kompletiranja svih postupaka planiranih Protokolom priprema se IZVJEŠTAJ O REZULTATIMA ISTRAŽIVANJA u
kojem se navode svi dobijeni rezultati i daje njihova naučna interpretacija.
Testovi toksičnosti – akutna toksičnost AKUTNA TOKSIČNOST: -
Prvi test toksičnosti, Oređuju se LD50 ili rugi toksični efekti poslije jenog ili više puteva unošenja ko jene ili više životinjskih vrsta oba pola. Najčešde se vrše na laboratorijskim štakorima i miševima, poneka na kunidima, psima ili rugim vrstama.
Ovi testovi daju podatke: a)
LD50 koji se može koristiti za poređenje sa rugim supstancama
b)
Da ientifikuju ciljne organe i ruge znake akutne toksičnosti Da otkriju eventualnu reverzibilnost uočenih efekata Dobijene doze su osnova za druge testove
c) d)
Testovi toksičnosti – subakutna toksičnost SUBAKUTNA TOKSIČNOST: -
-
Ovi testovi se vrše a bi se obili poaci o toksičnosti poslije ponovljenog davanja supstance, kao i doze koje bi se mogle upotrijebiti za ispitivanje hronične toksičnosti. Poslije vosemične ekspozicije rade se kliničko-hemijske analize i histopatološka analiza svih tkiva i organa.
Testovi toksičnosti – subhronična toksičnost SUBHRONIČNA TOKSIČNOST: -
Izlaganje obično traje 90 ana. Cilj je oređivanje oze koje ne izazivaju nikakav efekat i a se uoče eventualne promjene na organima poslije ponovljene i dugotrajne promjene.
Dozne grupe: -
-
10-20 pacova ili 4-6 pasa oba pola. Posmatraju se svaki an (težina, potrošnja hrane i voe, boja krzna, respiratorne, kariovaskularne i motorne funkcije, promjene u ponašanju) Poslije 90 dana rade se analize krvi i urina, makroskopski i histopatološki pregle tkiva i organa. Na svim uginulim životinjama treba uraiti histopatološke analize.
Testovi toksičnosti – hronična toksičnost HRONIČNA TOKSIČNOST: -
Ovi testovi se rae slično kao i ko subhroničnih ispitivanja, s tim što je perio ekspozicije uži o 3 mjeseca. Ko pacova: 6 mjeseci do 2 godine.
Doze: -
Izabrati oze kako bi ovoljan broj životinja preživio efekte hroničnog davanja otrova do kraja ispitivanja. Kao najveda se koristi ona oza koja na osnovu subhroničnih testova ne smanjuje težinu životinje za više o 10%. Druge dvije doze su frakcije prve doze.
Testovi toksičnosti – test iritacije kože i oka TEST IRITACIJE KOŽE -
Ovaj test se rai najčešde na kunidima. Supstanca se nanosi na obrijanu kožu, pokriva zavojem i ostavlja na koži 4 sata. Poslije toga se posmatra da li su nastali crvenilo, edem ili korozivni efekat.
TEST IRITACIJE OKA Oređuje se ukapavanjem jene kapi (0,01 ml) rastvora ogovarajude koncentracije u jeno oko, pri čemu je rugo oko kontrola.
Testovi toksičnosti – ostali testovi OSTALI TESTOVI (specijalizovani testovi toksičnosti): - Uticaj na razvoj i reprodukciju, - Testovi mutagenosti i kancerogenosti, - Posebni testovi ponašanja, - Funkcionisanje tkiva i organa, - Toksokinetika, - Ispitivanje efikasnosti novih antidota i metoa u liječenju trovanja, - Usavršavanje analitičkih i toksikoloških metoa detekcije otrova u biološkom materijalu.
