Toxikologie – nauka o jedech Oměj vlčí mor Aconitum lycoctonum Bolehlav plamatý Conium maculatum Tis červený Taxus baccata

Definice jedu Laik: Jed je látka, jež může způsobit otravu. Paracelsus (1537): Všechny látky jsou jedy; toliko dávka je příčinou, že látka přestává být jedem. Druckrey (1957) : Nevratnost účinku činí z látky jed. Zákonodárce: Jedy jsou takové látky, které způsobují otravu i v jednorázových malých i opakovaných dávkách a jsou uvedeny v seznamech jedů.

Účinek – výsledek interakce živé hmoty a látky látka – fyzikálněchemické vlastnosti, funkční skupiny, těkavost, ... expozice – dávka, hladina v prostředí, trvání kontaktu, způsob resorpce, ... organismus – individuální, zděděné a získané vlastnosti, druh, pohlaví, věk, zdravotní stav, ... další okolnosti

Typy účinků akutní otrava následuje bezprostředně po masivní expozici akutní toxicita vyjadřována jako smrtelná dávka – LD50 chronický expozice nízkým dávkám po dlouhou dobu příznaky akutního a chronického účinku nebývají shodné pozdní dlouhá doba latence, chronické působení chemikálie nemusí existovat karcinogeny a mutageny – projevy se mohou vyskytnout až za několik let po expozici, která může být i akutní

Závislost velikosti účinku na dávce

Mechanismus účinku 1. Látky dráždící sliznice a kůži – místní účinek kyseliny, zásady, oxidanty – poleptání aldehydy, alkylační a acylační činidla – reakce s proteiny 2. Narkoticky účinné látky – celkové působení těkavá rozpouštědla – benzin, benzen, toluen, CCl4, C2Cl4, inhalační anestetika rozpouštění v membránách, brzdí přenos nervového vzruchu, potlačení aktivity nervové soustavy

3. Látky inhibující transport kyslíku a elektronů interakce s vazebným místem hemoglobinu pro O2 – CO, NO látky měnící hemoglobin na methemoglobin (hemiglobin) –oxidace Fe2+ na Fe3+ - dusitany, chlorečnany, nitrobenzen, anilin inhibice cytochromoxidasu – HCN, H2S 4. Látky inhibující enzymy ionty těžkých kovů Pb2+, Hg2+, Cd2+, AsO33-, alkylační činidla – reakce s –SH a –NH2 skupinami enzymů Pb2+ - porfobilinogensyntetasu analogy substrátu – kyselina fluorooctová – inhibice akonitasy organofosfáty a karbamáty – inhibice acetylcholinesterasy

5. Látky indukující tvorbu enzymů PCB, PAH, dioxiny – indukce syntesy cytochromů P-450 endoplasmatického retikula v játrech 6. Látky účinkující alkylačním a arylačním mechanismem alkylace dusíkatých bází NA – mají mutagenní a karcinogenní účinky dimethylsulfát, diazomethan, ethylenoxid, methyljodid, dimethylnitrosamin látky s dvojnou vazbou účinkují až po biotransformaci na epoxidy 7. Látky vyvolávající tvorbu radikálů a lipoperoxidaci CCl4, O3, halogenuhlovodíky, benzopyren, ... inaktivace bílkovin, lipoperoxidace polyenových mastných kyselin – vydechování ethanu a pentanu

8. Látky s mutagenním a karcinogenním účinkem mutageny – vyvolávají změnu genetické informace mutace zárodečných buněk – přenos poškození do další generace mutace somatických buněk – rakovinové bujení karcinogeny – tvorba neoplazma benigní maligní – metastáze dlouhá doba latence chemických karcinogenů – 10 a více let 80 – 90% karcinogenů jsou zároveň mutageny – oba účinky se doprovázejí

Chemické karcinogeny 1915 – japonští patologové Yamagawa a Ichikawa – kožní nádory u zvířat po aplikaci uhelného dehtu organické látky – polycyklické aromatické sloučeniny, aromatické aminy, chlorované binenyly, azosločeniny, epoxidy, aflatoxiny, nitrosoaminy, ... anorganické látky – arsen, chrom (VI), kadmium, nikl kovové a polymerní implantáty tenké vrstvy, vlákna, prášky – několik mm porozita, tloušťka, drsnost povrchu asbestová vlákna

Mechanismy působení chemických karcinogenů výzkum probíhá již 60 let od zjištění karcinogenního působení PAH z uhelného dehtu, nutnost pokračování základní princip – karcinogen se kovalentně váže na biologickou makromolekulu – DNA, protein, fosfolipid, ... v některých případech vytváří kovalentní vazbu produkt biotrasformace primárního karcinogenu prokarcinogen (mateřský karcinogen) – meziprodukty – koncový karcinogen

(CH3)2N-NO Aflatoxin B1 CH2CHCl

Polycyklické aromatické uhlovodíky – PAH nerozpustné ve vodě, sublimují nedokonalé spalování uhlíkatých látek – hlavní zdroj znečištění, kouření surovina pro výrobu barviv a léčiv – z černouhelného dehtu páry dráždí oči a kůži, působí na ledviny a játra, snížení plodnosti a vývojové vady u 15 PAH prokázána kancerogenita benzopyreny – cigaretový kouř, spalování uhlí, výfukové plyny – zachycování prachových částic v plicích – rakovina plic, též příjem zažívacím traktem, kontakt s kůží

Polychlorované dibenzodioxiny a furany – PCDD/F laicky – dioxiny pevné látky, nepatrně rozpustné ve vodě, sorbují se na kal a plankton, vysoce stabilní – rozklad pomocí UV, hromadí se v tukové tkáni, možnost zakoncentrování v potravním řetězci PDDC/F nemají praktické využití a nebyly záměrně průmyslově vyráběny, vedlejší produkty chemických výrob (pesticidy) a během spalování v procesech v kouřových plynech toxické jen se současnou substitucí v polohách 2,3,7 a 8 – nejtoxičtější 2,3,7,8- tetrachlordibenzodioxin TeCDD – na něj se ostatní přepočítávají poškození jater a dalších orgánů, specifické kožní onemocnění – chlorakne, karcinogeny a teratogeny nebezpečí při zkrmování kontaminovaných rostlin hospodářskými zvířaty – ryby, hovězí maso, vejce, mléko

Polychlorované bifenyly - PCB vyráběny od 1929 v USA, v 70.letech výroba zastavena chladící náplně v transformátorech a kondenzátorech, hydraulické kapaliny, nátěrové hmoty podobné účinky jako dioxiny – chlorakne, poškození jater, reprodrodukce, kancerogeny znečištění prostředí – úniky z transformátorů zakoncentrování v životním prostředí: půda – voda – plakton – ryby – nejvýznamější zdroj PCB