1

„Wszystko jest trucizną i nic nią nie jest.

Tylko dawka decyduje o tym, co jest trucizną”

Paracelsus (1493-1541)

Czym zajmuje się toksykologia?

Toksykologia (gr. toksicon = strzała, trucizna, toksicos = łuk) nauka o toksynach i zatruciach:

Wykrywanie trucizn w materiale biologicznym

Oznaczanie ich w środowisku

Doświadczalna ocena toksyczności nowych związków chemicznych

Podstawowe definicje

znanych jest ok. 52 mln związków chemicznych (gł. organicznych)

człowiek w ciągu życia ma do czynienia z ok. 1 mln zw. chem. na poziomie stężeo

powyżej 10-12%

w obrocie handlowym jest

ok. 100 tys. zw. chem.

ciało człowieka składa się z 750 tys. zw. chem.

TOKSYKOLOGIA

UŻYTKOWA

dotyczy związków chemicznych, których właściwości biocydowe wykorzystuje się świadomie np.

pestycydy,

środki konserwujące do żywności,

leki w chemioterapii

ŚRODOWISKOWA

dotyczy związków chemicznych, których źródłem jest środowisko pracy i życia ludzi oraz zwierząt

przemysłowa

nadzorowanie środowiska pracy i człowieka w nim pracującego (efekty toksyczne obserwowane bezpośrednio u ludzi)

pozaprzemysłowa środowiskowa

t. sanitarna (zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, wody, ścieków i gleby)

t. żywności (substancje toksyczne w pożywieniu człowieka)

t. pestycydów (przemysł chemiczny i spożywczy, rolnictwo)

ekotoksykologia

bada skutki działania toksycznych substancji chemicznych na gatunki inne niż człowiek

KLINICZNA

dotyczy diagnostyki i leczenia ostrych zatrud:

zawodowe (do 10%)

przypadkowe (do 30%)

samobójcze (ponad 60%)

SĄDOWA

dotyczy czynności zmierzających do wystawienia ekspertyzy toksykologicznej

Trucizna (różne definicje):

- substancja, która jest szkodliwa dla organizmów żywych, ponieważ wywiera szkodliwy wpływ na tkanki, organy lub na procesy biologiczne

- substancja, która wprowadzona do żywych organizmów lub absorbowana przez nie, powoduje ich śmierd lub uszkodzenie, w szczególności taka substancja, która nawet w małej dawce powoduje bardzo szybką śmierd

- każda substancja, która - wprowadzona do organizmu albo w nim powstająca - niszczy życie lub osłabia zdrowie

- substancja, której dawka śmiertelna wynosi co najwyżej 50 mg na kilogram masy ciała (definicja przyjęta w USA)

Podstawowe definicje

Dawki trucizn najczęściej podawane są w mg/kg m.c. analogicznie do dawki leczniczej leku obliczanej z uwzględnieniem masy pacjenta (jako przeciętną wagę człowieka najczęściej przyjmuje się 70 kg), np.

Jeśli dawka śmiertelna danej trucizny wynosi 30 mg/kg m.c., to dawka śmiertelna dla człowieka wynosi 30 x 70 = 2100 mg

DM - dosis minima (dawka progowa, graniczna) DC - dosis curative (dawka lecznicza) DT - dosis toxica (dawka toksyczna) DL = LD - dosis letalis (dawka śmiertelna) DL50 = LD50 - dawka, przy której ginie 50% populacji

Podstawowe definicje

2

Trucizna

Jad - toksyczna wydzielina zwierząt lub bakterii

Toksyna - naturalna silna trucizna zwierzęca lub

roślinna

Substancja toksyczna - trucizna naturalna lub

syntetyczna, zdefiniowana pod

względem chemicznym

Toksyny

Zootoksyny Fitotoksyny

substancje białkowe, głównie enzymy: fosfolipazy, proteazy, hialuronidazy

glikozydy cyjanogenne, alkaloidy, polipeptydy, białka

Toksycznośd substancji zależy od: •Rodzaju organizmu narażonego na jej działanie •Stężenia i sposobu ekspozycji (drogi wchłaniania)

amygdalina

amanityna

muchomor sromotnikowy (Amanita phalloides)

migdałowiec zwyczajny (Amygdalus communis)

aflatoksyna B1 kropidlak żółty (Aspergillus flavus)

Kazimierz Jagiellooczyk

tetrodotoksyna Takifugu

rącznik pospolity (Ricinus communis) struktura rycyny

Georgi Markov

3

struktura botuliny

Laseczka jadu kiełbasianego (Clostridium botulinum)

Substancja Droga podania LD50, mg/kg m.c.

NaCl dootrzewnowo 2600

Amygdalina dożołądkowo 300

Rycyna dożołądkowo 20

Aflatoksyna B1 dożołądkowo 10

HCN dootrzewnowo 3

a-Amanityna dożołądkowo 0,2

Tetrodotoksyna dootrzewnowo 0,01

Botulina E dootrzewnowo 0,002

Botulina D dootrzewnowo 0,0000003

Toksycznośd niektórych substancji naturalnych dla myszy

Papirus Ebersa – staroegipski papirus medyczny, napisany najpóźniej ok. 1550 r. p.n.e., zakupiony od pewnego Araba przez niemieckiego egiptologa Georga Ebersa w 1873 r. Papirus Ebersa ma postad zwoju długości 20,23 m ze 108 rozdziałami, z których każdy posiada po 20-22 wiersze. Zawiera informacje z zakresu chorób wewnętrznych, chirurgii i stosowania minerałów i licznych roślin leczniczych do celów medycznych. Wymieniono w nim około 700 lekarstw i podano 800 sposobów ich przyrządzania.

Papirus berlioski pochodzi z r. 1350 p.n.e., ma 279 wierszy. Znaleziony w Sakkarze przez Heinricha Brugscha zwój zawiera 80 przepisów gotowych recept. Papirus Hearsta, pochodzi prawdopodobnie z XII-XI wieku p.n.e. Tak jak wcześniej wspomniany papirus Ebersa zawiera odpisy ze świętych ksiąg. Znajdują się w nim recepty na sporządzenie leków i przypadki ich zastosowania, (m.in. recept leku, który bóg Re sam dla siebie stworzył). Papirus został nazwany od imienia pani Phoebe Herst, która ofiarowała zwoje Uniwersytetowi Kalifornijskiemu.

Historia toksykologii

Śmierć Sokratesa, J.L. David

Sokrates (469-399 r. p.n.e)

Oskarżony przez Anytosa o bezbożnośd i demoralizację młodzieży. Zmarł poprzez wypicie trującego wywaru z kielicha. Kontrowersje budzi trucizna użyta do egzekucji Sokratesa. W tradycji literackiej jest to cykuta (szalej jadowity, Cicuta virosa), jednakże analiza objawów prowadzi do wniosku, że najprawdopodobniej był to szczwół plamisty (Conium maculatum).

Cykutoksyna Objawy zatrucia występują szybko, do 20 min. po spożyciu. Są to: ślinotok, pieczenie w jamie ustnej, mdłości, wymioty, rozszerzenie źrenic, drgawki, utrata świadomości, trudności w oddychaniu. Śmierd może nastąpid wskutek porażenia ośrodka oddechowego.

szalej jadowity (Cicuta virosa), syn. blekot, bzducha wodna, cykuta jadowita

Koniina

Działanie toksyczne polega na początkowym pobudzeniu, a potem porażeniu wegetatywnych zwojów nerwowych obwodowych, poza tym poraża zakooczenia nerwów ruchowych podobnie do kurary. Objawami zatrucia są osłabienie, utrata wrażliwości na bodźce, w koocowym etapie następuje porażenie i śmierd z objawami uduszenia. Obserwuje się także skurcze i drżenie mięśni, obniżenie temperatury.

szczwół plamisty (Conium maculatum).

4

Hipokrates (460-371 r. p.n.e)

Jako jeden z pierwszych zastosował naukowe podejście do zatrud. Rozumiał, że zmniejszenie wchłaniania trucizny z przewodu pokarmowego ma znaczenie w leczeniu lub łagodzeniu skutków zatrucia.

Mitrydates VI Eupator, król Pontu (132-63 r. p.n.e.)

Zabezpieczał się przed otruciem systematycznie zażywając odtrutki, testowane wcześniej na zbrodniarzach. Od jego imienia pochodzi inna nazwa odtrutki: mitrydatyk.

Nikander z Kolofonu (185-135 r. p.n.e)

W jego rozprawie o odtrutkach są opisane różne jadowite organizmy oraz trucizny: biel ołowiana, tlenek ołowiu, tojad, mucha hiszpaoska, lulek czarny, opium.

Liwia, żona cesarza Augusta, zabiła męża atropiną, wstrzykując ją do fig.

Agrypina, żona cesarza Klaudiusza, zatruła go i jego syna Brytanika arszenikiem.

Arabska kopia Materia Medica

Pedanius Dioskurydes (ok. 40-90)

Dioskurydes zasłynął jako autor 5-tomowego, ilustrowanego dzieła De Materia Medica, które było najważniejszą księgą o ziołach w czasach starożytnych i prekursorem późniejszych farmakopei. Trucizny zostały sklasyfikowane według pochodzenia jako roślinne, zwierzęce i mineralne. Przez szesnaście wieków praca ta była podstawowym źródłem wiedzy o truciznach. Opisał też działanie emetyków, środków wywołujących wymioty, w leczeniu zatrud.

Inni znani truciciele: •Tofana („Woda Tofany”) •Hieronima Spara •Rodzina Borgia (Cezar i Lukrecja) •Katarzyna Medycejska (pionierka toksykologii eksperymentalnej, badała skutecznośd trucizn podając je biednym i chorym, zapisując wszelkie obserwacje)

Majmonides (1138-1204)

W Traktacie o truciznach i odtrutkach opisał wpływ oleistej lub tłustej żywności na zmniejszenie wchłaniania trucizny w żołądku oraz skutecznośd zakładania opaski uciskowej na kooczynę w celu zmniejszenia działania jadu po ukąszeniu lub użądleniu.

Pierwsze polskie podręczniki toksykologii

•1588 (Wenecja) A. Szeliga – „De venesis et morbis venenosis…” •1618 (Kraków) S. Śleczkowski – „Medicorum tetras operum…”

„trucizna jest istotą złożoną, nienaturalną, sercu nieprzyjazną i życie ludzkie niszczącą”