Toxikologie 1 Toxikologie Vladimír Antonín, Andrea Brzobohatá, Marie Staňková, Ľubomír Straka, Jana ,, Všechny sloučeniny jsou jedy. Neexistuje mezi lékem a jedem tvoři dávka. " 1.1 Forenzní a klinická toxikologie Peter Ondra, Marie Staňková, Andrea Brzobohatá, Ivana Černá 1.1.1 Dělení toxikologie, základní pojmy, definice, klasifikace otrav a jedů Toxikologie je nauka o jedech a účincích jedů v organizmech. Podle zaměření se dělí do několika hlavních odvětví (Staňková, 2014): • Toxikologie experimentální - Zkoumá účinky látek na laboratorní zvířata (stanovuje toxické dávky, objasňuje mechanizmus účinků, metabolizmus atd.). • Toxikologie klinická - Zabývá se diagnostikou otrav, studuje a popisuje účinky jedů na člověka (příznaky a průběh otravy), poskytuje podklady pro léčbu intoxikací. • Toxikologie soudní (forenzní) - Diagnostikuje intoxikace hlavně u zemřelých osob, její výsledky mají krimina-listický a právní význam. Je nedílnou součástí oboru soudního lékařství a pro svoji působnost využívá poznatky hlavně z oblasti klinické toxikologie. • Toxikologie vojenská - Zabývá se účinky bojových chemických látek. • Toxikologie průmyslová Studuje toxické účinky surovin, meziproduktů, produktů a odpadů; zabývá se proble- Ivana Černá, Miroslav Hirt, Peter Ondra, Tomková sloučenina, která by jedem nebyla. Rozdíl Paracelsus matikou ohrožení zdraví a stanovuje preventivní bezpečnostní opatření a limity při výrobě a zacházení s látkami a přípravky v různých oborech činnosti. • Toxikologie potravinářská - Studuje rezidua škodlivin v potravinách, jejich chronické působení. • Toxikologie životního prostředí -ekologická toxikologie (ekotoxikolo-gie) - Zkoumá účinky škodlivin na flóru, faunu, ekosystémy a pohyb látek v biosféře. • Toxikologie přírodních látek (toxi-nologie) - Studuje toxické látky nacházející se ve všech formách živých organizmů, zabývá se chemizmem jejich vzniku, izolováním a identifikací a studiem účinků na jiné živé organizmy. Jedem nazýváme látku, která při vniknutí do organizmu i v poměrně malém množství může vyvolat poškození organizmu jako celku (otravu) a může přivodit dokonce smrt. Dalšími označeními pro , jed" je chemická škodlivina, noxa, xenobiotikum. Toxicita je schopnost chemické látky (noxy) způsobit otravu živého organizmu. Dávka je obecně množství škodliviny (chemické látky, xenobiotika), které pronikne do organizmu. Dávka prahová je nej menší dávka, která již vyvolává hod-notitelnou reakci. Střední účinná dávka (dosis effectiva media - ED50) je dávka, 15 1 Soudní lékařství II která vyvolá 50% maximálně možné reakce, anebo dávka, při které dosáhneme očekávaného účinku u 50% objektů. Střední let ú 1 n í dávka (dosis letalis media - LD50) je dávka, po jejíž aplikaci uhyne 50% pokusných zvířat. Tabulka 1.1 uvádí klasifikaci toxických látek podle hodnoty střední letální dávky. Tab. 1.1 Klasifikace toxických látek podle hodnoty LD50 supertoxická látka <5 mg extrémně toxická látka 5-50 mg vysoce toxická látka 50-500 mg středně toxická látka 0,5-5 g málo toxická látka 5-15 g netoxická látka > 15 g Otrava (intoxikace) je celkové poškození organizmu zapříčiněné vstupem jedu do organizmu. Projevuje se příznaky (symptomy) nebo skupinou příznaků (syndromem), které mohou být pro určitou látku charakteristické nebo neurčité. Rozlišujeme akutní otravu, která je důsledkem jednorázové nebo krátkodobé expozice velkou dávkou jedu, a chronickou otravu, která vzniká následkem dlouhodobé expozice (měsíce, roky) malými dávkami škodliviny (jedu). Pojem tolerance vyjadřuje postupné snižování účinků látky při jejím opakovaném podávání. Aby bylo dosaženo žádaných účinků, je nutné zvyšovat dávky. Současné působení více škodlivin -Pokud chemické látky působí bez vzájemného ovlivňování svých účinků, pak je výsledný účinek dán sumací toxických účinků látek. Pokud jedna látka zvyšuje toxicitu druhé látky, pak je výsledný toxický účinek vyšší než součet toxických účinků jednotlivých chemických látek -potenciace účinků. V případě, že jedna látka snižuje účinek druhé látky, je výsledný účinek nižší, než by odpovídalo součtu toxických účinků jednotlivých látek - antagonistické působení. Této vlastnosti se využívá při léčbě otrav (Staňková, 2014; Van Leeuwen, 2007). Kumulace škodlivých látek - U některých látek je známa jejich kumulace v organizmu. Jde o zvyšování koncentrace noxy v plazmě a ve tkáních v případech, kdy přísun látky převyšuje její eliminaci. Klasifikace otrav z klinického hlediska (Vorel, 1999): • podle časového průběhu otravy - per-akutní, akutní, subakutní, subchronic-ké a chronické • podle příznaků, které mohou jedy způsobit - to je důležité pro stanovení diagnózy a odlišení od chorobných stavů, například: - bolesti břicha, zvracení, průjem -možné užití hub, arzénu, rtuti - křeče - možné užití strychninu, kyanidů, působení oxidu uhelnatého - kóma - možné užití alkoholu, alkaloidů, barbiturátů - delirium - možné užití tropanových alkaloidů, marihuany - mydriáza - možné užití alkaloidů, např. atropinu - mióza - možné užití morfinu, barbiturátů, organofosfátů, chlorpro-mazinu 1.1.2 Cesty vstupu jedu do organizmu Cesty vstupu jedu do organizmu můžeme rozdělit na: • časté: - požitím (per os) - vdechnutím (inhalačné) - injekčné (intravenózne - i.v., intra-arteriálně - i.a., subkutánně - s.c, intramuskulárně - i.m.) 16 Toxikologie 1 • méně časté: - do konečníku (per rectum) - do vagíny (per vagínam) - přes kůži (per cutis) - nosní sliznicí (nazálně) - sliznicí pod jazykem (sublinguálně) 1.1.3 Biotransformace xenobiotik Biotransťormace se zabývá chemickou přeměnou noxy v organizmu. Při bio-transformaci dochází ke změně chemické struktury původní látky, a tím ke změně jejích vlastností. Vzniklý metabolit bývá hydrofilnější než původní látka a snadněji se vylučuje močí. Biotransformační proces zahrnuje dvě fáze: • reakce I. fáze: - oxidační - oxidace alkoholů, oxidace nenasycených vazeb (epoxi-dace), O-dealkylace, N-dealkyla-ce, N-oxidace, S-oxidace, oxidační desulfurace, oxidační deaminace, hydroxylace - redukční - redukce aldehydů, ketonů, nitroskupin, azosloučenin, redukční štěpení disulfidů - hydrolytické - hydrolýza esterů, amidů, hydrolytické štěpení • reakce II. fáze - interakce metabo-litu biotransformační reakce s konju-gačním činidlem (látka tělu vlastní) za vzniku konjugátu, který je obvykle méně aktivní; konjugačním činidlem bývají obvykle kyselina glukuronová, glycin, cystein, acetylcystein aj., nej-rozšířenější jsou konjugáty s kyselinou glukuronovou - glukosiduronáty (tzv. glukuronidy) Biotransformace probíhá převážně v játrech, v menší míře v plicích, ledvinách, střevní stěně, svalech či slezině. Přeměny probíhají většinou v endoplaz-matickém retikulu buněk, především norkodein hepatocytů (Večerková, 1997; Balíková, 2004; Van Leeuwen, 2007; Staňková, 2014). 1.1.4 Farmakokinetika Farmakokinetika se zabývá zkoumáním a popisem osudu léčiv (nox, škodlivin) v organizmu, a to od jejich podání až po vyloučení. Zahrnuje: • absorpci • distribuci • eliminaci: - metabolizmus (biotransformaci) - exkreci (vylučování) Absorpce z gastrointestinálního traktu, z místa vpichu, z plic, z povrchu kůže je počátek cesty, kterou látka vstupuje do organizmu a k cílovému orgánu. Rychlost a rozsah absorpce jsou dány způsobem aplikace noxy, vlastnostmi noxy (roztok, pevná látka) a vlastnostmi (stavem) organizmu (např. venostáza zpomaluje vstřebávání z GIT). Nejrych-lejší je intravenózni aplikace. Z toxikologického hlediska je nejvýznamnější absorpce z gastrointestinálního traktu. Distribuce je transport noxy, případně jejích metabolitů do orgánů, tkání a buněk. Eliminace je odstraňování původní noxy a jejích metabolitů z organizmu. Jde tedv, o. biotransformaci (metaboliza-Knihovna univerzitního kampusu 625 00 Brno, Kamenice 5 Tel.: 549 491 328 17 knihovna@ukb.muni.cz