Bi5595 Základy toxikologie pro přírodovědce

Přírodovědecká fakulta
jaro 2012
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k, z.
Vyučující
doc. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Ondřej Adamovský, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Iva Sovadinová, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jiří Novák, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Luděk Bláha, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc.
Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí - Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí - Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 9:00–10:50 409-stara KAM1
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
Bi5595/Muzeum: Rozvrh nebyl do ISu vložen.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory
předmět má 8 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Na konci tohoto kurzu bude student schopen:
- mít komplexní přehled v hlavní oblastech souvisejících s toxikologií;
- orientovat se v oblastech klinické toxikologie, epidemiologie, imunotoxikologie, reprodukční toxikologie;
- objasnit principy a metody molekulární toxikologie;
- diskutovat příčiny orgánové a organismální toxicity u člověka;
- vysvětlit základní přístupy a principy ekotoxikologie;
- kriticky posoudit zdroje expozice (průmyslová a profesní toxicita), atd.;
- vysvětlit průběh biotransformace a toxikokinetiky xenobiotik;
- charakterizovat hlavní fáze interakce xenobiotik s organismem, včetně vztahu dávka-účinek;
- porozumět problematice mutageneze a karcinogeneze;
- shrnout metody experimentální toxikologie, znát moderní metody v toxikologii a jejich vývoj;
- orientovat se v toxikologické literatuře a aktivně využívat mezinárodní toxikologické databáze;
- diskutovat a kriticky posoudit toxikologické problémy hlavních typů anorganických a organických látek (léčiva, prioritní polutanty, kovy atd.);
- definovat toxikologické problémy agrochemikálií, zejména pesticidů;
- znát zásady ochrany a první pomoci při otravách základními druhy chemikálií;
Osnova
  • 1. Úvod do toxikologie – informace o kurzu, jeho cíle a náplň. Definice toxikologie, historické aspekty, postavení toxikologie mezi ostatními vědami, odvětví toxikologie. Vymezení pojmů, typy toxických látek, jejich toxikologicky významné vlastnosti. Typy expozice a účinků. Vztah dávka-odpověď. Faktory ovlivňující projevy toxicity.
  • 2. Principy toxikodynamiky a toxikokinetiky, vstup toxických látek do organismu, distribuce toxické látky v organismu, biotransformace toxických látek, exkrece toxických látek z organismu, interakce (fyz-chem- interakce) - na buněčné a subbuněčné úrovni. Molekulární toxikologie. Vlastnosti cílových molekul. Typy reakcí s cílovou molekulou.
  • 3. Neorgánová toxicita - intrakce toxických látek se základními buněčnými systémy. Interakce s DNA: narušení opravných mechanizmů, mutageneze, karcinogeneze, epigenetické změny. Interakce s proteiny: mechanizmy účinku; Interakce s buněčnými membránami: změna struktury, ovlivnění membránových potenciálů; ovlivnění redoxních rovnováh; Vývojová toxicita: mechanizmy účinku, kritická období vývoje.
  • 4. Orgánová toxikologie I. - interakce toxických látek se základními stavebními a metabolickými celky organizmu; Kůže: základní funkce a stavba, kontaktní poškození, fototoxicita; respirační systém: struktura a funkce, mechanizmy účinku toxikantů, akutní a chronické účinky; Srdce a oběhová soustava: obecné mechanizmy kardiotoxicity, mechanizmy poškození cév; Krev a krvetvorba; Ledviny: akutní a chronické typy poškození; Játra: mechanizmy účinku toxikantů, poškození struktury, detoxikace a aktivace.
  • 5. Orgánová toxikologie II. – toxicita pro řídicí systémy organizmu; Nervový systém: specifické toxikologické vlastnosti; příklady a mechanizmy účinku neurotoxinů; Endokrinní systém: specifické vlastnosti endokrinních žláz, příklady a mechanizmy účinku toxikantů; Endokrinní disrupce: mechanizmy účinku; Reprodukční systém: reprodukční cyklus.
  • 6. Regulatorní toxikologie, hodnocení rizik; Schéma a aplikace hodnocení rizik (expozice, účinky, hazardní indexy, řízení rizik, cost-benefit analýza), Využití toxikologických dat a praktické odvození limitů (tolerovatelný denní příjem, maximální povolené koncentrace ve vodách, rezidua v potravinách, principy uplatňované WHO), Principy kontroly toxických látek v EU a v USA. Představení platných zákonných norem regulace chemických látek v EU (pesticidy, léčiva, průmyslové chemikálie - REACH); Zákony a systém kontroly ochrany obyvatelstva před toxickými látkami (chemická rezidua v potravinách, ve vodách, ovzduší; struktura a povinnosti kontrolních orgánů - vláda, hygienické stanice; odpovědnosti dalších stran.
  • 7. Experimentální metody v toxikologii, hodnocení toxicity. Legislativně zakotvené a alternativní testy k hodnocení toxicity, moderní trendy v hodnocení toxicity, princip 3R. Způsoby aplikace testovaných látek. Představení souborů mezinárodních norem, normované in vivo a in vitro testy. Testy na akutní toxicitu (orální, inhalační, perkutánní) a akutní dráždivost, subakutní, subchronickou a chronickou toxicitu. Toxikometrie. Moderní toxikologické metody a alternativní přístupy, toxikogenomika - bioinformatika. Metody in silico, QSAR.
  • 8. Toxikologie potravin, veterinární toxikologie. Alkaloidy v potravinách (pyrrolizidinove alkaloidy, solanove alkaloidy-solanin, tomatin, xantinove alkaloidy-kofein, kokain). Tezke kovy v potravinach a jejich toxikologie. Bakteriální infekce a intoxikace (botulism). Mykotoxiny (aflatoxiny). Přehled u nás používaných pesticidů a jejich rezidua v potravinách. Aditiva v potravinách. Veterinární léčiva v potravinách.
  • 9. Toxikologie pracovního prostředí. Chemická rozpouštědla a jejich toxicita (benzeny, toloueny, alkoholy, těkavá rozpouštědla, chlorovaná rozpouštědla). Eliminace každodenní expozice (ochranné pomůcky). Těžké kovy v pracovním prostředí (Be, Hg). Silikáty a jejich částice. Pracovní prostředí nemocnic (cytostatika). Pesticidy. Kanceláře a vnitřní prostředí budov (bromované retandanty hoření, částice z kopírek, PFOS, Ftaláty, Bisfenol-A). Radiace a ionizující záření (mechanizmy poškození, druhy záření, změny DNA, nejběžnější zářice, ochrana před zářením).
  • 10. Toxikologie chemických látek v prostředcích pro domácnost: surfaktanty, plastifikátory, retardanty hoření, PFOS, mošusové látky; Farmaka: charakterizace, terapeutický index, interakce, příklady případových studií; Přírodní jedy: rozdělení, toxikologie a příklady (toxiny rostlin, hub, plísní, sinic, bezobratlých, hmyzu, ryb, plazů, savců).
  • 11. Environmentální toxikologie a ekotoxikologie. Význam kontroly znečištění složek prostředí a ochrany všech organismů před dopady toxických látek a dalších stresorů (GMO, hluk, záření apod.). Životní prostředí a chemické látky (zdroje a typy znečištění, osud látek v prostředí, biodostupnost, bioobohacování látek v potravních řetězcích). Vliv látek v ŽP na zdraví člověka (potravní řetězce, chemické látky v různých matricích ŽP - voda, půda, ovzduší). Environmentální epidemiologie. Odpady a jejich toxicita. Havárie s úniky toxických látek, ekologické katastrofy. Ekotoxikologie - principy, modely testování ekotoxicity - biotesty, využití výsledků ekotoxikologie v praktickém hodnocení a řízení rizik.
  • 12. Praktické aspekty toxikologie, zásady ochrany a první pomoci při otravách základními druhy chemikálií, analytická/forenzní toxikologie, klinická toxikologie.
Literatura
  • Casarett & Doull's essentials of toxicology. Edited by Curtis D. Klaassen - John B. Watkins. 2nd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010. xi, 459. ISBN 9780071742740. info
  • Principles and methods of toxicology. Edited by A. Wallace Hayes. 5th ed. New York: Informa Healthcare, 2008. xxiii, 227. ISBN 9780849337789. info
  • BOELSTERLI, Urs A. Mechanistic toxicology : the molecular basis of how chemicals disrupt biological targets. London: Taylor & Francis, 2003. xxiv, 314. ISBN 0-415-28458-9. info
  • TICHÝ, Miloň. Toxikologie pro chemiky : toxikologie obecná, speciální, analytická a legislativa. 2. vyd. Praha: Karolinum, 2003. 119 s. ISBN 802460566X. info
  • PROKEŠ, Jaroslav. Základy toxikologie. 1. vyd. Praha: Karolinum, 1997. 165 s. ISBN 8071844187. info
Výukové metody
Přednášky jsou vedeny interaktivní formou s podporou audiovizuálních pomůcek. Studenti jsou zapojováni do diskuse o přednášených tématech, což povede k podpoře jejich kritického myšlení. Důraz je kladen na toxikologické mechanismy a principy i širší souvislosti a praktické aplikace jednotlivých odvětví toxikologie pro ochranu zdraví a životního prostředí pro budoucí potenciální uplatnění na pracovním trhu. Součástí výuky budou i projektově zadávané úlohy (prostudování rozšířených studijních materiálů, hledání a syntéza informací z internetu) a zpracování krátké seminární práce.
Metody hodnocení
Návštěva přednášek je doporučená pro úspěšné splnění výukových cílů i vzhledem k interaktivnímu stylu přednášek. V průběhu semestru bude realizován jeden písemný test k ověření znalostí. Součástí výuky jsou i projektově zadávané úlohy a zpracování krátké seminární práce. Konečné zhodnocení zvládnutí předmětu bude provedenou formou závěrečného písemného testu na konci semestru.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019.