Omów kryteria i podziały skutków działania substancji toksycznych.

Trucizna jest to substancja, która po wchłonięciu do organizmu lub wytworzona w organizmie powoduje zaburzenie jego funkcji lub śmierć.

Każda substancja obecna w środowisku w postaci stałej, ciekłej lub gazowej wywierająca szkodliwy wpływ uchodzi za substancję skażającą otoczenie. Substancje uchodzące za szkodliwe wywołują określone efekty biologiczne lub zdrowotne, które występują podczas narażenia lub w okresie późniejszym, a także w następnych pokoleniach. Bardzo toksyczna substancja powoduje te skutki po podaniu bardzo małych ilości (dawek), natomiast substancja mało toksyczna wywiera działanie szkodliwe po podaniu w odpowiednio dużej ilości.

Przy ocenie toksyczności należy brać pod uwagę nie tylko ilość (dawkę) substancji podanej lub wchłoniętej, lecz także drogę podawania (np. wdychanie, podanie doustne, na skórę, wstrzyknięcie), a także częstość podawania (jednorazowo, kilkakrotnie), czas potrzebny do wystąpienia zmian (efektów) niekorzystnych oraz zakres i stopień uszkodzenia.

Zatrucie jest to proces chorobowy z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi, wywołany przez substancję chemiczną pochodzenia egzo- lub endogennego.

Biorąc pod uwagę dynamikę, mechanizm oraz działanie trucizny na organizm zatrucia można podzielić na:

Zatrucia ostre - Charakteryzują się one szybkim rozwojem szkodliwych zmian w organizmie, powstających w ciągu krótkiego czasu po wprowadzeniu jednorazowej dawki trucizny do żołądkowo, inhalacyjnie lub po naniesieniu na skórę. Na ogół objawy uszkodzenia lub śmierć występują po 24 h. Charakteryzują się przeważnie dużą dynamiką objawów klinicznych.

Zatrucia przewlekłe - Powstają wskutek działania małych dawek trucizny podawanych przez dłuższy okres na ogół pod wpływem kumulacji trucizny w organizmie. Zatrucia przewlekłe powstają zwykle w wyniku zatruć przypadkowych, np. przebieg zatruć zawodowych ma przeważnie charakter przewlekły. Substancje toksyczne, zanieczyszczające środowisko człowieka, występują przeważnie w tak małych stężeniach, że wywołują tylko działanie przewlekłe.

Zatrucia rozmyślne - (samobójcze lub zbrodnicze). Zatrucia rozmyślne, zwłaszcza lekami, stanowią ciągle ważny problem społeczny. Najczęściej w tym celu były używane: barbiturany, chinina, leki uspokajające, tabletki od bólu głowy, tal, fosforek cynku, a ponadto gaz świetlny, nieraz ze znaczną dawką alkoholu etylowego. W zatruciach zbrodniczych najczęściej są używane: arszenik, strychnina, sublimat, cyjanek potasu. Obecnie do prób samobójczych najczęściej są wykorzystywane opiaty (amfetamina, opiaty w połączeniu z lekami z grup benzodiazepin, barbituranów, fenotiazyn).
Ze względu na obowiązujące w obrocie truciznami rygory, a także wykrywalność przyczyn zatrucia i odpowiednią pomoc lekarską, zatrucia rozmyślne obecnie coraz rzadziej kończą się śmiercią.

Zatrucia przypadkowe - Stanowią one nadal poważne zagrożenie ze względu na to, że ulegają im nie tylko poszczególne osoby, lecz także często duże grupy społeczne. Zatrucia te mogą być ostre, jak w przypadku zatrać rozmyślnych lub przewlekłe. Z zatruciami przypadkowymi można się często spotkać w życiu codziennym, np. omyłkowe podanie leków lub ich przedawkowanie, zatrucia chemikaliami używanymi w gospodarstwie domowym, spożywanie żywności nie tylko skażonej mikroorganizmami, lecz także zanieczyszczonej substancjami toksycznymi, a szczególnie środkami ochrony roślin.

Wchłanianie substancji toksycznych przez organizm zachodzi różnymi drogami:
? pokarmową,
? skórną (dermalną),
? wziewną (inhalacyjną),
? pozajelitową (parenteralną) ? dożylną, dootrzewnową, domięśniową, skórną, podskórną i dordzeniową,
? przez jamy ciała ? dospojówkową, donosową, doodbytniczą, dopochwową.

Skutki działania substancji toksycznych mogą być:
? miejscowe ? jest to zdolność substancji chemicznych do wywołania zmian patologicznych w miejscu jej bezpośredniego kontaktu z powierzchnia ciała, to jest skórą błonami śluzowymi i okiem. Wyróżnia się dwa rodzaje działania miejscowego ? działanie drażniące i działanie uczulające.
? układowe ? jest to działanie krótkoterminowe, przewlekłe. Toksyczność przewlekła jest to zdolność substancji chemicznej do wywołania efektu toksycznego u zwierząt laboratoryjnych (obojgu płci) w warunkach narażenia przewlekłego. Narażenie to polega na podawaniu badanej substancji różnymi drogami w sposób przerywany lub ciągły przez pięć dni w tygodniu, przez okres co najmniej 12 miesięcy.

Sposoby działania i przykłady trucizn.

Mutagenne działanie trucizn.
Obserwowany zakres zmian materiału genetycznego pod wpływem działania chemicznego obejmuje mutacje genowe, chromosomowe oraz mutacje genomu. Mają one charakter mutacji indukowanych, w odróżnieniu od naturalnych mutacji spontanicznych.

Mutacje genowe (punktowe), cytologicznie niewykrywalne, stanowią każdą zmianę sekwencji nukleotydowej genu, różną od sekwencji genu wzorcowego.

Mutacje chromosomowe wyrażają się różnego rodzaju aberracjami chromo?somów, jak: inwersja, translokacja, ubytek, delecja (zanik części chromosomu) lub duplikacja. Mogą to być zmiany liczby poszczególnych chromosomów, których przykładem są monosomie czy polisomie.
Mutacje genomowe są związane ze zjawiskiem poliplodii komórkowej. W odróżnieniu od prawidłowej komórki diploidalnej tworzą się komórki TRI i tetraploidalne, zawierające odpowiednio większą liczbę chromosomów.

Część związków chemicznych wykazuje swoistość działania mutagennego, wywołując mutacje wyłącznie jednego typu. Większość poznanych dotychczas mutagenów wywołuje jednak zarówno mutacje genowe, jak i chromosomowe. Mechanizmy wywoływania mutacji przez różne związki chemiczne mogą być znacząco odmienne. Dla wielu mutagenów określono zarówno typ indukowanych mutacji, jak i szczegółowy sposób ich interakcji z komórkowymi kwasami nukleinowymi i ich składnikami. W tym zakresie wykazano, że rozwój działania mutagennego może być związany z jednym lub ze wszystkimi procesami, jakim ulega DNA komórki ? z replikacją, naprawą i rekombinacją. Oprócz zdolności indukowania mutacji, możliwość działania związków mutagennych zależy od ogólnych czynników warunkujących ich wnikanie i penetrację w organizmie.

Liczba mutagenów chemicznych stale się zwiększa, oprócz pojedynczych związków, jak kwas azotowy, hydroksyloamina, działanie mutagenne mają poszczególne grupy, np. związki alkilujące, z jednym lub wieloma podstawnikami (sulfonian dietylu, iperyt azotowy), analogi zasad występujących w kwasach nukleinowych (5-bromouracyl, 2-aminopuryna), barwniki akrydynowe (oranż akrydynowy). Działanie mutagenne powoduje wiele zaburzeń patomorfologicznych i czynnościowych organizmu.

Substancje o działaniu rakotwórczym.
Rakotwórcze związki chemiczne nie różnią się właściwościami od innych trucizn i leków. W działaniu wykazują zależność dawka-reakcja organizmu, ulegają przemianom w środowisku i biotransformacji w organizmie, dają interakcje z innymi ksenobiotykarni. Wykazują także zróżnicowanie działania w zależności od gatunku, szczepu oraz płci zwierząt doświadczalnych i ludzi. Wymienione właściwości warunkują ich aktywność nowotworową, przyspieszającą lub hamującą proces rozwoju nowotworów. Znane obecnie substancje o udowodnionym działaniu rakotwórczym należą do różnych grup chemicznych:
Związki nieorganiczne, jak sole arsenu, chromu czy niklu.
Związki organiczne, jak: benzen, 2-naftyloamina, chlorek winylu, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.
Substancje złożone: sadze, smoła, oleje mineralne.
Substancje naturalne ? aflatoksyny, mitomycyna C, safrole, estry forbolu, nitrozoaminy.

Substancje o działaniu drażniącym.
Do trucizn o działaniu drażniącym zaliczamy bardzo lotne substancje ciekłe przechodzące w gazy.Zatrucie gazami drażniącymi w dużym stopniu zależy od ich rozpuszczalności w wodzie. Gazy dobrze rozpuszczalne i szybko ulegające hydrolizie takie jak: NH3, HCHO, pary kwasów: HCL, HF, HNO3, H2SO4 wywierają działanie głównie na górne drogi oddechowe.Gazy nieco słabiej rozpuszczalne w wodzie takie jak: F2, CL2, B r2, H2S, SO2 działają na błonę śluzową całych dróg oddechowych. Gazy najgorzej rozpuszczalne w H2O: tlenki azotu, fosgen, ozon, chlorki fosforu działają głównie na ściany pęcherzyków płucnych.

Substancje o działaniu duszącym.
Działanie duszące - wynika z braku tlenu wywołanego niedrożnością dróg oddechowych, zaburzeniami funkcji tkanki płucnej oraz zaburzeniami funkcji hemoglobiny lub oddychania tkankowego toksykologicznego punktu widzenia do trucizn o działaniu duszącym należy zaliczyć między innymi gazy duszące.

Gazy duszące pozbawione są jakiegokolwiek działania chemicznego na organizm ludzki, nie łącza się z metalami, hemoglobiną ani żadnymi enzymami. Efekt szkodliwości zależy od wielkości konkurencyjnego zmniejszania stężenia tlenu w powietrzu.

W atmosferze, w której przebywają ludzie niedopuszczalne jest, ażeby w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego objętość tlenu była niższa od 18%. Gazy duszące takie jak: N2,Ar,He,Ne, mogą wiec znaczenie z punktu widzenia toksykologicznego. Inne gazy nieczynnie biologicznie zwykle zanim osiągną stężenie duszące, tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe( od 2 do 20%).
Zaliczamy do nich: C2H2, CH4, C2H6, C3H8, C4H10. Jeżeli obecność gazów duszących spowoduje zmniejszenie stężenia tlenu w powietrzu do 16% pojawią się zawroty głowy, przyśpieszenie oddechu. Dalszy spadek stężenia tlenu (przy zwartości- 75% gazów duszących) poniżej 16% wywołują głęboką śpiączkę, spadek ciśnienia tętniczego, drgawki i w konsekwencji śmierć.

Substancje o działaniu narkotycznym.
Działanie narkotyczne - charakteryzuje się dwiema fazami: pobudzeniem ośrodkowego układu nerwowego, a następnie hamowaniem jego funkcji.

Działanie narkotyczne jest spowodowane bezpośrednim wpływem substancji na ośrodkowy układ nerwowy, np.: w zatruciach rozpuszczalnikami organicznymi.

Rozpuszczalniki powodują zatrucia ostre i przewlekle głównie przez drogi oddechowe.
Dobrze wchłaniają się także przez skórę, umożliwiając przy tym wchłanianie substancji w nich rozpuszczalnych. Niektóre rozpuszczalniki zwłaszcza mieszające się z wodą, mogą powodować zatrucia drogą pokarmową. Ciecze nadużywane jako używki, dobrze rozpuszczają się w lipidach, wywierając silne działanie narkotyczne na ośrodkowy układ nerwowy.

W przypadkach zatruć przewlekłych powstają zmiany patologiczne w tkance mózgowej i narządach miąższowych.Szczególnie silne działanie szkodliwe na wątrobę wywierają płynne chlorowcopochodne węglowodorów. Szeroko stosowane jako rozpuszczalniki są alkohole alifatyczne np.: metanol- może powodować zatrucia wchłaniany przez drogi oddechowe, skórę lub przewód pokarmowy.

Zatrucia przemysłowe mogą być pod ostre lub przewlekłe. Już w stężeniu powyżej 1mg/dm3 powietrza może spowodować uszkodzenie nerwu wzrokowego, podrażnienie spojówek dróg oddechowych, zaś stężenie powyżej 5 mg/dm3 powietrza staje się niebezpieczne dla życia.

Przez skórę metanol przenika łatwo, powodując przy dłuższym działaniu przekrwienie, stany zapalne, wypryski. Tą drogą rzadko dochodzi do zatruć całego organizmu. Najbardziej niebezpieczną jest droga pokarmowa. Metanol łatwo wchłania się już w żołądku i górnych odcinkach jelit i w p [pierwszej godzinie osiąga największe stężenie we krwi. Metabolizm metanolu polega na utlenianiu do aldehydu mrówkowego (formaldehydu), który jest 150 razy bardziej toksyczny od metanolu. Pierwszymi objawami są nudności i wymioty, silne bóle brzucha, zawroty i bóle głowy a także zaburzenia wzrokowe: podwójne widzenie, źrenice są rozszerzone i nie reagują na światło. Często dochodzi do całkowitej ślepoty. Jednocześnie występują objawy uszkodzenia układu nerwowego, jak odurzenie, śpiączka, drgawki, NDS metanolu 100mg/m3.

Substancje o działaniu żrącym.
Działanie żrące- jest najczęściej wywołane ługami(stężone roztwory NaOH,NH3?H2O, KOH) powodują oparzenia chemiczne ograniczone do powierzchniowych warstw tkanek narażonych na bezpośredni kontakt.
Z kwasów nieorganicznych największe znaczenie toksykologiczne mają kwasy: HCL, HNO3,H2SO4. Należą do bardzo silnych trucizn, uważa się, że dawka śmiertelna dla człowieka wynosi 6-8g H2SO4 i HNO3 oraz 15g HCL NDS dla par H2SO4 - 0,001 mg/dm3 powietrza, dla HCL 0,007mg/dm3' HNO3 -0,01 mg/dm3.
Z zasad żrących najbardziej niebezpieczne są wodorotlenki NaOH, KOH i stężony roztwór NH3?H2O. Podobnie silnie działają nadtlenek sodowy oraz chlorany alkaliczne NaOCL, KOCL. Zasady żrące są bezbarwne i z wyjątkiem amoniaku nie mają charakterystycznego zapachu są zatem bardziej niebezpieczne niż żrące kwasy. 15% roztwór KOH w ilości 10-15 ml przyjęty doustnie może spowodować zatrucie śmiertelne. Zatrucia wodorotlenkami są najczęściej samobójcze lub omyłkowe. Do żrących kwasów organicznych należy: kwas octowy, mrówkowy, mlekowy, szczawiowy, karbolowy i jego pochodne np.: krezol, lizol.

Substancje o działaniu alergicznym.
Przez substancje i preparaty uczulające rozumie się te, które są zdolne do wywołania reakcji układu immunologicznego, objawiających się charakterystycznymi szkodliwymi zmianami podczas kolejnych ekspozycji.
Teoretycznie alergenem może być każda substancja, którą wdychamy, wchłaniamy przez skórę lub błonę śluzową, połykamy czy wstrzykujemy, a więc wprowadzamy do organizmu.

Podczas pierwszego kontaktu układ odpornościowy reaguje wytwarzaniem odpowiednich przeciwciał. Nie dochodzi wówczas do żadnych reakcji. Nie wiadomo, dlaczego w pewnych przypadkach, ów prawidłowy mechanizm obronny zawodzi i przy drugim spotkaniu, alergeny wywołują reakcje alergiczne. Rozpoznanie substancji odpowiedzialnej za złe samopoczucie jest rzeczą niełatwą, lecz niezbędną by rozpocząć leczenie. Służą do tego celu badania laboratoryjne oraz testy alergiczne.

Niebezpieczne metale i ich związki.

Arsen
Mechanizm działania toksycznego - arsen i jego nieorganiczne związki mogą być przyczyną powstawania nie tylko nowotworów układu oddechowego i skóry, lecz także zmian nowotworowych innych narządów.
Objawy- spośród nieorganicznych związków arsenu bardzo dużą toksycznością wyróżnia się arsenowodór (AsH3). Charakterystycznymi objawami zatrucia arsenowodorem są bóle brzucha, krwiomocz i żółtaczka. Pierwszymi objawami, pojawiającymi się 2-24 h od zatrucia, są bóle i zawroty głowy, trudności w oddychaniu. Żółtaczka pojawia się po 12-48 h.
Dobrze udokumentowane są przypadki ostrych i pod ostrych zatruć tritlenkiem arsenu. Objawy mogą pojawić się już po kilku minutach lub godzinach, zależnie od dawki i formy przyjęcia. Obserwowane są przede wszystkim objawy ostrego nieżytu żołądkowo-jelitowego, prowadzące do zaburzeń wodno-elektrolitowych i zapaści. Wskutek porażeń i uszkodzeń drobnych naczyń krwionośnych skóra jest bladoszara. Następuje spadek ciśnienia krwi. Obserwuje się także niedokrwistość, leukopenię i zaburzenia ze strony układu nerwowego.
Dawka 70-300 mg tritlenku arsenu uważana jest za przeciętną dawkę śmiertelną dla ludzi, są jednak przykłady przeżycia po doustnym przyjęciu 500 mg tritlenku arsenu.

Chrom
Mechanizm działania toksycznego - związki chromu, poza uszkodzeniem układu oddechowego, przewodu pokarmowego i zmianami skórnymi, wykazują działanie rakotwórcze, mutagenne, embriotoksyczne i teratogenne.
Objawy - objawy klinicznego ostrego zatrucia związkami chromu charakteryzują się silnymi bólami brzucha, wymiotami i krwawą biegunką. Występuje ciężkie uszkodzenie nerek, z krwiomoczem prowadzącym do bezmoczu i mocznicy, obserwuje się owrzodzenie przewodu pokarmowego.
Charak?teryzują się zaburzeniami układu oddechowego, zmianami skórnymi i zaburzeniami przewodu pokarmowego.
W miarę przedłużania czasu zatrudnienia nasilają się objawy podrażnienia głównych dróg oddechowych (krwawienie z nosa, suchość w gardle, chrypa), łzawienie oczu, bóle i zawroty głowy, bezsenność, nerwowość, bóle w jamie brzusznej, biegunka i wymioty.

Cynk
Działanie toksykologiczne - cynk w organizmach zwierzęcych współdziała w procesach metabolicznych z innymi niezbędnymi metalami (Cu, Fe i Ca) powoduje różne zaburzenia w układzie krążenia, a także może powodować zaburzenia psychiczne. Prawdopodobnie zaburzenia metabolizmu metali niezbędnych dla organizmu człowieka pod wpływem cynku mogą być jedną z najuważniejszych przyczyn jego toksyczności u człowieka i zwierząt.
Objawy - związki cynku podawane doustnie uważa się za mało toksyczne. Wdychanie świeżo wytworzonych dymów, zawierających tlenek cynku w stężeniach powyżej 15 mg/m3,powoduje wystąpienie choroby przypominającej grypę, znanej jako ?gorączka odlewników".
Choroba zaczyna się objawami podrażnienia górnych dróg oddechowych, bólami głowy, mięśni i stawów, uczuciem rozbicia i osłabienia. Następnie pojawia się wysoka gorączka i leukocytoza, bóle w klatce piersiowej, dreszcze, poty. Objawy ustępują samoistnie w ciągu 24-48 h.
U ludzi narażenie na długotrwałe działanie pyłu cynkowego i tlenku cynku powoduje podrażnienie dróg oddechowych, za?burzenia funkcjonowania przewodu pokarmowego oraz niedokrwistość. Ponadto stwierdza się bezsenność, upośledzenie pamięci, zaburzenia słuchu i nadmierną potliwość.

Kadm
Działanie toksykologiczne - tak jak wspomniano wyżej, kadm związany w komórce z metalotioneiną nie działa toksycznie, natomiast wolne jony kadmowe, niezwiązane z tym białkiem, tworzą wiązanie kowalencyjne i jonowe z atomami siarki, wodoru i tlenu, występującymi w elementach makro-i mikro cząsteczkowych składników komórek. Kadm zmienia także metabolizm pierwiastków niezbędnych dla organizmu, takich jak: cynk, miedź, żelazo, magnez, wapń, selen, na zasadzie procesów interakcji, co powoduje zmiany morfologiczne i czynnościowe w określonych narządach.
Objawy - uszkodzenie układu oddechowego i czynności nerek są podstawowymi szkodliwymi skutkami u człowieka narażonego na związki kadmu.
U osób zatrutych występują: bóle i zawroty głowy, osłabienie, dreszcze, poty, podwyższona temperatura ciała, nudności, wymioty, pieczenie w klatce piersiowej, kaszel. W ciągu doby może rozwinąć się ciężki obrzęk płuc.
Miedź
Działanie toksykologiczne - stężenie miedzi w moczu lub surowicy może służyć jako ewentualny wskaźnik narażenia na ten meta.
Nie stwierdzono jednak dotychczas zależności między występowaniem objawów toksycznych spowodowanych związkami miedzi u ludzi a stężeniem tego metalu w surowicy lub w moczu.
Objawy - zatrucia solami miedzi zdarzają się bardzo rzadko. Objawy po spożyciu tego związku to uszkodzenie wątroby, nerek, naczyń włosowatych, biegunka, boleści, skurcze jelit. Wchłanianie związków miedzi przez drogi oddechowe powoduje przekrwienie błon śluzowych nosa, nieżyt żołądka.

Ołów
Działanie toksykologiczne - toksyczne działanie ołowiu na organizm ujawnia się w zaburzeniach układu krwiotwórczego, syntezy hemu, inhibicji syntezy hemoglobiny, skróceniu życia krwinek czerwonych i pobudzeniu erytropoezy. W późniejszych stadiach stwierdza się retikulocytozę i niedokrwistość. Nie można wykluczyć, że zaburzenia te mogą poprzedzać i wywoływać toksyczne działanie ołowiu w innych układach, np. uszkodzenie układu nerwowego, czynności nerek, zaburzenia układu pokarmowego. Ołów hamuje aktywność enzymów biorących udział w syntezie hemu.
Objawy - ołów wpływa na funkcje ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego. Wpływ nieorganicznych związków ołowiu na układ nerwowy zależy od wielkości i czasu narażenia, a także od wrażliwości osób dorosłych i dzieci.
Objawami są: stany otępienia, niepokój, drażliwość, drżenie mięśniowe, zaburzenia pamięci i koncentracji. U dzieci, które były leczone z powodu zatruć ołowiem, obserwowano zaburzenia psychiczne i słabe wyniki w nauce.

Rtęć
Działanie toksykologiczne - nerki są narządem o największej kumulacji rtęci, niezależnie od postaci tego metalu. Stężenie metylortęci w nerkach jest znacznie większe niż w mózgu, chociaż uszkodzenie nerek, jest znacznie mniejsze niż uszkodzenie układu nerwowego. Rtęć gromadzi się w nerkach w postaci kompleksu metalotioneiny. Rtęć, tak jak i inne metale (np. kadm), indukuje biosyntezę metalotioneiny. Proces ten odgrywa detoksykacyjną rolę w zatruciach rtęcią.
Objawy - narządem krytycznym w zatruciach ostrych parami rtęci są płuca. Może rozwinąć się ostre zapalenie oskrzeli, oskrzelików i śródmiąższowe zapalenie płuc. Następnie może się pojawić krwotoczne zapalenie jelit, z odwodnieniem i ostrą niewydolnością krążenia, ślinotok, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej, objawy uszkodzenia nerek oraz uszkodzenie ośrodkowego układu nerkowego.
W przypadku spożycia nieorganicznych soli następuje ślinotok, pieczenie w przełyku, wymioty, krwawa biegunka, martwica błony śluzowej jelit oraz uszkodzenie czynności nerek, prowadzące do bezmoczu i uremii.