Toxicologie

Un biochimist toxicologic pregătește probele pentru introducerea în HPLC

Toxicologia este ramura farmacologiei , al cărei interes se extinde și la chimie , care studiază simptomele , mecanismele și tratamentele otrăvirii oamenilor și animalelor prin medicamente , otrăvuri sau medicamente . Principalul parametru pentru determinarea toxicității unei substanțe este doza: de fapt, aproape toate substanțele, în anumite doze sau în anumite circumstanțe, pot fi toxice. Acest ultim concept este bine rezumat prin sintagma atribuibilă lui Paracelsus : " omnia venenum sunt nec sine veneno quicquam existit. Dosis sola facit ut venenum non fit " [trad. totul este otravă, nu există nimic care să nu fie. Doar doza împiedică (o substanță) să devină otravă].

Studiul toxicologic are o importanță deosebită în timpul fazei de experimentare preclinică a unui medicament, înainte de posibila introducere pe piață și în industria cosmetică .

Generalitate

Sarcina principală a toxicologiei este de a înțelege acțiunea directă sau indirectă a substanțelor implicate în episoadele de intoxicație și a enzimelor implicate în metabolismul lor. Multe substanțe considerate otrăvitoare sunt de fapt toxice doar indirect. Un exemplu este metanolul care nu este otrăvitor în sine, ci doar în timp ce este transformat în formaldehidă în ficat . Există, de asemenea, multe substanțe ale căror molecule devin toxice în ficat datorită acțiunii combinate a altor substanțe externe, ca în cazul paracetamolului în prezența alcoolului . În plus, datorită mecanismelor de stimulare reciprocă a enzimelor , multe substanțe devin toxice numai în combinație cu altele. Variabilitatea genetică a anumitor enzime hepatice face ca toxicitatea multor substanțe să fie variabilă de la un individ la altul.

Prin urmare, printre sarcinile toxicologice există și cele de identificare a enzimelor hepatice care fac toxică o anumită substanță, a substanțelor toxice produse, în ce condiții și în ce indivizi are loc această transformare și cu ce metode pot fi contracarate intoxicațiile în sine. .. O importanță considerabilă, în studiul metabolismului toxic, este cunoașterea mecanismului prin care acționează componentele familiei citocromului P-450 , care sunt fundamentale în procesul de detoxifiere din corp.

Amploarea daunelor biologice cauzate de o substanță toxică este legată de mai multe variabile, principalele fiind:

• natura chimică a toxicului;
• modul de absorbție (oral, transdermic, prin inhalare etc.);
• concentrare ;
• amploarea și durata expunerii;
• starea generală de sănătate (boală, boală preexistentă, sarcină etc.)
• factori genetici individuali.

Efectele toxicologice clinice se pot manifesta acut, subacut, subcronic sau cronic. Efectele cronice includ posibilitatea de a dezvolta cancer datorită expunerii la agenți cancerigeni , precum și posibile efecte mutagene și teratogene .

Toxicologia într-o manieră distinctă tinde să studieze efectele toxice pe baza a două categorii majore: toxicitate pentru organe - toxicitate mirata și non-organe vizate.

Indici toxicologici

Indicii toxicologici oferă o indicație a concentrației unei substanțe la care o substanță prezintă toxicitate.

Unii indici toxicologici frecvent utilizați sunt:

• LD50 ( doză letală mediană ): doză de substanță toxică capabilă să omoare 50% dintr-un eșantion de populație de cobai (în general șobolani , dar și alte mamifere precum câinii, pentru teste speciale privind toxicitatea la om), exprimată în general ca mg / kg, adică în miligrame de substanță testată per kg de greutate vie;
• LD _Lo ( doză letală scăzută )
• LC ₅₀ ( Concentrație letală mediană )
• EC ₅₀ ( concentrație efectivă mediană )
• IC ₅₀ ( Concentrație inhibitoare mediană )
• TD ₅₀ ( doza toxică mediană )
• TC _Lo ( concentrație toxică scăzută )
• TLV ( Threshold Limit Value , „valoarea limită prag”): concentrația substanței sub care „aproape toți” oamenii expuși nu prezintă niciun risc;
• NOAEL ( Fără nivel observabil de efect advers ): cantitatea de substanță toxică presupusă cu care nu s-au dovedit efecte dăunătoare; doza zilnică acceptabilă poate fi obținută de la NOAEL;
• LOAEL ( cel mai scăzut nivel de efect advers observat ): doză minimă de substanță dăunătoare care poate fi administrată zilnic cu apariția unor creșteri semnificative statistic sau biologic ale frecvenței sau severității efectelor adverse comparativ cu un grup de control;
• NEC ( concentrare fără efect );
• NOEC ( concentrare fără efect observat );
• LOEC (cea mai scăzută concentrare efectivă observabilă );
• MATC ( Concentrație toxică maximă acceptabilă ).

Toxicologie in vitro

Necesitatea de a reduce utilizarea animalelor de laborator, pe lângă necesitatea dezvoltării unor modele alternative fiabile pentru evaluarea efectelor toxice potențiale ale unei substanțe date, a condus la dezvoltarea unor metode alternative de investigație in vitro , de obicei bazate pe utilizarea a coloniilor bacteriene sau a celulelor unice, cum ar fi celulele stem gametice sau embrionare .

Abrevieri

Pe lângă acronimele indicilor toxicologici (de exemplu „LD50” sau „LC50”) pot fi specificate și alte abrevieri care identifică calea de administrare a substanței toxice și subiectul (om sau cobai) la care se referă cantitatea.

De exemplu, abrevierea „ENT MUS LD50” se referă la LD50 măsurată pentru un șoarece (MUS) în cazul administrării orale a substanței de testat (ORL).

Abrevierile care identifică rutele de angajare sunt: ^[1]

Abrevierile care identifică subiecții testați sunt: ^[2]

Sistematică toxicologică

În organizarea științei sale sistematice, toxicologia aprofundează studiul structurii chimice a substanțelor, a proprietăților acestora și a efectului lor asupra unui organism viu, împărțind următorii agenți toxici principali:

• Pesticide : substanțe capabile să elimine speciile vii nedorite sau dăunătoare, dar multe capabile să își extindă efectul toxic asupra vertebratelor și oamenilor . Sunt o sursă de poluare a mediului și de contaminare a alimentelor (reziduuri). Unele sunt capabile să ofere o bioacumulare puternică.
• Metale : deosebit de important din punct de vedere toxicologic este studiul metalelor grele ; plumbul este periculos pentru oameni, deoarece este ușor solubil în acizi slabi, cum ar fi cei prezenți în vin sau apă , și prezent în unele vopsele industriale utilizate în trecut pentru oale de teracotă , ajunge cu ușurință în organism, unde poate provoca encefalopatie saturnină, anemie și gastrică ulcere . Aluminiul reprezintă un pericol pentru sănătatea umană, deoarece, traversând bariera hematoencefalică , se acumulează în creier , unde poate da naștere fenomenelor de demielinizare . ^[3] Principala sursă de expunere este alimentele, dar printre altele sunt citate deodorantele și unele antiacide pe bază de hidroxid de aluminiu ^[4] . Alte metale periculoase pentru sănătatea umană sunt: mercur , cadmiu , staniu , arsenic ( semimetal ), crom , beriliu și nichel .
• Solvenți și vapori : principalii solvenți toxici sunt hidrocarburile alifatice halogenate (de exemplu tricloretilenă , clorură de metil , cloroform , tetraclorură de carbon ), hidrocarburi aromatice (de exemplu benzen , toluen , xilen , stiren ), alcooli (de exemplu etanol , metanol , izopropanol ), glicoli de exemplu, etilen glicol , dietilen glicol ) și derivați eterici , disulfură de carbon . Sunt substanțe liposolubile, iar riscul este crescut de volatilitatea lor și de absorbția pulmonară consecventă.
• Radiații și materiale radioactive : radiații ionizante și izotopi radioactivi (de exemplu, ²²² Ra , ²²² I ).
• Otrăvuri animale: otrăvuri ale animalelor precum păianjeni ( scorpioni , căpușe etc.), Chilopoda , Diplopoda , insecte ( furnici , albine , viespi , viespi , omizi , molii etc.), moluște , reptile ( șopârle , șerpi ).
• Plante si ciuperci toxice: plante diferite, cum ar fi digitale , aconite , belladonna , stramonium , myoporoides Duboisia , măselariță negru , Strychnos Nux-vomica , cucuta , etc. Exemple de ciuperci toxice sunt Amanita muscaria , Phalloid amanita , Cortinarius speciosissimus , Sarcosphaera coronaria , Gyromitra esculenta , Psilocybe cubensis etc.
• Azbest : minerale utilizate pentru producerea de materiale ignifuge, precum crizotil (azbest alb), amosit (azbest brun), crocidolit (azbest albastru) etc.

Filiale de specialitate

Testarea toxicologică a unui medicament pe animale

Investigația toxicologică preclinică asupra animalului este utilizată pentru a defini doza minimă care produce efecte toxice și maximul care nu induce niciun efect (concentrația minimă toxică și concentrația minimă efectivă), pentru a defini relația dintre doza terapeutică și doza toxică, pentru a identifica ce celulă structura, organul sau sistemul este ținta toxicității, definesc caracteristicile efectului toxic al moleculei sau ale metaboliților săi și stabilesc dacă efectele toxice sunt sau nu reversibile. Acest lucru este posibil prin modele animale, în special transgenice și knockout. Fazele prevăzute de această experimentare sunt:

• Evaluarea toxicității acute
• Evaluarea toxicității subacute și cronice
• Testele de mutagenitate și, eventual, de carcinogeneză
• Testul teratogenezei
• Testele de toxicitate peri și postnatală

Notă

Bibliografie

• Curtis Klaassen, „Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons” , McGraw-Hill Professional, 7 ed., 2007, ISBN 0-07-147051-4 .
• E. Hodgson, Toxicologie modernă , doctorat, Departamentul de toxicologie de mediu și biochimică, 2004, ISBN 88-7959-304-8 .
• Giovanna Cornelio, Cutia neagră. Note toxicologice pentru evaluarea riscurilor chimice , Edițiile EUT Universitatea din Trieste, Trieste, 2009, ISBN 978-88-8303-264-6 .
• H. Leslie Simmons, Richard J. Lewis, Materiale de construcție: proprietăți periculoase ale produselor din diviziunile 7 și 9 MasterFormat , John Wiley și Sons, 1997, ISBN 0-442-02289-1 , Simmons.

Elemente conexe

• Farmacologie
• Otravă
• Otrăvire
• Exotoxină
• Endotoxină
• Imunotoxicologie

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « toxicologie »
• Wikiversitatea conține resurse privind toxicologia
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre toxicologie

linkuri externe

• ( EN ) Toxicologie , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( RO ) Lucrări referitoare la toxicologie , pe Open Library , Internet Archive .
• ( RO ) IUPAC Gold Book, „toxicologie” , pe goldbook.iupac.org .

Portalul de biologie

Portalul chimiei

Portalul Medicinii