Toxikológia živočíchov
Obsah
Diagnostika toxikóz
Etiológia otráv zvierat
- Ppesticídy
- kŕmne aditíva
- hnojivá
- odpadové vody
- priemyselné exhaláty
- mykotoxíny
- rastlinné jedy
- živočíšne jedy
- bojové chemické látky
Etiológia otráv ľudí
- liečivá
- domáce chemikálie
- huby
- priemyselné látky
- pesticídy
- iné
Cesty vstupu jedu do organizmu
- perorálne (per os)
- inhalačne (per inhalationem)
- kožou (per cutis)
- parenterálne (uhryznutím, poštípaním)
- per vaginam
- per rectum
Cesty vylučovania jedov z organizmu
- výkalmi
- močom
- mliekom
- slinami
- srsťou
- vlasmi
- dychom
- kožou
- vaječníkmi – semenníkmi
- placentou
- iné – včely – vosk, med
Klasifikácia jedov
- rozdelenie jedov podľa ich vlastností
- podľa chemickej povahy
- podľa charakteru ich účinku
- podľa povahy ich účinku
- Klasifikácia jedov podľa chemickej povahy
- anorganické
- organické
- rastlinné
- živočíšne
- syntetické
- Klasifikácia jedov podľa charakteru ich účinku
- celkový
- lokálno-chemický
- lokálno-chemický a celkový
Fyzikálno-chemické vlastnosti jedu
- Skupenstvo látky môže výrazne ovplyvniť účinok na organizmus.
- Spravidla plynné jedy pôsobia rýchlejšie ak sú inhalované.
- Kvapaliny pôsobia rýchlejšie ako tuhé látky po požití.
- Jemný prášok účinkuje rýchlejšie ako celistvejšie kúsky.
- Rozhodujúca je tiež rozpustnosť – či sú látky rozpustné vo vode, v kyslom alebo zásaditom prostredí alebo v tukoch (organických rozpúšťadlách).
- Corpora non agunt nisi fluida. Jedy rozpustné a rozpustené pôsobia rýchlejšie - látky nerozpustné sú netoxické. Príkladom môžu byť zlúčeniny bária.
Pôsobenie jedov
- Synergizmus – je zosilnenie pôsobenia dvoch alebo viacerých jedov. Známy je synergický účinok niektorých mykotoxínov. Dobrým príkladom je piperonyl butoxid a pyretroid, ktorých kombinácia enormne zvyšuje toxicitu pre hmyz.
- Antagonizmus – je opakom synergizmu, teda dve toxické látky eliminujú vzájomne svoj účinok. Príkladom toho môže byť celá rada kovov ale i rastlinných jedov.
- Se eliminuje As
- Atropín eliminuje účinok organofosfátov
- Antagonizmus
- Chemický (kyseliny a lúhy)
- Antagonistické pôsobenia látok v živom organizme využívame v terapii Inhalovanie jedov
- Čuchový prah (ČP) – najnižšia koncentrácia látky vo vzduchu zistená čuchom (vysoká individualita)
- Mnohé plyny majú ČP podstatne nižší ako je nebezpečná koncentrácia (c) – ich zápach má pre človeka varovný účinok (HCN, HCl, Cl2, NH3, NO2, SO2, H2S).
- U niektorých látok však tento varovný účinok časom mizne:
- v nízkych c v dôsledku „návyku“ pri dlhodobej alebo opakovanej expozícii (NO2, H2S, SO2, Cl2, O3).
- vo vysokých c otupením čuchového orgánu (H2S).
- Niektoré plynu sú bez zápachu (CO).
Kumulácia jedov
- Hromadenie jedov v organizme, deponovanie v určitých tkanivách:
- Látky iónovej povahy – kumulujú sa prakticky vo viacerých druhoch tkanív, v ktorých nahradzujú ióny pre organizmus esenciálne napr.: Cs+ nahradzuje K+, Br- zastupuje Cl- , Ba2+ za Ca2+
- Látky prejavujúce afinitu k určitej časti tkaniva. Dochádza buď k priebežnému poškodeniu tohto tkaniva alebo poškodeniu iných orgánov po jednorazovom vyplavení nahromadenej látky Pb, Cd, Sb, Ba a ich katióny môžu nahradiť katióny Ca2+ a ukladajú sa vo forme PO4 v kostnom tkanive.
- dlhodobé ožarovanie kostnej drene rádioizotopmi 90Sr, 210Pb poškodzuje hemopoézu,
- Cd spôsobuje rednutie kostného tkaniva až samovoľné lámanie kostí.
- Tetrachlormetán CCl4 a ďalšie chlórované uhľovodíky (PCB) sú dobrými rozpúšťadlami tukov. Ukladajú sa v tukových tkanivách, pečeni odkiaľ sú pozvoľna metabolizované pričom spôsobujú odumieranie hepatálnych buniek.
- PCB sa v organizme kumulujú na trvalo – nedochádza k metabolizovaniu a len malá časť je vylučovaná tukovými žľazami kože a materským mliekom (v emulgovaných tukoch).
- Selektívna toxicita - niektoré chemické látky poškodzujú len jeden živočíšny druh pričom ostatné druhy sú neohrozené napr.: insekticídy, a pod.
Faktory ovplyvňujúce toxicitu jedu
- faktory endogénne
- druh
- vek
- pohlavie
- výživný a zdravotný stav
- návyk
- faktory exogénne
- dávka
- fyzikálno-chemické vlastnosti
- synergizmus a antagonizmus
Klasifikácia jedov podľa povahy ich účinku
- krvné
- leptavé
- protoplazmatické
- parenchymatózne
- pôsobiace na vyvíjajúci sa organizmus
- pôsobiace selektívne (nervový, srdcový, cirkulačný systém, tráviaci trakt)
Klasifikácia toxicity
Klasifikácia toxicity jedov podľa Medveďa:
- LD50 – Smrteľná dávka (Lethal dose) je miera toxicity látky. Hodnota LD označuje dávku, ktorej podanie spôsobuje smrť na vzorke jedincov určitého druhu, (spôsobuje úhyn 50% testovaných živočíchov do 24 hodín od expozície, mg.kg-1 živej hmotnosti)
- krajne jedovaté – do 50 mg/kg
- veľmi jedovaté – 50-200 mg/kg,
- stredne jedovaté – 200-1000 mg/kg
- málo jedovaté – nad 1000 mg/kg
- Kumulácia – hromadenie jedu alebo metabolitov v organizme:
- materiálna
- funkčná
- Mieru kumulácie vyjadrujeme koeficientom kumulácie Kk
- Perzistencia – pretrvávanie jedu v prostredí
Najčastejšie používané skratky v toxikológii
- LD50 – taká dávka jedu, ktorá vyvolá u všetkých postihnutých jedincov klinické príznaky a u 50 % smrť (mg/Kg ž.h.)
- LC50 – taká koncentrácia jedu v prostredí (voda, potrava, vzduch), ktorá vyvolá u všetkých postihnutých jedincov klinické príznaky a u 50 % smrť (mg/l, ppm...)
- ADI – akceptovateľná denná dávka – dávka, ktorú môže organizmus prijímať po dobu celého života a ktorá nevyvolá žiadne účinky
- ML – maximálny limit prvku alebo chemickej látky, ktorá sa nachádza bežne v organizmoch alebo v životnom prostredí
- MLR – maximálny limit rezíduí látok, ktoré sa bežne nenachádzajú v organizmoch, potravinách alebo v životnom prostredí
- DT50 – polčas rozpadu chemickej látky
Diagnostika otráv
- Pomerne obťažná - indície (aplikácia nástrah, podávanie liečiv, DDD a pod),
- Anamnestické údaje (čo najpresnejšie)
- Analytické vyšetrenie zostatkov (jedu)
- Symptomatológia
- Diferenciálna diagnostika
- Dôkaz jedu alebo metabolitu v organizme (krv, stolica, moč, vydychovaný vzduch a pod)
Symptómy
- Koža - najčastejšie prvý odraz (reakcie) otravy
- Prekrvenie, červené sfarbenie
- Zvýšená teplota
- Cyanóza (obehové zlyhanie, nedostatočné okysličenie)
- Melanodermia = hyperpigmentácia – patologické sfarbenie kože (zhnednutie, bronzový nádych a pod.)
- Krvácanie do kože ( zlúčeniny P a Ba)
- Edémy
- Nadmerná perspirácia (potenie)
- Kožné poruchy (lokálne otravy – poleptanie)
- Precitlivelosť a fotosenzibilita
- Zmena farby vlasov (zelená = otrava Cu, modrá = Co, červená = anilín, biela = chlór, zlatá H2O2)
- Telesná teplota - veľmi málo charakteristický znak
- nitroderiváty spôsobujú extrémny nárast T (nad 40°C), aj post mortem
- niektoré farmaká TT zvyčajne znižujú
Dýchací systém
podráždenie nazálnej sliznice a sliznice HDC (plyny a tekutiny)
- perforácia nosnej prepážky (kokain, Cr)
- krvácanie z nosa (KI, KClO3, benzén, ...)
- otupenie čuchu - Cl2, CS2, H2S
- zápach dychu - charakteristický pro otravu, (napr. cesnakový zápach - As)
- dýchacie poruchy – prejav u väčšiny jedov
- krvácanie z pľúc - halogény, benzín, éter, CS2, NH3
- pľúcny edém - Cl2, fosgen
Tráviaca sústava
- poruchy chuti
- kovová chuť: H2S, Br-, KI, As, Pb
- znížená chuť : Pb2+, Hg2+, kofeín, morfín, nikotín, chinín
- cesnaková chuť : HCI3, As
- nasladlá chuť : H2S
- stomatitída - ochorenia ústnej dutiny (hlavne Hg), až vypadanie zubov a nekróza ďasien (Bi – krvácanie ďasna)
- rôzne sfarbenie sliznice ústnej dutiny (žltá - HNO3, čierna - Ag, šedé lemy na ďasnách - Pb, Bi, namodralé lemy - Hg)
- nadmerná salivácia – celá škála látok (H2S, B, ClO3-, Bi, Mn, éter, nitroglycerin, HCCl3, HCBr3, HCI3, HCN, CS2, ...)
- Pocit sucha v krku - (Li+, As, Ba, atropín, fenmetrazín, KClO3)
- parestezia – porucha vnímania pocitov v ústnej dutine - (gáfor, kokaín, metanol CH3OH, HCN)
- poruchy prehĺtania - pri rozsiahlom poleptaní alebo obrne dýchacieho svalstva účinkom spazmického jedu
- nauzea – žalúdočná nevoľnosť, nútenie k zvracaniu
- žalúdočné a duodenálne vredy
Urogenitálny systém
- proteinoúria, albuminúria
- oligoúrie
- anúria - Au, Hg, Pb, Bi, As
- podráždenie močových ciest (napr. AsH3, As, Sb, Hg, metanol, formaldehyd, kyselina šťaveľová, anilín)
- polyúria – CO alebo kyseliny
- hemoglobinúrie alebo hematoúria
Vyšetrenie moču
- prípadná erekcia – (afrodiziaká, kokaín, strychnín)
- krvácanie – hemoragické jedy - výron krvi
Krv – analýza veľmi dôležitá pre stanovenie toxínu
- hemolýza - rozklad Er, uvoľnenie Hb (napr. naftol, NH3, glycerín, kyselina octová, HCCl3, benzén, toxíny pavúkov, hadov)
- Methemoglobinémia alebo hemiglobinémia - oxidácia Hb, (napr. NO3 riziková hlavne pre kojencov, KClO3, NO2-, anilín)
- poruchy zrážanlivosti krvi - heparín, citrát sodný, hadí jed
- poruchy krvotvorby - benzén, anilín, hypnotiká, antipyretiká, cytostatiká
Nervová sústava
- poruchy vedomia (narkotika, hypnotika)
- závrate (Ba, antipyretiká, chinín, hypnotika, soli Li, alkoholy)
- poruchy koordinácie (CO, H2S, Br-, As, Hg, metanol, etanol, nikotín, kofeín, atropín, anilín)
- halucinácie (Co, N2O, benzín, metanol, etanol, hypnotika, narkotika, LSD, alkaloidy, jodoform, gáfor)
- výrazná excitácia (CO, N2O,H2S, KClO3, Br-, As, Pb, Hg, Sb, Bi, metanol, etanol, HCN, benzén,alkaloidy)
- insomnia – väčšina otráv (okrem anestetík - látky spôsobujúce znecitlivenie, vnímanie bolesti)
- poruchy inteligencie (CO, As, Pb, Hg, H2S, Br-, I-, benzín, LSD, nitrobenzén)
- úzkosť až depresie - efedrín, toluén
- kŕče - strychnín, kurare
- obrna Hg, As, Pb
- bolesť hlavy – väčšina otráv okrem opiátov (látky utišujúce bolesť) a sedatív (látky tlmiace zvýšenú dráždivosť CNS)
- hemoragická encefalitída – krvácanie do mozgu → zápal mozgových blán (arzenobenzény)
Zrakové ústrojenstvo
- poruchy zraku až slepota - metanol, Sb, P, Ba, fenol, nitrobenzén, atropín, nikotín, hadie jedy
- atrofia zrakového nervu - metanol, CO, jodoform, tabak
- chromatopsia – porucha farebného videnia
- xanthopsia - žlté videnie - CO, Cr, Pb, As, dinitrobenzén
- cyanopsia - modré videnie - amylalkohol-pentanol, jodoform
- chloropsia - zelené videnie - Pb, strychnin, chinin, LSD
- erythropsia - červené videnie - pentanol, atropin, CS2
- ianthinopsia - fialové videnie - atropin
- zníženie schopnosti rozpoznávať farby - CO, Pb, metanol, etanol, jodoform, CS2
- nystagmus - mimovoľné kmitavé pohyby oči - As, Pb, I-, metanol, etanol, éter, HCCl3, HCI3, HCN, CS2
- mydriáza - rozšírení zreníc – počas každej otravy pokiaľ sa postihnutý dusí - kokaín, niektoré alkaloidy
Sluchové ústrojenstvo
- sluchové halucinácie, hučanie v ušiach až hluchota - CO, Br-, I-, Li+, As, Sb, Ba, Pb, Hg, metanol, etanol, éter, HCCl3, HCBr3, HCI3, hydrochinón, resorcín, fenol, kokaín, kofeín, morfín
Terapia otráv
- Prerušiť toxický účinok xenobiotika
- Zachovať fyziologické funkcie životne dôležitých orgánov
Prerušenie toxického účinku
- I. eliminácia xenobiotika
- navodenie zvracania – len pri vedomí mechanickým dráždením na koreni jazyka, podanie emetík (apomorfín), alebo podaním veľkého množstva vody,
- výplach žalúdka – najúčinnejšia do 30 min. po požití (možné aj neskôr)
- vlažná voda
- fyziologický roztok so zmesou absorpčenj látky, napr. KMnSO4,
- pri otrave alkaloidmi sa pridáva 3% H2O2
- po výplachu žalúdka sa odporúča podávať mlieko alebo vaječné bielka
- Výplach čriev – po otvorení dutiny brušnej
- tekutina sa zavádza do prvej kľučky jejuna a odvádza z poslednej kľučky ilea
- Podávanie laxatív k urýchleniu eliminácie – napr. MgSO4 alebo Na2SO4.
- Forsírovaná diuréza: zvýšené vylučovanie močom (podanie barbiturátov), len v prípade správnej funkcii obličiek, fyziologický klírens a nehrozí edém mozgu a pľúc.
- Hemoperfúzia: prechod krvi cez absorpčnú látku (granule aktívneho uhlia pokryté celulózovou membránou)
- Hemodialýza: prechod krvi cez dialyzačný roztok a semipermeabilnú membránu. Otravy vyvolané barbiturátmi, etanolom, etylenglykolom,metanolom.
- Výmenná transfúzia: výmena krvi, otravy hemolytickými toxínmi.
- Hyperbarická oxygénoterapia: založená na rozdielnom tlaku viazaného xenobiotika a liečiva napr. pri otrave CO (zvýšeným tlakom O2).
- I. Detoxikácia xenobiotika
- Antidota – látky, ktoré spôsobujú zníženie toxického účinku
- Nešpecifické antidota: pôsobia nešpecificky na všetky škodlivé
látky. Zamedzujú resp. obmedzujú absorpciu toxickej látky pokiaľ
nie je vstrebaná napr. inaktivácia (neutralizacia) alebo absorpcia.
- živočíšne uhlie (akútne otravy organickými i anorganickými jedmi)
- Špecifické antidota
- Pôsobia špecificky na prípadné xenobiotikum
- b1 - antidota urýchľujúce elimináciu toxickej látky tvorbou komplexu: vytváranie chelátov s dvoj a trojmocnými kovmi (takéto sú mobilnejšie s rýchlejším transportom z tela)
- edatan vápenato-sodný - pri otrave Pb
- deferoxamín – pri otrave Fe, DF tvorí komplex zo Fe
- penicilamín – pri otrave ťažkými kovmi (Cu, Hg, Zn, Pb); chelát s kovom
- dimerkaprol – proti lewisitu (arzénová bojová látka) alebo pri otrave Au, Ag, As
- b2 - antidota pôsobiace na cieľovom mieste:
- acetylcysteín – pri otrave paracetamolom, podieľa sa na obnovení zásob glutationu v pečeni
- atropín sulfát – pri otrave organofosfátmi alebo hubami
- etanol – pri otrave metanolom; spôsobuje inhibíciu metabolizmu metanolu a zníženie koncentrácie formaldehydu a kyseliny mravčej (metabolitov metanolu)
- KCl a KI – pri otrave glykozidmi; znižujú väzobnosť glykozidu na myokard
- thiosulfát sodný alebo amylnitrit – pri otrave HCN alebo organickými, resp. anorganickými kyanidmi; enzymaticky premení kyanid na thiokyanát, ktorý je relatívne netoxický a rýchle sa vylúči močom.
- vitamín K – pri otrave s prejavmi krvácavosti; bezprostredne zastavuje krvácanie
Zachovania životne dôležitých funkcií
- Zabezpečiť dýchanie, krvný obeh a vnútorné prostredie,
- Dýchanie - priechodnosť dýchacích ciest
- Krvný obeh – úprava nízkeho (vo väčšine prípadov) resp. vysokého krvného tlaku
- Vnútorné prostredie – izohydria, izoiontia a pod.