TOKSIKOLOGIJA S ANALITIKOMTOKSIKOLOGIJA S ANALITIKOM

OPŠTA TOKSIKOLOGIJA

Prof. dr Vesna Matović

http://supa.pharmacy.bg.ac.rsvevodi@pharmacy.bg.ac.rs

školska 2010/2011. godina

TOKSIKOLOGIJA S ANALITIKOMTOKSIKOLOGIJA S ANALITIKOM - ocenjivanje za MF-

MB školske 2010/2011. godine

Predispitne obaveze 40 poena, ispitne obaveze 60 poena.

Predispitne aktivnosti min broj poena • vežbe (obavezne) 15 15• veliki kolokvijum (po jedan u semestru 2x10=20 • praktični ispit (obavezan) 5 5

Ukupno 4040 2020

IspitPismeni ispit (obavezan) 20 11

Usmeni ispit (obavezan) 40 20

Ukupno 6060 31 31

Ocena prema broju ostvarenih poena od ukupnih 100:6 (šest) od 51 do 60 poena; 7 (sedam) od 61 do 70 poena; 8 (osam) od 71 do 80 poena; 9 (devet) od 81 do 90 poena;

10 (deset) od 91 do 100 poena

Napomena: Na kolokvijumima i na pismenom ispitu biće zastupljeni svi tipovi pitanja: višestruki izbor, dopunjavanje, sparivanje i esej pitanja.

TOKSIKOLOGIJATOKSIKOLOGIJA - nauka o otrovima

L. toxicum = otrov + logia

= strelni otrov + logos

OSNOVNA TERMINOLOGIJAOSNOVNA TERMINOLOGIJA

• OTROVI• TOKSINI: biljni (fitotoksini), životinjski (zootoksini), bakterijski toksini (bakteriotoksini), gljiva (mikotoksini)

venomi (otrovi pčela, zmija)

• TOKSIKANTI - najčešće sporedni toksični agensi• POLUTANTI - zagađivači• KSENOBIOTICI ( = stranac, = u odnosu na život)

ISTORIJATISTORIJAT

Ebers papyrus – egipatski zapis, 1500 B.C. ~ 800 lekova i otrova

ISTORIJATISTORIJAT

GrčkaGrčkaHippocrates ~ 400 B.C.

Theophrastus (370-286 B.C.) “De Historia Plantarum”

Dioscorides (A.D. 50-100) – klasifikacija otrova na biljne, životinjske i mineralne

Stari RimStari RimMithridates VI Pontus – theriac - antidot (protivotrov)

Sulla – Lex Cornelia (prvi zakon protiv trovanja donet 62 B.C.)

SREDNJI VEKSREDNJI VEK

- Toffana – Aqua Toffana- Familija Bordžija – papa Aleksandar VI, Cezar, Lukrecija, Katarina de Medici-Catherine Deshayes – La Voisine

DOBA PROSVETITELJSTVADOBA PROSVETITELJSTVA

Paracelsus – Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541)

DOSIS SOLA FACIT VENENUMDOSIS SOLA FACIT VENENUM

Mathieu Joseph Bonaventura Orfila (1787-1853) “otac” savremene toksikologije

- odvojio toksikologiju od ostalih nauka- sa 28 godina napisao knjigu o toksikologiji

SAVREMENA TOKSIKOLOGIJASAVREMENA TOKSIKOLOGIJA

Marsh, 1836.: analiza As

Fresenius, 1845.; von Babo, 1847.: skrining metoda za otrove

Stas-Otto, 1851.: ekstrakcija alkaloida

R. A. Peters, 1945.: BAL; letalna sinteza

P. Müler, 1944-46.: DDT

G. Schrader, 1952.: O.F.

RAZVOJ TOKSIKOLOGIJE U SRBIJI

1859. Državna hemijska laboratorija u Beogradu – Knez Miloš ObrenovićMr ph Pavle Ilić, prvi državni hemičar, 1866. opisao Maršovu probu za dokazivanje arsena

1939. nastavnim planom Farmaceutskog odseka predviđen predmet Toksikološka hemija1945. osnovan Institut za toksikološku hemiju1946. prof. dr Momčilo St. Mokranjac izabran za prvog profesora toksikološke hemije

Toksikologija na Farmaceutskom Toksikologija na Farmaceutskom fakultetufakultetu

Rođen je u Beogradu 1899. od oca Stevana Mokranjca i majke Marije, rođene Predić, ćerke Uroša Predića.

Francuski đak, doktorirao kod čuvenog Gabriela Bertrand-a, “oca mikroelemenata”.

1954. Dopisni član Pariske akademije farmacije1955. Lavoazijeova medaljaProf. Mokranjac je bio “čovek od nauke”, otac

srpske i jugoslovenske toksikologije.

Prof. dr Momčilo St. Mokranjac

Rođen je 1927. u StrazburuUsavršavanje u Belgiji, Švajcarskoj, Francuskoj Inicirao formiranje i izradio elaborat o Centru za pružanje pomoći u slučaju trovanja

Problematika istraživanja: interakcije toksičnih metala i bioelemenata

2006. prvi farmaceut član Francuske nacionalne akademije medicine (čiji su članovi bili Gay-Lussac, Claude Bernard, Louis Pasteur, Alexander Fleming...)

Prof. dr Danilo Soldatović

GRANE TOKSIKOLOGIJEGRANE TOKSIKOLOGIJE SUDSKA TOKSIKOLOGIJA PROFESIONALNA TOKSIKOLOGIJA POLJOPRIVREDNA TOKSIKOLOGIJA VOJNA TOKSIKOLOGIJA - TOKSIKOLOGIJA BOJNIH OTROVA KLINIČKA TOKSIKOLOGIJA TOKSIKOLOGIJA ŽIVOTNIH NAMIRNICA TOKSIKOLOGIJA ZAGAĐENJA ČOVEKOVE OKOLINE -

EKOTOKSIKOLOGIJA RADIOTOKSIKOLOGIJA IMUNOTOKSIKOLOGIJA REGULATORNA TOKSIKOLOGIJA

DEFINICIJE OTROVADEFINICIJE OTROVA• Claude Bernard (1813-78.) – Otrovi su supstance koje su posvojoj fizičkoj ili hemijskoj prirodi takve da kad uđu u krv, ili čovečiji organizam i tu ostanu, proizvode prolazne ili trajne poremećaje.

• Sličnu definiciju daje Starkenstein – Otrovi su supstance koje su po svojoj hemijskoj prirodi, količini i koncentraciji strane za čovečji organizam ili pojedine organe, i stoga izazivaju funkcionalne poremećaje u živom organizmu.

• Levin - Otrovi su hemijske supstancije stvorene van živog organizma, ili one koje luče živa bića (toksini), a koje unete u čovečji organizam mogu prouzrokovati, pod izvesnim okolnostima bolest ili smrt.

DEFINICIJE OTROVADEFINICIJE OTROVA• Orfila – Otrov – materija koja u malim količinama, dovedena u dodir sa živim organizmom, prouzrokuje narušenje zdravlja ili uništenje života.

• Švaikova (1975. ?) – Otrov ili otrovna materija, uslovno se naziva takvo hemijsko jedinjenje koje uneseno u organizam u malim količinama deluje na njega hemijski ili fizičko-hemijski, i pri odredjenim uslovima može prouzrokovati bolest ili smrt.

• Lazarev (1964.) – Otrovi su materije koje u organizmu izazivaju patološke promene hemijskim putem.

• Key i sar. - U praktičnom pogledu otrovom možemo smatrati one supstance koje unete u količinama manjim od 5 g ili 5 ml mogu da prouzrokuju loše zdravstveno stanje, oboljenje ili smrt.

Otrov je bilo koja supstanca koja uneta u organizam u određenoj količinikoličini i pod određenim uslovima izaziva strukturne ili funkcionalne poremećaje organizma i eventualno smrt.

DOZADOZA EFEKATEFEKAT

DEFINICIJA OTROVADEFINICIJA OTROVA

DOZEDOZE

toksične letalne

mg, g/kg t.m. ili mmol, mol/kg t.m.

Određivanje srednje letalne doze LD50 je prvi korak u proceni toksičnosti novootkrivenog i novosintetisanog hemijskog jedinjenja.

LD50 je statistički dobijena pojedinačna doza substance koja će izazvati smrt 50% ispitivanih životinja.

LD25, LD50, LD100

KLASIČNI EKSPERIMENT ODREĐIVANJA LD50

•Pacovi (Rattus norvegicus)

•Opseg doza - određuje se na osnovu hemijske strukture i

prethodnih iskustava ili pilot istraživanja

•Serije doza rastu geometrijskom progresijom

•Najviša doza – ugine > 90 % životinja

Note: log scale

Sensitive Resistant

Procenat odgovora SD

Probit

jedinice

99,9 +3 8

97,7 +2 7

84,0 +1 6

50,0 0 5

16,0 -1 4

2,3 -2 3

0,1 -3 2

TERAPIJSKI, TOKSIČNI I LETALNI EFEKAT PREDSTAVLJEN PROBIT JEDINICAMA

AGENS AGENS EKSP.ŽIV.EKSP.ŽIV. PUT UNOSAPUT UNOSA LDLD5050(mg/kg)(mg/kg)

Etanol miš p.o. 10 000 Natrijum-hlorid miš i.p. 4 000 Morfin-sulfat pacov p.o. 900 Fenobarbiton-Na pacov p.o. 150 DDT pacov p.o 100 Strihnin-sulfat pacov i.p. 2 Nikotin pacov i.v. 1 Tetrodotoksin pacov i.v. 0,10 Dioksin zamorac i.v. 0,001 Botulinus toksin pacov i.v. 0,00001

JEDINJENJA A I B IMAJU ISTU LD50 VREDNOST ALI RAZLIČIT NAGIB KRIVE

NAJZNAČAJNIJI NEDOSTACI LDNAJZNAČAJNIJI NEDOSTACI LD5050

veliki broj eksperimentalnih životinja (Etički komitet)

velike inter i intraindividualne razlike

kao odgovor organizma prati se samo letalitet i to samo pri unošenju pojedinačne doze

problem ekstrapolacije na čoveka!

Doza – efekat (NOEL, NOAEL, LOEL, LOAEL)

FELFEL - Frenk Effect– doza ili nivo ekspozicije koji izaziva štetne efekte dovodeći do funkcionalnih poremećaja ili povećane osetljivosti bolesti

LOAELLOAEL - Lowest Observable Adverse Effect Level – najniža doza ilinivo ekpozicije koji izaziva štetne efekte po zdravlje = Doza sa štetnim efektom

LOELLOEL - Lowest Observable Effect Level – najniža doza ili nivo ekspozicije koji izaziva efekat ali bez značajnog oštećenja zdravlja = Doza sa efektom

NOAELNOAEL - No Observable Adverse Effect Level – najveća doza ili nivoekspozicije pri kojoj se ne javljaju štetni efekti po zdravlje = Doza bez štetnog efekta (NOAEL može biti jednak LOEL)

NOELNOEL - No Observable Effect Level – najveća doza ili nivo ekspozicije - bez efekta na normalnu biološku funkciju = Doza bez efekta

ADIADI – Acceptable Daily Intake – prihvatljiv dnevni unos

NOAEL ADI =

SFNOAEL – vrednost dobijena u stidijama hronične toksičnosti na određenoj vrsti

SF – safety factor; najčešće 100 (10x10); 10 – razlike među vrstama, 10 – razlike unutar vrste

MPIMPI – Maximum Permissible Intake - maksimalni dozvoljeni unos

MPI = ADI x 70 kg

mg/kg/dan

mg/kg/dan

TESTOVI TOKSIČNOSTITESTOVI TOKSIČNOSTI

TESTOVI AKUTNE TOKSIČNOSTI:- ORALNE- DERMALNE- INHALACIONE

TESTOVI IRITACIJE KOŽE I OKA I SENZIBILIZACIJE TESTOVI SUBAKUTNE TOKSIČNOSTI TESTOVI SUBHRONIČNE TOKSIČNOSTI TESTOVI HRONIČNE TOKSIČNOSTI TESTOVI GENOTOKSIČNOSTI TESTOVI KARCINOGENOSTI itd.

PODELA OTROVAPODELA OTROVA

- PREMA TOKSIČNOSTI

- PREMA POREKLU

- PREMA HEMIJSKOJ PRIRODI

- PREMA DEJSTVU NA CILJNE ORGANE

- PREMA ISTRAŽIVANJU

JEDNAJEDNA OD PODELA OD PODELA OTROVA OTROVA PREMA NJIHOVOJ TOKSIČNOSTIPREMA NJIHOVOJ TOKSIČNOSTI

GRUPA OTROVAGRUPA OTROVA LDLD5050 mg/kg mg/kg1. Praktično netoksični > 15 0002. Slabo toksični 5 000-15 0003. Umereno toksični 500-5 0004. Srednje toksični 50-5005. Vrlo toksični 5-506. Izuzetno toksični < 5

ZAKON O PROMETU OTROVA ZAKON O PROMETU OTROVA 1983. god.1983. god.

GRUPAGRUPA EKSP. ŽIV.EKSP. ŽIV. LDLD5050 mg/kg mg/kg

I PACOV 50 II -II- 50 – 250 III -II- 250 – 1000 IV -II- 1000 – 5000; 5000

ZAKON O PROIZVODNJI I PROMETU ZAKON O PROIZVODNJI I PROMETU OTROVNIH MATERIJA (Sl. list SRJ OTROVNIH MATERIJA (Sl. list SRJ ''91., 91., ''95., 95., ''96., 96.,

''02. Sl. glasnik RS 2005)02. Sl. glasnik RS 2005)

GRUPA EKSP. ŽIV. PUT UNOŠ. LDGRUPA EKSP. ŽIV. PUT UNOŠ. LD5050 I PACOV per os 25mg/kg per cut.* < 50 mg/kg inh. 4h < 0,5 mg/l

II -II- per os 25 – 200 mg/kg per cut.* 50 – 400 mg/kg inh. 4h 0,5 – 2 mg/l

III -II- per os 200 – 2000 mg/kg per cut.* 400 – 2000 mg/kg inh. 4h 2 – 20 mg/l

* Pacov ili kunić

T+I grupa otrovaJak otrov

TII grupa otrovaOtrov

XnIII grupa otrovaŠtetno za zdravlje

C

Korozivno

Xi

Nadražujuće

ZNACI OPASNOSTIZNACI OPASNOSTI

E

Eksplozivno

O

Oksidativno

F

Zapaljivo

F+

Samozapaljivo

N

Opasno po životnu sredinu

ZNACI OPASNOSTIZNACI OPASNOSTI

OZNAKE UPOZORENJAOZNAKE UPOZORENJA

R X

primer:

R 22 Štetan ako se proguta

R 25 Otrovan ako se proguta

R 28 Veoma otrovan ako se proguta

OZNAKE OBAVEŠTENJAOZNAKE OBAVEŠTENJA

S X

primer:

S 2 Čuvati van domašaja dece

S 36/37/39 Nositi odgovarajuću zaštitnu

odeću, rukavice i zaštitna sredstva za oči/lice

Primer iz Liste otrova razvrstanih u grupe:

ALUMINIJUM-FOSFID T+,F Aluminijum fosfid R-15,26/28,29 (Detia-Degesch, Немачка) S-1,22,43,45,49

PODELA OTROVA PREMA PODELA OTROVA PREMA POREKLUPOREKLU

• BILJNI

• ŽIVOTINJSKI

• MINERALNI

PODELA OTROVA PREMA PODELA OTROVA PREMA HEMIJSKOJ PRIRODIHEMIJSKOJ PRIRODI

•• BAZEBAZE

•• KISELINEKISELINE

•• METALIMETALI

•• ORGANSKE SUPSTANCIJE, itd.ORGANSKE SUPSTANCIJE, itd.

PODELA OTROVA PREMA DEJSTVUPODELA OTROVA PREMA DEJSTVUNA CILJNE ORGANENA CILJNE ORGANE

• KRVNI OTROVI

• NERVNI OTROVI - NEUROTOKSIKANTI

• HEPATOTOKSIČNI

• NEFROTOKSIČNI, itd.

PODELA OTROVA PREMA PODELA OTROVA PREMA ISTRAŽIVANJUISTRAŽIVANJU

I GRUPAI GRUPA – GASOVITI OTROVI

II GRUPAII GRUPA – LAKO ISPARLJIVI

III GRUPAIII GRUPA – MINERALNI

IV GRUPAIV GRUPA – BILJNI I SINTETSKI OTROVI