TOXICOLOGIE ȘI ENZIMOLOGIE

Materiale curs/laborator

https://biochimiero.wordpress.com/

Clase de compuși toxici

Compușii chimici utilizați curent

Substanțe toxice

Chimicalele noi

produșii secundari industriali

compușii reziduali

(laborator)

Metalele/ionii metalici

• nivelele datorită dispersității în mediu

• activitățile antropogene ↑

Surse de poluanți ce conțin metale grele

Mecanismele comune de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Inhibiția/activarea enzimelor

Inouhe, M, Braz. J. Plant Physiol., 17(1), 65, 2005

Mecanismele comune de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Inhibiția/activarea enzimelor

Zn Pb

dehidrataza acidului -aminolevulinic (ALAD)

sinteza hemului

Konuk, M. et al., Intelligent and Biosensors,

InTech, 2010

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Organitele celulare

Nunez, A.R. et al., CrystEngComm, 2019, 21, 2585

Carcinogeneza

P. Aendo, et al.,

Science of The Total

Environment,

689, 2019, 215.

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Rinichi – organ principal de excreție

Satarug, S. et al., Tohoku J. Exp. Med., 2017, 241, 65

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Sistemul Nervos

Nogara, P.A. et al., BBA., 1863(12), 2019

Sistemul Endocrin

Plastifianți –Distrugători endocriniDe Toni,L. et al., Toxicology Reports

4, 234, 2017,

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Acțiunea asupra sist. reproductator

https://www.detoxmetals.com/

Acțiunea sist. respirator

sphweb.bumc.bu.edu

Fibroză (Al/cronică)Carcinogeneză (As, Cr, Ni)

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Proteine care leagă ionii metalici

Transportul/biodisponibilitatea ionilor metalici

Afinitate proteine citozolice

Metalotioenina (MT - 7 KDa)

Biodisponibilitatea intracelulară Cd, Cu, Hg, Ag și Zn

Expunere Cd

Cd – Prot (sangvine)

Cd – MT sistem circulator

Mecanisme de acțiune toxică și localizarea acțiunii

Ziller, A. et Fraissinet-Tachet, L., Metallomics, 11, 2018

Toxicitatea plumbului

Anorganic – TGI, sistem respirator, piele

Distrubuția la ficat și rinichi, țesut osos

Toxicitatea plumbului

Sistem hematopoetic, nervos

Enzime afectate de Pb – sinteza hemuluiDehidrataza acidului delta-aminolevulinic (ALAD)Hem sintetaza (HS)

Anemia clinicăacidului delta-aminolevulinic - urină

Expunere copii hiperactivitatedescreșterea atențieideficiențe mentalevedere afectată

Expunere ↑encefalopatiearteriole/capilare (afectate)

edem cerebral / degenerare

Toxicitatea plumbului

K. Murata, M. Sakamoto, in Encyclopedia of

Environmental Health (Second Edition), 2013

107 decese800 de îmbolnăviri

mame sănătoase

bebeluși - defciențe mentale

Toxicitatea plumbului

Toxicitatea plumbului

afinitatea acestuia pentru membranele celulare și mitocondrii

plumbul interferă cu fosforilarea oxidativă mitocondrială,cu metabolismul vitaminei D, cu ATP-azele de Na, K și Ca.

Expunerea acută la plumb Cyt P450 hepatic

plumb legaT de hemoglobină (eritrocite)concentrația 16 x > în citoplasmă

Toxicitatea mercurului

Forme: Elemental (Hg0), Hg+, Hg2+, CH3Hg, CH3HgCH3)

Enzime afectate de Pb – sinteza hemuluiDehidrataza acidului delta-aminolevulinic (ALAD)Hem sintetaza (HS)

Anemia clinicăacidului delta-aminolevulinic - urină

Expunere copii hiperactivitatedescreșterea atențieideficiențe mentalevedere afectată

Expunere ↑encefalopatiearteriole/capilare (afectate)edem cerebral / degenerare

Toxicitatea cadmiului

Toxicitatea cromului

Forme: Elemental (Hg0, Hg+, Hg2+, CH3Hg, CH3HgCH3)

Enzime afectate de Pb – sinteza hemuluiDehidrataza acidului delta-aminolevulinic (ALAD)Hem sintetaza (HS)

Pal, S: Shil,K.., Handbook of Environmental Materials Management pp 1-28., 2017

Toxicitatea cromului

Cr (II) – Cr (VI)

Cr (III) și Cr (VI) importante d,.p.d.v. toxicologic

Narayani, M., Vidya Shetty, K..,

Critical Reviews in Environmental Science and Technology 43(9)., 2012

Buters, J., Tilo, B..,

Journal of Investigative

Dermatology

137(2), 274-277, 2017.

Antidoturi

COONa NaOOC

H2C CH2

Ca

N-CH2-CH2-N

COO

H2C

OOC

CH2

EDTA-CaNa2

COO OOC

H2C CH2

Co

N-CH2-CH2-N

COO

H2C

OOC

CH2

EDTA-Co2

Co

Kelocyanor

Sărurile acidului etilendiaminotetraacetic (EDTA)

EDTACaNa2 (Edetamin)antidot (intoxicaţia cu Pb)alte metalee (Ni, Cr, Fe, Cu, Mn, Cd, Co)

EDTACo2 (Kelocyanor)antidot (intoxicaţia cu cianura)

Dietilentriaminopentaacetatul de sodiu şi calciu (DTPA─CaNa3)

antidot intoxicaţia cu radioelemente (lantanide)metale grele (Pb, Fe, Mn)

Antidoturi

D-Penicilamina (, ─dimetilcisteina)

antidot intoxicaţia cu metale greleHg (mineral şi organic)

COOH

H3CCH NH2

H3CC SH

COOH

H3CCH NH2

H3CC

SHg/2

Leung, B.O. Et al.,

Daltonic Transaction, 41., 2007

Antidoturi

Dimercaptopropanolul (DMP)

antidot în intoxicaţiile acute cu As şi Hg (mineral)

intoxicaţiile cu Cd, Pb, Fe, Se, V, ca şi în cazul leziunilorhepatorenale grave.