Prof. RNDr.
Jiří Patočka, DrSc.
Zdravotně sociální fakulta
Jihočeská univerzita
České Budějovice
Obsah
Kapitola I. Úvod do toxikologie
Definice toxikologie a základních toxikologických pojmů
Zdravotní rizika chemických látek, jejich hodnocení a řízení.
Rozdělení a toxikologická klasifikace chemických látek
Specializované oblasti toxikologie
Kapitola II. Obecná
toxikologie
Vztahy mezi chemickou strukturou látky a toxickým účinkem
Toxicitní parametry
Metody experimentální toxikologie
Faktory ovlivňující toxicitní parametry
Selektivní a orgánová
toxicita
Kapitola III. Toxikinetika a
biotransformace toxických látek
Adsorbce
Distribce
Exkrece
Biotransformace
Kapitola IV. Mechanismy
toxického účinku
Interakce s biomakromolekulami
Inhibitory enzymů
Inhibitory iontových kanálů
Inhibitory mikrotubulů
Látky modifikující DNA
Kapitola V. Klinické
projevy intoxikace
Účinek na gastrointestinální trakt
Účinek na kardiovaskulární systém
Účinek na dýchací systém
Účinek na játra a ledviny
Účinek na imunitní systém
Účinek na nervový systém
Kapitola VI. Obecné zásady terapie otrav
Klasifikace otrav
Metody eliminace xenobiotik z organismu
Detoxikace xenobiotik
Nespecifická antidotní terapie
Specifická antidotní terapie
Kapitola VII. Současné postavení a perspektivy daląího rozvoje toxikologie
Kapitola I
Úvod do toxikologie
Definice toxikologie
Toxikologie je samostatný vědní obor
studující nepříznivé (toxické) účinky cizorodých chemických látek (xenobiotik) nebo jejich směsí na ľivé organismy. Je oborem
interdisciplinárním, protoľe při studiu toxických účinků a objasňování
mechanismu jejich podstaty vyuľívá výsledků ostatních věd jako např. biologie,
fyziologie a patofyziologie, farmakologie, genetiky, chemie, biochemie apod.
K identifikaci a kvantitativnímu stanovení toxických látek vyuľívá metod
fyzikální a analytické chemie, při studiu vlivu toxických látek na přírodu a
ľivotní prostředí navazuje na poznatky z ekologie, monitorování ľivotního
prostředí, zemědělství, botaniky či veterinární medicíny. Z klinickými
lékařskými obory spolupracuje toxikologie v případě terapie otrav chemickými
látkami a při studiu neľádoucích účinků léčiv. Na druhé straně výsledků
toxikologie vyuľívají jiné vědní discipliny, např.
Schopnost chemických látek působit na ľivé organismy nepříznivě (toxicky) je
nazývána toxicita a chemická látka vykazující
nepříznivé (toxické) účinky je nazývána
toxická látka, toxin (termín
toxin se větąinou pouľívá pro toxické látky produkované ľivými organismy), jedovatá látka nebo jed. Chemickou látkou rozumíme chemické prvky (elementy) a sloučeniny
těchto prvků definovaného sloľení, respektive jejich směsi. Jako jedovaté
označujeme takové chemické látky, které jiľ v malých dávkách nebo nízkých
koncentracích vyvolávají těľké poąkození organismu nebo vedou k jeho zániku.
Exaktní definice jedu je velmi sloľitá z toho důvodu, ľe lze jen obtíľně
kvantifikovat takové pojmy jako je
"malá dávka" či "nízká koncentrace". Přesto, ľe byla vyřčena řada definic
charakterizujících jed, není na ąkodu přidrľet se jedné z nejstarąích, kterou
vyslovil jiľ počátkem 16. století Paracelsus (Theophrastus Aureolus Bombastus
von Hohenheim, 1493-1548):
Vąechny látky jsou jedy a závisí jen na dávce, kdy látka přestává být jedem a
stává se léčivem. Znamená to tedy, ľe toxicky mohou působit i látky
s nízkou toxicitou, jsou-li podány v dostatečné dávce. Spektrum dávek, v nichľ
můľe chemická látka projevovat svůj toxický účinek je proto velmi ąiroké a
pohybuje se v rozpětí od několika ng/kg aľ po desítky g/kg. Toxicita chemických látek je
podmíněna řadou faktorů. Jsou to zejména
chemické vlastnosti látek, které vyjadřují jejich reaktivitu, tj. schopnost
vstupovat do reakcí s jinými látkami,
fyzikální vlastnosti, jako je skupenství látky, její struktura, body varu a
tání, rozdělovací koeficienty, chování v elektrickém či magnetickém poli,
rozpustnost apod. a biologické vlastnosti,
vycházející z chemických vlastností látek, tj. jejich schopnosti vstupovat do
reakcí s jinými molekulami látek, které jsou součástí ľivých organismů.
Soubor chemických, fyzikálních a
biologických vlastností látek determinuje
nebezpečnost chemické látky, tj. její schopnost mít nepříznivý (toxický)
účinek na ľivé organismy. Nebezpečnost je neoddělitelně spojena s existencí
chemické látky. Je latentní vlastností kaľdé chemické substance či jejich směsí,
ale projevit se můľe pouze tehdy, jestliľe je jejímu působení vystaven ľivý
organismus, tedy dojde-li k expozici organismu chemickou látkou. Pojem
nebezpečnost je ovąem ąirąí neľ pojem toxicita. Chemické látky mohou být
nebezpečné i jiným způsobem neľ tím, ľe jsou toxické. Nebezpečné mohou být
hořlaviny výbuąniny, ľíraviny apod.
Expozice je chápána jako kontakt
chemické látky s vnějąími hranicemi ľivého organismu, při níľ dojde k průniku
chemické látky do vnitřních částí organismu. K tomuto průniku můľe dojít na
různých místech, kterým říkáme brána vstupu. Brána vstupu je tedy způsob kontaktu
organismu s chemickou látkou, charakterizovaný místem, kudy chemická látka
proniká do organismu. Můľe to být např. gastrointestinální trakt, plíce, oční
sliznice, kůľe, injekční podání, apod. Nebezpečnost chemické látky a expozice
ľivého organismu touto látkou pak určuje tzv. riziko chemické látky. Pokud je
předmětem působení chemické látky člověk, hovoříme o zdravotním riziku.
Riziko vyjadřuje pravděpodobnost s jakou
se při definované expozici organismu chemickou látkou projeví její nebezpečnost
(toxicita). Velikost rizika nabývá hodnot od 0 do 1, respektive od 0 do 100,
pouľijeme-li procentuálního vyjádření. Nulové riziko znamená, ľe vůbec nedojde
k poąkození organismu, naopak riziko vyjádřené hodnotou 1 vypovídá, ľe k poąkození
organismu dojde ve vąech případech.
Při práci s jakoukoliv chemickou látkou je důleľité znát její zdravotní riziko,
protoľe jen tak můľeme riziko minimalizovat. Riziko lze totiľ nejen hodnotit,
ale také řídit.
Hodnocení zdravotního rizika je postup zahrnující
_
vyhodnocení nebezpečnosti chemické látky
_
vyhodnocení vztahu mezi dávkou chemické
látky a biologickou odpovědí
_
vyhodnocení expozice
_
charakterizaci rizika
Vyhodnocení nebezpečnosti chemické látky spočívá ve sběru a vyhodnocování
dat o jejím nepříznivém (toxickém) účinku na zdraví člověka a sledování
podmínek, za jakých se tyto nepříznivé účinky mohou projevit. Tyto informace
jsou pro posuzování zdravotních rizik kaľdé chemické látky velmi důleľité. Tyto
informace jsou získávány z modelových experimentů na
laboratorních zvířatech a nahodilých případů chtěného (suicidia) i
nechtěného (chemické havárie, nehody) kontaktu chemických látek s lidským
organismem. Informace tohoto druhu je moľno získat studiem literatury nebo
hledáním ve specializovaných toxikologických databázích.
Vyhodnocení vztahu mezi dávkou chemické
látky a biologickou odpovědí vychází ze skutečnosti, ľe nepříznivé (toxické)
účinky chemických látek na ľivý organismus, tzv.biologická odpověď, jsou závislé
na mnoľství chemické látky, které pronikne do organismu. Toto mnoľství je
závislé na předevąím na fyzikálních a chemických vlastnostech látky, na způsobu
kontaktu chemické látky s organismem, tedy na bráně vstupu, a na časové délce
tohoto kontaktu, čili době expozice. Obecně platí mezi mnoľstvím chemické látky
v organismu a biologickou odpovědí vztah přímé úměry, tzn. Čím více látky do
organismu pronikne, tím je biologická odpověď a sní spojené nepříznivé účinky na
organismus větąí (viz kapitola II).
Vyhodnocení expozice zahrnuje vedle jiľ
zmíněné doby trvání expozice také stupeň zasaľení organismu, jestliľe se do
kontaktu s chemickou látkou dostane jen jeho část, a četnost expozice, pokud
organismus přichází do kontaktu s chemickou látkou opakovaně.
Charakterizace rizika sumarizuje
předchozí kroky hodnocení zdravotního rizika a na jejich základě kvantifikuje
rizika konkrétních případů, přičemľ se snaľí hodnotit resp.kvantifikovat i
nepřesnosti a nejistoty plynoucí z faktů, ľe jednotlivé parametry, na jejichľ
základě velikost rizik určujeme, nemůľeme ve větąině případů změřit, ale jen
odhadnout. Přesný výpočet rizika je moľný jen za zcela přesně definovaných
podmínek a přesné znalosti a konstantnosti vąech parametrů, čehoľ lze dosáhnout
jen při laboratorním experimentu, nikoliv vąak v reálných podmínkách. Je vąak
obtíľné hodnotit zdravotní rizika v podmínkách průmyslových a chemických
havárií, poľárů, teroristických útoků apod., tedy vąude tam, kde náhle a
nečekaně dochází k ohroľení zdraví a ľivota často i mnoha lidí a kde
rozhodujícím faktorem pro jejich záchranu a minimalizaci zdravotního poąkození
je faktor času. Za těchto podmínek je moľno rizika ohroľení chemickými látkami,
o jejichľ identitě často vůbec nic nevíme, odhadovat jen velmi nepřesně. Tak je
tomu např. při poľárech, kdy mnoľství a sloľení chemických látek ve spalinách je
závislé nejen na tom jaký objekt hoří a z jakých komponent se skládá, ale také
na teplotě hoření, způsobu haąení a na celé řadě daląích, jen obtíľně
odhadnutelných parametrů. Odhad zdravotního rizika bude tím přesnějąí, čím
přesnějąí bude odhad parametrů, z nichľ toto riziko odhadujeme. Znalost
toxikologických vlastností jednotlivých chemických látek je proto velmi důleľitá
pro minimalizaci jejich zdravotních rizik.
Řízení rizika. Rizika můľeme nejen
odhadovat, ale také řídit a tak omezovat jejich dopad na zdraví člověka. Kaľdé
sníľení rizika můľe být pro omezení nepříznivých (toxických) vlivů na zdraví a
ľivot člověka velmi významné, proto je povinností vąech lidí, kteří s chemickými
látkami pracují nebo se nečekaně dostanou do situace kdy hrozí nebezpečí
kontaktu s chemickými látkami, postupovat tak, aby zdravotní rizika byla nulová
nebo alespoň co nejniľąí. I u látek s vysokou nebezpečností lze dosáhnout
nulového rizika, zabráníme-li expozici, nebo riziko alespoň sníľíme, omezíme-li
kontakt s chemickou látkou na nezbytnou míru.
Řízením rizik poąkození zdraví účinkem chemických látek rozumíme jejich
minimalizaci, která můľe mít několik podob. Můľe to být např. zabránění kontaktu
organismu s chemickou látkou (dodrľování správných zásad práce s chemikáliemi,
pouľívání předepsaných ochranných pomůcek, co nejrychlejąí opuątění ohroľeného
prostoru při chemických haváriích apod.), omezení délky expozice (např. časté
střídání záchranných čet při likvidaci havárií při nichľ hrozí nebezpečí
expozice chemickými látkami), přeruąení kontaktu chemické látky s organismem
(dekontaminace) či likvidace chemické látky její přeměnou na látku s menąí
nebezpečností (odmořování). Nezbytnou součástí řízení rizik je i dobrá znalost o
nebezpečnosti (toxikologických vlastnostech) jednotlivých chemických látek a
v případě nečekaných událostí (havárie, poľáry, teroristické útoky) i rychlé
ąíření jasných a nezkreslených informací o riziku, které můľe nejen rozptýlit
obavy veřejnosti, ale i zabránit poąkození zdraví daląích osob.
Rozdělení a toxikologická klasifikace chemických látek
Toxické látky lze dělit podle několika kriterií. Pokud je kriteriem původ látky,
lze dělit jedy na syntetické a přirozené a přirozené pak dále podle zdroje na
rostlinné, ľivočiąné, bakteriální apod. Dělení můľe být jeątě podrobnějąí.
®ivočiąné jedy je moľno dělit např. na hadí, hmyzí, na jedy ątírů, pavouků,
mořských sasanek apod. Jako kriteria pro dělení je často vyuľito také cílového
orgánu na který jed převáľně působí. Pak mluvíme o např. o neurotoxinech,
hepatotoxinech, haemotoxinech, myotoxinech apod. Existují i daląí kriteria,
např. podle chemické struktury či mechanismu toxického účinku, ale kaľdé dělení
je umělé a je vedeno přirozenou lidskou snahou zavést určitý sytém třídění vąude
tam, kde je to jen trochu moľné. Je proto přirozené, ľe řadu toxických látek
nelze jednoznačně vůbec zařadit. Často je klasifikace toxických látek prováděna
na základě jejich rozdílné toxicity, vyjádřené velikostí tzv. střední smrtné
dávky LD50 (Tabulka I).
Rozpětí velikostí středních smrtných dávek pro chemické látky je obrovské a
pohybuje se od hodnot desítek gramů/kg u prakticky netoxickýchlátek aľ po
mikrogramy/kg u těch nejtoxičtějąích (Tabulka II).
Pro vąechny chemické látky a chemické přípravky jsou zákonem určeny způsoby jak s nimi zacházet, jak je vyrábět, vydávat, prodávat,
distribuovat, evidovat, přepravovat, skladovat atd. V ČR je toto upraveno
zákonem č. 352/1999 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích, kterým
se mění dřívějąí zákon č. 157/1998 Sb.
Tabulka I
Klasifikace
toxických látek podle hodnoty LD50
Chemická látka
|
LD50
|
Supertoxická
|
5 mg/kg a méně
|
Extrémě toxická
|
5 - 50 mg/kg
|
Vysoce toxická
|
50 - 500 mg/kg
|
Středně toxická
|
0,5 - 5 g/kg
|
Málo toxická
|
5 - 15 g/kg
|
Netoxická
|
15 g/kg a více
|
Tabulka II
Odhadnuté hodnoty LD50
některých chemických látek pro člověka při perorálním podání
Chemická látka
|
LD50 (mg/kg)
|
Ethanol
|
7000
|
Chlorid sodný
|
3000
|
Síran měďnatý
|
1500
|
Morfin
|
900
|
Fenobarbital
|
150
|
DDT
|
100
|
Strychnin
|
2
|
Nikotin
|
1
|
Tetrodotoxin
|
0,1
|
Botulotoxin
|
0,00001
|
Specializované oblasti toxikologie
Toxikologie, podobně jako i jiné vědy, se
postupně rozdělila do několika specializovaných oblastí, z nichľ některé jsou
pěstovány jako samostatné vědní disciplíny a lidé kteří se jim věnují se často
sdruľují do různých profesních organizací. V současné době lze za takové
specializované oblasti toxikologie povaľovat tyto vědní disciplíny:
Obecná toxikologie pojednává o obecných vztazích mezi chemickou
látkou a jejím toxickým účinkem na ľivý organismus. V této souvislosti studuje
faktory, které ovlivňují toxický účinek látky. Je to zejména dávka toxické
látky, matematické vztahy mezi dávkou a toxickou odpovědí, toxicitní parametry
akutní toxicity jako je např. střední smrtná dávka (LD50) či střední
doba úhynu zvířat (LT50), bezpečnost chemické látky, expozice a místa
vstupu toxické látky do organismu, subakutní a chronické expozice. Studuje také
selektivní účinek látek na orgánové a druhové úrovni a mechanismy toxického
účinku, které mohou být buď specifické či nespecifické, selektivní nebo
multisystémové. Součástí obecné toxikologie je také toxikokinetika, která se zabývá osudem
látky v organismu a studuje
rychlost průniku látky při různých branách vstupu v závislosti na podané formě,
distribuci látky v organismu, časový průběh koncentrace toxické látky v krvi a
orgánech, její biotransformaci a s tím spojenou přeměnu na netoxické produkty
(detoxikace) či naopak přeměnu na látku toxičtějąí (letální syntéza) a exkreci.
Obecnou
toxikologii a toxikokinetiku můľeme povaľovat za součást experimentální
toxikologie, která studuje účinek chemických látek na modelových systémech, jako
jsou např. buněčné kultury, isolované orgány, jednotlivé druhy rostlin a
ľivočichů, laboratorní zvířata apod. Obecná toxikologie také hledá vztahy mezi
chemickou strukturou látek a jejich toxickým účinkem a snaľí se o jejich
zevąeobecnění tak, aby na toxicitu látky bylo moľno usuzovat (predikce) jiľ z
její chemické struktury.
Klinická toxikologie se
zabývá diagnostikou otrav, studiem klinických projevů a terapií onemocnění,
které bylo vyvoláno účinkem toxických látek. Velmi často jsou těmito toxickými
látkami léky, které jsou buď z neznalosti (větąinou u dětí) nebo ze
sebevraľedných důvodů, pouľity ve větąích neľ terapeutických dávkách. Klinická
toxikologie se opírá o znalosti mechanismu toxického účinku látek na ľivý
organismus a vyuľívá k tomu znalostí fyziologie, farmakologie, biochemie a
buněčné biologie. Hledá specifická antidota pro určité typy otravných látek a
vyvíjí metody vhodné pro jejich detoxikaci a metody pro arteficiální, urychlenou
exkreci (např. hemodialýza či hemoperfuze). Monitoruje hladiny toxických látek
v tělních tekutinách a klinický stav organismu po akutních i chronických
intoxikacích. Je oblastí toxikologie, která je nejvíce spjata s medicínou.
Se stále se zvyąujícím
počtem nových léčiv a jejich dostupností na trhu, roząiřuje se spektrum
intoxikací a narůstá potřeba vývoje metod pro rychlé a spolehlivé určení
struktury toxické noxy a vývoj nových, pokud moľno univerzálních způsobů
detoxikace a komplexní péče o intoxikované. Podobně jako se roząiřuje spektrum
léčiv, roząiřuje se i spektrum chemikálií, se kterými je moľno přijít do styku
při práci v zaměstnání či třeba v domácnosti a také zde narůstá moľnost nahodilé
či úmyslné intoxikace. Tato skutečnost klade zvýąené nároky na klinické
toxikology a na vytváření snadno dostupných toxikologických databází, v nichľ by
bylo moľno rychle nalézt potřebné informace o toxické noxe a orientovat i
s intoxikacemi méně obeznámené lékaře tak, aby dokázali intoxikaci úspěąně
zvládnout. U nás je taková databáze v Praze v Toxikologickém informačním centru.
Forenzní (soudní) toxikologie vyąetřuje příčiny smrti pomocí rozborů
tělesných vzorků odebraných post mortem, k čemuľ vyuľívá vąech metod analytické
chemie a vyvíjí nové citlivé metody pro stanovení skupin toxických látek i
jednotlivých jedů. Na základě detailní znalosti mechanismu účinku toxických
látek a jejich stability ve vzorcích tkání za různých podmínek, řeąí otázky
spojené s kriminalistickou praxí a poskytuje kvalifikované podklady pro soudní
řízení.
Toxikologie přírodních látek (toxinologie) studuje toxické látky nacházející se ve vąech formách ľivých
organismů, chemismem jejich vzniku, isolováním a identifikací a studiem účinku
na jiné ľivé organismy, předevąím člověka. Tyto látky zvané toxiny jsou součástí
rostlinných, bakteriálních, houbových i ľivočiąných jedů, v přírodě jsou velmi
roząířené a byly to prvé toxické látky, s jejichľ biologickými účinky se člověk
setkal. Dovedl jich také vyuľít ve svůj prospěch, např.
v podobě ąípových jedů k lovu kořisti. V Africe to byly jedy typu kurare
připravované z různých rostlin, v Jiľní a Střední Americe jedy z malých
stromových ľab čeledi Dendrobatidae. Dovedl jich ovąem vyuľít i
k odstraňování nepohodlných osob. Moderní medicína objevila v toxinech řadu
vynikajících léků a mnohé toxiny se staly vzorem pro syntézu nových a účinných
léčiv, bez nichľ by se dnes medicína jiľ neobeąla. Z obrovského bohatství
přírodních toxických látek bylo dosud isolováno a identifikováno jen nepatrné
mnoľství a mnohé rostlinné a ľivočiąné druhy vyhynou pravděpodobně dříve, neľ
budou moci být podrobeny vědeckému zkoumání.
Toxikologie léčiv studuje neľádoucí, tj. toxické projevy látek, které
se pouľívají v medicíně jako chemoterapeutika. Poněvadľ téměř kaľdý lék můľe být
pokládán i za jed, studuje tato disciplina bezpečnost léčiv s ohledem na jejich
maximální profit ve smyslu terapeutického účinku a minimální riziko ve smyslu
neľádoucího poąkození organismu. Podílí se významně na vývoji nových léčiv a
jejich uvádění do klinické praxe a na monitorování neľádoucích účinků při jejich
dlouhodobém podávání. Její propojení s klinickou toxikologií je evidentní.
Průmyslová toxikologie
studuje látky produkované chemickým průmyslem a jejich výskyt v chemických
provozech pomocí metod analytické chemie. Ve spolupráci s pracovním lékařstvím
stanovuje maximálně přípustné koncentrace, dávky a expozice chemických látek pro
různé brány vstupu a s tím spojená zdravotní rizika a spolupracuje při
posuzování chorob z povolání. Narůstající význam průmyslové toxikologie souvisí
se stále rostoucím počtem nově objevovaných chemických sloučenin. V roce 1880
jich bylo známo asi 12 tisíc, v roce 1910 jiľ 150 tisíc, v roce 1940 jiľ půl
milionu a v roce 1960 překročil jejich počet jeden milion. O deset let později,
tedy v roce 1970, dosáhl jejich počet 2 miliony, v roce 1982 4 miliony v roce
1986 8 milionů a v roce 1995 14 milionů chemických sloučenin. V současné době je
známo asi 18 milionů sloučenin a jejich počet se kaľdým rokem zvyąuje asi o 1
milion. Je sice pravda, ľe valná větąina těchto látek je vyráběna jen
v nepatrných mnoľstvích v laboratořích a do průmyslové výroby se dostanou jen ty
z nich, pro něľ se najde nějaké praktické vyuľití, ale i počet průmyslově
vyráběných chemických látek rok od roku narůstá a s tím i úkoly pro průmyslovou
toxikologii.
Specifickým
problémem průmyslové toxikologie jsou
chemické havárie. Moľnost uvolnění velkého mnoľství chemických sloučenin
nastává při průmyslových haváriích v chemických provozech, při skladování
chemických látek či jejich přepravě, coľ vede k masivnímu zamoření někdy i
značně rozsáhlého území a k akutnímu ohroľení zdraví i ľivota lidí. Rozsah
takové průmyslové havárie je často srovnatelný s rozsahem ľivelných pohrom a
průmyslová toxikologie se zde dostává do oblasti zájmu medicíny katastrof.
Abychom si mohli učinit představu o moľných důsledcích chemické havárie na
zdraví a ľivoty lidí, připomeňme si dva případy:
V roce 1976 doąlo v italském městě Seveso k explosi v chemické továrně Icmesa
S.p.A., vyrábějící agrochemikálie, při níľ se uvolnilo do ovzduąí velké mnoľství
toxických látek, včetně několika kilogramů dioxinu. Toxický oblak zahalil města
Seveso, Meda, Cesano Maderno a Desio v Lombardii a ohrozil ľivoty více neľ 6
tisíc lidí. I přes rychlou evakuaci obyvatelstva doąlo u velkého počtu lidí ke
vzniku závaľných zdravotních problémů, jako např. poąkození kůľe, sliznic, jater
a ledvin. Poněvadľ dioxin je typickým dlouhodobě působícím a v přírodě téměř
nezničitelným jedem, potýká se tato oblast Itálie s následky chemické havárie
dodnes, tedy 25 let po výbuchu v chemické továrně.
Druhý případ se odehrál v Indi,i v chemické továrně na pesticída, patřící
americké společnosti Union Carbide, nedaleko Bhópálu, hlavního města kraje
Madyha Pradesh. Koncem roku 1984 zde doąlo v důsledku nekontrolované chemické
reakce k výbuchu zásobníku s více neľ 40 tunami methylisokyanátu a plynný oblak
této relativně málo toxické chemikálie zahalil město Bhópál s jeho jedním
milionem obyvatel. Následky této katastrofy byly tragické. Během krátké doby
zemřelo více neľ 12 tisíc lidí a daląích asi 160 tisíc lidí, kteří prodělali
středně těľkou intoxikaci a přeľili ji, trpí dodnes velmi závaľnými zdravotními
problémy.
Toxikologie ľivotního prostředí se
zabývá znečiątěním ľivotního prostředí (ovzduąí, vody a potravin), chemickými
látkami ve vztahu k jejich akutnímu a chronickému působení na zdraví člověka a
zvířat. Poněvadľ větąina chemických látek kontaminujících ľivotní prostředí je
produktem hospodářské činnosti člověka (průmysl, zemědělství, likvidace odpadů
apod.), má toxikologie ľivotního prostředí mnoho společného s toxikologií
průmyslovou. Největąí pozornost je věnována látkám, které představují nebezpečí
dlouhodobé kontaminace vody, půdy a ovzduąí, zvláątě pokud jsou spojeny s
rizikem jejich přenáąení v potravinových řetězcích. Váľným problémem jsou látky
s genotoxickýcm účinkem, jako např. polychlorované bifenyly, dibenzofurany a
dibenzodioxiny, polykondenzované aromatické látky apod. Vzpomeňme jen na
nedávnou aféru s kontaminací belgických potravin dioxinem (přesněji 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxinem).
Tato nebezpečná látka je téměř vąudypřítomná, vzniká zejména při likvidaci
chlorovaných plastických hmot ve spalovnách průmyslového odpadu, a poněvadľ je
velmi stálá a silně lipofilní, je přenáąena potravinovými řetězci aľ ke
konečnému uľivateli, kterým je člověk. Ukládá se v tukových tkáních a má
mutagenní, karcinogenní a teratogenní účinky.
Ekotoxikologie je součástí toxikologie ľivotního
prostředí, je vąak zaměřena na studium vlivu toxických látek na dynamiku
populace uvnitř specifických ekosystémů. Těmito ekosystémy mohou být jak malé
uzavřené oblasti, tak celé kontinenty nebo dokonce celá planeta Země.
Ekotoxikologie tak můľe řeąit lokální aľ globální problémy ľivotního prostředí.
Současnými globálními problémy toxikologie jsou zejména imise průmyslových plynů
(SO2, oxidy dusíku, methan), jimiľ se zabývá zejména klimatologie,
ale také daląí zdroje znečiątění (těľké kovy, pesticida, zvýąené vyplavování
aluminia z půdy díky kyselým deą»ům, stále více se roząiřující paleta
konzervačních, barvících a dochucovacích prostředků v potravinách, genově
pozměněné potraviny apod.), které
vedou k dlouhodobému zatíľení lidského organismu a o jejichľ chronickém
působení víme zatím jen velmi málo. Do ekotoxikologie můľeme zařadit i
problematiku chemických havárií, kdy dochází k masivnímu uvolnění některých
toxických látek a akutnímu nebezpečí ohroľení ľivota lidí.
Vojenská toxikologie se zabývá látkami, kterých je moľno vyuľít
k vedení chemické války v podobě tzv. chemických zbraní. Jsou to zbraně
s letálním i neletálním účinkem a smyslem jejich pouľití je časově vymezené
vyřazení protivníka z boje nebo jeho fyzická likvidace. Nejvýznamnějąími
otravnými látkami s vojenským vyuľitím jsou nervově-paralytické látky, zejména
organofosfáty. Ty jiľ v nepatrných mnoľstvích inhibují acetylcholinesterasu na
synapsích a nervosvalových ploténkách a hromadící se acetylcholin způsobí
ochromení cholinergní inervace. Ke smrti zaduąením dochází během několika minut.
Odhaduje se, ľe nervově-paralytickýh látek, zejména sarinu, somanu a látky VX, je v
chemické munici na celém světě kolem 150 tisíc tun. Úmluva o zákazu chemických
zbraní předpokládá sice jejich postupnou likvidaci, nebude to vąak ani rychlá,
ani levná záleľitost. Samotná likvidace tak obrovských mnoľství toxických látek,
jejichľ LD50 pro člověka se pohybuje kolem 100 aľ 300 mg/kg,
bude spojena s obrovských rizikem. Ani úplná likvidace zásob otravných látek v
chemických zbraních vąak nemůľe zabránit tomu, aby nebyly zneuľity např.
teroristy k prosazování svých cílů a poľadavků, jako tomu bylo např. v letech
1994 a 1995 v Japonsku, kde členové náboľenské sekty Aum Shinrikjo provedli dva
teroristické útoky pomocí sarinu, při
nichľ bylo intoxikováno více neľ ąest tisíc lidí, z nichľ 19 zemřelo. Vojenská
toxikologie se téľ zabývá ochranou lidí před těmito zbraněmi, vývojem
specifických antidot a hledáním účinné terapie intoxikací.
Kontrolní otázky ke kapitole I
1.
Co studuje toxikologie?
2.
Vysvětlete tyto pojmy:
xenobiotikum, toxická látka, toxicita, expozice a riziko
3.
Jakým způsobem lze
odhadovat a řídit zdravotní rizika chemických látek?
4.
Na základě jakého
kritéria je prováděna toxikologická klasifikace toxických látek?
5.
Které specializované
oblasti toxikologie znáte a co je předmětem jejich zájmu?