introduction to toxicology
DESCRIPTION
Introduction to Toxicology. By: M. Firoozeh M.D. Occupational Medicine Specialist Shahid Beheshti University of Medical Sciences. Toxicology. مطالعه عوامل فیزیکی و شیمیائی و آسیب ناشی از آنها بر سلولهای زنده یکی از قدیمی ترین علوم تجربی بشری - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Introduction to Toxicology
By: M. Firoozeh M.D.Occupational Medicine Specialist
Shahid Beheshti University of Medical Sciences
Toxicology
مطالعه عوامل فیزیکی و شیمیائی و آسیب ناشی •از آنها بر سلولهای زنده
یکی از قدیمی ترین علوم تجربی بشری•
همه مواد پتانسیل توکسیک بودن دارند. ) اهمیت •دوزاژ مواجهه(
Swiss physician Paracelsus (1493-1541) credited with being
“the father of modern toxicology.”
“All substances are poisons: there is none which is not a poison. The right dose differentiates a poison from a remedy.”
History
Toxicology
1961 - Society of Toxicology
1970s - EPA, FDA, and NIOSH
هدف مطالعات تجربی در :زمينه توکسیکولوژی
تعیین قابلیت مواد در ایجاد اثرات مضر
.آنالیز دوزاژی که منجر به سمیت می شود
) رابطه دوز- پاسخ(
ارزیابی احتمال آسیب یا بیماری که تحت شرایط
خاص مواجهه رخ می دهند. ) ارزیابی ریسک و
هازارد(
Toxic
or
Hazardous?
. Manner of use
. Hazard : The likelihood that the toxicity will be expressed
طبقه بندی عوامل توکسیک
( ماهیت فیزیکی مادهPhysical state of the agent:)
و فيوم مضرDustمثال: سرب در فرم جامد بي خطر، در فرم
پارتیکل ها •–Dusts)فیبروژنیک / غیر فیبروژنیک( فیبرها و الیاف –فیوم ) فلز- پلیمر(–
گازها و بخارات•مایعات•
( ساختار شیمیائی مادهChemical structure of the agent :)
نوع ایزومر: مثال آمينهاي آروماتيك آنيلين، بنزيدين، ... در ايجاد كانسر مثانه
وجود ناخالصی، پايداري ماده، وجود آالینده یا افزودنی در ترکیب شیمیائی
سایز ماده
)نانوتوکسیکولوژی، تأثير بر سرعت جذب )بخصوص تنفسي
( ویژگیهای ماده حامل و واسطهMedium of the agent:)
نشانگر جمعیت مواجه و در نتیجه وسعت هازارد
مانند NOx...،در هوا، نيتروزامين در زنجيره غذايي
( محل آسیب توسط مادهSite of injury by the agent:)
DNA damaging / non- DNA damaging
)ارگان سیستم هدف ) مثال: هپاتوتوکسین، نفروتوکسین
طبقه بندی عوامل توکسیک
( مکانیسم عمل مادهMechanism of action :) مثال آسفیکسانت ها که سبب فقر بافت از اکسیژن می گردند:
)آسفیکسانت ساده ) گازهای خنثی )آسفیکسانت شیمیائی یا توکسیک ) مونوکسید کربن، سیانید
( اثرات بالینی مادهClinical effects:) زمان شروع اثرات
فوری، مثال: محركها التهاب در محل تماس•تأخیری، مثال: كارسينوژنها•
برگشت پذیری اثرات وابسته به قابليت ترميم بافت آسيب ديده•
طبقه بندی عوامل توکسیک
عواملی که بر پاسخ بدن فرد به یک ماده توکسیک
:مؤثرند duration, frequency)الف- مدت، دفعات و راه مواجهه
route of exposure)
اهميت فراوان راه مواجهه، مثال : اتيلن گليكول
(Environmental factorsب- عوامل محیطی ) فشار اتمسفریک، دما، رطوبت
(:Individual factorsج- عوامل فردی ) زمینه نژادی، سن، جنسیت، وزن، تغذیه، وضعیت هورمونی و
ایمونولوژیک، وجود بیماری / استرس
Individual Responses Can Be Different
The variety of responses to the same dose of chemical is due to:
individual susceptibility
Toxicity - The adverse effects that an agent
may produce
Dose - The amount of a agent that gains access to the body.
Toxicology Terms
Toxicokinetics
مطالعه مسیر حرکت ماده توکسیک در •بدن ) جذب، توزیع، متابولیسم، دفع(
بررسی ارتباط بین دوز ورودی ماده •توکسیک به بدن و میزان آن ماده در
خون و دیگر نمونه های بیولوژیک
Toxicodynamics
بررسی ارتباط میان دوز ورودی به بدن و •پاسخ بدن به آن ماده
f مرتبط با غلظت ماده • میزان پاسخ معموالتوکسیک در سایت عملکردی آن ماده
است.
Toxicogenomics
مطالعه پاسخ یک ژنوم به استرسورهای •محیطی و مواد توکسیک است.
Bioavailability
نشانگر میزان دسترسی یک ماده به سایت •عملکرد خود است.
برای ماده ای وجود Bioavailabilityاگر •نداشته باشد، آسیب کمتر و احتمال دفع آن
بیشتر است.
مثال: تفاوت پاسخ بدن به مواجهه با سیانید •بصورت گوارشی یا تنفسی
Cellular Barrier (Permeability)
سایز مولکول•درجه محلول بودن ماده در محل جذب•درجه یونیزاسیون•درجه نسبی محلول بودن ماده در •
چربی ذخيره در بافت چربي به مدت طوالني–
Absorption
سرعت جذب ماده وابسته است به:•
- غلظت 1
2 -Solubility مواد در محلول آبي خيلي سريعتر از ،
آنهايي كه در سوسپانسيون چربي هستند جذب مي
شوند.
- جذب از طریق مناطقی که دارای افزایش میزان 3
جریان خون یا سطوح جذبی وسیع می باشند تشدید
می یابد مانند ريه و دستگاه گوارش.
Absorption الف- جذب گوارشی
ب- جذب ریویشایعترین راه مواجهه شغلی
ج- جذب پوستی: میزان سطح در تماس-درجه حاللیت ماده در چربی-عواملی که بر جذب پوستی اثر می گذارند:-
محل آناتومیک-سن و جنسیت فرد-وضغیت هیدراسیون پوست-بهداشت فردی-عوامل محیطی )دما، رطوبت(-استفاده از پوشش بسته بر روی پوست-
د- جذب چشمی: کبدی افزایش سمیت سیستمیک Eliminationحذف -اثر لنز های تماسی-
Distribution (توزیع)
انتقال از طرق خونی- لنفی- سلولهائی مانند •ماکروفاژ
الگوی توزیع وابسته به خواص فیزیولوژیک و •ماهیت فیزیکی- شیمیائی ماده دارد.
اهمیت برونده قلبی و جريان خون منطقه اي در •فاز اوليه توزيع
(، مثال Reservoirتجمع در بافت های مخزن )•تجمع سرب در استخوان
متابولیسم
شایعترین محلهای متابولیسم مواد •(Biotransformation:)کبد–پالسما–ریه–
•Biotransformation بسته به نوع ماده ، مي تواند هم : سبب كاهش و هم افزايش اثرات توكسيك گردد.
Excretion (دفع)
از طریق ریه•از طریق کلیه ها•پوست و تعریق، مو، بزاق، •
شیرمادر
:کلیرانس سرعت دفع ماده توکسیک
متوسط غلظت ماده در پالسما
:حجم توزیع
دوز ماده توکسیک دریافتی
غلظت ماده توکسیک در خون
Half – time: 50زمانی که طول می کشد تا غلظت پالسمائی یک ماده تا
درصد کاهش یابد.
Excretion
TOXICOKINETICS
پاسخ به موارد زیر سبب افزایش شناخت مي مکانیسم Toxicity:شود
- ويژگيهاي فيزيكي و شيميائي ماده1- تظاهرات بالینی سمیت2- بررسی ماهیت سلولهای هدف3- بررسی فاکتورهای ژنتیکی و محیطی مؤثر بر 4
پاسخ
Toxicological Risk Assessment
Toxicological Risk Assessment
مشخص ساختن اثرات سوء بر سالمتی در اثر مواجهه با عوامل توکسیک
گام اول: شناخت هازارد
(Population at riskتوصیف جمعیت مواجه با یک ماده )-
تعیین اثرات سوء بر سالمتی که در اثر آن ماده بوجود می آیند، -
f بدخیمی، نقائص مادرزادی مثال
Target Organ Toxicity
• Central Nervous System – lead• Immune System - isocyanates• Liver - ethanol, acetaminophen• Respiratory Tract - tobacco smoke, asbestos• Eye - UV light (sunlight)• Kidney - metals • Skin - UV light, nickel• Reproductive System – dibromochloropropane
Types of Toxic Effects
Death - cyanide
Organ Damage - lead
Carcinogenesis - benzene, asbestos
Teratogenesis - thalidomide
گام دوم: بررسی رابطه دوز- پاسخ
جمع آوری یافته های مطالعات تجربی و اپیدمیولوژیک پیشین -
شناخت ارتباط دوز- پاسخ-
بیان کم|ی ارتباط دوز- پاسخ، توسط متد ریاضی با تعمیم از -
مطالعات بر روي حیوانات با دوزاژ باال به دوزاژ پائین در
انسانها
Toxicological Risk Assessment
Threshold Effects for Dose
Is there such a thing as a ‘safe’ dose??
Agent A
Agent B
Dose
Res
pons
e
“NOEL”(No Observable Effect Level)
Dose-ResponseRelationships
•ED 50: درصد از 50دوزي از ماده كه بر جمعيت داراي اثر مي باشد.
•LD 50 : درصد از جمعيت 50دوزي كه براي كشنده است.
LD 50 ED 50Margin of safety :
گام سوم: ارزیابی مواجههتخمین سطح مواجهات گذشته ، حال و آینده –
جمعیت در معرض خطر و تعیین دوزاژ واقعی دریافتی آنها
Risk characterization گام چهارم: تخمین بروز اثرات مضر برای سالمتی در جمعیت ، –
که با استفاده از گامهای قبلي پیش بینی می گردد.
Toxicological Risk Assessment