Zak ad chemii medycznej pomorskiej akademii medycznej
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 17

Zakład Chemii Medycznej Pomorskiej Akademii Medycznej PowerPoint PPT Presentation


  • 139 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Chemia substancji toksycznych. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiej Akademii Medycznej. „Wszystko jest trucizną, liczy się tylko dawka” Paracelsus. Toksyczność substancji. Definiując toksyczność określonej substancji należy brać pod uwagę: ilość – dawkę substancji

Download Presentation

Zakład Chemii Medycznej Pomorskiej Akademii Medycznej

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Zak ad chemii medycznej pomorskiej akademii medycznej

Chemia substancji toksycznych

Zakład Chemii MedycznejPomorskiej Akademii Medycznej

„Wszystko jest trucizną, liczy się tylko dawka”

Paracelsus


Toksyczno substancji

Toksyczność substancji

Definiując toksyczność określonej substancji należy brać pod uwagę:

  • ilość – dawkę substancji

  • drogę dostania się do organizmu:

    • doustne,

    • wstrzyknięcie,

    • wchłanianie przez skórę

  • wielokrotność jej podania

  • kumulowanie się

  • czas, po którym występują niekorzystne skutki jej obecności w organizmie

2


Toksyczno substancji1

Toksyczność substancji

Zakres i stopień wywołanego uszkodzenia

  • Skutki zatruć mogą pojawić się po bardzo długim czasie

  • O swoistej toksyczności świadczą:

    • choroby nowotworowe,

    • choroby uwarunkowane genetycznie,

    • uszkodzenia immunologiczne

    • zaburzenia psychiczne.

3


Toksyczno substancji2

Toksyczność substancji

Związki chemiczne, których obecność w niewielkich ilościach jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania, natomiast wzrost ich stężenia powoduje wystąpienie lub wzrost toksyczności:

  • witamina A

  • witamina PP

  • selen

  • niektóre metale ciężkie – miedź, kobalt

    Odwracalność zatrucia

  • zaburzenia funkcjonowania narządów organizmu nie postąpiło zbyt daleko

  • trucizna zostanie usunięta poprzez układ wydalniczy

  • trucizna zostanie zdezaktywowana przez metabolizm,

    wówczas organizm może odzyskać sprawność

4


Drogi wch aniania trucizn przez organizm przenikanie przez sk r

Drogi wchłaniania trucizn przez organizmPrzenikanie przez skórę

  • Wnikanie substancji poprzez:

    • szczeliny przy torebkach włosowych

    • kanaliki potowe

  • Dyfuzja przez naskórek - pasywne wnikanie ksenobiotyków przez szereg warstw komórek.

  • Substancje polarne wnikają do wnętrza komórki przez włókna białkowe

  • Substancje niepolarne wnikają przez matryce lipidowe

  • Uwodnienie naskórka poprawia przenikanie substancji polarnych

  • Substancje lipofilowe łatwo przenikające przez warstwę zewnętrzną naskórka

skóra właściwa naskórek

a – transport transfolikularny

b – transport transepidermalny

5


Drogi wch aniania trucizn przez organizm przenikanie przez uk ad oddechowy

Drogi wchłaniania trucizn przez organizmPrzenikanie przez układ oddechowy

  • Naczynia krwionośne są w bezpośrednim kontakcie z komórkami nabłonka oddechowego wyściełającego pęcherzyki płucne.

  • Może zachodzić swobodna dyfuzja gazów oraz substancji w nich rozpuszczonych

  • Wdychane ksenobiotyki mogą powodować:

    • niszczenie tkanki układu oddechowego

    • zatrucie całego organizmu w wyniku wniknięcia do układu krwionośnego.

  • ilość trucizny wprowadzonej do płuc (gaz, aerozol, małe cząsteczki) zależy od stężenia substancji toksycznej w powietrzu oraz tzw. minutowej objętości oddychania (minutowa objętość oddychania jest iloczynem objętości wdechu – około 500 ml oraz liczby oddechów na minutę – ok.15).

6


Przenikanie przez uk ad oddechowy prawo ficka

Przenikanie przez układ oddechowyPrawo Ficka

Szybkość dyfuzji jest wprost proporcjonalna do wielkości powierzchni błony i różnicy stężeń po obu stronach, a odwrotnie proporcjonalna do jej grubości

S * A

D = Cd (Pa – Pb)

(M)1/2 * d

D – szybkość dyfuzji [g/cm2/s] Cd – współczynnik dyfuzji [cm2/s]

M – masa molowaS – rozpuszczalność gazu we krwi

A, d – charakteryzują powierzchnię płuc i grubość błony

Pa – stężenie substancji w powietrzu wdychanymPb – stężenie substancji we krwi

7


Drogi wch aniania trucizn przez organizm przenikanie przez uk ad pokarmowy

Drogi wchłaniania trucizn przez organizmPrzenikanie przez układ pokarmowy

  • Absorpcja związków chemicznych wprowadzonych doustnie zachodzi na całej długości przewodu pokarmowego.

  • Zawarte w układzie pokarmowym substancje mogą zmieniać toksyczność związku.

  • Istnieją ilościowe różnice w toksyczności związku w zależności od tego, czy został podany z pokarmem, czy został wprowadzony do pustego żołądka.

  • Część ksenobiotyków wchłania się, na drodze podobnej jak substancje pokarmowe, w jelicie cienkim.

  • Rozpuszczalne kwasy i zasady organiczne są absorbowane w formie niezjonizowanej na drodze dyfuzji pasywnej.

  • Cząsteczki większe, o średnicy kilku nanometrów mogą być absorbowane z układu żołądkowo-jelitowego w procesie pinocytozy

8


Czynniki warunkuj ce toksyczno

Czynniki warunkujące toksyczność

  • Właściwości fizykochemiczne substancji toksycznych

    • rozpuszczalność związków toksycznych

    • dysocjacja związku a działanie toksyczne

    • temperatura wrzenia i parowania

    • wielkość cząstek

  • Elementy struktury związku a jego toksyczność

    • zdolność wiązania z receptorem

    • izomeria strukturalna

    • izomeria optyczna

    • wiązania

    • podstawniki

9


Czynniki warunkuj ce toksyczno rozpuszczalno zwi zk w toksycznych

Czynniki warunkujące toksycznośćRozpuszczalność związków toksycznych

Toksyczność związków chemicznych charakteryzuje

współczynnik podziału R:

iloraz stężeń substancji obecnej w dwóch

niemieszających się cieczach po ustaleniu się

stanu równowagi.

Wartości współczynników R wskazują na lipofilny

charakter substancji i wynikającą z tego zdolność

pokonywania bariery lipidowo-białkowych.

Działanie toksyczne związku wzrasta wraz ze wzrostem współczynnika R.

Substancje o wysokim R łatwo przechodzą przez barierę lipidową oraz gromadząc się m.in. w tkance tuszczowej powodują, że są one bardzo toksyczne

10


Czynniki warunkuj ce toksyczno d ysocjacja zwi zku a dzia anie toksyczne

Czynniki warunkujące toksyczność. Dysocjacja związku a działanie toksyczne.

COO-

OCCH3

ll

O

COOH

OCCH3

ll

O

+H+

wydalanie

pH moczu kw.acetylo-

salicylowgo

6,7 0,5 mg

7,8 5,5 mg

pKa=3,5

pH=8 pH=1

ilość wchłonięta po 1 h 13% 61%

Przez barierę błon biologicznych przechodzą tylko cząsteczki niezjonizowane.

Wartość pK umożliwia określenie zdolności związku do przemieszczania się przez błonę komórkową.

11


Czynniki warunkuj ce toksyczno t emperatura wrzenia i parowania

Czynniki warunkujące toksyczność.Temperatura wrzenia i parowania

Niska temperatura wrzenia cieczy powoduje łatwiejsze przechodzenie ich w postać pary, a więc łatwiejsze wchłonięcie przez płuca.

H

OH

cyt.P-450

O

H

benzen epoksybenzen fenol

12


Elementy struktury zwi zku a jego toksyczno wp yw wi zania

Elementy struktury związku a jego toksycznośćWpływ wiązania

  • Związki alifatyczne, wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w łańcuchu oraz rozbudową jego rozgałęzień stają się dla organizmu człowiek bardziej toksyczne

  • Wzrost ilości grup metylenowych stwarza możliwość powstawania kolejnych wiazań Van der Waalsa, co umożliwia wiązanie go przez wiele receptorów

  • W aminach wzrost ilości grup metylenowych powoduje zwiększenie rozpuszczalności

  • Wiązanie nienasycone w cząsteczce związku alifatycznego wpływa na zwiększenie jego hydrofilności, prowadząc do zwiększenie toksyczności

  • Wiązania nienasycone w związkach cyklicznych posiada duży potencjał oksydacyjno-redukcyjny(wzrost utleniania grup tiolowych)

  • Związki aromatyczne są bardzie toksyczne niż alifatyczne

  • Obecność wiąznia nienasyconego w związku chemicznym ułatwia jego wchłanianie w organizmie przez płuca, i może prowadzić do efektu narkotycznego.

13


Elementy struktury zwi zku a jego toksyczno izomeria strukturalna

Elementy struktury związku a jego toksycznośćIzomeria strukturalna

  • Związki o ugrupowaniu podstawników parasą zazwyczaj toksyczne,meta mniej, a orto rzadko wykazują toksyczność.

  • Wysoką aktywność biologiczną mają izomery para wielu leków np. kwas paraaminosalicylowy i p-acetyloaminobenzoesowy.

    Powinowactwo do enzymu

  • kinetyka wiązania z miejscem aktywnym enzymu

  • trwałości powstającego połączenia enzym-inhibitor

14


Elementy struktury zwi zku a jego toksyczno izomeria optyczna

Elementy struktury związku a jego toksyczność Izomeria optyczna

Enancjomery wykazujące aktywność biologiczną – entomery

Enancjomery pozbawione aktywności biologicznej – diastomery

DOPA, lek stosowany w chorobie Parkinsona ma działanie lecznicze

tylko w postaci L enancjomeru.

Ibuprofen – stosowany jest jako mieszanina racemiczna,

w organizmie jeden z enecjomerów, będący diastomerem

przekształcany jest w entomer.

Lewoskrętne izomery związków (leków czy trucizn)

są dla organizmu człowieka bardziej toksyczne

Thalidomid – jeden z jego enancjomerów wykazuje działanie teratogenne

nasenny teratogenny

15


Elementy struktury zwi zku a jego toksyczno wp yw podstawnik w

grupy –OH w związkach alifatycznych

alkohole są mniej trujące niż odpowiedające im węglowodory

grupy

karboksylowa

grupa siarczanowa

zmniejszają toksyczność tworząc łatwo rozpuszczalne związki usuwane z moczem

grupa tiolowa tworzy mało toksyczne związki sulfonowe

rodniki organiczne – grupy acetylowa, metoksylowa

Elementy struktury związku a jego toksycznośćWpływ podstawników

Podstawniki

zmniejszające toksyczność

16


Elementy struktury zwi zku a jego toksyczno wp yw podstawnik w1

wzrost liczby grup hydroksylowych

obecność grupy metylowej.

Wzrost toksyczności:

benzen, toluen, ksylen;

fenol, krezol, ksylenol

rozgałęzienia łańcuchów

obecność grup:

aminowych,

nitrowych i nitrozowych,

grup cyjanowych,

fluoro- i chlorowcopochodne

Elementy struktury związku a jego toksycznośćWpływ podstawników

Podstawniki

zwiększające toksyczność

16


  • Login