TOXIKOLÓGIA III. előadás Szerves mérgező anyagok Mérgezések anyaghoz kötött feltételei Mérgező anyagok struktúrája és toxicitása Szerves mérgező anyagok növényi (glikozidok, alkaloidák, laktonok, stb.), pl. gombák állati (ptomainok, toxalbuminok)kígyó, pók, kagylóméreg szintetikus anyagok, valamint szerves savak és származékaik: oxálsav, pikrinsav, szalicilsav, kantaridin, szantonin, barbitursav származékok, meprobamát, pikrotoxin, szívglikozidák. Mérgező növények A növények hatóanyagi közül az alkaloidák a szó szoros értelmében mérgező anyagok. Toxikus adagjai nagyon alacsonyak és nagymértékben meghaladják az anorganikus mérgező anyagok toxicitását. Az alkaloidák általános tulajdonságai I. Növényekből kivont anyagok, változó kémiai szerkezettel. Fizikai szempontból a legtöbb alkaloida színtelen, kristályos, szagtalan, keserű ízű anyag. Gyengén oldódnak semleges vagy lúgos vizes közegben (kokain, nikotin), jól oldódnak savas közegben. Kis részük az alkaloidáknak olajos folyadék, illó tulajdonságú és szaggal is rendelkezik (nikotin).
Gombamérgezések Mérgezés típusától függően a mérges gombák öt osztályba sorolhatók: phalloid muscarin muscaridin gasztrointesztinális és átmeneti típusú gombamérgezések Phalloid típusú gombamérgezés toxinjai szárítás, főzés hatására nem inaktiválhatók A méreg elsősorban az amanitin és a phalloin. A tünetek 8-24 órás lappangási idő után jelentkeznek, hányás, hasmenés, majd exikkózis, elesettség, sokk következhet be. Gyilkos galóca (Amanita phalloides) Muscarin típusú gombamérgezést Muscaridin típusú gombamérgezés a susulykaféle gombák, rövid 15-60 perces lappangási idő, majd ezután izzadás, nyálfolyás, hányás, hasmenés, lassú szívműködés, halálos mérgezéseket egészséges felnőtteken ritkán okoznak Az általuk okozott mérgezések lappangási ideje 12 óra és a lefolyása az atropinmérgezéshez hasonló. Tág pupillák, száraz nyálkahártyák, száraz bőr, hallucináció. Párduc galóca (Amanita pantherina) Légyölő galóca (Amanita muscaria)
Gasztrointesztinálistípusú gombamérgezések Rövid lappangási idő után, hányinger, hányás, hasmenés jelentkezik. Halálos mérgezés nem fordul elő. Átmeneti típusú gombamérgezések 5-8 órai lappangási idő után enyhe, a gyilkos galóca mérgezéseknek megfelelő tüneteket okoz. Sátán tinórú(boletus satanas) Döggomba (Entaloma lividum) Világító tölcsérgomba (Clytocybe phopsphorea) Homoki papsapkagomba (Helvella leucopus) Állati eredetű mérgek (toxinok, toxalbuminok) Általában a rovarok, hidegvérű állatok: kígyók, békák, gyíkok, halak, pókok, stb. és néhány emlősállat termeli. Az állati mérget termelő állatok lehetnek: aktívan mérgező állatok (védekező, mérget termelő szervvel rendelkezők) és passzívan mérgező állatok (az elfogyasztásuk okoz mérgezést) Mérges kígyók A kobra, a pápaszemes indiai kígyó, Kleopátra kígyója, az afrikai pápaszemes kígyó, valamint a viperák családjába tartozó csörgőkígyók mérge főleg neurotoxikus.
Kígyómérgek Fehérjetermészetű anyagok toxalbuminok, amelyek igen nagy toxicitással rendelkeznek. Az ember érzékenysége a kígyómérgekre igen magas, a kobraméreg letális adagja emberen kb. 10szer kisebb, mint a ciánhidrogéné. A kígyóméreg a bejutási helyétől a nyirok utakon szívódik fel. A nagy nyirokerek, lekötése akadályozza meg a kígyóméreg általános toxikus hatásának kifejlődését. Varangyos békák ABufo vulgaris és a Bufo viridis európai fajok bőrmirigyei által termelt digitálisszerű"bufotoxinok" jelentenek veszélyt. Toxikus hatásuk rövid ideig tart és nem kumulálódnak a szervezetben. Egyes afrikai békafajták, pl. az óriásvarangy (Bufomarinus) 10% koncentrációt is elérő adrenalint tartalmaz. Szalamandrák Mérgező halak Európában a foltos szalamandra (Salamandra maculata) ismeretes, mérge a szamandarin, irritáló és digitáliszhatású mérgező anyag, lethalisadagja3,4mg/kgegéren. Aktívan mérgező halak: méregfoggal rendelkeznek. Pl. Murena helena. Passzívan mérgező halak Elfogyasztásuk okoz mérgezést, ill. mérgezési tüneteket. Különösen mérgező a japán környékén élő sünhal (Tetrodon rubripes) belső szerveiben található "tetradotoxin" (Fuguméreg). Murena helena
Kagylók Az ehető kagylóban (Mytilus edulis), főleg a nyári időszakban, egy aránylag stabil idegmérget tartalmaz a mitilitoxint. Ez a toxin több esetben okozott tömeges, úgynevezett "ételmérgezést". A mérgek általában édesvízi kagylókban nem fordulnak elő. Méhek és darazsak A méh és a darázs mérge a mellitin. Hemolitikus, hemorragikusés centrális bénító hatással rendelkeznek. Több méh ill. darázsszúrás, heves lokális tüneteket, hidegrázást, émelygést, hányást, esetleg kollapszust okozhat. Nagyobb méregadagok görcsöket, tüdőödémát, szív és légzésbénulást okozhatnak. Immunitás a méhméreg ellen kialakulhat, amely túlérzékenységbe csaphat át (anafilaxiássokk veszélye). Kőrisbogár Az un. kantaridint tartalmazza (passzívan mérges rovarok). A bogár kantaridintartalmú, szárított formáját afrodiziákumként (szerelmi bájital, stb.) alkalmazzák. Akantaridin a bőrön hólyagképződéssel járó gyulladást, a szemen marásos sérülést okoz. Pókok Minden pók, mérgezőnek tekinthető (passzív mérgezők), ugyanakkor nagyon sok közülük aktívan is mérgező (toxalbuminok). Mérgeik neurotoxikus hatásúak és proteolitikusak (fehérjeoldók), marásuk, csekély helyi tünetek mellett, hidegrázást, nehézlégzést, izgatottságot, görcsöket, légzésbénulást okozhatnak. Nálunk a keresztespókismeretes, amelynek toxalbuminjaa felületes harapás következtében nem szívódik fel.
Skorpiók A kígyómérgekre hasonló toxalbuminokat termelnek. A Dél-Amerikában és Dél-Afrikában élő skorpió fajták által termelt toxalbuminok légzésbénulást okozhatnak. A mérgezések anyaghoz kötött feltételei A szervezetbe jutó méreg mennyisége A méreg töménysége A méreg kémiai sajátosságai Az anyag eredete Az anyag adagolt formája A méreg fizikai tulajdonságai A szervezetbe jutó méreg mennyisége A mérgezés akkor jön létre, ha egy vegyi anyag, mérgező mennyiségben (adagban, dózisban) kerül a szervezetbe. Kis adagban dózisban nagyon sok vegyi anyag gyógyszer, nagy adagban méreg. A vegyi anyag mennyisége (adag, dózis) lehet: Terápiás adag, Toxikus (mérgező) adag és Halálos adag Dózis (adag) I. Nem jelent abszolút számot, meghatározása állatkísérletek következtetései alapján történik. A vegyi anyagok toxicitásának jellemzésére azt a mennyiséget adják meg, amely testsúly kg-ra átszámítva a kísérleti állatok 50%át megöli, vagyis az LD50(letális dózis 50%) értékét. A legkisebb hatású (gyógyhatású) mennyiséget (dózist)"minimális adag"nak, a legnagyobb mennyiséget (adagot), ami még adható anélkül, hogy nem kívánatos reakciókat váltson ki a szervezet részéről "maximális adag"nak nevezik.
Dózis (adag) II. A két adag közötti érték az "optimális adag -ot vagy "terápiás adag -ot jelenti. A felsorolt adagokon kívül, a modern terápia megkülönböztet: telítő, támadó és fenntartó adagot. Terápiás arány Az LD50 és a "terápiás adag" közötti arányt "terápiás aránynak" nevezik. Az arány minél nagyobb értéket mutat, annál kisebb a vegyi anyag károsító mérgező hatása. Hodge és Steaner féle méregerősség szerinti osztályozása a vegyi anyagoknak LD 50 alapján Méregkategória Orális LD50 (patkány) Anyagok nagyon erős méreg <1 mg/kg alkaloidák erős méreg 1-50 mg/kg arzéntrioxid méreg 50-500 mg/kg ólom, mangán, kobalt gyenge méreg 500-5000 mg/kg élelmiszerszínezők gyakorlatilag nem mérgező 5000-15000 mg/kg szerves savak relatív hatás nélkül <15000 mg/kg élelmiszerek Rendelet szerint előírt veszélyes anyagok méregkategóriái Kategória Orális LD50 Patkány mg/kg Nagyon mérgező Dermális LD50 Patkány vagy nyúl mg/kg Inhalációs LC50 Patkány mg/liter /4 óra <25 <50 <0, 25 Mérgező 25-200 50-400 0, 25-1 Ártalmas > 200-2000 > 400-2000 > 1-5
LD50-re alapozott toxicitási osztályozás az OECD ajánlásai szer int Kategória LD50 patkányokon OECD ajánlás érvényessége nagyon toxikus >25 mg/kg 1998-ig toxikus 25-200 mg/kg 1998-ig veszélyes 200-200 mg/kg 1998-ig 1. kategória 5 mg/kg 1999-től javasolt 2. kategória 50 mg/kg 1999-től javasolt 3. kategória 300 mg/kg 1999-től javasolt 4. kategória 2000 mg/kg 1999-től javasolt A méreg töménysége A mérgezés kifejlődésének fontos előfeltétele az, hogy az anyag kellő töménységben érintkezzék, a test felszínével vagy behatoljon a szervezetbe. Az úgynevezett "koncentrációs mérgek" savak, lúgok a központi idegrendszer bénítók, pl. csak megfelelően nagy töménységben fejtik ki jellegzetes méreghatásukat. 5. kategória 5000 mg/kg 1999-től javasolt A méreg kémiai sajátosságai Az anyagok vegyi szerkezete és toxicitása között összefüggés van. A vegyi szerkezet kisfokú változása is lényegesen módosíthatja, csökkentheti, vagy fokozhatja a méreghatást. A kémiai szerkezet változása egyes mérgek hatásmódját is megváltoztatja. Pl. ha benzolba nitro és aminogyököt visznek, nemcsak toxicitása fokozódik, hanem hatásmódja is megváltozik. Az anyag adagolt formája A mérgek (kombinációs) formája, fizikai tulajdonsága, valamint azok az anyagok, amelyekkel (elegyítve) keverve vannak, nagyban befolyásolják azok mérgező hatását.
A méreg fizikai tulajdonságai I. Könnyebben szívódnak fel folyadék formájában Szilárd állapotban a felszívódás lassúbb és nagyban függ attól, hogy a méreg milyen formában található(por, tabletta). A gáz formában a szervezetbe jutott mérgek esete sokkal ritkább és főleg bizonyos ipari és foglalkozási mérgezések esetében fordulnak elő. A méreg fizikai tulajdonságai II. Az oldékonyság, valamint a hígítás nagyban csökkenti a savak, lúgok maró hatásait, egyes mérgező gombák mosás után ártalmatlanná válhatnak, a zsírok késleltetik az arzénmérgezés kifejlődését és növelik, erősítik a foszfor mérgező hatását. A méreg fizikai tulajdonságai III. A mérgező anyagok csak akkor fejtik ki ártalmas hatásukat, ha vízben, zsírban és a testnedvekben oldódnak. Azok az anyagok melyek vízben nem oldódnak, de a gyomorban a gyomornedvek hatására oldható vegyületekké alakulnak, súlyos mérgezést okozhatnak. Struktúra és toxicitás Szervetlen anyagok Az atomsúly szerepe A vegyérték szerepe A molekula szerkezetének szerepe Szerves anyagok A különböző csoportbevitelek szerepe A kettős kötések jelentősége Az izoméria szerepe
Felhasznált irodalom Kerényi A. 1998: Általános környezetvédelem. Globális gondok, lehetséges megoldások. Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged. Bordás I. 2006: Toxikológia Jegyzet. Országos Kémiai Biztonsági Intézet. Kendall, R. J., Lacher, T. E., Cobb, G. P., Cox, S. B. 2010: Wildlife Toxicology. CRC Press