cap 1 final

8/8/2019 cap 1 final

http://slidepdf.com/reader/full/cap-1-final 1/9

PARTEA I: PRINCIPII DE BAZĂ ÎN TOXICOLOGIE

CAPITOLUL 1

TOXICOLOGIE: CONSIDERAŢII GENERALE

1.1. Introducere

De la naşterea sa în evul mediu până la maturizarea şi fundamentarea sa ca o

disciplină distinctă şi separată în secolul XXI, toxicologia a fost concepută de la

început ca o ştiinţă aplicată. Câmpul ei de cercetare încorporează numeroase abordări

comune şi pentru alte discipline, cum ar fi chimia sau biologia. În mod particular,toxicologia a evoluat pe baza aplicaţiilor chimiei clinice şi analitice, aplicaţii centrate

pe identificarea substanţelor chimice şi analiza fluidelor corporale.

Primii toxicologi moderni erau de fapt chimişti, cu pregătire specializată în

metode de separare anorganice, care au inclus tehnicile cromatografice. Ulterior,

specialiştii în chimie analitică au pus la punct cromatografia în strat fin şi gaz

cromatografia. Pe măsură ce instrumentele au evoluat şi tehnologia s-a perfecţionat a

fost utilizată în arsenalul analitic şi cromatografia lichidă de înaltă performanţă în

scopul izolării unor cantităţi precise de compuşi din mixturi complexe de o deosebită

importanţă toxicologică. În plus, aplicaţiile specifice biologiei (microbiologia,

genetica şi metodologia culturilor celulare) au pătruns în domeniul toxicologiei,

exercitându-şi major influenţa. Azi toxicologia a „înflorit”, dând naştere multor arii

specializate, unele amintind cu greu de originile lor ancestrale (Collins, 2006).

1.2. Tipuri de toxicologie

1.2.1. Toxicologia generală

Toxicologia generală implică studii de expunere la agenţi chimici, biologici

sau fizici şi consecinţele acestora asupra sistemelor biologice. Însă, această definiţie a

fost înlocuită de descrieri ale domeniilor care reflectă interese mult mai specializate

din cadrul toxicologiei. Dezvoltarea metodologiei avansate în ceea ce priveşte

1



biotehnologia, necesitatea cercetărilor tot mai intense, şi aplicaţiile legale ale

toxicologiei au făcut necesare definirea mult mai exactă a disciplinei, care să includă

domeniile de interes din ce în ce mai vaste ale acesteia. Drept rezultat au apărut mai

multe definiţii care descriu mai amănunţit disciplina numită toxicologie.

1.2.2. Mecanismele toxicologiei

Cunoaştera mecanismelor toxicologiei implică identificarea cauzei toxicităţii

unei substanţe chimice la nivelul unei celule, ţesut sau organ. Deci toxicitatea unei

substanţe chimice poate fi clasificată şi exprimată în relaţie cu mecanismul său de

toxicitate, locul său de acţiune, zona ţintă sau organul cel mai afectat de activitate

toxică. O expresie similară, privind mecanismul de acţiune, este aplicată şi în studiile

farmacologice. Prin urmare aspectul legat de mecanisele toxicologiei urmăreşte să

determine bazele biochimice, fiziologice sau organice ale efectelor unui agent toxic

asupra sistemelor biologice.

1.2.3. Funcţia de reglare a toxicologiei

Acest aspect al toxicologiei se corelează cu dogma administrativă asociată cu

potenţiala expunere la agenţi toxici întâlnită în mediu înconjurător, ocupaţional şi

domestic. Această arie defineşte, direcţionează şi specifică proporţia în care individul

poate veni în contact cu un toxic sintetic sau natural şi trasează, pentru păstrarea

acestei balanţe, limitele normale sau cel puţin accesibile intervenţiilor terapeutice.

Liniile de bază sunt trasate de agenţi ale căror jurisdicţii şi atribuţii sunt stabilite de

către autorităţile federale, statale sau locale.

1.2.4.Toxicologia descriptivă şi toxicologia clinică

Toxicologia descriptivă este un domeniu care încearcă să detalieze agenţii

toxici şi aplicaţiile acestora. Aria descriptivă s-a dezvoltat în principal, ca o punte de

legătură între universul ştiinţific şi capacitatea de înţelegere a publicului larg asupra

acestui domeniu, în special în condiţiile în care a devenit necesar pentru o serie desectoare non-ştiinţifice să cunoască importanţa toxicologiei.

2



Spre exemplu, studierea metalelor în mediu (toxicologia metalelor) a devenit o

disciplină destul de populară în rândul specialiştilor în toxicologie care au încercat să

determine rolul acestora în mediul înconjurător. Toxicologia clinică poate fi de

asemenea considerată o disciplină descriptivă, deşi agenţii toxici cu aplicaţii clinice

fac de asemenea obiectul altor arii ale toxicologiei.

Tabelul 1.1 defineşte şi alte ramuri descriptive ale toxicologiei. Recent această

disciplină s-a îmbogăţit cu alte domenii vast descriptive, printre care amintim studiul

apoptozei, transducţiei semnalului mediată de receptor, expresiei genice, proteomicii,

stresului oxidativ şi nu în ultimul rând toxicogenomicii (Aaradema, MacGregor,

2002).

Tabelul 1.1 Alte ramuri descriptive ale toxicologiei

Domeniu Definiţia

Toxicologia genetică Încorporează principii ale biologieimoleculare cu aplicare în cadrul ştiinţelor legale, cum este cazul testării ADN, utilizatăca probă în procedurile judiciare sau,studiază agenţii toxici care intervin în

funcţiile normale ale genelor Toxicologia ocupaţională Examinează evenimentele asociate expuneriila toxice la locul de muncă

Toxicologia in vitro Dezvoltarea tehnicilor de obţinere aculturilor celulare ca alternativă la testareaefectelor toxicelor pe animale; o definiţiecurentă ar fi metode alternative latoxicologia aplicată pe animale, care descriemai precis aplicabilitatea metodelor in vitro

Toxicologia analitică Proceduri şi metode chimice şi biochimice

asociate cu identificarea, analiza şidetectarea substanţelor toxice în diferite probe

Toxicologia dezvoltării Studiul substanţelor toxice şi potenţialele lor efecte asupra reproducerii biologice şiembriogenezei

Imunotoxicologia Studiul substanţelor toxice şi efectele lor potenţiale asupra imunităţii

Neurotoxicologia Studiul substanţelor toxice şi efectele lor asupra funcţiilor şi activităţilor sistemuluinervos

3



1.3. Termenii uzuali şi nomenclatura

Definiţia clasică a toxicologiei a fost înţeleasă în mod tradiţional ca studiul

xenobioticelor, ştiinţa substanţelor toxice, şi se referă în mod particular la

interacţiunea dintre agenţii exogeni şi sistemele biologice. În scopul precizăriinomenclaturii, toxicele, compuşii şi medicamentele sunt denumite adesea agenţi sau

substanţe. Deoarece asemenea agenţi induc efecte nedorite sunt denumiţi de regulă

toxice. Consecutiv, toxicologia implică expunere fiziologică internă şi externă la

toxice şi interacţiunea toxicelor cu organismul. Treptat termenul a evoluat cu

includerea mai multor substanţe chimice sau clase de agenţi aparent necorelaţi. Ceea

ce transformă o substanţă chimică într-un toxic este prin urmare, legat în apecial de

durata expunerii, doza (sau concentraţia), calea de expunere şi mai puţin de stuctura

chimică şi compoziţia produşilor. În consecinţă, aproape orice agent are potenţial

toxic, şi devine astfel obiectul de studiu al toxicologiei extinse ( Fostel et al, 2005,

Barile, 2008).

1.4. Aplicaţiile toxicologiei

1.4.1.Cercetările în toxicologie

1.4.1.1. Aplicaţii academice

În mediul academic, cercetătorii din domeniul toxicologiei examinează sferele

de interes toxicologic larg în cadrul laboratoarelor. Preocupările academice includ

toate domeniile de interes pentru sănătatea publică în care progresul este dictat de

înţelegerea ştiinţelor toxicologice şi implică elucidarea mecanismelor şi teoriilor

toxicologice clinice şi descriptive. Metodele de cercetare au fost modificate pentru a

răspunde unor întrebări specifice ridicate de interacţiunea dintre problemele

toxicologice şi sănătatea publică.

1.4.1.2. Aplicaţii industriale

Cercetătorii toxicologi angajaţi în testarea toxicologică din industria

biotehnologică şi farmaceutică sunt cei care realizează testarea toxicităţii- testarea

înainte de lansarea pe piaţă a substanţelor chimice şi medicamentelor cu potenţial

4



toxic. Testarea preclinică din industria farmaceutică implică realizarea trialurilor de

Fază 1 pentru a testa toxicitatea agenţilor candidaţi, care au fost supuşi testărilor

chimice şi biochimice în scopul introducerii lor ca potenţiali agenţi terapeutici.

Procedurile de testare a toxicităţii includ atât protocoale de cercetare in vitro cât şi

studii pe animale.

1.4.2. Toxicologia de reglare

Cercetătorii din acest domeniu sunt în general angajaţi în agenţii administrative

guvernamentale, drept consultanţi guvernamentali şi în probleme industriale, ori ca

reprezentanţi ai concernelor industriale. În această poziţie ei sancţionează, aprobă şi

monitorizează utilizarea substanţelor chimice trasând reguli şi limite de utilizare.

Principiile majore sunt implementate cu ajutorul legilor încorporate jurisdicţiei

specifice federale, statale sau locale care le conferă acestor agenţii autoritatea. Prin

urmare, prin aceste acte normative, agenţiile pot determina responsabilii de

producerea, procurarea, distribuţia, marketingul şi nu în ultimul rând, eliberarea şi

înlăturarea substanţelor chimice în rândul populaţiei (Abraham, Reed, 2002).

1.4.3. Toxicologia legală

Specialiştii din acest domeniu integrează tehnici specializate în scopul

detectării compuşilor ca parte integrantă a mixturilor, uneori combinaţii toxice

necunoscute, care intră în contact accidental sau deliberat cu persoanele. Iniţial

ştiinţele legale au profitat de aplicabilitatea principiilor metodelor chimice de

separare pentru a identifica anumite substanţe în fluidele corporale. Ulterior

specialiştii acestui domeniu au aplicat principiile biologice ale interacţiunii antigen-

anticorp în stabilirea paternităţii. Cu ajutorul principiului grupelor de sânge şi

excluderea eventualelor contribuţii paterne la fenotipul urmaşilor, putem exclude un

anumit individ ca posibil tată al unui copil.

Interacţiunea antigen-anticorp a devenit ulterior baza metodelor imunologice

enzimatice (ELISA, EMIT), utilizate azi pentru detectarea cu mare specificitate şisensibilitate a medicamentelor în fluidele biologice. Metodele radioimunologice

5



(RIA) utilizează reacţii antigen-anticorp similare, adăugând liganzi radiomarcaţi drept

indicatori. Separarea ADN şi tehnicile de secvenţializare au înlocuit azi, aproape în

totaliate, testele de paternitate tradiţionale prin excludere. Aceste metode stau de

asemenea la baza includerii sau excluderii probelor juridice în cazurile penale sau

civile.

1.4.4. Toxicologia clinică

Specialiştii în toxicologie clinică au evoluat într-un domeniu diferit de cel al

colegilor lor din toxicologia legală. Aceştia sunt interesaţi de identificarea,

diagnosticarea şi tratamentul stărilor patologice sau bolilor care au rezultat din

expunerea terapeutică, ilicită sau din mediu la anumite toxice sau medicamente. Prin

expunere se înţelege de regulă, riscul individual de a veni în contact cu un toxic, dar

această noţiune poate fi extinsă şi spre includerea riscului populaţional.

1.5. Clasificarea agenţilor toxici

Clasificarea agenţilor toxici este o sarcină extrem de laborioasă, dacă luăm în

considerare numărul mare şi complexitatea compuşilor chimici prezenţi în domeniul public. Disponibilitatea unei mari varietăţi de substanţe chimice, medicamente şi

agenţi fizici alături de complexitatea efectelor lor toxicologice şi farmacologice, oferă

posibilitatea ca un singur agent să fie încadrat în mai multe categorii. Chiar compuşii

cu structuri sau acţiuni toxicologice similare pot fi grupaţi alternativ în conformitate

cu activitatea şi starea lor fizică. Modalitatea de realizare a sistemul următor de

clasificarea este în general acceptată deoarece reuşeşte să surprindă natura complexă

a toxicelor.

1.5.1.Clasificarea toxicelor în funcţie de utilizare

1.5.1.1. Pesticide

Agenţia Naţiunilor Unite de Protecţie a Mediului (EPA) defineşte pesticidele

ca substanţe sau mixturi de substanţe care au ca scop prevenirea, distrugerea,

combaterea sau atenuarea dăunătorilor. În general, pesticidele sunt clasificate în

funcţie de ţintele lor biologice. Cele patru clase majore de pesticide sunt insectidele,

6



ierbicidele, rodenticidele şi fungicidele. Tabelul 1.2 trece în revistă aceste categorii şi

principalele lor subclase (Acqavella şi colab., 2003). Datorită similitudinilor

fiziologice şi biochimice între speciile ţintă şi organismele mamifere, o toxicitate

inerentă este asociată pesticidelor la nivelul organismelor mamifere. Pe lângă acestea,

în cadrul fiecărei clasificări, compuşii sunt identificaţi în funcţie de mecanismul de

acţiune, structura chimică sau sursele semi-sintetice. Spre exemplu, deşi există multe

categorii de fungicide, toxicitatea acestora la oameni este destul de scăzută, cu

excepţia antifungicelor terapeutice, în special datorită mecanismului lor specific de

acţiune. Similar, agenţii fumiganţi variază de la tetraclorid de carbon la oxidul de

etilenă ei fiind utilizaţi pentru uciderea insectelor, viermilor şi fungilor din sol, ca şi

pentru conservarea depozitelor de cereale, fructe şi legume. Cu toate acestea

toxicitatea lor se limitează la expunerile ocupaţionale întâmplătoare.

Tabelul 1.2 Clasificarea pesticidelor

1.5.1.2. Aditivii alimentari şi industriali

Aditivii alimentari şi coloranţii alimentari sunt substanţe încorporate

intenţionat în alimente şi în etapele de procesare alimentară cu scopul modificării,

creşterii sau mascării culorii alimentelor. Ei sunt de asemenea utilizaţi pentru

funcţionalitatea lor care variază de la agenţi de stabilizare, de conservare până la

funcţii de îngroşare sau texturizare a alimentelor. Aditivii industriali şi alimentari fac

Clase de pesticide Clasificare în concordanţă cu ţinta

Insecticide Esteri organofosforiciCompuşi organocloruraţiEsteri carbamaţiEsteri piretroiziDerivaţi botanici

Ierbicide Compuşi clor-fenoxiDerivaţi de bipiridilCloroacetanilideFosfonometil aminoacizi

Rodenticide Anticoagulanteα-naftil tioureeaDiferite metale, substanţe anorganice, produşi naturali

Fungicide Antifungice utilizate în agricultură, domestice şiterapeutice

7



obiectul toxicologiei alimentare (Lewis,2002; Wolfgang, Johnson, 2002; Reynolds,

2005; Rietjens,Alink, 2006).

1.5.1.3. Agenţii terapeutici

Clasificarea toxicologică a agenţilor terapeutici se bazează pe mecanismele lor

farmacologice de acţiune sau pe organele ţintă ale toxicităţii lor. Câteva referinţe

importante fac legătura cu toxicologia clinică a agenţilor terapeutici prin extensia

detalierii efectelor lor adverse, precum şi a efectelor directe care sunt rezultatul

utilizării excesive.

1.6. Surse de toxine1.6.1. Surse botanice

Dermatita de contact produsă de iedera otrăvitoare este un sindrom inflamator

acut bine caracterizat. Azi, mulţi compuşi de origine botanică sunt clasificaţi drept

suplimente din plante, sugerând originea lor botanică. Importanţa lor în menţinerea

sănătăţii este de asemenea în strânsă legătură cu originea lor naturală. Însă, până

acum, toxicitatea acestor agenţi este doar puţin cunoscută.

1.6.2. Surse din mediu

Ca rezultat al industrializării, multe substanţe chimice sunt asociate şi

clasificate în concordanţă cu prezenţa lor continuă în mediu, cum ar fi de exemplu

prezenţa lor în apă şi sol. Fenomenul nu se limitează la ţările dezvolatate ci devine o

problemă importantă în ţările aflate în curs de dezvoltare din America de Sud, Asia şi

Africa.

Toxicologia mediului înconjurător este o disciplină distinctă care cuprinde

ariile poluării aerului precum şi ecotoxicologiei. Analiza poluării aerului include

neapărat atât poluarea aerului din exterior cât şi a celui din mediul de locuit sau de

muncă, prezenţa acidului sulfuric atmosferic, problema particulelor aeropurtate,

interacţiunea fototoxicelor cu mediul înconjurător precum şi toxicele detectate în

8



smog. Ecotoxicologia este ramura toxicologiei mediului care investighează efectele

toxicelor din mediu asupra ecosistemelor (Barile, 2008).

9

cap 1 final

Documents

Transcript of cap 1 final