Tossicologia

Le via dei assorbimento sono:

• via endovenosa

Ripasso: • via sottocutanea

• via intramuscolare

Assorbimento • via orale

Il parametro della assorbimeto in farmacologia è una cosa positiva, perché il farmaco • via inalatoria

deve venire assorbito • via rettale

negativo

Ma in tossicologia, l’assorbimento di una sostanza tossica è un parametro

endovenosa, intramosculare sottocutanea

Le vie di assorbimento e arrivano tutte al cuore, perché

entrano nel circolo venoso

Dal circolo venoso, il primo organo con cui entrano in contatto è il cuore e il secondo è il polmone

Poi riparte il circolo, che diventa arterioso, e allora come organo si incontra il fegato (ma solo dopo)

Quindi si arriva per prima al cuore con circolo venoso —> polmone —> circolo arterioso (con fegato)

orale

Per la via di assorbimento si ha analogamente gli stessi passaggi

primo passaggio

Tramite l’assorbimento per via orale si ha l’effetto di

La sostanza incontra il fegato tramite il circolo venoso (quindi la molecola prima viene assorbita)

rettale

L’effetto di prima passaggio nel fegato è diretto se si ha l’assorbimento solo per via

inalatoria

L’assorbimento per la via è molto condizionato dalle dimensioni delle particelle che inaliamo

Il problema delle dimensioni delle particelle non si ha se si inala un gas, ma se si ha una sospensione

Tramite questa via di ha il passaggio diretto attraverso la BEE (se la sostanza riesce a superarla)

Tutte queste vie portano all’encefalo, sia in modo diretto o indiretto

L’encefalo è protetto dalla barriera ematoencefalica BEE e quindi consente il passaggio solo di alcune sostanze

Tramite la via inalatoria, le sostanza inalate arrivano direttamente al cervello, se riescono a passare la BEE

Infatti se inaliamo un solvente, l’effetto sul encefalo è immediato

Dopo ci sarà sempre un assorbimento sistemico e quindi avverrà anche un metabolismo di primo passaggio, ma l’effetto sul

encefalo sarà immediato

Cosa succede quando inaliamo delle sostanze:

Quando respiriamo ci sono delle particelle che hanno un peso molecolare tale che riescono a

raggiungere i polmoni

Infatti quanto più una particella è piccola e più è la probabilità che raggiungerà gli alveoli polmonari

Questa probabilità di raggiungere i polmoni è un altro parametro che è farmacologia è positivo ma in

tossicologia è negativo

Nelle via aeree alte e intermedie —> si ha la possibilità di espulsione delle particelle inalate

Nei polmoni —> non si ha la possibilità di esplellere nulla

Se si ha un diametro di 10 micrometri (PM10) si ha il cutoff di pericolosità per cui non si dovrebbe

inalare particelle così piccole meccanismi di difesa,

Quando si inala delle sostanze tossiche, comunque abbiamo dei che sono la tosse oppure dei meccanismi

che si trovano sugli epiteli delle vie respiratorie che riescono a buttare verso l’alto ciò che si deposita sopra, se le particelle sono

abbastanza grandi da non finire nei bronchi

Quindi le particelle riescono a risalire verso l’alto e poi verranno deglutite e finiranno nello stomaco

Gli epiteli che costituiscono le vie aeree sono strutturati in modo da difendere il polmone, che è la parte più sensibili e vitale

cigliato

Infatti si ha l’epitelio della trachea che, tramite le sue ciglia, riesce a trattenere le sostanze e poi con il movimento delle

ciglia, che è costante, che le butta verso l’alto

via cutanea:

Assorbimento per (focus rapido, poi fatta in altri corsi)

Una sostanza più è idrofila e più farà difficoltà ad attraversare lo strato corneo della pelle

Invece le emulsioni in una base lipofila passa facilmente la pelle

Infatti il benzene può essere assorbito

Per questo si fa benzina con il self-service, così che i benzinai non sia continuamente

esposti in modo cronico al benzene contenuto nella benzina

Pericolosità di una sostanza:

Per capire la pericolosità si deve tenere in conto la concetrazione e la frequenza dell’esposizione

Barriere Tissutali barriere

Il nostro organismo è dotato di meccanismo di difesa = —> che possono essere tissutali o ematotissutali

struttura epiteli,

Le barriere tissutali sono determinata dalla di alcuni tra cui:

cutanea

• Barriera = la cute è costituita da vari strati, e le molecole più vanno verso gli strati più in superficie

e maggiormente si disidratano e perderono la capacità di duplicarsi. Queste cellule morte costituiscono lo

strato cutaneo (prima barriera)

mucosale

• Barriera = sia le mucose orali che nasali sono costituite da cellule in stretto contatto l’una con

l’altra in modo tale che non esistono pori tra le cellule, quindi le molecole che riescono ad attraversare

queste barriere sono solo quelle molto lipofile oppure devono essere trasportate da molecole

Questa caratteristica è comune a tutti gli epiteli mucosali, anche nel intestino che infatti non deve poter far

uscire tutti i vari microrganismi che lo abitano

Infatti hanno il compito di isolare quel compartimento del organismo che è a contatto con l’esterno

struttura endotelio dei

Le barriere ematotissutali non sono determinati dalla struttura del epitelio, ma dalla del

vasi sanguigni che le costituiscono, e abbiamo:

ematoencefalica

• Barriera = è costituita da vasi in cui l’endotelio è formato da cellule che sono coese tra

loro (no pori) e quindi non lasciano passare le sostanza, passano solo le sostanze per cui si ha trasportatori

specifici, ma sono pochi i trasportatori che si nella barriera emaencefalica. Quindi le moleocle che possono

passare la BEE sono estremamente poche

muscolo cardiaco

• Nel = anche qua non si ha pori tra le cellule, infatti pochissimo sostanze possono passare

all’interno del miociti (glucosio, amminoacidi, piccoli peptidi attraverso sistemi di trasporto specifici per essi)

Infatti il cuore è un organo che ha un basso indice di tossicità perché sono poche quelle molecole che

riescono a passare il muscolo cardiaco

L’unico danno che si può fare è che le poche molecole che riescono a passare attraverso i miociti, poi vadano a produrre

specie radicali dell’ossigeno ROS che vanno a recare danno al muscolo cardiaco

fegato

• Nel = i sinusoidi (capillari) epatici sono costituiti da un endotelio finestrato perché in mezzo al contatto tra le cellule ci

sono delle finestre, infatti la funzione del fegato è quella propria di assorbire le sostanze che arrivano e quindi deve far passare

un grande varietà di molecole (tutto arriva nel parenchima epatico)

Infatti il fegato è il principale organo bersaglio della tossicità di farmaci e sostanze tossiche, proprio perché non ha meccanismi

di difesa

Esempio di sostanza assorbita:

L’etanolo (è un solvente organico) attraversa istantaneamente la barriera ematoencefalica e anche la barriera placentare (la

concetrazione ematica di etanolo della madre è uguale alla concentrazione ematica del feto)

Perché è una molecola a basso peso molecolare e molto lipofila, e quindi riesce ad attraversare molto bene le barriere

Il trucco è quello di ridurre l’assorbimento e quindi che subisca biotrasformazione invece che entri in circolo tramite la via venosa

Caratteristica della barriera ematoencefalica BEE:

• ha una assenza di pori

• ha dei trasportati di molecole specifiche

• ha dei capillari avvolti da processi astrocitari —> è un ulteriore strato di protezione

• ha una bassa concentrazione di proteine nel liquido interstiziale —> perché le molecole possono legarsi alle proteine e rimane

in quella zona (sono una riserva di molecole), e maggiore è il tempo di permanenza di una sostanza tossica, e maggiore è la

possibilità di avere un danno. Quindi è meglio di avere meno proteine a cui possono poi legarsi le sostanze

Legame alle proteine plasmatiche

Maggiore è il legame alle proteine plasmatiche e maggiore è la permanenza, quindi maggiore è l’emivita

Cinetica delle molecole assorbite

Per tossicità delle molecole, il parametro più importante è la cinetica di eliminazione

Infatti al farmacologo interessa l’assorbimento di una molecola, invece al tossicologo interessa l’eliminazione di una molecola

velocità di eliminazione

Quindi è importante capire la di una molecola

Maggiore è la velocità di eliminazione di una molecola —> migliore è il suo profilo tossicologico

Scelta del sistema a compartimenti:

Per valutare la pericolosità di una molecola, si assume di essere a in sistema a due compartimenti, per evitare di complicare i

concetti, ma per valutarne l’eliminazione, si può usare anche un sistema a un compartimento, perché:

un compartimento

A un sistema a si assume che l’assorbimento, la distribuzione e

l’eliminazione avvengano allo stesso modo in tutti i tessuti (questa è una approssimazione

molto grande) <— è quello che si usa per valutare l’eliminazione

due compartimenti

A un sistema a si ha un compartimento idrofilo (plasma) e un

compartimento idrofobo (tessuto). Infatti appena introduciamo la sostanza nel organismo, si

ha tutta nel plasma e nessuna nel tessuto, e man mano che passa il tempo si va a creare un

equilibrio tra la concentrazione nei due compartimenti

Quando si raggiunge questo equilibrio —> poi inizia il processo di eliminazione

Questo processo di eliminazione può essere sovrapposto al sistema a un solo compartimento

Tipi di cinetica in un sistema a 1 compartimento:

La velocità di eliminazione può seguire due tipi di cinetica:

• cinetica di ordine zero

• cinetica di ordine primo

ordine primo proporzionale

la velocità di eliminazione è alla concertazione della sostanza

Nella cinetica di —>

Quindi = più sostanza si inserisce è più ne viene eliminata

e quindi l’emivita della sostanza non cambia

ordine zero costante

la velocità di eliminazione non è proporzionale alla concentrazione della sostanza, ma è

Nella cinetica di —>

Quindi l’organismo eliminata quella sostanza sempre alla stessa velocità = elimina sempre la stessa quantità di sostanza

saturazione

Quindi qua si può avere un accumulo, perché si ha un processo di dei processi di eliminazione perché non si potrà più

aumentare la velocità di eliminazione = aumenta l’emivita di un farmaco

Esempio di cinetica di etanolo:

Si elimina sempre 10 ml all’ora

Quindi più se ne assume e maggiore etanolo rimane in circolo nel organismo

Definizioni:

Evento avverso: è un qualsiasi episodio sfavorevole che si verifica dopo la somministrazione di un farmaco o di un vaccino, ma

non causato

che è necessariamente dall’assunzione del farmaco o dall’aver ricevuto la vaccinazione

Esempio: se faccio il vaccino e poi scivolo nel ospedale, questo è un effetto avverso

Ma se questi eventi effetti avversi viene ripetuto in più persone allora si passa a una reazione avversa

Reazione avversa: è una risposta nociva e non intenzionale a un farmaco o ad una vaccinazione per la quale è possibile stabilire una

relazione causale con il farmaco o la vaccinazione stessa

Per distinguere, quindi, se siamo di fronte a un evento avverso o a una reazione avversa, dobbiamo valutare se è possibile risalire a

causa legata

una al prodotto medicinale. Non è sufficiente che l’evento si sia verificato a breve distanza dalla vaccinazione o

dall’assunzione del farmaco

Effetto indesiderato: è un effetto non intenzionale connesso alle proprietà del farmaco o del vaccino, che non è necessariamente

noto,

nocivo ed è stato osservato in un certo numero di persone. Si tratta quindi di un possibile effetto verificatosi nel corso del

tempo e considerato accettabile

Esempio: con un farmaco anticancro si va a colpire anche altre cellule a rapida duplicazione quindi si perdono i capelli

Come si valutano i risultati sperimentali:

curve dose/risposta graduali

Si usano = cioè si va ad aumentare la dose e si vede come varia l’effetto

Esempio: i Barbiturici

I barbiturici sono farmaci che agiscono con lo stesso effetto delle benzodiazepine

Ma in base alla concentrazione si ha un effetto differente

Le benzodiazepine sono più sicure perché vengono metabolizzate più velocemente e

quindi è difficile che raggiungono la dose letale

Però se si uniscono le benzodiazepine con l’etanolo, allora si va a potenziare il loro effetto

Però, in tossicologia, non sempre si possono usare le queste curve dose/risposta graduali

quantità manifesta

I tossicologi utilizzano delle curve dose/risposta che non valutano l’effetto, ma valutano la di individui in cui si

tossico

un determinato effetto

Quindi = si va a vedere in quanti individui e a quali dosi si manifesta l’effetto tossico

Curve dose/risposta graduali = si valuta l’intensità di un effetto • risposte tutto/nulla (morte/non morte, presenza/assenza di un sintomo)

• si valuta la frequenza (numero di individui) con cui si verifica l’effetto

Curve dose/risposta quantali frequenza

= si valuta la di un effetto atteso in relazione alle dosi

Tramite questo curve dose/risposta quantali si ottiene una distribuzione normale

Ad esempio:

Do 10 —> muoiono 2 animali

Do 12 —> muoiono 4 animali

Do 15 —> muoiono 10 animali

Do 25 —> muoiono il 40% animali

Do 30 —> mulino il 30% di animali = si ha una riposta diversa

cumulative

Sono delle curve dove si sommano gli animali morti con quella dose e sommati agli animali già morti prima a dosi

minori precedenti

Studio di tossicità acuta

Questo test di tossicità acuta serve per dire quale effetto provoca la singola esposizione a quella sostanza, in relazione alla dose

Questi studi sono fatti su animali, ma solo nella fase finale dello studio, perché lo studio preclinico viene fatto invece in vitro

La modalità di somministrazione può essere a singola dose oppure con somministrazioni ripetute entro 24h

DL50 dose letale nel 50% dei casi

L’obiettivo è quello di identificare la = cioè la

Un altro obiettivo è quello di capire qual’è l’organo bersaglio, che può variare in base se si tratta di tossicità acuta o cronica (ad

esempio il benzene)

Dopo la somministrazione della molecola, si fa la zoopsia dopo 14 giorni dalla somministrazione

Oltre agli animali trattati con la molecola di studio, si ha anche animali che vengono tratti con il solo veicolo e vanno a costituire

bianco

il

Le gabbie dei controlli sono mescolate

La DL50 serve per:

• classificazione sostanze chimiche

• calcolo indice terapeutico (DL50/DE50)

non è una costante assoluta: dipende da specie e condizioni sperimentali

di sicurezza DE99/DL1 dose efficace nel 99% dei casi dose letale nel 1% dei casi

Infatti si preferisce utilizzare l’indice = /

Quindi

Gli studi di tossicità acuta servono per:

• individuare la DL50

• capire quale è l’organo bersaglio

• le dosi da utilizzare nei test successivi

Studi di tossicità cronica/subcronica

Sono il passaggio successivo dei test di tossicità acuta

Lo scopo di questi studi è quello di:

• identificare l’organo bersaglio di quella molecola per esplosione cronica

NOAEL dose massima al quale non si osserva effetti avversi

• identificare il = cioè livello di —> cioè è la dose minima che non

provoca effetti avversi

Come si esegue:

La durata è sui 90 giorni per la tossicità subcronica

Per la tossicità cronica, che si intende la somministrazione per periodo prolungati o per tuttta la vita, è gli esperimenti possono

durare 90 gironi oppure tutta la vita dell’animale

Le modalità di esecuzione sono uguali, ma cambia solo i tempi di esposizione

Prendiamo ad esempio la via di somminstraziome per via orale

Si somministra la sostanza per la stessa via per la quale l’uomo la somministrerà

Si preferisce la via orale o inalatoria che sono la più semplice e meno stressante per l’animale, che infatti dovrà assumere la

sostanza per un periodo di tempo prolungato (90 giorni o per tutta la vita del animale)

Bisogna osservare l’animale per vedere se ci sono dei cambiamenti, ad esempio nel comportamento

Poi si fanno anche dei prelievi per valutare i parametri ematici e controllo delle urine

Questo lo si fa per tutta la sua durata dalla vita

Si tiene un registro anche sugli animali che muoino

Poi bisogna fare la zoopsia

Poi si sacrifica l’animale e si fa la zoopsia, che la si fa su tutti gli organi del animale

Tutto ciò si fa con l’obiettivo di:

• per identificare l’organo bersaglio e il NOAEL

• per identifcate l’ADI (Acceptable Daily Intake) = cioè la dose di sostanza che può essere assunta quotidianamente senza

danni alla salute. Per calcolare l’ADI si parte dal NOAEL

ADI

Si capisce quanto il nostro organismo può tollerare quella sostanza giornalmente

Quantità giornaliera di un composto chimico che assunta per tutto il periodo della vita appare essere priva di

La definizione è:

apprezzabili rischi per la salute, sulla base di tutte le conoscenze al momento disponibili

“Appare" "Apprezabili" = notare che si usa questo verbo perché si fa una sperimentazione sulla base di apparecchi che si ha al

momento e quindi se faccio lo stesso esperimento più avanti con tecniche pi&