Tossicologia TBA integrale

INTRODUZIONE ALLA TOSSICOLOGIA

TOSSICOLOGIA - BRANCA DELLE DISCIPLINE MEDICHE CHE STUDIA LA NATURA, GLI EFFETTI, LE PROPRIETÀ E LE DOSI DELLE SOSTANZE TOSSICHE.

UN TOSSICO - SOSTANZA CHIMICA CHE, A CONTATTO CON UN SISTEMA BIOLOGICO, DETERMINA UN'ALTERAZIONE DELLO STATO FISIOLOGICO NON EREDITARIA.

VELENO - OGNI SOSTANZA CAPACE DI PRODURRE UN DANNO AD UN SISTEMA BIOLOGICO.

TOSSINA - SOSTANZA TOSSICA PRODOTTA DA UN SISTEMA BIOLOGICO COME PIANTE, ANIMALI, FUNGHI O BATTERI.

XENOBIOTICO O AGENTE TOSSICO - SOSTANZA TOSSICA DERIVANTE DA PRODOTTI O ATTIVITÀ UMANE.

EFFETTI INIDIOSINCRATICI - EFFETTI DI UN FARMACO NON COLLEGATI CON L'OBIETTIVO PRIMARIO DELLA TERAPIA.

EFFETTI INDESIDERATI - EFFETTI COLLATERALI EFFETTIVAMENTE DANNOSI.

INTOSSICAZIONE - MALATTIA CONSEGUENTE ALL'ESPOSIZIONE CON UN COSÌ 'TOSSICO'. È UN PROCESSO COMPLESSO COSTITUITO DALLA SINGOLA, DALL'ORGANISMO E DALL'INTERAZIONE DEGLI STESSI ED È CARATTERIZZATO DAGLI EFFETTI TOSSICI.

IL CONCETTO DI CONCENTRAZIONE E DOSAGGIO HA DATO L'AVVIO ALLA DEFINIZIONE DI QUALITÀ (BERARD) E QUANTITÀ (FISIOLOGICA).

NB: NESSUNA SOSTANZA È UN VELENO DI PER SÉ STESSA MA È LA DOSE CHE FA SÌ CHE SOSTANZA SIA VELENO.

Et_L = C_o (b)_(tc) x R_v(vn) x AF_f

L'EFFETTO TOSSICO È UGUALE ALLA CONCENTRAZIONE DELLO XENOBIOTICO NELLA BIOFASE E AL TEMPO, OVVERO IL NUMERO DI RECETTORI DALL'ORGANISMO, PER L'ATTIVITÀ DELLA SOSTANZA AL RECETTORE È UN'ALTERAZIONE DELLO STATO FISIOLOGICO PRODOTTO DALL'ENTRATA DI UNA SOSTANZA CHIMICA NELL'ORGANISMO.

Alterazione lieve o inefficace compensata da una riserva funzionale ad un tessuto.

Modificazione chimica: affinità adossica modificando effetti critici, dettagliata su base chimica.

Esempio: ossigeno e enzima dosi.

Tre determinanti a livello emoglobina: metaemoglobina ed ipossia.

Fattori che influenzano la risposta tossicologica:

1. Individuo che somministra:
   • Dose
   • Caratteristiche molecolari: determina affinita
   • Meccanismo d'azione
2. Individuo:
   • Vie di contatto
   • Tossicita:
   • Soggetto
   • Cronica
3. Vettore:
   • Tempo di contatto:
     • Acuta

La dose: quantità di sostanza espressa in unità di peso e volume per unità di peso corporeo.

[mg/kg] o [mg ₂/kg] o [L₂/kg]

Dose letale 50 DL 50

Dose che determina la morte del 50% degli animali trattati.

Usata come unità di misura della tossicità.

Dose efficace 50 DE 50

Dose a cui il 50% della popolazione manifesta un determinato effetto, misurato con curva dose-risposta quantitativa.

Dose tossica 50 DT 50

Dose a cui il 50% della popolazione manifesta un determinato effetto tossico.

Effetti tossici immediati:

Si sviluppano rapidamente dopo una singola somministrazione.

Effetti tossici cronici:

Si osservano dopo un certo periodo.

Tipo di effetti cancerogeni.

Ogni popolazione si distribuisce intorno al valore medio

Aumentando progressivamente la dose in ciascun individuo della popolazione, viene distribuita la dose critica effice che in esso soggetto determina una risposta del tipo "tutto o nulla" (dose soglia)

In grafico otteniamo la distribuzione della frequenza delle dosi soglia negli individui

Osservare le curve dose-effetto quantiche e graduali siano binari

Esse hanno significati diversi:

• La curva graduale esprime la relazione fra l'incremento della dose e la relativa gradazione dell'effetto
• La curva quantiche è la misura della variabilità della dose soglia necessaria per produrre un effetto ben definito di tipo o nulla in un gruppo di individui

Dose che dà il 50% effetto massimo (NETICA)

Dose che dà il 50% effetto in una individua

Fase lineare

Variabili essenziali: Grafico con risposta distribuito con andamento ad U

Es.: Vit. D, selenium

Uridefilia

coeff. ripart. lipidi/H₂O → lipofilia

Le membrane biologiche composte principalmente da lipidi, sono attraversate tanto più velocemente quanto più elevato è il coefficiente di ripartizione lipidi/acqua, quanto tanto più è elevata la uridefilia.

Non è possibile determinare i coeff. lipidi/acqua cosi calcoliamo coefficienti di ripartizione ottanolo/H₂O o olio di oliva/H₂O.

In pratica è possibile solo descrivere in modo qualitativo e approssimato la dipendenza dalla velocità di passaggio dalla uridefilia del composto.

Molecole poco uridefili hanno una capacità trascurabile di attraversare le membrane, parliamo di composti idrofili o insolubili sia in acqua che nei lipidi come molte proteine.

Per le molecole molto uridefile il fattore limitante è la solubilità nelle soluzioni acquose, quindi tenderanno ad accumularsi nello spazio idalico delle membrane.

In definitiva, la massima velocità di passaggio è propria di molecole uridefile con un certo grado di indocilità.

es: dicacarbamolo

Uridofilia (capacità di passare le membrane)

Lipofilia (capacità di passare le membrane soluzioni acquose accumulate)

Assorbimento Transcutaneo

La cute integra è un'ottima barriera verso molti agenti chimici, tuttavia ci sono sostanze sia gassose che liquide che possono essere assorbite attraverso la cute in quantità sufficiente da causare tossicità sistemica.

L'assorbimento avviene principalmente per diffusione e la superficie assorbente è 1,5-2 m² nell'adulto.

L'assorbimento transcutaneo è molto importante in tossicologia poiché, ad esempio, molti insetticidi possono essere assorbiti e in passato hanno causato la morte dei contadini dopo questo via dopo essere assorbiti xenobiotici con potente eliminazione pre-sistemica derivante orale.

L'escrezione che venivano disciolte negli insetticidi devono passare attraverso 7 strati cellulari prima di raggiungere capillari e vasi linfatici, la barriera principale all'assorbimento, che determina la velocità di passaggio, è lo strato & esterno dell'epidermide, lo strato corneo, composto da cellule anucleate, disidratate e cheratinizzate e strettamente asseverate tra loro.

L'assorbimento percutaneo avviene per diffusione anche negli strati + profondo dell'epidermide e nel derma, questi strati contengono una matrice acquosa non cellulare e sono meno efficienti come barriera, le sostanze tox attraversano questi strati ed entrano nella circolazione sistemica.

Fattori incidenti:

• Integrità della compresenza
• Conduzione lipidica del derma
• Propria disturbazione dello strato corneo
• Elevata temperatura ⇒ + sangue
• Piccole dimensioni delle molecole

OSSIDAZIONE => CITOCROMO P450 (CYP, P450; CYP450)

• SUPERFAMIGLIA DI MONOSSIGENASI

I CYP SONO I MAGGIORI ENZIMI COINVOLTI NEL DETOSSIFICARE DAI ORGANISMI, AGENDO SU SUBSTRATI ENDOGENI ED ESOGENI IN UNA CLASSE È CONOSCIUTO RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCI E SONO PRESENTI IN TUTTI I TESSUTI MA IL LIVELLO PIÙ ALTO SI RISCONTRANEL FEGATO.

• A SECONDA DELLA SOSTITUZIONE NELLA CATENA AMMINOACIDICA GLI ISOZIMI DEL CYP SONO RAGGRUPPATI IN FAMIGLIE E SOTTOFAMIGLIE.
• ATTUALMENTE SONO DESCRITTE 74 FAMIGLIE. 14 NEI MAMMIFERI.

NELL’UOMO CONOSCIAMO

• 18 FAMIGLIE CON 42
  • -CYP1
  • -CYP2
  • -CYP3

• SOTTOFAMIGLIE E 57 GENI CODIFICANTI

NOMENCLATURA DEI CIP450: CYP2D6 => SEQUENZA AMMINOACIDICA (FAMIGLIA)

CIASCUN ISOZIMA È CARATTERIZZATO DA SUBSTRATI METABOLIZZATI DAGLI INDUTTORI E DAGLI INIBITORI.

TOLERANO DUNQUE LA GRANDE DIVERSITÀ DELLE VARIE ISOFORME. SPESSO 20 + ISOFORME PARTECIPANO AL METABOLISMO DI UN SINGOLO ALOGENICO.

N. B. LE VARIE ISOFORME POSSONO CATALIZZARE REAZIONI DIVERSE SULLO STESSO SUBSTRATO.

REAZIONI CATALIZZATE:

• - REAZIONI DI METOSSIDAZIONE
• - IDROSSILAZIONE ALIFATICA E AROMATICA
• - DE ALCHILAZIONE DI UN ETEROATOMO
• - OSSIGENAZIONE DI UN ETEROATOMO
• - TRASFORMAZIONE DI UN GRUPPO OSSIDRILICO
• - EPOSSIDAZIONE