Prezentace aplikace PowerPoint - PřF UJEPchemistry.ujep.cz/userfiles/files/toxikologie 1.pdf · •speciální toxikologie - toxikologie jednotlivých xenobiotik (anorganické látky,

TOXIKOLOGIE I KCh/P101

Markéta Komlóová

Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta

Ústí nad Labem 2013

Projekt „Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP“

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/28.0296

Tento projekt byl podpořen z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Obor: Toxikologie a analýza škodlivin Chemie (dvouoborové) Chemie se zaměřením na vzdělání Klíčová slova:

Obecná toxikologie Historie

• pravěk – lov a válčení

• starověk

• Ebersův papyrus – recepty egyptského lékařství - popis léčení otrav a přípravy jedů (sloučeniny arsenu, antimonu…)

• Čína – císař Šen-nung – kniha o léčivých bylinách

• Hippokrates – Corpus Hippocraticum

• profesionální vědomosti o jedech a principech toxikologie, léčení otrav

• travičství – bolehlav (Sokrates), Locusta (Claudius)


• středověk

• Philippus Aureolus Theoprastus Bombastus von Hohenheim (1492–1541)

• vědecký základ toxikologie

• podstata jedů je jejich chemické působení na organismus

• teorie o závislosti odpovědi organismu na dávce

• „Dosis sola facit venenum“ – dávkování činí látku jedovatou

• italské a francouzské travičství

• Kateřina Medicejská


• novověk

• 1. a 2. světová válka – bojové látky (chlor, yperity, nervově paralytické látky)

• léčiva, potravní aditiva, umělá sladidla, barviva…

• hnojiva, pesticidy

Obecná toxikologie Základní pojmy

• toxikologie

• vědní obor studující nepříznivé účinky cizorodých chemických látek či jejich směsí na živý organismus

• toxicita

• schopnost látky působit na organismy nepříznivě

• toxická látka

• látka schopná působit na organismus nepříznivě

• toxiny

• tox. látky produkované živými organismy

Obecná toxikologie Toxikologie

• interdisciplinární obor

• využívá poznatků: biologie, chemie, farmakologie, biochemie, fyziologie, patofyziologie, genetiky…

• …k identifikaci a stanovení – fyzikální chemie, analytická chemie

• …při studiu vlivů toxických látek na životní prostředí – ekologie, veterinární medicíny, botaniky

Obecná toxikologie Toxikologie – dělení 1

• obecná toxikologie - zkoumá obecné zákonitosti a vztahy mezi chemickými látkami a účinkem na živý organismus

• speciální toxikologie - toxikologie jednotlivých xenobiotik (anorganické látky, organické látky, bojové látky, omamné a psychotropní látky, toxiny živočišného a rostlinného původu).


• deskriptivní toxikologie (popisná)

– popis poškození organismu

– testování toxicity na zvířatech

• mechanistická toxikologie – studuje mech. toxického účinku na živý organismus

• regulační toxikologie - na základě výsledku testu toxicity rozhoduje o míře rizika (při povolení výroby nového léku, kosmetického přípravku, přídatné látky (aditiva) do potravin apod.


• forenzní - důkazy intoxikací

• průmyslová - přípustné dávky a expozice prům. slouč.

• klinická

• ekotoxikologie - znečištění životního prostředí

• vojenská – toxické látky užívané v boji

• predikční - odhad toxického účinku sloučeniny

• t. omamných a psychotropních látek

• t. agrochemická a zemědělská - pesticidy, hnojiva..

• t. potravin a aditiv

Obecná toxikologie Toxická látka

• taková chemická látka, která již v malých dávkách nebo nízkých koncentracích vyvolá těžké poškození organismu nebo vede k jeho zániku

• co lze považovat za malou dávku/nízkou koncentraci ???

Obecná toxikologie Toxická látka

• Paracelsova definice:

• “Všechny látky jsou jedy a závisí jen na dávce, kdy látka přestává být jedem“

• i látky s nízkou toxicitou mohou působit toxicky

• chemické vlastnosti

• fyzikální vlastnosti

• biologické vlastnosti

• nebezpečnost látky X toxicita

Obecná toxikologie Obecné vztahy mezi chemickou látkou a jejím toxickým účinkem

• faktory ovlivňující toxický účinek

• projevy toxického účinku

• mechanismy toxického účinku

• toxikokinetika

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek

• druh látky

• dávka/koncentrace látky v prostředí

• expozice

• brána vstupu

• organismus (druh, věk, pohlaví, nemoc, genet. vlast.)

• přítomnost další toxické látky

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – druh látky

•struktura a fyzikálně - chemické vlastnosti

•rozpustnost - vliv na vstřebatelnost (BaSO4)

•schopnost kumulace

• silně lipofilní látky – schopnost hromadit se v tukové tkáni

• iontové látky – nahrazují v těle běžně se vyskytující ionty (Br- →Cl-, Ba2+ →Ca2+)

• l. s afinitou k urč. tkáním

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – dávka

• vztah mezi dávkou a účinkem (DRC)

• dávka prahová - nejnižší dávka, která již vyvolá hodnotitelnou reakci

• dávka nadprahová

• d. terapeutická

• d. toxická

• d. letální

• LD50 - dávka, která způsobí akutní uhynutí 50 % experimentálních zvířat (myší nebo potkanů)

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – dávka

• označení chemické látky dle LD50

• supertoxická - 5 mg/kg a méně

• extrémně toxická - 5 – 50 mg/kg

• vysoce toxická - 50 – 500 mg/kg

• středně toxická - 0,5 – 5 g/kg

• málo toxická - 5 – 15 g/kg

• netoxická - 15 g/kg a více

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – expozice

• míra vystavení působení toxické látky na organismus

• trvání expozice:

• jednorázová expozice – 24 hod. (u inhalace 4 hod.)

• opakovaná expozice

• místo expozice (brána vstupu):

• vliv na rychlost nástupu účinku

• intravenózní˃inhalace˃intraperitoneální˃subkutánní˃intramuskulární ˃per os

• frekvence expozice:

• časové intervaly, v kterých dochází k vystavení účinkům

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – vliv organismu

• selektivní toxicita

•působení toxické látky pouze na některé biologické druhy

•příčiny: rozdílná stavba buněk, rozdílný metabolismus

•využití: antibiotika, pesticidy

•věk: děti – odlišná dechová frekvence, vyšší obsah vody v buňkách i extracelulárním prostoru…

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – interakce

• působení dvou a více látek na organismus současně

• synergismus - souhlasný účinek obou látek (sedativa + alkohol)

•sumace

•potenciace - Ca2+ v kombinaci s digitoxinem výrazný stimulační účinek na srdce

• antagonismus - protikladný účinek obou látek

•chemický - př. chelatační látky tvoří s těžkými kovy netoxické komplexy

•funkční – př. ethanol a kofein

•kompetitivní

Obecná toxikologie Projevy toxického účinku

• podle času potřebnému k projevení

• bezprostřední toxicita -projeví se ihned po jednom podání toxické látky

• opožděná toxicita -nastává s odstupem určitého času, tzv. doba latence (např. karcinogenní účinky)

• podle místa rozvoje účinků

• lokální - v místě prvního kontaktu toxické látky s biol. systémem

• systémová - všechny orgány nejsou zasaženy stejně, většinou 1-2 orgány (tzv. cílové orgány)


• akutní otrava

• může nastat při vlastní expozici, bezprostředně po ní nebo se zpožděním

• vniknutí nadkritické dávky do org. v krátké době, projevuje se okamžitým účinkem

• látka vniká do organismu v podkritických dávkách, je ukládána v některém orgánu a jednorázově vyplavena do krve v nadkritickém množství

• průběh:

• prudký, představují bezprostřední ohrožení zdraví nebo života postiženého


• chronická otrava

• podkritické dávky vnikají do organismu dlouhodobě

•dochází k jejich kumulaci v těle

•účinky se projeví opožděně po překročení určité koncentrace v místě účinku

• průběh:

• příznaky otravy nastupují zvolna, stupňují se a přetrvávají i po přerušení či ukončení expozice

•neohrožují zdraví nebo život okamžitě

•vyžadují dlouhodobé léčení, příp. zanechávají trvalé následky


• chemická alergie:

• imunologicky zprostředkovaná tvorba protilátek po předchozím podání toxické látky

• alergická reakce se pak rozvine po opětovném podání i nepatrného množství toxické (anafylaktický šok)

• idiosynkratická reakce:

• geneticky podmíněné abnormální reakce na chemické látky (mimořádně vysoká citlivost na malé dávky nebo mimořádně nízká citlivost na vysoké dávky)

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku

• podle projevu:

• přímý tox. účinek – poškození buněk urč. orgánu

• biochemický účinek – ovlivnění biochemického děje

• imunotoxický účinek – snížení imunity, alergie

• mutagenita – změna genet. informace (další generace)

• karcinogenita - změna genetické informace vedoucí ke zhoubnému bujení

• teratogenita - poškození plodu vedoucí k narození defektního jedince


• přímý toxický účinek:

• poškození buněk určitého orgánu, nejčastěji se jedná o játra, ledviny, plíce, pankreas..

• dráždivý účinek – dochází k podráždění nebo poškození sliznice očí, dýchacích cest, zažívacího ústrojí nebo kůže (vyvolávají jej např. kyseliny, louhy, látky s oxidačními účinky, organická rozpouštědla)

• narkotický účinek – způsobují jej látky, které brzdí přenos nervového vzruchu a tím potlačují aktivitu CNS (např. nižší alkoholy, CHCl3, CCl4, benzen, toluen…)


• biochemický toxický účinek:

• toxická látka interaguje s cílovou molekulou (enzym, receptor, NK, ...)

•ovlivnění biochemického děje

•inhibice enzymu X aktivace enzymu

•př. NPL inhibují enzym acetylcholinesterasu

•ethanol aktivuje alkoholdehydrogenasu


• imunotoxický účinek:

• ovlivnění imunitního systému

• toxické látky mohou imunitní reakci :

• potlačit (imunosuprese)

• benzen, polycyklické aromatické uhlovodíky, PCB, ozon

• vyvolat nepřiměřenou imunitní reakci (alergická reakce)

• např. pyly, prachy, akryláty, kovy,...


• mutagenita: • zásah do genetické informace

• působením chemických látek dojde ke změně struktury některé báze NK, takto pozměněná báze není schopna vytvořit příslušný pár → dojde ke změně kódované a přenášené genetické informace

•kancerogenita: • mutace v genetickém materiálu projevující se zhoubným bujením

• poškození opravných mechanismů, které jsou jinak schopny poškozenou NK rozpoznat a opravit, příp. nahradit.

• např. azbest, aminoazosloučeniny, vinylchlorid, polyaromatické sloučeniny, aromatické nitrosloučeniny, heteroaromatické nitrosloučeniny


• teratogenita:

• schopnost látky poškodit embryo, přestože pro matku je v dané dávce neškodná

• př. léčivo thalidomid, používáno jako sedativum - na dospělé nemělo žádné vedlejší účinky. Děti matek se rodily těžce deformované (zkrácené končetiny - fokomelie, malformace vnitřních orgánu,...apod.).

• povinné testy všech léčiv na teratogenitu a ke zpřísnění požadavku na testování léčiv, na všech letácích k lékům uváděno, zda jsou či nejsou vhodné k užívání v době těhotenství

Toxikokinetika • studium mechanismů, kterými působí organismus na

xenobiotikum

• zkoumá osud toxické látky v organismu po celou dobu setrvání v organismu po jednotlivých krocích:

• dosažení koncentrace xenobiotika v cílové struktuře potřebné k vyvolání toxikodynamického účinku

• X toxikodynamika – mechanismy, kterými působí xenobiotikum na organismus

• kinetika sleduje vztah mezi plazmatickou koncentrací látky a účinkem, měří toxikokinetické parametry

• znalost toxikokinetických principů pomáhá v léčbě intoxikací, ovlivnění rychlosti a způsobu eliminace látek z těla

Toxikokinetika • fáze:

• adsorpce toxické látky (vniknutí do organismu)

• distribuce (rozvod toxické látky do organismu)

• biotransformace (přeměna toxické látky)

• exkrece (vyloučení toxické látky nebo jejích metabolitů z organismu)

Toxikokinetika Adsorpce

• rychlost a rozsah, s jakým látka opouští místo aplikace

• mechanismy prostupu biologickými membránami:

• difúze vodními póry

• pasivní transport • prostá difúze – nejčastější, po koncentračním spádu

• usnadněná difúze – pomocí specifického přenašeče

• aktivní transport – přenašeč, spotřeba energie • uniport

• symport – dvě látky stejným směrem

• antiport – přesun dvou látek v opačném směru

•fagocytóza/pinocytóza (př. nerozpustné částice azbestu uzavřeny do plicních buněk)


• biologická dostupnost:

• rozsah (%) v jakém xenobiotikum dosáhne systémové cirkulace a vlastního místa účinku

AUC p.o.

F = ------------------- (x 100 %)

AUC i.v.

• faktory ovlivňující dostupnost: • fyz.-chem. faktory

• rozpustnost

• podmínky v místě absorpce

• koncentrace xenobiotika

• průtok krve v místě absorpce


• mezi hlavní místa adsorpce patří:

• kůže

• plíce

• GIT

• experimentálně užívané (invazivní) dále jsou:

• intravenózně – injekčně do žíly (i.v.)

• subkutánně – pod kůži (s.c.)

• intramuskulárně – do svalu (i.m.)

• intraperitoneálně – do dutiny břišní (i.p.)

• sublingválně – pod jazyk (s.l.)


• kůže: • přístupná pro plyny, roztoky

• velká absorpční plocha

• průchod lipofilních látek

• plíce:

• plynné, kapalné i pevné látky (velikost částic)

• př. CO, azbest, CHCl3, SO2

• absorpční plocha 50-100 m2, bohatě prokrvené

• absorpci ovlivňuje rychlost dýchání a krevní tok

• malé částice absorbovány i pomocí pino/fagocytózy


• GIT: • vstřebávání závislé na pH prostředí a fyz.-chem. vlast. látky

• ústa X žaludek X střevo

• lipofilní neionizující látky X ionizující látky

• vrátnicový oběh (v. portae) – krev do jater, metabolizace velkého podílu xenobiotika (first pass effect)

• = tzv. presystémová eliminace

• některé látky rozloženy kyselým prostředím žaludku, trávicími enzymy (peptidy)

Toxikokinetika Distribuce • prostřednictvím krevního oběhu

• časový průběh koncentrace látky v krvi odráží distribuci látky v organismu

• přestup do jednotlivých buněk, tkání, orgánů X exkrece

• koncentrace v krvi je důležitý kinetický parametr:

• přesnější než dávka podaná

• reflektuje koncentraci v cílových orgánech

• lze z ní vypočítat poločas látky, AUC

• může indikovat i typ distribuce

• ukazuje i na čas trvání expozice

Toxikokinetika Distribuce • biologický poločas (T1/2) = čas, za který se koncentrace látky sníží o

polovinu

– je dán metabolismem a exkrecí látky

• interakce látek s plazmatickými proteiny

• ustaluje se rovnováha mezi volnou formou a formou vázanou na protein

• vazby – iontové, vodíkové, hydrofobní interakce, Van der Waalsovy síly

• albumin - warfarin

• lipoproteiny – PCB

• kyselý glykoprotein – látky zásadité povahy

Toxikokinetika Distribuce • hematoencefalická bariéra (HEB)

• těsně propojené endoteliální buňky

• jen malé lipofilní molekuly, molekuly plynů

• pro většinu látek důležitý přenašeč

• patologicky zvýšena propustnost (při zánětu, stresu)

• placentární bariéra

• brání míchání fetální a mateřské krve

• jednoduchá difúze

Toxikokinetika Biotransformace • eliminace xenobiotika = biotransformace + exkrece

• cíl biotransformace

• biodeaktivace xenobiotika (někdy aktivace)

• omezení adsorpce

• zvýšení hydrofility

→urychlení exkrece

→poločas látky v organismu se snižuje

→čas expozice látce se snižuje

→snižuje se možnost akumulace látky

• místo biotransformace

• játra (méně ledviny, kůže, plíce)

• enzymy v ER a cytosolu, méně v mitochondriích..

Toxikokinetika Biotransformace • základní biotransformační reakce

• 1. fáze: vzniká metabolit, zanesení funkčních skupin

• reakce oxidační

• reakce redukční

• reakce hydrolytické

• 2. fáze: vzniká konjugát, reakce s endogenní sloučeninou

• některé látky dostatečně hydrofilní – hned do 2. fáze

Fáze 1 Fáze 2

OH SO3H

Benzen Fenol Fenylsulfát

Toxikokinetika Biotransformace • biotransformační enzymy první fáze

• oxidační

• cytochrom P450 monooxygenasa

• alkoholdehydrogenasa

• xanthinoxidasa

• redukční (reduktasy)

• hydrolytické (hydrolasy, amidasy)

• biotransformační enzymy druhé fáze

• konjugační reakce (transferasy) – tvorba kovalentní vazby mezi funkční skupinou metabolitu a konjugačním činidlem

• konjugační činidla: kyselina glukuronová, sulfát, glutathion, acetát, aminokyseliny, methylace

Toxikokinetika Exkrece • rychlá eliminace snižuje pravděpodobnost výskytu toxicity látky a

snižuje trvání jejího biologického efektu

• nejdůležitější cesty exkrece:

• moč

• malé, ve vodě rozpustné molekuly (velké molekuly – neprocházejí glomerulus; lipofilní látky – jsou zpětně resorbovány z tubulů)

• při léčbě intoxikací může být exkrece látek urychlena alkalizací/okyselením moči (fyziologické pH moči je 5-6.5)

• exkrece močí ovlivněna i vazbou na plazmatické bílkoviny

• plíce • důležitá cesta exkrece pro těkavé a plynné látky (př. až 60% benzenu

eliminováno plícemi)

• pasivní difúzí z krve do plicních sklípků

• díky rychlé výměně plynů – stálé zachování koncentračního gradientu

Toxikokinetika Exkrece • žluč

• lipofilní látky a velké polární látky vyloučeny v žluči do střeva

• organické anionty (glukuronidy) aktivně transportovány přenašeči – účinnost omezena hydrolýzou konjugátů (reabsorpce)

• některé látky mohou být střevními reduktázami metabolizovány na látky s vyšší lipofilitou – reabsorpce

• → enterohepatální cirkulace

• další cesty: mateřským mlékem, pot, slzy, sliny, zvratky, sperma…

Klasifikace otrav • profesionální otravy

• záměna

• sebevražda

• použití chem. bojových látek (dusivé látky, nervově paralytické, …)

• medicinální

-idiosynkratické nebo alergické reakce (reakce na terap. dávku)

- předávkování – úmyslné; překročení dávky lékařem k rychlejšímu dosažení účinku

- kumulace účinku

• toxikomanie

• otravy potravinami

• patologický metabolismus

• jedovaté rostliny a živočichové

Látky dráždivé a leptavé 1. Anorganické kyseliny

H2SO4, HNO3, HCl, HF

i koncentrované roztoky slabých kyselin (octová, šťavelová, …)

poškozují živé tkáně:

poleptáním (vysoká koncentrace H+ iontů, koagulace bílkovin tkáně)

oxidací (HNO3, chromsírová směs)

dehydratací (H2SO4)

velmi nebezpečná HF! – okamžitě proniká kůží, způsobuje hluboké špatně se hojící rány

PP: omýt velkým množstvím vody IHNED!

Látky dráždivé a leptavé 2. Anorganické zásady

hydroxidy alkalických kovů (NaOH, KOH, LiOH), kovů alkalických zemin (Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2)

výrazný leptavý účinek závažnější než u kyselin

projevy někdy až po delším působení (Na2CO3, Na3PO4)

pronikají do hlubokých vrstev kůže, ulpívají na kůži a na rozdíl od kyselin se hůře odstraňují

plynné (amoniak, methylamin, ethylendiamin) – dráždí dýchací cesty

hydrazin (NH2-NH2) – průnik neporušenou pokožkou, ! i systémový účinek – poškození jater, ledvin, srdečního svalu, karcinogen, embryotoxický

Látky dráždivé a leptavé

3. Anorganické peroxidy

na tkáň působí silným oxidačním účinkem (Na2O2, BaO2 i leptavé účinky silných zásad)

H2O2 nad 10% - nebezpečný při inhalaci, pozření i kontaktu s kůží (popálení), zvláště nebezpečný pro oči

oxiduje složky tkání, odbarvuje (zbělání zasaženého místa)

3% roztok používán k desinfekci

Významné anorganické škodlivé látky

při odhadu toxicity možno vycházet z prvkového zastoupení (vlastnosti kationtů a aniontů v dané sloučenině)

s ohledem na rozpustnost (BaSO4)

Skupina I.A vodík a alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

poškození organismu způsobeno především místními leptavými účinky (celkový toxikologický efekt nevýznamný)

nebezpečné látky z hlediska možnosti vzniku požáru!

Vodík

netoxický plyn,

snadno hoří, ! se vzduchem tvoří výbušnou směs

nebezpečné hydridy prvků (H2S, PH3, AsH3, …)

Skupina I.A Alkalické kovy

celkový účinek nevýznamný

hlavní poškození vyvoláno leptavými účinky (sloučeniny hydridy, hydroxidy, uhličitany a jejich roztoky) – extrémně silné zásady (oči!)

reagují extrémně silně s vodou (i se vzdušnou vlhkostí) – vzn. hydroxid a vodík, vývoj tepla, samovznícení, exploze

uchovávání kovů v petroleji

likvidace (rozpuštění v alkoholu, naředění vzniklého alkoholátu, neutralizace roztokem kyseliny, ředění,…)

Skupina I.A Alkalické kovy - sloučeniny

hydroxidy: zásaditost stoupá Li ˂ Na ˂ K ˂ Rb ˂ Cs

hydridy: reagují se vzdušnou vlhkostí, samovznícení, silné zásady (leptavý účinek na pokožku a sliznice)

komplexní hydridy:

bouřlivé reakce s vodou, organickými rozpouštědly (alkoholy, aminy, kyseliny) i anorganickými sloučeninami (až na NaBH4, KBH4)

některé hoří samovolně na vzduchu (hasíme pískem nebo práškovým hasicím přístrojem!)

LiAlH4 – silně dráždí oči, sliznice, pokožku

NaBH4 – vysoce toxický při požití, uvolňuje tox. diboran

Skupina I.A Alkalické kovy - sloučeniny

amidy: LiNH2, NaNH2, KNH2

silné zásady s leptavými účinky, bouřlivá reakce s vodou za uvolnění NH3, v přítomnosti vzduchu vytvářejí výbušné peroxidy

chloridy: nejjedovatější KCl

Skupina I.A Sodík

biogenní prvek

regulace objemu krve

rovnováha kapalin a tlaku vně a uvnitř buněk

vliv na srdeční činnost

přenos nervových vzruchů

metabolismus cukrů a proteinů

Skupina I.A Sodík - sloučeniny

NaOH - žíravina, nebezpečný již v nízkých koncentracích, louhový prach nebo mlha může při vdechnutí působit poleptání sliznic, očí!

Na2CO3, Na2SO3, Na3PO4, Na2S – silně korozivní látky, podobné účinky jako hydroxid

NaCl – nebezpečný ve vyšších dávkách (denní dávka 3-7 g, akutní jednorázová toxická dávka je 200-280 g pro 70kg člověka), přebytek zvyšuje krevní tlak

NaBr – prach dráždí oči, leptá nosní sliznici

Skupina I.A Draslík

biogenní prvek (intracelulární)

vliv na srdeční činnost

s vodou reaguje bouřlivěji než Na

KCl – po požití křeče, nepravidelná srdeční činnost, jednorázová toxická dávka 15 g

Lithium

lehčí než voda

Li+ - útlum CNS, únava, nespavost, poruchy zraku, deprese

LiCl – poškozuje povrch kůže, po pozření vyvolává eroze GIT, otravy se projevují třesem, apatií, bezvědomím

Skupina I.A Cesium

větší dávky způsobují atrofii dýchacích cest

hromadí se ve svalech

Skupina I.A Organické sloučeniny alkalických kovů

nestálé na vzduchu (nebezpečí samovznícení)

prudká reakce s vodou a alkoholy

silně leptají pokožku a sliznici

nebezpečí oslepnutí při zasažení očí

nejčastěji používané: ethyllithium, buthyllithium, fenyllithium

Skupina II.A Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

toxikologický význam především beryllium, stroncium, baryum

hydroxidy a oxidy – leptavý účinek

Skupina II.A Beryllium

toxické pro většinu tkání (slezina, ledviny, játra, slinivka, kostní dřeň)

mutagenita, kancerogenita, vyvolává anemii

projevy otravy – záněty horních cest dýchacích, ztráta hmotnosti, slabost, únava, nechutenství, dýchavičnost

významné imunologické změny (alergické reakce)

dlouhá doba latence intoxikací

nebezpečí vzniku berylliosy (pneumokoniózy) – chronická otrava plic při vdechování prachu kovu, páry (svařování kovů v metalurgii) – pneumonie, edém, fibróza

Skupina II.A Beryllium

anemie – narušení syntézy hemu a globulinu v erytrocytech

kontakt kůže s práškovým berylliem vede k poškození simulujícímu popáleniny

rozpustné sloučeniny (hydroxid, dusičnan, chlorid) – dráždí pokožku

Skupina II.A Magnesium

biogenní prvek (katalytické metaloenzymy)

toxikologicky nevýznamný (smrtelná dávka asi 30 g)

práškový hořčík – snadno hoří, vývoj tepla, nehasit vodou!

paralytický účinek na nervový a svalový systém

hydroxid a síran použití jako laxativa

nedostatek se projevuje křečemi, poruchami srdečního rytmu

Skupina II.A Vápník

biogenní, toxikologicky nevýznamný prvek

snadno se oxiduje (uchovávat pod petrolejem)

nedostatek – křeče X nadbytek - obrna

CaCl2 – leptavé účinky na sliznice a oči, při dlouhodobém působení vředy

Ca(OH)2 a CaO – silné žíraviny, dráždivé (vředy), při zasažení očí hrozí vážné poškození až ztráta zraku

chlorové vápno – (směs Ca(ClO)2, CaCl2, Ca(OH)2 a vody) dráždivé a leptavé účinky, po požití vředy GIT, vyšší kazivost zubů

Skupina II.A Stroncium

toxický prvek

nízká jedovatost kvůli obtížnému vstřebávání

důležité hlavně místní účinky

radioaktivní izotopy 90Sr (β zářič), poločas 28 let - ukládání v kostech a poruchy krvetvorby

hydroxid a oxid – leptavý účinek

Skupina II.A Baryum

všechny sloučeniny jedovaté kromě BaSO4 (toxicita ostatních sloučenin závisí na jejich rozpustnosti)

smrtelná dávka 1g absorbovaného Ba

Ba2+ působí změny propustnosti membrán, stimulace svalových buněk – ztuhlost svalů (obličeje a krku), nepravidelnost srdečního rytmu

velmi nebezpečné jsou: chlorid, chlornan, uhličitan – zánětlivá onemocnění mozku, degenerativní změny jater a sleziny, působí na hladké a srdeční svalstvo

Skupina II.A Baryum

projevy:

akutní otrava: zažívací potíže (slinění, průjem, zvracení), nervové poruchy (ztráta rovnováhy, poruchy řeči, sluchu, zraku), později selhání oběhu, krvácení do GIT, ledvin, jater…

chronická otrava: vzácné; slabost, hubnutí, negativní vliv na reprodukční schopnosti

Skupina II.A Baryum

hydroxid, oxid, sulfid – lokální leptavé účinky (peroxid navíc ještě oxidační účinky)

chlorid – letální dávka menší než 1 g (otravy již z 0.2 g)

síran – nerozpustný ve vodě a kyselinách – netoxický (sulfid málo rozpustný ve vodě, ale rozpustný v kyselině – vzn. chlorid = jedovatý)

Skupina III.A B, Al, Ga, In, Tl

Bor

v potravě denně 10-20mg B, jedovatost podceňována

používán v medicíně (desinfekce), sklářství a keramice

smrtelná dávka 0,1 – 0,5 g/kg

projevy otravy:

potíže GIT (zvracení, průjmy, bolesti břicha)

nervové (bolesti hlavy, útlum, agresivita, křeče)

nebezpečí kumulace v mozku, játrech, kostech při chronické expozici

Skupina III.A Sloučeniny boru:

diboran (B2H6)

samozápalný plyn

inhalace – dráždí plíce (jako fosgen), poškození ledvin, nezvratné změny na mozku

pentaboran (B5H9)

je 10x toxičtější než diboran

kumulace v CNS, zákal rohovky

nemá dráždivé účinky na dýchací soustavu

chronická expozice – nefrotoxicita, hepatotoxicita

Skupina III.A Sloučeniny boru:

kyselina boritá (H3BO3)

3% roztok – desinficiens, borová voda

příčiny otravy: záměna, nadměrné vstřebání z masti

smrtící dávka pro dospělé cca 15 g (děti asi 2 g)

látka toxická pro reprodukci, může poškodit plod

Skupina III.A Hliník

velmi malá toxicita pro člověka

zvýšená toxicita v případě poruchy ledvin (nedochází k vylučování z těla )

neurotoxický – poruchy řeči, demence, záchvaty

osteomalacie

inhalace velmi jemného prachu – „aluminosis“ – suchý kašel, nálezy na plicích

Skupina III.A Sloučeniny hliníku

hydroxid hlinitý (Al(OH)3)

velmi nízká toxicita

užití v lékařství jako antacidum (i vysoké dávky)

chlorid hlinitý (AlCl3)

dráždivé a korozivní účinky na kůži, sliznice, oči

při rozkladu vodou se uvolňuje HCl

síran hlinitý (Al2(SO4)3

roztoky nad 20% leptají, poškození dásní, nekrózy

Skupina III.A Galium

toxikologicky málo významný

kumulace v kostech, ledvinách, játrech

vysoká afinita k novotvarům (koncentruje se v nádorech)

otrava – potíže GIT

Skupina III.A Indium

podle testů na zvířatech jedovaté In i jeho sloučeniny

projevy otravy – křeče, obrny

chronická expozice – chudokrevnost, poškození jater a ledvin

Chlorid inditý (InCl3)

poškození jater, srdečního svalu, poruchy nervového systému

Dusičnan inditý (In(NO3)3)

nejtoxičtější sloučenina india, silně dráždí oči

Skupina III.A Thalium

vysoce toxická především iontová forma – tvoří soli thalné a thalité (thalné jedovatější)

poměrně časté otravy (použ. jed na krysy)

kancerogenita, teratogenita

otrava – delirium, křeče, hluboké bezvědomí až smrt

při menších dávkách – zvracení (krvavé), průjmy

časté je vypadávání vlasů, hubnutí, nechutenství (jedovatější než Pb a jeho sloučeniny)

nejjedovatější sloučeniny Tl+, (zvláště Tl2SO4 – smrtelná dávka po požití cca 1 g pro dospělého člověka)

Skupina III.A Organické sloučeniny prvků III. A skupiny

Bor

trialkylborany – místní dráždivé účinky, systémové účinky – křeče, při vyšších koncentracích samozápalné

Hliník

některé na vzduchu samozápalné

diisobutylaluminiumchlorid

leptavé účinky na pokožku, inhalace vede k poškození plic, krvácení do plic

triethylaluminium

samozápalný na vzduchu, poleptání pokožky, vážné poškození plic

Skupina IV.A C, Si, Ge, Sn, Pb

Uhlík

grafit ve formě prachu – pneumokonióza

projevy – kašel (černé hleny), bolesti hlavy, dechové obtíže

z toxikologického hlediska významné především sloučeniny: CO, CO2, CS2, COCl2, kyanidy

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku

oxid uhelnatý (CO)

vlastnosti – plyn bez barvy a zápachu, lehčí než vzduch

vznik – spalování za nedostatečného přístupu vzduchu

výskyt – ve výfukových plynech, důlní plyn, cigaretový kouř

vstřebává se plícemi, vysoká afinita k Hb (asi 220x vyšší než O2) – reaguje s Fe2+ na karboxyhemoglobin (COHb) – třešňově červený, neschopen přenášet O2 →dušení organismu

nebezpečný už v nízkých koncentracích


oxid uhelnatý (CO)

v tkáních se váže na myoglobin a blokuje některé dýchací enzymy → snížení množství O2 v tkáních, buněčné dušení

nejvíce postižené orgány – mozek, srdce

mladší lidé citlivější, zvláště těhotné ženy (CO prochází placentou a je nebezpečný pro plod)

akutní otrava – způsobuje smrt během několika vteřin

lehká otrava (hladina CO v krvi pod 30%) – zastřené vědomí, rozšíření obvodových cév, zrychlená srdeční činnost, bolest hlavy, zvracení, závratě, bušení ve spáncích


oxid uhelnatý (CO)

středně těžký stupeň otravy (COHb 60% - 80%) – bezvědomí, zrychlený dech

těžký stupeň otravy – prohlubuje se bezvědomí, abnormální barva kůže a sliznice (třešňový COHb), i po snížení hladiny COHb bezvědomí v důsledku poškození CNS, edém mozku, plic, poškození ledvin

chronické otravy (kouření – inhalace cca 5-100 ml CO) – bolesti hlavy, hučení v uších, tíha na prsou, vyrážky.

toxicit stoupá za přítomnosti CO2

terapie – hyperbarická oxygenoterapie


oxid uhličitý (CO2)

plyn bez zápachu, těžší než vzduch

vzniká při dýchání, kvašení, hnití, hoření

je nedýchatelný

nízké koncentrace – stimulace dechového centra, zvýšené vylučování CO2 plícemi

vyšší koncentrace – hromadění v těle, útlum CNS včetně dýchacího centra

otrava: lehčí – bolest hlavy, těžký dech, únava

těžká – zástava dechu a smrt během několika sekund


fosgen (COCl2)

jedna z nejtoxičtějších průmyslově vyráběných látek

vzniká z halogenovaných uhlovodíků (CHCl3, CCl4) působením světla za přítomnosti O2

vážně poškozuje plíce

dráždí až v koncentracích, které jsou nebezpečné pro život

akutní otrava – edém plic, smrt

lehká otrava – kašel, bolesti v žaludeční krajině, žízeň, cyanóza


sirouhlík (CS2)

bezbarvá, silně zapáchající kapalina, hořlavina

používá se při výrobě celofánu, kaučuku

se vzduchem třaskavá směs

nervový jed – bolesti hlavy, delirium, halucinace, bezvědomí, smrt

chronická otrava – hubnutí, bledost, poruchy spánku, neurózy, celkové poruchy CNS


kyanovodík (HCN)

rychle se vstřebává plícemi, žaludeční sliznicí i neporušenou pokožkou

silně dusivý účinek – s Hb tvoří kyanhemoglobin – nepřenáší kyslík, inhibice enzymu dýchacího řetězce cytochrom c oxidasy

akutní otrava – často končí smrtí (smrtelná dávka již 40 mg/kg)

lehká otrava – bolesti hlavy, závratě, nevolnost, kritická je doba 1 hod po expozici

metabolizován v játrech na thiokyanatany (rhodanidy) – vylučují se močí

antidotum - amylnitrit


kyanidy (CN-)

Na, K, Ca – smrtelná dávka 0,2 - 0,3 g (brána vstupu hlavně per os)

pozřené CN- jsou žaludeční kyselinou měněny na HCN + silně leptavé účinky (uvolňují hydroxid)

dikyan (CN)2 – asi ¼ toxicity HCN, silně páchnoucí, dráždivý plyn

chlorkyan (ClCN) – bezbarvý plyn, silně dráždivý, asi 13x jedovatější než Cl2, může vznikat při chlorování kyanidových odpadních vod

bromkyan – pevná látka, toxičtější než chlorkyan


hexakyanoželezitan draselný (K3[Fe(CN)6] (ferrikyanid) a hexakyanoželeznatan draselný (K4[Fe(CN)6] (ferrokyanid)

jen málo jedovaté (prakticky žádný kyanidový účinek)

nitroprussid sodný (Na2 [Fe(CN)5(NO)] - smrtelná dávka pro člověka asi 1 g

otrava – bledost, změny frekvence dechu, rozšíření zornic, zástava dechu

Skupina IV.A Křemík

dlouhodobá inhalace křemenného prachu

silikosa – nález na plicích

Azbest

křemičitany různého složení

nehořlavé, žáruvzdorné pomůcky

inhalace vede k pneumokonióze (azbestóza) - vlákna azbestu se ukládají v plicních sklípcích, iniciace nádorového bujení

projevy - kašel, dýchavičnost, slabost a bolest na prsou

Skupina IV.A Sloučeniny křemíku

SiCl4 – intenzivně dráždí pokožku a sliznice, inhalace vede k anémii, hemolýza, řazen mezi bojové látky

ferrosilicium (slitina Fe a Si) – obvykle obsahuje fosfidy, arsenidy a sulfidy, působením vzdušné vlhkosti uvolňují fosfan, sulfan a arsan

Skupina IV.A Germaniun

málo známo o toxicitě

germanovodíky (GeH4, Ge2H6 – german, digerman) – nebezpečné jedy, hemolýza krve

Cín

kov málo toxický

oxid - nerozpustný, po chronickém vdechování par a prachu změny na plicích

chlorid – dýmající kapalina (uvolňuje HCl), otravy – zvracení, zácpa, bolest končetin

Skupina IV.A Olovo

otravy známy již od starověku

působení – vyvolává poškození červených krvinek, ledvin, jater, nervového systému (psychické změny), cév, svalstva

ženy náchylnější

kumulace (v kostech)

podezřelý z kancerogenity plic a ledvin, teratogenity a embryotoxicity (může vyvolat potrat, smrt plodu), u obou pohlaví může způsobit neplodnost

všechny rozpustné soli jsou vysoce toxické

intoxikace – p.o., přes kůži (tetraethylolovo)

Skupina IV.A Olovo

příznaky otravy: nasládlá chuť v ústech, břišní kolika, zvracení, krvavá nebo černá stolice

větší dávky: těžko hmatatelný tep, poškození až selhání ledvin a jater

LD50 cca 1 g (rozpustné sloučeniny)

častější chronická otrava – šedý lem na dásních, popelavá kůže, pokles tělesné hmotnosti, psychické změny, retardace

Skupina V.A dusík, fosfor, arsen, antimon, bismut

Dusík

z hlediska toxikologického důležité oxidy dusíku, kys. dusitá a dusitany, kys. dusičná a dusičnany, hydroxylamin, hydrazin, amoniak, trichloramin (NCl3)

Oxidy dusíku (NO, NO2)

vznik – za vysokých teplot oxidací vzdušného dusíku, spalování fosilních paliv, redukce HNO3, při tepelném rozkladu dusičnanů

Skupina V.A Oxidy dusíku (NO, NO2)

otrava – bolest hlavy, methemoglobinemie – oxidace krevního Hb, snížení přenosu kyslíku, rozšiřuje cévy (pokles TK)

chronická otrava – zvýšení počtu červených krvinek, zvýšená kazivost zubů, náchylnost k respiračním infekcím (chřipka)

NO2 působí toxicky na epitel dýchacích cest zvyšováním propustnosti membrán – silně dráždí dýchací cesty

dlouhá latence (5-70 hodin) – po ní se objevuje kašel, otok plic

současné působení ozonu vystupňuje účinek

Skupina V.A Amoniak (NH3)

plynný – má dráždivé účinky

důležité koncentrace: 3,5 mg/m3 je cítit

1750 mg/m3 je nebezpečná

3500 mg/m3 je smrtelná

rozpustný ve vodě – 10% roztok smrtelný v dávce 20-30 g

inhalace – poškozuje průdušky a plíce (až edém plic, zástavy dechu), leptá sliznice dýchacích cest

při požití – poleptání zažívacího traktu, žloutenka (toxická hepatitis), zánět ledvin

terapie – opláchnout vodou postižené místo, zajistit dýchání při zástavě dechu

Skupina V.A Hydrazin (NH2NH2)

silná zásada, poškozuje oči, sliznice, játra, ledviny, srdce, embryotoxický

proniká pokožkou

rozpustný ve vodě (hydrazin hydrát NH2NH2xH2O) – dráždivé a leptavé účinky

Hydroxylamin (NH2OH)

v těle rozklad na dusitan a amoniak, oxidace Hb, hemolýza krve

otrava – cyanóza, křeče, bezvědomí

chronický otrava – změny nervové soustavy, zvětšení sleziny a změny funkce štítné žlázy

Skupina V.A HNO2 a dusitany

značně jedovaté

projevy otrav – zvracení, bolest hlavy a břicha, cyanosa, bezvědomí

dávky – 0,5 g otrava, 2 g těžká otrava, 4 g smrt

mechanismus účinku – oxidace Hb na metHb – omezení přenosu kyslíku, pokles TK vlivem vasodilatace

karcinogeny

metabolicky jsou oxidovány na dusičnany, reakcí s aminy vznikají nitrosaminy (R1R2N-NO) – hepatotoxické, karcinogenní a mutagenní efekt

Skupina V.A HNO3

dráždivé a dusivé účinky (edém plic), silné oxidační činidlo

s organickými látkami – výbušné směsi

Dusičnany

méně toxické než dusitany (v těle zčásti redukce)

dovolená denní dávka pro dospělého asi 300 g, norma pro vodu 50 mg/l X děti15 mg/l

koncentrované roztoky dusičnanů leptají pokožku

po požití – zánět GIT, poškození ledvin

projevy otravy – slabost, bolesti hlavy, cyanosa

Skupina V.A Fosfor

červený – nejedovatý, na vzduchu stabilní

bílý fosfor

samozápalný se vzdušným O2

dobře se vstřebává zažívacími cestami i neporušenou kůží (rozpustný v tucích)

uchovávání – v lahvích pod vrstvou vody

likvidace – povaření v kyselině dusičné (vzn. H3PO4)

působení – poškozuje játra, ledviny, srdeční sval, snižuje srážlivost krve, narušuje metabolismus cukrů, bílkovin a tuků, oxidační pochody ve tkáních

Skupina V.A bílý fosfor

otrava – pálení v ústech a GIT, tmavé zvratky (ve tmě světélkují), bolesti břicha, průjem

chronická otrava – hnisání kostí (hl. čelist), osteoporóza, vypadávání zubů

použit i jako chemická zbraň

Skupina V.A Fosfor

po inhalaci – žaludeční nevolnost, krvavé průjmy, zvětšení jater, žloutenka

smrtelná dávka pro dospělého je cca 70 mg (1 mg /kg)

první pomoc :

při popálení – odstranit zbytky hořícího P vodou

po požití – 100 ml parafinového oleje (rozpouští P) a zabraňuje jeho vstřebávání, nebo roztok KMnO4 s aktivním uhlím a vyvolat zvracení

chlorid fosforylu (POCl3) – silné dráždivé účinky, poškozuje pokožku, chronické působení – poruchy srdečního svalu, anemie, hepatomegalie

Skupina V.A Fosfor

fosfan (PH3) – půs. na dýchací cesty a srdce

chloridy (PCl3, PCl5) – dráždivé účinky, poškození pokožky a dýchacích cest (edém plic)

oxidy (P2O3) – nebezpečný jako bílý fosfor

kys. fosforečná a fosforečnany – málo toxické

fosforitany (HPO32-) a fosfornany (H2PO2

-) – málo toxické

sulfidotrichlorid fosforečný (PSCl3) – nebezpečný, inhalace – silně dráždí a leptá sliznici a oči, při reakci s vodou vznikají vysoce toxické korozivní dýmy

Skupina V.A Arsen

jeden z nejstarších anorganických jedů

patří mezi nejtoxičtější kovy

kovový – nejedovatý, v organismu vznikají toxické metabolity (oxid arsenitý)

brány vstupu – p. o., roztoky i transdermálně

sloučeniny trojvazného As jedovatější než pětivazného

mutagen, teratogen, karcinogen

Skupina V.A Sloučeniny arsenu

oxid arsenitý (As2O3, otrušík)

letální dávka 60 – 200 mg

otrava – kovová chuť v ústech, škrábání v hltanu, zvracení a prudká bolest břicha, průjem, křeče, paralýza, smrt

chronická otrava – vliv na imunitní systém

Skupina VI.A O, S, Se, Te, Po

Kyslík

čistý, vysokoprocentní při vysokém parciálním tlaku působí při vdechování potíže a jeví známky toxicity

příznaky: překrvení nosohltanu, sucho v krku, kašel, edém plic, dušnost

léčba: snížení parciálního tlaku kyslíku

6 kPa – těžká hypoxie, bezvědomí, kóma, smrt

21 kPa – normální vzduch

160 kPa – nejvyšší tolerovaná hranice parc. tlaku (léčba otrav CO při 280 kPa)

Skupina VI.A Sloučeniny kyslíku:

ozón (O3)

vzn. ve stratosféře působením UV záření na O2 (malé množství v troposféře v důsledku znečištění ovzduší)

NO2 (UV) → NO + O∙

O∙ + O2 → O3

vyvolává poškození plic, zvýšení permeability membrán buněk epitelu

zvyšuje citlivost plic k alergenům, riziko astmatických záchvatů, náchylnost k infekcím dýchacích cest

nepříznivý vliv na CNS (podrážděnost, bolest hlavy, únava)

Skupina VI.A Síra (S8)

prvek netoxický, ale poskytuje některé toxické sloučeniny

v těle součástí esenciálních aminokyselin (methionin, cystein), vyskytuje se v glutathionu

methionin cystein

glutathion

Skupina VI.A Sloučeniny síry

sulfan (H2S)

bezbarvý hořlavý plyn, těžší než vzduch

zápach po zkažených vejcích (jen v nízké koncentraci)

vznik: rozklad sulfidů, bílkovin

použití: analytické činidlo k důkazu iontů kovů (vzn. nerozpustné sulfidy)

toxicita: prudce jedovatý, i v malých dávkách smrtelné otravy, dusivý a dráždivý účinek

mech. působení: inhibice cytochrom c oxidasy (jako CN-)


sulfan (H2S)

otrava: dráždění očí, dýchacích cest (edém plic), rychle se vstřebává do krve – nejprve zrychlené dýchání, později zástava dechu

při vysokých koncentracích ihned paralýza dýchacího centra a smrt

v organismu působí jako vasorelaxans (roztahuje cévy)


oxidy síry (SO2 a SO3)

bezbarvé, štiplavě páchnoucí jedovaté plyny

vznik: spalováním síry, hnědého uhlí, výfukové plyny

s vodou reagují na příslušné kyseliny (kyselé deště)

použití: k výrobě kys. sírové, SO2 desinfekční účinky (síření sudů), konzervans (v menší míře), bělicí přísada

toxicita: dráždí horní cesty dýchací – kašel, edém plic, záněty průdušek, astma

SO2 toxický pro rostliny – fotosyntetický jed


chlorid thionylu (SOCl2) a chlorid sulfurylu (SO2Cl2)

při reakci s vodou se uvolňuje HCl a SO2 popř. H2SO4

použití jako chlorační činidla (Cl- a Cl2)

toxické, žíravé, lakrimátory, může tvořit výbušné směsi

kyselina sírová

silná kyselina s dehydratačními účinky

aerosol dráždí horní cesty dýchací, oční sliznice

sírany – netoxické, použití jako projímadla (Na, Mg)

X siřičitany – vyvolávají zažívací a nervové potíže

Skupina VI.A Selen

kovový málo jedovatý

ve stopovém množství esenciální - důležitý kofaktor antioxidačních enzymů, kofaktor thyroidních hormonů

snižuje toxicitu rtuti

při vyšších dávkách toxický (› 400 μg) selenóza

příznaky selenózy: česnekový zápach v ústech, vypadávání vlasů, lámavost nehtů, únava, neurózy, podrážděnost, GIT potíže

těžké otravy mohou vést k cirhóze jater, plicnímu edému

Skupina VI.A Selen

nebezpečné především sloučeniny s vysokou biologickou dostupností (selenany a seleničitany SeO4

2-, SeO32-)

organické sloučeniny selenu (selenomethionin, selenocystein)

selan (H2Se):

extrémně toxický korozivní plyn (páchne po křenu)

dráždí pokožku a horní cesty dýchací

poškozuje játra a ledviny

alergizuje

velmi nebezpečné jsou: SeF6, SeOCl2 (účinky jako yperit), SeO2 (jako As2O3)

Skupina VI.A Tellur

čistý prvek i sloučeniny považovány jen za mírně toxické

akutní otravy jen velmi vzácné

projevy intoxikace: česnekový zápach v ústech (CH3)2Te, podobné selenu

Skupina VII.A F, Cl,Br, I

Fluor

zelenožlutý plyn, dráždivý zápach (jako HCl)

vysoce reaktivní prvek s dráždivými účinky

plynný působí na pokožku jako plamen – rány intenzivně bolí a dlouho a špatně se hojí

leptá kůži, sliznice očí a horních cest dýchacích, ve větším množství edém plic a smrt

příjem nutný pro zdravé zuby (zubní pasty obsahují NaF, aminfluoridy)

Skupina VII.A Sloučeniny fluoru

fluorovodík (HF)

velmi jedovatý bezbarvý plyn

leptá sliznice

s vodou kyselina fluorovodíková (HF∙2H2O)

silně leptá

molekula velmi malá – difunduje tkáněmi až ke kostem

terapie – aplikace MgO (převede F na nerozpustný MgF2)

Skupina VII.A Sloučeniny fluoru

fluoridy (NaF, KF)

fluoridový aniont je protoplasmatický jed – zasahuje do funkce enzymů, neurotoxický, váže ionty Ca2+ (způsobuje fluorózu – bílé, žluté a nakonec tmavé skvrny na zubech, kostech)

NaF se používá v medicíně k léčbě osteoporózy a prevenci zubního kazu (normální dávka 0.3-0.5 mg denně)

akutní otravy: bolesti břicha, zvracení, zúžení zornic, poškození ledvin a jater, otrava již při požití 0.2 g NaF

chronické otravy: řídnutí kostí, kostní výrůstky

Skupina VII.A Chlor Cl2

žlutozelený plyn, výrazný zápach (včasná indikace čichem), těžší než vzduch

silné dráždivé a oxidační účinky

leptá sliznice dýchacích cest a spojivek – pálení očí, slzení, dráždivý kašel, bolest na hrudi, plicní edém, krvavé zvracení

s vodou v tkáních tvoří HCl a HClO

použit i jako chemická bojová látka

Skupina VII.A Sloučeniny chloru

chlorovodík (HCl)

místní dráždivé účinky

inhalace způsobuje katary dýchacích cest (dušení, kašel, krvavé hleny)

nebezpečné pro oči – záněty spojivek, zakalení rohovky

oxid chloričitý (ClO2)

nejnebezpečnější ze všech oxidů chloru

vysoce toxický, výbušný

při nižších koncentracích poškození rohovky


chlornany (ClO-)

oxidační a desinfekční účinky

uvolňují chlor

korozivní a dráždivé účinky, leptají

chlorečnany (ClO3-)

oxidační vlastnosti (s organickými látkami mohou tvořit výbušné směsi)

dráždí kůži a sliznice

silné krevní jedy (methemoglobinemie)


chloristany (ClO4- )

silná oxidační činidla

méně toxické než chlorečnany

ve velkých dávkách mohou poškozovat ledviny

interferuje s využitím jodu štítnou žlázou (používá se při léčbě hyperfunkce štítné žlázy)

Skupina VII.A Brom (Br2)

za normálních podmínek červenohnědá kapalina

velmi toxický, poškozuje tkáně, na pokožce způsobuje popáleniny (nekrózy), nebezpečný pro oči

nízký bod varu (59°C) – snadno se odpařuje, plynný má podobné účinky jako chlor, ve vyšší koncentraci smrt zadušením

bromidy používány jako sedativa, antikonvulziva

chronická expozice: způsobuje tzv. bromismus – útlum CNS

Skupina VII.A Sloučeniny bromu

bromovodík (HBr)

bezbarvý plyn

účinky podobné HCl

kyselina bromovodíková

koncentrovaná silně leptá pokožku, sliznice

bromičnany

podobné účinky jako chlorečnany (poškození jater, ledvin, CNS

Skupina VII.A Jód (I2)

biogenní prvek – součást hormonů štítné žlázy

nedostatek vede k duševní a tělesné zaostalosti

elementární jód je tmavě fialový až černý, sublimuje (páry jsou fialové, charakteristicky zapáchají)

použití: etanolický roztok (jodová tinktura), jodpovidon – desinfekční činidlo

elementární jód je při orálním užití toxický (LD je 30 mg/kg) díky oxidačním vlastnostem (může vést k denaturaci proteinů), poleptání GIT, rychle se vstřebává

inhalace par silnější účinky než chlor

Skupina VII.A Jód (I2)

alergické reakce na jod: zčervenání zasaženého místa, vyrážka, anafylaktický šok

první pomoc po pozření – syrové vaječné bílky a vyvolat zvracení

při kontaktu s pokožkou barví hnědě (skvrny se dají odstranit thiosíranem sodným)

sloučeniny jódu

jodidy (I-)

používány v lékařství při hypofunkci štítné žlázy

nadměrný příjem vede k hyperfunkci (hubnutí, poruchy srdeční činnosti)

Skupina VII.A sloučeniny jódu

jodičnany (IO3-)

velmi nebezpečné – jedovatější než chlorečnany, bromičnany

Přechodné kovy (B skupiny) Vanad

člen 5.B skupiny

dlouhodobý nedostatek V se může projevit chudokrevností (zřejmě význam při syntéze Hb)

pozitivní vliv při cukrovce (zvyšuje citlivost na insulin)

všechny sloučeniny vanadu jsou toxické

především V2O5

především chronické otravy

projevy: bledost, zelenočerně zbarvený jazyk, křečovitý kašel, třes rukou, psychické příznaky

Přechodné kovy Chrom

člen 6.B skupiny

stopový prvek (zásah do metabolismu tuků a cukrů)

účinky závisí na mocenství

toxický je šestimocný chrom Cr6+ - rozpustné sloučeniny jsou karcinogenní a mutagenní, nefrotoxické, hepatotoxické

inhalace: astmatické potíže

požití: leptá GIT, šok, smrt

antidotum: kys. askorbová – redukce Cr6+ na Cr3+ a Cr2+

CrO3 chronická otrava: leptavé účinky, vředy, nádory dýchací a trávicí soustavy

Přechodné kovy Sloučeniny chromu

dichromany (Cr2O72-)

leptají sliznice, nebezpečné pro oči

silně karcinogenní

smrtelná dávka dichromanu draselného je 2 g

kyselina chromsírová

roztok CrO3, CrO42- nebo Cr2O7

2- v koncentrované H2SO4

vlastnosti obou složek

Přechodné kovy Mangan

člen 7.B skupiny

důležitý pro správný metabolismus cukrů a cholesterolu

dlouhodobý nedostatek vede k rozvoji cévních potíží (poruchy metabolismu cholesterolu, ukládání v cévách, riziko rozvoje KVS chorob), diabetes mellitus

DDD 2-3 mg X vyšší dávky – toxicita

toxicita klesá dle ox. stavu: Mn3+ > Mn2+ > Mn4+

chronické otravy: „manganismus“ neurologické poruchy (Parkinsonova choroba)

další projevy: únava, nechutenství, vznětlivost, závratě, poruchy řeči

Přechodné kovy Železo

biologicky významný prvek (Hb, myoglobin, cytochrom)

denní dávka 200 mg

toxikologický význam hl. oxidy:

oxid železitý (Fe2O3) – při inhalaci dráždí horní cesty dýchací, nebezpečí vzniku rakoviny

pentakarbonyl železa [Fe(CO)5] – toxický po požití i inhalaci, proniká i přes neporušenou pokožku, edém plic

Přechodné kovy Osmium

kov neškodný

OsCl4 a OsO4 – leptavé a dráždivé účinky – dýchací cesty (vedou až k edému plic), na pokožce tvorba puchýřů a vředů

Uran

nebezpečnější svou jedovatostí než radioaktivitou

vliv na metabolismus cukrů, poškozuje ledviny, játra

karcinogen

chronická otrava: poškození plic, krvetvorby, neurologická poškození, vliv na reprodukci, narušení vývoje plodu

nejjedovatější dusičnan uranylu UO2(NO3)2

Přechodné kovy Nikl

řazen mezi teratogeny

některé sloučeniny podezřelé z kancerogenity (NiS, NiO)

akutní otrava: poškození GIT, CNS, ledvin a srdce

chronická otrava: alergie, kožní projevy (ekzém), astma

! nebezpečná sloučenina [Ni(CO)4] tetrakarbonyl niklu – mimořádně toxický, prochází biologickými membránami

dvě fáze otravy (vstřebává se kůží, inhalace):

→ nevolnost, zvracení, bolest hlavy, horečka

→ po době latence: cyanóza, kašel a dušnost, extrémní únava, edém plic a mozku, smrt kardiorespiračním selháním

Přechodné kovy Měď

nedostatek se projevuje fyzickou i psychickou retardací, anemií, zhoršením metabolismu cukrů

přebytek (nad 0.25 g) toxický: ukládání v ledvinách, játrech, CNS, inhibitor enzymů

akutní otrava: nausea, zvracení (modrozelené zvratky)

toxické hlavně rozpustné soli

CuSO4∙5H2O silné emetikum, může způsobit poškození ledvin

chronická otrava: červené lemování zubních krčků, zelené zbarvení vlasů

negativní vliv na oči (zánět spojivek)

Přechodné kovy Kadmium

toxikologicky významný prvek

karcinogen

zastupuje Zn v enzymatických dějích – biochemické pochody neproběhnou (zablokování inzulinového cyklu)

vysoce kumulativní - prostata (rakovina), ledviny, játra

akutní otrava: bolesti břicha, průjmy, zvracení

chronická otrava (kouření): poškození ledvin, jater, osteoporóza (porušuje metabolismus vápníku), vypadávání zubů, anémie, narušen metabolismus sacharidů

příčina neplodnosti

Přechodné kovy Rtuť

dříve součást léčiv (antiseptika, diuretika, laxativa)

elementární rtuť – v GIT se málo vstřebává (pouze lokální dráždění, průjem), téměř netoxická

snadno se vypařuje

páry se snadno vstřebávají kůží i plícemi (poškození)

kumulativní jed (ledviny)

významné hl. rozpustné sloučeniny rtuti: HgCl2, Hg(NO3)2, Hg(CN)2 X kalomel (Hg2Cl2) téměř nerozpustný

nebezpečné především sloučeniny dvojmocné rtuti (užívány dříve pro hubení hlodavců)

Přechodné kovy Rtuť

zvláště nebezpečné jsou organokovové sloučeniny rtuti (dimethylrtuť) – snadný prostup kůží (LD 0.1 ml), vstřebává se ze 100%

akutní otrava: bolest břicha, průjmy, zvracení

chronická otrava: šedý lem kolem zubů, neurologické a psychické poruchy, revmatické choroby, anemie, onemocnění ledvin, únava, snižuje reprodukční schopnosti,

snadný průchod placentou – poškození plodu

Obecné účinky organických rozpouštědel

útlum CNS

schopnost anestetického účinku

snížení aktivity mozku a míchy, odpovědi na vnější podněty (může vést až k bezvědomí a smrti)

vysoká lipofilita – snadný průnik do CNS

neurotoxicita – hromadění v lipidové membráně neuronů po opakované expozici

schopnost útlumu CNS stoupá s násobnou vazbou, rozvětvením řetězce, stupněm halogenace, hydroxylace

methan, ethan > methanol, ethanol


periferní nervový systém

syndrom periferní neuropatie

způsobuje například: n-hexan, methyl n-butyl keton

velmi pomalý rozvoj způsobený chronickou expozicí (může být urychlen zneužíváním rozpouštědel)


dráždivý účinek

rozpouštědla tuků – vymývají lipidy z membrán, odmašťování kůže a sliznic (v dýchacích cestách, očích)

nenasycené uhlovodíky jsou silnější iritanty než nasycené

skupiny látek dle dráždivého účinku:

aminy > karbox. kyseliny > aldehydy, ketony > alkoholy > alkany

skupiny látek dle schopnosti tlumit CNS:

halogenidy > ethery > estery > karboxylové kyseliny > alkoholy > alkeny > alkany

Uhlovodíky - obecné vlastnosti výskyt

pohonné hmoty, rozpouštědla, základní suroviny chemického průmyslu, čistící prostředky, laky, lepidla…

základní účinek

narkotický - těkavé uhl. b. v. 20 – 100°C (roste s Mr)

dráždivý – oči, dýchací cesty, kůže

odtučňování – schopnost rozpouštět tuky (dermatitidy)

absorpce

nejčastější brána vstupu plíce

vliv na množství absorbované látky má rychlost ventilace a prokrvení plic

Alifatické uhlovodíky Alkany CnH2n+2

patří mezi méně toxické sloučeniny

výpary dráždí sliznice

ve vyšších koncentracích anestetické vlastnosti

C1-C4 – plyny s nízkou toxicitou, dusivý účinek (asfyxanty)

C5-C9 – kapaliny, tlumivý účinek na CNS, neurotoxické, dráždivé

C10 – C15 - tekutiny, rozpouští tuky (dermatitidy)

používány v lékařství jako projímadla

hořlavé a se vzduchem často tvoří výbušné směsi!

Alifatické uhlovodíky Alkany

akutní toxicita: nausea, zvracení, pomalé a mělké dýchání, ospalost, kóma, smrt

chronická expozice (např. hexan): poškození nervů - bolest svalů, spasmy, slabost, brnění a ztuhlost

Alkeny CnH2n (olefiny)

vystupňování anestetických vlastností

asfyxanty, výbušné, hořlavé

Alicyklické uhlovodíky Alkiny

vystupňován narkotický účinek

acetylen (ethin) – dráždivé účinky nepatrné X nepříjemný

zápach, může obsahovat znečišťující látky (fosfan, sulfan)

Cykloalkany

podobné vlastnosti jako jejich necyklické analogy – útlum CNS

cyklopropan používán v minulosti jako anestetikum

Aromatické uhlovodíky nejjednodušším zástupcem benzen

substituovaný alifatickými řetězci (alkylbenzeny)

PAH (polynuclear aromatic hydrocarbons)

často součástí paliv, významná rozpouštědla

vystupňován dráždivý účinek na kůži (odmašťování kůže, dermatitidy)

nebezpečné pro oči (konjunktivitidy)

inhalace vyšších koncentrací: kašel, chrapot…edém plic

při systémové cirkulaci toxičtější než alifatické uhlovodíky stejné Mr

Aromatické uhlovodíky útlum CNS, bezvědomí charakterizováno svalovým

neklidem, třesem, zvýšenými reflexy, konvulze

X alifatické – potlačení reflexů a celkové snížení dráždivosti

hepatotoxicita, nefrotoxicita, poškození KVS, CNS

specifické účinky:

benzen – poškození krvetvorby

naftalen – katarakta

anthracen - fotosensibilita

Aromatické uhlovodíky Benzen

bezbarvá těkavá kapalina, bod varu 80°C, hořlavina, páry těžší než vzduch, se vzduchem tvoří výbušnou směs

otrava: vdechování již malého množství (250 ppm) způsobuje závrať, bolest hlavy, únavu

větší množství vede ke křečím, ztrátě vědomí až smrti

systémové účinky: deprese CNS, srdeční arytmie, plicní edém a krvácení do plic, mozkový edém

kůže: špatně se vstřebává, erytém, suchá dermatitida, „popáleniny“

Aromatické uhlovodíky Benzen

myelotoxin – poškozuje kostní dřeň a vede k poruchám krvetvorby

snížen počet červených krvinek

snížena hladina hemoglobinu

nižší počet destiček

méně bílých krvinek

chronická expozice může ústit v leukémii, aplastickou anemii

karcinogen (rakovina plic), teratogen

eliminace – část plícemi v nezměněné formě, metabolity (fenol, hydrochinon, katechol) močí

Aromatické uhlovodíky Toluen

bezbarvá, těkavá (méně než benzen) kapalina, charakteristická vůně, se vzduchem třaskavá směs

vyšší narkotický účinek než benzen, nemá vliv na krvetvorbu

akutní otrava: jako opilost, tlumivý účinek na CNS, kardiovaskulární systém, dráždí oči

chronická expozice: neurotoxický účinek (encefalopatie, poruchy zraku a rovnováhy)

Aromatické uhlovodíky Toluen

často zneužíván k narkomanii

nebezpečí - těžko odhadnutelné dávkování

počátek intoxikace: tupá bolest hlavy, podráždění sliznic, nauzea

později projevy jako po požití alkoholu – euforie, zmatenost, desorientace, poruchy řeči a koordinace pohybů, sluchové a zrakové halucinace

dlouhodobé užíváni vede k degenerativním změnám v játrech, srdci, kostní dřeni, ledvinách a mozku – encefalopatie (úpadek osobnosti až demence)

Aromatické uhlovodíky Xyleny

směs tří izomerů dimethylbenzenu

inhalačně nejtoxičtější p-xylen (nejméně m-xylen)

čirá bezbarvá kapalina nasládlého zápachu, hořlavina

při nižších koncentracích

dráždivý účinek na dýchací cesty a trávicí soustavu

negativní vliv na funkci jater a ledvin

zhoršuje smysl pro rovnováhu a prodlužuje reakční čas

při vyšších koncentracích:

útlum CNS, bezvědomí, srdeční arytmie, útlum dechového centra, smrt

Aromatické uhlovodíky Styren (vinylbenzen)

vedle narkotických i výrazné dráždivé účinky

při požití jedovatější než benzen

chronická intoxikace: hepatotoxicita, pokles TK, snížení počtu leukocytů

karcinogenní účinky laboratorně neprokázány X metabolitem může být karcinogenní fenyloxiran

Aromatické uhlovodíky kondenzované polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH):

nejméně dvě benzenová jádra

s molekulovou hmotností klesá jejich těkavost, roste bod tání, bod varu a lipofilita

vstřebávání kůží, plícemi, GIT – hromadění v orgánech s vysokým obsahem lipidů

výskyt: výfukové plyny, průmysl, kouření, hoření vonných tyčinek, grilované maso, kamenouhelný dehet..

většina je mutagenní, karcinogenní, teratogenní

induktory CYP450, epoxidické metabolity, interkalátory

vliv na reprodukci, krvetvorbu, imunitní systém

př. benzo(a)pyren: karcinogen izolovaný z dehtu

naftalen anthracen fenanthren

tetracen pentacen

chrysen benzo(a)pyren pyren

koronen koranulen

Halogenované uhlovodíky toxikologicky velmi významná skupina – široké použití → častá

expozice

rozpouštědla, odmašťovadla, media v chladírenské technice, pesticidy, v medicíně…

nehořlavé

obecně účinky: dráždivé, útlum CNS, hepatotoxicita, nefrotoxicita, kardiotoxicita, karcinogenita, mutagenita, vliv na reprodukci…

Halogenované uhlovodíky iritanty – především bromované halogenidy (Br>Cl>F)

chronická expozice vede většinou k degenerativním poruchám srdce (mají kardiodepresivní účinek, senzitizují srdce k účinku katecholaminů)

toxicita obecně stoupá s Mr, stupněm halogenace, nenasyceností vazeb

Halogenované uhlovodíky Halogenalkany chlormethan (CH3Cl)

trichlormethan (CHCl3)

tetrachlormethan (CCl4)

velmi dobrá rozpouštědla, nehořlavá, nemísitelná s vodou

silně narkotické, vysoce hepatotoxické účinky, nežádoucí účinky na srdeční sval a ledviny, karcinogeny

toxicita se zvyšuje při současném požití alkoholu nebo tuků

projevy otravy: bolest hlavy, zvracení, průjem, může vést až ke smrti

mohou uvolňovat fosgen

jodmethan (CH3I)

alkylační činidlo, karcinogen

Halogenované uhlovodíky Halogenalkany

chlorethen (vinylchlorid) karcinogen, mutagen

narkotické vlastnosti se silným potlačením dýchacího centra, poškození cév, kostí, změny srdeční činnosti

trichlorethen, tetrachlorethen karcinogeny

hepatotoxicita, nefrotoxicita, kardiotoxicita

zneužití k toxikomanii – při inhalaci může vyvolat euforické stavy podobné opilosti s následným útlumem, nevolností, bolestí hlavy

mohou uvolňovat fosgen

Halogenované uhlovodíky = perzistentní organické polutanty

látky s toxickými účinky a vysokou odolností vůči fyzikálně- chemickým a biologickým rozkladným procesům (PCB, DDT, TCDD)

karcinogenní, teratogenní, mutagenní

kumulace v tukové tkáni (i mozek)

vliv na reprodukci

enzymová indukce (interakce s léčivy – zrychlená biotransformace, metabolická aktivace)

opatření: zákaz výroby a používání, stanovení limitních koncentrací v potravinách, vyřazení potravin z konzumace

Halogenované uhlovodíky Halogenované aromatické uhlovodíky

často používané jako insekticidy, fungicidy

polychlorované bifenyly (PCB)

toxicitu ovlivňuje i stupeň halogenace

rozpustné v tucích - snadno pronikají do organismu všemi cestami

akutní toxicita: není častá - chlorové akné, edémy

chronická toxicita: hepatotoxicita, hepatokarcinogenita, teratogenita

vysoké kumulativní vlastnosti, pomalá metabolizace

spalování – vznik vysoce toxických dioxinů


DDT

dichlordifenyltrichlorethan

významný insekticid

akutní toxicita: nevolnost, zvracení, bolesti břicha, průjmy

chronická toxicita: degenerativní změny v mozku, hepatotoxicita, poruchy krvetvorby

kumulace v tukové tkáni

karcinogen, teratogen, mutagen


TCDD

dioxin, tetrachlor-dibenzodioxin

vzniká při spalování chlorovaných látek (PCB, PVC)

chlorové akné

hepatotoxický, teratogenní, mutagenní, karcinogenní

poškození imunitního a endokrinního systému

velmi stálý v prostředí

Hydroxysloučeniny vystupňován narkotický i dráždivý účinek

Alkoholy

narkotický účinek:

roste od metanolu k oktanolu

roste od primárních k terciálním

dráždivý účinek

nefrotoxicita (především alkoholy s dvojnou vazbou, vícemocné alkoholy)

Methanol

vstřebává se všemi cestami

značné individuální rozdíly v citlivosti

metabolizován pomocí alkoholdehydrogenasy (ADH), aldehyddehydrogenasy (ALDH) – konečný produkt kyselina mravenčí

Hydroxysloučeniny Methanol

otrava – projevy: zvracení, bezvědomí, poruchy vidění, KVS poruchy, pokles TK

poškození buněk sítnice kyselinou mravenčí– dilatované zornice, rozmazané vidění, slepota (oslepnutí vyvolá cca 7-15 ml MeOH)

metabolická acidóza z kumulace kyseliny mravenčí

vylučován plícemi a ledvinami (pomaleji než ethanol)

antidotum ethanol, fomepizol (kompetitivní inhibitor ALD)

Hydroxysloučeniny Ethanol

snadné vstřebávání a rychlá biotransformace

opilost – fáze excitační (útlum kontrolních mechanismů v mozku)

fáze útlumu – bezvědomí, útlum dechového centra, smrt

vasodilatace

chronická expozice: eroze žaludeční sliznice (zvyšování žaludeční sekrece), jaterní steatóza, cirhóza, metabolický rozvrat organismu, nervové poruchy, nižší počet leukocytů (útlum kostní dřeně)

umocňuje tox. účinky jiných jedů (anilin, olovo, rtuť)

technický (denaturovaný) ethanol obsahuje různé příměsi (benzen, toluen, methanol, pyridin…)

Hydroxysloučeniny Další alkoholy

1-propanol, 2-propanol

narkotické účinky i toxicita je vyšší než u etanolu

rychleji se dostavuje nevolnost

dráždí oči a sliznice, poruchy funkce jater

butanol a pentanol

dráždí oči, dýchací cesty a GIT

vyšší toxicita

terapie – aktivní uhlí a vyvolat zvracení

Hydroxysloučeniny Další alkoholy

ethylenglykol

potřísnění kůže většinou nevede k intoxikaci

požití – rychlá a kompletní absorpce z GIT

projevy otravy:

tlumivý účinek na CNS

renální poškození (akutní renální selhání)

svalové spasmy (chelatace Ca)

LD 100-200 ml

biotransformace pomocí ALD na konečný produkt kyselinu šťavelovou (s Ca ionty tvoří nerozpustné krystaly – precipitují v ledvinných tubulech

Hydroxysloučeniny Fenoly

kyselý charakter – silné iritanty sliznic a pokožky

systémová toxicita – vliv na nervový systém, játra, ledviny, působí hemolyticky, některé karcinogenní

schopnost denaturovat bílkoviny (desinficiens)

Fenol

bílá krystalická látka

desinfekční účinky

vstřebává se plícemi, kůží i v GIT

silně leptá tkáně, cytotoxický

působí jako nervový jed – nejprve dráždí, potom tlumí

Hydroxysloučeniny Fenol

může působit podráždění rohovky

po požití: poleptání GIT, bolesti hlavy, pocení, bledost, horečka, nervové poruchy (hučení v uších, závratě)

velké dávky: útlum dechového centra, pokles tělesné teploty, křeče

potřísnění: leptá pokožku (bílá vrstva odumřelé kůže,m která se časem oloupe, v horším případě hnědé rozsáhlé skvrny odumřelé tkáně), rychle se vstřebává do systému – opláchnout vodou, mýdlem

Hydroxysloučeniny Fenoly

dihydroxyfenoly

podobná toxicita jako fenol

katechol může vyvolat methemoglobinemii

kresoly (methylfenoly)

alkylace zvyšuje toxicitu

Hydroxysloučeniny Další aromatické hydroxysloučeniny

chlorfenoly, nitro a dinitrofenoly

hlavně nitrolátky vysoce toxické

při práci nutno používat ochranné pomůcky

po požití vyvolat zvracení, podávat aktivní uhlí

po potřísnění omýt ethanolem nebo glycerinem

Ethery silné anestetické vlastnosti, zvyšují se s Mr

použití komplikuje možná oxidace na peroxidy a nebezpečí výbuchu

s prodlužujícím řetězcem se snižuje toxicita X zvyšuje dráždění

nenasycené ethery jsou více toxické, rychleji navozují anestezii a poškozují játra

Ethery diethylether

čirá nízkovroucí kapalina (b. v. 34°C)

rychle absorbován a zpětně vylučován plícemi

výrazný narkotický účinek, slabě dráždivý

anestetická koncentrace 3-6%, zástava dechu při 7-10%

způsobuje také relaxaci svalů

nausea a zvracení komplikovalo jeho používání v anestezii

při skladování nebezpečí vzniku výbušných peroxidů

Ethery Ethery

divinylether

toxičtější než ether

dráždí při nižších koncentracích než nastupuju anestetický účinek

halogenované ethery

mohou způsobit velmi vážná poškození kůže, očí a sliznic dýchacích cest

potenciální alkylační činidla – bischlormethylether - karcinogen

aromatické ethery

méně nestálé, méně toxické i dráždivé

Ethery Ethery

diisopropylether

toxičtější než ether

dráždí při nižších koncentracích než nastupuju anestetický účinek

dioxan (diethylendioxid)

dráždí oči a kůži

snadno se vstřebává

hepatotoxický a nefrotoxický při chronické expozici

karcinogenní

Karbonylové sloučeniny - aldehydy -CHO, ketony –C=O

obecné účinky:

aldehydy:

narkotický a dráždivý účinek (dráždivý hlavně formaldehyd)

hepatotoxicita, nefrotoxicita, alergenní efekt

nenasycené mají vystupňovanou toxicitu (akrolein)

některé karcinogenní

ketony:

narkotický účinek převládá nad dráždivým

některé stimulují CNS (kafr)

hepatotoxicita, nefrotoxicita

Aldehydy formaldehyd (HCHO)

plyn ostrého zápachu, vodný roztok (40%) - formalín

vstup do organismu všemi cestami

místně silně dráždí (koagulace bílkovin)

inhalace může vést k edému plic

požití: záněty sliznic, křeče, poruchy vědomí, poškození ledvin, jater

karcinogenní

akrylaldehyd (akrolein, CH2=CHCHO)

nažloutlá kapalina

silně dráždí – kůži (nekrózy), dýchací cesty

hepatotoxický

Ketony aceton (CH3COCH3)

těkavá kapalina, hořlavina

narkotické a mírně dráždivé účinky

potřísnění – odstranění ochranné tukové vrstvy na pokožce – citlivější k infekcím a vzniku ekzému

inhalace – pálení v nosohltanu, bolesti hlavy, závratě

acetofenon (fenyl-ethyl keton)

dříve užívaný jako anestetikum

dnes v parfémech (voní po květech)

silný iritant kůže, téměř žádný útlum CNS

methyl-butyl keton

neurotoxický (polyneuropatie jako hexan)

Karboxylové kyseliny především místní účinek – dráždění očí, leptání kůže a sliznic

kyselý charakter (snižuje se s Mr), halogenace zvyšuje kyselost

dikarboxylové kyseliny a nenasycené kyseliny korozivní

hydroxylace na alfa-uhlíku zvyšuje dráždivost kyselin

kyselina octová mírně dráždí X trichloroctová k. - popáleniny

Karboxylové kyseliny kyselina mravenčí (HCOOH)

silné dráždivé účinky (více než k. octová)

páry dráždí oči, leptají pokožku a sliznice dýchacích cest, zubní sklovinu

požití – nevolnost, silné poškození ledvin

potřísnění – popáleniny a puchýře

kyselina octová (CH3COOH)

výrazný místní dráždivý účinek

koncentrace 99.5% ledová kyselina octová (hořlavá)

3-10% ocet (leptá zubní sklovinu)

Karboxylové kyseliny kyselina šťavelová (COOH)2

pevná látka

inhalace (prach, aerosoly roztoků) – dráždí dýchací cesty (vředy na sliznici hltanu, zánět plic)

požití – pálení hrdla, bolesti břicha, zvracení, krvavé průjmy, šok

systémový účinek – pokles hladiny Ca2+ iontů – vliv na svalovou aktivitu, nervstvo, srdeční činnost (křeče, arytmie, pokles TK, deprese CNS)

poškození ledvin (toxické působení aniontů + precipitace oxalátu)

LD cca 5 g kyseliny

Funkční deriváty karboxylových kyselin

halogenidy R-COX

vysoce reaktivní sloučeniny

dráždivé pro dýchací cesty (plicní edém), oči, kůži, sliznice

anhydridy (RCO)2O

dráždivější než příslušné kyseliny

snadno se hydrolyzují (dehydratace tkáně)

amidy (R1CO-NHR2)

poškozují játra, ledviny

hydrolýzou uvolňují…

některé embryotoxické, teratogenní a karcinogenní


estery (R1COOR2)

většinou těkavé hořlavé kapaliny s charakteristickou vůní

deprese CNS silnější než u alkoholů, aldehydů a ketonů X ale mírnější než u halogenovaných uhlovodíků a etherů

hydrolyzují se na alkohol a kyselinu

dráždivý účinek na oči, slzení

halogenace zvyšuje dráždivý účinek

dvojná vazba v postranním řetězci zvyšuje toxicitu (některé takové estery působí stimulaci CNS místo útlumu)


estery (R1COOR2)

ftaláty

poškozují játra, ledviny, žaludeční sliznici

podezřelé z kancerogenity, mutagenity

allylformiát

hepatotoxický (vzniká akrolein), poškozuje cévy

Estery anorganických kyselin estery kyseliny fosforečné (organofosfáty)

používané jako pesticidy (malathion), bojové látky (tabun, sarin, soman, VX)

soman sarin tabun

VX malathion

Estery anorganických kyselin estery kyseliny fosforečné (organofosfáty)

vstup do organismu všemi branami

mechanismus účinku: inhibice acetylcholinesterasy (AChE)

projevy intoxikace: slinění, slzení, zvýšení bronchiální sekrece, bronchospasmus, zúžení zorniček, zvýšená motilita střev, zvracení, nucení na močení a defekaci, bradykardie, křeče, útlum dechového centra, smrt

antidota: atropin, oximy, antikonvulzivní látky

pralidoxim

Estery anorganických kyselin estery kyseliny dusičné (alkylnitráty) RONO2

vysoce toxické

všechny brány vstupu

akutní účinky: vasodilatace, methemoglobinemie (cyanóza)

chronická expozice: anemie, poškození srdečního svalu, jater, ledvin, sleziny

př. nitroglycerin, ethylenglykoldinitrát

nebezpečí exploze

používají se při léčbě anginy pectoris

Estery anorganických kyselin estery kyseliny dusité (alkylnitrity) RONO

projevy akutní intoxikace: bolest hlavy, bušení ve spáncích, bušení srdce, závratě, poruchy zraku a sluchu, dýchací potíže, cyanóza (v důsledku methemoglobinemie), ztráta vědomí

př. amylnitrit – dříve používán pro svůj rychlý účinek při angině pectoris, dnes hlavně antidotum při otravě CN-

Tento výukový materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0296

„Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP“,

spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Documents

Prezentace aplikace PowerPoint - PřF UJEPchemistry.ujep.cz/userfiles/files/toxikologie 1.pdf · •speciální toxikologie - toxikologie jednotlivých xenobiotik (anorganické látky,