ELEMENTE DE TOXICOLOGIA MEDIULUI

Toxicul este definit ca un agent capabil să producă un răspuns nociv într-un sistem biologic, constând în dereglări funcţionale pâna la moarte. Parafrazându-l pe Paracelsus (1493-1541) numai doza stabileşte ceea ce este toxic sau nu.

• toxic = compuşii rezultaţi din activităţi antropogene (de ex. Dioxina produsă din combustia unor substanţe organice clorinate),

• toxina = compuşi toxici de provenienţă naturală (de ex. toxina botulinică).

Răspunsul biologic in exp la toxice• |n afară de doză în toxicologie intervin o serie de condiţii, care influenţează răspunsul biologic, de exemplu:Calea de pătrundere influenţeaza toxicitatea, astfel o substanţă administrată pe cale orală este detoxificată în ficat, însa prin inhalare toxicitatea este mult mai mare prin trecerea ei direct în sânge.Durata şi frecvenţa expunerii modifică răspunsul toxic, astfel o substanţă toxică într-o singură doză, poate să-şi scadă efectul prin divizare în mai multe administrări, datorită perioadei de înjumătăţire şi prin eliminare. Sunt descrise chiar cazuri de toleranţă prin fracţionarea dozei.Expunerea la mai multe toxice poate duce la efecte: aditive (însumarea efectelor), sinergice (mai multe efecte faţă de suma lor), de potenţare sau antagonice.

Factori care influenţeaza toxicitatea metalelor• competiţia unor toxice, care au un metabolism similar cu elementele esenţiale (Plumbul cu Ca şi Fe; Cadmiul cu Fe)• există o relaţie invers proporţională între conţinutul de proteine din dietă şi toxicitatea cadmiului şi plumbului.• aportul crescut de vitamina C reduce absorbţia Pb şi Cd, probabil prin creşterea absorbţiei de Fe.• toxicele interferează cu elemente esenţiale, ca şi cofactori enzimatici, de exemplu Pb interferă cu Ca în transmiterea influxului nervos.• Pb, Ca şi Vit D au o influenţă complexă asupra mineralizării oaselor( prin scăderea sintezei de 1-25-dehidroxi colecalciferol în rinichi, determinate de efectele induse de plumb la nivel renal. • formarea unor complexe proteice cu metalele, creşte riscul de toxicitate.• unele alimente ca de exemplu laptele creşte absorbţia metalelor.• Statusul imunologic individual (unele metale provoacă reacţii imune: Hg, Au, Be, Cr, Ni) provocând reacţii de hipersensitivitate imediată (IgE) care reacţioneaza cu antigenele producând reacţii vasoactive (conjunctivite, astm, urticarie).

Surse de poluare cu Pb • traficul rutier (80-90% din concentraţia plumbului existentă în aerul oraşelor forte mari, rezultă din gazele de eşapament) • industria de extracţie şi prelucrare a minereurilor de plumb şi a metalelor neferoase,• industria de obţinere a oţelului,• industria de acumulatori, • industria sticlei,• arderea cărbunilor, etc. • Pb intră în compoziţia unor vopsele ce se folosesc în prepararea tencuielilor sau pentru protejarea suprafeţelor metalice din construcţii faţă de coroziune.

Efectele antienzimatice ale plumbului în biosinteza hemuluiSuccinil CoA + piridoxal fosfat acid ceto – adipic

Acid ceto-adipic(ALA sintetaza) Acid delta-amino- levulinic (ALA) ALA ( ALA dehidraza ) porfobilinogen (PBg)

PBg (PBg dezaminaza) uroporfirinogen

Uroporfirinogenul ( decarboxilaza ) coproporfirinogen

Coproporfirinogen ( oxidaza ) protoporfirinogen Protoporfirinogenul ( oxidaza ) protoporfirine

Protoporfirine ( Fe chelataza ) Hem

Hem + globină Hemoglobină

markeri biologici de efect • acidul delta-amino-levulinic, care se elimina prin urină în cantitate mai mare (valoare normală- 2,5 mg/l);• dehidraza acidului delta-amino-levulinic este inhibată şi are o activitate enzimatică scăzută faţă de normal (25 U/l eritrocite);• coproporfirinele urinare, eliminate în exces (valoare normală- 125 µg/l);• protoporfirinele eritrocitare au nivel crescut şi sunt libere nefixând fierul (normal-50 µg/100 ml).• creşte frecvenţa hematiilor cu granulaţii bazofile , care sunt hematii tinere (reticulocite), care au înca ribosomi regrupaţi anormal prin acţiunea toxică a Pb (normal 5/1000000);• creşte frecvenţa hematiilor cu corpusculi Heinz (normal 5/1000);• fragilitate mechanică crescută a hematiilor;• reticulocitoză (normal 1/1000);• scade concentraţia de mioglobină;

Se instaleaza anemiea francă (hipocromă şi hipersiderenică) prin: scăderea duratei de viaţa a hematiilor, creşterea fragilitaţii mecanice, scăderea sintezei hemului

Efecte asupra sistemului nervos• se concentreaza în substanţa cenuşie şi în centrii nervoşi (cea mai mare concentraţie fiind în hipocampus, cerebel, cortex şi maduvă, iar cea mai mică în substanţa albă

Encefalopatia saturnină apare la adulţi cu valori ale plumbemiei peste 120 µg/ 100ml, iar la copii la valori între 80-100µg/100ml, efectele la copii fiind ireversibile. Semne clinice:• letargie, ataxie, ameţeli,• apetit scăzut, vărsături,• convulsii, comă, exitus.

• apare edem cerebral prin extravazare de lichid din capilare, • creşte nr celulelor gliale,• scădere a numărului de neuroni. Revenirea din comă poate fi urmată de sechele (crize de epilepsie, retardare mintală, neuropatie optică ).• efectele la nivelul nervilor periferici constau în scăderea vitezei de conducere nervoasă cu revenirea valorilor la normal dupa întreruperea expunerii la Pb, demielinizări, degenerari axonice

Copiii reprezintă grupul cu risc maxim pentru efectele asupra SNC, deoarece apar disfuncţii cognitive, scăderea coeficientului de inteligenţă, deficit al coordonării mâna-ochi, tulburări de atenţie, deficit auditiv. • o scădere de 2-4 puncte ale IQ pentru fiecare µg/100ml peste valoarea de protecţie a plumbemiei, precum şi scăderea funcţiei cognitive.• datorită riscului neuropsihic la copii Federal Center for Disase Control (CDC) a propus ca valoare de protecţie a plumbemiei la copii 10µg/100ml

Efecte renale, în efecte acute (reversibile) la nivelul tubilor proximali, fiind îngreunată resorbţia aminoacizilor şi a glucozei.|n expuneri de lungă durată apar leziuni cronice de atrofie glomerulară, scleroză interstiţială, degenerescenţă hialină, insuficienţă renală cronică.

Efecte gastro intestinale: colica saturnină