Oxidativn - PowerPoint PPT Presentation

1 / 26
About This Presentation
Title:

Oxidativn

Description:

Title: Toxikologie Author: Tom ernohorsk Last modified by: Laboartor UP'OZP Created Date: 10/2/2001 9:16:34 AM Document presentation format – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:115
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 27
Provided by: Tom326
Category:
Tags: oxidativn

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: Oxidativn


1
Oxidativní stres
2
Volné radikály
Cástice s nepárovým elektronem
  • superoxidový anion O2-

kyslík - O - 1s2 2s2 2p4
3
Volné radikály
Redukce molekulárního kyslíku
Molekulární kyslík O2 (triplet O-O nebo
singlet O-O)
Superoxidový radikál O2?- ( O-O)
Peroxid vodíku H2O2 (H-O-O-H)
ROS (Reactive Oxygen Species)
Hydroxylový radikál OH? - (H-O)
Voda H2O (H-O-H)
4
Hlavní zdroje volných radikálu
5
Antioxidacní mechanismy
Endogenní antioxidanty
  • enzymatické
  • cytochrom C
  • SOD (superoxid dismutáza) - katalyzuje reakci
    2O2. - 2H ? H2O2 O2
  • GSHPx (gluthathion peroxidáza) - kat. 2G-SH
    ROOH ? GS-SG H2O ROH
  • kataláza - kata. 2H2O2 ? 2H2O O2
  • neenzymatické (?-tokofenol (vitamín E),
    ?-karoten, koenzym Q-10, kys. askorbová (vitamín
    C) apod...)

Exogenní antioxidanty
  • stopové prvky
  • Se - vliv na absorpci vitamínu E, soucást
    selenoproteinu
  • Zn - stabilizace bunecných membrán, antagonista
    Fe

6
Oxidativní stres
  • antioxidacní procesy nestací eliminovat nadbytek
    volných radikálu

7
Oxidativní stres
Oxidace fosfolipidu
  • terminace
  • - CO OH ? - C-O-OH

Biologický efekt
  • snížení fluidity fosfolipidické dvojvrstvy, zvýší
    se výmena fosfolipidu mezi vrstvami, zvýší se
    prostupnost membrány
  • vliv na funkci membránove vázaných proteinu

8
Oxidativní stres
Oxidace proteinu
  • fragmentace, koagulace
  • reakce s Fe v hemu
  • zmena funkcních skupin

Biologický efekt
  • zmena aktivity enzymu
  • zmena v toku iontu
  • proteolýza

9
Oxidativní stres
Oxidace DNA
  • oxidace deoxyribosy
  • zmena struktury dusíkaté báze - nejcasteji
    guaninu
  • rozrušení vodíkové vazby

Biologický efekt
  • vznik mutace
  • zmeny v translaci
  • inhibice proteosyntézy

10
Toxikologie težkých kovu
11
Obecné zákonitosti
Úcinek výrazne ovlivnen chemickou formou kovu
  • elementární kov (Pb)
  • anorganické slouceniny (PbCl2)
  • organokovy (CH3CH2)4Pb

Castejší chronický úcinek spojený s akumulací,
než akutní úcinek
Akumulace v kostech (Pb), vlasech (As), kuži
(Ag, As) a mekkých tkáních
Dlouhý biologický polocas
Toxický úcinek casto spojen s náhradou
esenciálního prvku (Pb-Ca Cd-Zn Ni - Mg/Co
As5 - P5)
  • Hlavní cílové orgány jsou
  • organokovy - CNS
  • anorganické ionty - ledviny a místo expozice
    (plíce, kuže, GI)
  • imunitní systém, pri GI aplikaci játra

12
Mechanismy úcinku
  • Interakce s -SH skupinami enzymu - inaktivace
  • denaturace proteinu
  • porušení struktury bunecných membrán, poškození
    mitochondrií
  • oxidativní stres
  • katalýza reakcí, pri nichž vznikají ROS
  • inhibice antioxidacních enzymu
  • interakce s esenciálními prvky
  • méne castá je interakce s DNA (Cr6 As5)

Antidota
  • chelatacní cinidla
  • tvorba stabilních hydrofilních komplexu
  • urychlení a zvýšení efektivity exkrece

13
Arsen
  • šedý polokov, ve slouceninách v ox. stavech 3-
    (arsenidy), 3 a 5

O As - O - As O
Výroba a použití
  • výroba slitin - zvyšuje odolnost Cu proti korozi,
    zvyšuje tvrdost a krehkost Au
  • kyselina kakodylová - selektivní herbicid
  • NaAsO3 - defoliant
  • 90 - konzervace dreva (H3AsO3), pesticidy a
    insekticidy (tabák, bavlna,...)
  • Lewisit CH2AsCl3

Pohyb v prírode
  • organokovové slouceniny As v humrím a krabím mase
  • kontaminace vodních zdroju (Argentina, Cína,
    Taiwan) - Blackfoot disease

14
Arsen
Mechanismus toxického úcinku
  • vazba na - SH skupiny enzymu a jejich inaktivace
  • blokáda energetického metabolismu bunek
    (citrátový cyklus) - As3
  • blokáda tvorby gluthationu (GSH) - oxidativní
    stres - As3
  • interakce As5 a P5 - blokáda tvorby ATP a
    genotoxicita

Toxicita - obecne
  • akutní toxicita sloucenin As3 vyšší než
    sloucenin As5 (absorpce)
  • slouceniny As5 více karcinogenní úcinky -
    zejména rakovina plic a kuže
  • organické slouceniny méne toxické než anorganické
    (exkrece)
  • sl. rozpustné ve vode - vyšší akutní toxicita,
    systémové úcinky
  • sl. nerozpustné ve vode - chronické plicní
    choroby

15
Arsen
Metabolismus
  • T1/2 10 h - 3 dny
  • v krvi cirkulující slouceniny As dobre procházejí
    placentární bariérou
  • hlavní cílové orgány - játra, ledviny, krev,
    nervy, kuže a nehty
  • As se ve vysoké míre koncentruje ve vlasech a
    nehtech, ukládá se též v mekkých tkáních (játra,
    ledviny)

Akutní úcinky
  • TD50 As2O3 pro cloveka 30 - 50 mg, LDL0 60 - 80
    mg, LD50 200 - 300 mg
  • cesty vstupu - GI, inhalacne (AsH3) i
    transdermálne

Symptomy
  • nejprve sucho a pálení v ústech a jícnu, GI
    potíže (zvracení, prujem, krece), stolice a dech
    mohou páchnout po cesneku, závrate, selhání
    krevního obehu v dusledku poškození jater a
    ledvin - behem 2 - 24h
  • pri expozici AsH3 - bolest hlavy, dušnost,
    slabost a poté GI symptomy
  • hemolýza a tmave rudá moc (4-6 h), žloutenka
    (24 - 48 h)

Antidotum
  • BAL, DMPS a DMSA

16
(No Transcript)
17
Arsen
Subakutní a chronické úcinky
Symptomy
  • bolestivá distální polyneuropatie - necitlivost
    chodidel
  • únavnost, anorexie, koliky, poškození kostní
    drene
  • kožní projevy (hyperkeratinóza, hyperpigmentace),
    nehty (Mees nails)
  • chronická onemocnení jater (cirhóza) a ledvin
  • onemocnení periferního obehového systému a
    následná gangréna (Blackfoot disease)

Reprodukcní toxicita
  • malá porodní váha, riziko diabetu, riziko
    nervových onemocnení

Karcinogenita
  • As prokazatelne zvyšuje riziko vzniku rakoviny
    kuže a plic
  • zvýšené riziko vzniku rakoviny jater

18
Rtut
Výroba a použití
  • elementární rtut v teplomerech, polarografie
  • elektrické clánky - naslouchací prístroje,
    detektory koure, hracky
  • rtutové výbojky - promítací prístroje,
    reflektory, laboratorní technika
  • katalyzátor pri výrobe vinylchloridu
  • soucást nekterých léku - diuretika, antiseptika,
    dermatologika
  • antibakteriální a fungicidní prísada - nátery,
    morení osiva
  • zubarské amalgámy, amalgamace zlatých a
    stríbrných rud
  • aryslouceniny k denaturaci lihu
  • výroba chloru a louhu sodného

19
Rtut
  • Mechanismus toxického úcinku
  • inhibice antioxidacních enzymu - SOD a katalázy
  • vazba Hg2 na - SH skupiny glutathionu (GSH)
  • Hg2 je pro-oxidant - zvyšuje množství H2O2
  • vazba na Se - inhibice GSHPx

Oxidativní stres
  • snížená produkce neurotransmiteru
  • inhibice celé rady hormonu - hormony štítné
    žlázy, testosteron, katecholaminy
  • nekróza nervových bunek

20
Rtut
  • tri toxikologicky odlišné formy rtuti -
    elementární, anorganická a organická
  • Absorpce
  • elementární rtut vstrebává se ve forme par
    plícemi (z 80 ) , má vysokou afinitu k cerveným
    krvinkám a snadno prostupuje pres
    hematoencefalickou bariérou, prakticky se
    neabsorbuje v GI, kuží se absorbuje ve forme
    mastí
  • anorganické ionty se v GI vstrebávají pomerne
    málo (asi ze 7 )
  • methylrtut se vstrebává dobre (95 ), velmi
    snadno prostupuje do CNS
  • Distribuce
  • elementární a anorganická rtut se koncentruje v
    ledvinách a cervených krvinkách
  • organická rtut se koncentruje v CNS (týlní lalok
    velkého mozku a mozecek), snadno prochází
    placentární bariérou - koncentruje se v plodu,
    dále se koncentruje ve vlasech a kuži

21
Rtut
  • Exkrece
  • enterohepatická cirkulace - z Hg2 v játrech
    vzniká methylrtut, ta podlehne v tenkém strevu
    hydrolýze, je znovu absorbována.......
  • T1/2 methylrtut 70 dní, T1/2 anorg. 40 dní,
    T1/2 elementární 35 - 90 dní
  • Biotransformace
  • elementární rtut a Hg22 ionty jsou oxidovány na
    Hg2 - zvýšení toxicity
  • nekteré bakterie jsou schopné methylovat rtut

22
(No Transcript)
23
Rtut
Elementární Hg - akutní úcinky
  • inhalace par - poleptání dýchacích cest,
    bronchitida, pneumonitida
  • poškození ledvin a CNS

Anorganická Hg - akutní úcinky
  • HgCl2 - pri požití leptá GI, zpusobuje hnisavé
    vredy, silnejší úcinek na ledviny a slabší na CNS
    než Hg0
  • Hg2Cl2 - méne toxický než Hg2 - hure se
    vstrebává

Elementární a anorganická Hg - chronické úcinky
  • poškození CNS - tres, excitovanost nebo apatie,
    zmeny osobnosti - neprícetnost, halucinace
  • zvetšení štítné žlázy, zánet dásní, slinení,
    zrychlení srdecní frekvence
  • nefrotický syndrom
  • deti 4 mesíce - 4 roky - akrodynie (Ružová
    nemoc)

24
Rtut
Organické slouceniny Hg
  • methylrtut se prednostne koncentruje v mozku,
    pomalá demethylace
  • fenylrtut je méne toxická
  • nekróza nervových bunek
  • u zvírat zjišteno i poškození chromozomu
  • Minamata disease
  • 1952 - odpadní vody z továrny na výrobu plastu s
    vysokým obsahem síranu a chloridu rtutnatého
    vypoušteny do zátoky Minamata (Japonsko)
  • morské rasy - methylace, akumulace methylrtuti v
    rybách
  • celkem onemocnelo 397 lidí, na následky zemrelo
    68 (vcetne 22 potratu)
  • mnoho detí narozených v rozmezí let 1953 - 1959 -
    mentální retardace, poruchy motorického svalstva

Bakir et al., 1973 V Iráku 6000 lidí otráveno
(459 zemrelo) methylrtutí po požití chleba z
mouky vyrobené z ošetreného obilí, koncentrace Hg
v mouce 4,8 - 14,6 ?g/g, rozsah Hg v krvi 10 -
500 ?g/DL, toxické projevy- paralýza, poškození
zraku a sluchu, porucha artikulace, koma smrt pri
více než 300 ?g/DL.
25
Toxicita Hg - prehled
26
Rtut
Zásady pri zacházení
  • pro úklid kovové Hg nepoužívat vysavac
  • vetrat
  • pozor na poškození zlatých šperku
  • použití Zn prášku, následne 5-10 H2SO4

Antidota
  • BAL - koncentruje Hg v mozkové tkáni
  • D - penicilamin - alergie
  • EDTA - odstranuje Hg pouze z krve a povrchu bunek
  • DMSA - odstranuje Hg z mozku, jater a ledvin
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com