Toxikologie (Fach) / Toxi (Lektion)

Für Klausur am 12.12

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• MTD Maximal tolerierte Dosis; bei dieser Dosis sollen bei täglicher Gabe ausgeprägte toxische Effekte auftreten, ohne dass die Lebenserwartung der Tiere beeinträchtigt ist
• Toxikologie Lehre von den schädlichen Wirkungen einer chemisch definierten Substanz oder eines Substanzgemisches auf den Organimus
• Mittlere letale Dosis LD50 die Dosis, bei der 50% der Tiere eines Kollektivs sterben
• ADI Wert Acceptable Daily Intake; bei lebenslanger Zufuhr dieser Menge entsteht kein nachweibar gesundheitlicher Schaden, abgeleitet aus NOEL (zweimal durch 10 geteilt wegen Tier/Mensch Unterschied) = DTA (Duldbare tägliche Aufnahmemenge) = PTWI- Wert (für Schwermetalle-provisional tolerable weekly intake)
• NOEL (no observed effect level) – gemessen an der empfindlichsten Tierart
• NOAEL no observed adverse effect level: höchste Dosis die noch keine feststellbaren nachteiligen Wirkungen verursacht
• AGW MAK) Arbeitsplatz-Grenzwert: höchstzulässige Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz
• BGW Biologischer Grenzwert: (BAT) höchstzulässige Konzentration eines Stoffes in einer Indikator Matrix des Menschen (Vollblut,Serum,Urin)
• BAR Biologischer Arbeitsstoff-Referenzwert: Belastung von Erwachsenen, die bei ihrer Arbeit dem Stoff nicht ausgesetzt sind
• BLW Biologischer Leitwert: Quantität eines Arbeitsstoffes, die als Anhalt für die zutreffenden Schutzmaßnahmen heranzuziehen ist
• EKA Expositionsäquivalente für krebserzeugende Arbeitsstoffe
• MIK Maximale Imissionskonzentration (Ort an dem man sich rund um die Uhr aufhält)
• Nierentoxizität -Druckfiltration im Glomerulus → ca. 180 Liter Primärurin/Tag -im Tubulussystem: aktive und passive Rückresorption → Konzentrierung um den Faktor 100 -höhere Quecksilberkonzentrationen schädigen den gesamten Tubulus -Kupfer schädigt die Henle-Schleife und den distalen Tubulus -Gold schädigt den Glomerulus
• Neurotoxizität -Blut Hirn Schranke → Diffusion wasserlöslicher Stoffe beeinträchtigt - vom aeroben Glucosestoffwechsel abhängig → besondere Empfindlichkeit gegen 02-Mangel -hohe räumliche Ausdehnung → große Oberfläche → empfindlich gegen toxische Substanzen -Neuropathien: Degeneration über den gesamten Bereich → Absterben des Neurons z.B. 02-Mangel -Axopathien: Schädigung der Axone; besonders betroffen sensorischen und motorisches System z.B. Hexan,Alkohol -Myelinopathien: Trennung der Myelinlamellen/ komplette Demyelinisierung z.B Hexachlorophen -Hemmung der Neurotransmission zB: Nikotin, Alkohol, Tetrodotoxin
• reizend Einwirkung auf Haut und Schleimhaut bewirkt eine lokale Entzündung mit den vier Symptomen Schwellung (Tumor), Wärme (Calor), Rötung (Rubor) und Schmerz (Dolor)
• sensibilisierend (allergisierend) -Haut (Kontaktallergie), Atemwegen (Schnupfen, Asthma, Bronchitis) und an Augenbindehäuten (Konjunktivitis) -potentiell allergische Stoffe werden dabei als Hapten an Gewebs- und Serumproteine gebunden, bilden ein Vollantigen und lösen die Kaskade immunspezifischer Antworten aus -lokale Einwirkung oft auch lokale Reaktion: Ekzeme/Urtikaria (Nesselausschlag) -dosisunabhängig
• ätzend es kommt zum Zelltod und zur Zerstörung des Gewebes; Hornhaut des Auges besonders gefährdet
• Säuren fällen zelluläres und extrazelluläres Protein aus und bilden Ätzschorf, der die weitere Schädigung verlangsamt (Koagulationsnekrose)
• Laugen hydrolisieren die Peptidbindungen der Proteine und führen zu einer in die Tiefe fortschreitende Gewebsauflösung (Kolliquationsnekrose) -Metallsalze, Aldehyde, Phenole, chlorierte Kohlenwassderstoffe
• photoallergische Reaktion Hautveränderungen, die unter UV-Einfluss auftreten und durch immunologische Vorgänge vermittelt werden entstehen, wenn die Bildung der kovalenten Hapten-Portein-Bindung auf der Basis photochemischer Reaktionen erfolgt ZB Sulfonamine
• phototoxische Reaktion Hautveränderungen, die durch direkte Wechselwirkungen zwischen einer chemischen Substanz, dem UVA-Licht und körpereigenem Gewebe entstehen. Es besteht eine verstärkte Sonnenbrandneigung Lichtenergie wird direkt in verstärktem Maße auf Hautzelle übertragen vor allem bei Verbindungen mit konjugierten Doppelbindungen zB Tetrazykline
• reproduktionstoxisch -fruchtbarkeitsbeeinträchtigend (Sexualverhalten, Spermienproduktion) -entwicklungsschädigend (geistige und physische Schäden, fruchtschädigend) -Teratogene: anatomische Missbildungen
• Kanzerogenese 1 Tumorinitiator: schädigt Zellen 2 Tumorpromotoren: Wachstum eschädigter Zellen 3 Tumorentstehung: irreversible Mutation eine einzelen Punktmutation führt nicht zur Kanzerogenität
• Prävalenz Krankheitsbestand; Häufigkeit einer Krankheit zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Gruppe
• Inzidenz Neuerkrankungsrate: Anzahl der neue auftretenden Fälle in einer bestimmten Zeitperiode Relatives Risiko: Inzidenz der Exponierten / Inzidenz der Nichtexponierten
• Kohortenstudie prospektive Studie, bei der eine Gruppe von exponierten Personen über einen bestimmten Zeitpunkt beobachtet wird; ermittelt werden Inzidenz und Mortalität
• Fall-Kontrollstudie retrospektive Untersuchung, in der Patienten mit definierter Erkrankung mit Personen ohne diese Erkrankung hinsichttlich ihrer Exposition gegenüber bestimmten Stoffen verglichen werden
• Allgemeine Eigenschaften von Schwermetallen: -Zielorgane sind ZNS und PNS -Resorption: → Magen-Darm ca. 5-10% → Atemwege ca. 50% -Organische Verbindungen werden besser resorbiert als anorganische -Deep compartments (Depot-Strukturen): Blei Knochengewebe HWZ ca. 10 Jahre; Cadmium Nierengewebe 30 Jahre; Quecksilber Niere, Gehirn ca. 1-2 Jahre
• Spurenelement: essentiell benötigte Stoffe, die beim Menschen < 50 mg/kg im Menschen vorkommen Thallium Blei Cadmium Quecksilber CHrom Arsen
• Thallium -Polyneuritis: heftige neuralgiforme Schmerzen (Fußsohlen, Beine, Abdomen) mit Überempfindlichkeit gegen Berührung -ab Tag 4/5: dunkle Pigmentausfällungen im Bereich der Haarwurzeln (Widysches Zeichen) -ab Tag 10-13: Haarausfall am ganzen Körper -Schädigung der Schweiß- und Talgdrüsen -Therapie: Orales Andidot: Berliner Blau -Blut, Urin, Stuhl, Widysches Zeichen
• Blei -umwelttoxikologisch relevanteste Schwermetall -hemmt verschiedene Stufen der Häm-Synthese ver--> kürzte Lebensdauer der Erythrozyten durch Hemmung der Adenosintriphosphatase → sideroachrestische, hämatoblastopathische, hämolytische Anämie -langdauernde Exposition: Parese oder Paralyse der oberen Extremitäten -Indikatoren: Vollblut und Urin Depot-Kompartimente: Knochen, Eryhrozyten
• Cadmium -HWZ ca. 30 Jahre -Eiweißverlust (Niere), Lungenblähungen, Itai-Itai-Krankheit (Knochenveränderungen mit Knochenabbau) -Urin und Haare -Depot: Niere, Leber
• Quecksilber -Tremor mercurialis: feinschlägiger Intentionstremor, vor allem der Hände -Erethismus mercurialis: nervöse Reizbarkeit, Schreckhaftigkeit, ausgeprägte Schlaflosigkeit -Haare und Urin -Depot: Niere, Gehirn
• Arsen -durch Nahrung täglich ca. 10-50 µg -viel in Muscheln, Fisch -HWZ nur ca. 10-30 h -Zielorgane: Haut, Schleimhäute, PNS, Erythrozyten -Indikatoren: As-Gehalte im Urin, Haar, Nägel -Depot: Haut/Haare, Knochen
• Chrom -essentielles Spurenelement -brauner Zucker und Hefe -Chrom 6 deutlich toxischer als Chrom 3
• Intoxikationen durch Insektizide Wirkmechanismus -Wirkmechanismus: Hemmung der Acetylcholinesterase: gehemmte Abbau → Überschwemmung mit Acetylcholin → an allen cholinergen Synapsen kommt es zunächst zur Erregung, dann zu ,Depolarisationsblock -Symptome erst wenn Esterase-Aktivität auf 30% abgesunken ist
• Ethanol Abbau durch Alkoholdehydrogenase (ADH*) zu Acetaldehyd  durch Aldehyddehydrogenasen (ALDH) zu Acetat ( Acetyl-CoA  Citratzyklus  Co2 und H2O)
• Methanol -CH3-OH; wichtiges Lösungsmittel -ähnliche toxische Wirkung wie Ethanol; aber größere Toxizität bei der Metabolisierung entstehen Abbauprodukte: Formaldehyd und Ameisensäure; Ameisensäure wird deutlich langsamer eliminiert als die bei der Ethanol-Oxidation entstehende Essigsäure und kumuliert deshalb -1. Schritt des Methanol-Abbaus durch ADH deutlich langsamer als bei Ethanol, (weil Ethanol das physiologische Substrat der ADH ist)  gebildete Formaldehyd sehr schnell zur Ameisensäure oxidiert -für Menschen tödlich oral: 30-100 mL; irreversible Sehschäden schon bei 5-15 ml
• Kohlenmonoxid Wirkmechanismus CO wird an das Fe2+ des Häm-Moleküls mit ca. 200-30mal größerer Affinität als Sauerstoff gebunden: schon ca. 0,07% des  CO in der Atemluft wandeln ca. 50& des Hämoglobins in CO-Hämoglobin um à massive Störung des Sauerstoff-Transports; die übrigen Fe2+ haltigen Sauerstoff übertragenden Pigmente werden nur durch minimale Anteile gehemmt, da sie dem Hämoglobin nachgeschaltet sind, und dieses das in den Organismus gelangende CO wegfängt.
• Kohlenmonoxid Symptome -ab 15%: Kopfschmerzen, leichte Sehstörungen, Kurzatmigkeit, Schwindel -15-30% CO-Hb: Unwohlsein, Bewusstseinseinschränkung, klopfende Kopfschmerzen -30-40%: Haut hellrot, Schwindelgefühl, Schwäche und Koordinationsstörungen, flache Atmung -ab ca. 50% Kollaps, Tod durch Atemlähmung oder Herzversagen -Hautfarbe bei akut an CO verstorbenen kirschrot. Bei Überleben blasse bläuliche Verfärbung von Haut und Schleimhäuten
• Cyanwasserstoff Wirkmechanismus -Cyanid-Ionen hemmen die intrazelluläre Atmung durch Blockierung der Fe3+ Cytochromoxidase (hohe Affinität des Cyanids zum dreiwertigen Eisen) à der antransportierte Sauerstoff kann nicht verwendet werden und ist im venösen Blut noch vorhanden (rosie Haut) à Sauerstoffunterversorgung aller Gewebe -Einatmung gasförmiger Blausäure führt nach Sekunden zu Vergiftungssymptomen; beim Verschlucken von Cyaniden nach wenigen Minuten
• Lungen- und schleimhautschädigende Gase Symptome -bleibende starke lokale Reizung im Respirationstrakt -Entwicklung eines toxischen Lungenödems
• Stickstoffoxide -Bildung durch Luftstickstoffoxidation bei Verbrennung fossiler Brennstoffe -Stickstoffdioxid toxikologisch größte Bedeutung; potentiell kanzerogen à Gewebsschädigung auf Bildung von Salpetersäure im wässrigen Medium der Atemwege
• Schwefeldioxid Konservierung, Desinfektionsmittel, Bleichmittel, Gummiverarbeitung, Verbrennung fossiler Brennstoffe -Schädigung der Atemwege durch die in wässrigem Medium sich bildende Schweflige Säure
• Isocyanate -hohe Reaktionsfähigkeit der N-C-O – Gruppe -in Kunstoffindustrie (z.B. Sitzmöbel) -neben akuter Gewebsreizung der Atemwege und Augen wirken sie stark allergisierend (TDI am stärksten) -größte Bedeutung mit Einwirkung korrelierte Bronchialasthma (Isocyanatasthma) -Methylisocyanat war die Ursache für die schwere Massenvergiftung in Bhopal 1984 mit 5000 Toten
• Zusatzstoffe -Substanzen, die Lebensmittel zur Beeinflussung ihrer Beschaffenheit oder zur Erzielung bestimmter Eigenschaften oder Wirkungen zugesetzt werden -Konservierungsstoffe, Antioxidantien, Emulgatoren, Dickungsmittel, Farbstoffe, Treibgase und geschmackbeeinflussende Stoffe
• Antioxidantien -sollen die besonders bei Fetten durch Reaktion mit Sauerstoff mögliche Qualitätsminderung (Farbe, Geruch, Geschmack) verhindern -Kaugummis, Soßen, Trockensuppen -z.B. Ascorbinsäure
• Konservierungsstoffe -antimikrobielle Substanzen; vorallem gegen Bakterien, Hefen und Schimmelpilze -z.B. Sorbinsäure, Benzoesäure, Ameisensäure
• Rückstände =Restmengen von Stoffen, die bei der Urproduktion pflanzlicher oder tierischer Lebensmittel oder während deren Lagerung absichtlich und wegen einer erwünschten Wirkung eingesetzt wurden A)Pflanzenschutz-oder sonstige Mittel B)Stoffe mit pharmakologischer Wirkung (Tierarzneimittel, Futterzusatzstoffe)
• Nitrat/Nitrit -Hauptquelle: Dünger, Gülle -Nitrosamine entstehen aus Nitrit + sekundären Aminen im sauren Milieu -beim Erhitzen von gepökelten Fleischerzeugnissen kann es zur Bildung von Nitrosepyrrolidin kommen Hoher Nitratgehalt in Kresse, Kopfsalat, Rettich, Kohlrabi, Radieschen, Rote Beete, Feldsalat Mittlerer: Spinat, Fenchel, Grünkohl, Mangold, Zucchini

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