Токсикологија

Токсикологија (од грчких речи токсикон и логос)[1] је наука о неповољним утицајима хемикалија на живе организме.[2] Она проучава симптоме, механизме, лечење и откривање биолошког тровања — посебно тровања људи. Главни критеријум токсичности хемикалије је доза, то јест степен излагања супстанци.[3] Може се рећи да су скоро све супстанце токсичне под одређеним условима. Парацелзус, отац модерне токсикологије је рекао да „доза одређује отров“. Фактори који утичу на хемијску токсичност укључују дозу, трајање излагања (било да је акутна или хронична), начин излагања, врсту, старост, пол и животну средину. Токсиколози су стручњаци за отрове и тровања. Постоји покрет за токсикологију засновану на доказима као део ширег покрета ка праксама заснованим на доказима. Токсикологија тренутно доприноси пољу истраживања рака, јер се неки токсини могу користити као лекови за убијање туморских ћелија. Један од најбољих примера за то су протеини који инактивирају рибозоме, тестирани у лечењу леукемије.[4]

Токсикологија

Многе супстанце које се сматрају отровима су токсичне само индиректно. Метанол, је пример, јер сам по себи није токсичан[тражи се извор], али се у јетри хемијским путем претвара у формалдехид, који је отрован. Многи молекули лекова у јетри постају токсични — добар пример је ацетоминофен (парацетамол), посебно у присуству алкохола[тражи се извор]. Генетички варијабилитет одређених ензима јетре чини да се токсичност одређених једињења разликује од појединца до појединца. Како задаци постављени пред одређени ензим јетре могу да индукују активност у другом, многи молекули постају токсични само у комбинацији са другим молекулима. Скуп активности којима је заокупљен велики број токсиколога укључује изучавање који ензими јетре претварају молекул у отров, шта су токсични производи ове конверзије и под којим условима и у којим појединцима се ова конверзија одиграва.

Термин ЛД50 се односи на дозу токсичне супстанце која убија 50 процената тест-популације (обично пацова или других сурогата када се тест тиче токсичности за људе).[5] ЛД50 процене код животиња су престале да се користе 1991. године, и нису више неопходне за регулаторне податке као део пред клиничког развоја. Термин вишеструка хемијска осетљивост је контроверзна дијагноза које индицира да особа пати од алергијских симптома које узрокују количине хемикалија из окружења у траговима. Израз токсикологија не треба мешати са изразом токсинологија. Токсинологија је специјализована област токсикологије која се бави биолошким токсинима, попут змијских отрова или отровних биљака.

ИсторијаУреди

Диоскорид, грчки лекар на двору римског цара Нерона, направио је први покушај да класификује биљке према њиховом токсичном и терапеутском дејству.[6] Ибн Вашија је написао Књигу о отровима у 9. или 10. веку.[7] Овоме је следио рад Кагендра Мани Дарпана из 1360. године.[8]

Теофрастус Филипус Оролиус Бомбастус фон Хохенхајм (1493–1541) (који се такође назива Парацелзус, јер је веровао да су његове студије биле изнад или изван дела Целза – римског лекара из првог века) сматра се „оцем“ токсикологије.[9] Њему се приписује класична токсиколошка максима, „Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.“. што се преводи као: „Све ствари су отровне и ништа није без отрова; само доза чини ствар неотровном.” Ово се често сажима на: „Доза чини отров“ или на латинском „Sola dosis facit venenum“.[10]:30

Матје Орфила се такође сматра модерним оцем токсикологије, пошто је овој теми дао свој први формални третман 1813. године у раду с насловом Traité des poisons, такође названом Општа токикологија.[11]

Године 1850, Жан Стас је постао прва особа која је успешно изоловала биљне отрове из људског ткива. То му је омогућило да идентификује употребу никотина као отрова у случају убиства Бокармеа, обезбеђујући доказе потребне да се белгијски гроф Хиполит Висарт де Бокарме осуди за убиство његовог зета.[12]

Основни принципиУреди

Циљ процене токсичности је да се идентификују нежељени ефекти супстанце.[13] Нежељени ефекти зависе од два главна фактора: i) начина излагања (орални, инхалациони или дермални) и ii) дозе (трајање и концентрација изложености). Да би се истражила доза, супстанце се тестирају на акутним и хроничним моделима.[14] Генерално, различите групе експеримената се спроводе да би се утврдило да ли супстанца изазива рак и да би се испитали други облици токсичности.[14]

Фактори који утичу на хемијску токсичност:[10]

  • Дозирање
    • Проучавају се и велике појединачне експозиције (акутне) и континуиране мале експозиције (хроничне).
  • Пут излагања
    • Гутање, удисање или апсорпција коже
  • Остали фактори
    • Врсте
    • Старост
    • Пол
    • Здравље
    • Животна средина
    • Индивидуалне карактеристике

Дисциплина токсикологије засноване на доказима настоји да транспарентно, доследно и објективно процени доступне научне доказе како би одговорила на питања у токсикологији,[15] проучавању штетних ефеката хемијских, физичких или биолошких агенаса на живе организме и животну средину, укључујући превенцију и ублажавање таквих ефеката.[16] Токсикологија заснована на доказима има потенцијал да одговори на забринутост у токсиколошкој заједници у вези са ограничењима тренутних приступа процени стања науке.[17][18] То укључује забринутост у вези са транспарентношћу у доношењу одлука, синтезом различитих врста доказа и проценом пристрасности и кредибилитета.[19][20][21] Токсикологија заснована на доказима има своје корене у ширем кретању ка праксама заснованим на доказима.

Методе испитивањаУреди

Експерименти токсичности могу бити спроведени ин виво (користећи целу животињу) или ин витро (тестирање на изолованим ћелијама или ткивима), или ин силико (у компјутерској симулацији).[22]

ЖивотињеУреди

Класично експериментално средство токсикологије је тестирање на животињама.[10] Пример моделних организама је Galleria mellonella,[23] која може да замени мале сисаре, и зебраца, која омогућава проучавање токсикологије код кичмењака нижег реда ин виво.[24][25] Од 2014. таква испитивања на животињама пружају информације које нису доступне другим средствима о томе како супстанце функционишу у живом организму.[26] Неке организације се противе употреби животиња за токсиколошка испитивања из разлога добробити животиња, а ограничена су или забрањена под одређеним околностима у одређеним регионима, као што је за тестирање козметике у Европској унији.[27]

Види јошУреди

РеференцеУреди

  1. ^ Merriam-Webster, Merriam-Webster's Unabridged Dictionary, Merriam-Webster, Архивирано из оригинала на датум 2020-05-25, Приступљено 2017-07-28. 
  2. ^ Schrager, TF (4. 10. 2006). „What is Toxicology”. Архивирано из оригинала на датум 10. 3. 2007. 
  3. ^ Amdur MO, Doull J, Klaassen CD (2001). Cassarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons (6 изд.). New York: McGraw-Hill, Inc. ISBN 0071347216. 
  4. ^ Mercatelli, Daniele; Bortolotti, Massimo; Giorgi, Federico M. (2020). „Transcriptional network inference and master regulator analysis of the response to ribosome-inactivating proteins in leukemia cells”. Toxicology. 441: 152531. ISSN 0300-483X. PMID 32593706. S2CID 220255474. doi:10.1016/j.tox.2020.152531. 
  5. ^ Keith Parker; Laurence Brunton; Goodman, Louis Sanford; Lazo, John S.; Gilman, Alfred (2006). Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics (11. изд.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0071422803. 
  6. ^ Hodgson, Ernest (2010). A Textbook of Modern Toxicology. John Wiley and Sons. стр. 10. ISBN 978-0-470-46206-5. 
  7. ^ Levey, Martin (1966). Medieval Arabic Toxicology: The Book on Poisons of ibn Wahshiyya and its Relation to Early Native American and Greek Texts. 
  8. ^ Bhat, Sathyanarayana; Udupa, Kumaraswamy (1. 8. 2013). „Taxonomical outlines of bio-diversity of Karnataka in a 14th century Kannada toxicology text Khagendra Mani Darpana”. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 3 (8): 668—672. PMC 3703563 . PMID 23905027. doi:10.1016/S2221-1691(13)60134-3. 
  9. ^ „Paracelsus Dose Response in the Handbook of Pesticide Toxicology WILLIAM C KRIEGER / Academic Press Oct01”. 
  10. ^ а б в Ottoboni, M. Alice (1991). The dose makes the poison : a plain-language guide to toxicology  (2nd изд.). New York, N.Y: Van Nostrand Reinhold. ISBN 978-0-442-00660-0. 
  11. ^ „Biography of Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787–1853)”. U.S. National Library of Medicine. 
  12. ^ Wennig, Robert (април 2009). „Back to the roots of modern analytical toxicology: Jean Servais Stas and the Bocarmé murder case”. Drug Testing and Analysis. 1 (4): 153—155. PMID 20355192. doi:10.1002/dta.32. 
  13. ^ Committee on Risk Assessment of Hazardous Air Pollutants, Commission on Life Sciences, National Research Council (1994). Science and judgement in risk assessment. The National Academic Press. стр. 56. ISBN 978-0-309-07490-2. 
  14. ^ а б „Human Health Toxicity Assessment”. United States Environmental Protection Agencies. 
  15. ^ Hoffmann, S.; Hartung, T (2006). „Toward an evidence-based toxicology”. Hum Exp Toxicol. 25 (9): 497—513. PMID 17017003. S2CID 42202416. doi:10.1191/0960327106het648oa. 
  16. ^ „How do you define toxicology?”. Society of Toxicology. Приступљено 2017-06-17. 
  17. ^ Stephens, M.; Andersen, M.; Becker, R.A.; Betts, K.; et al. (2013). „Evidence-based toxicology for the 21st century: Opportunities and challenges”. ALTEX. 30 (1): 74—104. PMID 23338808. doi:10.14573/altex.2013.1.074 . 
  18. ^ Mandrioli, D.; Silbergeld, E. (2016). „Evidence from toxicology: the most essential science for the prevention.”. Environ Health Perspect. 124 (1): 6—11. PMC 4710610 . PMID 26091173. doi:10.1289/ehp.1509880. 
  19. ^ Schreider, J.; Barrow, C.; Birchfield, N.; et al. (2010). „Enhancing the credibility of decisions based on scientific conclusions: transparency is imperative”. Toxicol Sci. 116 (1): 5—7. PMID 20363830. doi:10.1093/toxsci/kfq102 . 
  20. ^ Adami, H.O.; Berry, S.C.; Breckenridge, C.B.; Smith, L.L.; et al. (2011). „Toxicology and epidemiology: improving the science with a framework for combining toxicological and epidemiological evidence to establish causal inference”. Toxicol Sci. 122 (2): 223—234. PMC 3155086 . PMID 21561883. doi:10.1093/toxsci/kfr113. 
  21. ^ Conrad, J.W.; Becker, R.A. (2011). „Enhancing credibility of chemical safety studies: an emerging consensus on key assessment criteria”. Environ Health Perspect. 119 (6): 757—764. PMC 3114808 . PMID 21163723. doi:10.1289/ehp.1002737. 
  22. ^ Bruin, Yuri; et al. (2009). „Testing methods and toxicity assessment (Including alternatives)”. Information Resources in Toxicology. Academic Press. стр. 497—514. ISBN 9780123735935. doi:10.1016/B978-0-12-373593-5.00060-4. 
  23. ^ Harding, Clare R.; Schroeder, Gunnar N.; Collins, James W.; Frankel, Gad (2013-11-22). „Use of Galleria mellonella as a Model Organism to Study Legionella pneumophila Infection”. Journal of Visualized Experiments (81): 50964. ISSN 1940-087X. PMC 3923569 . PMID 24299965. doi:10.3791/50964. 
  24. ^ Hamm, Jon; Tanguay, Robert L.; Reif, David M.; Padilla, Stephanie; Behl, Mamta; Kim, Carol; Sullivan, Con; Burgess, Shawn M.; Bondesson, Maria (2016-11-01). „Advancing toxicology research using in vivo high throughput toxicology with small fish models”. ALTEX (на језику: енглески). 33 (4): 435—452. ISSN 1868-8551. PMC 5270630 . PMID 27328013. doi:10.14573/altex.1601281. 
  25. ^ Farraj, Aimen K.; Padilla, Stephanie; Hazari, Mehdi S.; Hays, Michael D.; Cascio, Wayne E.; Gilmour, M. Ian; Leslie C. Thompson; Martin, Brandi L.; DeMarini, David M. (2019-01-15). „High-Throughput Video Processing of Heart Rate Responses in Multiple Wild-type Embryonic Zebrafish per Imaging Field”. Scientific Reports (на језику: енглески). 9 (1): 145. Bibcode:2019NatSR...9..145M. ISSN 2045-2322. PMC 6333808 . PMID 30644404. doi:10.1038/s41598-018-35949-5. 
  26. ^ „The importance of animal in research”. Society of Toxicology. 2014. Архивирано из оригинала на датум 2014-12-07. 
  27. ^ Kanter, James (11. 3. 2013). „E.U. Bans Cosmetics With Animal-Tested Ingredients”. The New York Times. Приступљено 26. 10. 2018. 

ЛитератураУреди

Спољашње везеУреди