systemiska toxiska effekter

typer av systemiska toxiska effekter

toxiska effekter kategoriseras vanligtvis enligt platsen för den toxiska effekten. I vissa fall kan effekten uppstå på endast en plats. Denna webbplats kallas det specifika målorganet.

i andra fall kan toxiska effekter uppträda på flera ställen. Detta kallas systemisk toxicitet. Typer av systemisk toxicitet inkluderar:

• Akut toxicitet
• subkronisk toxicitet
• Kronisk toxicitet
• Karcinogenicitet
• utvecklingstoxicitet
• genetisk toxicitet (somatiska celler)

Akut toxicitet

Akut toxicitet inträffar nästan omedelbart (sekunder/minuter/timmar/dagar) efter en exponering. En akut exponering är vanligtvis en enstaka dos eller en serie doser som tas emot inom en 24-timmarsperiod. Dödsfall kan vara ett stort problem vid akuta exponeringar. Exempelvis:

• 1989 dog 5 000 personer och 30 000 var permanent funktionshindrade på grund av exponering för metylisocyanat från en industriolycka i Indien.
• många människor dör varje år från inandning av kolmonoxid från felaktiga värmare.

Figur 1. Felaktiga gasvärmare kan avge giftig kolmonoxid
(Bildkälla: iStock Photos, ©)

subkronisk toxicitet

subkronisk toxicitet beror på upprepad exponering i flera veckor eller månader. Detta är ett vanligt mänskligt exponeringsmönster för vissa läkemedel och miljömedel. Till exempel:

• förtäring av warfarin (Coumadin ASIC) tabletter (blodförtunnande medel) i flera veckor som behandling för venös trombos kan orsaka inre blödningar.
• exponering på arbetsplatsen för bly under en period av flera veckor kan leda till anemi.

Figur 2. Warfarin tabletter (vänster); gamla blyrör (höger)
(Bildkälla: iStock foton, ©)

Kronisk toxicitet

Kronisk toxicitet representerar kumulativ skada på specifika organsystem och tar många månader eller år att bli en igenkännbar klinisk sjukdom. Skador på grund av subklinisk individuell exponering kan gå obemärkt. Vid upprepad exponering eller långvarig kontinuerlig exponering byggs skadorna från denna typ av exponering långsamt upp (kumulativ skada) tills skadan överstiger tröskeln för kronisk toxicitet. I slutändan blir skadan så allvarlig att organet inte längre kan fungera normalt och en mängd kroniska toxiska effekter kan uppstå.

kroniska toxiska effekter inkluderar:

• cirros hos alkoholister som har intagit etanol i flera år.
• kronisk njursjukdom hos arbetare med flera års exponering för bly.
• kronisk bronkit hos långvariga cigarettrökare.
• lungfibros hos kolgruvarbetare (svart lungsjukdom).

Figur 3. Att röka cigaretter och / eller dricka alkohol under lång tid kan leda till kronisk toxicitet
(Bildkälla: iStock Photos, ©)

Karcinogenicitet

Karcinogenicitet är en komplex flerstegsprocess av onormal celltillväxt och differentiering som kan leda till cancer. De två stadierna av cancerframkallande egenskaper är:

1. initiering-en normal cell genomgår irreversibla förändringar.
2. Promotion — initierade celler stimuleras att utvecklas till cancer.

kemikalier kan fungera som initiativtagare eller promotorer.

den initiala omvandlingen som får normala celler att genomgå irreversibla förändringar är resultatet av mutationen av de cellulära generna som styr normala cellfunktioner. Mutationen kan leda till onormal celltillväxt. Det kan innebära en förlust av suppressergener som vanligtvis begränsar onormal celltillväxt. Många andra faktorer är inblandade, såsom tillväxtfaktorer, immunsuppression och hormoner.

en tumör (neoplasm) är helt enkelt en okontrollerad tillväxt av celler:

• godartade tumörer växer på ursprungsplatsen; invadera inte intilliggande vävnader eller metastasera; och i allmänhet är behandlingsbara.
• maligna tumörer (cancer) invaderar intilliggande vävnader eller migrerar till avlägsna platser (metastas). De är svårare att behandla och orsakar ofta döden.

utvecklingstoxicitet

utvecklingstoxicitet avser negativa toxiska effekter på det utvecklande embryot eller fostret. Det kan bero på toxicant exponering för endera föräldern före befruktningen eller till modern och hennes utvecklande embryo eller foster. De tre grundläggande typerna av utvecklingstoxicitet är:

1. Embryoletalitet — misslyckande med att bli gravid, spontan abort eller dödfödelse.
2. embryotoxicitet-tillväxthämning eller fördröjd tillväxt av specifika organsystem.
3. teratogenicitet-irreversibla tillstånd som lämnar permanenta fosterskador hos levande avkommor, såsom klyftpalett eller saknade lemmar.

kemikalier orsakar utvecklingstoxicitet på två sätt:

1. de verkar direkt på embryonets celler, vilket orsakar celldöd eller cellskada, vilket leder till onormal organutveckling.
2. de inducerar en mutation i en förälders bakteriecell, som överförs till det befruktade ägget. Vissa muterade befruktade ägg utvecklas till onormala embryon.

Figur 4. Ultraljudsbilder av ett utvecklande foster
(Bildkälla: iStock Photos, ©)

genetisk toxicitet

genetisk toxicitet beror på skador på DNA och förändrat genetiskt uttryck. Denna process är känd som mutagenes. Den genetiska förändringen kallas en mutation och medlet som orsakar förändringen kallas en mutagen. Det finns tre typer av genetiska förändringar:

1. genmutation-förändring i DNA-sekvens inom en gen.
2. kromosomavvikelse-förändringar i kromosomstrukturen.
3. aneuploidi eller polyploidi — ökning eller minskning av antalet kromosomer.

om mutationen uppträder i en bakteriecell är effekten ärftlig. Detta innebär att det inte finns någon effekt på den utsatta personen; snarare överförs effekten till kommande generationer.

om mutationen förekommer i en somatisk cell kan den orsaka förändrad celltillväxt (till exempel cancer) eller celldöd (till exempel teratogenes) hos den exponerade personen.