Narażenie na toksyny — definicja, mechanizmy i skutki (toksykologia)

Wszystko może być toksyną, jeśli dostatecznie dużo dostanie się do organizmu człowieka. Na przykład, nawet woda może być toksyczna. Jeśli dana osoba wypije wystarczającą ilość wody (zazwyczaj ponad 6 galonów w ciągu jednego dnia), może u niej wystąpić toksyczność wody (zwana również "zatruciem wodnym" lub "zatruciem wodnym"). Powoduje to, że komórki ciała puchną od dodatkowej wody. Pęcznienie komórek mózgu może spowodować jego uszkodzenie lub śmierć. Woda, w normalnych ilościach, pomaga nam utrzymać się przy życiu; ale jeśli człowiek jest narażony na jej wystarczającą ilość, staje się toksyną i może go zabić.

Istnieją dwa główne rodzaje narażenia: ostre i przewlekłe.

Narażenie ostre zdarza się tylko raz. Narażenie przewlekłe ma miejsce wiele razy, przez długi okres czasu.

Amerykańskie Centrum Kontroli i ZapobieganiaChorobom (CDC) definiuje te rodzaje ekspozycji w następujący sposób: ^{str. 105}

• Ostre narażenie trwa 24 godziny lub krócej
• Narażenie przewlekłe trwa dłużej niż trzy miesiące

Toksyny mogą dostać się do organizmu na cztery różne sposoby. Są to tak zwane "drogi narażenia". Droga narażenia jest jedną z wielu rzeczy, które wpływają na toksyczność.

Inhalacja

Toksyny mogą dostać się do organizmu poprzez wdychanie (osoba wdycha toksynę). Jeśli toksyna jest gazem, wdychanie jest zazwyczaj sposobem, w jaki dostaje się ona do organizmu. ^{str. 1}

Kiedy toksyna jest wdychana, może uszkodzić drogi oddechowe i płuca. Ponadto, niektóre toksyny mogą przedostać się z płuc do krwiobiegu. Następnie krwiobieg dostarcza krew z toksyną do wszystkich organów w organizmie. Toksyna może wtedy uszkodzić te organy. ^{str. 1}

Inhalacja jest jednym z najłatwiejszych i najszybszych sposobów przedostawania się toksyn do organizmu. Wyściółka dróg oddechowych bardzo szybko wchłania toksyny do krwiobiegu. ^{str. 99}

Przykłady toksyn wdychanych

Przykładem powszechnie wdychanej toksyny jest dym papierosowy. W dymie papierosowym znajduje się ponad 100 toksyn, w tym formaldehyd, arsen i cyjanowodór. Palenie jest również przykładem chronicznego narażenia na toksyny. Narażenie jest przewlekłe, ponieważ palacz wdycha toksyny wielokrotnie, przez długi okres czasu.

Inną wdychaną toksyną, która powoduje ostre narażenie jest dym z pożarów domów. W tego rodzaju dymie znajduje się wiele toksyn, w tym tlenek węgla i cyjanek. Strażacy lub ludzie, którzy zostali uwięzieni w pożarach mogą dostać zatrucia cyjankiem lub tlenkiem węgla z wdychania tych toksyn. Jest to przykład ostrego narażenia, ponieważ dym nie był wdychany przez ponad 24 godziny.

Absorpcja

Jeśli toksyna dostanie się do oczu lub na skórę, może przedostać się do krwiobiegu. Nazywa się to wchłanianiem. Wchłanianie przez skórę jest najczęstszą drogą narażenia na toksyny. ^{str. 97}

Skóra jest w stanie powstrzymać niektóre toksyny przed przedostaniem się do organizmu. Jeśli jednak ktoś ma skaleczenie lub ranę na skórze, każda toksyna będzie mogła dostać się do organizmu przez tę ranę. Ponadto, toksyny będą szybciej wchłaniane do krwiobiegu, ponieważ nie muszą być wchłaniane przez skórę. ^{str. 98}

Przykłady wchłoniętych toksyn

Narażenie przez absorpcję często zdarza się w miejscach pracy, gdzie ludzie pracują z toksynami. Na przykład, jeśli osoba pracująca na stacji benzynowej wyleje na siebie benzynę, ciało szybko wchłonie ją do krwiobiegu. ^{s. 98} Niektóre bronie chemiczne, takie jak sarin, gaz nerwowy, mogą być również wchłaniane przez skórę i oczy, a także wdychane.

Spożycie

Spożycie oznacza, że dana osoba połknęła toksynę. Niektóre substancje chemiczne nie mogą przedostać się z przewodu pokarmowego do krwiobiegu. Jednak inne są wchłaniane przez wyściółkę jelit do krwiobiegu. ^{str. 100}

Przykłady spożytych toksyn

Spożycie toksyn jest bardzo powszechne w krajach rozwijających się, gdzie wielu ludzi nie ma dostępu do bezpiecznej wody pitnej. Istnieje wiele różnych toksyn, które mogą być przenoszone w wodzie. Mogą to być substancje chemiczne, takie jak ołów. Mogą to być również toksyny biologiczne, takie jak bakterie wywołujące cholerę oraz wirusy powodujące zapalenie wątroby typu A i polio. Ludzie spożywają te toksyny pijąc skażoną wodę lub jedząc żywność przygotowaną na bazie tej wody. Światowa Organizacja Zdrowia twierdzi, że około 502.000 ludzi umiera każdego roku z powodu toksyn w wodzie i chorób, które one powodują.

Zatrucie pokarmowe jest również spowodowane przez spożycie toksyn, takich jak bakterie E. coli, które mogą żyć w żywności, takiej jak mięso i drób.

Wtrysk

Wstrzyknięta toksyna dostaje się do organizmu, gdy coś, co ją przenosi, przebije skórę. Zastrzyki mogą być wstrzykiwane do żyły, mięśnia lub tuż pod skórę. Toksyny wstrzykiwane do żyły mają najszybsze działanie, ponieważ toksyna jest wprowadzana bezpośrednio do krwiobiegu. ^{str. 2}

Przykłady toksyn wstrzykiwanych

Niektóre węże, skorpiony i pająki są nosicielami jadu. Jeśli ukąszą lub użądlą człowieka, wstrzykują tę toksynę do jego organizmu.

Przykładem toksyny, która jest często wstrzykiwana celowo, jest botulina. Jest to bardzo śmiertelna toksyna, która powoduje botulizm, ale jest również sprzedawana pod nazwą "Botox". Wiele osób decyduje się na uzyskanie toksyny botulinowej wstrzykiwanej w twarz, aby pozbyć się zmarszczek. Toksyna paraliżuje niektóre mięśnie twarzy, zwykle na okres od trzech do 12 miesięcy, i sprawia, że twarz wygląda na gładszą.

Więcej niż jedna trasa

Niektóre toksyny mogą dostać się do organizmu przez więcej niż jedną drogę narażenia. Na przykład, jeśli woda jest zanieczyszczona, człowiek może być narażony na toksyny w niej zawarte poprzez jej picie (spożycie) oraz poprzez branie prysznica lub pływanie w niej (wchłanianie).

Po wystawieniu człowieka na działanie toksyny, istnieje wiele czynników, które wpływają na jego toksyczność. Ten artykuł mówi tylko o kilku z nich.

Ekspozycja

Na toksyczność wpływa wiele czynników związanych z narażeniem danej osoby. Trzy najważniejsze z nich to:

• Stężenie: Na jaką ilość toksyny była narażona dana osoba?
• Czas trwania: Jak długo dana osoba była narażona na działanie toksyny?
• Częstotliwość: Ile razy dana osoba była narażona?

Droga narażenia ma również wpływ na toksyczność. Na przykład, jeśli jest wstrzykiwany, jad węża może zagrażać życiu. Jednak w przypadku połknięcia, jad węża zazwyczaj nie jest szkodliwy. Efekty działania tej toksyny są bardzo różne w zależności od drogi narażenia.

Osoba narażona

Toksyny czasami wpływają na różnych ludzi w różny sposób. Jest to częściowo spowodowane różnicami w organizmach ludzi. Wiek, płeć, geny, hormony, odżywianie i siła układu odpornościowego mają wpływ na toksyczność. Na przykład niemowlęta, małe dzieci i osoby starsze są bardziej narażone na zachorowanie z powodu niższych stężeń toksyn, które u zdrowej osoby dorosłej mogą nie wywołać choroby.

Osoby z problemami zdrowotnymi

Niektóre problemy zdrowotne mogą wpływać na toksyczność. Na przykład, wdychanie toksyn jest szczególnie niebezpieczne dla osób, które już cierpią na choroby płuc, takie jak rozedma. Jeśli płuca są już uszkodzone, wdychanie toksyn może spowodować jeszcze większe szkody i naraża daną osobę na ryzyko niewydolności oddechowej. ^{str. 99}

Ponadto, gdy toksyna dostanie się do krwiobiegu, organizm natychmiast zaczyna próbować się jej pozbyć poprzez wydalanie. Głównymi organami biorącymi udział w wydalaniu są nerki, wątroba i płuca. Jeśli osoba ma uszkodzony któryś z tych narządów (np. niewydolność nerek lub marskość wątroby), nie będzie w stanie pozbyć się toksyny tak szybko, jak osoba zdrowa. Substancja chemiczna pozostanie w jej organizmie dłużej i będzie miała bardziej toksyczne działanie. ^{str. 103}

Rodzaj toksyny

Na toksyczność wpływa wiele czynników związanych z rodzajem toksyny, na którą dana osoba była narażona. Dwa przykłady to rozpuszczalność i pH.

Rozpuszczalność

Rozpuszczalność toksyny to jej zdolność do mieszania się z cieczą. Jeśli toksyna nie jest rozpuszczalna w wodzie (nie może rozpuścić się w wodzie), nie może wchłonąć się do krwiobiegu. (Osocze, płynna część krwi, składa się głównie z wody). Jeśli osoba spożyje toksynę, która nie może rozpuścić się w wodnistym osoczu, toksyna nie wchłonie się do krwiobiegu przez wyściółkę przewodu pokarmowego. Zostanie ona wydalona z organizmu przez przewód pokarmowy. ^{str. 102-103}

Jednak wiele toksyn jest rozpuszczalnych w wodzie i zostanie wchłoniętych do krwiobiegu. Na przykład, bakteria Vibrio cholerae jest rozpuszczalna w wodzie. Jeśli dana osoba spożyje wodę lub żywność, w której znajduje się ta toksyna, może zachorować na cholerę.

Inne toksyny są "rozpuszczalne w tłuszczach" (rozpuszczają się w tłuszczach). Zamiast wchłaniać się do krwiobiegu, toksyny te są przechowywane w tkance tłuszczowej. Kiedy organizm spala tłuszcz, aby wytworzyć energię, toksyny te są wydalane i mogą zatruć człowieka. Przykłady toksyn rozpuszczalnych w tłuszczach to ołów, DDT i rtęć.

pH

Ważne jest również pH toksyny. Na przykład, jeśli toksyna jest silnym kwasem lub silną zasadą, może spowodować poważne oparzenia chemiczne oczu i skóry. ^{s. 100} Toksyny o bardziej neutralnym pH mogą nadal szkodzić organizmowi poprzez wchłanianie do krwiobiegu, ale nie spowodują oparzeń oczu i skóry. Na przykład, jeśli człowiek pływa lub kąpie się w wodzie skażonej toksyną cholery, toksyna ta może zostać wchłonięta przez oczy lub skórę. Jednak woda nie spowoduje poparzenia oczu ani skóry.

• Toksyna
• Absorpcja
• Wydalanie
• Rozpuszczalność
• pH