Giftighet

"Toxic" omdirigerar hit. För annan användning, se Toxic (disambiguation) .
För gamerslangtermen, se Ordlista över videospeltermer § giftig . För System of a Down-album, se Toxicity (album) . För titelspåret, se Toxicity (låt) .
Skull and Crossbones.svg
Toxicitet
Skallen och korsbenen är en vanlig symbol för toxicitet.

Toxicitet är i vilken grad ett kemiskt ämne eller en viss blandning av ämnen kan skada en organism . Toxicitet kan hänvisa till effekten på en hel organism, såsom ett djur , en bakterie eller växt , såväl som effekten på en substruktur av organismen, såsom en cell ( cytotoxicitet ) eller ett organ såsom levern ( levertoxicitet ) . I förlängningen kan ordet metaforiskt för att beskriva toxiska effekter på större och mer komplexa grupper, såsom familjeenheten eller samhället i stort. Ibland är ordet mer eller mindre synonymt med förgiftning i vardagligt bruk.

Ett centralt begrepp inom toxikologi är att effekterna av ett giftmedel är dosberoende ; även vatten kan leda till vattenförgiftning när det tas i för hög dos, medan det för till och med ett mycket giftigt ämne som ormgift finns en dos under vilken det inte finns någon påvisbar toxisk effekt. Toxiciteten är artspecifik, vilket gör analys av arter problematisk. Nyare paradigm och mått utvecklas för att kringgå djurförsök , samtidigt som konceptet med toxicitetsändpunkter bibehålls.

Etymologi

"Giftigt" och liknande ord kommer från grekiskan τόξον toxon (" båge "), en hänvisning till användningen av förgiftade pilar som vapen. Denna rot valdes eftersom translitterationen av ἰός ios , det vanliga klassiska grekiska ordet för "gift", inte var tillräckligt distinkt från det engelska ordet " jon ", som i sig härleddes från en liknande men obesläktad grekisk rot. Den bokstavliga betydelsen av roten toxo- återspeglas i sådana biologiska namn som Toxodon ("bågtandad").

Typer

Det finns i allmänhet fem typer av toxiciteter; kemiska, biologiska, fysiska, radioaktiva och beteendemässiga.

Sjukdomsframkallande mikroorganismer och parasiter är giftiga i vid bemärkelse men kallas allmänt för patogener snarare än giftiga ämnen. Den biologiska toxiciteten hos patogener kan vara svår att mäta eftersom tröskeldosen kan vara en enskild organism. Teoretiskt kan ett virus , en bakterie eller en mask föröka sig och orsaka en allvarlig infektion . Om en värd har ett intakt immunsystem balanseras organismens inneboende toxicitet av värdens svar; den effektiva toxiciteten är då en kombination. I vissa fall, t.ex. koleratoxin , orsakas sjukdomen främst av ett icke-levande ämne som utsöndras av organismen, snarare än av organismen själv. Sådana icke-levande biologiska giftämnen kallas i allmänhet toxiner om de produceras av en mikroorganism, växt eller svamp, och gifter om de produceras av ett djur.

Fysiska giftämnen är ämnen som på grund av sin fysiska natur stör biologiska processer. Exempel inkluderar koldamm , asbestfibrer eller finfördelad kiseldioxid , som alla i slutändan kan vara dödliga om de andas in. Frätande kemikalier har fysisk toxicitet eftersom de förstör vävnader, men är inte direkt giftiga om de inte direkt stör biologisk aktivitet. Vatten kan fungera som ett fysiskt giftigt ämne om det tas i extremt höga doser eftersom koncentrationen av vitala joner minskar dramatiskt med för mycket vatten i kroppen. Kvävande gaser kan betraktas som fysiska giftiga ämnen eftersom de verkar genom att tränga undan syre i miljön men de är inerta, inte kemiskt giftiga gaser.

Strålning kan ha en giftig effekt på organismer.

Beteendetoxicitet avser de oönskade effekterna av väsentligen terapeutiska nivåer av medicinering som är kliniskt indikerade för en given störning (DiMascio, Soltys och Shader, 1970). Dessa oönskade effekter inkluderar bland annat antikolinerga effekter, alfa-adrenerg blockad och dopaminerga effekter.

Mätning

Toxicitet kan mätas genom dess effekter på målet (organism, organ, vävnad eller cell). Eftersom individer vanligtvis har olika nivåer av svar på samma dos av ett giftigt ämne, används ofta ett toxicitetsmått på populationsnivå som relaterar sannolikheterna för ett utfall för en given individ i en population. En sådan åtgärd är LD 50 . När sådana data inte finns görs uppskattningar genom jämförelse med kända liknande giftiga saker eller liknande exponeringar i liknande organismer. Sedan läggs " säkerhetsfaktorer " till för att ta hänsyn till osäkerheter i data och utvärderingsprocesser. Till exempel, om en dos av en giftig substans är säker för en laboratorieråtta, kan man anta att en tiondel av den dosen skulle vara säker för en människa, vilket tillåter en säkerhetsfaktor på 10 för att tillåta skillnader mellan arter mellan två däggdjur; om data är från fisk kan man använda en faktor på 100 för att ta hänsyn till den större skillnaden mellan två kordatklasser (fisk och däggdjur). På samma sätt kan en extra skyddsfaktor användas för individer som tros vara mer mottagliga för toxiska effekter såsom under graviditet eller med vissa sjukdomar. Eller så kan en nysyntetiserad och tidigare ostuderad kemikalie som tros vara mycket lik en annan förening tilldelas en extra skyddsfaktor på 10 för att ta hänsyn till möjliga skillnader i effekter som förmodligen är mycket mindre. Detta tillvägagångssätt är mycket ungefärligt, men sådana skyddsfaktorer är medvetet mycket konservativa, och metoden har visat sig vara användbar i en mängd olika tillämpningar.

Att bedöma alla aspekter av cancerframkallande ämnens toxicitet innebär ytterligare frågor, eftersom det inte är säkert om det finns en minimal effektiv dos för cancerframkallande ämnen , eller om risken helt enkelt är för liten för att ses. Dessutom är det möjligt att en enda cell omvandlad till en cancercell är allt som krävs för att utveckla den fulla effekten (teorin om "en träff).

Det är svårare att bestämma toxiciteten hos kemiska blandningar än en ren kemikalie eftersom varje komponent uppvisar sin egen toxicitet, och komponenter kan interagera för att ge förbättrade eller minskade effekter. Vanliga blandningar inkluderar bensin , cigarettrök och industriavfall . Ännu mer komplexa är situationer med mer än en typ av giftiga enheter, såsom utsläpp från ett felaktigt avloppsreningsverk, med både kemiska och biologiska agens.

De prekliniska toxicitetstesterna på olika biologiska system avslöjar de art-, organ- och dosspecifika toxiska effekterna av en prövningsprodukt. Ämnestoxiciteten kan observeras genom (a) att studera oavsiktlig exponering för ett ämne (b) in vitro-studier med celler/cellinjer (c) exponering in vivo på försöksdjur. Toxicitetstester används oftast för att undersöka specifika biverkningar eller specifika effektmått som cancer, kardiotoxicitet och hud-/ögonirritation. Toxicitetstester hjälper också till att beräkna NOAEL-dosen (No Observed Adverse Effect Level) och är till hjälp för kliniska studier.

Klassificering

Det internationella piktogram för giftiga kemikalier.

För att ämnen ska kunna regleras och hanteras på rätt sätt måste de vara korrekt klassificerade och märkta. Klassificeringen bestäms av godkända teståtgärder eller beräkningar och har fastställda gränsvärden som fastställts av regeringar och forskare (till exempel nivåer för ingen observerad negativ effekt , tröskelgränsvärden och tolerabla dagliga intagsnivåer ). Bekämpningsmedel är ett exempel på väletablerade toxicitetsklasssystem och toxicitetsmärkningar . Även om många länder för närvarande har olika regler för typer av tester, antal tester och gränsvärden, har implementeringen av det globalt harmoniserade systemet börjat förena dessa länder.

Global klassificering tittar på tre områden: Fysiska faror (explosioner och pyroteknik), hälsofaror och miljöfaror .

Hälsorisker

De typer av toxicitet där substanser kan orsaka dödlighet för hela kroppen, dödlighet för specifika organ, större/mindre skada eller orsaka cancer. Dessa är globalt accepterade definitioner av vad toxicitet är. Allt som faller utanför definitionen kan inte klassificeras som den typen av giftigt ämne.

Akut förgiftning

Huvudartikel: Akut toxicitet
Se även: Dödlig dos

Akut toxicitet avser dödliga effekter efter oral, dermal eller inandningsexponering. Den är uppdelad i fem allvarlighetskategorier där kategori 1 kräver minsta möjliga exponering för att vara dödlig och kategori 5 kräver mest exponering för att vara dödlig. Tabellen nedan visar de övre gränserna för varje kategori.

Administreringssätt Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3 Kategori 4 Kategori 5
Oralt: LD 50 mätt i mg/kg kroppsvikt 7 50 300 2 000 5 000
Dermal: LD 50 mätt i mg/kg kroppsvikt 50 200 1 000 2 000 5 000
Gasinandning: LC 50 mätt i ppmV 100 500 2 500 20 000 Odefinierad
Ånga inandning: LC 50 mätt i mg/L 0,5 2.0 10 20 Odefinierad
Inandning av damm och dimma: LC 50 mätt i mg/L 0,05 0,5 1.0 5.0 Odefinierad

Obs: De odefinierade värdena förväntas vara ungefär likvärdiga med kategori 5-värdena för oral och dermal administrering. [ citat behövs ]

Andra exponeringsmetoder och svårighetsgrad

Hudfrätning och hudirritation bestäms genom ett hudplåstertest, liknande ett allergiskt inflammationsplåstertest . Detta undersöker hur allvarlig skadan är. när det uppstår och hur länge det kvarstår; om det är reversibelt och hur många försökspersoner som drabbades.

Hudfrätning från ett ämne måste penetrera genom epidermis in i dermis inom fyra timmar efter applicering och får inte vända skadan inom 14 dagar. Hudirritation visar skador som är mindre allvarliga än korrosion om: skadan inträffar inom 72 timmar efter applicering; eller under tre på varandra följande dagar efter applicering inom en 14-dagarsperiod; eller orsakar inflammation som varar i 14 dagar hos två testpersoner. Mild hudirritation är mindre skada (mindre allvarlig än irritation) inom 72 timmar efter applicering eller under tre dagar i följd efter applicering.

Allvarlig ögonskada . innebär vävnadsskada eller försämring av synen som inte vänder helt på 21 dagar Ögonirritation innebär förändringar i ögat som går helt tillbaka inom 21 dagar.

Andra kategorier

  • Respiratoriska sensibilisatorer orsakar andningsöverkänslighet när ämnet inandas.
  • Ett ämne som är en hudsensibilisator orsakar ett allergiskt svar från en dermal applicering.
  • Cancerframkallande ämnen framkallar cancer eller ökar sannolikheten för att cancer uppstår.
  • Neurotoxicitet är en form av toxicitet där ett biologiskt, kemiskt eller fysikaliskt medel ger en negativ effekt på strukturen eller funktionen hos det centrala och/eller perifera nervsystemet . Det uppstår när exponering för ett ämne – specifikt ett neurotoxin eller neurotoxin – förändrar nervsystemets normala aktivitet på ett sådant sätt att det orsakar permanent eller reversibel skada på nervvävnaden .
  • Reproduktionstoxiska ämnen orsakar negativa effekter i antingen sexuell funktion eller fertilitet för antingen en förälder eller avkomman.
  • Specifika målorgantoxiner skadar endast specifika organ.
  • Aspirationsrisker är fasta ämnen eller vätskor som kan orsaka skada genom inandning.

Miljöfaror

En miljöfara kan definieras som alla tillstånd, processer eller tillstånd som påverkar miljön negativt. Dessa faror kan vara fysiska eller kemiska och förekomma i luft, vatten och/eller jord. Dessa förhållanden kan orsaka omfattande skador på människor och andra organismer inom ett ekosystem.

Vanliga typer av miljöfaror

  • Vatten : tvättmedel, gödningsmedel, råavloppsvatten, receptbelagda läkemedel, bekämpningsmedel, herbicider, tungmetaller, PCB
  • Jord : tungmetaller, herbicider, bekämpningsmedel, PCB
  • Luft : partiklar, kolmonoxid, svaveldioxid, kvävedioxid, asbest, marknära ozon, bly (från flygbränsle, gruvdrift och industriella processer)

EPA upprätthåller en lista över prioriterade föroreningar för testning och reglering.

Yrkesmässiga risker

Arbetstagare i olika yrken kan ha en högre risknivå för flera typer av toxicitet, inklusive neurotoxicitet. Uttrycket "Mad as a hatter" och "Mad Hatter" i boken Alice i Underlandet härrör från den kända yrkestoxiciteten hos hattmakare som använde en giftig kemikalie för att kontrollera hattarnas form. Exponering för kemikalier i arbetsmiljön kan krävas för utvärdering av industrihygienpersonal.

Faror för småföretag
Faror från medicinskt avfall och receptbelagd kassering
Faror inom konsten

Faror inom konsten har varit ett problem för konstnärer i århundraden, även om toxiciteten hos deras verktyg, metoder och material inte alltid insågs tillräckligt. Bly och kadmium, bland andra giftiga ämnen, ingick ofta i namnen på konstnärens oljefärger och pigment, till exempel "blyvitt" och "kadmiumrött".

1900-talstryckare och andra konstnärer började bli medvetna om de giftiga ämnen, giftiga tekniker och giftiga ångor i lim, målningsmedier, pigment och lösningsmedel, av vilka många i deras märkning inte gav någon indikation på deras toxicitet. Ett exempel var användningen av xylol för rengöring av silk screentryck . Målare började märka farorna med att andas målningsmedier och thinner som terpentin . Medveten om giftiga ämnen i studior och verkstäder publicerade tryckeriet Keith Howard 1998 Non-Toxic Intaglio Printmaking som beskrev tolv innovativa trycktekniker av djuptryckstyp , inklusive fotoetsning , digital bildbehandling , akrylmotstånds -handetsningsmetoder och introducerade en ny metod för icke-trycktryck . -giftig litografi .

Kartläggning av miljöfaror

Det finns många verktyg för kartläggning av miljöhälsa. TOXMAP är ett geografiskt informationssystem (GIS) från Division of Specialized Information Services i United States National Library of Medicine ( NLM) som använder kartor över USA för att hjälpa användare att visuellt utforska data från United States Environmental Protection Agencys ( EPA) Toxics Release Inventory och Superfund -program. TOXMAP är en resurs som finansieras av den amerikanska federala regeringen. TOXMAP:s kemiska och miljömässiga hälsoinformation är hämtad från NLM:s Toxicology Data Network (TOXNET) och PubMed , och från andra auktoritativa källor.

Akvatisk toxicitet

Akvatisk toxicitetstestning utsätter nyckelindikatorarter av fisk eller kräftdjur för vissa koncentrationer av ett ämne i deras miljö för att bestämma dödlighetsnivån. Fisk exponeras i 96 timmar medan kräftdjur exponeras i 48 timmar. Medan GHS inte definierar toxicitet över 100 mg/L, listar EPA för närvarande akvatisk toxicitet som "praktiskt taget icke-giftig" i koncentrationer över 100 ppm.

Exponering Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3
Akut ≤ 1,0 mg/L ≤ 10 mg/L ≤ 100 mg/L
Kronisk ≤ 1,0 mg/L ≤ 10 mg/L ≤ 100 mg/L

Obs: En kategori 4 har fastställts för kronisk exponering, men innehåller helt enkelt alla toxiska ämnen som till största delen är olösliga eller saknar data för akut toxicitet.

Faktorer som påverkar toxicitet

Ett ämnes toxicitet kan påverkas av många olika faktorer, såsom administreringsvägen (om giftmedlet appliceras på huden, intas, inandas, injiceras), exponeringstidpunkten (ett kort möte eller långvarig), antalet av exponeringar (en enstaka dos eller flera doser över tid), den fysiska formen av giftmedlet (fast, flytande, gas), den genetiska sammansättningen av en individ, en individs allmänna hälsa och många andra. Flera av termerna som används för att beskriva dessa faktorer har tagits med här.

Akut exponering
En enstaka exponering för ett giftigt ämne som kan resultera i allvarliga biologiska skador eller dödsfall; Akuta exponeringar karakteriseras vanligtvis som att de inte varar längre än ett dygn.
Kronisk exponering
Kontinuerlig exponering för ett giftigt ämne under en längre tidsperiod, ofta mätt i månader eller år; det kan orsaka oåterkalleliga biverkningar.

Alternativ till dos-respons-ramverk

Med tanke på begränsningarna av dos-respons -konceptet har ett nytt abstrakt läkemedelstoxicitetsindex (DTI) nyligen föreslagits. DTI omdefinierar läkemedelstoxicitet, identifierar hepatotoxiska läkemedel, ger mekanistiska insikter, förutsäger kliniska resultat och har potential som ett screeningverktyg.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Toxicity&oldid=1141839260 "