Galleria mappe mentale Concetti base di tossicologia
Questa è una mappa mentale sui concetti di base della tossicologia, comprese le relazioni dose-risposta (effetto), veleni, tossicità ed effetti tossici, parametri di tossicità e limiti di sicurezza, ecc.
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Concetti base di tossicologia
Veleni, tossicità ed effetti tossici
veleno
sostanze dannose per l'ambiente (Oggetto principale della ricerca tossicologica)
Fattori fisici: radiazioni ionizzanti, radiazioni non ionizzanti, rumore, vibrazioni, ecc.;
Fattori chimici: vari inquinanti ambientali, veleni industriali, farmaci, ecc.;
Fattori biologici: vari batteri, virus, parassiti, tossine vegetali, ecc.;
xenobiotici
Sostanze chimiche esogene: note anche come composti esogeni o sostanze biologicamente attive esogene, si riferiscono a sostanze chimiche che esistono nell'ambiente esterno, possono entrare in contatto con il corpo ed entrare nel corpo e mostrare determinati effetti biologici nel corpo.
Sostanze chimiche endogene: si riferiscono a prodotti o intermedi già esistenti nel corpo e che si formano durante il metabolismo.
veleno
Definizione: le sostanze che possono causare danni all'organismo a basse dosi in determinate condizioni sono chiamate veleni.
Classificazione
Scopo della classificazione: ① Aiuta a comprendere le proprietà chimiche e biologiche dei veleni; ② Aiuta a formulare normative ③ Aiuta la gestione ④ Aiuta la ricerca tossicologica;
Metodo di classificazione: in base all'uso e alla gamma di distribuzione delle sostanze chimiche, i veleni possono essere suddivisi in 1. Veleni industriali 2. Inquinanti ambientali 3. Ingredienti tossici negli alimenti 4. Prodotti chimici agricoli 5. Beni di lusso e prodotti chimici di uso quotidiano 6. Prodotti chimici biologici Veleni 7. Farmaci 8. Veleni militari 9. Radionuclidi
tossicità
Definizione: si riferisce alla capacità intrinseca e intrinseca delle sostanze chimiche di causare effetti dannosi nel corpo in condizioni specifiche. ① A parità di dose, la sostanza chimica con maggiore capacità di danneggiare l'organismo è più tossica. ② A parità di indicatore di danno, minore è la dose di una sostanza chimica richiesta, maggiore è la sua tossicità.
Classificazione della tossicità: la tossicità delle sostanze chimiche è relativa e varia notevolmente. Al momento non esiste uno standard qualitativo unificato per la classificazione della tossicità. Attualmente, lo standard di classificazione dei veleni acuti più comunemente utilizzato si basa sulla dose che causa la metà della morte di animali da esperimento (LD₅₀), che è divisa in altamente tossica, altamente tossica, moderatamente tossica, poco tossica e leggermente tossica.
Tossicità selettiva: si riferisce generalmente alla differenza di tossicità delle sostanze chimiche tra le diverse specie. • Attualmente si ritiene che questa differenza nella tossicità delle sostanze chimiche possa verificarsi tra specie, tra individui della stessa specie (popolazioni sensibili) o tra diversi organi o sistemi nello stesso corpo (popolazioni sensibili). Gli organi sensoriali sono organi bersaglio). • La tossicità selettiva riflette la diversità e la complessità dei fenomeni biologici, rendendo difficile estrapolare i risultati degli esperimenti tossicologici sugli animali per l'uomo. Ma è proprio grazie all'esistenza della tossicità selettiva che gli esseri umani hanno potuto inventare diversi farmaci specifici per il trattamento clinico. settori quali l’agricoltura e l’allevamento degli animali, e trarne vantaggio.
Tossicità cumulativa:
Dopo che i veleni chimici sono entrati nel corpo una volta, possono essere escreti come metaboliti o prototipi chimici attraverso la trasformazione biologica. Tuttavia, quando i veleni chimici entrano continuamente nel corpo e ripetutamente, e la velocità di assorbimento (o quantità totale) supera la velocità di trasformazione metabolica ed escrezione. (o quantità totale), i veleni chimici o i loro metaboliti possono aumentare gradualmente ed essere immagazzinati nel corpo. Questo fenomeno è chiamato accumulo di veleni chimici.
•L'accumulo è alla base degli effetti tossici subcronici e cronici delle sostanze chimiche esogene, pertanto l'accumulo è anche chiamato tossicità da accumulo. •L'accumulazione materiale e l'accumulazione funzionale possono esistere simultaneamente.
deposito
L'accumulo di sostanze chimiche esogene o dei loro metaboliti nel corpo è chiamato serbatoio.
Serbatoi comuni: proteine plasmatiche, tessuto adiposo, fegato, rene, ossa.
Forme accumulate: prototipo, metabolita, forma combinata.
Effetti tossici e loro classificazione
effetti tossici
Definizione: Si riferisce al risultato per cui la sostanza chimica stessa o i suoi metaboliti raggiungono una certa quantità nel sito d'azione e rimangono per un certo periodo di tempo, interagendo con le macromolecole dei tessuti, ecc. È un cambiamento biologico indesiderato o dannoso causato da sostanze chimiche sul corpo, quindi può anche essere chiamato effetto tossico, effetto avverso, effetto dannoso o effetto dannoso.
La differenza tra tossicità ed effetti tossici: La tossicità è una proprietà biologica intrinseca di una sostanza chimica che non può essere modificata. Gli effetti tossici sono effetti biologici dannosi causati dalla tossicità chimica nel corpo in determinate condizioni. Sono le manifestazioni esterne della tossicità interna in determinate condizioni. Il cambiamento delle condizioni può influenzare gli effetti tossici.
Avvelenato
Definizione: è uno stato patologico che si verifica in seguito a cambiamenti funzionali o organici causati da effetti velenosi sugli organismi.
Classificazione (in base alla velocità della malattia): acuta (una o più esposizioni nell'arco di 24 ore), subacuta (entro 30 giorni), subcronica (1-3 mesi) e cronica (>6 mesi). Attacchi acuti possono verificarsi durante l'avvelenamento cronico.
Spettro di tossicità
Gli effetti tossici provocati dal contatto di sostanze chimiche con l'organismo possono variare da lievi alterazioni anomale dei normali valori fisiologici e biochimici a evidenti manifestazioni cliniche di avvelenamento, fino alla morte. I cambiamenti nella natura e nell'intensità degli effetti tossici costituiscono lo spettro tossico delle sostanze chimiche. Chiamato anche spettro degli effetti tossici.
I cambiamenti negli effetti tossici dopo l'esposizione del corpo a sostanze chimiche esogene dipendono dalla natura e dalla dose delle sostanze chimiche esogene, che possono manifestarsi come: ① Aumento del carico del corpo sulle sostanze chimiche esogene ② Cambiamenti fisiologici e biochimici di significato sconosciuto ③ Cambiamenti subclinici ④ Avvelenamento clinico ⑤Anche la morte
Classificazione degli effetti tossici
Effetti immediati o ritardati Secondo il momento in cui si verificano gli effetti tossici
Insorgenza immediata: si riferisce agli effetti tossici immediati causati da alcune sostanze chimiche esterne entro un breve periodo di tempo dopo l'esposizione.
Insorgenza ritardata: si riferisce agli effetti tossici che compaiono dopo un certo intervallo di tempo dopo una o più esposizioni a una sostanza chimica esogena. Effetti a lungo termine: il periodo di incubazione degli agenti cancerogeni è spesso molto lungo e talvolta occorrono 20-30 anni dal primo contatto dell'organismo con essi fino alla comparsa dei tumori.
effetti tossici locali o sistemici Secondo il sito in cui si verifica l'effetto tossico
Effetti tossici locali: si riferiscono agli effetti dannosi causati direttamente da alcune sostanze chimiche esogene sulle parti esposte del corpo.
Effetti tossici sistemici: si riferiscono agli effetti dannosi causati da sostanze chimiche esogene che vengono assorbite dal corpo e distribuite agli organi bersaglio o all'intero corpo.
Effetti tossici reversibili o irreversibili: Secondo lo stato di recupero dell'infortunio
Effetti tossici reversibili: si riferisce agli effetti tossici che scompaiono gradualmente una volta interrotta l'esposizione a sostanze chimiche esogene.
Effetti tossici irreversibili: si riferiscono agli effetti tossici che continuano a esistere o addirittura si sviluppano ulteriormente dopo che l'esposizione a sostanze chimiche esogene è stata interrotta.
effetti tossici acuti o cronici Secondo la natura dell'esposizione al veleno
Acuto: si riferisce agli effetti dannosi di una singola esposizione a dosi elevate a sostanze chimiche esogene sul corpo.
Cronico: si riferisce agli effetti dannosi dell'esposizione ripetuta a lungo termine a sostanze chimiche esogene sul corpo.
Effetti tossici generali o specifici Secondo il tipo di effetti tossici
Generale: si riferisce al danno regolare e tradizionale al corpo causato dall'esposizione a sostanze chimiche esogene.
Speciale: si riferisce a effetti dannosi speciali come mutazioni, tumori e anomalie nel corpo causati dall'esposizione a sostanze chimiche esogene.
Effetti dannosi e non dannosi
Le sostanze chimiche esogene possono causare determinati effetti biologici negli organismi, inclusi effetti dannosi e non dannosi. •Il danno è una manifestazione specifica della tossicità delle sostanze chimiche esogene. •Il principale oggetto di ricerca della tossicologia sono gli effetti dannosi delle sostanze chimiche esogene.
effetto dannoso
1. Cambiamenti morfologici, disturbi funzionali o danni patologici che colpiscono l'organismo
2. Riduzione della capacità di risposta allo stress ambientale esterno o della capacità compensatoria dell'organismo
3. Suscettibilità anormale a determinati fattori ambientali dannosi
4. Perdita di vite umane e riduzione della capacità lavorativa causata da
effetto non distruttivo
1. Non provoca cambiamenti nella forma del corpo, nella crescita, nello sviluppo e nella durata della vita
2. Non provoca danni alle funzioni del corpo
3. Non compromette la capacità del corpo di compensare lo stress aggiuntivo.
4. Dopo che il contatto cessa, i cambiamenti che si verificano sono reversibili e non è possibile rilevare alcun danno alla capacità del corpo di mantenere l'autostabilità.
5. Non aumenta la sensibilità del corpo ad altri effetti dannosi
Distinzione tra effetti dannosi e non dannosi: È necessario considerare in modo completo l'intero processo vitale dell'intero corpo, la capacità del corpo di adattarsi ad altri stati di stress e il possibile impatto dei fattori ambientali sulla durata della vita.
effetti tossici combinati
Definizione: si riferisce agli effetti tossici complessivi prodotti da due o più sostanze chimiche esogene che agiscono sull'organismo simultaneamente o successivamente entro un breve periodo di tempo.
Classificazione
In base agli effetti complessivi di più sostanze chimiche sul corpo, queste sono suddivise in: Effetto additivo, sinergia, potenziamento, antagonismo, effetto indipendente
A seconda dei diversi modi in cui le sostanze chimiche agiscono sull'organismo, si possono dividere in: non interattive e interattive.
Il meccanismo
1.Meccanismo d'azione fisico e chimico
2. Meccanismo tossicocinetico
3. Meccanismo di biotrasformazione
4. Meccanismo d'azione del recettore
5. Meccanismo degli effetti biologici
Parametri di tossicità e limiti di sicurezza
Parametri generali di tossicità
Parametri di descrizione della dimensione della tossicità
Parametro limite superiore di tossicità
•LD/LC₁₀₀, LD50/LC50/TLm, LD01/LD01, LD0/LC0 •Questi sono i vari parametri di tossicità negli esperimenti di tossicità acuta con la morte come punto finale degli effetti osservati.
dose o concentrazione letale
dose letale assoluta LD₁₀₀oLC₁₀₀
Si riferisce alla dose o concentrazione più bassa di una sostanza chimica necessaria per causare la morte di tutti i soggetti in un gruppo di soggetti
dose o concentrazione letale media
La dose necessaria affinché una sostanza chimica causi la morte nella metà dei soggetti del test è anche chiamata dose letale
•Il parametro più importante per valutare la tossicità acuta delle sostanze chimiche; •È un parametro ottenuto attraverso elaborazioni statistiche e viene spesso utilizzato per esprimere l'entità della tossicità acuta; •Norme di base per la classificazione della tossicità acuta di diverse sostanze chimiche; •Più piccolo è il valore LD50, più tossica è la sostanza chimica esogena e viceversa.
dose o concentrazione minima letale
La dose di una sostanza chimica che provoca la morte nei singoli soggetti del test. Dosi inferiori a questo livello non possono causare la morte. •Questo valore è sensibile alla sensibilità dei singoli animali all'interno del gruppo di prova.
Dose o concentrazione massima non letale
La dose o concentrazione più alta alla quale una sostanza chimica non causa la morte in un soggetto del test. •LD0 è influenzato anche dalle differenze individuali e presenta grandi fluttuazioni •LD0 e LD100 vengono utilizzati come base per selezionare gli intervalli di dose negli esperimenti di tossicità acuta
Parametri limite inferiore di tossicità
• Dose soglia, livello più basso di effetti avversi osservati (LOAEL), livello senza effetti avversi osservati (NOAEL) •Sono i vari parametri di tossicità che vengono osservati nel test di tossicità con l'"effetto tossico minimo" come punto finale, che può essere ottenuto da esperimenti di tossicità acuta, subcronica e cronica •Dose basale (BMD)
livello più basso al quale sono stati osservati effetti avversi (LOAEL)
La dose o concentrazione più bassa che è stata osservata causare un effetto dannoso di una sostanza chimica sul corpo in condizioni di esposizione specificate •Un effetto dannoso • Statisticamente e biologicamente significativi
Nessun livello di effetto avverso osservato (NOAEL)
La dose o concentrazione più alta alla quale una sostanza chimica esogena non provoca effetti dannosi rilevabili nell'organismo in condizioni di esposizione non specificate •Effetto non dannoso
Gli esperimenti di tossicità acuta, subcronica e cronica possono tutti ottenere i rispettivi LOAEL e NOAEL. Le condizioni specifiche dovrebbero essere indicate quando si discutono questi due indicatori.
LOAEL e NOAEL sono basi importanti per valutare la tossicità delle sostanze chimiche esogene e formulare limiti di sicurezza. Ha un importante significato teorico e pratico.
dose soglia (soglia)
Si riferisce alla dose o concentrazione minima richiesta da una sostanza chimica esogena per causare il minimo danno ai singoli animali da esperimento.
•Soglia degli effetti avversi: tra NOAEL e LOAEL •Soglia degli effetti non avversi: tra NOEL e LOEL
•Dose soglia acuta Limₐc •Dose soglia subcronica Limˢ⁻ᶜʰ •Dose soglia cronica Limₐc
dose basale (BMD)
•Si riferisce al limite inferiore dell'intervallo di confidenza del 95% della dose di una sostanza chimica esogena che provoca uno specifico effetto dannoso in un piccolo numero di individui
•La BMD ha una migliore stabilità, precisione e scientificità •Pratico
Parametri di caratterizzazione della tossicità
zona velenosa
zona di tossicità acuta
è il rapporto tra la dose letale media e la dose soglia acuta Zac=LD₅₀/Limₐc
Un valore Zac basso indica che la sostanza chimica ha un intervallo di dose ristretto che va dal causare danni lievi alla morte acuta e il rischio di causare la morte è elevato e viceversa.
zona tossica cronica
è il rapporto tra la dose soglia acuta e la dose soglia cronica Zch=Limₐc/Limᶜʰ •Intervallo dell'effetto tossico (MOT): sostituire la dose soglia nella zona dell'effetto tossico con NOAEL per ottenere l'intervallo dell'effetto tossico (MOT)
Indice di avvelenamento acuto da inalazione (I inalazione)
Utilizzato per descrivere la possibilità di avvelenamento acuto da inalazione da veleni gassosi. •I inalazione=C20/LD₅₀
Maggiore è il valore di inalazione, maggiore è la possibilità di avvelenamento acuto da inalazione e viceversa.
coefficiente di accumulazione
In base al coefficiente di accumulo è possibile classificare la tossicità da accumulo. Esistono alcune limitazioni nell'applicazione dei coefficienti di accumulo per valutare la tossicità da accumulo delle sostanze chimiche.
K=ED₅₀₍ⁿ₎/ED₅₀₍₁₎ K=LD₅₀₍ⁿ₎/LD₅₀₍₁₎
Pendenza della curva dose-risposta (effetto).
Le curve dose-risposta (effetto) sono generalmente linearizzate e la pendenza della linea retta (K) può essere espressa dall'angolo tra la linea retta e l'ascissa.
Maggiore è il valore K, più ripida è la linea retta, indicando che l'aumento o la diminuzione della dose può causare una gamma più ampia di effetti o reazioni, riflettendo il pericolo e gli effetti tossici del veleno entro un certo intervallo di dose.
Indice di esposizione e fattore di sicurezza
Indice di esposizione (MOE) Intervallo di esposizione MOE=NOAEL/valore di esposizione della popolazione •MoE elevato, basso rischio di effetti dannosi
Indice di sicurezza (MOS) Intervallo di sicurezza MOS = limite di esposizione/sicurezza della popolazione Più grande è il MOS, maggiore è il rischio di effetti dannosi.
Parametri di tossicità particolari
Parametri di tossicità mutagena
Parametri di tossicità cancerogena
Parametri di tossicità teratogena
limiti di sicurezza
sicurezza
1. Sicurezza: significa che una sostanza chimica non causerà alcun danno alle persone nel metodo di utilizzo e nelle condizioni di dosaggio specificate. 2. Sicurezza: si riferisce all'effettiva certezza che l'esposizione chimica non causerà effetti dannosi sul corpo umano e sulla popolazione in determinate condizioni. I concetti di sicurezza e protezione sono relativi
Rischio
1. Rischio: si riferisce alla probabilità che un determinato fattore abbia un effetto dannoso sull'organismo, sul sistema o sulla popolazione in specifiche condizioni di esposizione. 2. Pericolosità: si riferisce alla possibilità effettiva che le sostanze chimiche abbiano effetti nocivi sul corpo o sulle persone.
limiti di sicurezza
Si riferisce ai valori restrittivi di concentrazione e tempo di esposizione specificati per vari fattori legati alla salute umana in ambienti di vita o di produzione e vari mezzi al fine di proteggere la salute umana. A concentrazioni e tempi di esposizione inferiori a questo, sulla base delle conoscenze attuali, non si osserveranno effetti dannosi, diretti o indiretti. •Per le sostanze chimiche esogene senza soglia che non possono essere utilizzate e che stabiliscono limiti di sicurezza, utilizzare dosi pratiche sicure (VSD).
Limite di sicurezza = NOAEL/fattore di sicurezza •Quando si fissano i limiti di sicurezza, i parametri di tossicità più importanti sono LOAEL e NIAEL
I limiti di sicurezza sono standard sanitari. Costituiscono una parte importante delle norme sanitarie promulgate dal paese. Costituiscono la base per i dipartimenti di gestione governativa per attuare la supervisione sanitaria e la gestione della vita umana e dell'ambiente di vita valutare le misure e gli effetti di miglioramento per la tutela della salute delle persone e la garanzia della qualità ambientale sono di grande importanza.
•Principi da seguire nello stabilire i limiti di sicurezza: Sulla base della garanzia della salute, si dovrebbe prestare ulteriore attenzione alla razionalità economica e alla fattibilità tecnica. •Classificazione dei limiti di sicurezza: 1. Le restrizioni di sicurezza basate sulla salute sono formulate solo per proteggere la salute umana; 2. Limiti di sicurezza che coinvolgono condizioni di esposizione e mezzi specifici, formulati per garantire la salute Tra i prerequisiti, dovrebbero essere considerati sia i fattori economici che quelli tecnici.
Dose giornaliera accettabile (ADI): Si riferisce alla quantità totale di sostanze chimiche specifiche che un adulto normale può assumere ogni giorno nel corpo dall'ambiente esterno. A questa dose, L’assunzione giornaliera per tutta la vita di questa sostanza chimica non comporta alcun rischio misurabile per la salute umana.
Concentrazione massima consentita (MAC): Si riferisce alla concentrazione insuperabile di alcune sostanze chimiche nell'aria nei luoghi di lavoro dei lavoratori nell'ambiente di lavoro. A questa concentrazione, i lavoratori impegnati a lungo nel lavoro di produzione non causeranno rischi professionali acuti o cronici.
Valore limite di soglia (TLV) Dose di riferimento (RfD)
Relazione dose-risposta (effetto).
Caratteristiche della dose e dell'esposizione
dose
La dose è un fattore importante nel determinare gli effetti dannosi delle sostanze chimiche esogene sul corpo. Oltre alla dose, anche fattori come le condizioni di esposizione influiscono sugli effetti tossici delle sostanze chimiche.
La dose di esposizione, nota anche come dose da contatto e dose esterna, si riferisce alla quantità effettiva di contatto tra sostanze chimiche esogene e il corpo o alla quantità totale di sostanze tossiche a cui il corpo è esposto nell'ambiente.
La dose assorbita, nota anche come dose interna, si riferisce alla quantità di una sostanza chimica esogena che è stata assorbita dall'organismo nel sangue e raggiunge l'organismo.
Dose biologicamente efficace, nota anche come dose raggiunta o dose target. Si riferisce alla dose che viene assorbita e raggiunge gli organi e i tessuti tossici per produrre effetti tossici. •La dose target determina direttamente la natura e l'intensità del danno all'organismo causato dalle sostanze chimiche, ma il rilevamento è più complicato.
Caratteristiche espositive
Oltre alla dose, le caratteristiche dell'esposizione sono un altro fattore importante che determina il danno causato all'organismo dalle sostanze chimiche esogene. •L'essenza dell'effetto delle caratteristiche di esposizione sugli effetti tossici è modificare la dose degli effetti tossici.
Via di esposizione
Le sostanze chimiche devono entrare nel sangue e viaggiare con il flusso sanguigno fino al sito di azione per esercitare i loro effetti tossici.
Quando la stessa sostanza chimica entra in contatto con il corpo in modi diversi, il suo coefficiente di assorbimento è diverso.
Durante l'esposizione orale, le sostanze chimiche possono raggiungere il fegato attraverso la vena porta ed essere metabolizzate dopo essere state assorbite dal tratto gastrointestinale (effetto di primo passaggio).
periodo di esposizione
Acuto (esposizioni singole o multiple nell'arco di 24 ore), subacuto (entro 30 giorni), subcronico (1-3 mesi) e cronico (>6 mesi). Attacchi acuti possono verificarsi durante l'avvelenamento cronico.
tasso di esposizione
Diverse sostanze chimiche hanno effettivamente la stessa dose di avvelenamento, ma il tasso di assorbimento è diverso, quindi anche i sintomi di avvelenamento saranno diversi.
Quelli con tassi di assorbimento rapidi possono raggiungere il sito d’azione in breve tempo e formare concentrazioni più elevate, mostrando effetti tossici più forti.
Frequenza di esposizione
Se l'intervallo di esposizione è più breve dell'emivita biologica (t₁/₂), la quantità che entra nel corpo è maggiore della quantità escreta ed è facile che si accumuli a livelli elevati, causando così avvelenamento.
Se l'intervallo di esposizione è più lungo di t₁/₂, è meno probabile che si verifichi un avvelenamento.
effetti e reazioni
Nella ricerca tossicologica, sulla base dei cambiamenti biologici e delle caratteristiche statistiche degli effetti nocivi misurati, gli endpoint di rilevamento o osservazione possono essere suddivisi in effetti ----- e reazioni.
effetto La risposta quantitativa rappresenta i cambiamenti biologici negli organi o nei tessuti di un singolo organismo causati dall'esposizione a una determinata dose di sostanze chimiche esogene.
Appartiene ai dati di misurazione. Esistono differenze nell'intensità e nelle proprietà, che possono essere espresse come una sorta di valore misurato.
La risposta quantitativa viene spesso utilizzata per esprimere cambiamenti nell'intensità degli effetti tossici causati da una sostanza chimica in un individuo.
reazione La risposta sostanziale è la percentuale di individui in un gruppo che sperimentano un certo effetto solo in un gruppo esposto a una determinata sostanza chimica.
Sta contando i dati, non c'è differenza di intensità e non può essere espressa in valori numerici specifici. Può essere espresso solo in percentuale, negativo o positivo, presenza o assenza.
La reazione di massa viene utilizzata per esprimere la proporzione di alcuni effetti tossici causati da sostanze chimiche nella popolazione.
relazioni dose-risposta e relazione dose-risposta
Relazione dose-effetto: esprime la relazione tra la dose di una sostanza chimica e l'entità dell'effetto dose che si verifica in un individuo.
Relazione dose-risposta: Esprime la relazione tra la dose di una sostanza chimica e l'incidenza di una risposta qualitativa in una popolazione.
Curva dose-risposta (effetto).
Curva a forma di S
Curva simmetrica a forma di S: Quando le differenze di sensibilità di tutti gli individui della popolazione a una determinata sostanza chimica sono distribuite normalmente, la relazione tra misurazione e velocità di reazione è una curva simmetrica a forma di S. •Caratteristiche di una curva a forma di S: Inizialmente dolce, diventa più ripida e poi diventa di nuovo dolce.
Curva asimmetrica a forma di S: La curva va da dolce a ripida alla fine vicino al lato sinistro dell'ascissa. La curva all'estremità vicino al lato destro si allunga. Ha dimostrato che i cambiamenti nei tassi di risposta mostravano una distribuzione distorta all’aumentare della dose.
retta
I cambiamenti nel dosaggio chimico sono direttamente proporzionali ai cambiamenti nella reazione. Perché la reazione negli organismi è influenzata da molti fattori. La situazione è molto complessa, quindi tali curve sono molto rare.
parabola
È una curva inizialmente ripida e poi dolce, simile a una curva logaritmica in matematica, nota anche come curva logaritmica. Questa curva può essere trasformata in una linea retta semplicemente convertendo la dose in un logaritmo. Può essere visto nella relazione dose-quantità-risposta.
Conversione delle curve dose-risposta
Per calcolare con maggiore precisione importanti parametri tossicologici come LD50 e ottenere la pendenza della curva attraverso metodi matematici, è necessario convertire la curva a forma di S in una linea retta.
Curva simmetrica a forma di S
Quando la velocità di reazione unitaria marcata sull'ordinata viene trasformata in frequenza di reazione, la curva simmetrica a forma di S viene trasformata in una curva gaussiana.
Quando l'unità di identificazione dell'ordinata è espressa in unità di probabilità, la curva simmetrica viene convertita in una linea retta.
curva a s asimmetrica
La conversione di una curva a S asimmetrica in una linea retta richiede due passaggi: •Convertire prima l'unità di dose sull'ascissa nella corrispondente unità logaritmica; •Cambiare la velocità di reazione sull'ordinata in unità di probabilità per ottenere una linea retta.
Come ottenere una chiara relazione dose-risposta
1. Disegno sperimentale ragionevole 2. Buona implementazione sperimentale 3. Trattamento statistico adeguato
Precauzioni per l'applicazione razionale delle relazioni dose-risposta (effetto).
•La relazione dose-risposta è la prova di una relazione causale tra la sostanza in esame e il danno all'organismo.
Prerequisiti per un'applicazione ragionevole: •La reazione in studio è causata dall'esposizione della sostanza chimica; •L'intensità della risposta è correlata alla dose; •È necessario disporre di metodi per misurare quantitativamente la tossicità e di mezzi per esprimere con precisione l'entità della tossicità.
L’importanza di studiare le relazioni dose-risposta
La reazione in studio è causata dall'esposizione a sostanze chimiche: giudizio di causa ed effetto
Relazione quantitativa dose-risposta: risposta media della popolazione e intervallo di sensibilità, la dose alla quale ci si aspetta che le persone sensibili rispondano, ovvero una stima della soglia
Applicazione della pendenza della curva di relazione della reazione di dosaggio --- Analisi delle caratteristiche dell'effetto tossico •Piatto – ampio intervallo di dose efficace (dannosa) – piccola variazione nella proporzione dei soggetti affetti con l'aumento della dose. • Ripido – intervallo di dose efficace (dannoso) ristretto – ampio cambiamento nella proporzione dei soggetti affetti all'aumentare della dose.
Il lato sinistro della curva dose-risposta ha una forma speciale: l'analisi della sensibilità
Confrontare la media e l'intervallo di risposte endpoint specifiche per diverse sostanze chimiche in condizioni simili
Applicazione della relazione dose-risposta
Analisi dell'intensità e della potenza della tossicità •L'intensità si riferisce alla differenza di dose per effetti equivalenti •L'efficacia è la differenza nell'effetto massimo che può essere indotto
Analisi di sensibilità: gruppi ad alto rischio
Analisi della dose ad effetto diverso
sottoargomento
Relazione tempo-reazione (effetto).
Relazione tempo-reazione: •Periodo di incubazione della tossicità •Andamento in tempo reale degli effetti tossici •Durata dell'effetto tossico •Effetto ritardato
Relazioni dose-tempo-risposta: Studiare la relazione tra gli effetti tossici dei veleni (in particolare i veleni inalati), il tempo di esposizione e la dose di esposizione.
biomarcatori
Definizione: noti anche come marcatori biologici o biomarcatori, si riferiscono a vari indicatori di misurazione che possono riflettere le sostanze chimiche esogene che sono state assorbite dall'organismo o le conseguenze biologiche da esse causate.
Classificazione
Biomarcatori di esposizione
Definizione: si riferisce ai valori misurati delle sostanze chimiche esogene e dei loro metaboliti assorbiti in vari tessuti, fluidi corporei o escrementi, o ai loro prodotti di reazione con sostanze endogene.
Indicatore della dose interna: la quantità di una sostanza chimica specifica e dei suoi metaboliti nel corpo. Personale responsabile: piombo nel sangue, piombo nelle urine
Indicatore della dose dell'effetto biologico: il contenuto dei prodotti di reazione formati dall'interazione tra sostanze chimiche e i loro metaboliti e determinate cellule dei tessuti o molecole bersaglio. Intensità dell'effetto tossico del contenuto dell'addotto del DNA Aiuta a stabilire con precisione le relazioni dose-risposta
biomarcatori di effetto
I marcatori degli effetti forniscono un collegamento tra l’esposizione alla sostanza tossica e gli effetti dannosi causati dalla sostanza tossica e possono essere utilizzati per determinare le relazioni dose-risposta.
Marcatori biologici di suscettibilità
Un marcatore che riflette la suscettibilità biologica del corpo agli effetti tossici delle sostanze chimiche •I fattori genetici sono la ragione principale
I marcatori di suscettibilità possono essere utilizzati per identificare individui e gruppi sensibili, proteggere i gruppi ad alto rischio e contribuire alla valutazione del rischio sanitario e alla gestione del rischio.
Principi di ricerca e selezione dei biomarcatori
Forte rilevanza biologica
Elevata sensibilità e specificità
Buona stabilità e ripetibilità
È meno invasivo, conveniente e facile da ottenere e soddisfa i requisiti dell’etica medica.
La dose di esposizione o la dose assorbita è comunemente usata in tossicologia per stimare la dose di un effetto prodotto da un veleno. La dose di esposizione è la quantità di esposizione a una sostanza chimica esogena per unità di peso corporeo. mg/kg, peso corporeo mg/cm², pelle o mg/cm³. rappresentato dall'aria.
L'intensità dell'effetto tossico dipende principalmente dalla concentrazione della sostanza nell'organo bersaglio, ma l'organo bersaglio non è necessariamente la sede con la concentrazione più alta della sostanza. Molte sostanze chimiche hanno organi bersaglio specifici. Altri agiscono sullo stesso o su più organi bersaglio. Le sostanze chimiche che producono gli stessi effetti tossici sullo stesso organo bersaglio possono avere meccanismi d’azione diversi.