P101

Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem Přírodovědecká fakulta

TOXIKOLOGIE I KCh/P101 Markéta Komlóová

Ústí nad Labem 2013

Obor:

Toxikologie a analýza škodlivin Chemie (dvouoborové) Chemie se zaměřením na vzdělání

Klíčová slova:

Projekt „Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP“ Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/28.0296 Tento projekt byl podpořen z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky.

Obecná toxikologie Historie • pravěk – lov a válčení • starověk • Ebersův papyrus – recepty egyptského lékařství - popis léčení otrav a přípravy jedů (sloučeniny arsenu, antimonu…) • Čína – císař Šen-nung – kniha o léčivých bylinách • Hippokrates – Corpus Hippocraticum • profesionální vědomosti o jedech a principech toxikologie, léčení otrav • travičství – bolehlav (Sokrates), Locusta (Claudius)

Obecná toxikologie Historie • středověk • Philippus Aureolus Theoprastus Bombastus von Hohenheim (1492–1541) • • • •

vědecký základ toxikologie podstata jedů je jejich chemické působení na organismus teorie o závislosti odpovědi organismu na dávce „Dosis sola facit venenum“ – dávkování činí látku jedovatou

• italské a francouzské travičství • Kateřina Medicejská

Obecná toxikologie Historie • novověk • 1. a 2. světová válka – bojové látky (chlor, yperity, nervově paralytické látky) • léčiva, potravní aditiva, umělá sladidla, barviva… • hnojiva, pesticidy

Obecná toxikologie Základní pojmy • toxikologie • vědní obor studující nepříznivé účinky cizorodých chemických látek či jejich směsí na živý organismus

• toxicita • schopnost látky působit na organismy nepříznivě

• toxická látka • látka schopná působit na organismus nepříznivě

• toxiny • tox. látky produkované živými organismy

Obecná toxikologie Toxikologie • interdisciplinární obor • využívá poznatků: biologie, chemie, farmakologie, biochemie, fyziologie, patofyziologie, genetiky… • …k identifikaci a stanovení – fyzikální chemie, analytická chemie • …při studiu vlivů toxických látek na životní prostředí – ekologie, veterinární medicíny, botaniky

Obecná toxikologie Toxikologie – dělení 1 • obecná toxikologie - zkoumá obecné zákonitosti a vztahy mezi chemickými látkami a účinkem na živý organismus • speciální toxikologie - toxikologie jednotlivých xenobiotik (anorganické látky, organické látky, bojové látky, omamné a psychotropní látky, toxiny živočišného a rostlinného původu).

Obecná toxikologie Toxikologie – dělení 2 • deskriptivní toxikologie (popisná) – popis poškození organismu – testování toxicity na zvířatech • mechanistická toxikologie – studuje mech. toxického účinku na živý organismus • regulační toxikologie - na základě výsledku testu toxicity rozhoduje o míře rizika (při povolení výroby nového léku, kosmetického přípravku, přídatné látky (aditiva) do potravin apod.

Obecná toxikologie Toxikologie – dělení 3 • • • • • • • • •

forenzní - důkazy intoxikací průmyslová - přípustné dávky a expozice prům. slouč. klinická ekotoxikologie - znečištění životního prostředí vojenská – toxické látky užívané v boji predikční - odhad toxického účinku sloučeniny t. omamných a psychotropních látek t. agrochemická a zemědělská - pesticidy, hnojiva.. t. potravin a aditiv

Obecná toxikologie Toxická látka • taková chemická látka, která již v malých dávkách nebo nízkých koncentracích vyvolá těžké poškození organismu nebo vede k jeho zániku • co lze považovat za malou dávku/nízkou koncentraci ???

Obecná toxikologie Toxická látka • Paracelsova definice: • “Všechny látky jsou jedy a závisí jen na dávce, kdy látka přestává být jedem“ • i látky s nízkou toxicitou mohou působit toxicky • chemické vlastnosti • fyzikální vlastnosti • biologické vlastnosti • nebezpečnost látky X toxicita

Obecná toxikologie Obecné vztahy mezi chemickou látkou a jejím toxickým účinkem • • • •

faktory ovlivňující toxický účinek projevy toxického účinku mechanismy toxického účinku toxikokinetika

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek • • • • • •

druh látky dávka/koncentrace látky v prostředí expozice brána vstupu organismus (druh, věk, pohlaví, nemoc, genet. vlast.) přítomnost další toxické látky

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – druh látky •struktura a fyzikálně - chemické vlastnosti •rozpustnost - vliv na vstřebatelnost (BaSO4) •schopnost kumulace • silně lipofilní látky – schopnost hromadit se v tukové tkáni • iontové látky – nahrazují v těle běžně se vyskytující ionty (Br- →Cl-, Ba2+ →Ca2+) • l. s afinitou k urč. tkáním

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – dávka • vztah mezi dávkou a účinkem (DRC) • dávka prahová - nejnižší dávka, která již vyvolá hodnotitelnou reakci • dávka nadprahová • d. terapeutická • d. toxická • d. letální • LD50 - dávka, která způsobí akutní uhynutí 50 %

experimentálních zvířat (myší nebo potkanů)

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – dávka • označení chemické látky dle LD50 • supertoxická - 5 mg/kg a méně • extrémně toxická - 5 – 50 mg/kg • vysoce toxická - 50 – 500 mg/kg • středně toxická - 0,5 – 5 g/kg • málo toxická - 5 – 15 g/kg • netoxická - 15 g/kg a více

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – expozice • míra vystavení působení toxické látky na organismus • trvání expozice: • jednorázová expozice – 24 hod. (u inhalace 4 hod.) • opakovaná expozice

• místo expozice (brána vstupu): • vliv na rychlost nástupu účinku • intravenózní˃inhalace˃intraperitoneální˃subkutánní˃ intramuskulární ˃per os • frekvence expozice: • časové intervaly, v kterých dochází k vystavení účinkům

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – vliv organismu • selektivní toxicita •působení toxické látky pouze na některé biologické druhy •příčiny: rozdílná stavba buněk, rozdílný metabolismus •využití: antibiotika, pesticidy

•věk: děti – odlišná dechová frekvence, vyšší obsah vody v buňkách i extracelulárním prostoru…

Obecná toxikologie Faktory ovlivňující toxický účinek – interakce • působení dvou a více látek na organismus současně • synergismus - souhlasný účinek obou látek (sedativa + alkohol) •sumace •potenciace - Ca2+ v kombinaci s digitoxinem výrazný stimulační účinek na srdce

• antagonismus - protikladný účinek obou látek •chemický - př. chelatační látky tvoří s těžkými kovy netoxické komplexy •funkční – př. ethanol a kofein •kompetitivní

Obecná toxikologie Projevy toxického účinku • podle času potřebnému k projevení • bezprostřední toxicita -projeví se ihned po jednom podání

toxické látky • opožděná toxicita -nastává s odstupem určitého času, tzv. doba latence (např. karcinogenní účinky)

• podle místa rozvoje účinků • lokální - v místě prvního kontaktu toxické látky s biol. systémem • systémová - všechny orgány nejsou zasaženy stejně, většinou 1-2 orgány (tzv. cílové orgány)

Obecná toxikologie Projevy toxického účinku • akutní otrava • může nastat při vlastní expozici, bezprostředně po ní nebo se zpožděním • vniknutí nadkritické dávky do org. v krátké době, projevuje se okamžitým účinkem • látka vniká do organismu v podkritických dávkách, je ukládána v některém orgánu a jednorázově vyplavena do krve v nadkritickém množství

• průběh: • prudký, představují bezprostřední ohrožení zdraví nebo života postiženého

Obecná toxikologie Projevy toxického účinku • chronická otrava • podkritické dávky vnikají do organismu dlouhodobě •dochází k jejich kumulaci v těle •účinky se projeví opožděně po překročení určité koncentrace v místě účinku

• průběh: • příznaky otravy nastupují zvolna, stupňují se a přetrvávají i po přerušení či ukončení expozice •neohrožují zdraví nebo život okamžitě •vyžadují dlouhodobé léčení, příp. zanechávají trvalé následky

Obecná toxikologie Projevy toxického účinku • chemická alergie: • imunologicky zprostředkovaná tvorba protilátek po předchozím podání toxické látky • alergická reakce se pak rozvine po opětovném podání i nepatrného množství toxické (anafylaktický šok)

• idiosynkratická reakce: • geneticky podmíněné abnormální reakce na chemické látky (mimořádně vysoká citlivost na malé dávky nebo mimořádně nízká citlivost na vysoké dávky)

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • podle projevu: • přímý tox. účinek – poškození buněk urč. orgánu • biochemický účinek – ovlivnění biochemického děje • imunotoxický účinek – snížení imunity, alergie • mutagenita – změna genet. informace (další generace) • karcinogenita - změna genetické informace vedoucí ke zhoubnému bujení • teratogenita - poškození plodu vedoucí k narození defektního jedince

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • přímý toxický účinek: • poškození buněk určitého orgánu, nejčastěji se jedná o játra, ledviny, plíce, pankreas.. • dráždivý účinek – dochází k podráždění nebo poškození sliznice očí, dýchacích cest, zažívacího ústrojí nebo kůže (vyvolávají jej např. kyseliny, louhy, látky s oxidačními účinky, organická rozpouštědla) • narkotický účinek – způsobují jej látky, které brzdí přenos nervového vzruchu a tím potlačují aktivitu CNS (např. nižší alkoholy, CHCl3, CCl4, benzen, toluen…)

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • biochemický toxický účinek: • toxická látka interaguje s cílovou molekulou (enzym, receptor, NK, ...) •ovlivnění biochemického děje

•inhibice enzymu X aktivace enzymu •př. NPL inhibují enzym acetylcholinesterasu •ethanol aktivuje alkoholdehydrogenasu

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • imunotoxický účinek: • ovlivnění imunitního systému • toxické látky mohou imunitní reakci : • potlačit (imunosuprese) • benzen, polycyklické aromatické uhlovodíky, PCB, ozon

• vyvolat nepřiměřenou imunitní reakci (alergická reakce) • např. pyly, prachy, akryláty, kovy,...

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • mutagenita: • zásah do genetické informace

• působením chemických látek dojde ke změně struktury některé báze NK, takto pozměněná báze není schopna vytvořit příslušný pár → dojde ke změně kódované a přenášené genetické informace

•kancerogenita: • mutace v genetickém materiálu projevující se zhoubným bujením • poškození opravných mechanismů, které jsou jinak schopny poškozenou NK rozpoznat a opravit, příp. nahradit. • např. azbest, aminoazosloučeniny, vinylchlorid, polyaromatické sloučeniny, aromatické nitrosloučeniny, heteroaromatické nitrosloučeniny

Obecná toxikologie Mechanismy toxického účinku • teratogenita: • schopnost látky poškodit embryo, přestože pro matku je v dané

dávce neškodná • př. léčivo thalidomid, používáno jako sedativum - na dospělé nemělo žádné vedlejší účinky. Děti matek se rodily těžce deformované (zkrácené končetiny - fokomelie, malformace vnitřních orgánu,...apod.). • povinné testy všech léčiv na teratogenitu a ke zpřísnění požadavku na testování léčiv, na všech letácích k lékům uváděno, zda jsou či nejsou vhodné k užívání v době těhotenství

Toxikokinetika • studium mechanismů, kterými působí organismus na xenobiotikum • zkoumá osud toxické látky v organismu po celou dobu setrvání v organismu po jednotlivých krocích: • dosažení koncentrace xenobiotika v cílové struktuře potřebné k vyvolání toxikodynamického účinku • X toxikodynamika – mechanismy, kterými působí xenobiotikum na organismus • kinetika sleduje vztah mezi plazmatickou koncentrací látky a účinkem, měří toxikokinetické parametry • znalost toxikokinetických principů pomáhá v léčbě intoxikací, ovlivnění rychlosti a způsobu eliminace látek z těla

Toxikokinetika • • • • •

fáze: adsorpce toxické látky (vniknutí do organismu) distribuce (rozvod toxické látky do organismu) biotransformace (přeměna toxické látky) exkrece (vyloučení toxické látky nebo jejích metabolitů z organismu)

Toxikokinetika Adsorpce • rychlost a rozsah, s jakým látka opouští místo aplikace • mechanismy prostupu biologickými membránami: • difúze vodními póry • pasivní transport • prostá difúze – nejčastější, po koncentračním spádu • usnadněná difúze – pomocí specifického přenašeče

• aktivní transport – přenašeč, spotřeba energie • uniport • symport – dvě látky stejným směrem • antiport – přesun dvou látek v opačném směru

•fagocytóza/pinocytóza (př. nerozpustné částice azbestu uzavřeny do plicních buněk)

Toxikokinetika Adsorpce • biologická dostupnost: • rozsah (%) v jakém xenobiotikum dosáhne systémové cirkulace a vlastního místa účinku AUC p.o. F = ------------------- (x 100 %) AUC i.v. • faktory ovlivňující dostupnost: • • • • •

fyz.-chem. faktory rozpustnost podmínky v místě absorpce koncentrace xenobiotika průtok krve v místě absorpce

Toxikokinetika Adsorpce • mezi hlavní místa adsorpce patří: • kůže • plíce • GIT

• experimentálně užívané (invazivní) dále jsou: • • • • •

intravenózně – injekčně do žíly (i.v.) subkutánně – pod kůži (s.c.) intramuskulárně – do svalu (i.m.) intraperitoneálně – do dutiny břišní (i.p.) sublingválně – pod jazyk (s.l.)

Toxikokinetika Adsorpce • kůže: • přístupná pro plyny, roztoky • velká absorpční plocha • průchod lipofilních látek

• plíce: • • • • •

plynné, kapalné i pevné látky (velikost částic) př. CO, azbest, CHCl3, SO2 absorpční plocha 50-100 m2, bohatě prokrvené absorpci ovlivňuje rychlost dýchání a krevní tok malé částice absorbovány i pomocí pino/fagocytózy

Toxikokinetika Adsorpce • GIT: • vstřebávání závislé na pH prostředí a fyz.-chem. vlast. látky • ústa X žaludek X střevo

• lipofilní neionizující látky X ionizující látky • vrátnicový oběh (v. portae) – krev do jater, metabolizace velkého podílu xenobiotika (first pass effect) • = tzv. presystémová eliminace • některé látky rozloženy kyselým prostředím žaludku, trávicími enzymy (peptidy)

Toxikokinetika Distribuce • prostřednictvím krevního oběhu • časový průběh koncentrace látky v krvi odráží distribuci látky v organismu • přestup do jednotlivých buněk, tkání, orgánů X exkrece • koncentrace v krvi je důležitý kinetický parametr: • • • • •

přesnější než dávka podaná reflektuje koncentraci v cílových orgánech lze z ní vypočítat poločas látky, AUC může indikovat i typ distribuce ukazuje i na čas trvání expozice

Toxikokinetika Distribuce • biologický poločas (T1/2) = čas, za který se koncentrace látky sníží o polovinu – je dán metabolismem a exkrecí látky

• interakce látek s plazmatickými proteiny • ustaluje se rovnováha mezi volnou formou a formou vázanou na protein • vazby – iontové, vodíkové, hydrofobní interakce, Van der Waalsovy síly • albumin - warfarin • lipoproteiny – PCB • kyselý glykoprotein – látky zásadité povahy

Toxikokinetika Distribuce • hematoencefalická bariéra (HEB) • • • •

těsně propojené endoteliální buňky jen malé lipofilní molekuly, molekuly plynů pro většinu látek důležitý přenašeč patologicky zvýšena propustnost (při zánětu, stresu)

• placentární bariéra • brání míchání fetální a mateřské krve • jednoduchá difúze

Toxikokinetika Biotransformace • eliminace xenobiotika = biotransformace + exkrece • cíl biotransformace • biodeaktivace xenobiotika • omezení adsorpce • zvýšení hydrofility

(někdy aktivace)

→urychlení exkrece →poločas látky v organismu se snižuje →čas expozice látce se snižuje →snižuje se možnost akumulace látky

• místo biotransformace • játra (méně ledviny, kůže, plíce) • enzymy v ER a cytosolu, méně v mitochondriích..

Toxikokinetika Biotransformace • základní biotransformační reakce • 1. fáze: vzniká metabolit, zanesení funkčních skupin • reakce oxidační • reakce redukční • reakce hydrolytické

• 2. fáze: vzniká konjugát, reakce s endogenní sloučeninou OH

Fáze 1

Benzen

SO3H

Fáze 2

Fenol

Fenylsulfát

• některé látky dostatečně hydrofilní – hned do 2. fáze

Toxikokinetika Biotransformace • biotransformační enzymy první fáze • oxidační • cytochrom P450 monooxygenasa • alkoholdehydrogenasa • xanthinoxidasa

• redukční (reduktasy) • hydrolytické (hydrolasy, amidasy)

• biotransformační enzymy druhé fáze • konjugační reakce (transferasy) – tvorba kovalentní vazby mezi funkční skupinou metabolitu a konjugačním činidlem • konjugační činidla: kyselina glukuronová, sulfát, glutathion, acetát, aminokyseliny, methylace

Toxikokinetika Exkrece • rychlá eliminace snižuje pravděpodobnost výskytu toxicity látky a snižuje trvání jejího biologického efektu • nejdůležitější cesty exkrece: • moč • malé, ve vodě rozpustné molekuly (velké molekuly – neprocházejí glomerulus; lipofilní látky – jsou zpětně resorbovány z tubulů) • při léčbě intoxikací může být exkrece látek urychlena alkalizací/okyselením moči (fyziologické pH moči je 5-6.5) • exkrece močí ovlivněna i vazbou na plazmatické bílkoviny

• plíce • důležitá cesta exkrece pro těkavé a plynné látky (př. až 60% benzenu eliminováno plícemi) • pasivní difúzí z krve do plicních sklípků • díky rychlé výměně plynů – stálé zachování koncentračního gradientu

Toxikokinetika Exkrece •

žluč • lipofilní látky a velké polární látky vyloučeny v žluči do střeva • organické anionty (glukuronidy) aktivně transportovány přenašeči – účinnost omezena hydrolýzou konjugátů (reabsorpce) • některé látky mohou být střevními reduktázami metabolizovány na látky s vyšší lipofilitou – reabsorpce • → enterohepatální cirkulace

• další cesty: mateřským mlékem, pot, slzy, sliny, zvratky, sperma…

• • • • •

• • • •

Klasifikace otrav

profesionální otravy záměna sebevražda použití chem. bojových látek (dusivé látky, nervově paralytické, …) medicinální -idiosynkratické nebo alergické reakce (reakce na terap. dávku) - předávkování – úmyslné; překročení dávky lékařem k rychlejšímu dosažení účinku - kumulace účinku toxikomanie otravy potravinami patologický metabolismus jedovaté rostliny a živočichové

Látky dráždivé a leptavé 1. Anorganické kyseliny  H2SO4, HNO3, HCl, HF  i koncentrované roztoky slabých kyselin (octová, šťavelová, …)  poškozují živé tkáně:  poleptáním (vysoká koncentrace H+ iontů, koagulace bílkovin tkáně)  oxidací (HNO3, chromsírová směs)  dehydratací (H2SO4)  velmi nebezpečná HF! – okamžitě proniká kůží, způsobuje hluboké špatně se hojící rány  PP: omýt velkým množstvím vody IHNED!

Látky dráždivé a leptavé 2. Anorganické zásady  hydroxidy alkalických kovů (NaOH, KOH, LiOH), kovů alkalických zemin (Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2)  výrazný leptavý účinek závažnější než u kyselin  projevy někdy až po delším působení (Na2CO3, Na3PO4)  pronikají do hlubokých vrstev kůže, ulpívají na kůži a na rozdíl od kyselin se hůře odstraňují  plynné (amoniak, methylamin, ethylendiamin) – dráždí dýchací cesty  hydrazin (NH2-NH2) – průnik neporušenou pokožkou, ! i systémový účinek – poškození jater, ledvin, srdečního svalu, karcinogen, embryotoxický

Látky dráždivé a leptavé 3. Anorganické peroxidy  na tkáň působí silným oxidačním účinkem (Na2O2, BaO2 i

leptavé účinky silných zásad)  H2O2 nad 10% - nebezpečný při inhalaci, pozření i kontaktu s kůží (popálení), zvláště nebezpečný pro oči  oxiduje složky tkání, odbarvuje (zbělání zasaženého místa)  3% roztok používán k desinfekci

Významné anorganické škodlivé látky  při odhadu toxicity možno vycházet z prvkového zastoupení

(vlastnosti kationtů a aniontů v dané sloučenině)  s ohledem na rozpustnost (BaSO4)

Skupina I.A  vodík a alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr  poškození organismu způsobeno především místními

leptavými účinky (celkový toxikologický efekt nevýznamný)  nebezpečné látky z hlediska možnosti vzniku požáru!

Vodík  netoxický plyn,  snadno hoří, ! se vzduchem tvoří výbušnou směs  nebezpečné hydridy prvků (H2S, PH3, AsH3, …)

Skupina I.A Alkalické kovy  celkový účinek nevýznamný  hlavní poškození vyvoláno leptavými účinky (sloučeniny

hydridy, hydroxidy, uhličitany a jejich roztoky) – extrémně silné zásady (oči!)  reagují extrémně silně s vodou (i se vzdušnou vlhkostí) – vzn. hydroxid a vodík, vývoj tepla, samovznícení, exploze  uchovávání kovů v petroleji  likvidace (rozpuštění v alkoholu, naředění vzniklého alkoholátu, neutralizace roztokem kyseliny, ředění,…)

Skupina I.A Alkalické kovy - sloučeniny  hydroxidy: zásaditost stoupá Li ˂ Na ˂ K ˂ Rb ˂ Cs  hydridy: reagují se vzdušnou vlhkostí, samovznícení, silné zásady (leptavý účinek na pokožku a sliznice)  komplexní hydridy:  bouřlivé reakce s vodou, organickými rozpouštědly (alkoholy, aminy, kyseliny) i anorganickými sloučeninami (až na NaBH4, KBH4)  některé hoří samovolně na vzduchu (hasíme pískem nebo práškovým hasicím přístrojem!)  LiAlH4 – silně dráždí oči, sliznice, pokožku  NaBH4 – vysoce toxický při požití, uvolňuje tox. diboran

Skupina I.A Alkalické kovy - sloučeniny  amidy: LiNH2, NaNH2, KNH2 silné zásady s leptavými účinky, bouřlivá reakce s vodou za uvolnění NH3, v přítomnosti vzduchu vytvářejí výbušné peroxidy  chloridy: nejjedovatější KCl

Skupina I.A Sodík  biogenní prvek  regulace objemu krve  rovnováha kapalin a tlaku vně a uvnitř buněk  vliv na srdeční činnost  přenos nervových vzruchů  metabolismus cukrů a proteinů

Skupina I.A Sodík - sloučeniny  NaOH - žíravina, nebezpečný již v nízkých koncentracích, louhový prach nebo mlha může při vdechnutí působit poleptání sliznic, očí!  Na2CO3, Na2SO3, Na3PO4, Na2S – silně korozivní látky, podobné účinky jako hydroxid  NaCl – nebezpečný ve vyšších dávkách (denní dávka 3-7 g, akutní jednorázová toxická dávka je 200-280 g pro 70kg člověka), přebytek zvyšuje krevní tlak  NaBr – prach dráždí oči, leptá nosní sliznici

Skupina I.A Draslík  biogenní prvek (intracelulární)  vliv na srdeční činnost

 s vodou reaguje bouřlivěji než Na

 KCl – po požití křeče, nepravidelná srdeční činnost,

jednorázová toxická dávka 15 g

Lithium  lehčí než voda  Li+ - útlum CNS, únava, nespavost, poruchy zraku, deprese  LiCl – poškozuje povrch kůže, po pozření vyvolává eroze GIT,

otravy se projevují třesem, apatií, bezvědomím

Skupina I.A Cesium  větší dávky způsobují atrofii dýchacích cest  hromadí se ve svalech

Skupina I.A  Organické sloučeniny alkalických kovů  nestálé na vzduchu (nebezpečí samovznícení)  prudká reakce s vodou a alkoholy  silně leptají pokožku a sliznici  nebezpečí oslepnutí při zasažení očí  nejčastěji používané: ethyllithium, buthyllithium, fenyllithium

Skupina II.A  Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

 toxikologický význam především beryllium, stroncium,

baryum  hydroxidy a oxidy – leptavý účinek

Skupina II.A Beryllium  toxické pro většinu tkání (slezina, ledviny, játra, slinivka, kostní 

 

 

dřeň) mutagenita, kancerogenita, vyvolává anemii projevy otravy – záněty horních cest dýchacích, ztráta hmotnosti, slabost, únava, nechutenství, dýchavičnost významné imunologické změny (alergické reakce) dlouhá doba latence intoxikací nebezpečí vzniku berylliosy (pneumokoniózy) – chronická otrava plic při vdechování prachu kovu, páry (svařování kovů v metalurgii) – pneumonie, edém, fibróza

Skupina II.A Beryllium  anemie – narušení syntézy hemu a globulinu v erytrocytech  kontakt kůže s práškovým berylliem vede k poškození

simulujícímu popáleniny  rozpustné sloučeniny (hydroxid, dusičnan, chlorid) – dráždí pokožku

Skupina II.A Magnesium  biogenní prvek (katalytické metaloenzymy)  toxikologicky nevýznamný (smrtelná dávka asi 30 g)  práškový hořčík – snadno hoří, vývoj tepla, nehasit vodou!  paralytický účinek na nervový a svalový systém  hydroxid a síran použití jako laxativa  nedostatek se projevuje křečemi, poruchami srdečního rytmu

Skupina II.A Vápník  biogenní, toxikologicky nevýznamný prvek  snadno se oxiduje (uchovávat pod petrolejem)  nedostatek – křeče X nadbytek - obrna  CaCl2 – leptavé účinky na sliznice a oči, při dlouhodobém

působení vředy  Ca(OH)2 a CaO – silné žíraviny, dráždivé (vředy), při zasažení očí hrozí vážné poškození až ztráta zraku  chlorové vápno – (směs Ca(ClO)2, CaCl2, Ca(OH)2 a vody) dráždivé a leptavé účinky, po požití vředy GIT, vyšší kazivost zubů

Skupina II.A Stroncium  toxický prvek  nízká jedovatost kvůli obtížnému vstřebávání  důležité hlavně místní účinky  radioaktivní izotopy 90Sr (β zářič), poločas 28 let - ukládání v

kostech a poruchy krvetvorby  hydroxid a oxid – leptavý účinek

Skupina II.A Baryum  všechny sloučeniny jedovaté kromě BaSO4 (toxicita ostatních

sloučenin závisí na jejich rozpustnosti)  smrtelná dávka 1g absorbovaného Ba  Ba2+ působí změny propustnosti membrán, stimulace svalových buněk – ztuhlost svalů (obličeje a krku), nepravidelnost srdečního rytmu  velmi nebezpečné jsou: chlorid, chlornan, uhličitan – zánětlivá onemocnění mozku, degenerativní změny jater a sleziny, působí na hladké a srdeční svalstvo

Skupina II.A Baryum  projevy:  akutní otrava: zažívací potíže (slinění, průjem, zvracení),

nervové poruchy (ztráta rovnováhy, poruchy řeči, sluchu, zraku), později selhání oběhu, krvácení do GIT, ledvin, jater…  chronická otrava: vzácné; slabost, hubnutí, negativní vliv na reprodukční schopnosti

Skupina II.A Baryum  hydroxid, oxid, sulfid – lokální leptavé účinky (peroxid navíc

ještě oxidační účinky)  chlorid – letální dávka menší než 1 g (otravy již z 0.2 g)  síran – nerozpustný ve vodě a kyselinách – netoxický (sulfid málo rozpustný ve vodě, ale rozpustný v kyselině – vzn. chlorid = jedovatý)

Skupina III.A  B, Al, Ga, In, Tl

Bor  v potravě denně 10-20mg B, jedovatost podceňována  používán v medicíně (desinfekce), sklářství a keramice  smrtelná dávka 0,1 – 0,5 g/kg

 projevy otravy:  potíže GIT (zvracení, průjmy, bolesti břicha)  nervové (bolesti hlavy, útlum, agresivita, křeče)  nebezpečí kumulace v mozku, játrech, kostech při chronické

expozici

Skupina III.A Sloučeniny boru:  diboran (B2H6)  samozápalný plyn  inhalace – dráždí plíce (jako fosgen), poškození ledvin,

nezvratné změny na mozku

 pentaboran (B5H9)  je 10x toxičtější než diboran  kumulace v CNS, zákal rohovky  nemá dráždivé účinky na dýchací soustavu  chronická expozice – nefrotoxicita, hepatotoxicita

Skupina III.A Sloučeniny boru:  kyselina boritá (H3BO3)  3% roztok – desinficiens, borová voda  příčiny otravy: záměna, nadměrné vstřebání z masti  smrtící dávka pro dospělé cca 15 g (děti asi 2 g)

 látka toxická pro reprodukci, může poškodit plod

Skupina III.A Hliník  velmi malá toxicita pro člověka  zvýšená toxicita v případě poruchy ledvin (nedochází k

vylučování z těla )  neurotoxický – poruchy řeči, demence, záchvaty  osteomalacie  inhalace velmi jemného prachu – „aluminosis“ – suchý kašel, nálezy na plicích

Skupina III.A Sloučeniny hliníku  hydroxid hlinitý (Al(OH)3)  velmi nízká toxicita  užití v lékařství jako antacidum (i vysoké dávky)

 chlorid hlinitý (AlCl3)  dráždivé a korozivní účinky na kůži, sliznice, oči  při rozkladu vodou se uvolňuje HCl  síran hlinitý (Al2(SO4)3  roztoky nad 20% leptají, poškození dásní, nekrózy

Skupina III.A Galium  toxikologicky málo významný  kumulace v kostech, ledvinách, játrech  vysoká afinita k novotvarům (koncentruje se v nádorech)  otrava – potíže GIT

Skupina III.A Indium  podle testů na zvířatech jedovaté In i jeho sloučeniny  projevy otravy – křeče, obrny  chronická expozice – chudokrevnost, poškození jater a ledvin  Chlorid inditý (InCl3)  poškození jater, srdečního svalu, poruchy nervového

systému  Dusičnan inditý (In(NO3)3)  nejtoxičtější sloučenina india, silně dráždí oči

Skupina III.A Thalium  vysoce toxická především iontová forma – tvoří soli thalné a      

thalité (thalné jedovatější) poměrně časté otravy (použ. jed na krysy) kancerogenita, teratogenita otrava – delirium, křeče, hluboké bezvědomí až smrt při menších dávkách – zvracení (krvavé), průjmy časté je vypadávání vlasů, hubnutí, nechutenství (jedovatější než Pb a jeho sloučeniny) nejjedovatější sloučeniny Tl+, (zvláště Tl2SO4 – smrtelná dávka po požití cca 1 g pro dospělého člověka)

Skupina III.A Organické sloučeniny prvků III. A skupiny Bor  trialkylborany – místní dráždivé účinky, systémové účinky – křeče, při vyšších koncentracích samozápalné Hliník  některé na vzduchu samozápalné  diisobutylaluminiumchlorid  leptavé účinky na pokožku, inhalace vede k poškození plic, krvácení

do plic

 triethylaluminium  samozápalný na vzduchu, poleptání pokožky, vážné poškození plic

Skupina IV.A  C, Si, Ge, Sn, Pb

Uhlík  grafit ve formě prachu – pneumokonióza

 projevy – kašel (černé hleny), bolesti hlavy, dechové obtíže

 z toxikologického hlediska významné především

sloučeniny: CO, CO2, CS2, COCl2, kyanidy

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  oxid uhelnatý (CO)  vlastnosti – plyn bez barvy a zápachu, lehčí než vzduch  vznik – spalování za nedostatečného přístupu vzduchu  výskyt – ve výfukových plynech, důlní plyn, cigaretový kouř

 vstřebává se plícemi, vysoká afinita k Hb (asi 220x vyšší než

O2) – reaguje s Fe2+ na karboxyhemoglobin (COHb) – třešňově červený, neschopen přenášet O2 →dušení organismu  nebezpečný už v nízkých koncentracích

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  oxid uhelnatý (CO)  v tkáních se váže na myoglobin a blokuje některé dýchací    

enzymy → snížení množství O2 v tkáních, buněčné dušení nejvíce postižené orgány – mozek, srdce mladší lidé citlivější, zvláště těhotné ženy (CO prochází placentou a je nebezpečný pro plod) akutní otrava – způsobuje smrt během několika vteřin lehká otrava (hladina CO v krvi pod 30%) – zastřené vědomí, rozšíření obvodových cév, zrychlená srdeční činnost, bolest hlavy, zvracení, závratě, bušení ve spáncích

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  oxid uhelnatý (CO)  středně těžký stupeň otravy (COHb 60% - 80%) –





 

bezvědomí, zrychlený dech těžký stupeň otravy – prohlubuje se bezvědomí, abnormální barva kůže a sliznice (třešňový COHb), i po snížení hladiny COHb bezvědomí v důsledku poškození CNS, edém mozku, plic, poškození ledvin chronické otravy (kouření – inhalace cca 5-100 ml CO) – bolesti hlavy, hučení v uších, tíha na prsou, vyrážky. toxicit stoupá za přítomnosti CO2 terapie – hyperbarická oxygenoterapie

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  oxid uhličitý (CO2)  plyn bez zápachu, těžší než vzduch  vzniká při dýchání, kvašení, hnití, hoření  je nedýchatelný  nízké koncentrace – stimulace dechového centra, zvýšené

vylučování CO2 plícemi  vyšší koncentrace – hromadění v těle, útlum CNS včetně dýchacího centra  otrava: lehčí – bolest hlavy, těžký dech, únava těžká – zástava dechu a smrt během několika sekund

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  fosgen (COCl2)  jedna z nejtoxičtějších průmyslově vyráběných látek  vzniká z halogenovaných uhlovodíků (CHCl3, CCl4)    

působením světla za přítomnosti O2 vážně poškozuje plíce dráždí až v koncentracích, které jsou nebezpečné pro život akutní otrava – edém plic, smrt lehká otrava – kašel, bolesti v žaludeční krajině, žízeň, cyanóza

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  sirouhlík (CS2)  bezbarvá, silně zapáchající kapalina, hořlavina  používá se při výrobě celofánu, kaučuku  se vzduchem třaskavá směs  nervový jed – bolesti hlavy, delirium, halucinace,

bezvědomí, smrt  chronická otrava – hubnutí, bledost, poruchy spánku, neurózy, celkové poruchy CNS

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  kyanovodík (HCN)  rychle se vstřebává plícemi, žaludeční sliznicí i neporušenou

 

  

pokožkou silně dusivý účinek – s Hb tvoří kyanhemoglobin – nepřenáší kyslík, inhibice enzymu dýchacího řetězce cytochrom c oxidasy akutní otrava – často končí smrtí (smrtelná dávka již 40 mg/kg) lehká otrava – bolesti hlavy, závratě, nevolnost, kritická je doba 1 hod po expozici metabolizován v játrech na thiokyanatany (rhodanidy) – vylučují se močí antidotum - amylnitrit

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  kyanidy (CN-)  Na, K, Ca – smrtelná dávka 0,2 - 0,3 g (brána vstupu hlavně

  



per os) pozřené CN- jsou žaludeční kyselinou měněny na HCN + silně leptavé účinky (uvolňují hydroxid) dikyan (CN)2 – asi ¼ toxicity HCN, silně páchnoucí, dráždivý plyn chlorkyan (ClCN) – bezbarvý plyn, silně dráždivý, asi 13x jedovatější než Cl2, může vznikat při chlorování kyanidových odpadních vod bromkyan – pevná látka, toxičtější než chlorkyan

Skupina IV.A Sloučeniny uhlíku  hexakyanoželezitan draselný (K3[Fe(CN)6] (ferrikyanid) a hexakyanoželeznatan draselný (K4[Fe(CN)6] (ferrokyanid)  jen málo jedovaté (prakticky žádný kyanidový účinek)

 nitroprussid sodný (Na2 [Fe(CN)5(NO)] - smrtelná dávka

pro člověka asi 1 g  otrava – bledost, změny frekvence dechu, rozšíření zornic,

zástava dechu

Skupina IV.A  Křemík  dlouhodobá inhalace křemenného prachu  silikosa – nález na plicích  Azbest  křemičitany různého složení  nehořlavé, žáruvzdorné pomůcky  inhalace vede k pneumokonióze (azbestóza) - vlákna azbestu se ukládají v plicních sklípcích, iniciace nádorového bujení  projevy - kašel, dýchavičnost, slabost a bolest na prsou

Skupina IV.A  Sloučeniny křemíku  SiCl4 – intenzivně dráždí pokožku a sliznice, inhalace vede k anémii, hemolýza, řazen mezi bojové látky  ferrosilicium (slitina Fe a Si) – obvykle obsahuje fosfidy, arsenidy a sulfidy, působením vzdušné vlhkosti uvolňují fosfan, sulfan a arsan

Skupina IV.A  Germaniun  málo známo o toxicitě  germanovodíky (GeH4, Ge2H6 – german, digerman) – nebezpečné jedy, hemolýza krve  Cín  kov málo toxický  oxid - nerozpustný, po chronickém vdechování par a prachu změny na plicích  chlorid – dýmající kapalina (uvolňuje HCl), otravy – zvracení, zácpa, bolest končetin

Skupina IV.A  Olovo  otravy známy již od starověku  působení – vyvolává poškození červených krvinek, ledvin, jater, nervového systému (psychické změny), cév, svalstva  ženy náchylnější  kumulace (v kostech)  podezřelý z kancerogenity plic a ledvin, teratogenity a embryotoxicity (může vyvolat potrat, smrt plodu), u obou pohlaví může způsobit neplodnost  všechny rozpustné soli jsou vysoce toxické  intoxikace – p.o., přes kůži (tetraethylolovo)

Skupina IV.A  Olovo  příznaky otravy: nasládlá chuť v ústech, břišní kolika, zvracení, krvavá nebo černá stolice  větší dávky: těžko hmatatelný tep, poškození až selhání ledvin a jater  LD50 cca 1 g (rozpustné sloučeniny)  častější chronická otrava – šedý lem na dásních, popelavá

kůže, pokles tělesné hmotnosti, psychické změny, retardace

Skupina V.A  dusík, fosfor, arsen, antimon, bismut

 Dusík  z hlediska toxikologického důležité oxidy dusíku, kys. dusitá a dusitany, kys. dusičná a dusičnany, hydroxylamin, hydrazin, amoniak, trichloramin (NCl3)  Oxidy dusíku (NO, NO2)  vznik – za vysokých teplot oxidací vzdušného dusíku, spalování fosilních paliv, redukce HNO3, při tepelném rozkladu dusičnanů

Skupina V.A  Oxidy dusíku (NO, NO2)  otrava – bolest hlavy, methemoglobinemie – oxidace krevního Hb, snížení přenosu kyslíku, rozšiřuje cévy (pokles TK)  chronická otrava – zvýšení počtu červených krvinek, zvýšená kazivost zubů, náchylnost k respiračním infekcím (chřipka)  NO2 působí toxicky na epitel dýchacích cest zvyšováním propustnosti membrán – silně dráždí dýchací cesty  dlouhá latence (5-70 hodin) – po ní se objevuje kašel, otok plic  současné působení ozonu vystupňuje účinek

Skupina V.A  Amoniak (NH3)  plynný – má dráždivé účinky  důležité koncentrace: 3,5 mg/m3 je cítit 1750 mg/m3 je nebezpečná 3500 mg/m3 je smrtelná  rozpustný ve vodě – 10% roztok smrtelný v dávce 20-30 g  inhalace – poškozuje průdušky a plíce (až edém plic, zástavy dechu), leptá sliznice dýchacích cest  při požití – poleptání zažívacího traktu, žloutenka (toxická hepatitis), zánět ledvin  terapie – opláchnout vodou postižené místo, zajistit dýchání při zástavě dechu

Skupina V.A  Hydrazin (NH2NH2)  silná zásada, poškozuje oči, sliznice, játra, ledviny, srdce, embryotoxický  proniká pokožkou  rozpustný ve vodě (hydrazin hydrát NH2NH2xH2O) – dráždivé a leptavé účinky  Hydroxylamin (NH2OH)  v těle rozklad na dusitan a amoniak, oxidace Hb, hemolýza krve  otrava – cyanóza, křeče, bezvědomí  chronický otrava – změny nervové soustavy, zvětšení sleziny a změny funkce štítné žlázy

Skupina V.A  HNO2 a dusitany  značně jedovaté  projevy otrav – zvracení, bolest hlavy a břicha, cyanosa, bezvědomí  dávky – 0,5 g otrava, 2 g těžká otrava, 4 g smrt  mechanismus účinku – oxidace Hb na metHb – omezení přenosu kyslíku, pokles TK vlivem vasodilatace  karcinogeny  metabolicky jsou oxidovány na dusičnany, reakcí s aminy vznikají nitrosaminy (R1R2N-NO) – hepatotoxické, karcinogenní a mutagenní efekt

Skupina V.A  HNO3  dráždivé a dusivé účinky (edém plic), silné oxidační činidlo  s organickými látkami – výbušné směsi  Dusičnany  méně toxické než dusitany (v těle zčásti redukce)  dovolená denní dávka pro dospělého asi 300 g, norma pro vodu 50 mg/l X děti15 mg/l  koncentrované roztoky dusičnanů leptají pokožku  po požití – zánět GIT, poškození ledvin  projevy otravy – slabost, bolesti hlavy, cyanosa

Skupina V.A  Fosfor  červený – nejedovatý, na vzduchu stabilní  bílý fosfor  samozápalný se vzdušným O2  dobře se vstřebává zažívacími cestami i neporušenou kůží (rozpustný v tucích)  uchovávání – v lahvích pod vrstvou vody  likvidace – povaření v kyselině dusičné (vzn. H3PO4)  působení – poškozuje játra, ledviny, srdeční sval, snižuje srážlivost krve, narušuje metabolismus cukrů, bílkovin a tuků, oxidační pochody ve tkáních

Skupina V.A  bílý fosfor  otrava – pálení v ústech a GIT, tmavé zvratky (ve tmě světélkují), bolesti břicha, průjem  chronická otrava – hnisání kostí (hl. čelist), osteoporóza, vypadávání zubů  použit i jako chemická zbraň

Skupina V.A  Fosfor  po inhalaci – žaludeční nevolnost, krvavé průjmy, zvětšení jater, žloutenka  smrtelná dávka pro dospělého je cca 70 mg (1 mg /kg)  první pomoc : při popálení – odstranit zbytky hořícího P vodou po požití – 100 ml parafinového oleje (rozpouští P) a zabraňuje jeho vstřebávání, nebo roztok KMnO4 s aktivním uhlím a vyvolat zvracení  chlorid fosforylu (POCl3) – silné dráždivé účinky, poškozuje pokožku, chronické působení – poruchy srdečního svalu, anemie, hepatomegalie

Skupina V.A  Fosfor  fosfan (PH3) – půs. na dýchací cesty a srdce  chloridy (PCl3, PCl5) – dráždivé účinky, poškození pokožky a dýchacích cest (edém plic)  oxidy (P2O3) – nebezpečný jako bílý fosfor  kys. fosforečná a fosforečnany – málo toxické  fosforitany (HPO32-) a fosfornany (H2PO2-) – málo toxické  sulfidotrichlorid fosforečný (PSCl3) – nebezpečný, inhalace –

silně dráždí a leptá sliznici a oči, při reakci s vodou vznikají vysoce toxické korozivní dýmy

Skupina V.A  Arsen  jeden z nejstarších anorganických jedů  patří mezi nejtoxičtější kovy  kovový – nejedovatý, v organismu vznikají toxické metabolity (oxid arsenitý)  brány vstupu – p. o., roztoky i transdermálně  sloučeniny trojvazného As jedovatější než pětivazného  mutagen, teratogen, karcinogen

Skupina V.A Sloučeniny arsenu oxid arsenitý (As2O3, otrušík)  letální dávka 60 – 200 mg  otrava – kovová chuť v ústech, škrábání v hltanu, zvracení a prudká bolest břicha, průjem, křeče, paralýza, smrt  chronická otrava – vliv na imunitní systém

Skupina VI.A  O, S, Se, Te, Po

 Kyslík  čistý, vysokoprocentní při vysokém parciálním tlaku působí

při vdechování potíže a jeví známky toxicity  příznaky: překrvení nosohltanu, sucho v krku, kašel, edém plic, dušnost  léčba: snížení parciálního tlaku kyslíku  6 kPa – těžká hypoxie, bezvědomí, kóma, smrt  21 kPa – normální vzduch

 160 kPa – nejvyšší tolerovaná hranice parc. tlaku (léčba otrav

CO při 280 kPa)

Skupina VI.A Sloučeniny kyslíku:  ozón (O3)  vzn. ve stratosféře působením UV záření na O2 (malé

množství v troposféře v důsledku znečištění ovzduší)  NO2 (UV) → NO + O∙  O∙ + O2 → O3  vyvolává poškození plic, zvýšení permeability membrán

buněk epitelu  zvyšuje citlivost plic k alergenům, riziko astmatických záchvatů, náchylnost k infekcím dýchacích cest  nepříznivý vliv na CNS (podrážděnost, bolest hlavy, únava)

Skupina VI.A  Síra (S8)  prvek netoxický, ale poskytuje některé toxické sloučeniny  v těle součástí esenciálních aminokyselin (methionin, cystein), vyskytuje se v glutathionu

methionin

cystein

glutathion

Skupina VI.A Sloučeniny síry  sulfan (H2S)  bezbarvý hořlavý plyn, těžší než vzduch  zápach po zkažených vejcích (jen v nízké koncentraci)  vznik: rozklad sulfidů, bílkovin

 použití: analytické činidlo k důkazu iontů kovů (vzn.

nerozpustné sulfidy)  toxicita: prudce jedovatý, i v malých dávkách smrtelné otravy, dusivý a dráždivý účinek  mech. působení: inhibice cytochrom c oxidasy (jako CN-)

Skupina VI.A Sloučeniny síry  sulfan (H2S)  otrava: dráždění očí, dýchacích cest (edém plic), rychle se

vstřebává do krve – nejprve zrychlené dýchání, později zástava dechu  při vysokých koncentracích ihned paralýza dýchacího centra a smrt  v organismu působí jako vasorelaxans (roztahuje cévy)

Skupina VI.A Sloučeniny síry  oxidy síry (SO2 a SO3)  bezbarvé, štiplavě páchnoucí jedovaté plyny  vznik: spalováním síry, hnědého uhlí, výfukové plyny  s vodou reagují na příslušné kyseliny (kyselé deště)

 použití: k výrobě kys. sírové, SO2 desinfekční účinky (síření

sudů), konzervans (v menší míře), bělicí přísada  toxicita: dráždí horní cesty dýchací – kašel, edém plic, záněty průdušek, astma  SO2 toxický pro rostliny – fotosyntetický jed

Skupina VI.A Sloučeniny síry  chlorid thionylu (SOCl2) a chlorid sulfurylu (SO2Cl2)  při reakci s vodou se uvolňuje HCl a SO2 popř. H2SO4  použití jako chlorační činidla (Cl- a Cl2)  toxické, žíravé, lakrimátory, může tvořit výbušné směsi

 kyselina sírová  silná kyselina s dehydratačními účinky  aerosol dráždí horní cesty dýchací, oční sliznice  sírany – netoxické, použití jako projímadla (Na, Mg)  X siřičitany – vyvolávají zažívací a nervové potíže

Skupina VI.A  Selen  kovový málo jedovatý  ve stopovém množství esenciální - důležitý kofaktor antioxidačních enzymů, kofaktor thyroidních hormonů  snižuje toxicitu rtuti  při vyšších dávkách toxický (› 400 μg) selenóza  příznaky selenózy: česnekový zápach v ústech, vypadávání

vlasů, lámavost nehtů, únava, neurózy, podrážděnost, GIT potíže  těžké otravy mohou vést k cirhóze jater, plicnímu edému

Skupina VI.A  Selen  nebezpečné především sloučeniny s vysokou biologickou dostupností (selenany a seleničitany SeO42-, SeO32-)  organické sloučeniny selenu (selenomethionin, selenocystein)  selan (H2Se):  extrémně toxický korozivní plyn (páchne po křenu)  dráždí pokožku a horní cesty dýchací  poškozuje játra a ledviny  alergizuje  velmi nebezpečné jsou: SeF6, SeOCl2 (účinky jako yperit),

SeO2 (jako As2O3)

Skupina VI.A  Tellur  čistý prvek i sloučeniny považovány jen za mírně toxické  akutní otravy jen velmi vzácné  projevy intoxikace: česnekový zápach v ústech (CH3)2Te,

podobné selenu

Skupina VII.A  F, Cl,Br, I  Fluor  zelenožlutý plyn, dráždivý zápach (jako HCl)  vysoce reaktivní prvek s dráždivými účinky  plynný působí na pokožku jako plamen – rány intenzivně bolí a dlouho a špatně se hojí  leptá kůži, sliznice očí a horních cest dýchacích, ve větším množství edém plic a smrt  příjem nutný pro zdravé zuby (zubní pasty obsahují NaF, aminfluoridy)

Skupina VII.A Sloučeniny fluoru  fluorovodík (HF)  velmi jedovatý bezbarvý plyn  leptá sliznice  s vodou kyselina fluorovodíková (HF∙2H2O)  silně leptá

 molekula velmi malá – difunduje tkáněmi až ke kostem  terapie – aplikace MgO (převede F na nerozpustný MgF2)

Skupina VII.A Sloučeniny fluoru  fluoridy (NaF, KF)  fluoridový aniont je protoplasmatický jed – zasahuje do

funkce enzymů, neurotoxický, váže ionty Ca2+ (způsobuje fluorózu – bílé, žluté a nakonec tmavé skvrny na zubech, kostech)  NaF se používá v medicíně k léčbě osteoporózy a prevenci zubního kazu (normální dávka 0.3-0.5 mg denně)  akutní otravy: bolesti břicha, zvracení, zúžení zornic, poškození ledvin a jater, otrava již při požití 0.2 g NaF  chronické otravy: řídnutí kostí, kostní výrůstky

Skupina VII.A  Chlor Cl2  žlutozelený plyn, výrazný zápach (včasná indikace čichem), těžší než vzduch  silné dráždivé a oxidační účinky  leptá sliznice dýchacích cest a spojivek – pálení očí, slzení, dráždivý kašel, bolest na hrudi, plicní edém, krvavé zvracení  s vodou v tkáních tvoří HCl a HClO  použit i jako chemická bojová látka

Skupina VII.A Sloučeniny chloru  chlorovodík (HCl)  místní dráždivé účinky  inhalace způsobuje katary dýchacích cest (dušení, kašel,

krvavé hleny)  nebezpečné pro oči – záněty spojivek, zakalení rohovky

 oxid chloričitý (ClO2)  nejnebezpečnější ze všech oxidů chloru  vysoce toxický, výbušný  při nižších koncentracích poškození rohovky

Skupina VII.A Sloučeniny chloru  chlornany (ClO-)  oxidační a desinfekční účinky  uvolňují chlor  korozivní a dráždivé účinky, leptají

 chlorečnany (ClO3-)  oxidační vlastnosti (s organickými látkami mohou tvořit výbušné směsi)  dráždí kůži a sliznice  silné krevní jedy (methemoglobinemie)

Skupina VII.A Sloučeniny chloru  chloristany (ClO4- )  silná oxidační činidla  méně toxické než chlorečnany  ve velkých dávkách mohou poškozovat ledviny  interferuje s využitím jodu štítnou žlázou (používá se při

léčbě hyperfunkce štítné žlázy)

Skupina VII.A  Brom (Br2)  za normálních podmínek červenohnědá kapalina  velmi toxický, poškozuje tkáně, na pokožce způsobuje popáleniny (nekrózy), nebezpečný pro oči  nízký bod varu (59°C) – snadno se odpařuje, plynný má podobné účinky jako chlor, ve vyšší koncentraci smrt zadušením  bromidy používány jako sedativa, antikonvulziva  chronická expozice: způsobuje tzv. bromismus – útlum CNS

Skupina VII.A Sloučeniny bromu  bromovodík (HBr)  bezbarvý plyn  účinky podobné HCl

 kyselina bromovodíková  koncentrovaná silně leptá pokožku, sliznice  bromičnany  podobné účinky jako chlorečnany (poškození jater, ledvin, CNS

Skupina VII.A  Jód (I2)  biogenní prvek – součást hormonů štítné žlázy  nedostatek vede k duševní a tělesné zaostalosti  elementární jód je tmavě fialový až černý, sublimuje (páry jsou fialové, charakteristicky zapáchají)  použití: etanolický roztok (jodová tinktura), jodpovidon – desinfekční činidlo  elementární jód je při orálním užití toxický (LD je 30 mg/kg) díky oxidačním vlastnostem (může vést k denaturaci proteinů), poleptání GIT, rychle se vstřebává  inhalace par silnější účinky než chlor

Skupina VII.A  Jód (I2)  alergické reakce na jod: zčervenání zasaženého místa, vyrážka, anafylaktický šok  první pomoc po pozření – syrové vaječné bílky a vyvolat zvracení  při kontaktu s pokožkou barví hnědě (skvrny se dají odstranit thiosíranem sodným)

sloučeniny jódu  jodidy (I-)  používány v lékařství při hypofunkci štítné žlázy

 nadměrný příjem vede k hyperfunkci (hubnutí, poruchy

srdeční činnosti)

Skupina VII.A sloučeniny jódu  jodičnany (IO3-)  velmi nebezpečné – jedovatější než chlorečnany,

bromičnany

Přechodné kovy (B skupiny)  Vanad  člen 5.B skupiny  dlouhodobý nedostatek V se může projevit chudokrevností (zřejmě význam při syntéze Hb)  pozitivní vliv při cukrovce (zvyšuje citlivost na insulin)  všechny sloučeniny vanadu jsou toxické  především V2O5  především chronické otravy  projevy: bledost, zelenočerně zbarvený jazyk, křečovitý kašel, třes rukou, psychické příznaky

Přechodné kovy  Chrom  člen 6.B skupiny  stopový prvek (zásah do metabolismu tuků a cukrů)  účinky závisí na mocenství  toxický je šestimocný chrom Cr6+ - rozpustné sloučeniny jsou karcinogenní a mutagenní, nefrotoxické, hepatotoxické  inhalace: astmatické potíže  požití: leptá GIT, šok, smrt  antidotum: kys. askorbová – redukce Cr6+ na Cr3+ a Cr2+  CrO3 chronická otrava: leptavé účinky, vředy, nádory dýchací a trávicí soustavy

Přechodné kovy Sloučeniny chromu  dichromany (Cr2O72-)  leptají sliznice, nebezpečné pro oči  silně karcinogenní  smrtelná dávka dichromanu draselného je 2 g

 kyselina chromsírová  roztok CrO3, CrO42- nebo Cr2O72- v koncentrované H2SO4  vlastnosti obou složek

Přechodné kovy  Mangan  člen 7.B skupiny  důležitý pro správný metabolismus cukrů a cholesterolu  dlouhodobý nedostatek vede k rozvoji cévních potíží (poruchy metabolismu cholesterolu, ukládání v cévách, riziko rozvoje KVS chorob), diabetes mellitus  DDD 2-3 mg X vyšší dávky – toxicita  toxicita klesá dle ox. stavu: Mn3+ > Mn2+ > Mn4+  chronické otravy: „manganismus“ neurologické poruchy (Parkinsonova choroba)  další projevy: únava, nechutenství, vznětlivost, závratě, poruchy řeči

Přechodné kovy  Železo  biologicky významný prvek (Hb, myoglobin, cytochrom)  denní dávka 200 mg  toxikologický význam hl. oxidy:  oxid železitý (Fe2O3) – při inhalaci dráždí horní cesty dýchací, nebezpečí vzniku rakoviny  pentakarbonyl železa [Fe(CO)5] – toxický po požití i inhalaci, proniká i přes neporušenou pokožku, edém plic

Přechodné kovy  Osmium  kov neškodný  OsCl4 a OsO4 – leptavé a dráždivé účinky – dýchací cesty (vedou až k edému plic), na pokožce tvorba puchýřů a vředů  Uran  nebezpečnější svou jedovatostí než radioaktivitou  vliv na metabolismus cukrů, poškozuje ledviny, játra  karcinogen  chronická otrava: poškození plic, krvetvorby, neurologická poškození, vliv na reprodukci, narušení vývoje plodu  nejjedovatější dusičnan uranylu UO2(NO3)2

Přechodné kovy  Nikl  řazen mezi teratogeny  některé sloučeniny podezřelé z kancerogenity (NiS, NiO)  akutní otrava: poškození GIT, CNS, ledvin a srdce  chronická otrava: alergie, kožní projevy (ekzém), astma  ! nebezpečná sloučenina [Ni(CO)4] tetrakarbonyl niklu – mimořádně toxický, prochází biologickými membránami  dvě fáze otravy (vstřebává se kůží, inhalace): → nevolnost, zvracení, bolest hlavy, horečka → po době latence: cyanóza, kašel a dušnost, extrémní únava, edém plic a mozku, smrt kardiorespiračním selháním

Přechodné kovy  Měď  nedostatek se projevuje fyzickou i psychickou retardací, anemií, zhoršením metabolismu cukrů  přebytek (nad 0.25 g) toxický: ukládání v ledvinách, játrech, CNS, inhibitor enzymů  akutní otrava: nausea, zvracení (modrozelené zvratky)  toxické hlavně rozpustné soli  CuSO4∙5H2O silné emetikum, může způsobit poškození ledvin  chronická otrava: červené lemování zubních krčků, zelené zbarvení vlasů  negativní vliv na oči (zánět spojivek)

Přechodné kovy  Kadmium  toxikologicky významný prvek  karcinogen  zastupuje Zn v enzymatických dějích – biochemické pochody neproběhnou (zablokování inzulinového cyklu)  vysoce kumulativní - prostata (rakovina), ledviny, játra  akutní otrava: bolesti břicha, průjmy, zvracení  chronická otrava (kouření): poškození ledvin, jater, osteoporóza (porušuje metabolismus vápníku), vypadávání zubů, anémie, narušen metabolismus sacharidů  příčina neplodnosti

Přechodné kovy  Rtuť  dříve součást léčiv (antiseptika, diuretika, laxativa)  elementární rtuť – v GIT se málo vstřebává (pouze lokální dráždění, průjem), téměř netoxická  snadno se vypařuje  páry se snadno vstřebávají kůží i plícemi (poškození)  kumulativní jed (ledviny)  významné hl. rozpustné sloučeniny rtuti: HgCl2, Hg(NO3)2, Hg(CN)2 X kalomel (Hg2Cl2) téměř nerozpustný  nebezpečné především sloučeniny dvojmocné rtuti (užívány dříve pro hubení hlodavců)

Přechodné kovy  Rtuť  zvláště nebezpečné jsou organokovové sloučeniny rtuti (dimethylrtuť) – snadný prostup kůží (LD 0.1 ml), vstřebává se ze 100%  akutní otrava: bolest břicha, průjmy, zvracení  chronická otrava: šedý lem kolem zubů, neurologické a psychické poruchy, revmatické choroby, anemie, onemocnění ledvin, únava, snižuje reprodukční schopnosti,  snadný průchod placentou – poškození plodu

Obecné účinky organických rozpouštědel  útlum CNS  schopnost anestetického účinku  snížení aktivity mozku a míchy, odpovědi na vnější podněty (může vést až k bezvědomí a smrti)  vysoká lipofilita – snadný průnik do CNS  neurotoxicita – hromadění v lipidové membráně neuronů po opakované expozici  schopnost útlumu CNS stoupá s násobnou vazbou, rozvětvením řetězce, stupněm halogenace, hydroxylace methan, ethan > methanol, ethanol

Obecné účinky organických rozpouštědel  periferní nervový systém  syndrom periferní neuropatie  způsobuje například: n-hexan, methyl n-butyl keton  velmi pomalý rozvoj způsobený chronickou expozicí (může být urychlen zneužíváním rozpouštědel)

Obecné účinky organických rozpouštědel  dráždivý účinek  rozpouštědla tuků – vymývají lipidy z membrán, odmašťování kůže a sliznic (v dýchacích cestách, očích)  nenasycené uhlovodíky jsou silnější iritanty než nasycené  skupiny látek dle dráždivého účinku: aminy > karbox. kyseliny > aldehydy, ketony > alkoholy > alkany  skupiny látek dle schopnosti tlumit CNS:

halogenidy > ethery > estery > karboxylové kyseliny > alkoholy > alkeny > alkany

Uhlovodíky - obecné vlastnosti  výskyt  pohonné hmoty, rozpouštědla, základní suroviny chemického průmyslu, čistící prostředky, laky, lepidla…  základní účinek  narkotický - těkavé uhl. b. v. 20 – 100°C (roste s Mr)  dráždivý – oči, dýchací cesty, kůže  odtučňování – schopnost rozpouštět tuky (dermatitidy)  absorpce  nejčastější brána vstupu plíce  vliv na množství absorbované látky má rychlost ventilace a prokrvení plic

Alifatické uhlovodíky Alkany CnH2n+2  patří mezi méně toxické sloučeniny  výpary dráždí sliznice  ve vyšších koncentracích anestetické vlastnosti  C1-C4 – plyny s nízkou toxicitou, dusivý účinek (asfyxanty)  C5-C9 – kapaliny, tlumivý účinek na CNS, neurotoxické,

dráždivé  C10 – C15 - tekutiny, rozpouští tuky (dermatitidy) používány v lékařství jako projímadla  hořlavé a se vzduchem často tvoří výbušné směsi!

Alifatické uhlovodíky Alkany  akutní toxicita: nausea, zvracení, pomalé a mělké dýchání, ospalost, kóma, smrt  chronická expozice (např. hexan): poškození nervů - bolest svalů, spasmy, slabost, brnění a ztuhlost Alkeny CnH2n (olefiny)  vystupňování anestetických vlastností  asfyxanty, výbušné, hořlavé

Alicyklické uhlovodíky Alkiny  vystupňován narkotický účinek  acetylen (ethin) – dráždivé účinky nepatrné X nepříjemný

zápach, může obsahovat znečišťující látky (fosfan, sulfan)

Cykloalkany  podobné vlastnosti jako jejich necyklické analogy – útlum CNS  cyklopropan používán v minulosti jako anestetikum

Aromatické uhlovodíky  nejjednodušším zástupcem benzen  substituovaný alifatickými řetězci (alkylbenzeny)  PAH (polynuclear aromatic hydrocarbons)  často součástí paliv, významná rozpouštědla  vystupňován dráždivý účinek na kůži (odmašťování kůže,

dermatitidy)  nebezpečné pro oči (konjunktivitidy)  inhalace vyšších koncentrací: kašel, chrapot…edém plic  při systémové cirkulaci toxičtější než alifatické uhlovodíky stejné Mr

Aromatické uhlovodíky  útlum CNS, bezvědomí charakterizováno svalovým

neklidem, třesem, zvýšenými reflexy, konvulze X alifatické – potlačení reflexů a celkové snížení dráždivosti  hepatotoxicita, nefrotoxicita, poškození KVS, CNS  specifické účinky:  benzen – poškození krvetvorby  naftalen – katarakta  anthracen - fotosensibilita

Aromatické uhlovodíky Benzen  bezbarvá těkavá kapalina, bod varu 80°C, hořlavina, páry těžší než vzduch, se vzduchem tvoří výbušnou směs  otrava: vdechování již malého množství (250 ppm) způsobuje závrať, bolest hlavy, únavu  větší množství vede ke křečím, ztrátě vědomí až smrti  systémové účinky: deprese CNS, srdeční arytmie, plicní edém a krvácení do plic, mozkový edém  kůže: špatně se vstřebává, erytém, suchá dermatitida, „popáleniny“

Aromatické uhlovodíky Benzen  myelotoxin – poškozuje kostní dřeň a vede k poruchám

krvetvorby  snížen počet červených krvinek  snížena hladina hemoglobinu  nižší počet destiček

 méně bílých krvinek

 chronická expozice může ústit v leukémii, aplastickou anemii  karcinogen (rakovina plic), teratogen

 eliminace – část plícemi v nezměněné formě, metabolity

(fenol, hydrochinon, katechol) močí

Aromatické uhlovodíky Toluen  bezbarvá, těkavá (méně než benzen) kapalina, charakteristická vůně, se vzduchem třaskavá směs  vyšší narkotický účinek než benzen, nemá vliv na krvetvorbu  akutní otrava: jako opilost, tlumivý účinek na CNS, kardiovaskulární systém, dráždí oči  chronická expozice: neurotoxický účinek (encefalopatie, poruchy zraku a rovnováhy)

Aromatické uhlovodíky Toluen  často zneužíván k narkomanii  nebezpečí - těžko odhadnutelné dávkování  počátek intoxikace: tupá bolest hlavy, podráždění sliznic, nauzea  později projevy jako po požití alkoholu – euforie, zmatenost, desorientace, poruchy řeči a koordinace pohybů, sluchové a zrakové halucinace  dlouhodobé užíváni vede k degenerativním změnám v játrech, srdci, kostní dřeni, ledvinách a mozku – encefalopatie (úpadek osobnosti až demence)

Aromatické uhlovodíky Xyleny  směs tří izomerů dimethylbenzenu  inhalačně nejtoxičtější p-xylen (nejméně m-xylen)  čirá bezbarvá kapalina nasládlého zápachu, hořlavina  při nižších koncentracích  dráždivý účinek na dýchací cesty a trávicí soustavu  negativní vliv na funkci jater a ledvin  zhoršuje smysl pro rovnováhu a prodlužuje reakční čas  při vyšších koncentracích:  útlum CNS, bezvědomí, srdeční arytmie, útlum dechového centra, smrt

Aromatické uhlovodíky Styren (vinylbenzen)  vedle narkotických i výrazné dráždivé účinky  při požití jedovatější než benzen  chronická intoxikace: hepatotoxicita, pokles TK, snížení počtu leukocytů  karcinogenní účinky laboratorně neprokázány X metabolitem může být karcinogenní fenyloxiran

Aromatické uhlovodíky kondenzované polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH):  nejméně dvě benzenová jádra  s molekulovou hmotností klesá jejich těkavost, roste bod tání, 

    

bod varu a lipofilita vstřebávání kůží, plícemi, GIT – hromadění v orgánech s vysokým obsahem lipidů výskyt: výfukové plyny, průmysl, kouření, hoření vonných tyčinek, grilované maso, kamenouhelný dehet.. většina je mutagenní, karcinogenní, teratogenní induktory CYP450, epoxidické metabolity, interkalátory vliv na reprodukci, krvetvorbu, imunitní systém př. benzo(a)pyren: karcinogen izolovaný z dehtu

naftalen

anthracen

tetracen

pyren

fenanthren

pentacen

chrysen

koronen

benzo(a)pyren

koranulen

Halogenované uhlovodíky  toxikologicky velmi významná skupina – široké použití → častá

expozice  rozpouštědla, odmašťovadla, media v chladírenské technice, pesticidy, v medicíně…  nehořlavé  obecně účinky: dráždivé, útlum CNS, hepatotoxicita, nefrotoxicita, kardiotoxicita, karcinogenita, mutagenita, vliv na reprodukci…

Halogenované uhlovodíky  iritanty – především bromované halogenidy (Br>Cl>F)  chronická expozice vede většinou k degenerativním poruchám

srdce (mají kardiodepresivní účinek, senzitizují srdce k účinku katecholaminů)  toxicita obecně stoupá s Mr, stupněm halogenace, nenasyceností vazeb

Halogenované uhlovodíky Halogenalkany  chlormethan (CH3Cl)  trichlormethan (CHCl3)

 tetrachlormethan (CCl4)  velmi dobrá rozpouštědla, nehořlavá, nemísitelná s vodou  silně narkotické, vysoce hepatotoxické účinky, nežádoucí účinky na

srdeční sval a ledviny, karcinogeny  toxicita se zvyšuje při současném požití alkoholu nebo tuků  projevy otravy: bolest hlavy, zvracení, průjem, může vést až ke smrti  mohou uvolňovat fosgen  jodmethan (CH3I)  alkylační činidlo, karcinogen

Halogenované uhlovodíky Halogenalkany  chlorethen (vinylchlorid)  karcinogen, mutagen  narkotické vlastnosti se silným potlačením dýchacího centra, poškození

cév, kostí, změny srdeční činnosti

 trichlorethen, tetrachlorethen  karcinogeny  hepatotoxicita, nefrotoxicita, kardiotoxicita  zneužití k toxikomanii – při inhalaci může vyvolat euforické stavy

podobné opilosti s následným útlumem, nevolností, bolestí hlavy  mohou uvolňovat fosgen

Halogenované uhlovodíky = perzistentní organické polutanty  látky s toxickými účinky a vysokou odolností vůči fyzikálněchemickým a biologickým rozkladným procesům (PCB, DDT, TCDD)  karcinogenní, teratogenní, mutagenní  kumulace v tukové tkáni (i mozek)  vliv na reprodukci  enzymová indukce (interakce s léčivy – zrychlená biotransformace, metabolická aktivace)  opatření: zákaz výroby a používání, stanovení limitních koncentrací v potravinách, vyřazení potravin z konzumace

Halogenované uhlovodíky Halogenované aromatické uhlovodíky  často používané jako insekticidy, fungicidy  polychlorované bifenyly (PCB)  toxicitu ovlivňuje i stupeň halogenace  rozpustné v tucích - snadno pronikají do organismu všemi    

cestami akutní toxicita: není častá - chlorové akné, edémy chronická toxicita: hepatotoxicita, hepatokarcinogenita, teratogenita vysoké kumulativní vlastnosti, pomalá metabolizace spalování – vznik vysoce toxických dioxinů

Halogenované uhlovodíky Halogenované aromatické uhlovodíky  DDT  dichlordifenyltrichlorethan  významný insekticid  akutní toxicita: nevolnost, zvracení, bolesti břicha, průjmy

 chronická toxicita: degenerativní změny v mozku, hepatotoxicita,

poruchy krvetvorby  kumulace v tukové tkáni  karcinogen, teratogen, mutagen

Halogenované uhlovodíky Halogenované aromatické uhlovodíky  TCDD  dioxin, tetrachlor-dibenzodioxin  vzniká při spalování chlorovaných látek (PCB, PVC)  chlorové akné

 hepatotoxický, teratogenní, mutagenní, karcinogenní  poškození imunitního a endokrinního systému  velmi stálý v prostředí

Hydroxysloučeniny vystupňován narkotický i dráždivý účinek

Alkoholy  narkotický účinek:  roste od metanolu k oktanolu  roste od primárních k terciálním

 dráždivý účinek

 nefrotoxicita (především alkoholy s dvojnou vazbou, vícemocné alkoholy)

Methanol  vstřebává se všemi cestami  značné individuální rozdíly v citlivosti  metabolizován pomocí alkoholdehydrogenasy (ADH),

aldehyddehydrogenasy (ALDH) – konečný produkt kyselina mravenčí

Hydroxysloučeniny Methanol  otrava – projevy: zvracení, bezvědomí, poruchy vidění, KVS

poruchy, pokles TK  poškození buněk sítnice kyselinou mravenčí– dilatované zornice, rozmazané vidění, slepota (oslepnutí vyvolá cca 7-15 ml MeOH)  metabolická acidóza z kumulace kyseliny mravenčí  vylučován plícemi a ledvinami (pomaleji než ethanol)

 antidotum ethanol, fomepizol (kompetitivní inhibitor ALD)

Hydroxysloučeniny Ethanol  snadné vstřebávání a rychlá biotransformace  opilost – fáze excitační (útlum kontrolních mechanismů v mozku)  





fáze útlumu – bezvědomí, útlum dechového centra, smrt vasodilatace chronická expozice: eroze žaludeční sliznice (zvyšování žaludeční sekrece), jaterní steatóza, cirhóza, metabolický rozvrat organismu, nervové poruchy, nižší počet leukocytů (útlum kostní dřeně) umocňuje tox. účinky jiných jedů (anilin, olovo, rtuť) technický (denaturovaný) ethanol obsahuje různé příměsi (benzen, toluen, methanol, pyridin…)

Hydroxysloučeniny Další alkoholy  1-propanol, 2-propanol  narkotické účinky i toxicita je vyšší než u etanolu  rychleji se dostavuje nevolnost  dráždí oči a sliznice, poruchy funkce jater

 butanol a pentanol  dráždí oči, dýchací cesty a GIT  vyšší toxicita  terapie – aktivní uhlí a vyvolat zvracení

Hydroxysloučeniny Další alkoholy  ethylenglykol  potřísnění kůže většinou nevede k intoxikaci  požití – rychlá a kompletní absorpce z GIT  projevy otravy:

tlumivý účinek na CNS renální poškození (akutní renální selhání) svalové spasmy (chelatace Ca)  LD 100-200 ml  biotransformace pomocí ALD na konečný produkt kyselinu šťavelovou (s Ca ionty tvoří nerozpustné krystaly – precipitují v ledvinných tubulech

Hydroxysloučeniny Fenoly  kyselý charakter – silné iritanty sliznic a pokožky  systémová toxicita – vliv na nervový systém, játra, ledviny, působí hemolyticky, některé karcinogenní  schopnost denaturovat bílkoviny (desinficiens) Fenol  bílá krystalická látka  desinfekční účinky  vstřebává se plícemi, kůží i v GIT  silně leptá tkáně, cytotoxický  působí jako nervový jed – nejprve dráždí, potom tlumí

Hydroxysloučeniny  Fenol  může působit podráždění rohovky  po požití: poleptání GIT, bolesti hlavy, pocení, bledost, horečka, nervové poruchy (hučení v uších, závratě)  velké dávky: útlum dechového centra, pokles tělesné teploty, křeče  potřísnění: leptá pokožku (bílá vrstva odumřelé kůže,m která se časem oloupe, v horším případě hnědé rozsáhlé skvrny odumřelé tkáně), rychle se vstřebává do systému – opláchnout vodou, mýdlem

Hydroxysloučeniny Fenoly  dihydroxyfenoly  podobná toxicita jako fenol  katechol může vyvolat methemoglobinemii

 kresoly (methylfenoly)  alkylace zvyšuje toxicitu

Hydroxysloučeniny Další aromatické hydroxysloučeniny  chlorfenoly, nitro a dinitrofenoly  hlavně nitrolátky vysoce toxické  při práci nutno používat ochranné pomůcky  po požití vyvolat zvracení, podávat aktivní uhlí  po potřísnění omýt ethanolem nebo glycerinem

Ethery  silné anestetické vlastnosti, zvyšují se s Mr  použití komplikuje možná oxidace na peroxidy a nebezpečí

výbuchu  s prodlužujícím řetězcem se snižuje toxicita X zvyšuje dráždění  nenasycené ethery jsou více toxické, rychleji navozují anestezii a poškozují játra

Ethery  diethylether  čirá nízkovroucí kapalina (b. v. 34°C)  rychle absorbován a zpětně vylučován plícemi  výrazný narkotický účinek, slabě dráždivý  anestetická koncentrace 3-6%, zástava dechu při 7-10%  způsobuje také relaxaci svalů  nausea a zvracení komplikovalo jeho používání v anestezii  při skladování nebezpečí vzniku výbušných peroxidů

Ethery Ethery  divinylether  toxičtější než ether  dráždí při nižších koncentracích než nastupuju anestetický účinek

 halogenované ethery  mohou způsobit velmi vážná poškození kůže, očí a sliznic dýchacích cest  potenciální alkylační činidla – bischlormethylether - karcinogen

 aromatické ethery  méně nestálé, méně toxické i dráždivé

Ethery Ethery  diisopropylether  toxičtější než ether  dráždí při nižších koncentracích než nastupuju anestetický účinek

 dioxan (diethylendioxid)  dráždí oči a kůži  snadno se vstřebává  hepatotoxický a nefrotoxický při chronické expozici  karcinogenní

Karbonylové sloučeniny - aldehydy -CHO, ketony –C=O  obecné účinky:  aldehydy:  narkotický a dráždivý účinek (dráždivý hlavně formaldehyd)  hepatotoxicita, nefrotoxicita, alergenní efekt  nenasycené mají vystupňovanou toxicitu (akrolein)  některé karcinogenní

 ketony:  narkotický účinek převládá nad dráždivým  některé stimulují CNS (kafr)  hepatotoxicita, nefrotoxicita

Aldehydy formaldehyd (HCHO)  plyn ostrého zápachu, vodný roztok (40%) - formalín  vstup do organismu všemi cestami  místně silně dráždí (koagulace bílkovin)  inhalace může vést k edému plic  požití: záněty sliznic, křeče, poruchy vědomí, poškození ledvin,

jater  karcinogenní

akrylaldehyd (akrolein, CH2=CHCHO)  nažloutlá kapalina  silně dráždí – kůži (nekrózy), dýchací cesty  hepatotoxický

Ketony aceton (CH3COCH3)  těkavá kapalina, hořlavina  narkotické a mírně dráždivé účinky  potřísnění – odstranění ochranné tukové vrstvy na pokožce –

citlivější k infekcím a vzniku ekzému  inhalace – pálení v nosohltanu, bolesti hlavy, závratě

 acetofenon (fenyl-ethyl keton)  dříve užívaný jako anestetikum  dnes v parfémech (voní po květech)  silný iritant kůže, téměř žádný útlum CNS  methyl-butyl keton  neurotoxický (polyneuropatie jako hexan)

Karboxylové kyseliny  především místní účinek – dráždění očí, leptání kůže a sliznic  kyselý charakter (snižuje se s Mr), halogenace zvyšuje kyselost  dikarboxylové kyseliny a nenasycené kyseliny korozivní  hydroxylace na alfa-uhlíku zvyšuje dráždivost kyselin  kyselina octová mírně dráždí X trichloroctová k. - popáleniny

Karboxylové kyseliny  kyselina mravenčí (HCOOH)  silné dráždivé účinky (více než k. octová)  páry dráždí oči, leptají pokožku a sliznice dýchacích cest, zubní sklovinu  požití – nevolnost, silné poškození ledvin  potřísnění – popáleniny a puchýře  kyselina octová (CH3COOH)  výrazný místní dráždivý účinek  koncentrace 99.5% ledová kyselina octová (hořlavá)  3-10% ocet (leptá zubní sklovinu)

Karboxylové kyseliny  kyselina šťavelová (COOH)2  pevná látka  inhalace (prach, aerosoly roztoků) – dráždí dýchací cesty (vředy na sliznici hltanu, zánět plic)  požití – pálení hrdla, bolesti břicha, zvracení, krvavé průjmy, šok  systémový účinek – pokles hladiny Ca2+ iontů – vliv na svalovou aktivitu, nervstvo, srdeční činnost (křeče, arytmie, pokles TK, deprese CNS)  poškození ledvin (toxické působení aniontů + precipitace oxalátu)  LD cca 5 g kyseliny

Funkční deriváty karboxylových kyselin  halogenidy R-COX  vysoce reaktivní sloučeniny  dráždivé pro dýchací cesty (plicní edém), oči, kůži, sliznice  anhydridy (RCO)2O  dráždivější než příslušné kyseliny  snadno se hydrolyzují (dehydratace tkáně)  amidy (R1CO-NHR2)  poškozují játra, ledviny  hydrolýzou uvolňují…  některé embryotoxické, teratogenní a karcinogenní

Funkční deriváty karboxylových kyselin  estery (R1COOR2)  většinou těkavé hořlavé kapaliny s charakteristickou vůní  deprese CNS silnější než u alkoholů, aldehydů a ketonů X ale mírnější než u halogenovaných uhlovodíků a etherů  hydrolyzují se na alkohol a kyselinu  dráždivý účinek na oči, slzení  halogenace zvyšuje dráždivý účinek  dvojná vazba v postranním řetězci zvyšuje toxicitu (některé takové estery působí stimulaci CNS místo útlumu)

Funkční deriváty karboxylových kyselin  estery (R1COOR2)  ftaláty  poškozují játra, ledviny, žaludeční sliznici  podezřelé z kancerogenity, mutagenity  allylformiát  hepatotoxický (vzniká akrolein), poškozuje cévy

Estery anorganických kyselin  estery kyseliny fosforečné (organofosfáty)  používané jako pesticidy (malathion), bojové látky (tabun, sarin, soman, VX)

soman

sarin

malathion

tabun

VX

Estery anorganických kyselin  estery kyseliny fosforečné (organofosfáty)  vstup do organismu všemi branami  mechanismus účinku: inhibice acetylcholinesterasy (AChE)  projevy intoxikace: slinění, slzení, zvýšení bronchiální sekrece, bronchospasmus, zúžení zorniček, zvýšená motilita střev, zvracení, nucení na močení a defekaci, bradykardie, křeče, útlum dechového centra, smrt  antidota: atropin, oximy, antikonvulzivní látky

pralidoxim

Estery anorganických kyselin  estery kyseliny dusičné (alkylnitráty) RONO2  vysoce toxické  všechny brány vstupu  akutní účinky: vasodilatace, methemoglobinemie (cyanóza)  chronická expozice: anemie, poškození srdečního svalu, jater, ledvin, sleziny  př. nitroglycerin, ethylenglykoldinitrát  nebezpečí exploze  používají se při léčbě anginy pectoris

Estery anorganických kyselin  estery kyseliny dusité (alkylnitrity) RONO  projevy akutní intoxikace: bolest hlavy, bušení ve spáncích, bušení srdce, závratě, poruchy zraku a sluchu, dýchací potíže, cyanóza (v důsledku methemoglobinemie), ztráta vědomí  př. amylnitrit – dříve používán pro svůj rychlý účinek při angině pectoris, dnes hlavně antidotum při otravě CN-

Tento výukový materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0296 „Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP“, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.