Substante toxice

Simbolul pentru substante toxice

Substantele toxice sunt acele substante care au in compozitie un toxic care este daunator mediului inconjurator sau organismului viu cu care vine in contact putand provoca in anumite doze si moartea acestuia. Stiinta care se ocupa cu studiul substantelor toxice se numeste toxicologie. Simbolul prin care se eticheteaza vasele in care sunt pastrate toxicele este un craniu cu doua oase incrucisate. Multe substante pot deveni in functie de doza toxice ca de exemplu substante absolut necesare organismului intr-o doza mare devin toxice ca vitaminele, sare de bucatarie sau diferite medicamente. Toxicitatea este influentata de doza, solubitatea toxicului, starea de sanatate, starea imunologica si fiziologica, varsta, sexul, greutatea corporala, rezistenta ereditara, specia. Exemple de substante toxice: arsen, acid cianhidric, cumarina, scopolamina, stricnina, taliu. O substanta deosebit de toxica este toxina produsa de unele bacterii ca toxina botulinica, la care doza letala este de 0,0000021 sau toxina tetanica cu doza letala de 0,000007.

Toxicitatea unor substante

• *) in miligrame la un om de (70 kg)

Toxina botulinica este o neurotoxina de natura proteica, fiind o exotoxina de origine bacteriana, care actioneaza la nivel neuronal, prin blocarea impulsurilor transmise prin nervi de la creier la muschi. Toxina este produsa de Clostridium botulinum care in trecut era deosebit de periculoasa prin intoxicatii alimentare. In prezent este folosit bineinteles in dilutii mari in medicina ca medicament relaxant muscular. Doza letala LD50 la om fiind de 30 picograme/kg sau ca injectie subcutana de 3 nanograme/kg greutate corporala. Toxina botulinica fiind in prezent cea mai toxica substanta cunoscuta, urmata de toxina tetanica, produsa de Clostridium tetani.

Tetanosul este o boala infectioasa grava, cu potential fatal, cauzata de tetanospasmina, o exotoxina neurotoxica produsa de bacilul tetanic (Clostridium tetani).

Forma de rezistenta, sporulata, a bacteriei se gaseste in sol pe toate ariile geografice. Germenul patrunde in organism la nivelul solutiilor de continuitate produse prin diverse tipuri de traumatisme, cum sunt plagile intepate sau plagile datorate unor muscaturi. Imbolnavirea se produce ca urmare a germinarii sporilor si multiplicarii bacteriei, care produce doua toxine puternice. Dintre acestea, tetonospasmina, cu actiune proteolitica, lezeaza nervii periferici, cauzand paralizii si crampe musculare tipice. Cealalta toxina, tetanolizina, produce leziuni la nivelul muschiului cardiac. Toxina tetanica dupa gradul de toxicitate este pe locul doi pe lista substantelor toxice dupa toxina botulinica.

Ricina este o toxina vegetala extrasa din semintele de ricin, care are proprietatea de a aglutina globulele sangelui.

Ricina este o lectina (glucoproteina) foarte toxica, care se gaseseste in semintele de ricin "Ricinus communis" din familia "Euphorbiaceae". Toxicul actioneaza ca un inhibitor puternic al sintezei proteinelor la eucariote. Ricina este una dintre cele mai toxice substante, de origine vegetala, cunoscute pana in prezent. Doza toxica mortala la om adult este 0,25 mg de ricina, care corespunde cu 2 - 4 seminte de ricin.Ricina este de doua ori mai toxica decat veninul de cobra. Rezistenta la toxic este diferita dupa individ. Exista relatari conform carora unele persoane ar fi supravietuit dupa un consum de 40 - 60 de seminte. Un rol important il joaca, bineinteles, cat de repede vomita intoxicatul.

Ricina este o substanta insolubila in lipide, aceasta explica faptul ca uleiul de ricin obtinut prin presare la rece nu contine toxicul.

Toxina difterica este produsa de bacteria Corynebacterium diphtheriae, care produce difteria, toxina are rolul de a inhiba sinteza de proteine la eucariote prin blocarea fazei de translatie (o parte din faza de transcriptie genetica a ADNului). Toxina este o lectina. Toxicul este alcatuit din doua proteine A si B legate printr-o punte bisulfida care se leaga selectiv pe ca. 80 de ribozomi a celulei eucariote, patrunderea in celula si mecanismul de actiune este asemanator cu cel de la ricina. Proteina-B a toxinei se leaga de receptorul de la suprafata celulei, dupa care se separa proteina-A care patrunde in celula. Proteina-A va bloca factorul de elongatie EF-2 care participa in faza de translatie (transcriere a informatiei genetice) a sintezei proteice celulare.

• Toxine asemanatoare bacteriene care au o structura biproteica asemanatoare dar intevin in alte faze metabolice sunt toxina holerica, a tusei convulsive, sau a antraxului.

Plutoniul este un element chimic din grupa actinidelor aflat in pozitia 94 in tabelul periodic al elementelor.

Este un element radioactiv, emite radiatii α (alfa), nefiind periculos pentru tinut in mana. Toxicitatea elementului este mare, fiind ceva mai mare decat cea a mercurului. Plutoniul 239 este intrebuintat la fabricarea bombei atomice. El se obtine prin iradierea uraniului 238 cu neutroni si deci apare in combustibilul reactoarelor nucleare cu uraniu natural sau usor imbogatit. Alte utilizari sunt generatoarele termoelectrice care utilizeaza o cantitate mica de plutoniu drept sursa de energie. Plutoniul se mai utilizeaza la reactoarele nucleare cu oxizi micsti, fiind asociat cu oxid de uraniu.

Curara reprezinta extractul uscat obtinut prin diferite procedee (macerare, percolare, fierbere[1] cu apa) a scoartelor de la diferite specii de Menispermiaceae (Chondodendron tomentosum, Chondodendron mycrophyllum, Chondodendron platyphyllum )si Loganiaceae (Strychnos toxifera, Strychnos letalis). Este cunsocuta sub diferite nume : woorari, woorara, curari, cururu, ourari, wourali.

Heroina este un derivat al opiului, obtinut la sfarsitul secolului 19 prin sintetizarea morfinei. Produsa de compania Bayer Pharmaceuticals, heroina a fost exportata in 1898 in 23 de tari din lume si folosita in tratamentul afectiunilor respiratorii. Heroina este catalogata ca un drog foarte puternic, ce poate produce euforie. Senzatia de euforie dispare si se instaleaza toleranta. Asemanator cu morfina, are tot actiune antagonista asupra receptorilor µ (miu), determinind din aceasta cauza aceleasi efecte ca morfina, dar cu o viteza mult mai rapida. Acest lucru se datoreaza liposolubilitatii pe care o imprima moleculei de heroina cele 2 grupari acetil, datorita acesteia heroina avind o mai mare putere de penetrare a barierei hematoencefalice. La administrarea intravenoasa, datorita liposolubilitatii sale crescute, heroina are putere de penetrare rapida. Timpul de injumatatire a heroinei este de 15-30 minute, fiind rapid transformata intr-un compus 6 MAM (se pare ca sub actiunea carboxilesterazei care actioneaza si in metabolismul cocainei) in ficat, creier, inima. 6MAM este apoi convertit in morfina, metabolizata in ficat si excretata ca glucuronat. O mica cantitate este excretata nemodificata in urina. Ea actioneaza asupra receptorilor opioizi miu endogeni, raspinditi in anumite zone ale creierului, maduvei spinarii. Heroina, impreuna cu alte opioide este agonist pentru neurotransmitatorii endogeni (beta endorfine, dinorfinele, leu-enkefaline si met-enkefalinele). Corpul raspunde la actiunea heroinei prin reducerea (uneori oprirea) sintezei de endorfine (substante sintetizate de catre organism si eliberate la nivelul creierului si a nervilor pentru atenuarea durerii). Aceasta stopare sau reducere a sintezei creeaza mecanismul de dependenta al heroinei.

Zarinul sau sarinul este un gaz toxic de lupta, el a fost denumit de descoperitorii gazului Schrader, Ambros, Rüdiger si Linde. Substanta a fost descoperita in anul 1938 de chimistului german Gerhard Schrader in timpul cercetarilor legaturilor atomice ale fosforului pentru obtinerea de substante insecticide. Exista de fapt asemanari de structura oe de o parte cu ierbicidele parathion (E605) si malathion, iar pe de alta parte cu gazele toxice de lupta tabun, soman si VX. In iulie 1944 au fost produse in fabrica de tesatare din Germania 30 de tone de zarin, a doua fabrica prevazuta pentru fabricare era inca in construtie la sfarsitul celui de al doilea razboi mondial. In timpul razboiului au fost depozitate cantitati mari de zarin in SUA si Uniunea Sovietica. In anul 1988 utilizeaza gazul Sadam Husein contra curzilor din satul Dorf Birjinni, Irak sau in anul 1988 in razboiul contra Iranului. In Tokio in 1994 si 1995 a fost folosit de asemenea gazul intr-o actiune terorista.

Nicotina, principalul constituent din Nicotiana tabacum, face parte din clasa alcaloizilor pirolidinici. Datorita neurotoxicitatii sale, a fost utilizata mai intai ca insecticid. In prezent, nu are valoare terapeutica, insa se foloseste pentru determinarea tipului de receptor (este agonist al receptorilor nicotinici). Pare paradoxal, dar nu s-a fumat tutun decat dupa anul 1500. In antichitate grecii si romanii se pare ca fumau plante aromate cum ar fi piperul, eucaliptul, menta. Cu toate acestea in mormantul lui Ramses al II-lea s-au descoperit frunze de tutun, fapt care ridica numeroase intrebari. Stim sigur ca civilizatiile amerindiene, atat din America de Sud, cat si America de Nord, au fumat, utilizand tutunul in pipe, sau pentru otravirea varfurilor sagetilor (denumindu-l 'petum'). Indigenii il cultivau in insulele Tobago (Antilele Mici), incasii si aztecii il fumau zilnic sau la marile sarbatori religioase. Europa il descopera odata cu Cristofor Columb care il aduce in Spania. Plantele de tutun au fost mentionate pentru prima oara de Fernando Hernandez de Toledo, medicul lui Filip al II. Catre mijlocul secolului XVI-lea este aclimatizat in Portugalia, iar ambasadorul Frantei la Lisabona, Jean Nicot de Villemain trimite circa 1500 de frunze de tutun tocate Catherinei de Medici, descriind tutunul ca fiind capabil sa calmeze migrenele. Treptat tutunul incepe sa se raspandeasca in intreaga Europa, incepe sa fie consumat in cantitati din ce in ce mai mari. In 1690 agronomul Jean de la Quintinie descopera proprietatile insecticide ale tutunului, iar extractul apos de tutun se folosea pentru stropirea pomilor. In 1735 botanistul Linne foloseste pentru prima oara termenul de nicotina. In 1828 nicotina este izolata de catre Posselt si Reinmann, sinteza sa fiind realizata prima oara de Pictet in 1913.

Fumatul suprima senzatia de foame, la fumatorii cronici 90-98% din nicotina inhalata este retinuta in plamani si constituie alaturi de gudroanele rezultate din ardere, una din cauzele principale de crestere a cancerului pulmonar.

Efecte negative de scurta durata:

• cresterea ritmului cardiac, in medie 20-30batai /min
• cresterea tensiunii arteriale
• lezarea mucoaselor buzelor, limbii si cerului gurii.
• ingalbenirea dintilor
• iritarea mucoasei naso-faringiene, cu diminuarea sau modificarea selectiva a mirosului
• iritarea laringelui
• iritarea ochilor

Nicotina produce dependenta de 6-8 ori mai mare decit alcoolul, dar la fel de mare ca si cocaina. 95-100% din fumatori sunt dependenti. Nicotina, indiferent de calea de administrare, patrunde in organism prin difuziune, fumul inhalat ajunge in alveolele pulmonare si toti constituentii sunt absorbiti.80 % din nicotina este distrusa la nivel hepatic, restul de 20 % se fixeaza pe receptorii nicotinici prin intermediul carora exercita efectele sale multiple. Pentru a masura dependenta de nicotina se utilizeaza testul Fagerstrom; testul are avantajul ca arata o corelare exacta intre raspunsurile testului si determinarile de cotinina plasmatica si urinara.

Se disting trei tipuri de dependenta de nicotina:

• Dependenta comportamentala si sociala care se asociaza cu anumite momente ale zilei de lucru: asa numita "tigara la cafea"
• Dependenta psihica corespunde nevoii mentinerii beneficiilor pe care le aduce nicotina fumatorului: senzatia de placere, descarcare, satisfactie, stimulare intelectuala, stimulare generala.Nicotina este singurul drog care stimuleaza functiile cognitive pe timp scurt, fumatorul fiind tentat in mod inconstient a incepe o noua tigara pentru a regasi amintirea acelor senzatii. Pentru a invinge aceasta dependenta sunt necesare activitati compensatorii: miscarea in aer liber, exercitii de relaxare, suptul anumitor produse .
• Dependenta fizica se instaleaza numai dupa citiva ani si nu este sistematica pentru toti fumatorii.Fumatorii cronici fumeaza in primul rind pentru a evita acel sentiment de lipsa, care se manifesta prin nervozitate, irascibilitate, tulburari ale concentrarii.Dependenta fizica este usor de tratat prin intermediul terapiei de substitutie:plasturele cu nicotina, gumele de mestecat pe baza de nicotina.

Prin combinarea celor 3 tipuri de dependenta rezulta trei grupe de fumatori:

• Fumatorul cu dependenta pur comportamentala, acest tip de fumator consuma sub 5 tigari pe zi, stoparea fumatului si reluarea este fara efort.
• Fumatorul cu dependenta comportamentala si psihica care fumeaza pentru a regasi efectele psihoactive ale nicotinei. Consuma in general 20 sau mai multe tigari pe zi (functie si de imprejurari)
• Fumatorul cu dependenta fizica asociata unei dependente comportamentale, fumeaza mai mult de 20 tigari pe zi (consum constant)

Scopolamina sau hioscina este un alcaloid toxic care se poate fi gasit in frunzele si semintele plantelor Scopolia japonica, Hyoscyamus niger, Atropa belladonna, Datura stramonium sau Brugmansia, dar poate fi si sintetizat pe cale artificiala. Doza toxica letala de hioscina pentru om este de circa 100 de mg, sau o injectie subcutanata cu 1 mg de toxic are aceasi efect. Dozele mai mici de scopolamina au un efect usor sedativ, hipnotic, spasmolitic si antiemetic; apar si smptome de apatie ca si slabirea vointei. De acea pana in anul 1950 cand a fost inlocuit cu natrium pentotal, a fost folosit la interogarea agentilor secreti. In urma cu cateva decenii scopolamina a fost folosita impreuna cu morfina ca si calmant al pacientilor cu boli nervoase. In prezent este folosit in medicina sub forma de "Dexamphetamin" ca inlocuitor de drog la cei dependenti de stupefiante.

Fentanylul este o substanta produsa pe cale sintetica din grupa analgeticelor opioide, folosit ca anestezic, narcotic si la tratamentul durerilor cronice, in Germania fiind eliberat pe retete speciale (BGB) pentru substante narcotice.

Cianura de potasiu engleza potassium cyanide are formula chimica KCN, fiind o sare a acidului cianhidric HCN. Cianura de potasiu se prezinta sub forma de cristale incolore cu miros de migdale amare. Cu acizi slabi ca acidul carbonic se elibereaza acidul cianhidric. Daca se afla mai indelungat in contact cu aerul, formeaza cu bioxidul de carbon carbonat de potasiu. Capsulele folosite de agentii secreti contineau intre 100 si 250 mg de cianura de potasiu, avand un efect mortal (140 mg) imediat la om, in contact cu sucul gastric se formeaza acid cianhidric. La pesti este suficient o doza intre 1-5 µg/litru. Cianura de potasiu se foloseste in mod deosebit la obtinerea aurului sau a nitrililor ca si in baile galvanice. Trebuie evitat formarii prafului cu orice pret la manipularea substantei. Personalul treubiue sa poarte masti si manusi de protectie, deoarece se poate absorbi si prin piele. Depozitarea se face in recipiente etichetate, inchise ermetic si in conditii uscate si la temperaturi scazute. Metoda de depistare a ionilor de cianura (CN−) se face cu sulfatul de fier care se coloreaza in albastru, prin formarea de albastru de Berlin (Fe₇N₁₈C₁₈).

Morfina.Termenul provine de la numele lui Morpheu, zeul visurilor in mitologia greaca. Este principalul agent activ din opiu (sub forma de meconat), concentratia sa in extractul de opiu variind intre 8 si 14%, cu o medie de 10%. Este un analgezic foarte puternic.Face parte din grupa alcaloizilor morfinanici propriu-zisi alaturi de codeina si tebaina. A fost izolata in 1804 de farmacistul german Friedrich Wilhelm Adam Sertürner, care a numit-o 'morphium'. Dupa dezvoltarea acului hipodermic (1853) utilizarea sa a inceput sa fie din ce in ce mai raspandita in special ca analgezic si sedativ dar si ca tratament al depresiilor si al dependentei de opiu. Heroina (diacetilmorfina) a fost sintetizata din morfina in anul 1874 prin acetilarea celor doi radicali hidroxil ai moleculei. Morfina este un agonist opioid complet, a carui actiune se localizeaza la nivel central, cu o oarecare predilectie pentru nucleul arcuat. O mare parte din efectele sale (analgezia supraspinala, euforia, deprimarea marcata a respiratiei, inhibarea centrului tusei, mioza, dependenta fizica, inhibarea motilitatii digestive - responsabila de constipatie) se datoreaza in special legarii la receptorii µ (miu). Legarea la receptorii k (kappa) determina analgezia de la nivel spinal (mai slaba), disforie, halucinatii si depresie respiratorie redusa. Actionarea receptorilor δ (delta)amplifica efectele stimularii µ si k. Este metabolizata destul de rapid in ficat, prin conjugare cu acidul glucuronic, rezultand 2-, 3-, si 6-glucuronid-morfina, dar si prin N-demetilare, insa intr-o proportie nesemnificativa. Derivatul 6-glucuronid-morfina (M6G) este mai activ decat morfina, avand o afinitate mai mare pentru receptori si mai putine efecte adverse.

Morfina se administreaza de obicei parenteral, sub forma de clorhidrat de morfina. Administrarea orala (per os) a morfinei nu este avantajoasa, deoarece biodisponibilitatea in acest caz este foarte mica. Sulfatul de morfina are o biodisponibilitate ceva mai buna la administrarea orala. Se poate administra si pe cale rectala, sub forma de supozitoare sau clisme.

Arsenic este o denumire frecvent folosita pentru trioxidul de arsen (As₂O₃) sau anhidrida arsenioasa, o otrava foarte puternica. Este cunoscut si sub denumirile populare alternative de sar, saricica, soricioaica, soriceasa. (In prezent termenul este rar folosit in limba romana pentru a denumi elementul chimic arsen.) Arsenicul se prezinta ca o pulbere fina de culoare alba cu miros specific de usturoi.

Paracetamolul (sau paraacetilaminofenol, acetaminofen) este un derivat de para-aminofenol din clasa analidelor, cu actiune analgezica si antipiretica. Actiunea sa antiinflamatoare este practic inexistenta, dar acest lucru nu inseamna ca nu poate fi folosit in durerile cauzate de inflamatii. Paracetamolul are o excelenta biodisponibilitate dupa administrarea orala, si din acest motiv administraraea sa pe cale parenterala este extrem de rar folosita. Pe scurt, proprietatile sale terapeutice se explica prin inhibarea sintezei prostaglandinelor. Aceasta determina efectul analgezic (prin blocarea formarii de prostaglandine E2 in sistemul nervos central si periferic) si pe cel antipiretic (la nivelul centrului termoreglarii din hipotalamus. Sinteza prostaglandinelor este rezultatul actiunii ciclooxigenazei, care este inhibata indirect de paracetamol.

Fenobarbitalul numele vechi Luminal este un medicament din grupa barbituratelor folosit din anul 1912. El este folosit in tratamentul epiepsiei si ca somnifer pana in a doua jumatate a secolului XII. In prezent in Germania sunt admise tablete cu pana la 300 mg fenobarbital care se elbereaza pe retete medicale BGB. (legea Stupefiantelor).

Etanolul este o substanta organica din clasa alcoolilor. Etanolul mai poarta denumirea de alcool etilic. Are formula moleculara C2H6O putand fi scris CH₃-CH₂OH.

Se prezinta ca o substanta lichida incolora, solubila in apa in orice proportii. Solubilitatea se datoreaza gruparii hidroxil din molecula alcoolului prin intermediul careia intre moleculele de apa si de alcool se stabilesc legaturi de hidrogen intermoleculare.

Etanolul, ca toti alcoolii, prezinta un usor caracter acid dovedit prin reactia sa cu metalele alcaline; o reactie tipica este reactia cu sodiul in urma careia se formeaza ionul etoxid si se elibereaza protonul din gruparea hidroxil. Protonul se fixeaza pe perechea de electroni ai oxigenului din apa, generand ionul hidroniu care ofera aciditate solutiei respective. Etanolul nu reactioneaza cu hidroxizii alcalini, fata de fenoli care sunt tot compusi hidroxilici si care reactioneaza cu hidroxidul de sodiu formand ionul fenoxid. Alte reactii tipice etanolului sunt reactiile cu acizii carboxilici cand rezulta esteri folositi pe post de aromatizanti. Etanolul actioneaza asupra organismului, atat direct cat si prin compusii in care se transforma pe cale enzimatica. Din punct de vedere fiziologic, el are o actiune depresiva si actioneaza ca un anestezic.