Kemikaalide toksilise toime hindamine:TOKSIKOKINEETIKA – kemikaalide liikumine organismis –– IJME:Ainete sisenemine organismi
Ainete sisenemine organismi
Toksikant võib organismi siseneda: • naha kaudu, • kopsude kaudu, • seedetrakti kaudu.
Kõige levinum viis toksikantide sattumiseks organismi on suu kaudu (peroraalselt), kus kemikaalil on esmalt kontakt mao ja soolestikuga. Seetõttu avalduvad esmased toksilised toimed maos ja soolestikus toimuvate protsesside häirumisega, eriti kui on tegemist toksikandi arvestatava kogusega.
Naha kaudu (transdermaalne) sisenemine organismi on toksikoloogias kõige väiksema tähtsusega ainete organismi sattumise mehhanism, kuid lipofiilsete vedelike korral sellise sisenemisviisi kaudu võib toksiline toime siiski väljenduda märkimisväärsete nahakahjustustena.
Kopsude kaudu sisenevad organismi eelkõige toksikandid, mis on gaasilises olekus, aga ka aerosooli, tahma või tolmuna saastatud õhus. Kopsude hea verevarustuse tõttu on võõrainete liikumine organismi teistesse organitesse eriti soodustatud.
Kemikaalide jaotumine organismis Pärast organismi sisenemist toksikant imendub (absorbeerub) biomembraane läbides üldisesse vereringesse, mis kannab ained mööda organismi laiali – seda faasi toksikokineetikas nimetatakse jaotumiseks ehk distributsiooniks.
Imetajate puhul on märkimisväärne, et toksikandid kasutavad organismis imendumisel samu biomembraane, mille kaudu rakkudesse sisenevad ka toitained. Kõige suurem osakaal imendumisprotsessides on difusioonil, mis võib kanda toksikandi läbi fosfolipiidse kaksikkihi organismi kõikidesse kudedesse ning rakkudesse.
Kemikaalide biotransformatsioon organismis
Imendumisprotsessi käigus võib toksikantidega hakata toimuma ka juba kolmas toksikokineetiline protsess – metabolism ehk biotransformatsioon. Läbides biomembraane võivad toksikandiga aset leida mitmed muundumised, millega kaasneb uute ainete teke, mis omakorda võivad avaldad organismi talitusele positiivset või negatiivset toimet. Kui toksikandi metabolismiga kaasneb mittetoksiliste ainete teke, siis nimetatakse sellist protsessi detoksikatsiooniks. Tuntud on ka vastupidine metaboolse protsessi käik, kus ainetest, millel ei ole toksilist toimet, tekivad metabolismi käigus uued, toksilise toimega ained. Sellisel juhul võib organismi sisenenud ohutut kemikaali nimetada protoksikandiks ja protsessi, mis vallandab uute, toksiliste ühendite tekke, bioaktivatsiooniks ehk toksikatsiooniks. Võõrainete puhul on nendega organismis toimuvate protsesside kiirusel (kui kiiresti imendub, jaotub organismis, metaboliseerub) väga oluline tähtsus, sest toksilise toime avaldumine sõltubki resultandist – kas võõraine jõuab sihtorganini, mille funktsioone see aine saab toksiliselt mõjutada, või on toksikant imendumis- ja jaotumisprotsesside käigus teatud määral juba metaboliseerunud ning organile toimib väiksem kogus toksikanti, mistõttu ka avalduv toksiline toime on nõrgem.
Toksikandi ja selle metaboliitide eritumine organismist Need organismi sattunud toksikandid, mis on organismist uriini ja väljaheidetega kergesti eraldatavad, ei avalda samuti organismile niisama tugevat toksilist toimet kui eritumist ei oleks toimunud. Toksikantide eritumine (ekskretsioon) organismist võib toimuda järgmiste protsessidega:
1) neerude kaudu uriiniga;
2) maksa kaudu sapiga, mis sapipõie ja sapijuha kaudu voolab soolde;
3) soolestiku kaudu fekaalidega;
4) hingamisteede kaudu väljahingatava õhuga;
5) suu kaudu (oksendamine);
6) piimanäärmete kaudu;
7) pisaratega;
8) higiga.
Toksikantide (aga ka nende toksiliste metaboliitide) eritumise viis sõltub suurel määral aine lahustuvusest vees (hüdrofiilsusest) ja rasvlahustuvusest (lipofiilsusest). Nii näiteks väljuvad uriiniga organismist vees lahustuvad ained, mille moolmass on väike. Mehhanismid, mille abil neerud aitavad aineid vereringest eemaldada, on väga spetsiifilised ja efektiivsed, sest neere läbib ca 25% arteriaalsest verest, mis on toksikandi transportimisel oluliseks võõrainete jaotusmehhanismiks.
Toksikantide migratsioon, püsivus ja bioakumulatsioon organismis
Võõrained liiguvad organismis peamiselt vereringe kaudu, lümfiga transport on ebaoluline. Kõige suurem hulk verd läbib maksa, neerusid, aju ja nahka. Rasvkudedesse ja luudesse sattub toksikante verevarustuse tõttu hoopis vähem. Aine jaotumise seisukohalt on olulise tähtsusega biomembraanide omadused ja ainete seondumine kehavedelikes.
Organismi sisenenud võõrainete toksiliste toimete seisukohalt on aga suure tähtsusega selle aine poolestusaeg ehk pool-lagunemisaeg – aeg, mille jooksul pool organismi sisenenud aine kogusest kas lagundatakse, metaboliseeritakse või eritatakse.
Pika poolestusajaga ained, mille eritumine organismist ei toimu efektiivselt, võivad teatud kudedes bioakumuleeruda. Bioakumulatsiooni täheldatakse kõige enam rasvkoes, samuti luudes, maksa- või neerukoes. Bioakumulatsioon on seega tingitud aine lipofiilsusest ning aeglasest lagunemiskiirusest. Toksiliste ühendite bioakumulatsioon organismi eri kudedes võib kaasa tuua toksilisi toimeid, mis avalduvad pikema aja vältel. Bioakumuleeruvatel ainetel puudub akuutne toksiline toime, pigem on tagajärjeks krooniline toksikatsioon. Bioakumuleerunud toksikandi toime võib avalduda pikema aja möödumisel, tavaliselt siis, kui organismis toimuvad protsessid, mis selle aine kudedes ladestumist häirivad. Kui bioakumuleerunud aine, mis ladestumise kohas toksilist toimet ei avaldanud, hakkab vereringe kaudu liikuma teistesse organitesse, võivad sellega kaasneda toksilised toimed, mille algpõhjustele (kokkupuude kemikaaliga) jälile saamine võib olla väga keerukas. Organismides on ka kaitsebarjääre, mis takistavad võõrainete sattumist kõige olulisemate organiteni (nt aju), kuid need barjäärid ei ole selles mõtte absoluutsed, et teatud ained suudavad ka neid läbida, muutes toksikandi sisenemise, imendumise ja jaotumise ikkagi võimalikuks
