Samenvatting Toxicologie
Hoorcollege 1: Toxicologische basisbegrippen
Chemische stoffen kunnen via lucht, voedsel of drinkwater de mens bereiken, maar of ze toxisch zijn, hangt
af van dosis van stof op plaats waar werking van stof optreedt.
Paracelsus von Hohenheim (1493-1541) stelde dat alles giftig is, maar dat dosis bepaalt of stof wel/geen
giftige effecten zal hebben (dosis-effect relatie).
Mate van toxiciteit kan worden uitgedrukt in mediane letale dosis (LD50) die wordt uitgedrukt per kilogram
lichaamsgewicht.
Acute toxiciteit: verschijnselen die optreden kort na inname van éénmalige dosis.
Chronische toxiciteit: effecten die optreden bij langdurige, herhaalde of continue blootstelling aan relatief
lage hoeveelheden van stof.
o Chronische toxiciteit: gaat meestal om stoffen die langzaam in lichaam accumuleren en pas schade
veroorzaken als concentratie in bepaald orgaan kritische waarde heeft bereikt (sub-letale effecten).
Xenobiotica: stoffen die door mens (antropogeen) gesynthetiseerd zijn en niet in natuur worden gemaakt.
Van nature voorkomende giftige stoffen: stoffen die niet nodig zijn voor metabolisme van mens (planten-
en schimmeltoxines) én stoffen die wel nodig zijn (vitamines en metalen).
Risicobeoordeling van toxiciteit:
o Hazard assessment: beoordeling van gevaarlijkheid van stof op basis van fysisch-chemische
gedrag of gelijkenis met andere stoffen.
o Effect assessment: gegevens genereren over werkelijke toxiciteit van stof door middel van
proefdieren of door het af te leiden uit toxiciteit van andere vergelijkbare stof.
LD50 en LC50 zijn van belang bij onderzoek naar acute toxiciteit, ED/C50 en NOEC zijn altijd
gebaseerd op sub-letale effecten.
o Exposure assessment: beoordeling maken van hoe mens blootgesteld kan worden.
o Risk evaluation: blootstelling moet factor 100 (veiligheidsfactor) onder giftigheidsdrempel liggen.
o Risk management: maatregelen formuleren die veiligheidsmarge aanvaardbaar moeten maken.
Risk-quotiënt: verhouding tussen dosis of voorspelde concentratie in milieu (PEC) en geen-effect niveau
(PNEC).
Hoorcollege 2: Stofeigenschappen bepalend voor lotgevallen en opname
Kijken naar hoeveel van stof in milieu wordt gebracht, wat emissies zijn (schoorsteen), wat distributieroutes
zijn en hoe men aan het wordt blootgesteld (producten/milieu).
Stofeigenschappen weergegeven als verdelings- of partitiecoëfficiënten wat getallen zijn die aangeven
hoe bepaalde stof zich verdeelt over twee media die met elkaar in contact staan.
o Henry-coëfficiënt (H): verhouding tussen dampdruk van stof in lucht en oplosbaarheid in water.
( atm )
H=dampdruk
wateroplosbaarheid (mol per L)
Als constante groot is, is stof vluchtig en zal het in lucht gaan zitten; als constante klein is, is
stof niet vluchtig en zal het in water gaan zitten.
o Wateroplosbaarheid: bepaalt hoeveel van stof er maximaal in water oplost.
o Sorptie-coëfficiënt (Kd): constante bepaalt verdeling van en hechting aan bodem en water.
concentratie bodem
Kd=
concentratie∈water
Hoogte constante hangt af van chemische eigenschappen (Kow, polariteit en lading) en van
eigenschappen bodem (gehalte aan organische stof, pH).
De binding wordt beschreven met distributiecoëfficiënt. Een sterke binding aan bodem
zorgt voor minder wegspoeling en meer opname van andere dingen, zoals planten.
Corrigeren voor invloed organisch stofgehalte op sorptie (Koc).
K d∗100
K oc =
percentage organische koolstof
o Octanol-water-verdelingscoëfficiënt (Kow): constante beschrijft verdeling van stof over n-octanol
en water en Kow is maat voor affiniteit van stof voor vet.
, C octanol
K ow =
C water
Stoffen met hoge Kow hopen zich op in vetweefsel, stoffen met lage constante in water.
Lipofiliteit van stof bepaald door polariteit van molecuul. Bij opname door diffusie moet stof
een fosfolipidenmembraan passeren, wat des te gemakkelijker gaat naarmate stof beter in
vet oplost en hoge Kow heeft.
o Zuur-dissociatieconstante (pKa): constante bepaalt bij zuur (HZ) neiging tot afstoten van H + of OH.
Als pH gelijk is aan pKa, is helft van zuur gedissocieerd; dissociatiegraad neemt af naarmate
pH lager is.
Voor basen wordt pKb gebruikt; bij pH > pKb zijn basen vooral aanwezig in neutrale vorm en
wordt H+ afgescheiden.
Persistentie van stof is belangrijke factor en als maat hiervoor wordt halfwaardetijd gebruikt, de tijd die
nodig is om stof af te breken.
o Bij zeer persistente stof (lange halfwaardetijd) zal mens daaraan blootgesteld worden en bestaat
kans dat stof zich in menselijk lichaam gaat ophopen (bio-accumulatie).
Hoorcollege 3: Zware metalen
Zware metalen zijn elementen die in metaalvorm een dichtheid hebben van >5 gram/cm 3.
Metalloïden zijn elementen die zowel eigenschappen van metalen als van niet-metalen hebben.
Alle metalen circuleren door het lichaam, waarvan sommige benodigd zijn en andere niet.
o Zware metalen zijn giftig in hoge doseringen, maar vaak ook in lage dosering benodigd voor
menselijke metabolisme.
o Elementen die nodig zijn voor biologie/fysiologie worden essentieel genoemd. Benodigde
hoeveelheden van essentiële elementen zijn klein, waardoor men spreekt van spoorelementen.
o Elementen lood, kwik en cadmium zijn voor zover bekend niet-essentieel en behoren tot meest
toxische metalen.
Opname van metaalionen van metaal-specifieke ionkanalen, bijvoorbeeld zinktransporters. Het metaalion
wordt gebonden aan specifieke transporteiwitten.
Speciatie van metaal is verdeling over verschillende chemische vormen of species.
o Metallische vorm is over het algemeen de minst giftige vorm, terwijl het vrije metaalion het meest
giftig is.
Mate waarin metaal vanuit medium opgenomen kan worden, wordt biologische beschikbaarheid
genoemd.
Hoorcollege 4: Bestrijdingsmiddelen
Bestrijdingsmiddelen zijn altijd stoffen met hoge biologische werkzaamheid en zijn daardoor gevaarlijk voor
mens en milieu.
Bestrijdingsmiddel dat in landbouw gebruikt wordt, bestaat uit werkzame stof en hulp- en vloeistoffen die
toepassing mogelijk maken; het totaal wordt formulering genoemd.
Naam die fabrikant geeft aan stof slaat op geformuleerde product; daarnaast bestaat er codenaam voor
werkzame stof, die afkorting is van chemische naam. Ten slotte zijn er nog namen voor groepen van
verbindingen waartoe werkzame stof behoort.
Biocide: stof die alle levende organismen kan aangrijpen, inclusief bacteriën.
Selectiviteit van bestrijdingsmiddel is belangrijk, maar in praktijk wordt dat vooral bepaald door wijze en
moment van toepassing.
o Stoffen die weinig selectief zijn, worden breedwerkend genoemd.
Bij blootstelling aan bestrijdingsmiddelen via voeding is residutolerantie (maximale residu limiet) van
belang. Dit houdt in dat aanvaard wordt dat in voedingsmiddelen kleine resthoeveelheden van
bestrijdingsmiddelen aanwezig zijn.
Vaststellen van residutolerantie:
NOEC
o Acceptable daily intake ( ADI )=
veiligheidsfactor 100
Eerst veiligheidsfactor 10 om te corrigeren tussen mens en proefdier, daarna nogmaals
veiligheidsfactor 10 om te corrigeren binnen menselijke populatie.
o Maximale dagelijkse dosis ( MGD )= ADI∗lichaamsgewicht (60 kg)
Hoorcollege 1: Toxicologische basisbegrippen
Chemische stoffen kunnen via lucht, voedsel of drinkwater de mens bereiken, maar of ze toxisch zijn, hangt
af van dosis van stof op plaats waar werking van stof optreedt.
Paracelsus von Hohenheim (1493-1541) stelde dat alles giftig is, maar dat dosis bepaalt of stof wel/geen
giftige effecten zal hebben (dosis-effect relatie).
Mate van toxiciteit kan worden uitgedrukt in mediane letale dosis (LD50) die wordt uitgedrukt per kilogram
lichaamsgewicht.
Acute toxiciteit: verschijnselen die optreden kort na inname van éénmalige dosis.
Chronische toxiciteit: effecten die optreden bij langdurige, herhaalde of continue blootstelling aan relatief
lage hoeveelheden van stof.
o Chronische toxiciteit: gaat meestal om stoffen die langzaam in lichaam accumuleren en pas schade
veroorzaken als concentratie in bepaald orgaan kritische waarde heeft bereikt (sub-letale effecten).
Xenobiotica: stoffen die door mens (antropogeen) gesynthetiseerd zijn en niet in natuur worden gemaakt.
Van nature voorkomende giftige stoffen: stoffen die niet nodig zijn voor metabolisme van mens (planten-
en schimmeltoxines) én stoffen die wel nodig zijn (vitamines en metalen).
Risicobeoordeling van toxiciteit:
o Hazard assessment: beoordeling van gevaarlijkheid van stof op basis van fysisch-chemische
gedrag of gelijkenis met andere stoffen.
o Effect assessment: gegevens genereren over werkelijke toxiciteit van stof door middel van
proefdieren of door het af te leiden uit toxiciteit van andere vergelijkbare stof.
LD50 en LC50 zijn van belang bij onderzoek naar acute toxiciteit, ED/C50 en NOEC zijn altijd
gebaseerd op sub-letale effecten.
o Exposure assessment: beoordeling maken van hoe mens blootgesteld kan worden.
o Risk evaluation: blootstelling moet factor 100 (veiligheidsfactor) onder giftigheidsdrempel liggen.
o Risk management: maatregelen formuleren die veiligheidsmarge aanvaardbaar moeten maken.
Risk-quotiënt: verhouding tussen dosis of voorspelde concentratie in milieu (PEC) en geen-effect niveau
(PNEC).
Hoorcollege 2: Stofeigenschappen bepalend voor lotgevallen en opname
Kijken naar hoeveel van stof in milieu wordt gebracht, wat emissies zijn (schoorsteen), wat distributieroutes
zijn en hoe men aan het wordt blootgesteld (producten/milieu).
Stofeigenschappen weergegeven als verdelings- of partitiecoëfficiënten wat getallen zijn die aangeven
hoe bepaalde stof zich verdeelt over twee media die met elkaar in contact staan.
o Henry-coëfficiënt (H): verhouding tussen dampdruk van stof in lucht en oplosbaarheid in water.
( atm )
H=dampdruk
wateroplosbaarheid (mol per L)
Als constante groot is, is stof vluchtig en zal het in lucht gaan zitten; als constante klein is, is
stof niet vluchtig en zal het in water gaan zitten.
o Wateroplosbaarheid: bepaalt hoeveel van stof er maximaal in water oplost.
o Sorptie-coëfficiënt (Kd): constante bepaalt verdeling van en hechting aan bodem en water.
concentratie bodem
Kd=
concentratie∈water
Hoogte constante hangt af van chemische eigenschappen (Kow, polariteit en lading) en van
eigenschappen bodem (gehalte aan organische stof, pH).
De binding wordt beschreven met distributiecoëfficiënt. Een sterke binding aan bodem
zorgt voor minder wegspoeling en meer opname van andere dingen, zoals planten.
Corrigeren voor invloed organisch stofgehalte op sorptie (Koc).
K d∗100
K oc =
percentage organische koolstof
o Octanol-water-verdelingscoëfficiënt (Kow): constante beschrijft verdeling van stof over n-octanol
en water en Kow is maat voor affiniteit van stof voor vet.
, C octanol
K ow =
C water
Stoffen met hoge Kow hopen zich op in vetweefsel, stoffen met lage constante in water.
Lipofiliteit van stof bepaald door polariteit van molecuul. Bij opname door diffusie moet stof
een fosfolipidenmembraan passeren, wat des te gemakkelijker gaat naarmate stof beter in
vet oplost en hoge Kow heeft.
o Zuur-dissociatieconstante (pKa): constante bepaalt bij zuur (HZ) neiging tot afstoten van H + of OH.
Als pH gelijk is aan pKa, is helft van zuur gedissocieerd; dissociatiegraad neemt af naarmate
pH lager is.
Voor basen wordt pKb gebruikt; bij pH > pKb zijn basen vooral aanwezig in neutrale vorm en
wordt H+ afgescheiden.
Persistentie van stof is belangrijke factor en als maat hiervoor wordt halfwaardetijd gebruikt, de tijd die
nodig is om stof af te breken.
o Bij zeer persistente stof (lange halfwaardetijd) zal mens daaraan blootgesteld worden en bestaat
kans dat stof zich in menselijk lichaam gaat ophopen (bio-accumulatie).
Hoorcollege 3: Zware metalen
Zware metalen zijn elementen die in metaalvorm een dichtheid hebben van >5 gram/cm 3.
Metalloïden zijn elementen die zowel eigenschappen van metalen als van niet-metalen hebben.
Alle metalen circuleren door het lichaam, waarvan sommige benodigd zijn en andere niet.
o Zware metalen zijn giftig in hoge doseringen, maar vaak ook in lage dosering benodigd voor
menselijke metabolisme.
o Elementen die nodig zijn voor biologie/fysiologie worden essentieel genoemd. Benodigde
hoeveelheden van essentiële elementen zijn klein, waardoor men spreekt van spoorelementen.
o Elementen lood, kwik en cadmium zijn voor zover bekend niet-essentieel en behoren tot meest
toxische metalen.
Opname van metaalionen van metaal-specifieke ionkanalen, bijvoorbeeld zinktransporters. Het metaalion
wordt gebonden aan specifieke transporteiwitten.
Speciatie van metaal is verdeling over verschillende chemische vormen of species.
o Metallische vorm is over het algemeen de minst giftige vorm, terwijl het vrije metaalion het meest
giftig is.
Mate waarin metaal vanuit medium opgenomen kan worden, wordt biologische beschikbaarheid
genoemd.
Hoorcollege 4: Bestrijdingsmiddelen
Bestrijdingsmiddelen zijn altijd stoffen met hoge biologische werkzaamheid en zijn daardoor gevaarlijk voor
mens en milieu.
Bestrijdingsmiddel dat in landbouw gebruikt wordt, bestaat uit werkzame stof en hulp- en vloeistoffen die
toepassing mogelijk maken; het totaal wordt formulering genoemd.
Naam die fabrikant geeft aan stof slaat op geformuleerde product; daarnaast bestaat er codenaam voor
werkzame stof, die afkorting is van chemische naam. Ten slotte zijn er nog namen voor groepen van
verbindingen waartoe werkzame stof behoort.
Biocide: stof die alle levende organismen kan aangrijpen, inclusief bacteriën.
Selectiviteit van bestrijdingsmiddel is belangrijk, maar in praktijk wordt dat vooral bepaald door wijze en
moment van toepassing.
o Stoffen die weinig selectief zijn, worden breedwerkend genoemd.
Bij blootstelling aan bestrijdingsmiddelen via voeding is residutolerantie (maximale residu limiet) van
belang. Dit houdt in dat aanvaard wordt dat in voedingsmiddelen kleine resthoeveelheden van
bestrijdingsmiddelen aanwezig zijn.
Vaststellen van residutolerantie:
NOEC
o Acceptable daily intake ( ADI )=
veiligheidsfactor 100
Eerst veiligheidsfactor 10 om te corrigeren tussen mens en proefdier, daarna nogmaals
veiligheidsfactor 10 om te corrigeren binnen menselijke populatie.
o Maximale dagelijkse dosis ( MGD )= ADI∗lichaamsgewicht (60 kg)
