1
TOXICOLOGIE
INLEIDING
Niet te kennen: toxische dosissen, uitzondering voor belangrijke antidoten ➔ atropine, vitamine K1 voor KHD.
Wel te kennen: giftige planten herkennen + Nederlandse en Latijnse naam kennen. Gastles = geen examen stof.
Leerpaden zijn niet verplicht, worden niet in de les besproken. Pathogenese zeer belangrijk.
• Taxus baccata = meest giftige plant (rechts)
o Acute intoxicatie ➔ hart
o Enkel vruchtvlees niet giftig
• Jacobskruid = chronische intoxicatie (links)
o Leverschade door accumulatie ➔ irreversibel
Het Belgisch Antigifcentrum ➔ zowel voor dieren als voor
mensen. Minder goed voor dieren, niet voor betaald.
TOXICO-EPIDEMIOLOGIE
Rode kader = gifstoffen die al lang verboden zijn
maar krijgen toch nog gevallen binnen. Zijn puur
zeer giftig, binnen 24u sterfte mogelijk ➔ gaan ze
toch nog bespreken.
Schapen heel gevoelig aan koper.
Varken in België ➔
specialiseren in analyse van
mycotoxines.
GESCHIEDENIS
“Alles is giftig zelfs water zolang de dosis maar hoog genoeg is.” DGK: unieke DS verschillen waardoor de quote
niet altijd geldig is ➔ lage dosis paracetamol al giftig voor de kat.
Interactie gifstoffen en levende organismen ➔ liefst in vitro, bv op een porciene cellijn. Ex vivo = bv een darm
nemen van een dier, opdelen in stukken en per stuk een gifstof bekijken. In vivo = aan levende dieren geven.
, 2
• Toxicon = pijl + boog ➔ pijlen ingesmeerd met gifstoffen voor doden prooi
• Vergiftiging waterbronnen voor vijanden te doden
o Arsenicum: vinden we in de bodem
▪ Op de dopinglijst bij paarden, GI etsend maar in lage dosis heel licht beschadiging
darmwand ➔ betere opname van voedingsstoffen + werkt een beetje zoals EPO
▪ Mithridatisatie = immunisatie reactie door dagelijks kleine hoeveelheden in te nemen
• Socrates dood: coniine ➔ tast het CZS aan
o Langzame verlammingen van ledematen tot herenen
• Middeleeuwen:
o Mislukken oogst door schimmels op graan ➔ mycotoxines
▪ Weefselnecrose door vaatspasme ➔ afsterven van tenen, voeten,…
o Hyoscamine = atropineachtige stof ➔ mydriasis, mooie grote donkere ogen
▪ Hallucinaties
• Renaissance
o Kennis van kruidentuin die medicinaal kunnen gebruikt worden
o Arsenicum
o Kwik zouten voor urineweg infecties
o Opium uit de planten
• 17 – 18de eeuw
de
o Cider ➔ lage pH, lood uit de drinkbekers in de vloeistof terecht
o Schoorsteenvegers ➔ PAK
HET BEGRIP TOXICITEIT
Niet uitsluitend bepaald door zijn fysisch-chemische eigenschappen maar ook door het biologische systeem.
Acute zoogdiertoxiciteit: LD50 = hoeveelheid van een stof die bij een éénmalige toediening sterfte veroorzaakt
bij 50% van de proefdieren. Op een kort tijdstip, ongeveer een dag. Bekijken is het oraal, dermaal, inhalatie ➔
apart bekeken.
ONTWIKKELING DIERGENEESMIDDEL
Duurt 10-12 jaar, maar enkele geraken op de markt. Moeten veel studies gebeuren. Toxiciteit testen zijn het
duurste. Meerdere generaties lang moet er onderzoek gedaan worden, ook milieu etc. moet bekeken worden.
• Algemene toxiciteit
o Acute toxiciteit: NOEL, LD50, LD100
▪ NOEL (no observed effect level) = hoogste dosis zonder een afwijking zichtbaar
▪ Invloed van een éénmalige of herhaalde dosis over een korte tijdsperiode (gewoonlijk
max. 24u) – routes: oraal, dermaal, inhalatie, …
❖ 3 alternatieve testen (3 R’s of 3 V’s): vervanging, vermindering en verfijning
▪ LD50 is verboden ➔ niet meer oké om te testen met sterfte als eindpunt
o Subacute of semi-chronische toxiciteit: +/- 90 dagen
▪ Invloed van een herhaalde dosis over een lange periode
o Chronische of lange-termijn toxiciteit: 2 jaar
• Specifieke toxiciteit
o Reproductieve toxiciteit en teratogeniciteit Groen = komt verderop
▪ Softenon ➔ thalidomide terug in de cursus.
o Genotoxiciteit
o Mutageniciteit: Ames test (1971)
o Carcinogeniciteit
, 3
Ames test:
Petrischaal met salmonella laten opgroeien, mag geen histidine in de
voedingsbodem zitten. Gebruik makend van een GGO salmonella die histidine
afhankelijk geworden is. Geen histidine = geen groei ➔ controle groep.
Salmonella groei ➔ terug muteren naar salmonella onafhankelijk (= wild type).
Mutagene stof aanwezig.
LD50
LD50 = 1malige blootstelling, zegt enkel iets over de acute toxiciteit maar niks over de chronische toxiciteit.
EXAMEN: getallen niet kennen.
TD50 / ED50 = therapeutische index ➔ vanaf wanneer werkzaam en vanaf wanneer toxisch. Vormt de
veiligheidsmarge.
DEFICIENTIE EN INTOXICATIE METALEN
Essentiële metalen = ijzer ➔ curve B. Lood = niet essentieel ➔ curve A. Verband
tussen lood en ijzer verschuift. Lood: hoe hoger de concentratie = hoe hoger de
toxiciteit (boven de stippellijn). Ijzer: aan de linkerkant ➔ hoe lager = ook toxisch
worden, deficiëntie ziekte. Niet in deze cursus besproken, enkel de hoge
concentratie toxiciteit.
WANNEER KAN INTOXICATIE OPTREDEN
• 1 klontje suiker = 6 g
o In 0,6 liter ➔ 1% of 1 g/100 g (of ml)
o In 6 liter ➔ 1 ‰ of 1 g/kg (of l)
o In 6000 liter 1 ppm of 1 mg/kg (µg/g of /ml) ➔ GM concentratie
o In 6 miljoen liter 1 ppb of 1 µg/kg (ng/g of /ml) ➔ residu niveau = MRL
o In 6 miljard liter 1 ppt or 1 ng/kg (pg/g of /ml) ➔ milieu contaminanten in voeder
Groen = bespreken in deze cursus.
, 4
GIFTIGE PLANTEN
Planten hebben veel inhoudsstoffen ook giftige. Systeem tegen insecten vraat. Gebruik makend van herbicide
voor giftige planten bestrijden kan overwaaien en problemen geven.
• Plant stevige celwand met cellulose en lignine
o Dierlijke cel: celmembraan met fosfolipiden en lipoproteine
• Grote vacuole in planten cel ➔ opslagplaats
o Dierlijke cel: meerdere kleine vacuole
• Minder lysosomen in planten cel ➔ afbraak
o Dierlijke cel: meer lysosomen
• Chloroplasten in de plant zorgen voor energieproductie ➔ fotosynthese
o Dierlijke cel doet niet aan fotosynthese
FOTOSYNTHESE
Herbicide: fotosynthese stil leggen ➔ plant sterft af. Lichtenergie omgezet naar chemische energie in de
chloroplasten (met chlorofyl) via redoxreacties. Gebruik van CO2 overdag oiv lichtenergie, zorgt voor
zuurstofproductie + chemische energie (ATP en NADPH) productie. AH gebruikt zuurstof en produceert CO2 en
H2O ➔ in de nacht.
PLANTENSYSTEMATIEK
Specifieke soort naam ➔ vaak kenmerk van
de plant. Nigrum: verwijst naar zwarte bessen.
Perennis = heel jaar doorgroeien.
, 5
GIFTIGE PLANTENBESTANDDELEN
1. Alkaloïden
2. Anti-vitaminefactoren
3. Fotosensibiliserende stoffen
a. Sint-Janskruid
4. Glycosiden
a. Werken in op het hart
5. Harsen
6. Looistoffen of tanninen
a. Beuk en eik, typisch na stormen in de zomer
7. Fyto-oestrogenen
8. Plantenzuren
9. Eiwitten, polypeptiden en aminozuren
10. Terpenen
11. Etherische olieën
BIOLOGISCHE MECHANISMEN
Blootstelling ➔ kinetische fase met de ADME = absorptie,
distributie, metabolisatie en excretie. Toxico-dynamiek =
interactie met receptoren. In begin nog compensatie voor
behoud van de homeostase maar eenmaal erboven = integraal
toxisch pathologisch effect.
• directe beschadiging (corrosieve werking/kaustisch)
o huid (zuren-basen)
o long (inhalatie van chloor)
o maagdarmkanaal (arseen)
• moleculaire intoxicatie ➔ meestal
o interactie tussen het toxicon en functionele
elementen: meestal een inhibitie van
enzymatische processen
o b.v. cyaanvergiftiging HCN
▪ mestput gas ➔ cytochroomoxidase blokkering, afwerking thv weefsels gaat niet goed
meer door
o b.v. thioloprieve giften SH-groepen
▪ GSH = gluthation blokkeren
▪ Kopervergiftiging bij schapen
• competitieve werking
o avitaminose B1 (adelaarsvaren)
o avitaminose K (coumarines)
• interferentie met lichaamsmetabolisme
o dinitrofenolen
o ontkoppeling van de oxydatieve fosforylatie
• neuronale beschadiging
o interferentie met de proteïnesynthese b.v. kwik
o demyelinisatie door b.v. fosfaatesters
o vermindering van de remsystemen activiteit b.v. strychnine ➔ GABA receptoren inwerken
▪ dier in excitatie
, 6
• beschadiging DNA
o mutagenese en carcinogenese b.v. PCB’s
• immuno-suppressie
o b.v. dioxinen, mycotoxinen
o moeilijk te meten
• ontwikkelingsdefecten
o teratogene werking b.v. door sommige geneesmiddelen (thalidomide)
SOORTEN INTOXICATIES
1. acute intoxicatie
a. éénmalige blootstelling aan massieve dosis binnen een korte tijdspanne
i. ongeval b.v. in Bhopal 1984 methylisocyanaat
ii. intentionele vergiftiging
2. subacute intoxicatie
a. na herhaalde (weken) inname van een product in een concentratie die op zichzelf niet toxisch
is accumulatie van de giftstof irreversibele effecten b.v. alcoholintoxicatie
3. chronische intoxicatie
a. opstapeling in weefsels b.v. fluor, lood, cadmium
4. laattijdige intoxicatie
a. moeilijk op te sporen schade aan o.a. fertiliteit, immunologisch afweersysteem, neurologische
weefsels enz.. ook mutagene, teratogene en carcinogene reacties b.v. asbest, dioxine
i. asbest nu inademen ➔ longvlieskanker
5. carcinogene intoxicatie
a. Veel chemische substanties zijn in staat om met DNA te reageren
i. Opeenvolgende blootstelling aan kleine dosissen (PCB’s)
ii. Biologisch effect: vertraagd, cumulatief en irreversiebel
iii. Werkingsmechanismen meestal gebaseerd op interactie met receptoren (dioxine en
Ah receptor)
b. Twee fasen:
i. Neoplastische omvorming (vb TP53 gen en aflatoxine B1)
ii. Neoplastische ontwikkeling
INDELING CHEMISCHE CARCINOGENEN
1. DNA reactieve (genotoxische producten)
a. alkylerende verbindingen: aflatoxine B1, pyrrolizidine alkaloïden uit Jacobskruiskruid
b. polycyclische aromaten PAKs
c. nitrosaminen
d. metalen Cd
2. Epigenetische carcinogenen
a. geen directe reactie met DNA, mechanisme nog onbekend
i. organochloorpesticiden (DDT, …)
ii. saccharine
iii. oestrogenen
iv. purine verbindingen
3. Niet te klasseren carcinogenen
a. ftalaten (EDC’s of HV’s) Endocrine Disrupting Chemicals of Hormoon Verstoorders
b. dioxaan
, 7
Waarschijnlijk ➔ er is bewijs bij
proefdieren maar onvoldoende om
te zeggen dat het ook voor de mens
carcinogeen is. Kan wel veranderen
in de toekomst. International
Agency of Research on Cancer.
AARD TOXISCHE GASSEN
1. Absorptie
a. Vooral lipofiele en kleine moleculen (NH3 )
b. Diffusie doorheen celmembranen mogelijk ➔ kan ook door de BHB
i. Snel zenuw SN
c. Ureum traag en langzaam want daaruit ga je 2x NH3 vrijstellen, dus kan snel stijgen van
concentratie
i. Azijn opgieten ➔ pH terug verlagen in de pens, NH3 gevangen als NH4+ = ion trapping
2. Samenstelling
a. onzuiverheden b.v. dioxine (Agent Orange)
b. veranderingen in activiteit b.v. CuO-CuSO4 , valentie As5+ versus As3+
i. Cu 1+ gaat anders binden dan Cu2+ ➔ klein verschil in lading al ander effect
c. stabiliteit b.v. coumaphos
d. hulpstoffen kunnen zelf toxisch zijn of toxiciteit verhogen
e. formulatie b.v. verschil in toxiciteit poeder en oplossing
CONDITIE DIER
1. Basaal metabolisme
a. Klein dier is relatief minder gevoelig
2. Diersoort
a. Rat op een 10de van de gevoeligheid van de mens ➔ eigenlijk niet beste om te gebruiken voor
proefdieren
i. Ook andere DS: honden, apen, varkens
3. Leeftijd
a. Oude en jonge dieren zijn meestal gevoeliger
i. Oude dieren leverenzymen insufficiëntie
ii. Jonge dieren nog onvoldoende metabolisatie capaciteit
4. Geslacht
a. Hormonale invloed op biotransformatie
i. Enkel bij ratten gaan we het bespreken, zie pagina 10
b. Dracht: veranderingen in distributie en placentametabolisatie
c. Lactatie: meestal verhoogde metabolisatie en uitscheiding
5. Pathologische condities
a. leverdegeneratie b. nierinsufficiëntie
b. gastro-intestinale aandoeningen
c. verzwakte dieren (vit. E, Se, vit. C): verhoogde kans op radicalen
, 8
EXTERNE FACTOREN
1. Volume en concentratie van de giftstof
2. Manier en plaats van toediening vb. injectie in sterk gevasculariseerde gebieden
a. Bij orale/intraperitoneale toediening kan first pass effect optreden bij uitgevaste dieren:
verhoogde opname van de giftstof, v.b. lijnzaadvergiftiging
3. Omgevingstemperatuur
a. hoge temperatuur: verhoogde wateropname met soms versnelde eliminatie
b. dinitrofenolen: verhoogde toxiciteit door verhoogde percutane resorptie
c. lage temperatuur: verminderde biotransformatie
4. Levensomstandigheden
a. voeding, roken: verhoogde kans op tumoren
b. plaats in de voedselketen, b.v. predatoren (valk, zeerob), zeer gevoelig voor
milieucontaminatie
TOXICOKINETIEK
RESORPTIE OF ABSORPTIE
GI KANAAL
Vooral via passieve diffusie ➔ niet-ionisch (plaats: dunne darm). Intoxicatie zonder resorptie: etsing (As, Tl, Hg
...). Op een lege maag: passeert toxine het snelst naar de darm ➔ hoofdplaats van resorptie = snellere lediging
en meer resorptie. Met voeding ➔ verminderde resorptie en vertraging lediging ➔ latere Tmax.
Bij een gevulde maagdarmkanaal en de gifstof is een prikkelende substanties: veroorzaken braken & diarree ➔
ten goede van het dier, er is minder resorptie. Bv Strychine (braaknood) = heel bitter, geeft braken ➔ voorkomt
zijn eigen resorptie (best op een lege maag). Zien we soms in opzettelijke vergiftigingen. Samen met gevulde
maag ➔ niet uitgebraakt ➔ intoxicatie. Omgekeerd als hierboven, dat geldt voor een niet prikkelende
substantie.
• Lipofiele stoffen: vet / water partitiecoëfficiënt Kow (log P)
o Hoger Log P = beter vetoplosbaar = beter doorheen membraan passeren
• Polaire stoffen: dissociatieconstante (pKa) en pH
Actief transport, o.a. P-gp: voor eliminatie van giftstoffen plaats:
• Cerebrospinaal vocht
• CZS
• Lever en nier
ABC transporter: efflux naar de plaats van waar het
komt. Wordt terug naar buiten gepompt. Bescherming
tegen lichaamsvreemde stoffen. Mutatie gen bij oa
collies en sheltie ➔ deficiëntie, kunnen wel de hersenen
bereiken.
First pass effect: op verschillende niveaus al afbraak
mogelijk van de gifstof. Meer als 70% afbraak = echt first
pass effect.
, 9
LONGEN
• Giftige gassen CO, NH3 , H2S, HCN b.v. uitwasemingen, aerosol
o Kleine moleculen, zonder lading ➔ ideaal voor diffusie met de alveole
• Vaste partikels worden meestal opgenomen door fagocytose
o Blijven opgeslagen in lymfeknopen
• Rechtstreeks lokaal etsend op alveolaire mucosa
o Mogelijk necrose ➔ verlies bescherming
• Bronchiale resorptie bij bronchopneumonie (b.v. geneesmiddelen)
HUID
• Onbeschadigd
o Uitsluitend vetoplosbare stoffen
o Meestal verhoogde resorptie bij hoge vochtigheid- en temperatuuromstandigheden
▪ Hyperemie BV ➔ minder opname stoffen
• Beschadigd
o Ook niet-vetoplosbare stoffen worden geresorbeerd b.v. bij brandwonden
▪ Huid beschadigd
• Met carriers b.v. DMSO
o Organisch solvent ➔ huid barrière meer doorlaatbaar
• Lokale toediening van corticosteroïden
o Opletten bij chronische therapie, klein beetje opname doorheen de huid ➔ accumulatie ➔
systemische neveneffecten
DISTRIBUTIE
Lever: opstapeling en metabolisatie, meestal detoxificatie. Ook andere gevasculariseerde organen zijn mogelijke
targets zoals de nier. Affiniteitsverschil ➔ voorkeur voor een bepaalde locatie
• jood (schildklier)
• lood, fluor en strontium (skelet)
o analyseren concentratie gifstoffen in bv een rib
• koolstofmonoxide (erythrocyten)
• thallium (haar)
Plaats gekend om PM een analyse te laten uitvoeren voor een bepaalde gifstof. Hoogste giftconcentratie wordt
niet steeds gevonden op de plaats van receptor. Bv lood: tast hersenen aan en toch stapelt het meest in het
skelet.
ELIMINATIE DOOR BIOTRANSFORMATIE
oxidatieproducten zijn meestal meer wateroplosbaar
oxidatieproducten kunnen gekoppeld worden aan groepen
die nogmaals de wateroplosbaarheid verhogen = conjugatie
Hoofddoel = beter wateroplosbaar maken ➔ als ion laten trappen in de urine waardoor minder reabsorptie.
Pro-drug ➔ bio-activatie proces, omzetting naar actieve stof ➔ parathion en Jacobskruiskruid. Moet in de lever
gemetaboliseerd worden. Parathion misbruikt voor vergiftiging ➔ acuut sterven.
, 10
INDUCTIE VAN CYTOCHROOM P450 = FASE I
• Geneesmiddelen (hypnotica, sedativa, stimulantia, analgetica) b.v. fenobarbital, rifampicine
o Anti-epileptica: effect kan verminderen door inductie van eigen metaboliserende enzymes ➔
dosis verhogen op termijn
• Milieufactoren (PAK’s, insecticiden (DDT), herbiciden, kleurstoffen, bewaarmiddelen, PCB’s)
o PCB pluimvee: meer afbraak van oestradiol ➔ slechte eischaal kwaliteit, verminderde
productie, zwakke jongeren
o Volwassen mannelijke ratten: versnelde metabolisatie van xenobiotica door stimulerende
werking van androgenen op cytochroom P45
▪ Minder intoxicatie van morfine en barbituraten bij mannelijke ratten = stimulatie
metabolisatie ➔ sneller eliminatie
▪ Hogere toxiciteit bij mannelijke ratten voor gechloreerde koolwaterstoffen door
verhoogde vorming van epoxiden = stimulatie metabolisatie ➔ meer toxische
metabolieten
CYP3A4 bij de mens ➔ kan
heel veel substraten van GM
afbreken.
Interactie tussen tiamuline en ionoforen, gebruiken zelfde CYP. Samen aanwezig: voorkeur voor tiamuline ➔
concentratie ionoforen gaan snel stijgen.
FASE II REACTIES OF CONJUGATIEREACTIES
• Glucuronidatie
o Deficiëntie bij katten
• Aminozuurconjugatie vb. glutamine en glycine (vogels vaak ornithine)
• Rhodanese = zwavel transferase
o Unieke reactie: specifiek enzym voor de detoxificatie van blauwzuur
(cyanide) ➔ overdracht zwavelatoom naar cyanide
o Kleine hoeveelheden kan mens en dier ontgiften
o IV injecteren in de hoop dat de detoxificatie kan blijven doorgaan
o Bv geven aan slachtoffer van mestputgassen
• Glutathione-conjugatie
o Vooral voor de detoxificatie van reductieve intermediairen b.v. paracetamol
o Verhoogde kans op intoxicatie bij glutathione (GSH) depletie (o.a. aflatoxines, selenium, …),
door oxydatieve beschadiging en lipiden peroxidatie
▪ Cysteine (SH) geven aan bv kat intoxicatie met paracetamol ➔ bouwstof van
gluthation
o Welke stoffen ondergaan glutathione conjugatie?
▪ Hydrofoob karakter
▪ Aanwezigheid van een electrofiele koolstof (C met O)
▪ Niet enzymatisch andere conjugatiereacties kunnen ondergaan
Opletten dosis paracetamol geven aan honden ➔ max 20mg per kg. Toxische dosis = 100mg per kg. Wordt soms
gebruikt als alternatief voor pijnbestrijding ➔ kan via de cascade, als de ander opties niet werken. Bv patiënten
met nier of lever problemen.
Zeer toxisch voor katten ➔ te beperkte glucuronidatie = hoofdweg voor eliminatie. Andere wegen van eliminatie
geraken zeer snel verzadigd. Omschakelen naar biotransformatie tot toxische stof ➔ binden aan hepatocyten,
wordt in de lever gevormd. Kan door gluthathion ontgiftend worden. Krijgen icterus.
TOXICOLOGIE
INLEIDING
Niet te kennen: toxische dosissen, uitzondering voor belangrijke antidoten ➔ atropine, vitamine K1 voor KHD.
Wel te kennen: giftige planten herkennen + Nederlandse en Latijnse naam kennen. Gastles = geen examen stof.
Leerpaden zijn niet verplicht, worden niet in de les besproken. Pathogenese zeer belangrijk.
• Taxus baccata = meest giftige plant (rechts)
o Acute intoxicatie ➔ hart
o Enkel vruchtvlees niet giftig
• Jacobskruid = chronische intoxicatie (links)
o Leverschade door accumulatie ➔ irreversibel
Het Belgisch Antigifcentrum ➔ zowel voor dieren als voor
mensen. Minder goed voor dieren, niet voor betaald.
TOXICO-EPIDEMIOLOGIE
Rode kader = gifstoffen die al lang verboden zijn
maar krijgen toch nog gevallen binnen. Zijn puur
zeer giftig, binnen 24u sterfte mogelijk ➔ gaan ze
toch nog bespreken.
Schapen heel gevoelig aan koper.
Varken in België ➔
specialiseren in analyse van
mycotoxines.
GESCHIEDENIS
“Alles is giftig zelfs water zolang de dosis maar hoog genoeg is.” DGK: unieke DS verschillen waardoor de quote
niet altijd geldig is ➔ lage dosis paracetamol al giftig voor de kat.
Interactie gifstoffen en levende organismen ➔ liefst in vitro, bv op een porciene cellijn. Ex vivo = bv een darm
nemen van een dier, opdelen in stukken en per stuk een gifstof bekijken. In vivo = aan levende dieren geven.
, 2
• Toxicon = pijl + boog ➔ pijlen ingesmeerd met gifstoffen voor doden prooi
• Vergiftiging waterbronnen voor vijanden te doden
o Arsenicum: vinden we in de bodem
▪ Op de dopinglijst bij paarden, GI etsend maar in lage dosis heel licht beschadiging
darmwand ➔ betere opname van voedingsstoffen + werkt een beetje zoals EPO
▪ Mithridatisatie = immunisatie reactie door dagelijks kleine hoeveelheden in te nemen
• Socrates dood: coniine ➔ tast het CZS aan
o Langzame verlammingen van ledematen tot herenen
• Middeleeuwen:
o Mislukken oogst door schimmels op graan ➔ mycotoxines
▪ Weefselnecrose door vaatspasme ➔ afsterven van tenen, voeten,…
o Hyoscamine = atropineachtige stof ➔ mydriasis, mooie grote donkere ogen
▪ Hallucinaties
• Renaissance
o Kennis van kruidentuin die medicinaal kunnen gebruikt worden
o Arsenicum
o Kwik zouten voor urineweg infecties
o Opium uit de planten
• 17 – 18de eeuw
de
o Cider ➔ lage pH, lood uit de drinkbekers in de vloeistof terecht
o Schoorsteenvegers ➔ PAK
HET BEGRIP TOXICITEIT
Niet uitsluitend bepaald door zijn fysisch-chemische eigenschappen maar ook door het biologische systeem.
Acute zoogdiertoxiciteit: LD50 = hoeveelheid van een stof die bij een éénmalige toediening sterfte veroorzaakt
bij 50% van de proefdieren. Op een kort tijdstip, ongeveer een dag. Bekijken is het oraal, dermaal, inhalatie ➔
apart bekeken.
ONTWIKKELING DIERGENEESMIDDEL
Duurt 10-12 jaar, maar enkele geraken op de markt. Moeten veel studies gebeuren. Toxiciteit testen zijn het
duurste. Meerdere generaties lang moet er onderzoek gedaan worden, ook milieu etc. moet bekeken worden.
• Algemene toxiciteit
o Acute toxiciteit: NOEL, LD50, LD100
▪ NOEL (no observed effect level) = hoogste dosis zonder een afwijking zichtbaar
▪ Invloed van een éénmalige of herhaalde dosis over een korte tijdsperiode (gewoonlijk
max. 24u) – routes: oraal, dermaal, inhalatie, …
❖ 3 alternatieve testen (3 R’s of 3 V’s): vervanging, vermindering en verfijning
▪ LD50 is verboden ➔ niet meer oké om te testen met sterfte als eindpunt
o Subacute of semi-chronische toxiciteit: +/- 90 dagen
▪ Invloed van een herhaalde dosis over een lange periode
o Chronische of lange-termijn toxiciteit: 2 jaar
• Specifieke toxiciteit
o Reproductieve toxiciteit en teratogeniciteit Groen = komt verderop
▪ Softenon ➔ thalidomide terug in de cursus.
o Genotoxiciteit
o Mutageniciteit: Ames test (1971)
o Carcinogeniciteit
, 3
Ames test:
Petrischaal met salmonella laten opgroeien, mag geen histidine in de
voedingsbodem zitten. Gebruik makend van een GGO salmonella die histidine
afhankelijk geworden is. Geen histidine = geen groei ➔ controle groep.
Salmonella groei ➔ terug muteren naar salmonella onafhankelijk (= wild type).
Mutagene stof aanwezig.
LD50
LD50 = 1malige blootstelling, zegt enkel iets over de acute toxiciteit maar niks over de chronische toxiciteit.
EXAMEN: getallen niet kennen.
TD50 / ED50 = therapeutische index ➔ vanaf wanneer werkzaam en vanaf wanneer toxisch. Vormt de
veiligheidsmarge.
DEFICIENTIE EN INTOXICATIE METALEN
Essentiële metalen = ijzer ➔ curve B. Lood = niet essentieel ➔ curve A. Verband
tussen lood en ijzer verschuift. Lood: hoe hoger de concentratie = hoe hoger de
toxiciteit (boven de stippellijn). Ijzer: aan de linkerkant ➔ hoe lager = ook toxisch
worden, deficiëntie ziekte. Niet in deze cursus besproken, enkel de hoge
concentratie toxiciteit.
WANNEER KAN INTOXICATIE OPTREDEN
• 1 klontje suiker = 6 g
o In 0,6 liter ➔ 1% of 1 g/100 g (of ml)
o In 6 liter ➔ 1 ‰ of 1 g/kg (of l)
o In 6000 liter 1 ppm of 1 mg/kg (µg/g of /ml) ➔ GM concentratie
o In 6 miljoen liter 1 ppb of 1 µg/kg (ng/g of /ml) ➔ residu niveau = MRL
o In 6 miljard liter 1 ppt or 1 ng/kg (pg/g of /ml) ➔ milieu contaminanten in voeder
Groen = bespreken in deze cursus.
, 4
GIFTIGE PLANTEN
Planten hebben veel inhoudsstoffen ook giftige. Systeem tegen insecten vraat. Gebruik makend van herbicide
voor giftige planten bestrijden kan overwaaien en problemen geven.
• Plant stevige celwand met cellulose en lignine
o Dierlijke cel: celmembraan met fosfolipiden en lipoproteine
• Grote vacuole in planten cel ➔ opslagplaats
o Dierlijke cel: meerdere kleine vacuole
• Minder lysosomen in planten cel ➔ afbraak
o Dierlijke cel: meer lysosomen
• Chloroplasten in de plant zorgen voor energieproductie ➔ fotosynthese
o Dierlijke cel doet niet aan fotosynthese
FOTOSYNTHESE
Herbicide: fotosynthese stil leggen ➔ plant sterft af. Lichtenergie omgezet naar chemische energie in de
chloroplasten (met chlorofyl) via redoxreacties. Gebruik van CO2 overdag oiv lichtenergie, zorgt voor
zuurstofproductie + chemische energie (ATP en NADPH) productie. AH gebruikt zuurstof en produceert CO2 en
H2O ➔ in de nacht.
PLANTENSYSTEMATIEK
Specifieke soort naam ➔ vaak kenmerk van
de plant. Nigrum: verwijst naar zwarte bessen.
Perennis = heel jaar doorgroeien.
, 5
GIFTIGE PLANTENBESTANDDELEN
1. Alkaloïden
2. Anti-vitaminefactoren
3. Fotosensibiliserende stoffen
a. Sint-Janskruid
4. Glycosiden
a. Werken in op het hart
5. Harsen
6. Looistoffen of tanninen
a. Beuk en eik, typisch na stormen in de zomer
7. Fyto-oestrogenen
8. Plantenzuren
9. Eiwitten, polypeptiden en aminozuren
10. Terpenen
11. Etherische olieën
BIOLOGISCHE MECHANISMEN
Blootstelling ➔ kinetische fase met de ADME = absorptie,
distributie, metabolisatie en excretie. Toxico-dynamiek =
interactie met receptoren. In begin nog compensatie voor
behoud van de homeostase maar eenmaal erboven = integraal
toxisch pathologisch effect.
• directe beschadiging (corrosieve werking/kaustisch)
o huid (zuren-basen)
o long (inhalatie van chloor)
o maagdarmkanaal (arseen)
• moleculaire intoxicatie ➔ meestal
o interactie tussen het toxicon en functionele
elementen: meestal een inhibitie van
enzymatische processen
o b.v. cyaanvergiftiging HCN
▪ mestput gas ➔ cytochroomoxidase blokkering, afwerking thv weefsels gaat niet goed
meer door
o b.v. thioloprieve giften SH-groepen
▪ GSH = gluthation blokkeren
▪ Kopervergiftiging bij schapen
• competitieve werking
o avitaminose B1 (adelaarsvaren)
o avitaminose K (coumarines)
• interferentie met lichaamsmetabolisme
o dinitrofenolen
o ontkoppeling van de oxydatieve fosforylatie
• neuronale beschadiging
o interferentie met de proteïnesynthese b.v. kwik
o demyelinisatie door b.v. fosfaatesters
o vermindering van de remsystemen activiteit b.v. strychnine ➔ GABA receptoren inwerken
▪ dier in excitatie
, 6
• beschadiging DNA
o mutagenese en carcinogenese b.v. PCB’s
• immuno-suppressie
o b.v. dioxinen, mycotoxinen
o moeilijk te meten
• ontwikkelingsdefecten
o teratogene werking b.v. door sommige geneesmiddelen (thalidomide)
SOORTEN INTOXICATIES
1. acute intoxicatie
a. éénmalige blootstelling aan massieve dosis binnen een korte tijdspanne
i. ongeval b.v. in Bhopal 1984 methylisocyanaat
ii. intentionele vergiftiging
2. subacute intoxicatie
a. na herhaalde (weken) inname van een product in een concentratie die op zichzelf niet toxisch
is accumulatie van de giftstof irreversibele effecten b.v. alcoholintoxicatie
3. chronische intoxicatie
a. opstapeling in weefsels b.v. fluor, lood, cadmium
4. laattijdige intoxicatie
a. moeilijk op te sporen schade aan o.a. fertiliteit, immunologisch afweersysteem, neurologische
weefsels enz.. ook mutagene, teratogene en carcinogene reacties b.v. asbest, dioxine
i. asbest nu inademen ➔ longvlieskanker
5. carcinogene intoxicatie
a. Veel chemische substanties zijn in staat om met DNA te reageren
i. Opeenvolgende blootstelling aan kleine dosissen (PCB’s)
ii. Biologisch effect: vertraagd, cumulatief en irreversiebel
iii. Werkingsmechanismen meestal gebaseerd op interactie met receptoren (dioxine en
Ah receptor)
b. Twee fasen:
i. Neoplastische omvorming (vb TP53 gen en aflatoxine B1)
ii. Neoplastische ontwikkeling
INDELING CHEMISCHE CARCINOGENEN
1. DNA reactieve (genotoxische producten)
a. alkylerende verbindingen: aflatoxine B1, pyrrolizidine alkaloïden uit Jacobskruiskruid
b. polycyclische aromaten PAKs
c. nitrosaminen
d. metalen Cd
2. Epigenetische carcinogenen
a. geen directe reactie met DNA, mechanisme nog onbekend
i. organochloorpesticiden (DDT, …)
ii. saccharine
iii. oestrogenen
iv. purine verbindingen
3. Niet te klasseren carcinogenen
a. ftalaten (EDC’s of HV’s) Endocrine Disrupting Chemicals of Hormoon Verstoorders
b. dioxaan
, 7
Waarschijnlijk ➔ er is bewijs bij
proefdieren maar onvoldoende om
te zeggen dat het ook voor de mens
carcinogeen is. Kan wel veranderen
in de toekomst. International
Agency of Research on Cancer.
AARD TOXISCHE GASSEN
1. Absorptie
a. Vooral lipofiele en kleine moleculen (NH3 )
b. Diffusie doorheen celmembranen mogelijk ➔ kan ook door de BHB
i. Snel zenuw SN
c. Ureum traag en langzaam want daaruit ga je 2x NH3 vrijstellen, dus kan snel stijgen van
concentratie
i. Azijn opgieten ➔ pH terug verlagen in de pens, NH3 gevangen als NH4+ = ion trapping
2. Samenstelling
a. onzuiverheden b.v. dioxine (Agent Orange)
b. veranderingen in activiteit b.v. CuO-CuSO4 , valentie As5+ versus As3+
i. Cu 1+ gaat anders binden dan Cu2+ ➔ klein verschil in lading al ander effect
c. stabiliteit b.v. coumaphos
d. hulpstoffen kunnen zelf toxisch zijn of toxiciteit verhogen
e. formulatie b.v. verschil in toxiciteit poeder en oplossing
CONDITIE DIER
1. Basaal metabolisme
a. Klein dier is relatief minder gevoelig
2. Diersoort
a. Rat op een 10de van de gevoeligheid van de mens ➔ eigenlijk niet beste om te gebruiken voor
proefdieren
i. Ook andere DS: honden, apen, varkens
3. Leeftijd
a. Oude en jonge dieren zijn meestal gevoeliger
i. Oude dieren leverenzymen insufficiëntie
ii. Jonge dieren nog onvoldoende metabolisatie capaciteit
4. Geslacht
a. Hormonale invloed op biotransformatie
i. Enkel bij ratten gaan we het bespreken, zie pagina 10
b. Dracht: veranderingen in distributie en placentametabolisatie
c. Lactatie: meestal verhoogde metabolisatie en uitscheiding
5. Pathologische condities
a. leverdegeneratie b. nierinsufficiëntie
b. gastro-intestinale aandoeningen
c. verzwakte dieren (vit. E, Se, vit. C): verhoogde kans op radicalen
, 8
EXTERNE FACTOREN
1. Volume en concentratie van de giftstof
2. Manier en plaats van toediening vb. injectie in sterk gevasculariseerde gebieden
a. Bij orale/intraperitoneale toediening kan first pass effect optreden bij uitgevaste dieren:
verhoogde opname van de giftstof, v.b. lijnzaadvergiftiging
3. Omgevingstemperatuur
a. hoge temperatuur: verhoogde wateropname met soms versnelde eliminatie
b. dinitrofenolen: verhoogde toxiciteit door verhoogde percutane resorptie
c. lage temperatuur: verminderde biotransformatie
4. Levensomstandigheden
a. voeding, roken: verhoogde kans op tumoren
b. plaats in de voedselketen, b.v. predatoren (valk, zeerob), zeer gevoelig voor
milieucontaminatie
TOXICOKINETIEK
RESORPTIE OF ABSORPTIE
GI KANAAL
Vooral via passieve diffusie ➔ niet-ionisch (plaats: dunne darm). Intoxicatie zonder resorptie: etsing (As, Tl, Hg
...). Op een lege maag: passeert toxine het snelst naar de darm ➔ hoofdplaats van resorptie = snellere lediging
en meer resorptie. Met voeding ➔ verminderde resorptie en vertraging lediging ➔ latere Tmax.
Bij een gevulde maagdarmkanaal en de gifstof is een prikkelende substanties: veroorzaken braken & diarree ➔
ten goede van het dier, er is minder resorptie. Bv Strychine (braaknood) = heel bitter, geeft braken ➔ voorkomt
zijn eigen resorptie (best op een lege maag). Zien we soms in opzettelijke vergiftigingen. Samen met gevulde
maag ➔ niet uitgebraakt ➔ intoxicatie. Omgekeerd als hierboven, dat geldt voor een niet prikkelende
substantie.
• Lipofiele stoffen: vet / water partitiecoëfficiënt Kow (log P)
o Hoger Log P = beter vetoplosbaar = beter doorheen membraan passeren
• Polaire stoffen: dissociatieconstante (pKa) en pH
Actief transport, o.a. P-gp: voor eliminatie van giftstoffen plaats:
• Cerebrospinaal vocht
• CZS
• Lever en nier
ABC transporter: efflux naar de plaats van waar het
komt. Wordt terug naar buiten gepompt. Bescherming
tegen lichaamsvreemde stoffen. Mutatie gen bij oa
collies en sheltie ➔ deficiëntie, kunnen wel de hersenen
bereiken.
First pass effect: op verschillende niveaus al afbraak
mogelijk van de gifstof. Meer als 70% afbraak = echt first
pass effect.
, 9
LONGEN
• Giftige gassen CO, NH3 , H2S, HCN b.v. uitwasemingen, aerosol
o Kleine moleculen, zonder lading ➔ ideaal voor diffusie met de alveole
• Vaste partikels worden meestal opgenomen door fagocytose
o Blijven opgeslagen in lymfeknopen
• Rechtstreeks lokaal etsend op alveolaire mucosa
o Mogelijk necrose ➔ verlies bescherming
• Bronchiale resorptie bij bronchopneumonie (b.v. geneesmiddelen)
HUID
• Onbeschadigd
o Uitsluitend vetoplosbare stoffen
o Meestal verhoogde resorptie bij hoge vochtigheid- en temperatuuromstandigheden
▪ Hyperemie BV ➔ minder opname stoffen
• Beschadigd
o Ook niet-vetoplosbare stoffen worden geresorbeerd b.v. bij brandwonden
▪ Huid beschadigd
• Met carriers b.v. DMSO
o Organisch solvent ➔ huid barrière meer doorlaatbaar
• Lokale toediening van corticosteroïden
o Opletten bij chronische therapie, klein beetje opname doorheen de huid ➔ accumulatie ➔
systemische neveneffecten
DISTRIBUTIE
Lever: opstapeling en metabolisatie, meestal detoxificatie. Ook andere gevasculariseerde organen zijn mogelijke
targets zoals de nier. Affiniteitsverschil ➔ voorkeur voor een bepaalde locatie
• jood (schildklier)
• lood, fluor en strontium (skelet)
o analyseren concentratie gifstoffen in bv een rib
• koolstofmonoxide (erythrocyten)
• thallium (haar)
Plaats gekend om PM een analyse te laten uitvoeren voor een bepaalde gifstof. Hoogste giftconcentratie wordt
niet steeds gevonden op de plaats van receptor. Bv lood: tast hersenen aan en toch stapelt het meest in het
skelet.
ELIMINATIE DOOR BIOTRANSFORMATIE
oxidatieproducten zijn meestal meer wateroplosbaar
oxidatieproducten kunnen gekoppeld worden aan groepen
die nogmaals de wateroplosbaarheid verhogen = conjugatie
Hoofddoel = beter wateroplosbaar maken ➔ als ion laten trappen in de urine waardoor minder reabsorptie.
Pro-drug ➔ bio-activatie proces, omzetting naar actieve stof ➔ parathion en Jacobskruiskruid. Moet in de lever
gemetaboliseerd worden. Parathion misbruikt voor vergiftiging ➔ acuut sterven.
, 10
INDUCTIE VAN CYTOCHROOM P450 = FASE I
• Geneesmiddelen (hypnotica, sedativa, stimulantia, analgetica) b.v. fenobarbital, rifampicine
o Anti-epileptica: effect kan verminderen door inductie van eigen metaboliserende enzymes ➔
dosis verhogen op termijn
• Milieufactoren (PAK’s, insecticiden (DDT), herbiciden, kleurstoffen, bewaarmiddelen, PCB’s)
o PCB pluimvee: meer afbraak van oestradiol ➔ slechte eischaal kwaliteit, verminderde
productie, zwakke jongeren
o Volwassen mannelijke ratten: versnelde metabolisatie van xenobiotica door stimulerende
werking van androgenen op cytochroom P45
▪ Minder intoxicatie van morfine en barbituraten bij mannelijke ratten = stimulatie
metabolisatie ➔ sneller eliminatie
▪ Hogere toxiciteit bij mannelijke ratten voor gechloreerde koolwaterstoffen door
verhoogde vorming van epoxiden = stimulatie metabolisatie ➔ meer toxische
metabolieten
CYP3A4 bij de mens ➔ kan
heel veel substraten van GM
afbreken.
Interactie tussen tiamuline en ionoforen, gebruiken zelfde CYP. Samen aanwezig: voorkeur voor tiamuline ➔
concentratie ionoforen gaan snel stijgen.
FASE II REACTIES OF CONJUGATIEREACTIES
• Glucuronidatie
o Deficiëntie bij katten
• Aminozuurconjugatie vb. glutamine en glycine (vogels vaak ornithine)
• Rhodanese = zwavel transferase
o Unieke reactie: specifiek enzym voor de detoxificatie van blauwzuur
(cyanide) ➔ overdracht zwavelatoom naar cyanide
o Kleine hoeveelheden kan mens en dier ontgiften
o IV injecteren in de hoop dat de detoxificatie kan blijven doorgaan
o Bv geven aan slachtoffer van mestputgassen
• Glutathione-conjugatie
o Vooral voor de detoxificatie van reductieve intermediairen b.v. paracetamol
o Verhoogde kans op intoxicatie bij glutathione (GSH) depletie (o.a. aflatoxines, selenium, …),
door oxydatieve beschadiging en lipiden peroxidatie
▪ Cysteine (SH) geven aan bv kat intoxicatie met paracetamol ➔ bouwstof van
gluthation
o Welke stoffen ondergaan glutathione conjugatie?
▪ Hydrofoob karakter
▪ Aanwezigheid van een electrofiele koolstof (C met O)
▪ Niet enzymatisch andere conjugatiereacties kunnen ondergaan
Opletten dosis paracetamol geven aan honden ➔ max 20mg per kg. Toxische dosis = 100mg per kg. Wordt soms
gebruikt als alternatief voor pijnbestrijding ➔ kan via de cascade, als de ander opties niet werken. Bv patiënten
met nier of lever problemen.
Zeer toxisch voor katten ➔ te beperkte glucuronidatie = hoofdweg voor eliminatie. Andere wegen van eliminatie
geraken zeer snel verzadigd. Omschakelen naar biotransformatie tot toxische stof ➔ binden aan hepatocyten,
wordt in de lever gevormd. Kan door gluthathion ontgiftend worden. Krijgen icterus.
