HC1 - Toxicologische basisbegrippen
Toxicologie → leer van giftige stoffen
We worden dagelijks blootgesteld aan allerlei stoffen in onze leefomgeving die ons kunnen bedreigen
Bijvoorbeeld giftige stoffen in plastic flesjes of vervuiling van medicijnen, kunnen dan
‘genotoxisch en kankerverwekkend zijn’
Blootstelling via de lucht → één van de meest bedreigende vormen van verontreiniging
WHO stelt dat elk jaar 3,8 miljoen mensen vroegtijdig ziek worden of zelfs sterven aan
luchtverontreiniging, vooral binnenshuis
Basis voor toxicologie → kennis van dierlijke gifstoffen en plantenextracten voor jacht, oorlog en moord
⇒ eerste beschrijving van 1500 BC (Eberus papyrus)
Vragen van de toxicologie:
- Welke stoffen zijn giftig, hoe giftig zijn de stoffen?
- Hoe wordt de mens eraan blootgesteld?
- Wat doet de stof precies, hoe werkt de giftige stof, wat zijn de effecten?
- Hoe zijn risico’s te vermijden of hoe is iemand te genezen?
Voorbeelden van giftige stoffen:
- Geneesmiddelen - Industrie chemicaliën - Oplosmiddelen
- Bestrijdingsmiddelen - Additieven - Stoffen uit de natuur
Dosis, wijze en moment van toediening en duur van blootstelling bepaalt uiteindelijk of je ziek wordt
Intentionele vergiftigingen
- Chemische oorlogvoering (bv mosterdgas)
- Verslavingen (bv heroïne, cocaïne, XTC)
- Zelfmoord en moord: geneesmiddelen (bv paracetamol);bestrijdingsmiddelen (bv paraquat);
giftige metalen (bv asenicum, lood);natuurproducten (bv ricine)
Paracelsus (A.P.T.B. von Hohenheim; 1493-1541) → alchemist en dokter in Salzburg
- Mensen kwamen met klachten bij hem, hij probeerde te genezen met plantenextracten
- “Alles is giftig, alleen de dosis maakt dat een ding geen gif is” → dosis bepaalt effect
Gevoeligheidsvenster in ontwikkeling → afwijkingen zijn specifiek afhankelijk van moment van
blootstelling (bv bij Softenon)
Dosis-effect-relatie: de basis van toxicologie
Bij toename dosis neemt parameter af
Uit dosis-effect-relatie kun je maten afleiden → helpt
bij stoffen vergelijken
,Toxicologische eindpunten afgeleid uit dosis-effect-relaties
- LD50 → mediane letale dosis (mg/kg lichaamsgewicht)
- LC50 → mediane letale concentratie in boden/water/lucht/voeding(mg/kg, μg/L, μg/m3)
- EC50 → concentratie met 50% effect
- NOEC →no observed effect concentration (NOAEL =noobserved adverse effect level)
- NEL →no effect level
Kunt stoffen bijvoorbeeld vergelijken op basis van LD50 waarde
Terminologie voor toxische effecten
- Acuut effect = snelwerkend (korte blootstelling
Chronisch effect = na lange tijd (lange blootstelling)
- Hepatotoxisch → werkt op lever
Nefrotoxisch → werkt op nier
Neurotoxisch → werkt op zenuwstelsel
- Allergeen → veroorzaakt allergieën
Teratogeen → veroorzaakt afwijkingen aan de vrucht (toekomstige kind)
Mutageen → veroorzaakt veranderingen in het DNA
In vivotoxiciteitstesten met zoogdieren (als modelvoor de mens)
- Acuut (oraal, dermaal, inhalatie) test: eenmalige dosis → overleving (LD50)
- Mutageniteit (Ames test; bacteriën)
- Huid sensitisatie / huid en oogirritatie
- 90-dagen toxiciteitstest (oraal): overleving biochemische eindpunten (NOEC / NOAEL)
- 2-jaar dieetstudie: carcinogeniteit etc (NOEC / NOAEL)
Steeds meer ontwikkelingen om proefdieronderzoek terug te dringen; andere methoden: in vitro en in
silico testmethoden
Risicobeoordeling
- Hoe giftig zijn de stoffen? (hazard)
- Toxiciteitstesten
- Veilige waarde afleiden; als dosis hoger is dan
veilige waarde, dan is het toxisch
- Welke veiligheidsmarge
,Maximaal toelaatbaar risiconiveau (MTR): sterftekans per jaar (10-6)
Verwaarloosbaar risiconiveau (VR): sterftekans per jaar (10-8)
Toxicologie als vakgebied
- Milieutoxicologie → effecten van stoffen in het milieu (bodem, water, lucht, voeding) op mens
- Ecotoxicologie → effecten van stoffen op het milieu (planten, dieren, micro-organismen, ecosystemen)
- Toxicologische subdisciplines:arbeidstoxicologie,immunotoxicologie, neurotoxicologie, klinische en gerechtelijke
(forensische) toxicologie, voedings toxicologie, geneesmiddelentoxicologie, genetische en reproductietoxicologie
HC2 - Stofeigenschappen
Lotgevallen in milieu en blootstelling
- Risico voor de mens van een trof hangt af van toxiciteit (hazard) én blootstelling
- De stof is belangrijk, maar om blootstelling schattingen te maken moet je ook kijken
naar het gedrag van mensen
- Lotgevallen in milieu kunnen complex zijn
- Vorm waarin stof de mens bereikt kan verschillen van die waarin hij werd uitgestoten
- Houd rekening met accumulatie in voedselketen
- Houd rekening met voedselkeuze en andere gedragingen specifiek voor bepaalde groepen
Kijken naar de emissie (hoeveel komt in milieu terecht en welke routes) en distributie en blootstelling
Allerlei routes waarlangs stoffen terecht kunnen komen in onze omgeving (voedsel, drinkwater, lucht)
Partitie- / verdelingscoëfficiënten
- Geven verhouding van concentraties van stof in twee media (bv lucht-water / water-bodem)
- Geven beeld van verspreiding van stoffen in milieu
- Zijn dus belangrijk voor bepalen van blootstelling
, Fysisch-chemische eigenschappen van stoffen (verdelingscoëfficiënten)
- Henry-constante (water-lucht) → maat voor vluchtigheid
- Dampspanning (maximale hoeveelheid stof die in lucht kan zitten) gedeeld door
wateroplosbaarheid (max hoeveelheid die in water op kan lossen)
- Groter getal betekent stof is vluchtig en zal in lucht zitten; kleiner getal is stof in water
- Octanol-water-verdelingscoëfficiënt (water-vet) → lipofiliteit
- Verdeling over n-octanol en water
-
- KOW is maat voor lipofiliteit (hydrofobie), zegt ietsover mate van ophopen in vetweefsel
- Log Kow is heel indicatief voor neiging van stof omop te hopen in levende weefsels
- Organismes hoger in voedselketen zullen meer van de stof binnenkrijgen, want
hoe hoger in de voedselketen, hoe hoger de KOW-waarde
- Omgekeerd evenredig met wateroplosbaarheid; hangt af van polariteit molecuul
- Polaire groepen: -COOH, -OH, -NO2
- Apolaire groepen: -Cl, -CH3, -C6H6
- Zuurdissciatie constante (zuur-H+) → afsplitsen vanH+ of OH-
- Evenwichtsconstante
_
Als pH = pKa, dan [Z ] = [HZ]
- Bij hoge pH is evenwicht naar rechts, bij lage pH is evenwicht naar links
- Als pH hoger is dan pKa betekent dat positief getal, positieve verhouding, dus je hebt
meer van het gedissocieerde molecuul (HZ)
- Bij hoge pH wordt veel gedissocieerd/geïoniseerd
- Alleen de ongedissocieerde vorm van een zuur/base wordt opgenomen (bij lage pH
betere opname)
- Sorptiecoëfficiënt (water-vaste stof) → hechting aan bodem/sediment of binding aan voedsel
-
- Beschrijf je met distributiecoëfficiënt
- Bepaalt hoe sterk een stof aan de bodem/sediment bindt → sterke binding is minder
wegspoeling en minder opname door andere dingen (bv planten)
Toxicologie → leer van giftige stoffen
We worden dagelijks blootgesteld aan allerlei stoffen in onze leefomgeving die ons kunnen bedreigen
Bijvoorbeeld giftige stoffen in plastic flesjes of vervuiling van medicijnen, kunnen dan
‘genotoxisch en kankerverwekkend zijn’
Blootstelling via de lucht → één van de meest bedreigende vormen van verontreiniging
WHO stelt dat elk jaar 3,8 miljoen mensen vroegtijdig ziek worden of zelfs sterven aan
luchtverontreiniging, vooral binnenshuis
Basis voor toxicologie → kennis van dierlijke gifstoffen en plantenextracten voor jacht, oorlog en moord
⇒ eerste beschrijving van 1500 BC (Eberus papyrus)
Vragen van de toxicologie:
- Welke stoffen zijn giftig, hoe giftig zijn de stoffen?
- Hoe wordt de mens eraan blootgesteld?
- Wat doet de stof precies, hoe werkt de giftige stof, wat zijn de effecten?
- Hoe zijn risico’s te vermijden of hoe is iemand te genezen?
Voorbeelden van giftige stoffen:
- Geneesmiddelen - Industrie chemicaliën - Oplosmiddelen
- Bestrijdingsmiddelen - Additieven - Stoffen uit de natuur
Dosis, wijze en moment van toediening en duur van blootstelling bepaalt uiteindelijk of je ziek wordt
Intentionele vergiftigingen
- Chemische oorlogvoering (bv mosterdgas)
- Verslavingen (bv heroïne, cocaïne, XTC)
- Zelfmoord en moord: geneesmiddelen (bv paracetamol);bestrijdingsmiddelen (bv paraquat);
giftige metalen (bv asenicum, lood);natuurproducten (bv ricine)
Paracelsus (A.P.T.B. von Hohenheim; 1493-1541) → alchemist en dokter in Salzburg
- Mensen kwamen met klachten bij hem, hij probeerde te genezen met plantenextracten
- “Alles is giftig, alleen de dosis maakt dat een ding geen gif is” → dosis bepaalt effect
Gevoeligheidsvenster in ontwikkeling → afwijkingen zijn specifiek afhankelijk van moment van
blootstelling (bv bij Softenon)
Dosis-effect-relatie: de basis van toxicologie
Bij toename dosis neemt parameter af
Uit dosis-effect-relatie kun je maten afleiden → helpt
bij stoffen vergelijken
,Toxicologische eindpunten afgeleid uit dosis-effect-relaties
- LD50 → mediane letale dosis (mg/kg lichaamsgewicht)
- LC50 → mediane letale concentratie in boden/water/lucht/voeding(mg/kg, μg/L, μg/m3)
- EC50 → concentratie met 50% effect
- NOEC →no observed effect concentration (NOAEL =noobserved adverse effect level)
- NEL →no effect level
Kunt stoffen bijvoorbeeld vergelijken op basis van LD50 waarde
Terminologie voor toxische effecten
- Acuut effect = snelwerkend (korte blootstelling
Chronisch effect = na lange tijd (lange blootstelling)
- Hepatotoxisch → werkt op lever
Nefrotoxisch → werkt op nier
Neurotoxisch → werkt op zenuwstelsel
- Allergeen → veroorzaakt allergieën
Teratogeen → veroorzaakt afwijkingen aan de vrucht (toekomstige kind)
Mutageen → veroorzaakt veranderingen in het DNA
In vivotoxiciteitstesten met zoogdieren (als modelvoor de mens)
- Acuut (oraal, dermaal, inhalatie) test: eenmalige dosis → overleving (LD50)
- Mutageniteit (Ames test; bacteriën)
- Huid sensitisatie / huid en oogirritatie
- 90-dagen toxiciteitstest (oraal): overleving biochemische eindpunten (NOEC / NOAEL)
- 2-jaar dieetstudie: carcinogeniteit etc (NOEC / NOAEL)
Steeds meer ontwikkelingen om proefdieronderzoek terug te dringen; andere methoden: in vitro en in
silico testmethoden
Risicobeoordeling
- Hoe giftig zijn de stoffen? (hazard)
- Toxiciteitstesten
- Veilige waarde afleiden; als dosis hoger is dan
veilige waarde, dan is het toxisch
- Welke veiligheidsmarge
,Maximaal toelaatbaar risiconiveau (MTR): sterftekans per jaar (10-6)
Verwaarloosbaar risiconiveau (VR): sterftekans per jaar (10-8)
Toxicologie als vakgebied
- Milieutoxicologie → effecten van stoffen in het milieu (bodem, water, lucht, voeding) op mens
- Ecotoxicologie → effecten van stoffen op het milieu (planten, dieren, micro-organismen, ecosystemen)
- Toxicologische subdisciplines:arbeidstoxicologie,immunotoxicologie, neurotoxicologie, klinische en gerechtelijke
(forensische) toxicologie, voedings toxicologie, geneesmiddelentoxicologie, genetische en reproductietoxicologie
HC2 - Stofeigenschappen
Lotgevallen in milieu en blootstelling
- Risico voor de mens van een trof hangt af van toxiciteit (hazard) én blootstelling
- De stof is belangrijk, maar om blootstelling schattingen te maken moet je ook kijken
naar het gedrag van mensen
- Lotgevallen in milieu kunnen complex zijn
- Vorm waarin stof de mens bereikt kan verschillen van die waarin hij werd uitgestoten
- Houd rekening met accumulatie in voedselketen
- Houd rekening met voedselkeuze en andere gedragingen specifiek voor bepaalde groepen
Kijken naar de emissie (hoeveel komt in milieu terecht en welke routes) en distributie en blootstelling
Allerlei routes waarlangs stoffen terecht kunnen komen in onze omgeving (voedsel, drinkwater, lucht)
Partitie- / verdelingscoëfficiënten
- Geven verhouding van concentraties van stof in twee media (bv lucht-water / water-bodem)
- Geven beeld van verspreiding van stoffen in milieu
- Zijn dus belangrijk voor bepalen van blootstelling
, Fysisch-chemische eigenschappen van stoffen (verdelingscoëfficiënten)
- Henry-constante (water-lucht) → maat voor vluchtigheid
- Dampspanning (maximale hoeveelheid stof die in lucht kan zitten) gedeeld door
wateroplosbaarheid (max hoeveelheid die in water op kan lossen)
- Groter getal betekent stof is vluchtig en zal in lucht zitten; kleiner getal is stof in water
- Octanol-water-verdelingscoëfficiënt (water-vet) → lipofiliteit
- Verdeling over n-octanol en water
-
- KOW is maat voor lipofiliteit (hydrofobie), zegt ietsover mate van ophopen in vetweefsel
- Log Kow is heel indicatief voor neiging van stof omop te hopen in levende weefsels
- Organismes hoger in voedselketen zullen meer van de stof binnenkrijgen, want
hoe hoger in de voedselketen, hoe hoger de KOW-waarde
- Omgekeerd evenredig met wateroplosbaarheid; hangt af van polariteit molecuul
- Polaire groepen: -COOH, -OH, -NO2
- Apolaire groepen: -Cl, -CH3, -C6H6
- Zuurdissciatie constante (zuur-H+) → afsplitsen vanH+ of OH-
- Evenwichtsconstante
_
Als pH = pKa, dan [Z ] = [HZ]
- Bij hoge pH is evenwicht naar rechts, bij lage pH is evenwicht naar links
- Als pH hoger is dan pKa betekent dat positief getal, positieve verhouding, dus je hebt
meer van het gedissocieerde molecuul (HZ)
- Bij hoge pH wordt veel gedissocieerd/geïoniseerd
- Alleen de ongedissocieerde vorm van een zuur/base wordt opgenomen (bij lage pH
betere opname)
- Sorptiecoëfficiënt (water-vaste stof) → hechting aan bodem/sediment of binding aan voedsel
-
- Beschrijf je met distributiecoëfficiënt
- Bepaalt hoe sterk een stof aan de bodem/sediment bindt → sterke binding is minder
wegspoeling en minder opname door andere dingen (bv planten)
