Mechanizmy działania toksycznego 
Mechanizm działania toksycznego: 
TOKSYCZNOŚĆ:  
Zdolność substancji chemicznej do wywołania uszkodzeń w organizmie, które 
prowadzą do zaburzeń w jego funkcjonowaniu, objawiajacych się w postaci 
zatrucia . 
 
FAZY ZATRUCIA: 

1. 

Wniknięcie, wchłoniecie i dystrybucja substancji toksycznej. 

2. 

Osiągnięcie w czasie możliwości kompensacyjnych organizmu. 

3. 

Interakcje z cząsteczkami i makrocząsteczkami komórek ich 
elementami strukturalnymi i mechanizmami naprawczymi. 

4. 

Upośledzenie funkcji komórki, jej śmierć, zniszczenie narządu lub 
organizmu. 

 
EFEKT TOKSYCZNY: 
Substancja podział: egzogenna, endogenna 

  doprowadzenie substancji do miejsca docelowego – białka, lipidy, 

receptory, enzymy, DNA  

  stężenia, czasu oddziaływania, 
  Mechanizm działania toksycznego: 

To pojecie bardzo ogólne, obejmuje działanie: 
 -OSTRE, 
-PRZEWLEKŁE, 
-ODLEGŁE, 

  Poznano dla niektórych substancji toksycznych. 
  Mechanizm działania toksycznego: 

 
Działanie fizyczne: 

  kiedy substancja działa przez samą swoją fizyczną obecność w 

określonym obszarze ustroju, 

wytracanie  się substancji w kanalikach nerkowych i blokowanie procesu 
tworzenia  
(sulfonamidy, sole wapnia, salicylany) 
 
Działanie chemiczne: 

  kiedy efekt toksyczny uwarunkowany jest zajściem reakcji chemicznej 

miedzy trucizną a określonym układem biologicznym, 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.  
Deficyt tlenu: 
Norma O

2

 : 21% w powietrzu atmosferycznym, 

                   760 mmHg – ciśnienie atmosferyczne, 
                   100 mmHg – ciśnienie parcjalne we krwi, 

   80-90 mmHg – dyskomfort, 
  < 70 mmHg – utrata przytomności, 

niskie ciś. w pow. atmosferycznym – wysoko w górach, 
 stęż. O

2

 w pow. Atmosferycznym – studzienki, procesy gnilne.  

 
Mechanizm działania toksycznego: 
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.  
 
Toksyczne niedokrwistości: 
prawidłowe ciś, parcjalne O

2

 we krwi ale zbyt mało hemoglobiny, 

  hemoliza krwinek: arsenowodór, chloronitrobenzen, 
  zahamowanie syntezy hemoglobiny: ołów, 
  uszkodzenie szpiku: benzen,  

                                       promieniowanie X,  
                                       cytostatyki,  
                                       antymetabolity 
Mechanizm działania toksycznego: 
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.  
Unieczynnienie hemoglobiny: 
kiedy prawidłowe ciśnienie parcjalne tlenu, prawidłowy poziom hemoglobiny, 

  Tlenek węgla: HbO

2

 + CO  HbCO + O

2

  

200-300x większe powinowactwo do Hb, 
0,1% w pow. wdychanym   50-60% zablokowanie Hb  
/ śpiączka, porażenie ośrodka oddechowego, zmiany w mózgu / 

  azotan (III) sodu, aminy aromatyczne:  

Hb(Fe

2+

) + utleniacz  Met Hb(Fe

3+

) 

forma utleniona nie przenosi tlenu, 
60-70% methemoglobiny  zgon 
  
Mechanizm działania toksycznego: 
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.  
 
Zablokowanie oddychania tkankowego: 
w mitochondriach komórkowych zachodzą procesy łańcucha oddechowego,  
dochodzi do odwodorowania substratów,  
jony H

+

 są transportowane wzdłuż łańcucha oddechowego gdzie reagują z 

jonami O

2-

 tworząc H

2

O, 

enzymem warunkującym reakcje łańcucha oddechowego jest  
oksydaza   cytochromowa 
CO, cyjanki, azydek – blokery oksydazy cytochromowej, 
Kompleks cytochrom – CN powoduje porażenie ośrodka oddechowego i zgon. 
/wersenian dikobaltowy/ 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
-niedotlenienie tkanek lub nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania.  
 
Rozprężenie oksydacyjnej fosforylacji: 

  Reakcje łańcucha oddechowego są egzotermiczne, 
  uwalniana energia jest magazynowana w reakcji endotermicznej 

oksydacyjnej fosforylacji: 

ADP + P  ATP 

  związki z grupy 2,4 dinitrofenole do zahamowania fosforylacji  

nadmierne uwalnianie energii  wzrost ciepłoty ciała  zgon  

 
Mechanizm działania toksycznego: 
-inhibitory reakcji enzymatycznych.  
 
Enzymy: 

  Białka, które katalizują ważne życiowo reakcje chemiczne w 

organizmie, zawierają tzw. centrum aktywne, które łączy się z 
substratem tworząc kompleks  E-S, 

  Trucizny działają jak inhibitory ponieważ: 

- mają analogiczna budowę steryczną tworząc kompleks EI – inhibicja 
kompetycyjna, 
- wiążą się poza centrum aktywnym – inhibicja niekompetycyjna, 
- mogą blokować grupy funkcyjne koenzymów – blokowanie reakcji red-ox  
 
Mechanizm działania toksycznego: 
-inhibitory reakcji enzymatycznych. 
 
Inhibitory esterazy acetylocholinowej: p- nitrofenol 

-powoduje  wzrost ACh w synapsach i na zakończeniach nerwowych, 
-obj. nikotynowe i muskarynowe, 
Fluorooctan: 
-silnie toksyczny pestycyd na gryzonie, 
-tworzy kompleks akonitaza-fluorocytrynian przerywając cykl Krebsa, 
-obj, arytmia /wapń/, wymioty, ataki padaczki „grand mal”, zapaść, zgon, 
Luizyt i tlenek arsenu (III): 

- 

związki As

3+

 reaguja z grupami SH enzymów i koenzymów  

 np. kwas liponowy – niezbedny w cyklu Krbsa. 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodźców w układzie nerwowym 
 

  Trucizny wywierają efekt toksyczny poprzez bezpośrednią reakcję  z 

receptorami układu nerwowego. 

  Receptor to wyspecjalizowane białko odbierające informacje ze 

środowiska zewnętrzkomórkowego i przekazujące je do odpowiednich 
elementów efektorowych. 

  Acetylocholina to neuroprzekaźnik, który działa poprzez receptory 

związane z kanałem jonowym = nikotynowym, 

     receptory sprzężone z białkiem G = muskarynowym, 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodźców w układzie nerwowym 

 

  Agoniści receptora cholinergicznego: 

Substancje wykazujące analogię strukturalną do ACh, np. muskaryna, 
występująca w muchomorze Amantia muscaria, 
Objawy zatrucia : łzawienie, ślinotok, duszność, bóle brzucha,  

  Substancje blokujące receptor cholinergiczny: 

tworzy praktycznie nieodwracalne połączenia z receptorem, 
powstały kompleks traci zdolność depolaryzacji bł,komórkowej i przewodzenia 
bodźców 
Tubokuraryna – alkaloid stosowany przez Indian, lub współcześnie – zwiotczenie 
mięśni przed operacjami, w tężcu, zatruciu struchniną /neostygmina + sztuczne 
oddychanie/  

  Substancje blokujące uwalnianie acetylocholiny: 

Botulina- toksyna łącząca się z bł.presynaptyczną blokuje kanały uwalniania Ach 
do przestrzeni synaptycznej, dochodzi do porażenia mięśni. 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodźców w układzie nerwowym 
 
Glikozydy nasercowe 
  
wiązanie z Na

+

 ,K

+ 

 ATP- azą, 

  
Hamowanie wypływu jonów Na

+

 z komórki, 

  
Wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego Ca

2+

, 

  
Wzrost pobudliwości i kurczliwości mięśnia sercowego 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
-Wpływ trucizn na procesy przewodzenia bodźców w układzie nerwowym 
 
Substancje wpływające na migrację jonów sodu przez błonę neuronu: 
Tetradotoksyny: 

• 

subs.wytwarzana w wątrobie ryb z Japonii, 

• 

dochodzi do porażenia mm. szkieletowych, 

• 

zablokowaniu ulegają kanały Na

+

 (brak transportu do wnętrza asonu), 

 Batrachotoksyna: 

• 

sterydowa trucizna zawarta w skórze południowo-amerykanskiej żaby, 

• 

zwiększa przepływ jonów sodu również w stanie spoczynku 

• 

znosi działanie tetradoksyny. 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
STRES OKSYDACYJNY: 
 
Stan charakteryzujący się obecnością zwiększonej ilości reaktywnych wolnych 
rodników, których komórka nie jest w stanie zdetoksykować. 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
STRES OKSYDACYJNY. 
Rodnikami są cząsteczki zawierające co najmniej jeden niespreparowany 
elektron. Powstają w wyniku homologicznego rozszczepiania wiązania lub w 
reakcjach red.-ox. 
PODZIAŁ: 
Tlenowe:                                                 Nietlenowe: 
*O

2 

     - anionorodnik ponadtlenkowy,               L*     - rodnik lipidowy, 

*OH    – rodnik hydroksylowy,                           R-S*  - rodnik tiolowy, 
RO*     - rodnik alkoksylowy,                              H*     - rodnik wodorowy 
ROO*  - rodnik nadtlenkowy 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
STRES OKSYDACYJNY. 
      
Endogenne źródła aktywnych form tlenu:  

  reakcje katalizowane przez cytochrom P-450, 
  peroksydazy i katalazy 
  mitochondrialny transport elektronów, 
  mikrosomalny łańcuch przenoszenia elektronów, 
  leukocyty i makrofagi 

Egzogenne źródła aktywnych form tlenu: 

  promieniowanie UV i Roentgena, 
  dym tytoniowy i zanieczyszczenia powietrza, 
  środki spożywcze, 
  niektóre leki – cytostatyki. 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
STRES OKSYDACYJNY.      

  Mutacje – procesy nowotworowe, 
  Peroksydacja lipidów – uszkodzenie błon biologicznych, 
  Utlenianie białek z grupą zawierającą siarkę  - spadek aktywności 

enzymów, 

  Miażdżyca tętnic – utlenianie frakcji LDL, 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
STRES OKSYDACYJNY. 
      
Antyoksydanty – substancje chroniące organizm przed uszkodzeniami 
wywołanymi przez wolne rodniki. 
Enzymatyczne: 

  Dysmutaza ponadtlenkowa, 
  Katalaza, 
  Peroksydaza glutationu, 

Nieenzymatyczne: 

  Witaminy C i E, 
  Β- karotn, 
  Zredukowany glutation, 
  Ceruloplazmina, 
  Kwas liponowy. 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
Działanie chemiczne: 
     Karcynogeny  
    są substancjami, które mogą wywoływać zmiany  
    metabolizmu  i procesy różnicowania komórek,  
    
     działając geno- lub epi – toksycznie. 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
Działanie chemiczne: 
 Karcynogeny genotoksyczne: 

• 

bezpośrednie – elektrofilowe związki organiczne reagujące z DNA 

np. etylenoimina, iperyt siarkowy, 

• 

pośrednie – ich metabolity są karcynogenami reagującymi z DNA  

np. chlorek winilu, benzopiren 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
Działanie chemiczne: 
 Karcynogeny epigenetyczne: 

• 

Hormony 

• 

Substancje immmunosupresyjne 

• 

Kokancerogeny 

• 

promotory 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
Działanie chemiczne: 
Karcynogeny genotoksyczne: 

• 

bezpośrednie – elektrofilowe związki organiczne reagujące z DNA 

np. etylenoimina, iperyt siarkowy, 

• 

pośrednie – ich metabolity są karcynogenami reagującymi z DNA  

np. chlorek winilu, benzopiren 
 Karcynogeny epigenetyczne: 

• 

sterydowa trucizna zawarta w skórze południowo-amerykanskiej żaby, 

• 

zwiększa przepływ jonów sodu również w stanie spoczynku 

• 

znosi działanie tetradoksyny. 

 
Mechanizm działania toksycznego: 
Działanie fizyczne: 
 
dotyczy substancji organicznych , nieelektrolitowych, dobrze rozpuszczalne w 
tłuszczach, 
  
łatwe przenikanie przez barierę krew/mózg, 
  
Gromadzenie  + przerwanie ważnych życiowo funkcji neuronu, 
  
efekt narkotyczny 
 
Mechanizm działania toksycznego: 
Komórka nerwowa: 

  Ciało (perikarion), 
  Wypustki : dendryty, 

                       neuryt (akson), 

  kom. o intensywnej przemianie energetycznej, 
  otoczona środowiskiem bogatolipidowym, 
  substancje lipotropowe (toksyczne) zmieniają warunki kontaktu między 

neuronem a jego środowiskiem, po osiągnięciu stężenia krytycznego 
neuron traci zdolność regulowania procesów przewodzenia bodźców 
NEKROZA