Ugrás a tartalomhoz

Környezetegészségtan

Sárváry Attila (2011)

Debreceni Egyetem

A környezeti expozíciók toxikus hatásainak megjelenési formái

A környezeti expozíciók toxikus hatásainak megjelenési formái

A xenobiotikumok a szervezetben történő eloszlásuk során elérik a célszerveket, amelyekben toxikus hatásaikat kifejtik. A kialakuló károsodás mértékét elsősorban az határozza meg, hogy a célszervben milyen koncentrációt ér el és mennyi ideig tartózkodik a toxikus anyag. Az expozíció és a mérgezés tüneteinek megjelenése között eltelt időtartam alapján megkülönböztetünk akut, szubakut és krónikus hatásokat (részletesebben lásd a fogalomtárban), melyek számos célszervet és célmolekulát károsíthatnak. Ebben a részben a xenobiotikumok szervspecifikus toxikus hatásait tekintjük át.

Neurotoxikus hatás

Sok lipidoldékony xenobiotikum eljut a lipidekben gazdag idegsejtekhez, majd felhalmozódik bennük. Ezek a neurotoxikus hatású anyagok, melyek befolyásolják, illetve károsítják mind a központi, mind a perifériás idegrendszer működését. Krónikus mérgezésben fáradtság, tanulási nehézségek, memóriazavar, álmatlanság, koncentráló- és az intellektuális képesség csökkenése, érzés- és mozgászavarok, valamint személyiségváltozások észlelhetők. Az akut hatások közül az eszméletvesztés, kóma és halál a legsúlyosabbak.

Hepatotoxikus hatás

A máj az anyagcsere legfontosabb szerve, nemcsak a szénhidrátok, lipidek, fehérjék anyagcseréjében, hanem a xenobiotikumok transzformációjában is központi szerepet játszik. A tápcsatornában felszívódott vegyi anyagokon kívül, a légutakon és a bőrön kersztül abszorbeálódott vegyületek is a májba jutnak a vérkeringéssel, s koncentrációjuk ott általában magasabb, mint a többi szervben. Ezzel magyarázható, hogy számos xenobiotikum májkárosító, azaz hepatotoxikus hatású. Ennek legkorábbi jele az epeutak hámsejtjei és a májsejtek által termelt enzimek [g-glutamil-transzpeptidáz (g-GT), aszpartát aminotranszferáz (AST)] aktivitásának emelkedése a vérplazmában, ami a sejtmembrán permeabilitás megnövekedésének következménye. Krónikus expozíció esetén a májsejtek elhalása, a máj kóros elzsírosodása, májgyulladás és májzsugor alakulhat ki. Akut mérgezésben a leggyakoribb a sárgasággal járó májgyulladás.

Nefrotoxikus hatás

A legtöbb toxikus anyag a vese glomerulusain a vérplazmából filtrációval a vesetubulusokba választódik ki, majd ürül a vizelettel, míg a szervezet számára fontos kismolekulájú vegyületek (ásványi anyagok, aminosavak, vitaminok) és a 40 kD-nál kisebb molekulatömegű plazmaproteinek ( beta-2-mikroglobulin, retinolkötő protein) a tubulusokban újra felszívódnak (reabszorpció). Az exkréció során azonban a vesében a xenobiotikumok koncentrációja lényegesen magasabb, mint a vérben és egyéb szövetekben. Azok a vegyi anyagok, amelyek a vesékben felhalmozódva károsodást okoznak, nefrotoxikus hatásúak. Krónikus mérgezésben a vesetubulusok károsodásának korai jele a kis molekulatömegű fehérjék fokozott ürítése (reabszorpció csökkenése miatt) és megjelenése a vizeletben. A ~60 kD molekulatömegű albumin exkréciója elsősorban a glomerulusok károsodására utal. Mindezek következtében először enyhe, majd súlyos veseelégtelenség alakulhat ki. Akut expozíció a tubulussejtek elhalását okozza.

Mielotoxikus hatás

A csontvelő a vérképzés legfontosabb szerve, egyaránt szerepet játszik a különböző fehérvérsejt szubpopulációk, vörösvértestek, valamint a vérlemezkék (trombociták) termelésében. A mielotoxikus anyagok a csontvelőt károsítják, hatásukra csökkenhet az egyes sejttípusok, vagy valamennyi sejtféleség produkciója. A fehérvérsejtek termelésében ezzel ellentétes változások is bekövetkezhetnek, ami különböző típusú leukémiák kialakulásához vezethet.

Immuntoxikus hatás

Az immunrendszer kulcsfontosságú a szervezet baktériumokkal és vírusokkal szembeni védekezésében. Az utóbbi évtizedekben állapították meg, hogy számos környezetszennyező anyag károsan befolyásolja az immunrendszer működését, azaz immuntoxikus hatású. Az immuntoxikus hatású anyagok csökkenthetik a szervezet mikroorganizmusok elleni természetes és specifikus védekezőképességét (immunszuppresszió). Az immunszuppresszió következménye a baktériumok és a vírusok által okozott fertőző betegségek gyakoriságának fokozódása. Más esetekben a toxikus anyagokkal szemben túlérzékenység (hiperszenzitivitás) alakulhat ki, ami allergiához vezethet. Az allergiás eredetű betegségek általában a légzőszervekben (asztma), és a bőrön (bőrgyulladás) fejlődnek ki.

Reprodukciós toxikus hatás

A reprodukciós toxikus hatású anyagok károsan befolyásolják a férfi, illetve a női ivarszervek működését. Férfiaknál csökkenthetik a spermiumok számát és mobilitását, ami a megtermékenyítő képesség zavaraihoz vezet, míg a nőknél a fogamzóképesség csökkenését okozzák.

Teratogén hatás

A teratogén hatású anyagok átjutnak a placentán és a fogamzástól a születésig károsíthatják a magzat fejlődését. Az expozíció következményei attól függnek, hogy az a terhesség melyik időszakában következett be. Embernél az első két hét során bekövetkező expozíciók valószínűleg az embrió halálát okozzák.  Az embrió a 2. – 12. hét közötti periódusban a legérzékenyebb a teratogén hatásokra. A főbb fizikai fejlődési rendellenességek (testi hibák) ekkor, a szellemiek pedig többnyire a 20. héttől a születésig alakulhatnak ki.

Genotoxikus és mutagén hatások

Számos környezetszennyező vegyület genotoxikus hatása következtében olyan eltérések jönnek létre a sejtmagban található dezoxiribonukleinsav (DNS) molekulákban, melyek a DNS által tárolt genetikai információt megváltoztatják. A kialakult, úgynevezett elsődleges károsodásokat a sejtek DNS reparációs mechanizmusa kijavíthatja. Ha ez nem sikerül, akkor a károsodások rögzülnek és a sejtek genetikai állományában maradandó és az utódsejtekre átöröklődő változások jönnek létre. A DNS molekulák szekvenciáiban bekövetkezett eltérések okozhatnak génmutációt, megváltoztathatják a kromoszómák számát és szerkezetét. Az ivarsejtekben kialakult mutációk öröklődnek és több generáción keresztül fennmaradhatnak. A genotoxikus hatások meghatározó szerepet játszanak a fejlődési rendellenességek, daganatos betegségek kialakulásában.  Így például a rákkeltő vegyi anyagok többsége mutagén hatású is, ezeket genotoxikus karcinogéneknek nevezzük.

Karcinogén hatás

A környezetben előforduló toxikus anyagok rosszindulatú daganatos betegségeket is okozhatnak. Ezek a rákkeltő, vagy másképpen karcinogén hatású xenobiotikumok. A daganatos betegségek kifejlődése komplex, egymást követő génmutációk eredménye, azokban genotoxikus és nem-genotoxikus mechanizmusok egyaránt szerepet játszhatnak. A DNS károsodások indukciója és a transzformált sejtek inváziója között általában hosszú, akár 15-30 év lappangási idő is eltelhet. A környezetben és a munkahelyeken megtalálható kémiai anyagok lehetséges rákkeltő hatásait világszerte szisztematikusan vizsgálják. A kutatások eredményeit 1974 óta összegzi a Lyonban működő Nemzetközi Rákkutató Intézet [International Agency for Research on Cancer (IARC)] és az adatok elemzése alapján a vegyi anyagokat négy kategóriába sorolja. Az első kategóriába az emberben bizonyítottan, a 2A kategóriába az emberben valószínűleg, a 2B kategóriába az emberben feltételezhetően rákkeltő hatású kémiai anyagok tartoznak, míg a 3. kategóriába soroltak esetében a humán karcinogenitás nem igazolt. A 4. katerógiába sorolt anyagok emberben valószínűleg nem rákkeltők.