Transcript Parte2 - Infermieri Pisa

Il danno da sostanze chimiche può essere schematicamente diviso in due tipi:
a) DANNO DIFFUSO DA AGENTI CHIMICI l’entità del danno dipende sempre dalla
dose e dalla durata del contatto e si verifica come conseguenza di proprietà comuni
a molte sostanze chimiche quali quelle di provocare:
- variazioni del pH
- solubilizzazione di costituenti cellulari
- denaturazione delle proteine
b) DANNO SELETTIVO DA AGENTI CHIMICI  si verifica quando gli agenti chimici
alterano uno specifico costituente cellulare provocandone la riduzione o la perdita
della funzione. Gli agenti chimici responsabili di questo tipo di danno sono detti
VELENI o TOSSICI.
Sostanze tossiche naturali: VELENI ANIMALI
Sostanze tossiche naturali:
VELENI FUNGINI
Rischi “differenziali”
INQUIINANTI ALL’APERTO : Malattie apparato Respiratorio
PRINCIPALI DANNI DA TOSSICI PROFESSIONALI
Sostanza chimica (VELENO o TOSSINA)  reazione specifica con strutture
chimiche biologicamente importanti  lesione della funzione
L’AZIONE TOSSICA DIPENDE STRETTAMENTE DALLA DOSE: in pratica
ogni sostanza chimica può essere un veleno purchè somministrata nella dose
giusta (es. farmaci).
Dose Minima Letale: quantità minima che è capace di uccidere tutti gli
animali di una determinata specie e di un determinato peso in un
determinato tempo.
Dose Letale 50% (DL50): quantità minima che è capace di uccidere il 50%
degli animali trattati, tutti appartenenti alla stessa specie, in un dato
tempo.
Tossicità acuta
 provocata da una dose singola
Tossicità cronica  somma di piccole azioni tossiche ripetute per
molto tempo
Nel valutare l’azione tossica di una sostanza assume grande
importanza anche la via
di somministrazione, che può
influenzare:
-
la DL50
il tempo di comparsa dei sintomi
la gravità dei sintomi
la natura dei sintomi
Meccanismi di difesa contro l’azione tossica delle sostanze chimiche
- vomito, diarrea, emorragia
- pannicolo adiposo sottocutaneo  sottrae al sangue quantità non indifferenti
di tossici quando questi siano solubili nei grassi e abbiano un coefficiente di ripartizione
fra acqua e grassi nettamente spostato a favore dei secondi (es. DDT  spiccata
solubilità nei grassi  molto poco tossico per i mammiferi ma estremamente velenoso
per gli insetti)
- reazione con strutture meno importanti che impediscono il contatto con
strutture di importanza vitale (es. denaturazione delle proteine)
- potere tamponante dei liquidi biologici
- sostanze antiossidanti
- trasformazione della struttura chimica della sostanza
tossica al fine di renderla più facilmente eliminabile o comunque
meno tossica
a) di tipo demolitivo
b) combinazione con altre sostanze  SINTESI PROTETTIVE
PERCHE’ SI SONO EVOLUTI I SISTEMI
METABOLICI PER LA DEGRADAZIONE DEGLI
XENOBIOTICI?
UNA DELLE PIU’ COMUNI SORGENTI DI
RAPPRESENTATA DAI VEGETALI DELLA DIETA.
MOLTE PIANTE CONTENGONO SOSTANZE
PROPRIETA’ TOSSICHE  FITOALLEXINE.
XENOBIOTICI
CHIMICHE
E’
CON
Es. FUNGHI VELENOSI
GLI ANIMALI (SOPRATTUTTO VEGETARIANI) DOVENDO NUTRIRSI
NECESSARIAMENTE DELLE PIANTE CHE SI TROVANO NEL LORO
AMBIENTE
HANNO
DOVUTO
SVILUPPARE,
PER
POTER
SOPRAVVIVERE, LA CAPACITA’ DI METABOLIZZARE E RENDERE
NON PERICOLOSE TALI SOSTANZE.
PRINCIPALI SORGENTI DI ESPOSIZIONE A
XENOBIOTICI PER L’UOMO.
- INQUINAMENTO AMBIENTALE
- ADDITIVI ALIMENTARI
- PRODOTTI COSMETICI
- PRODOTTI CHIMICI PER L’AGRICOLTURA
- FARMACI
POICHE’ MOLTI FARMACI DERIVANO DA SOSTANZE CHIMICHE
DI ORIGINE VEGETALE, NON DEVE SORPRENDERE CHE I
FARMACI VENGANO METABOLIZZATI DAGLI STESSI SISTEMI
ENZIMATICI CHE SI SONO EVOLUTI PER DEGRADARE GLI
XENOBIOTICI DI ORIGINE NATURALE.
LA MAGGIOR PARTE DEGLI XENOBIOTICI E’ COSTITUITA
DA
SOSTANZE
LIPOFILE
METABOLIZZATE,
CHE,
NON
SE
NON
POTREBBERO
VENISSERO
ESSERE
EFFICACEMENTE ELIMINATE E QUINDI TENDEREBBERO
AD ACCUMULARSI NELL’ORGANISMO CON CONSEGUENTI
EFFETTI TOSSICI.
IN
GENERALE,
QUINDI,
LO
SCOPO
METABOLISMO
DEGLI
XENOBIOTICI
TRASFORMARE
QUESTE
SOSTANZE
PRINCIPALE
E’
DEL
QUELLO
DI
IDROFOBICHE
IN
PRODOTTI CHE POSSANO ESSERE FACILMENTE ESCRETI
CON LE URINE O CON LA BILE.
REAZIONI DI FASE II
REAZIONI DI FASE I
- coniugazioni con ac.
glucoronico o ac. solforico
- coniug. con aminoacidi
- metilazione
- idrolisi
- riduzione
- ossidazione
SOSTANZA
TOSSICA
METABOLITA
PRIMARIO
ESCREZIONE NELLE URINE, NELLE FECI O
ATTRAVERSO LA BILE
METABOLITA
SECONDARIO
N.B. Esistono anche trasformazioni metaboliche che
provocano un aumento della tossicità di una sostanza
a) attraverso la degradazione della sostanza di
partenza
b) mediante la combinazione del tossico con
sostanze prodotte dall’organismo  sintesi letale
Cancerogeno
terminale
Enzimi di fase I
I RADICALI LIBERI sono atomi o molecole che possiedono un elettrone
spaiato nell’orbita più esterna.
 SONO INSTABILI
 SONO MOLTO REATTIVI
 TENDONO AD AVVIARE REAZIONI A CATENA
e- spaiato
Come si formano i radicali liberi?
A) L’energia fornita dall’ambiente può scindere il legame covalente
fra due atomi (scissione omolitica) in modo tale che un elettrone
rimane attaccato ad una delle due parti.
Es. RADIOLISI DELL’ACQUA
H2O
radiazione
H• + OH•
OH• + OH•  H2O2
H• + H•  H2
H• + H2O2  OH• + H2O
OH• + H2  H• + H2O
hν
SCISSIONE OMOLITICA: l’energia
trasportata dalla radiazione ionizzante
rompe il legame covalente fra l’atomo
di ossigeno e uno degli atomi di idrogeno
H
H
elettroni
spaiati
O
O
H
H
B) Reazioni di ossido-riduzione che avvengono durante i normali processi metabolici. Gli atomi più
suscettibili possono catturare un elettrone (anche in assenza di una sorgente esterna di energia)
che, per esempio, deriva dalla catena mitocondriale di trasporto degli elettroni.
L’accettore principale di elettroni derivanti dalla catena respiratoria è l’ossigeno.
PARADOSSO DELL’OSSIGENO: l’ossigeno è indispensabile per la vita, ma è anche
tossico; nessun animale che respiri può sopravvivere
in presenza di ossigeno puro.
Durante la normale respirazione l’ossigeno viene sequenzialmente ridotto dall’aggiunta di quattro
elettroni per formare H2O.
C) I metalli di transizione (es. Fe, Cu, Zn), che possono cambiare valenza, partecipano ai trasferimenti
di elettroni come accettori o donatori; quando si trovano liberi nei tessuti continuano a svolgere tale
funzione e generano radicali liberi in modo incontrollato.
Es. Reazione di Fenton
H2O2 + Fe2+  OH• + OH- + Fe3+
Poiché la maggior parte del Fe intracellulare libero è nella forma ferrica (Fe3+) deve
essere prima ridotto alla forma ferrosa (Fe2+) per poter partecipare alla reazione di
Fenton. Tale riduzione può essere aumentata in presenza di superossido:
O2- + Fe3+  O2 + Fe2+
Nell’insiema si ha la cosiddetta reazione di Haber-Weiss catalizzata dal ferro:
Reazione di Haber-Weiss
O2- + H2O2
Fe
OH• + OH- + O2
D) Metabolismo enzimatico di sostanze chimiche esogene e farmaci.
Es. Scissione omolitica del tetracloruro di carbonio
CCl4
P 450
CCl3• + Cl-
E) L’ NO (ossido di azoto), un importante mediatore chimico generato da cellule endoteliali,
macrofagi, neuroni e altri tipi cellulari, può agire come radicale libero e può essere
trasformato in ONOO- (anione perossinitrito) NO2• NO3•
Bersagli:
- lipidi
- carboidrati
- proteine
- acidi nucleici
Conseguenze:
- distorsione molecole
- rottura molecole
- formazione di legami crociati (cross-linking)
Nell’azione dei radicali liberi si possono distinguere tre fasi:
innesco - propagazione - arresto
A) INNESCO: consiste nella formazione di RL con uno dei meccanismi descritti precedentemente.
R-R  R• + R•
B) PROPAGAZIONE: reazione di trasferimento del radicale su altri atomi o gruppi.
R• + QH  RH + Q•
R• + Q-Q  R-Q + Q•
N.B. Il numero dei RL prima e dopo la reazione rimane invariato.
C) ARRESTO: la catema di reazioni termina quando i radicali che si propagano vengono rimossi
per ricombinazione casuale con altri radicali di altre catene.
R• + R•  R-R
R• + Q•  R-Q
R• + ROO•  ROOR
L’effetto finale dell’attacco radicalico è una LESIONE
MOLECOLARE
Esistono due principali linee di difesa:
- ENZIMI ANTIOSSIDANTI (che eliminano i due reagenti principali, il radicale
superossido e il perossido di idrogeno, cosicchè essi non possono più reagire
attraverso la reazione di Haber-Weiss e produrre il pericolosissimo radicale
OH•
SUPEROSSIDO
DISMUTASI (SOD)
O2- + O2 + 2H  H2O2
CATALASI
H2O2 + H2O2  2 H2O + O2
GLUTATIONE
PEROSSIDASI
H2O2 + 2 GSH  GSSG + 2 H2O
2 OH• + 2 GSH  GSSG + 2 H2O
- SOSTANZE
ANTIOSSIDANTI: possono bloccare le reazioni di formazione
(innesco) dei radicali liberi oppure inattivare (scavengescavengers) i
radicali conducendo a reazioni di arresto.
a) IDROSOLUBILI  ac. ascorbico (vit. C); glutatione
b) LIPOSOLUBILI  vitamina E (alfa-tocoferolo); beta-carotene
(precursore della vitamina A)
LA PRODUZIONE DI RADICALI
La LIBERI
produzione
di radicali
liberi può
PUO’ INDURRE
DANNO
indurre
dannoAcellulare
diversi livelli.
CELLULARE
DIVERSIaLIVELLI
…. ED ESSERE ALLA BASE DI GRAVI PATOLOGIE
Cause fisiche:
i Traumi
Cause fisiche:
Le Radiazioni
RADIAZIONI  propagazione ondulatoria di energia nello spazio di
natura corpuscolare o elettromagnetica
ALTERAZIONI
STRUTTURA
ATOMICA
EFFETTI A
LIVELLO
CHIMICO
LESIONE
BIOLOGICA
Raggi α (nuclei di elio) massa 4 carica 2+
Raggi β (e-) massa trascurabile carica 1-
NATURALI
Raggi γ (onde elettromagnetiche)
ARTIFICIALI  Raggi X (vengono generati quando un fascio di elettroni colpisce un
bersaglio nel vuoto)
La λ dei raggi X dipende dal voltaggio usato per accelerare il
fascio di elettroni
Es.
70 kv  raggi “molli” (poco penetranti)
250 kV  raggi più “duri”
milioni di V  radioterapia dei tumori
CURIE  attività di 1 g di radio che si trasforma mediante emissione di
particelle α in radon con un tempo di dimezzamento di 1620 anni
(1C = 3.7x1011 disintegrazioni al secondo)
ROENTGEN  quantità di radiazione X o γ che libera 1 unità
elettrostatica di coppie cariche +/- in 1 cm3 di aria a t e p
standard (unità che si riferisce alla quantità di ionizzazione
prodotta nell’aria) (1R = 83 erg/g di aria)
RAD (radiation adsorbed dose)  definisce gli erg di energia assorbiti da un
tessuto quando è colpito da radiazioni (1 rad = 100 erg/g)
GRAY  dose assorbita da 1 Kg di tessuto quando l’energia impartita alla
materia dalle radiazioni ionizzanti è di 1 Joule per Kg
r.e.m. (roentgen equivalent man)  descrive l’effetto biologico prodotto da
un rad di radiazione ad alta energia (quantità di radiazioni
di qualsiasi tipo che produce lo stesso effetto biologico di
1 R nell’uomo)
ATTRAVERSANDO LA MATERIA LE RADIAZIONI CEDONO ENERGIA CHE VIENE
ASSORBITA DAGLI ATOMI E DALLE MOLECOLE E PORTA A TUTTA UNA VARIETA’
DI EVENTI CHIMICO-FISICI.
IONIZZAZIONE = espulsione di un elettrone dall’orbita più periferica
Gli effetti chimico-fisici sono diversi a
seconda del tipo di radiazione:
raggi β  poco penetranti
raggi α  potere penetrazione
minimo
raggi X e γ  grande penetrazione
(tanto ↑ quanto ↓ è λ)
Si distinguono un’azione DIRETTA (meno probabile) ed un’azione
INDIRETTA (attraverso l’azione sull’acqua, più probabile).
AZIONE INDIRETTA
RADIAZIONE
RADIOLISI DELL’ACQUA
FORMAZIONE DI
RADICALI LIBERI
DANNO ALLE
MACROMOLECOLE
BIOLOGICHE
Se la dose è molto alta (>10000 r)  morte
immediata delle cellule (morte interfasica).
Effetti a livello cellulare:
- inibizione sintesi DNA
- mitosi rallentata
- sintesi scoordinata DNA  cellule giganti
- anomalie mitosi  rottura cromosomi
- rallentamento velocità di crescita
Le cellule sono più sensibili al danno da
radiazioni durante la meiosi.
NON TUTTE LE CELLULE SONO UGUALMENTE SENSIBILI AL DANNO DA
RADIAZIONI
LA SENSIBILITA’ DELLE CELLULE ALLE RADIAZIONI E’ DIRETTAMENTE
PROPORZIONALE ALLA LORO ATTIVITA’ RIPRODUTTIVA E INVERSAMENTE
PROPORZIONALE AL LORO GRADO DI DIFFERENZIAZIONE
Conseguenze non-neoplastiche delle radiazioni
TUMORI DA RADIAZIONI
Le radiazioni eccitanti non sono assorbite con uguale intensità da tutte le sostanze (spettro dii
assorbimento)
Radiazioni INFRAROSSE  sono assorbite specialmente dai corpi scuri (melanina) ed hanno
essenzialmente un effetto termico
λ > 320 nm  praticamente non assorbite dai tessuti
Radiazioni ULTRAVIOLETTE
300 < λ < 250 nm  effetto biologico
265 nm  DNA
280 nm  proteine
Effetti patologici della radiazione solare:
- eritema solare
- ipercheratosi
- iperpigmentazione
- congiuntivite da UV
- tumori cutanei
Il bersaglio fondamentale delle radiazioni ultraviolette è il DNA
 Formazione dei DIMERI DI TIMINA
Lo xeroderma pigmentoso è una
malattia
ereditaria
autosomica
recessiva ed è causata da mutazioni
dei geni che codificano per proteine
coinvolte
nei
meccanismi
di
riparazione del DNA.
I pazienti affetti da questa
malattia sono ipersensibili alle
radiazioni UV e sviluppano con alta
incidenza epiteliomi e melanomi, se
si espongono al sole.
RIPARAZIONE ENZIMATICA DEI DIMERI DI TIMINA NEL DNA.
Cause fisiche:
l’Energia Elettrica
L’intensità e il tipo di danno indotti dalla CORRENTE
ELETTRICA dipendono da alcuni parametri fisici:
- A parità di voltaggio e amperaggio, una corrente
alternata è 3-5 volte più pericolosa di una corrente
continua e la pericolosità dipende in effetti dalla
frequenza. Le correnti alternate con frequenza bassa
(50-60 Hz), cioè quelle usate per tutti gli impieghi più
comuni nella gran parte dei paesi del mondo, sono più
pericolose di quelle a frequenza alta.
- La resistenza offerta dai tessuti al passaggio di
corrente, misurata in ohm/cm2 (Ω/cm2), è un fattore
determinante in quanto da essa dipende l’effetto
termico (effetto Joule) del passaggio di elettricità.
EFFETTI PATOLOGICI
DELLE ALTE E BASSE
TEMPERATURE
UNO DEI MECCANISMI OMEOSTATICI PIU’ IMPORTANTI E’
QUELLO DEPUTATO AL MANTENIMENTO DI UNA
TEMPERATURA CORPOREA COSTANTE.
Organismi PECILOTERMI
(tutti gli animali inferiori fino
agli anfibi e ai rettili)
TEMPERATURA
CORPOREA
Organismi OMEOTERMI
(animali a sangue caldo)
La temperatura corporea dei pecilotermi
dipende direttamente dalla temperatura
dell’ambiente
Gli organismi OMEOTERMI sono invece capaci di mantenere una
temperatura corporea costante indipendentemente (entro certi
limiti) da variazioni della temperatura ambientale.
41-44 °C
Una efficace termoregolazione è
importante perché le cellule possono
funzionare correttamente solo in un
36-37.8
°C
33-35 °C
26
°C
intervallo piuttosto ristretto di
temperature.
COLPO DI CALORE: conseguenza di una esposizione prolungata al caldo (che
porta ad un esaurimento dei poteri termoregolatori dell’organismo e che se dura
oltre un certo tempo può provocare la morte).
Colpo di calore tropicale  tipico dei climi caldo-umidi specialmente in soggetti
adibiti a lavori pesanti.
sudorazione profusa
aumento della t. corporea (fino a 43-44°C)
disturbi neuro-muscolari (delirio, crampi, convulsioni)
morte
PATOGENESI: sudorazione profusa  perdita di acqua  aumento conc. NaCl
nel liquido interstiziale  richiamo di acqua dalle cellule  disidratazione cellulare
Colpo di calore comune: frequente d’estate in rapporto specialmente con il caldoumido che non permette una sufficiente termodispersione.
La sintomatologia è prevalentemente cardio-vascolare  collasso dovuto a brusco
abbassamento della pressione accompagnato da vasodilatazione periferica, tachicardia, perdita della coscienza per ischemia cerebrale (N.B. la temperatura corporea
è quasi sempre normale).
USTIONE = lesione dei tessuti superficiali dovuta alla applicazione di una
temperatura elevata
La gravità della lesione dipende:
- intensità dello stimolo termico
- estensione della lesione
- natura dello stimolo
- durata
Ustione di primo grado: arrossamento (eritema)
da vasodilatazione.
Consiste essenzialmente in una tipica risposta infiammatoria
acuta ( istamina).
Ha carattere transitorio: entro pochi giorni si ha regressione e
completa “restitutio ad integrum”.
Ustione di secondo grado: iperemia
formazione di vescicole o bolle (flittene)
+
per raccolta di liquido fra gli strati epidermici o
fra epidermide e derma; se la lesione è più
grave e raggiunge gli strati più profondi 
infiltrazione edematosa.
Aumento permeabilità capillari  essudato
Se le flittene si aprono all’esterno  possibilità
di infezioni
Ustione di terzo grado: necrosi dei tessuti colpiti (tessuti superficiali ed esposti all’aria)
 essiccamento dei tessuti morti e formazione
di croste o escare.
Guarigione per cicatrice (spesso deturpante )
CHELOIDE
Classicamente I congelamenti sono classificati in tre gradi che possono
evolvere in funzione dell'efficacia del trattamento (eritema per il 1°,
flittene per il 2°, necrosi per il 3°).
Nei congelamenti di primo grado, il quadro clinico associa un pallore
seguito da un eritema a seguito del riscaldamento, ed anche una cianosi
transitoria, una sensibilità affievolita ed una guarigione in qualche giorno
(i disturbi sensoriali possono persistere più a lungo).
Il secondo grado superficiale è contraddistinto dall'apparizione di
flittene chiare, mentre il seguito resta come sopra. I congelamenti
profondi, origine di conseguenze più o meno invalidanti (unghie deformate,
artrosi, e anche necrosi delle estremità) sono caratterizzati da anestesia
completa, flittene siero-ematiche e, a monte, da un importante edema.
La differenza tra il 2° profondo ed il 3° si fa sul progredire, essendo il 3°
definito dalla necrosi, vale a dire dall'amputazione.
Parecchi fattori favoriscono l'apparizione di congelamenti: la temperatura
esterna, il vento, l'umidità, lo stato di idratazione, la poliglobulia da
altitudine e la qualità dell'equipaggiamento. Infine non tutte le persone
sono uguali in relazione al congelamento, essendo il fattore di rischio più
classico la sindrome di Raynaud e in misura minore il tabagismo.