Introduction to Toxicology

By: M. Firoozeh M.D.

Occupational Medicine Specialist Shahid Beheshti University of Medical Sciences

Toxicology

هدنز یاهلولس رب اهن ا زا یشان بیس ا و یئایمیش و یکیزیف لماوع هعلاطم یرشب یبرجت مولع نیرت یمیدق زا یکی • • ) ههجاوم ژازود تیمها ( .

دنراد ندوب کیسکوت لیسناتپ داوم همه •

History

Swiss physician

Paracelsus

(1493 1541) credited with being

“the father of modern toxicology.”

“All substances are poisons: there is none which is not a poison. The right dose differentiates a poison from a remedy.”

Toxicology

1961 - Society of Toxicology 1970s - EPA, FDA, and NIOSH

: یژولوکیسکوت هنيمز رد یبرجت تاعلاطم فده

رضم تارثا داجیا رد داوم تیلباق نییعت  ) خساپ زود هطبار ( .

دوش یم تیمس هب رجنم هک یژازود زیلان ا  یبای زرا ( .

دنهد یم خر ههجاوم صاخ طیارش تحت هک یرامیب ای بیس ا لامتحا یبایزرا  ) درازاه و کسیر

Toxic or

. Manner of use . Hazard

: The likelihood that the toxicity will be expressed

Hazardous?

کیسکوت لماوع یدنب هقبط

:) Physical state of the agent ( هدام یکیزیف تیهام



رضم مويف و Dust مرف رد ،رطخ يب دماج مرف رد برس : لاثم

اه لکیتراپ ) کینژوربیف ریغ / کینژوربیف ( Dusts – فایلا و اهربیف – ) رمیلپ زلف ( مویف – • تاراخب و اهزاگ تاعیام • •

کیسکوت لماوع یدنب هقبط

:) Chemical structure of the agent ( هدام یئایمیش راتخاس

 هناثم رسناك داجيا رد ...

،نيديزنب ،نيلين ا كيتامور ا ياهنيم ا لاثم : رموزیا عون  یئایمیش بیکرت رد یندوزفا ای هدنیلا ا دوجو ،هدام يرادياپ ،یصلاخان دوجو 

هدام زیاس

 ) يسفنت صوصخب ( بذج تعرس رب ريث ات ،یژولوکیسکوتونان 

:) Medium of the agent ( هطساو و لماح هدام یاهیگژیو

 درازاه تعسو هجیتن رد و هجاوم تیعمج رگناشن  ...

،ي ياذغ هريجنز رد نيمازورتين ،اوه رد NOx دننام 

:) Site of injury by the agent ( هدام طسوت بیس ا لحم

 DNA damaging / non- DNA damaging  ) نیسکوتورفن ،نیسکوتوتاپه : لاثم ( فده متسیس ناگرا 

کیسکوت لماوع یدنب هقبط

:) Mechanism of action ( هدام لمع مسیناکم

 : دندرگ یم نژیسکا زا تفاب رقف ببس هک اه تناسکیفس ا لاثم ) یثنخ یاهزاگ ( هداس تناسکیفس ا  ) دینایس ،نبرک دیسکونوم ( کیسکوت ای یئایمیش تناسکیفس ا 

:) Clinical effects ( هدام ینیلاب تارثا

تارثا عورش نامز سامت لحم رد باهتلا اهكرحم : لاثم ،یروف • اهنژونيسراك : لاثم ،یریخ ات •  تارثا یریذپ تشگرب هديد بيس ا تفاب ميمرت تيلباق هب هتسباو •  

کیسکوت هدام کی هب درف ندب خساپ رب هک یلماوع : دنرثؤم

) duration, frequency route of exposure ( ههجاوم هار و تاعفد ،تدم فلا لوكيلگ نليتا : لاثم ،ههجاوم هار ناوارف تيمها



) Environmental factors ( یطیحم لماوع ب

تبوطر ،امد ،کیرفسمتا راشف 

:) Individual factors ( یدرف لماوع ج

سرت سا / یرامیب دوجو ،کیژولونومیا و ینومروه تیعضو ،هیذغت ،نزو ،تیسنج ،نس ،یداژن هنیمز 

Individual Responses Can Be Different

The variety of responses to the same dose of chemical is due to:

individual susceptibility

Toxicology Terms

Toxicity

The adverse effects that an agent may produce

Dose

The amount of a

agent

that gains access to the body.

Toxicokinetics

،عیزوت ،بذج ( ندب رد کیسکوت هدام تکرح ریسم هعلاطم ) عفد ،مسیلوباتم • رد هدام ن ا نازیم و ندب هب کیسکوت هدام یدورو زود نیب طابترا یسررب کیژولویب یاه هنومن رگید و نوخ •

Toxicodynamics

هدام ن ا هب ندب خساپ و ندب هب یدورو زود نایم طابترا یسررب • ن ا یدرکلم ع تیاس رد کیسکوت هدام تظلغ اب طبترم ًلاومعم خساپ نازیم .

تسا هدام •

Toxicogenomics

.

تسا کیسکوت داوم و یطیحم یاهروسرتسا هب مونژ کی خساپ هعلاطم •

Bioavailability

.

تسا دوخ درکلمع تیاس هب هدام کی یسرتسد نازیم رگناشن • و رتمک بیس ا ،دشاب هتشادن دوجو یا هدام یارب Bioavailability رگا .

تسا رتشیب ن ا عفد لامتحا • یسف نت ای یشراوگ تروصب دینایس اب ههجاوم هب ندب خساپ توافت : لاثم •

Cellular Barrier (Permeability)

لوکلوم زیاس بذج لحم رد هدام ندوب لولحم هجرد نویسازینوی هجرد یبرچ رد هدام ندوب لولحم یبسن هجرد ينلاوط تدم هب يبرچ تفاب رد هريخذ – • • • •

Absorption

: هب تسا هتسباو هدام بذج تعرس • تظلغ 1 ي برچ نويسناپسوس رد هك ي ياهن ا زا رتعيرس يليخ يب ا لولحم رد داوم ، Solubility 2 .

دنوش يم بذج دنتسه دن شاب یم عیسو یبذج حوطس ای نوخ نایرج نازیم شیازفا یاراد هک یقطانم قیرط زا بذج 3 .

شراوگ هاگتسد و هير دننام دبای یم دیدشت

Absorption

یشراوگ بذج فلا یویر بذج ب

یلغش ههجاوم هار نیرتعیاش

: یتسوپ بذج ج

سامت رد حطس نازیم یبرچ رد هدام تیللاح هجرد : دنراذگ یم رثا یتسوپ بذج رب هک یلماوع کیموتان ا لحم درف تیسنج و نس تسوپ نویساردیه تیغضو یدرف تشادهب ) تبوطر ،امد ( یطیحم لماوع تسوپ یور رب هتسب ششوپ زا هدافتسا -

: یمشچ بذج د

کیمتسیس تیمس شیازفا یدبک Elimination فذح یسامت یاه زنل رثا -

Distribution ( عیزوت )

ژافورکام دننام یئاهلولس یفنل ینوخ قرط زا لاقتنا .

دراد هدام ی ئایمیش یکیزیف تیهام و کیژولویزیف صاوخ هب هتسباو عیزوت یوگلا عيزوت هيلوا زاف رد يا هقطنم نوخ نايرج و یبلق هدنورب تیمها ناوختسا رد برس عمجت لاثم ، ) Reservoir ( نزخم یاه تفاب رد عمجت • • • •

مسیلوباتم

:) Biotransformation

( داوم مسیلوباتم یاهلحم نیرتعیاش

دبک – امسلاپ – هیر – • شي ازفا مه و شهاك ببس مه دناوت يم ، هدام عون هب هتسب : Biotransformation .

ددرگ كيسكوت تارثا •

Excretion ( عفد )

هیر قیرط زا • اه هیلک قیرط زا • ردامریش ،قازب ،وم ،قیرعت و تسوپ •

: سناریلک

 کیسکوت هدام عفد تعرس امسلاپ رد هدام تظلغ طسوتم

: عیزوت مجح

 یتفایرد کیسکوت هدام زود نوخ رد کیسکوت هدام تظلغ

: Half – time

 .

دبای شهاک دصرد 50 ات هدام کی یئامسلاپ تظلغ ات دشک یم لوط هک ینامز

TOXICOKINETICS

Excretion

يم تخانش شیازفا ببس ریز دراوم هب خساپ : دوش Toxicity مسیناکم

هدام يئايميش و يكيزيف ياهيگژيو 1 تیمس ینیلاب تارهاظت 2 فده یاهلولس تیهام یسررب 3 خساپ رب رثؤم یطیحم و یکیتنژ یاهروت کاف یسررب 4

Toxicological

Assessment Risk

Toxicological Risk Assessment

کیسکوت لماوع اب ههجاوم رثا رد یتملاس رب ءوس تارثا نتخاس صخشم درازاه تخانش : لوا ماگ

) Population at risk ( هدام کی اب هجاوم تیعمج فیصوت یدازردام صئاقن ،یمیخدب ًلاثم ،دنی ا یم دوجوب هدام ن ا رثا رد هک یتملاس رب ءوس تارثا نییعت -

Target Organ Toxicity

• Central Nervous System – lead • Immune System - isocyanates • Liver - ethanol, acetaminophen • Respiratory Tract - tobacco smoke, asbestos • Eye - UV light (sunlight) • Kidney - metals • Skin - UV light, nickel • Reproductive System – dibromochloropropane

Types of Toxic Effects

Death - cyanide Organ Damage - lead Carcinogenesis - benzene, asbestos Teratogenesis - thalidomide

Toxicological Risk Assessment

خساپ زود هطبار یسررب : مود ماگ

نیشیپ کیژولویمدیپا و یبرجت تاعلاطم یاه هتفای یرو ا عمج خساپ زود طابترا تخانش ژازود هب لااب ژاز ود اب تاناویح يور رب تاعلاطم زا میمعت اب یضایر دتم طسوت ،خساپ زود طابترا ی ّمک نایب اهناسنا رد نیئاپ

Threshold Effects for Dose

Dose-Response Relationships Is there such a thing as a ‘safe’ dose??

Agent A Agent B

“

NOEL

” (No Observable Effect Level) Dose

.

دشاب يم رثا ياراد تيعمج زا دصرد 50 رب هك هدام زا يزود

: ED 50

• .

تسا هدنشك تيعمج زا دصرد 50 يارب هك يزود

:

LD 50

•

LD 50 Margin of safety : ED 50

Toxicological Risk Assessment

ههجاوم یبایزرا : موس ماگ

ژازو د نییعت و رطخ ضرعم رد تیعمج هدنی ا و لاح ، هتشذگ تاهجاوم حطس نیمخت اهن ا یتفایرد یعقاو –

Risk characterization : مراهچ ماگ

شیپ يلب ق یاهماگ زا هدافتسا اب هک ، تیعمج رد یتملاس یارب رضم تارثا زورب نیمخت – .

ددرگ یم ینیب