Toksikologjia

Toksikologjia është një disiplinë shkencore, e mbivendosur me biologjinë, kiminë, farmakologjinë dhe mjekësinë, që përfshin studimin e efekteve negative të substancave kimike në organizmat e gjallë  dhe praktikën e diagnostikimit dhe trajtimit të ekspozimeve ndaj toksinave dhe toksinave. Marrëdhënia midis dozës dhe efekteve të saj në organizmin e ekspozuar është e një rëndësie të madhe në toksikologji. Faktorët që ndikojnë në toksicitetin kimik përfshijnë dozën, kohëzgjatjen e ekspozimit (qoftë akut apo kronik), rrugën e ekspozimit, speciet, moshën, gjininë dhe mjedisin.

Fjala toksikologji është një përbërje neoklasike nga neolatine, e vërtetuar për herë të parë ,  nga format e kombinuara toxico- + -logy, të cilat nga ana e tyre vijnë nga fjalët greke të lashtë τοξικός toxikos, "helmues" dhe λόγος logos, "subjekt"). Toksikologët janë ekspertë për helmet dhe helmimet. Ekziston një lëvizje për toksikologjinë e bazuar në prova si pjesë e lëvizjes më të madhe drejt praktikave të bazuara në prova. Toksikologjia aktualisht po kontribuon në fushën e kërkimit të kancerit, pasi disa toksina mund të përdoren si ilaçe për vrasjen e qelizave tumorale. Një shembull kryesor i kësaj janë proteinat që inaktivizojnë ribozomin, të testuara në trajtimin e leuçemisë. 

 Historia 
majtas|parapamje| Litografia e Mathieu Orfila
Dioscorides, një mjek grek në oborrin e perandorit romak Neron, bëri përpjekjen e parë për të klasifikuar bimët sipas efektit të tyre toksik dhe terapeutik.  Një vepër që i atribuohet autorit të shekullit të 10-të, Ibn Wahshiyya, e quajtur Libri mbi helmet, përshkruan substanca të ndryshme toksike dhe receta helmuese që mund të bëhen duke përdorur magji.  Një vepër poetike kanadeze e shekullit të 14-të që i atribuohet princit xhain Mangarasa, Khagendra Mani Darpana, përshkruan disa bimë helmuese. 

Theophrastus Phillipus Auroleus Bombastus von Hohenheim (1493-1541) (i referuar gjithashtu si Paracelsus, nga besimi i tij se studimet e tij ishin mbi ose përtej punës së Celsusit – një mjek romak i shekullit të parë) konsiderohet “babai” i toksikologjisë.  Atij i njihet maksima klasike e toksikologjisë, "Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist." e cila përkthehet si, "Të gjitha gjërat janë helmuese dhe asgjë nuk është pa helm; vetëm doza e bën një gjë jo helmuese." Kjo shpesh kondensohet në: "Doza e bën helmin" ose në latinisht "Sola dosis facit venenum".  

Mathieu Orfila konsiderohet gjithashtu babai modern i toksikologjisë, pasi i dha temës trajtimin e parë zyrtar në 1813 në Traité des Poisons, i quajtur gjithashtu Toxicologie générale. 

Në 1850, Jean Stas u bë personi i parë që izoloi me sukses helmet e bimëve nga indet njerëzore. Kjo e lejoi atë të identifikonte përdorimin e nikotinës si helm në rastin e vrasjes së Bocarmé, duke siguruar provat e nevojshme për të dënuar kontin belg Hippolyte Visart de Bocarmé për vrasjen e kunatit të tij. 

 Parimet bazë 
Qëllimi i vlerësimit të toksicitetit është të identifikojë efektet negative të një substance.  Efektet e padëshiruara varen nga dy faktorë kryesorë: i) rrugët e ekspozimit (orale, inhaluese ose dermale) dhe ii) doza (kohëzgjatja dhe përqendrimi i ekspozimit). Për të eksploruar dozën, substancat testohen në modele akute dhe kronike.  Në përgjithësi, grupe të ndryshme eksperimentesh kryhen për të përcaktuar nëse një substancë shkakton kancer dhe për të ekzaminuar forma të tjera toksiciteti. 

Faktorët që ndikojnë në toksicitetin kimik: 

 Dozimi
 Studohen si ekspozimet e mëdha të vetme (akute) ashtu edhe ekspozimet e vogla të vazhdueshme (kronike).
 Rruga e ekspozimit
 Gëlltitja, thithja ose thithja e lëkurës
 Faktorë të tjerë
 Llojet
 Mosha
 Seksi
 Shëndeti
 Mjedisi
 Karakteristikat individuale

Disiplina e toksikologjisë së bazuar në prova përpiqet të vlerësojë në mënyrë transparente, të qëndrueshme dhe objektive provat shkencore të disponueshme për t'iu përgjigjur pyetjeve në toksikologji,  studimin e efekteve negative të agjentëve kimikë, fizikë ose biologjikë në organizmat e gjallë dhe mjedisin., duke përfshirë parandalimin dhe përmirësimin e efekteve të tilla.  Toksikologjia e bazuar në prova ka potencialin për të adresuar shqetësimet në komunitetin toksikologjik në lidhje me kufizimet e qasjeve aktuale për vlerësimin e gjendjes së shkencës.   Këto përfshijnë shqetësime që lidhen me transparencën në vendimmarrje, sintezën e llojeve të ndryshme të provave dhe vlerësimin e njëanshmërisë dhe besueshmërisë.    Toksikologjia e bazuar në prova i ka rrënjët në lëvizjen më të madhe drejt praktikave të bazuara në prova.

 Metodat e testimit 
Eksperimentet e toksicitetit mund të kryhen in vivo (duke përdorur të gjithë kafshën) ose in vitro (testim në qeliza ose inde të izoluara), ose në silico (në një simulim kompjuterik). 

 Organizmi model in vivo 
Mjeti klasik eksperimental i toksikologjisë është testimi në kafshë jo njerëzore.  Shembuj të organizmave model janë Galleria mellonella,  e cila mund të zëvendësojë gjitarët e vegjël, Zebrafish (Danio rerio), të cilat lejojnë studimin e toksikologjisë në një vertebror të rendit më të ulët in vivo   dhe Caenorhabditis elegans.  Që nga viti 2014, një testim i tillë i kafshëve ofron informacion që nuk është i disponueshëm me mjete të tjera se si funksionojnë substancat në një organizëm të gjallë.  Përdorimi i kafshëve jo-njerëzore për testimin toksikologjik kundërshtohet nga disa organizata për arsye të mirëqenies së kafshëve dhe është kufizuar ose ndaluar në disa rrethana në rajone të caktuara, siç është testimi i kozmetikës në Bashkimin Evropian. 

 Metodat in vitro 
Ndërsa testimi në modelet e kafshëve mbetet si një metodë e vlerësimit të efekteve njerëzore, ekzistojnë shqetësime etike dhe teknike me testimin e kafshëve. 

Që nga fundi i viteve 1950, fusha e toksikologjisë ka kërkuar të reduktojë ose eliminojë testimin e kafshëve nën rubrikën "Tre Rs" – zvogëlojnë numrin e eksperimenteve me kafshë në minimumin e nevojshëm; përsosni eksperimentet për të shkaktuar më pak vuajtje dhe zëvendësoni eksperimentet in vivo me lloje të tjera, ose përdorni forma më të thjeshta të jetës kur është e mundur.  Alan M. Goldberg. The Principles of Humane Experimental Technique: Is It Relevant Today? Altex 27, Special Issue 2010 Zhvillimi historik i metodave alternative të testimit në toksikologji është publikuar nga Balls. 

Modelimi kompjuterik është një shembull i një metode alternative të testimit toksikologjik in vitro; duke përdorur modele kompjuterike të kimikateve dhe proteinave, mund të përcaktohen marrëdhëniet strukturë-aktivitet dhe mund të identifikohen strukturat kimike që ka të ngjarë të lidhen me proteinat me funksione thelbësore dhe të ndërhyjnë në to.  Kjo punë kërkon njohuri të ekspertëve në modelimin molekular dhe statistikë së bashku me gjykimin e ekspertëve në kimi, biologji dhe toksikologji. 

Në vitin 2007, OJQ-ja Amerikane Akademia Kombëtare e Shkencave publikoi një raport të quajtur "Testimi i toksicitetit në shekullin e 21-të: një vizion dhe një strategji" i cili u hap me një deklaratë: "Ndryshimi shpesh përfshin një ngjarje kryesore që bazohet në historinë e mëparshme dhe hap derën për një epokë e re. Ngjarjet kryesore në shkencë përfshijnë zbulimin e penicilinës, sqarimin e spirales së dyfishtë të ADN-së dhe zhvillimin e kompjuterëve. ... Testimi i toksicitetit po i afrohet një pike të tillë strumbullari shkencor. Ai është gati të përfitojë nga revolucionet në biologji dhe bioteknologji Përparimet në toksikogjenomikë, bioinformatikë, biologjinë e sistemeve, epigjenetikën dhe toksikologjinë kompjuterike mund të transformojnë testimin e toksicitetit nga një sistem i bazuar në testimin e të gjithë kafshëve në një sistem të bazuar kryesisht në metoda in vitro që vlerësojnë ndryshimet në proceset biologjike duke përdorur qelizat, qelizat linja, ose komponentë qelizorë, mundësisht me origjinë njerëzore."  Që nga viti 2014, ai vizion ishte ende i parealizuar.  

Agjencia e Mbrojtjes së Mjedisit të Shteteve të Bashkuara studioi 1065 substanca kimike dhe medikamentoze në programin e tyre ToxCast (pjesë e Panelit të Kimikateve CompTox) duke përdorur në modelimin e silicës dhe një analizë njerëzore pluripotente të bazuar në qelizat burimore për të parashikuar intoksikanët e zhvillimit in vivo bazuar në ndryshimet në metabolizmin qelizor në vijim. ekspozimi kimik. Gjetjet kryesore nga analiza e këtij grupi të dhënash ToxCast_STM të publikuar në vitin 2020 përfshijnë: (1) 19% e 1065 kimikateve dhanë një parashikim të toksicitetit zhvillimor, (2) performanca e analizës arriti saktësinë 79%-82% me specifikë të lartë (> 84%) por ndjeshmëri modeste (< 67%) kur krahasohet me modelet in vivo të kafshëve të toksicitetit të zhvillimit prenatal të njeriut, (3) ndjeshmëria u përmirësua pasi pesha më të rrepta të kërkesave të provave u aplikuan në studimet e kafshëve dhe (4) analiza statistikore e goditjeve kimike më të fuqishme në biokimike specifike objektivat në ToxCast zbuluan lidhje pozitive dhe negative me përgjigjen STM, duke ofruar njohuri mbi themelet mekanike të pikës fundore të synuar dhe domenit të saj biologjik. 

Në disa raste zhvendosjet nga studimet e kafshëve janë mandatuar me ligj ose rregullore; Bashkimi Evropian (BE) ndaloi përdorimin e testimit të kafshëve për kozmetikë në 2013. 

 Kompleksiteti i përgjigjes së dozës 
Shumica e kimikateve shfaqin një kurbë klasike të përgjigjes së dozës - në një dozë të ulët (nën një prag), nuk vërehet asnjë efekt.  Disa tregojnë një fenomen të njohur si sfidë e mjaftueshme – një ekspozim i vogël prodhon kafshë që "rriten më shpejt, kanë pamje të përgjithshme dhe cilësi më të mirë të veshjes, kanë më pak tumore dhe jetojnë më gjatë se kafshët e kontrollit".  Disa kimikate nuk kanë një nivel të sigurt ekspozimi të përcaktuar mirë. Këto trajtohen me kujdes të veçantë. Disa kimikate i nënshtrohen bioakumulimit pasi ato ruhen në vend që të ekskretohen nga trupi;  edhe këto marrin një konsideratë të veçantë.

Zakonisht përdoren disa masa për të përshkruar doza toksike sipas shkallës së efektit në një organizëm ose popullatë, dhe disa janë të përcaktuara në mënyrë specifike nga ligje të ndryshme ose përdorim organizativ. Kjo perfshin:

 LD50 = Doza mesatare vdekjeprurëse, një dozë që do të vrasë 50% të një popullate të ekspozuar
 NOEL = No-Observed-Effect-Level, doza më e lartë e njohur për të mos treguar asnjë efekt
 NOAEL = No-Observed-Adverse-Effect-Level, doza më e lartë e njohur për të mos shfaqur efekte anësore
 PEL = Kufiri i lejuar i ekspozimit, përqendrimi më i lartë i lejuar sipas rregulloreve të OSHA të SHBA
 STEL = Kufiri i Ekspozimit Afatshkurtër, përqendrimi më i lartë i lejuar për periudha të shkurtra kohore, në përgjithësi 15-30 minuta
 TWA = Mesatarja e ponderuar në kohë, sasia mesatare e përqendrimit të një agjenti gjatë një periudhe kohe të caktuar, zakonisht 8 orë
 TTC = Koncepti i Pragut të Shqetësimit Toksikologjik  është aplikuar për ndotësit e nivelit të ulët, siç janë përbërësit e tymit të duhanit 

 Llojet 
Toksikologjia mjekësore është disiplina që kërkon statusin e mjekut (diplomë MD ose DO plus arsimim dhe përvojë specialiteti).

Toksikologjia klinike është disiplina që mund të praktikohet jo vetëm nga mjekët, por edhe nga profesionistë të tjerë shëndetësorë me një diplomë master në toksikologji klinike: mjekët zgjerues (asistentë mjekë, praktikues infermiere), infermierë, farmacistë dhe profesionistë të tjerë shëndetësorë.

Toksikologjia mjekoligjore është disiplina që përdor toksikologjinë dhe disiplina të tjera si kimia analitike, farmakologjia dhe kimia klinike për të ndihmuar hetimin mjekësor ose ligjor të vdekjes, helmimit dhe përdorimit të drogës. Shqetësimi kryesor për toksikologjinë mjekoligjore nuk është rezultati ligjor i hetimit toksikologjik ose teknologjia e përdorur, por më tepër marrja dhe interpretimi i rezultateve. 

Toksikologjia kompjuterike është një disiplinë që zhvillon modele matematikore dhe të bazuara në kompjuter për të kuptuar dhe parashikuar më mirë efektet negative shëndetësore të shkaktuara nga kimikatet, të tilla si ndotësit e mjedisit dhe farmaceutikët.  Brenda projektit Toksikologjia në shekullin e 21-të,   modelet më të mira parashikuese u identifikuan të jenë Rrjetet Neurale të Thella, Pyjet e Rastit dhe Makinat Vektoriale Mbështetëse, të cilat mund të arrijnë performancën e eksperimenteve in vitro.    

Toksikologjia profesionale është aplikimi i toksikologjisë për rreziqet kimike në vendin e punës. 

 Toksikologjia si profesion 
Një toksikolog është një shkencëtar ose personel mjekësor i specializuar në studimin e simptomave, mekanizmave, trajtimeve dhe zbulimit të helmeve dhe toksinave; sidomos helmimi i njerëzve.

 Kërkesat 
Për të punuar si toksikolog duhet marrë një diplomë në toksikologji ose një diplomë të ngjashme si biologji, kimi, farmakologji ose biokimi.  [citim i nevojshëm] Programet e diplomës bachelor në toksikologji mbulojnë përbërjen kimike të toksinave dhe efektet e tyre në biokimi, fiziologji dhe ekologji. Pasi të përfundojnë kurset hyrëse të shkencës së jetës, studentët zakonisht regjistrohen në laboratorë dhe zbatojnë parimet e toksikologjisë në kërkime dhe studime të tjera. Studentët e avancuar gërmojnë në sektorë të veçantë, si industria farmaceutike ose zbatimi i ligjit, të cilët aplikojnë metoda të toksikologjisë në punën e tyre. Shoqëria e Toksikologjisë (SOT) rekomandon që studentët në shkollat e mesme që nuk ofrojnë një diplomë bachelor në toksikologji të konsiderojnë marrjen e një diplome në biologji ose kimi. Për më tepër, SOT këshillon toksikologët aspirantë të ndjekin kurse statistikash dhe matematike, si dhe të fitojnë përvojë laboratorike përmes kurseve laboratorike, projekteve kërkimore studentore dhe praktikave. Për t'u bërë Toksikologë Mjekësorë, mjekët në Shtetet e Bashkuara përfundojnë trajnimin e rezidencës si në Mjekësi Urgjente, Pediatri ose Mjekësi të Brendshme, e ndjekur nga bursa në Toksikologji Mjekësore dhe certifikimi eventual nga Kolegji Amerikan i Toksikologjisë Mjekësore (ACMT).

 Detyrat 
Toksikologët kryejnë shumë detyra të ndryshme duke përfshirë kërkimin në fushat akademike, jofitimprurëse dhe industriale, vlerësimin e sigurisë së produktit, konsultimin, shërbimin publik dhe rregullimin ligjor. Për të hulumtuar dhe vlerësuar efektet e kimikateve, toksikologët kryejnë studime dhe eksperimente të dizajnuara me kujdes. Këto eksperimente ndihmojnë në identifikimin e sasisë specifike të një kimikati që mund të shkaktojë dëm dhe rreziqe të mundshme për të qenë pranë ose duke përdorur produkte që përmbajnë kimikate të caktuara. Projektet kërkimore mund të variojnë nga vlerësimi i efekteve të ndotësve toksikë në mjedis deri te vlerësimi se si sistemi imunitar i njeriut reagon ndaj komponimeve kimike brenda barnave farmaceutike. Ndërsa detyrat themelore të toksikologëve janë të përcaktojnë efektet e kimikateve në organizmat dhe rrethinat e tyre, detyrat specifike të punës mund të ndryshojnë në bazë të industrisë dhe punësimit. Për shembull, toksikologët mjeko-ligjorë mund të kërkojnë substanca toksike në një skenë krimi, ndërsa toksikologët ujorë mund të analizojnë nivelin e toksicitetit të trupave ujorë.

 Kompensimi 
Paga për punë në toksikologji varet nga disa faktorë, duke përfshirë nivelin e shkollimit, specializimin, përvojën. Byroja e Statistikave të Punës në SHBA (BLS) vëren se vendet e punës për shkencëtarët biologjikë, të cilët në përgjithësi përfshijnë toksikologë, pritej të rriteshin me 21% midis 2008 dhe 2018. BLS vëren se kjo rritje mund të jetë për shkak të rritjes së kërkimit dhe zhvillimit në bioteknologji, si dhe rritjes së buxhetit për kërkimin bazë dhe mjekësor në shkencën biologjike.

 Shiko gjithashtu 

 Toksikologjia ujore
 Automatizëm (toksikologji)
 Faktor i caktuar sigurie
 Studimi Kërkimor i Ekspozimit Mjedisor të Fëmijëve (CHEERS) (në SHBA)
 Ekotoksikologji
 Entomotoksikologji
 Shëndeti mjedisor
 Toksikologjia e mjedisit
 Inhibimi i enzimës
 Shkenca e ekspozimit
 Eksposome
 Toksikologjia mjekoligjore
 Historia e helmit
 Toksikologjia in vitro
 Vlera kufi treguese
 Mënyrat e veprimit toksik
 Nanotoksikologji
 Toksikologjia profesionale
 Mbidoza
 Shkëmbimi i informacionit mbi rrezikun
 Ndotja
 Toksikogjenomika
 Mekanizmat dhe metodat toksikologjike (revistë)
 Toksinologji
 Nivelet e papranueshme (film dokumentar 2013)

 Referime 

Kategoria:Toksikologji
Kategoria:Faqe me përkthime të pashqyrtuara