Toxikologické vyšetření Mgr. Zuzana Strašilová Dle přednášky Mgr. Jany Pinkavové Toxikologie •nauka o jedech, jejich vlastnostech, účincích na organizmus a léčbě otrav • •Jed - látka, vyvolávající po vniknutí do organismu (i v malém množství) jeho poškození • •řadí se mezi cizorodé látky tzv. xenobiotika (látky, které se v organismu přirozeně nevyskytují) – - i účinné léky se mohou při předávkování projevit jako jedy – •nejčastější otravy: etanol, oxid uhelnatý, léky, drogy • • • Hlavní toxikologická odvětví •Environmentální • •Klinická • •Forenzní • • •např. vojenská, veterinární, průmyslová, farmaceutická, experimentální • • Způsob intoxikace •Jedy – pevné, kapalné, plynné • • • • • • • • • • •Intenzita účinku •cesta podání •dávka a forma jedu •současně podané látky, které ovlivňují vstřebávání a metabolismus •resistence, vnímavost organismu • • • • Dle způsobu intoxikace Dle způsobu účinku Dle cílového orgánu •požitím •vdechnutím •parenterálně (injekcí) •kůží •sliznicemi •per rectum •… •obecně působící (ovl. metabolické pochody) •karcinogeny •mutageny •narkotické •iritanty •alergeny • •krevní •hepatotoxické •neurotoxické •poškozující kůži •… Individuální rozdíly •Citlivost k účinkům ovlivněna: •Věk př. děti jsou citlivější k salicilátům a morfinu než dospělí, staří lidé pomaleji metabolizují řadů jedů než mladí, nejcitlivější je organismus v embryonálním období •Pohlaví ženy obecně citlivější •Fyziol. stav organismu •Současně probíhající choroba •Návyk na jed •Předchozí poškození cílového orgánu (játra – hepatotoxická látka) •Vzájemné interakce • •Příčiny otrav: •úmyslné (sebevražda, toxikomanie, doping) •náhodné • Účinek jedu •Dávka •Toxická - nejmenší množství jedu, schopné vyvolat příznaky otravy •letalní (LD 50) - vyjadřuje individuální citlivost organismu k jedu, obvykle se udává LD50 = dávka, která vyvolá smrt 50 % postižených •terapeutická (účinná) - u léků, důležitá je tzv. terapeutická šíře - rozdíl mezi dávkou toxickou a terapeutickou (nebezpečí • u léků s malou ter. šíří – nutno monitorovat) •nejvyšší připustná konc. tox. látky (NPK) - zákonem povolená max. koncentrace látky v ovzduší, ve vodě, • v potravinách, prac. prostředí … •nejvyšší přípustný limit v biol. materiálu - konc. považována za bezpečnou u osob při styku s jedem (např. v pracovním procesu) • • • • • Jed v organismu •Biolog. poločas - doba za kterou množství jedu klesne na ½ •Kumulativní jedy - hromadí se v organismu (Pb, Hg), kumulace může nastat i při poruše fce orgánu podílejícího se na metabolismu (játra) či vylučování jedu (ledviny) • •Jed se vylučuje buď nezměněn, častěji je však metabolizován: •redukcí, oxidací, metylací, hydroxylací •konj. s kys. glukuronovou –cílem je snazší vyloučení z organismu – •Metabolismus jedu – podílejí se: •Játra (nejvíce), •dále svalová tkáň, ledviny •Vylučování jedů (jejich metabolitů) z organismu: •obvykle močí, •dále dechem, žlučí… • • Důvod toxikologického screeningu •Akutní otravy (akutní vyšetření) •náhodné x úmyslné •toxikomanie •nové zachycení •léčba metadonem •abstinence •monitorování hladin léků (u léků s úzkou terapeutickou šíří) •otrava (v pracovním procesu – průmysl, zemědělství, desinfekce - profesionální toxikologie) •forenzní toxikologie (podezření na trestní čin, alkohol u řidičů…, ústav soudního lékařství) •doping (antidopingové laboratoře) • • • • Biologický materiál •krev, sérum •výhoda: přímý vztah mezi tíží otravy a koncentrací jedu v krvi •nevýhoda: konc. bývají nízké - závisí na biologickém poločasu jedu •moč •výhoda: snadno se získá, jed bývá v moči koncentrován (objeví se až za určitou dobu, později než v krvi) •nevýhoda: koncentrace ovlivněna zahuštěním moče, výskyt řady metabolitů – obtížnější hodnocení nálezu •žaludeční obsah (analýza původní látky) •dech (těkavé látky) •vlasy, nehty (kumulativní jedy) •tkáně (jaterní biopsie) • Biologický materiál Expozice Biologický materiál Bezprostředně Vydechovaný vzduch Hodiny Krev, žaludeční obsah Hodiny až dny Krev, moč Měsíce až roky Vlasy (1cm cca 1 měsíc) Půl rok a víc Nehty (v koncové části nehtů zhruba za 6 měsíců) Co prokazujeme? •samotný jed - př. olovo v krvi, arzén ve vlasech •metabolity jedu - kys. hippurová v moči (toulen, xylen); • kys. mandlová v moči (styren) • •látky jejichž koncentrace se mění v souvislosti s otravou: - př. u otravy Pb je blokována syntéza porfyrinů, v moči se prokazuje zvýšená konc. kys. δ-aminolevulové a koproporfyrin III • - při otravě organofosfáty klesá aktivita cholinesterázy v krvi • •jiné poškození organismu – př. otrava kadmiem způsobuje poškození buněk tubulu ledvin Metody stanovení •Screeningové –rychlé, dostatečně specifické, méně citlivé, kvalitativní analýza –Skupina příbuzných látek – – •Speciální –Stanovení konkrétní látky (např. ethanol) – • Metody stanovení •Chromatografické – TLC, GC -MS, HPLC-MS • •Spektrální analýza – UV, IR, AAS • •Imunochemické metody – EIA (EMIT, ELISA), KIMS, chemiluminiscence (LIA), fluorescenční (FPIA) • •Ostatní metody – mikroskopie (spóry jedovatých hub) Chromatografické metody –Nutná úprava vzorku – extrakce, destilace…. •SPE (Solid-Phase Extraction) – na kolonkách •LLE (Liquid-Liquid Extraction) – extrakce do organických rozpouštědel •PP (Protein Precipitation) – deproteinace vzorku • •případně před-/postkolonová derivatizace vzorku – –Vysoká účinnost, dobrá opakovatelnost, robustnost –Možnost rozlišení metabolitů –Metody vyžadují vhodný způsob detekce v závislosti na chem. složení jedu – nejčastěji kombinace s MS – •TLC - kvalitativní průkaz, denzitometrická kvantifikace • •GC - stanovení těkavých látek (alkoholy, chlorované uhlovodíky) • •HPLC - dělení a detekce velkého spektra látek Spektrální analýza •identifikace látky: absorbční spektrum izolované látky v UV (IR) oblasti spektra • •AAS (Atomová absorbční spektrofotometrie) – kvantitativní stanovení kovů – Pb, Cd, Al,….. • •FAES (Plamenová atomová emisní spektrometrie) – kvantitativní stanovení Li Imunochemické metody - EIA (EMIT, ELISA) KIMS, LIA, FPIA •výhody: kvantifikace jedů bez předchozí úpravy vzorků, • možná automatizace • rychlost • vysoká citlivost • jednoduchost, nenáročnost na kvalifikaci • •nevýhoda: umožňují pouze skupinovou detekci – s protilátkou reaguje více látek podobného složení, mohou reagovat i neúčinné metabolity • •použití: rychlá orientační detekce hlavně pro: • drogový screening v moči (OPI, AMP, BEN, BAR, MET, COC, THC, TCA….) • monitorování hladin léků v séru (LIA, FPIA) • Imunochemické metody – EIA-EMIT •kompetice mezi látkou ve vzorku a látkou značenou enzymem o vazebná místa na protilátce • •Enzym = glukoso-6-fosfát dehydrogenáza (G6PDH) •aktivní enzym mění NAD na NADH → změna absorbance •aktivita enzymu klesá při vazbě protilátky, proto lze koncentraci látky ve vzorku měřit podle změny aktivity enzymu. • •endogenní sérová G6PDH neinterferuje, protože koenzym NAD působí pouze s bakteriálním enzymem (leuconostoc mesenteroides) použitým v tomto testu. • Otrava léky •Paracetamol •závažné, smrtelné otravy, •v játrech přeměna na toxický metabolit, kt. se kovalentně váže na bílkoviny hepatocytu – hrozí jaterní selhání • •příznaky: nechutenství, pocení, ospalost, nauzea a zvracení • •Laboratorní nález •elevace ↑ jaterních enzymů, ↑ bilirubinu, pokles ↓albuminu , prodloužení APTT, častá hypoglykémie, vzestup ↑AMS (pankreatické amylázy) •metabolická acidóza •postižení ledvin: zvýšení urey, kreatininu, proteinurie, hematurie • •Léčba •podání antidota (N-acetylcystein) nejpozději do 12 -15 h. po požití • Otrava kovy •Cd – otrava při profesionální expozici –poškození buněk proximálního tubulu ledvin – •Pb – kumulace v organismu (vys. konc.ve vlasech) –blokuje tvorbu Hb – v moči nacházíme jeho prekurzory – (kys.δ –aminolevulová a koproporfyrin III) – •Al – u HD pacientů, je třeba zabránit přestupu do organismu z dializačního roztoku (čištění vody reversní osmózou) –snižuje citlivost kostní dřeně na erytropoetin, vyvolává psychické změny • •Celkem v ČR 2-3 případy ročně. Otrava kovy •Hg – nejčastěji profesionální otrava (elektrolýza louhu, výroba rtuťových přístrojů) –do organismu vniká inhalační cestou, trávicím ústrojím se nevstřebává –chronická otrava se projevuje zánětem dásní a třesem – – •Anorganické sloučeniny rtuti –sublimát HgCl2 , vstřebávají se trávicím ústrojím. –akutní otrava, projevuje se zvracením krve nebo natrávené sliznice, v této fázi může dojít ke smrti perforací jícnu. Za 1-3 dny dochází k poškození ledvin. –Provádí se dialýza, úprava fce ledvin je pomalá – •Organické sloučeniny Hg –velmi toxické alkylsloučeniny (metylrtuť a dimetylrtuť) –požití kontaminovaných ryb a vodních živočichů –po bezpříznakovém období (týdny až měsíce) dochází k neurologickým poruchám až ochrnutí – Kazuistika •muž, 53 let omylem požil smrtelnou dávku HgCl2 , vyplivl, vyplachoval dutinu ústní, k lékaři nešel ( až 3. den) • •zvracel krev, nemočil, cítí se slabý, špatně dýchá –ihned přijat na JIP –konzultováno toxikologické centrum v Praze –i v této fázi doporučeno podat antidotum (dimalvan) s denními hemodialýzami, hrazení tekutin –Laboratorní výsledky (vstupní): •urea 26 mmol/l [1,7-8,3], Krea 810 [60 - 115] - akutní selhání ledvin •postižení sliznic GIT – •Po 7 dnech přeložen na standartní odd. –Výstupní lab. hodnoty: •urea 9,6 mmol/l [1,7-8,3], Krea 363 [60 - 115] • •Závěr: chronické poškození ledvin, postižení sliznic GIT – Otrava houbami •Podle mechanismu účinku mykotoxinů se rozlišuje několik syndromů: •hepatorenální •neurotoxický •nefrotoxický •muskarinový •psychotropní • •Rozlišení jednotlivých hub je možné mikroskopickým vyšetřením zbytků syrových hub nebo jídla, zvratků, popř. stolice Otrava houbami •Mochomůrka hlízovitá, zelená, jarní - hepatorenální syndrom •toxické termostabilní peptidy - amatoxiny a falotoxiny (buněčné jedy), •LD - 50 g čerstvé houby (1 plodnice) • •Klinický obraz: –po 7-13 h. se objevuje kolika, zvracení, průjmy, po zlepšení trvajícím 21-36 h. od požití nastává selhání jater a ledvin • •Léčba: –výplach žaludku, projímadlo, opakované masivní dávky černého uhlí, –podání antidota - Legalon SIL inj. (silibinin, vytěsňuje amatoxin z hepatocytů), nutné do 48 h. – mívá pouze omezený efekt –hemodialýza, závažné případy- transplantace jater. • •V ČR ročně cca 10 případů. Otrava houbami •MARS (Molecular Adsorbent Recirkulating Systém) –tzv. „umělá játra“ –pomáhají nahradit jaterní detoxikaci a mohou překlenout období jaterního selhání do doby transplantace nebo vlastní jaterní regenerace. – –Princip: kombinace dialýzy – v dialyzační tekutině je albumin, na který mohou vázat se toxiny nerozpustné ve vodě. – •Klinické použití od r. 1993 •V ČR v FNUSA • •MARS •krev proudí mimotělním oběhem do „MARS“ •v „MARS“ dialyzátoru je spec. membrána, vně které je dialyzační roztok s albuminem – průtokem dochází k vazbě toxinů na volný albumin v dial. roztoku •dále je provedena regenerace albuminu (zbavení od toxinů) a jeho opětovné využití Otrava houbami •Mochomůrka tygrovaná, červená – neurotoxický syndrom •hlavní toxiny: kys. ibotenová a muscinol • •Klinický obraz: –po 0,5-2 h salivace, slzení, kolika –poté nastupuje zčervenání kůže, tachykardie, hypotenze, dezorientace, halucinace, střídání euforie a deprese, křeče, kóma •Léčba: –výplach žaludku, aktivní uhlí, projímadlo, –Ca (ke snížení neuromuskulárního dráždění), péče o vitální funkce Otrava houbami •Pavučinec plyšový – nefrotoxický syndrom • toxin orelanin • •Klinický obraz: –nespecifické zažívací obtíže, bolesti v zádech, po 2-3 týdnech dochází k selhání ledvin – •Léčba: –výplach žaludku, opakované podání aktivního uhlí, –hemodialýza účinně odstraňuje toxiny – nutné časné zahájení léčby –Závažné případy končí transplantací ledvin Otrava houbami •Vláknice, strmělky – muskarinový syndrom, toxin muskarin •Klinický obraz: –během jídla záchvaty pocení, slzení, salivace, koliky, průjmy, bradykardie, hypotenze, křeče •Léčba: –aktivní uhlí, atropin – •Lysohlávky – psychotropní syndrom, toxin psilocybin •Klinický obraz: –halucinace, extitace, deprese •Léčba: –aktivní uhlí, dále symptomatická Otrava pesticidy •Organofosfáty •postřiky proti hmyzu…. •Ireversibilní inhibitory cholinesterázy (CHE) •počáteční symptomy jsou závislé na způsobu intoxikace –při zasažení parami je jako první postiženo oko a dýchací soustava –při perorálním požití se otrava jako první projeví zasažením GIT – •Klinické příznaky: –nadměrná salivace a pocení, únik moči a stolice, až svalové paralýza, zmatenost, ataxie, ztráta reflexů až koma – •Léčba: –spočívá v podání atropinu i.v. a reaktivátorů CHE –reaktivátory jsou látky, které dokáží uvolnit organofosfáty z vazby na CHE –atropin potom jako antagonista acetylcholinu snižuje jeho účinek na receptorech Vitamin D •Steroidní hormonální prekurzory – kalciferoly –D2 (ergokalciferol, rostlinného původu) –D3 cholekalciferol (živočišného původu) –tvoří se v kůži působením slunečního záření – •nezastupitelná role při metabolizmu Ca – novotvorba kostí • •↑↑ VIT D vyplavovaní Ca z kostí, ↑↑Ca/S, ↑↑ Ca/U, kalcifikace měkých tkání (cévy, ledviny), poruchy GIT • •↑↑Ca/S – slabost, letagie, únava, nechutenství, zvracení, iritace pankreatu, bradykardie a hypertenze, může vyvrcholit zástavou srdce Kazuistika •Muž, 21 let (zahraniční student medicíny), •přijat na IKK pro slabost, nevolnost, zvracení, dyspepsii •v nedávné době opakované hospitalizace pro podobné stavy s dg.pankreatitidy po dietní chybě • •Lab. nález: –↑urea 8,6 mmol/l, ↑krea 270 µmol/l, ↑amyláza 3,52 µkat/l, ↑↑Ca 3,80 mmol/l –pro snížení Ca byla zavedena rehydratační terapie a podpora diurézy –následně bylo doplněno vyšetření VIT D 1583 nmol/l [75-225]!! – •V rámci dif.dg. se pátralo po jiných příčinách ↑↑Ca – vše negativní (PTH, RTG kostí, UZ…) • •Pacient přiznává opakovanou aplikaci preparátu s obsahem anabolik a VIT D – v rozmezí 3 měs. si do svalu aplikoval cca 14 mil. IU VIT D (DDD je 600 IU /den) • •Hyperhydratační, diuretická tarapie s aplikací kalcitoninu, parenterální výživa (elevace pankreatických enzymů), UZ vyšetření srdce s poz. nálezem • •Po 33 dnech hospitalizace VIT D 1024 nmol/l, Ca 2,99 mmol/l….. • Toxikologické informační středisko •Funkce: •Nepřetržitá (24/7/365) celorepubliková telefonická lékařská informační služba v případech akutních otrav lidí a zvířat • •evidence akutních intoxikací • •Laboratoř průmyslové toxikologie • •Státní zásoba vzácných a v ČR neregistrovaných antidot, antisér, antitoxinů –Proč: v ČR není registrace - Vysoká cena, malé využití ZZ, rychlá exspirace • •Státní systém krizové připravenosti (terorismus, chemické a radiační nehody, atd.) • •Rychlá pomoc v urgentních situacích (kyanidy, organofosfáty, botulismus, atd.) • Toxikologické informační středisko •Jak? • •1. Telefonická konzultace TIS (224 91 92 93) • •2. Webové stránky TIS: www.tis-cz.cz, „Informace pro odborníky“ – „Dostupnost antidot“ – „Žádost ZZ o poskytnutí antidota“ • •3. Zajištění transportu • •4. Refundace poskytnutého antidota • •