HCO1, inhoudelijke introductie
Toxicologie, is eigenlijk overal om je heen. Zo heeft het betrekking op voedsel en medicijnen, maar
bijvoorbeeld ook op verf en kunstgras. De bevolking voorlichten over toxische stoffen is erg
belangrijk.
Risk assesment, is het beoordelen van een risico. Hier zijn toxicologen mee bezig en het is belangrijk
om dit goed over te brengen naar de bevolking. Dit wordt in hoor- en werkcollege 2 besproken.
Geschiedenis, toxicologie bestaat al heel lang en Toxikón is afkomstig van het vergif dat op giftige
pijlen zat. In de Griekse oudheid schreef Dioscorides zelfs al over medicijnen. Hij schreef namelijk
over toxische stoffen uit de natuur die voordelig konden zijn. In de prehistorie draaide toxicologie
met name om de vraag ‘kan je het eten of niet?’. De Grieken en Romeinen gebruikte hun kennis over
gif om politieke moorden te plegen, terwijl ze in het vroegere China en Egypte al met medicijnen
bezig waren. Vervolgens werden giftige stoffen in de middeleeuwen naast politieke moorden ook
voor huiselijke moorden gebruikt.
Paracelsus, heeft in de Renaissance de basis voor toxicologie neergelegd. Hij is bekend van zijn quote
‘It’s the dose that makes the poison’.
Definitie toxicologie, je hebt een chemische, fysische of biologische stof die een effect heeft op een
organisme. Wanneer dit effect schadelijk is, spreek je van toxicologie en wanneer het effect gunstig
is, spreek je van farmacologie. Bij een fysische stof kan je denken aan straling en bij biologische
stoffen kan je denken aan antilichamen (die gebruikt worden voor medicatie) en de eiwitten die in
ons voedsel zitten. Toxicologie is dus de studie van het schadelijke (adverse) effect van chemische,
fysische en biologische stoffen (agents) op levende organismen.
Toegepast wetenschap, aangezien toxicologie een toegepaste wetenschap is, is het een
multidisciplinaire wetenschap met directe toepassingen in fysiologie, biochemie, immunologie,
genetica, medicijnen, farmacie, voedingswetenschappen, omgevingswetenschappen etc.
Velden toxicologie, toxicologie is in meerdere gebieden te verdelen:
- Mechanistische toxicologie, beschrijft de processen achter een ongewenst
effect. Denk hierbij aan cellulaire, biochemische en moleculaire
mechanismen. Zo is gevonden dat softenon de vorming van vaten aantast,
waardoor ledemaat uitgroei abnormaal verliep. Nu gebruiken we deze stof
dan ook therapeutisch om kanker te bestrijden. Door te weten hoe iets
werkt, kan je bepalen hoe je het toe kan passen en de mechanistische
toxicologie is dus erg belangrijk.
- Beschrijvende toxicologie, hierbij wordt het effect van een toxische stof beschreven. Zowel
in vitro (cellijn) als in vivo (muis) kan de stof toegediend worden en vervolgens gekeken
worden naar het effect is. Je kijkt hierbij niet zozeer naar het mechanisme, maar je kijkt juist
hoeveel je van een stof toe kan dienen tot je een toxisch effect ziet.
- Regulatoire toxicologie, dit is het gebied dat zich bezig houdt met regels opstellen. Als
eenmaal bekend is wat het mechanisme van een toxische stof is en bij welk niveau het
schadelijk is, kunnen daar regels over gemaakt worden. Mede door deze regels kan
toxicologie een grote impact hebben op de maatschappij via economische en politieke
aspecten (ethiek).
- Andere gespecialiseerde gebieden, zoals forensisch, klinisch (vergiftigingcentrum),
environmental etc.
Deze eerste 3 bestandsdelen zijn nodig om een goede risico evaluatie te kunnen doen.
Ethische aspecten, meneer Hill heeft criteria opgesteld waar je bevindingen aan moeten doen om
over een causaal verband te spreken. De Hill criteria zijn als volgt:
- Sterkte van associatie, hoe goed is de associatie die je ziet? Zo is de associatie dat ‘er meer
mensen verdrinken wanneer er meer ijs verkocht wordt’ erg slap. Beide hebben namelijk te
maken met mooi weer en dat is de achterliggende reden. De parameters ‘aantal mensen dat
, verdrinkt’ en ‘aantal ijsjes dat verkocht wordt’ staan compleet los van elkaar. Het kan soms
heel lastig te bepalen zijn of 2 parameters van elkaar afhankelijk zijn.
- Consistentie, kunnen je resultaten gerepliceerd worden?
- Biologisch gradiënt, de sterkte van de dosis-respons relatie. Is er een verband tussen de
concentratie stof en de mate van reactie?
- Temporale sequentie, volgt het effect pas op de oorzaak? En is het niet andersom? Je moet
goed vast kunnen stellen wat de oorzaak is en wat het daaropvolgende effect is.
- Biologische of theoretische plausibiliteit, hoe werkt het mechanisme?
- Hangt het samen met de bekende kennis, gaan jouw resultaten tegen bestaande theorieën
in? Als jouw resultaten bestaande theorieën tegenspreken, moet je daar wel heel veel bewijs
voor hebben.
Op basis van deze criteria kan je bepalen of hetgeen wat je ziet een causaal verband heeft of dat er
sprake is van correlatie.
Taken toxicoloog, als toxicoloog wil je dus weten ‘waarom’ en ‘hoe’ chemicaliën toxisch zijn en
daarnaast wil je de hazard en risk bepalen.
Hazard, de letterlijke vertaling is ‘gevaar’. Als iets een averechts effect heeft, spreek je van een
gevaar/hazard.
Risk, de letterlijke vertaling is ‘risico’. Het risico is de kans op een gevaar (averechts effect). Zo is een
haai per definitie gevaarlijk, maar is het risico dat je door een haai aangevallen wordt heel klein
wanneer je niet in het water gaat.
Hazard gaat dus over de intrinsieke eigenschappen van een stof, terwijl risk ‘de waarschijnlijkheid dat
een hazard tot expressie komt’ aangeeft. In toxicologie is het daarom heel belangrijk dat je naast de
hazard ook het risico vaststelt.
Arseen, is een hele giftige stof die in de middeleeuwen gebruikt werd om syfilis te bestrijden. Deze
bacteriële infectie kon in ernstige gevallen tot de dood lijden en dan wordt het dus een afweging van
risico’s om te bepalen of je arseen wilt gebruiken als bestrijdingsmiddel of niet. Andere mensen die
het risico geen probleem vonden waren vrouwen uit de 19e eeuw die hun huid wit hielden middels
een arseen bevattende crème.
Risico kwantificeren, een risico wordt vaak gekwantificeerd met de LD50. Dit is echter niet altijd een
goede parameter, aangezien het naar acute dosering kijkt en niet naar een chronische lage dosis. Een
schadelijke chronische lage dosis kan een carcinogeen, teratogeen of neuronaal effect hebben.
LD50, is de dosis waarbij 50% procent van de blootgestelde organismen doodgaat (LD= lethale dosis).
Zo is de LD50 van ethyl alcohol 10.000 mg/kg lichaamsgewicht. Een gemiddeld persoon zou dan maar
liefst 70 alchoholische drankjes moeten drinken, maar dat kan nooit en de LD50 zegt hier dan ook niks
over de toxiciteit. Ditzelfde geldt voor nicotine dat een LD50 van 1 mg/kg heeft, terwijl 1 sigaret 0,1
mg bevat. Dan zou iemand van 70 kg zevenhonderd sigaretten moeten roken in 1 keer om er accuut
aan dood te gaan. De LD50 gaat dus over acute dosering en houdt geen rekening met chronische
blootstelling. Daarnaast wordt de LD50 middels proefdieren bepaald en het is lastig om dit naar een
mens te vertalen. De LD50 voldoet dus niet als enkele waarde voor risico kwantificatie.
Dioxine, is erg persistent wat inhoudt dat het lang in het milieu aanwezig blijft. In
2004 is een Oekraïense politicus hiermee vergiftigd waardoor hij chlooracne kreeg.
Hij bevatte maar liefst 50.000 maal de hoeveelheid TCDD dan de gemiddelde mens,
maar heeft dit wel overleeft. De LD50 ligt dus boven deze concentratie.
Variatie toxische respons, het kan tussen verschillende soorten en individuen erg
verschillen hoe ze reageren op bepaalde stoffen. Zo is rechts in de tabel de LD50
voor dioxine weergegeven bij verschillende diersoorten. Dit verschil komt o.a. door
de opname, metabolisme (detoxificatie processen), receptoren en
lichaamsverdeling. Er is zelfs een verschil te zien tussen twee soorten muizen. Zij
zijn genetisch verschillend van elkaar en zullen daardoor waarschijnlijk verschillen
in belangrijke enzymen die betrokken zijn bij de omzetting in de lever. Verder
kunnen we door de Oekraïen Yushchenko zeggen dat die voor de mens boven 25
ug/kg ligt, maar dat is een n=1 waarde wat niet echt te vertrouwen is.
Toxicologie, is eigenlijk overal om je heen. Zo heeft het betrekking op voedsel en medicijnen, maar
bijvoorbeeld ook op verf en kunstgras. De bevolking voorlichten over toxische stoffen is erg
belangrijk.
Risk assesment, is het beoordelen van een risico. Hier zijn toxicologen mee bezig en het is belangrijk
om dit goed over te brengen naar de bevolking. Dit wordt in hoor- en werkcollege 2 besproken.
Geschiedenis, toxicologie bestaat al heel lang en Toxikón is afkomstig van het vergif dat op giftige
pijlen zat. In de Griekse oudheid schreef Dioscorides zelfs al over medicijnen. Hij schreef namelijk
over toxische stoffen uit de natuur die voordelig konden zijn. In de prehistorie draaide toxicologie
met name om de vraag ‘kan je het eten of niet?’. De Grieken en Romeinen gebruikte hun kennis over
gif om politieke moorden te plegen, terwijl ze in het vroegere China en Egypte al met medicijnen
bezig waren. Vervolgens werden giftige stoffen in de middeleeuwen naast politieke moorden ook
voor huiselijke moorden gebruikt.
Paracelsus, heeft in de Renaissance de basis voor toxicologie neergelegd. Hij is bekend van zijn quote
‘It’s the dose that makes the poison’.
Definitie toxicologie, je hebt een chemische, fysische of biologische stof die een effect heeft op een
organisme. Wanneer dit effect schadelijk is, spreek je van toxicologie en wanneer het effect gunstig
is, spreek je van farmacologie. Bij een fysische stof kan je denken aan straling en bij biologische
stoffen kan je denken aan antilichamen (die gebruikt worden voor medicatie) en de eiwitten die in
ons voedsel zitten. Toxicologie is dus de studie van het schadelijke (adverse) effect van chemische,
fysische en biologische stoffen (agents) op levende organismen.
Toegepast wetenschap, aangezien toxicologie een toegepaste wetenschap is, is het een
multidisciplinaire wetenschap met directe toepassingen in fysiologie, biochemie, immunologie,
genetica, medicijnen, farmacie, voedingswetenschappen, omgevingswetenschappen etc.
Velden toxicologie, toxicologie is in meerdere gebieden te verdelen:
- Mechanistische toxicologie, beschrijft de processen achter een ongewenst
effect. Denk hierbij aan cellulaire, biochemische en moleculaire
mechanismen. Zo is gevonden dat softenon de vorming van vaten aantast,
waardoor ledemaat uitgroei abnormaal verliep. Nu gebruiken we deze stof
dan ook therapeutisch om kanker te bestrijden. Door te weten hoe iets
werkt, kan je bepalen hoe je het toe kan passen en de mechanistische
toxicologie is dus erg belangrijk.
- Beschrijvende toxicologie, hierbij wordt het effect van een toxische stof beschreven. Zowel
in vitro (cellijn) als in vivo (muis) kan de stof toegediend worden en vervolgens gekeken
worden naar het effect is. Je kijkt hierbij niet zozeer naar het mechanisme, maar je kijkt juist
hoeveel je van een stof toe kan dienen tot je een toxisch effect ziet.
- Regulatoire toxicologie, dit is het gebied dat zich bezig houdt met regels opstellen. Als
eenmaal bekend is wat het mechanisme van een toxische stof is en bij welk niveau het
schadelijk is, kunnen daar regels over gemaakt worden. Mede door deze regels kan
toxicologie een grote impact hebben op de maatschappij via economische en politieke
aspecten (ethiek).
- Andere gespecialiseerde gebieden, zoals forensisch, klinisch (vergiftigingcentrum),
environmental etc.
Deze eerste 3 bestandsdelen zijn nodig om een goede risico evaluatie te kunnen doen.
Ethische aspecten, meneer Hill heeft criteria opgesteld waar je bevindingen aan moeten doen om
over een causaal verband te spreken. De Hill criteria zijn als volgt:
- Sterkte van associatie, hoe goed is de associatie die je ziet? Zo is de associatie dat ‘er meer
mensen verdrinken wanneer er meer ijs verkocht wordt’ erg slap. Beide hebben namelijk te
maken met mooi weer en dat is de achterliggende reden. De parameters ‘aantal mensen dat
, verdrinkt’ en ‘aantal ijsjes dat verkocht wordt’ staan compleet los van elkaar. Het kan soms
heel lastig te bepalen zijn of 2 parameters van elkaar afhankelijk zijn.
- Consistentie, kunnen je resultaten gerepliceerd worden?
- Biologisch gradiënt, de sterkte van de dosis-respons relatie. Is er een verband tussen de
concentratie stof en de mate van reactie?
- Temporale sequentie, volgt het effect pas op de oorzaak? En is het niet andersom? Je moet
goed vast kunnen stellen wat de oorzaak is en wat het daaropvolgende effect is.
- Biologische of theoretische plausibiliteit, hoe werkt het mechanisme?
- Hangt het samen met de bekende kennis, gaan jouw resultaten tegen bestaande theorieën
in? Als jouw resultaten bestaande theorieën tegenspreken, moet je daar wel heel veel bewijs
voor hebben.
Op basis van deze criteria kan je bepalen of hetgeen wat je ziet een causaal verband heeft of dat er
sprake is van correlatie.
Taken toxicoloog, als toxicoloog wil je dus weten ‘waarom’ en ‘hoe’ chemicaliën toxisch zijn en
daarnaast wil je de hazard en risk bepalen.
Hazard, de letterlijke vertaling is ‘gevaar’. Als iets een averechts effect heeft, spreek je van een
gevaar/hazard.
Risk, de letterlijke vertaling is ‘risico’. Het risico is de kans op een gevaar (averechts effect). Zo is een
haai per definitie gevaarlijk, maar is het risico dat je door een haai aangevallen wordt heel klein
wanneer je niet in het water gaat.
Hazard gaat dus over de intrinsieke eigenschappen van een stof, terwijl risk ‘de waarschijnlijkheid dat
een hazard tot expressie komt’ aangeeft. In toxicologie is het daarom heel belangrijk dat je naast de
hazard ook het risico vaststelt.
Arseen, is een hele giftige stof die in de middeleeuwen gebruikt werd om syfilis te bestrijden. Deze
bacteriële infectie kon in ernstige gevallen tot de dood lijden en dan wordt het dus een afweging van
risico’s om te bepalen of je arseen wilt gebruiken als bestrijdingsmiddel of niet. Andere mensen die
het risico geen probleem vonden waren vrouwen uit de 19e eeuw die hun huid wit hielden middels
een arseen bevattende crème.
Risico kwantificeren, een risico wordt vaak gekwantificeerd met de LD50. Dit is echter niet altijd een
goede parameter, aangezien het naar acute dosering kijkt en niet naar een chronische lage dosis. Een
schadelijke chronische lage dosis kan een carcinogeen, teratogeen of neuronaal effect hebben.
LD50, is de dosis waarbij 50% procent van de blootgestelde organismen doodgaat (LD= lethale dosis).
Zo is de LD50 van ethyl alcohol 10.000 mg/kg lichaamsgewicht. Een gemiddeld persoon zou dan maar
liefst 70 alchoholische drankjes moeten drinken, maar dat kan nooit en de LD50 zegt hier dan ook niks
over de toxiciteit. Ditzelfde geldt voor nicotine dat een LD50 van 1 mg/kg heeft, terwijl 1 sigaret 0,1
mg bevat. Dan zou iemand van 70 kg zevenhonderd sigaretten moeten roken in 1 keer om er accuut
aan dood te gaan. De LD50 gaat dus over acute dosering en houdt geen rekening met chronische
blootstelling. Daarnaast wordt de LD50 middels proefdieren bepaald en het is lastig om dit naar een
mens te vertalen. De LD50 voldoet dus niet als enkele waarde voor risico kwantificatie.
Dioxine, is erg persistent wat inhoudt dat het lang in het milieu aanwezig blijft. In
2004 is een Oekraïense politicus hiermee vergiftigd waardoor hij chlooracne kreeg.
Hij bevatte maar liefst 50.000 maal de hoeveelheid TCDD dan de gemiddelde mens,
maar heeft dit wel overleeft. De LD50 ligt dus boven deze concentratie.
Variatie toxische respons, het kan tussen verschillende soorten en individuen erg
verschillen hoe ze reageren op bepaalde stoffen. Zo is rechts in de tabel de LD50
voor dioxine weergegeven bij verschillende diersoorten. Dit verschil komt o.a. door
de opname, metabolisme (detoxificatie processen), receptoren en
lichaamsverdeling. Er is zelfs een verschil te zien tussen twee soorten muizen. Zij
zijn genetisch verschillend van elkaar en zullen daardoor waarschijnlijk verschillen
in belangrijke enzymen die betrokken zijn bij de omzetting in de lever. Verder
kunnen we door de Oekraïen Yushchenko zeggen dat die voor de mens boven 25
ug/kg ligt, maar dat is een n=1 waarde wat niet echt te vertrouwen is.
