Einführung in die Allgemeine Toxikologie - Toxikokinetik - Toxikodynamik - Behandlungsprinzipien bei akuter Vergiftung - Metalle und Metalloide - Organische Substanzen - Krebsauslösende Verbindungen
/ AUS DEM INHALT: / / /
I Theoretische Toxikologie 1
1 Einführung in die Theoretische Toxikologie 3
Günter Fred Fuhrmann 3
1.1 Geschichte und Grundbegriffe der Toxikologie 3
1.2 Definitional von Toxikologie und Pharmakologie 6
1.2.1 Wirkungscharakteristika 6
1.2.2 Aufgabengebiete der Toxikologie 7
1.2.3 Methoden der Toxizitatsprüfung 10
2 Toxikokinetik 17
Günter Fred Fuhrmann 17
2.1 Aufnahme von toxischen Substanzen 18
2.1.1 Haut 20
2.1.2 Schleimhaute 22
2.1.3 Verdauungstrakt 23
2.1.4 Respirationstrakt 26
2.2 Organisation des menschlichen Korpers 32
2.2.1 Verteilungsraume 35
2.2.2 Das zirkulatorische System 38
2.2.3 Der ,,kolloidosmotische" Druck der Plasmaproteine . . . . 40
2.3 Der Aufbau von Zellmembranen 41
2.3.1 Amphiphile Biomoleküle 42
2.3.2 Vom Erythrozyten zum Membranmodell 43
2.3.3 Kompartimentierung innerhalb von Zellen 47
2.3.4 Permeabilitat von Membranen fur toxische Substanzen . . 48
2.3.5 Eintritt in die Zelle durch Pinozytose und Phagozytose . . 56
2.4 Bindung und Speicherung 57
2.4.1 Plasmaproteine, Hamoglobin und Muskelproteine 58
2.4.2 Fettgewebe, Membranen 60
2.4.3 Leber, Niere, Lunge und andere Organe 61
2.4.4 Knochengewebe 61
2.5 Umwandlung von toxischen Substanzen durch den Stoffwechsel 62
2.5.1 Phase-I-Reaktion 66
2.5.1.1 Das mikrosomale Monooxygenase-System 66
2.5.1.2 Systematik und Nomenklatur von Cytochrom P-450 . . . 68
2.5.1.3 Enzymatische Eigenschaften von Cytochrom P-450, Induktion 69
2.5.1.4 Grundtypen der Cytochrom P-450 katalysierten Reaktionen 70
2.5.1.5 Flavin-abhangige Monooxygenasen 73
2.5.1.6 Monoaminoxydase 74
2.5.1.7 Cyclooxygenasen 74
2.5.1.8 Dehydrogenasen, Reduktasen 76
2.5.1.9 Hydrolyse 79
2.5.2 Phase-Ü-Reaktionen 80
2.5.2.1 Einfluss des Alters auf die Biotransformation 86
2.6 Elimination durch Exkretion 87
2.6.1 Ausscheidung durch die Nieren 87
2.6.2 Ausscheidung über die Galle 91
2.6.3 Ausscheidung durch Sekrete, Schweifi und Milch 93
2.6.4 Ausscheidung über die Lungen 94
2.7 Toxikokinetische Modellvorstellungen 94
2.7.1 Das Ein-Kompartiment-Modell 95
2.7.2 Das Zwei-Kompartiment-Modell 100
3 Toxikodynamik 103
Günter Fred Fuhrmann 103
3.1 Der Begriff des Rezeptors 104
3.2 Bindungskrafte am Rezeptor 108
3.2.1 Ionenbindung und Wasserstoffbrückenbindung 108
3.2.2 Van-der-Waals-Bindungen 110
3.2.3 Komplexitat der Rezeptor-Substrat-Wechselwirkungen . . 110
3.2.4 Kovalente Bindung 110
3.3 Charakterisierung von Rezeptoren Ill
3.3.1 Indirekte Rezeptor-Charakterisierung (SAR) Ill
3.3.2 Direkte Rezeptor-Isolierung 114
3.3.3 Molekularbiologische Rezeptor-Charakterisierung 116
3.4 Wirkstoff-Rezeptor-Wechselwirkungen 117
3.4.1 LDR-Kurven-Diskussion, allgemeine Begriffe 123
3.4.2 Agonisten 124
3.4.3 Antagonisten 125
3.4.3.1 Kompetitive Antagonisten 125
3.4.3.2 Nichtkompetitive Antagonisten 126
3.4.3.3 Allosterische Effekte 128
3.4.3.4 Funktionelle und physiologische Antagonisten 129
3.4.3.5 Chemische Antagonisten 129
3.5 Ausgewahlte Beispiele toxischer Mechanismen 129
3.5.1 Unspezifische toxische Wirkungen, Zerstorungen von Zellen und Geweben 130
3.5.2 Toxische Einflvisse auf die Blutgerinnung 132
3.5.3 Erythrozyten als Modell fur toxische Mechanismen . . . . 136
3.5.3.1 Osmotische Resistenz der Erythrozyten 137
3.5.3.2 Die Na+-K+-ATPase 139
3.5.3.3 Der Anionentransporter 141
3.5.3.4 Das Hamoglobin als Sauerstofftransporter 145
3.5.3.5 Der Erythrozytenstoffwechsel 148
3.5.4 Toxische Einflüsse auf das Nervensystem 150
3.5.4.1 Effekte auf die Nervenfasern 151
3.5.4.2 Effekte am synaptischen Spalt 154
3-5.4.3 Effekte auf die Acetylcholin-Esterase 159
3.5.4.4 Organische Phosphorsaureester (Alkylphosphate) 161
II Spezielle Toxikologie 167
4 Toxikologie der Metalle und Metalloide 169
4.1 Allgemeine Toxikologie der Schwermetalle 169
Günter Fred Fuhrmann 169
4.1.1 Einfuhrung 169
4.1.2 Geschichte 170
4.1.3 Kreislauf der Metalle 175
4.1.4 Ausnutzung der toxischen Wirkung von Schwermetallen und Metalloiden 181
4.1.5 Einteilung der Metalle 182
4.1.6 Transport von Eisen im menschlichen Organismus 188
4.1.7 Molekulare und ionische Mimikry toxischer Metalle . . . . 192
4.1.8 Metalle im menschlichen Organismus 197
4.1.9 Mafisystem fur die akute Toxizitat der Metalle 199
4.1.10 Entgiftungsmechanismen fur toxische Metalle im Organismus 200
4.1.11 Chelatbildner, Therapie der Schwermetallvergiftung . . . 202
4.2 Toxikologie ausgewahlter Metalle 206
Wolfgang Legrum 206
4.2.1 Blei 206
4.2.2 Cadmium 212
4.2.3 Chrom 217
4.2.4 Nickel 223
4.2.5 Quecksilber 228
4.2.6 Thallium 239
4.2.7 Vanadium (Vanadin) 242
4.2.8 Metalloid Arsen 246
4.2.9 Eintrag der Metalle in die Umwelt 256
5 Losungsmittel 259
Günter Fred Fuhrmann 259
5.1 Einleitung 259
5.2 Toxische Wirkung der Losungsmittel 260
5.2.1 Lokale toxische Wirkung auf die Haut 260
5.2.2 Reizung der Schleimhaute 261
5.2.3 Narkotische Wirkung 261
5.3 Toxikologische Bewertung von Losungsmitteln 264
5.4 Losungsmittel nach chemischen Klassen 268
5.4.1 Einwertige Alkohole 268
5.4.2 Mehrwertige Alkohole 272
5.4.3 Ester 276
5.4.4 Ketone 276
5.4.5 Alkane 277
5.4.6 Halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe 279
5.4.7 Aromatische Kohlenwasserstoffe 288
6 Toxikologie der Biozide 293
Wolfgang Legrum 293
6.1 Insektizide 295
6.1.1 Organophosphate 296
6.1.2 Carbaminsaureester (Carbamate) 298
6.1.3 Pyrethrine und Pyrethroide 299
6.1.4 Chlorierte cyclische Kohlenwasserstoffe 302
6.2 Herbizide 306
6.2.1 Dinitrophenole 306
6.2.2 Harnstoffderivate 308
6.2.3 Bipyridylium-Salze 308
6.2.4 Natriumchlorat 309
6.2.5 Phenoxycarbonsauren 310
6.2.6 Chlorcarbonsauren und aliphatische Sauren 313
6.2.7 Triazine 315
6.3 Fungizide 316
6.3.1 Organische Quecksilberverbindungen 317
6.3.2 Organische Zinnverbindungen 317
6.3.3 Dithiocarbamate, Thiurame 318
6.3.4 Thiadiazine 319
6.3.5 Diphenyle, Benzimidazole 320
6.4 Rodentizide 321
7 Rückstande, technische Produkte und Gefahrstoffe 323
Wolfgang Legrum 323
7.1 Rückstande von Bioziden 323
7.2 Rückstande von Arzneistoffen 329
7.3 Rückstande von Duftstoffen 330
7.4 Rückstande von hormonaktiven Stoffen 331
7.4.1 Xeno-Ostrogene aus Bioziden 333
7.4.2 Xeno-Ostrogene aus Industriechemikalien 334
7.4.3 Xeno-Androgene 337
7.4.4 Xeno-Thyroxine 337
7.4.5 Phyto-Ostrogene 338
7.4.6 Myko-Ostrogene 339
7.5 Biologische Nachweise von Substanzen ostrogener Wirkung 340
7.5.1 Rezeptorbindung (in vitro) 340
7.5.2 E-Screen-Assay 341
7.5.3 Reportergensysteme fur Ostrogene 342
7.5.4 Vitellogenin-Test (ex vivo) 343
7.5.5 Nagetiere (in vivo) 344
7.6 Toxizitat technischer Produkte 345
7.7 Substitution und Vermeidung von Gefahrstoffen 346
8 Atemgifte 349
Christian Steffen 349
8.1 Toxische Effekte auf die auBere Atmung 349
8.1.1 Toxizitat des Sauerstoffs 351
8.2 Toxische Effekte auf den Gastransport im Blut 353
8.2.1 Kohlenmonoxid 353
8.2.2 Methamoglobinbildner 354
8.2.2.1 Direkte Methamoglobinbildner 355
8.2.2.2 Indirekte Methamoglobinbildner 357
8.3 Toxische Effekte auf die innere Atmung 359
8.3.1 Vergiftung durch Cyanwasserstoff (Blausäure) 359
8.3.2 Vergiftung durch Schwefelwasserstoff 362
9 Karzinogenese 365
Achim Aigner 365
9.1 Krebserkrankungen 365
9.2 Tumorentwicklung 368
9.3 Karzinogene 371
9.4 Genotoxizitat 372
9.5 Molekulare Mechanismen der Genotoxizitat 372
9.6 Genotoxische Stoffe und Stoffklassen 379
9.6.1 Direkt genotoxisch wirkende Stoffe 379
9.6.2 Indirekt genotoxisch wirkende Stoffe 394
9.7 Testsysteme zur Genotoxizitatsprüfung 407
9.7.1 Tests auf DNA-Adduktbildung 408
9.7.2 Tests an Mikroorganismen 409
9.7.3 Test an Warmblüterzellen (Saugetierzellen) 412
9.7.4 Tests am Tier 418
III Behandlungsprinzipien 421
10 Behandlungsprinzipien bei akuter Vergiftung 423
Thomas R. H. Büch 423
10.1 Einleitung 423
10.2 Allgemeine Maßnahmen bei Vergiftungen 429
10.2.1 Erste Mafinahmen durch den Laien 430
10.2.2 Asservierung 432
10.3 Maßnahmen zur Verhinderung der Giftresorption 433
10.3.1 Dekontamination der Haut 433
10.3.2 Augenverletzungen 433
10.3.3 Orale Vergiftung: ,,Entschärfen" vor der Resorption 437
10.3.3.1 Gabe von Entschäumern 437
10.3.3.2 Aktivkohle-Gabe 438
10.3.3.3 Induziertes Erbrechen 439
10.3.3.4 Magenspülung 439
10.4 Maßnahmen nach erfolgter Giftresorption 440
10.4.1 Behandlung mit Antidoten (Gegengiften) 441
10.4.2 Sekundäre Giftentfernung 442
10.4.2.1 Forcierte Diurese 442
10.4.2.2 Extrakorporale Methoden der Giftelimination 443
10.5 Informationszentren fur Vergiftungsfalle 444
10.6 Frei zugangliche Informationen im Internet 446
Glossar 449
Literaturverweise 461
Index 465