prezentace z přednášky na:

https://www.natur.cuni.cz/analchem/nesmerak/0809_tox_01.pdf

 

Historie toxikologie

Už odpradávna se lidé setkávají s chemickými látkami, v pravěku to byli látky pouze minerálního, živočišného nebo rostlinného původu. Už pravěcí lidé si všímaly vzájemného vztahu mezi látkami a živými organismy a empirickým zkoumáním dospěli k poznání rostlinných a živočišných jedů (když přežvýkají červené bobulky, bude jim špatně a není dobré je jíst), stejně tak poznali, že některé látky mohou zdraví pomáhat. Tyto látky používali i k lovení zvěře – otrávené šípy. Objevili účinky látek vhodných k útěku z reality. Záznamy z této doby nemáme, Otrávené šípy daly název celému oboru, toxikologie (toxicon – jed k otravování šípů; toxikologie = nauka o jedech k otravování šípů).

Písemné záznamy máme až z kultur, které vynalezly písmo – ebersův papyrus – lékařský papirus, který shrnuje všechny znalosti starých egypťanů o jedech, snaží se najít prostředky na mírnění otrav, staří egypťané přistupovali k léčebným procedurám pomocí zaříkávání. Popsali anorganické jedy /sloučeniny arsenu, antimonu, rtuti, olova) i organických jedů /opium, čemeřice, oměj). Staří egypťané byli schopni destilovat látku z pecek broskví – soudnictví ordálového typu – získávali HCN z pecek broskví

 

Starověká čína (okolo 2753 př. Kr)

Legendární císař Sen-nung (Rudý císař) – údajně měl skleněný žaludek a mohl ochutnat všechny rostliny vyskytující se v říši, sepsal Pen-schao kang-mu (pojednání o rostlinách – základ tradiční čínské medicíny – popsány účinky rostlin)

Starověká Indie – ajurvéda (véda o dlouhém životě – véda=kompiláty vědy staré Indie) – speciální část věnována toxikologii (obsahuje zmínky o akotinu a opiu). Mladší je spis čaraka-samitha (část kalpasthána, která obsahuje i pojednání o protijedech)

 

Starověké Řecko

Zjišťujeme, že toxikologické znalosti starověkého Řecka byly ohromné. Je spousta mytologických příběhů o řeckých bozích, které jsou spojeny s působením jedů. Herakla jeho manželka neúmyslně otrávila krví kentaura, tj. transdermální intoxikace). Jinou známou travičkou je Médea z Kolchidy – Jáson a zlaté rouno – otrávila děti, které s ním měla. Sice se jedná o mytologické příběhy, ovšem dokazují, že jedy byly velice rozšířené. Známou školou řeckých lékařů byli Asklépiovci – kójská škola(asi 400 př.Kr). Uvědomili si, že jed se může do těla dostat třemi způsoby (inhalací, transdermálně, perorálně), napadlo je, že mohou použít dávidla/projímadla, aby se jet dostal co nejrychleji zase ven, zjistili také, že po přidání oleje dojde ke snížení absorbce jedu do organismu. Nejvýznamnějším představitelem této školy byl Hyppocrates.

Známým historickým faktem je smrt Socratova. Socrates měl vypít číši bolehlavu (řecký státní jed), když byl obviněn, že kazí řeckou mládež. Chtěl obětovat kapku nápoje bohům, kat mu ale řekl, že to není možné, že připravují jed tak přesně, že je nutná přesná dávka. Koniin (účinná látka v bolehlavu) napadá primární nervstvo, které přestává komutikovat s mozkem– ochabuje svalstvo – necitlivost končetin, zastavuje se dýchaní a krevní oběh.

Z dob starého řecka je dobré zmínit dvě důležité osoby – Nikander kolofónský – první doložený experimentální toxikolog – měl právo provádět pokusy na válečných zajatcích, měl možnost pozorovat, jak nešťastníci po požití jedu umírají. Závěry zveřejnil ve dvou básních – Theriaca a Alexipharmaca (jedna věnována rostlinným a druhá živočiným jedům).

Mithridas VI. Eupator – experimentoval s jedy, sestavil univerzální protijed (mithridatus) Mithridatismus – lidé, kteří mají zvýšenou odolnost vůči chemickým látkám, dá se to vypěstovat (alkoholici :)). (theriaca=theriac=driák).

 

Starověký Řím

Travičství se rozjelo na široké úrovni především ve starověkém Římě, bylo to něco naprosto normálního. Nabylo to tak epidemických rozměrů, že roku 82 př. Kr. byl vydán zákon Lex Cornelia de siciriis et veneficis (zakazující, držet sebemenší množství jedu).

Roku. 78 po Kr. Dioskordies Pedanius z Anazarbu: De materia medica – pět knih o lékařství – speciální část věnovaná jedům a protijedům. Po zániku římské říše nastává doba temna (temné století 9-11. století, kdy se lidé místo jedů zabíjeli chladnými zbraněmi). V té době evropská věda nevyprodukovala žádné důležité dílo. Rozkvět toxikologie nastal v arabských zemích – Abu Ali Husain ibn Abdulah ibn Sina zvaný Avicena napsal Al-quanum fi al-tibo.

Středověk

Poté, co se evropská civilizace zkulturnila opustila chladné zbraně a vrátila se k jedům. Na každém panovnickém dvoře je systematizované místo traviče, který měl pro svého pána připravovat jedy, které mohl použít proti nepřátelům. Vypracovávají se důmyslené aplikace - otravování rohů knih, otravování oděvů i otravování hostiemi a mešním vínem (nemohl vyplyvnout, považovaly by ho za kacíře). Proti travičům se snažil pracovat španělský žid, který napsal Rabbi Móšé ben Maimún (1135–1204) ve 12. století Jedy a jejich antidota (které se dodnes cituje).

 

V čechách je první zmínka o použití jedů k roku 1261 – nechal Přemysl Otakar II zavraždit Markétu Babenberskou Roku 1304 – použití arsenitých a olovnatých sloučenin proti vojskům Albrechta Habsburského u Kutné Hory – havíři naházeli strusku do potoka (stříbrné sloučeniny doprovázejí sloučeniny olova a arsenu) a potok protékal ležením, nebyly žádné čistírny, takže se z něj napájelo vojsko i koně – první projevy otravy – prudké zvracení a průjmy – tj. V boji nepoužitelní vojáci – první použití chemických látek v bojích.

Roku 1331 pokus o zavraždění kralevice Karla IV a jeho družiny v Patavii (naštěstí pro UK šel ten den ke svatému přijímaní, nešel na snídani a neotrávil se.)

Roku 1474 – pokus o vraždu Vladislava II. Jagelonského (Matyáš Korvín), najal si lékárníka Tomáška z domu U zlaté lilie, který vyslal Jiřího Hluckého do Benátek (velkoobchod s jedy – velmi přesně časovatelné, bohužel Jiří Hlucký vyžvanil, na co jed potřebuje a představitelé benátek Vladislava II. Jagelonského varovaly.

 

Renesance – zlatá doba travičství

Renesance je doba, kdy se travičství nejvíce rozšířilo, bylo dobře načasovatelné, netekla krev. Nejznámějším travičským rodem měli být Borgiové (dnešní výzkumy ukazují, že byly průměrem) a Medičejší (Kateřina Medicejská prý kudy chodila, nosila nejen skříňku s líčidly ale i s léky, prý ráda navštěvovala lazarety, kde podávala bonbony s jedem).

Jan Philipon Dambrovský – olomoucký biskupovrah, chtěl se stát biskupem a tak otrávil velmi rychle za sebou 5 biskupů, bohužel se na to přišlo a sťali ho.

Philippus Aureolus Theoprastus Bombastus von Hohenheim – pocházel z lékařské rodiny, známý jako Paracelsus. Stal se neobyčejně šikovným lékařem, nespoléhal se na názory Hyppocratovy a Galénovy, nespokojil se s tím, procestoval celou Evropu a studoval léčení ve všech koutech Evropy, experimentoval na zvířatech, zavedl do lékařství používání chemických přípravků – jatrochemie (jatros=lékař). Vše zkoušel na zvířatech, která pak pitva. Dal toxikologii jasnou definici jedu.

Omnia sund venena nihil est sine veneno. Dosis sola facit venenum. Všechny látky na světě jsou jed, není žádná, která by nebyla. Záleží pouze na dávce, která tvoří jed. I voda může být jeden, i NaCl.

 

Baroko

Ani v době barokní neustalo travičství, v té době je známa celá řada travičů. Nejznámější postavou je Theofania Palermská – vyráběla směs arseniku a různých rostlinných jedů, kterou prodávala jako Aqua Tophana, prodávala lidem, kteří se chtěli někoho zbavit (podařilo se jí to více než 600x), utekla do kláštera, jeptišky se daly do velkovýroby Aqua Tophana, papež pohrozil exkomunikací, takže Theofanii vydaly a upálily ji.

La Voisin – ve Francii.

Markýza Marie de Brinvilliers – otrávila příbuzné, aby mohla dědit. Arzeniku se říkalo poudre de sucession, podával se, když se nechtělo čekat, až někdo zemře předčasnou smrtí aby mohl dětit rychleji. Byl ustanoven speciální tribunál, který za travičství soudil vysokou šlechtu – více než 400 případů.

Bezoáry – žaludeční kameny kozy bezoárové, které pomáhají mlýt potravu, při styku s jedem se měla kapalina začít vařit.

Český lékárních František Dirix z Brucku a Rottenbergu – univerzální lék proti otravě (děsivé zvracedlo) 1676.

 

Počátky vědecké práce.

Bernardino Ramazzini – zkoumá dlouhodobé působení chemických látek na živé organismy. Do té doby se toxikologie zabývala pouze akutním působením (1-2 dny), on jako první si uvědomil, že je dobré sledovat, co se stane, když je člověk s nějakou látkou ve styku několik let, jestli mu to škodí nebo ne. Napsal „de morbis artificum dieatriba“ - hrnčíři používali olovnatou bělobu, kterou barvili glazuru a tu vyráběli tak, že do hrnce s octem daly olověné pláty, zakopaly do hnoje, na plátech byl octan olovnatý – ten inhalovali, dělali to několik let, což se na nich samozřejmě projevilo (celková vyhublost, sešlost, prošedivělá kůže, černé kroužky kolem zubů). Všímal si i výrobců provazů, kteří je napouštěli kolomazí.

Percival Pott - „Chirurgical Observations Relative to the Cataract, the Polypus......“ zvýšený výskyt rakoviny u kominíků.

 

Soudní aspekty působení látek an organismus

Joseph Jacob Plenck – základy medicíny a chirurgie soudní (elementia medicinae et chirurgiae forensis) – prosazoval, že aby bylo možné odsoudit někoho za otravu jedem, bylo nutné prokázat výskyt jedu v mrtvole

James Marsh – anglický chemik, který roku 1732 měl porotě demonstrovat, že dotyčný člověk byl otrávěn oxidem arsenitým – sestavil jednoduchou aparaturu, která se používala do poloviny 20 století. Stává se z nádoby do které dáme obsah žaludku, přidáme zinek a nálevkou přikapáváme HCl – získáváme H* (vodík ve stavu zrodu – velice intenzivní činidlo, které reaguje s oxidem arsenitým, vzniká AsH3 – uniká trubičkou – je pomocí katarze rozložen na arsen a vodík. Tahle zkouška vedla k tomu, že otravy arsenikem klesly skoro na nulu, do té doby byl v lékárnách běžně dostupný jako prostředek proti myším.

Jean Servais Stas – belgický líkař, který měl prokázat nikotin. Roku 1850 byl zavražděn Hippolyt de Bocarme nikotinem (stačí ho 60mg, nervový jet, není proti němu antidotum). Byl problém to dokázat. Z žaludečního obsahu extrahoval nikotin etherem a prokázal to.

Matthieu Joseph Bonaventure Orfila - nestal se kupcem, utekl do France, vystudoval na Sorboně, založil toxikologii jako samostatný obor, považuje se za otce moderní toxikologie. Roku 1814 vydal první traktát o jedech z říše živočišné i rostlinné, jak se projevují, jak se dají diagnostikovat, jak se dá léčit...

 

Otravy a traviči v novodobé historii

Otrava Napoleona Bonaparte – prokazatelně zemřel na otravu arsenikem (neví se, kdo to udělal). Jiným známým případem je L.v. Beethoven, který zemřel na otravu sloučeninami olova (pil víno z olověných číší a kupoval si levné víno slazené octanem olovnatým)

Marie Lafarge – otrávila svého manžela, namluvil jí, že má velký zámek atd, otrávila ho arsenikem, soudní spor byl neobyčejně sledovaný, zasáhl i profesor Orfila. Marie dostala trest smrti, místo toho dostala doživotní galeje.

Florence Maybrick – angličanka, která si také vzala staršího muže a také ho otrávila, hájila se tím, že její manžel byl Jack Rozparovač – dostala 20 let, které přežila a odstěhovala se od Ameriky

Graham Young – bristký travič, nemohl za to, byl psychicky nemocný, matka ho odložila, žil u babičky alkoholičky, rozhodl se, že veškeré spory na pracovišti bude řešit pomocí jedů. Dělal to velice rafinovaně - pomocí arseniku a sloučeninami thallia. Povedlo se mu to v pěti případech, soud ho poslal do ústavu pro duševně choré.

 

Politické zneužití jedů v novodobé historii

• 1942 – Rinhard Heydrich (bomba s botulotoxinem – klobásový jed, neobyčejně toxická látka, hypotéza není podložena)

• 1978 – bulharský novinář Markov – disident, který pobývál v londýně, pomocí deštníku-stříkačky na něj vystřelil kulišku s ricinem

• 2004 – ukrajinský prezident Viktor Juščenku (dioxin – dioxiny jsou karcinogenní)

 

Moderní toxikologie

Toxikologie se nejdřívě zaměřovala na látky, aby je bylo možné nějak využít, dále začali studovat, jak se proti nim bránit. Zkoumalo se, zda je látka škodlivá či není. Teprve v 20. století bylo započato studium mechanismu účinků jedů. Proč jsou látky toxické, co udělá změna strutury. Toxikologie byla velmi svázána s farmakologií. Vedlo to k tomu, že vznikají obecné teorie a hypotézy. Vytvářejí se specializace toxikologie. Velký vliv měl i rozvoj analytických technik, sledování škodlivin (vznik ekologie), rozvoj chemických výrob (roku 1950 vyrobeno 7 mil. Tun chemikálií, v roce 2000 vyrobeno 300 mil tun chemikálíí). Vede to k velkému množství chemických katastrof – DDT (prostředek, který měl v 50-tých letech pomoci s hmyzem a komárem Anopheles, funguje krásně, bohužel je to látka lipofilní, pronikla do potravního řetězce, u ptáků vyvolává ztenčení skořápky) Contergan (lék, uvedený v 60-letech, měl odstranit ranní nevolnost, problém byl v tom, že thalidomid je teratogenní – působí na vývoj plodu. Dlouho trvalo, než se na to přišlo, nikoho nenapadlo, že by se látka mohla z matky přenést na potomka), nemoc Itai-itai (do rýže se v Japonsku dostali sloučeniny Cadmia – působí na kosti, snadno se lámou, bolí), nemoc Minamata (v Japonsku vypouštěla továrna odpady rtuti do zálivu, v rybách byla trasnformována na dimethylrtuť, nervově působící látka), otravy mořeným obylím v Iráku (OSN dovezlo obilí namořené rtutí, Iráčané místo aby ho zaseli, semleli okamžitě),

Rozvoj alternativních metod testování toxicity a počítačových metod – registrování 35 mil. Chemických sloučenin. O většině z nich nevíme skoro nic, jak působí na živé organismy, nic... Hledají se pomocí počítačů vztahy mezi strukturou a aktivitou

 

 

 

ZÁKLADNÍ TOXIKOLOGICKÉ POJMY

 

Toxikologie už dávno není nauka o otravnování šípů, je to komplexní věda, která zasahuje velké množství oborů. Definuje se jako mezioborový obor, který studuje účinek chemických sloučenin a jejich směsí na živé ortganismy a ekosystémy (ekotoxikologie). Nestuduje binární závislost (umřu/neumřu), studuje mechanismus účinku v kvantitativním a kvalitativním měřitku v závislosti na okolnostech (aplikační cesta...). Toxikologie se zabývá prevencí a odstraňováním následků jedů (diagnostika a léčba), usiluje o stanovení a odhad nežádoucích účinků chemickcýh látek (Struktura – toxicita)

 

Mezioborový charakter a specializace toxikologie

• biologie

• chemie

• medicína

• fyzika (základní veličiny)

• statistika (biologický objekt, variabilita biologických objektu je cca 20%)

• psychologie (látky působí na nervovou soustavu, dokáží změnit stav daného organismu)