Mechanizm Działania Trucizn i Ujawnienie Zatrucia

Wiązanie się trucizn z enzymami lub innymi receptorami prowadzi do łańcucha zdarzeń, który nie został w pełni wytłumaczony. Wiadomo jednak, że zakłóca to normalne pożyteczne reakcje biochemiczne w organizmie człowieka lub inicjuje nienormalne reakcje metaboliczne, więc powoduje objawy zatrucia. Objawem tym może być krótkotrwały ból głowy lub nudności. Również mogą być objawy tragiczne. Cyjanki ograniczają wymianę tlenu na poziomie komórkowym aż do momentu całkowitego rozstroju działania układu nerwowego, prowadzącego do ustania oddechu.

Zatrucie pestycydami fosforoorganicznymi można w pełni wytłumaczyć przyjmując, że ich główny mechanizm działania polega na inhibicji acetylocholinesterazy. Na zakończeniach nerwów uwalnianie się acetylocholiny inicjuje skurcze włókien mięśni, ale też aktywację pewnych części autonomicznego systemu nerwowego. Aby zapobiec przedłużeniu się lub nadmiernemu nasileniu takiego działania enzym acetylocholinesteraza, obecny na zakończeniach nerwów, rozkłada acetylocholinę do nieaktywnych cząsteczek kwasu octowego i choliny. Ekspozycja na związki organofosforowe, jak Paraoxon (metabolit Parationu) może uniemożliwić działanie acetylocholinesterazy (AchE), więc spowodować akumulację acetylocholiny na zakończeniach nerwowych. Może być to przyczyną skurczu oskrzeli, ślinienia, skurczu mięśni gładkich (tj. odpowiadających za funkcje autonomiczne) i drgawek bądź skurczy mięśni szkieletowych. Zilustrowano to na rysunku, przedstawiającym normalną hydrolizę ACh i jej inhibicję z udziałem pestycydu Paraoxon.

Rzadko śmiertelne (w przypadku szoku anafilaktycznego) reakcje alergiczne stanowią najczęstszą manifestację działania trucizn chemicznych na ludzi. Polegają one w zasadzie na rozstroju systemu immunologicznego, a organem docelowym jest najczęściej układ oddechowy (dla tzw. bezzwłocznych reakcji alergicznych) albo skóra dla alergii wynikających z kontaktu (opóźnionych). Najczęstszą przyczyną alergii bezzwłocznych są czynniki wysokocząsteczkowe w rodzaju polisacharydów (np. pyłek kwiatowy czy sierść zwierzęca). Wiele substancji niskocząsteczkowych, w tym niektóre jony metali (nikiel, chrom, beryl, rtęć, platyna) mogą być przyczyną alergii kontaktowych. Uczulenie alergiczne spowodowane substancjami niskocząsteczkowymi powstaje w wyniku przyłączania do białek endogenicznych z utworzeniem antygenu. Ten z kolei aktywuje komórki pamięci układu immunologicznego. Kolejna ekspozycja na chemikalia powoduje zaindukowanie reakcji antygen-przeciwciało, która wyzwala typowe symptomy reakcji alergicznej.

Nawet jeśli główny receptor molekularny dla trucizny jest znany, sekwencja zdarzeń powodujących objawy kliniczne zatrucia rzadko jest dobrze zbadana. Dlatego przyjmując, że arsen działa jako inhibitor dla enzymów (wiążąc ich grupy funkcyjne SH-), nie potrafimy wyjaśnić wyłącznie na bazie mechanizmu inhibicji całej różnorodności trujących działań powodowanych przez ten pierwiastek. Objawy zatrucia arsenem to: nudności i wymioty, gorączka, bezsenność, narastające osłabienie ogólne, obrzęk wątroby, zaburzenia pracy serca, zaburzenia pracy obwodowego układu nerwowego, przebarwienia dłoni i stóp, a później melanoza, rak, anemia i leukopenia.

Rola biochemiczna ryboflawiny (witaminy B2 ) w metabolizmie jest dobrze poznana. Jednak objawy niedoboru ryboflawiny wywołanego zatruciem (zapalenie języka, choroby śluzówki w ustach, wynaczynienia rogówki, fotofobia, itp.) również nie mogą być bezpośrednio przypisane do działania na główny receptor.

Ten brak wytłumaczenia podstawowych mechanizmów odpowiedzialnych za objawy zatrucia okaże się mniej zaskakujący kiedy zauważymy, że mechanizm działania wielu powszechnie używanych dobroczynnych leków o długiej historii (np. acetylosalicylan sodu, aspiryna) również nie jest dobrze rozpoznany. Musi więc nam wystarczyć, że o ile toksykolodzy nie mogą wyjaśnić podłoża wszystkich zdarzeń, to potrafią zidentyfikować organ zagrożony działaniem trucizny, objawy jej działania i skalę występowania symptomów w relacji do wielkości dawki.