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Toxikologie - Einführung

Die moderne Toxikologie und die Giftlehre

Ein chemischer Stoff muss in direktem Kontakt mit einem Organismus treten, um diesen Organismus schädigen zu können - dieser Vorgang wird auch Exposition genannt. Der direkte Kontakt kann dabei über die Haut (berühren), die Luft (einatmen, verschlucken), über den Darm oder am Darm vorbei (parenteral) erfolgen.

Die parenterale Applikation wird oft bei Medikamenten verwendet - darunter fällt neben anderen Applikationsformen auch die intravenöse, intramuskuläre oder subkutane Injektion, die dermale Applikation wie z.B. bei einem Nicotin-Pflaster oder die Aufnahme über Schleimhäute wie z.B. Cocain über die Nasenschleimhaut. Neben der Art der Applikaion ist aber vor allem die Art der Wirkung entscheidend für die Toxizität eines Stoffes.

Exposition
Exposition bedeutet das Ausgesetztsein eines Organismus in seiner Umwelt gegenüber einer chemischen Einzelsubstanz oder einem Stoffgemisch. Die Konzentration des Fremdstoffs lässt sich nach chemischer Analyse quantifizieren. Diese ist dann ein Maß für die Exposition.

Die Exposition gegenüber einer bestimmten Substanz ist eine notwendige Voraussetzung für das potenzielle (aber nicht zwangsläufige) Auftreten eines toxischen Effekts. Das bloße Vorhandensein eines Stoffes in der Umwelt des Menschen erlaubt noch keinen Schluss auf eine Wirkung oder gar eine Gesundheitsgefährdung! Wenn beispielsweise auf dem Labortisch eine verschlossene Flasche mit 98 % Schwefelsäure steht, besteht für den sich in der Nähe befindenden Chemiestudenten keine Exposition und damit besteht auch keine Gesundheitsgefährdung. Zerbricht die Flasche auf dem Labortisch, aus welchen Gründen auch immer, ist zwar jetzt eine Exposition vorhanden, eine gesundheitliche Schädigung tritt aber erst dann ein, wenn der Student bei der Beseitigung ohne entsprechende Schutzausrüstung arbeitet und ein Tropfen der Säure auf die Haut gelangt.

Die Schadstoffwirkung

Die Wirkung des Schadstoffes ist von vielen Faktoren abhängig; von der Zeit (chronische oder akute Wirkung), vom jeweiligen Wirkort (lokal oder systemisch) und natürlich der Art der Wechselwirkung zwischen Schadstoff und Organismus. Manche Schadstoffe verursachen reversible Schäden, die sich wieder beheben lassen, während andere Schadstoffe irreversible Folgen nach sich ziehen. Eine Nahrungsmittelvergiftung durch Salmonellen ist beispielsweise in den meisten Fällen nach kurzer Zeit ausgestanden, während chemische Mutagene oft irreparable Schäden an der Desoxyribonucleinsäure (DNA) verursachen. Manche Schadstoffe sind für den erwachsenen Organismus kein Problem, beeinträchtigen aber die Entwirklung des Fetus erheblich. Ein prominentes Beispiel ist der Wirkstoff Thalidomid, ein in Deutschland unter dem Namen Contergan bekanntes Präparat gegen die morgendliche Übelkeit schwangerer Frauen, das zu schweren Fehlbildungen der Kinder führte.

Abb.1
Thalidomid

Die schädigenden Wirkungen werden daher auch unterschieden in

  • Veränderungen anatomischer, physiologischer und biochemischer Parameter oder des Verhaltens, die eine bestimmte Funktion einschränken oder die Fähigkeit, Belastungen zu kompensieren.
  • Irreversible Veränderungen, die die Fähigkeit des Organismus zur Aufrechterhaltung der Homöostase, d.h. des normalen Gleichgewichtes des Körpers (Konstanz des inneren Milieus: pH des Blutes, Körpertemperatur, Blutdruck, Ionen-Zusammensetzung des Blutes), vermindern.
  • Veränderungen, die mit einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber anderen schädigenden Einflüssen einhergehen.
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