Toxikologie und Rechtskunde - Cheatsheet

Definition und Klassifikation von Giftstoffen

Definition:

Giftstoffe sind Substanzen, die schädliche Wirkungen auf Organismen haben können.

Details:

• Klassifikation:
• Toxizität: akut (kurzfristige Wirkung) vs. chronisch (langfristige Wirkung)
• Quelle: natürlich (z.B. Schlangengift) vs. synthetisch (z.B. Pestizide)
• Aufnahmeweg: inhalativ (z.B. Gase), dermal (z.B. Kontaktgifte), oral (z.B. verschlucken)
• Wirkungsmechanismus: neurotoxisch, hepatotoxisch, nephrotoxisch, etc.
• Chemische Struktur: organisch vs. anorganisch

Mechanismen der Toxizität

Definition:

Mechanismen, durch die toxische Substanzen Schäden an biologischen Systemen verursachen.

Details:

• Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) erzeugen oxidative Schäden
• Störung der Zellmembranfunktion, z.B. durch Lipidperoxidation
• Hemmung oder Modifikation von Enzymaktivitäten
• Kovalente Bindung an Makromoleküle wie DNA oder Proteine
• Interference mit Signaltransduktionswegen
• Auslösung von Apoptose oder Nekrose
• Entzündungsreaktionen und Immunantwort

Dosis-Wirkungs-Beziehungen

Definition:

Zusammenhang zwischen der Menge eines verabreichten Stoffes (Dosis) und der daraus resultierenden Wirkung auf den Organismus.

Details:

• Essentiell für Bewertung der Toxizität von Substanzen.
• Beschreibt Kurve: s-förmig.
• Parameter: ED50, LD50, NOAEL.
• ED50: Effektive Dosis bei 50% der Population.
• LD50: Letale Dosis bei 50% der Population.
• NOAEL: Keine beobachtete Nebenwirkung bei höchster Dosis.
• Formel Grundlage: \[ E = E_{max} \cdot \frac{C}{EC_{50} + C} \] oder Hill-Gleichung: \[ E = E_{max} \cdot \frac{C^n}{EC_{50}^n + C^n} \]

Regulierungsbehörden und ihre Rollen

Definition:

Regulierungsbehörden überwachen und kontrollieren die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften im Bereich der Toxikologie und Chemiesicherheit.

Details:

• Erstellung und Durchsetzung von Sicherheitsstandards
• Zulassung und Überwachung chemischer Substanzen
• Bewertung und Kommunikation von Risiken
• Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Industrie
• Einhaltung internationaler Richtlinien
• Beispiel: REACH-Verordnung der EU

Absorption, Distribution, Metabolismus und Exkretion (ADME)

Definition:

ADME: Prozesse der Aufnahme, Verteilung, Umwandlung und Ausscheidung von Wirkstoffen im Körper.

Details:

• Absorption: Aufnahme eines Stoffes über biologische Barrieren (z.B. Darm, Haut, Lunge).
• Distribution: Verteilung des aufgenommenen Stoffes im Körper; beeinflusst durch Blutfluss, Bindung an Plasmaproteine und Durchlässigkeit der Gewebe.
• Metabolismus: Biochemische Umwandlung des Stoffes, meist durch Enzyme (Phase I: Funktionalisierung, Phase II: Konjugation).
• Exkretion: Ausscheidung des Stoffes oder dessen Metaboliten; Wege: Niere (Urin), Leber (Galle), Lunge (Atemluft), Haut (Schweiß).
• Wichtige Konzepte: Bioverfügbarkeit, Halbwertszeit, First-Pass-Effekt, Clearance.

Bioverfügbarkeit und biologische Halbwertszeit

Definition:

Verfügbarkeit der Dosis eines Wirkstoffs sowie die Zeit, in der die Hälfte der Substanz aus dem Körper eliminiert wird.

Details:

• Bioverfügbarkeit: \textbf{\textit{F}} oder \textbf{\textit{B}} = Anteil eines Wirkstoffs, der unverändert im systemischen Kreislauf ankommt
• Biologische Halbwertszeit: \textit{t}_{1/2} = Zeit, in der die Plasmakonzentration eines Stoffes um die Hälfte abnimmt
• Berechnung von \textit{t}_{1/2}: \textit{t}_{1/2} = \frac{\textit{ln(2)}}{\textit{k}} mit \textit{k} als Eliminationskonstante
• Wichtig für Dosierungsfrequenz und Wirkstofftherapie
• Faktoren: Absorption, Distribution, Metabolismus, Exkretion

Gefahrenidentifikation und Expositionsabschätzung

Definition:

Erkennen potenzieller Gesundheitsgefahren und Abschätzung der Exposition, um das Risiko zu bewerten.

Details:

• Gefahrenidentifikation: Bestimmung toxischer Eigenschaften von Stoffen
• Expositionsabschätzung: Quantifizierung der Menge und Dauer des Kontakts mit dem Stoff
• Expositionspfade: Inhalation, Ingestion, dermale Absorption
• Maßeinheiten: Dosis (mg/kg), Konzentration (ppm, mg/m³)
• Modellierung: Berechnung der Expositionshöhe
• Ergebnisse: Grundlage für Risikocharakterisierung und -bewertung

REACH- und CLP-Verordnung

Definition:

REACH- und CLP-Verordnungen regeln chemische Stoffe in der EU. REACH: Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung. CLP: Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung.

Details:

• REACH:
  • Registrierung von Stoffen ist verpflichtend ab 1 Tonne/Jahr.
  • Sicherheitsdatenblätter müssen bereitgestellt werden.
  • Ziel: Schutz der menschlichen Gesundheit und Umwelt.
• CLP:
  • GHS-konforme Einstufung und Kennzeichnung.
  • Gefahrensymbole und H-Sätze verwenden.
  • Verpackung muss Sicherheitsanforderungen erfüllen.