Toxin definíció
A toxin olyan kémiai anyag, amely károsítja a szervezetet. A toxin lehet olyan egyszerű, mint egy ion vagy atom, amely negatívan zavarja a sejtet. A toxin lehet összetett molekulák formájában is, mint például a kígyóméregben található fehérjék. Más atomok és vegyi anyagok sugárzást bocsátanak ki, amely mérgező hatással van a szervezetre. A toxinok hatásai a különböző szervezetekben és a különböző toxinok esetében igen eltérőek. A legerősebb toxinok végeredménye a szervezet különböző sejtjeiben okozott károsodásuk miatt a halál. A különböző toxinok különböző módon hatnak az általuk károsított sejtekre.
A toxikológia tanulmányozásában a központi mottó az, hogy “minden anyag mérgező, csak az adag számít”. Ezt a tényt a vízzel és az oxigénnel lehet demonstrálni. Mindkét anyag általában jó, és az élet minden formája számára hasznosnak tartjuk őket. Ha a szervezetedben túl sok víz van, az egyes sejtek nem tudnak hatékonyan működni, és a tested lassan “megfullad”, még akkor is, ha nem merülsz el a vízben. Az oxigén, az életet adó gáz pedig bizonyos nyomáson halálos lehet.
A méreg hatása
A méreg hatásait teljes mértékben azok a biokémiai reakciók határozzák meg, amelyek akkor játszódnak le, amikor egy potenciális méreg bejut egy szervezetbe. A toxikológusoknak figyelembe kell venniük azt a környezetet is, amelyben a szervezet él. Mint már említettük, olyan dolgok, mint a nyomás, a hő és az anyagcsereráta drasztikusan megváltoztathatják egy toxin hatását. Továbbá nem minden szervezet reagál ugyanúgy a toxinokra. Minden egyes organizmus, még egy fajon belül is, lényegében egy egyedi biokémiai gyár. Egyes organizmusok jobban fel vannak szerelve bizonyos toxinok kezelésére, mint mások.
A toxin konkrét hatásait az határozza meg, hogyan lép kölcsönhatásba az organizmus sejtjeivel. Egyes toxinok a sejteken belüli ioncsatornák megzavarásával fejtik ki hatásukat, míg mások képesek elpusztítani a sejtmembránt vagy mutálni a DNS-t. Mindezek a körülmények végül a szervezet pusztulásához vezetnek, ha a toxint nem távolítják el. A szervezetek immunrendszerüket használják a fehérjealapú toxinok megcélzására és eltávolítására, míg az ionok és más szabad gyökök eltávolítására a vérük szűrésére támaszkodnak. A toxin által okozott kárt a toxin szerkezete határozza meg, atomi szempontból.
Toxinok típusai
A toxin sokféle alakú és méretű lehet. Lehet olyan egyszerű, mint egy töltött részecske, amely más reakciókat befolyásolva tombol a rendszerben, egészen a specifikus fehérjékig, amelyek egy zsákmányállat idegrendszerét veszik célba. Mivel a “toxin” egy ilyen tág kategória, lehetetlen meghatározni a méretüket és alakjukat. Az állatok által termelt toxinok jellemzően a zsákmány legyőzésére vagy a támadás elleni védekezésre szolgálnak. Mint ilyenek, úgy fejlődtek ki, hogy kifejezetten bizonyos állatokra hatjanak.
A kígyóméreg például a biológiai toxinok egyik formája, amely különböző fehérjék keverékéből jön létre. Ezek a fehérjék különböző módon támadják meg az élőlények sejtjeit. Egyes kígyóméreganyagok a szövetek elpusztítására fejlődtek ki, és masszív belső vérzést okoznak. Egy másik kígyófaj mérge hatással lehet az idegsejtek ioncsatornáira, így azok nyitva maradnak. Ez lényegében megbénítja a zsákmányt, és az nem tudja használni az izmait. Megint más mérgek közvetlenül az izomsejteket támadják meg, folyamatos görcsöket okozva. Mindezek a mérgek különböző módon hatnak a zsákmányra, és nem mindegyikük halálos minden állatra.
Például sok növényvédő szert úgy terveztek, hogy elpusztítsa a rovarokat, de ne károsítson más szervezeteket. Ezek jellemzően úgy működnek, hogy a rovarok anatómiájának egy olyan részét célozzák meg, amellyel más szervezetek nem rendelkeznek. Sok peszticid általában biztonságosan használható, sőt vannak olyan nagyon természetes peszticidek is, amelyek a rovarokra mérgezőek, de más szervezetekre nem. Néhány ilyen toxin azonban ismeretlen hatást gyakorol más szervezetekre, ami nagyon káros lehet. A DDT nevű növényvédő szert például azért találták ki, hogy a termesztett növényeken élő rovarok ellen használják. A molekuláról kiderült, hogy más szervezetekre nézve biztonságos, ezért széles körben használták. Csak évtizedekkel később jöttek rá a környezetkutatók, hogy a toxin lassan meggyengítette a tápláléklánc csúcsán álló madarak páncélját. A DDT volt felelős a ragadozó madarak tömeges pusztulásáért országszerte, beleértve a kopasz sast is.
Általában 3 fő toxintípus létezik. Egy toxint egy szervezet is előállíthat, így az biológiai toxinná válik. Lehet egyetlen atom vagy összetett molekula, amelyet a természetben vagy laboratóriumban állítanak elő, így kémiai toxin. Végül a sugárzás a toxin egy speciális formája, amelyet a környezetben lévő radioaktív molekulák bocsátanak ki. A többi toxinhoz hasonlóan a radioaktivitás is megzavarja a sejtek folyamatait, és halálhoz vezethet. A sok millió különböző toxint a tudomány különböző ágai különbözőképpen osztályozzák és kategorizálják, de általánosságban az emberre gyakorolt toxicitásuk irányába osztályozzák őket.
Toxin vs. Toxicant
A tudomány egyes területei a toxint inkább úgy definiálják, mint minden tisztán biológiai eredetű káros anyagot. Bármit, amit mesterségesen állítanak elő, mérgező anyagnak neveznek. Más tudományterületek azonban a DDT-hez hasonló peszticideket környezeti toxinoknak nevezik, és nem használják a “toxikáns” kifejezést a mesterséges toxinok meghatározására. A toxikológia szakterületének természete miatt, és amiatt, hogy minden anyagot toxinnak tekint, amint az káros lesz, ez a cikk mind a természetes, mind a mesterséges anyagokat “toxinoknak” nevezi.”
Kvíz
1. Az alábbiak közül melyik méreganyag?
A. A víz
B. A hernyóból származó méreg
C. Nitrogén
D. A fentiek mindegyike
2. Melyik a legmérgezőbb az alábbiak közül, az ember számára?
A. A víz
B. A hernyóból származó méreg
C. A nitrogén
3. A gombákban található toxinok tanulmányozását mikotoxikológiának nevezik. A gombák számos vegyi anyagot termelnek, amelyek közül néhány mérgező az emberre, néhány pedig nem. Mi a célja ezeknek a toxinoknak a gombákban?
A. Védekezés ellenünk
B. A biokémia része
C. Senki sem tudja
- American Chemical Society. (2018. február 5.). Toxikológia. Letöltve az ACS.org oldalról: https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/chemistry-careers/toxicology.html
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). A biokémia alapjai. New York: W.H. Freeman and Company.
- Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, L. T. (2008). Modern epidemiológia. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.