Toksyna Definicja
Toksyna to substancja chemiczna, która uszkadza organizm. Toksyna może być tak prosta jak jon lub atom, który negatywnie zakłóca działanie komórki. Toksyna może być również w postaci złożonych cząsteczek, takich jak białka znajdujące się w jadzie węża. Jeszcze inne atomy i substancje chemiczne emitują promieniowanie, które ma toksyczny wpływ na organizm. Efekty działania toksyn są bardzo zróżnicowane w różnych organizmach i w przypadku różnych toksyn. Efektem końcowym działania najsilniejszych toksyn jest śmierć, ze względu na uszkodzenia, jakie powodują one w różnych komórkach organizmu. Różne toksyny działają w różny sposób na komórki, które uszkadzają.
W badaniu toksykologii, głównym mottem jest to, że „wszystkie substancje są toksyczne, liczy się tylko dawka.” Fakt ten można zademonstrować na przykładzie wody i tlenu. Obie substancje są normalnie dobre i uważamy je za korzystne dla wszystkich form życia. Jeśli w twoim ciele znajduje się zbyt dużo wody, poszczególne komórki nie będą w stanie efektywnie działać i twoje ciało powoli „utonie”, nawet jeśli nie jesteś zanurzony w wodzie. A tlen, gaz dający życie, może być śmiertelny przy pewnych ciśnieniach.
Skutki działania toksyny
Skutki działania toksyny są całkowicie zdeterminowane przez reakcje biochemiczne, które zachodzą, gdy potencjalna toksyna zostaje wprowadzona do organizmu. Toksykolodzy muszą również brać pod uwagę środowisko, w którym żyją organizmy. Jak wspomniano wcześniej, czynniki takie jak ciśnienie, ciepło i tempo przemiany materii mogą drastycznie zmienić działanie toksyny. Co więcej, nie wszystkie organizmy reagują na toksyny w ten sam sposób. Każdy organizm, nawet w obrębie jednego gatunku, jest w zasadzie unikalną fabryką biochemiczną. Niektóre organizmy są lepiej wyposażone do radzenia sobie z pewnymi toksynami niż inne.
Szczególne efekty działania toksyny są określane przez to, jak oddziałuje ona z komórkami organizmów. Niektóre toksyny działają poprzez zakłócanie kanałów jonowych w komórkach, podczas gdy inne mogą zniszczyć błonę komórkową lub zmutować DNA. Wszystkie te warunki prowadzą w końcu do śmierci organizmu, jeśli toksyna nie zostanie usunięta. Organizmy używają swoich systemów odpornościowych do zwalczania i usuwania toksyn białkowych, podczas gdy polegają na filtracji krwi w celu usunięcia jonów i innych wolnych rodników. Szkody wyrządzone przez toksynę są określone przez jej strukturę, atomowo.
Typy toksyn
Toksyna może występować w wielu różnych kształtach i rozmiarach. Może być tak prosta, jak naładowana cząstka, biegnąca przez system wpływając na inne reakcje, do specyficznych białek, które celują w system nerwowy zwierzęcia, które padło ofiarą. Ponieważ „toksyna” jest tak szeroką kategorią, niemożliwe jest zdefiniowanie ich wielkości i kształtu. Toksyny produkowane przez zwierzęta są zazwyczaj używane do obezwładniania ofiar lub obrony przed atakiem. Jako takie, ewoluowały one w kierunku specyficznego działania na określone zwierzęta.
Jad węża, na przykład, jest formą toksyny biologicznej, która jest tworzona z mieszaniny różnych białek. Białka te atakują komórki organizmów w różny sposób. Niektóre jady węży ewoluowały w kierunku niszczenia tkanek i powodują masywne krwawienia wewnętrzne. Jad innego gatunku węża może wpływać na kanały jonowe komórek nerwowych, powodując, że pozostają one otwarte. Zasadniczo paraliżuje to ofiary, które nie mogą używać swoich mięśni. Jeszcze inne jady atakują bezpośrednio komórki mięśniowe, powodując ich ciągłe drgawki. Wszystkie te toksyny wpływają na ofiarę w różny sposób i nie wszystkie z nich są śmiertelne dla wszystkich zwierząt.
Na przykład, wiele pestycydów jest zaprojektowanych do zabijania owadów, ale nie do uszkadzania innych organizmów. Zazwyczaj działają one poprzez ukierunkowanie na część anatomii owada, której inne organizmy nie posiadają. Wiele pestycydów jest ogólnie bezpiecznych w użyciu, a nawet istnieją pewne bardzo naturalne pestycydy, które są toksyczne dla owadów, ale nie dla innych organizmów. Jednak niektóre z tych toksyn mają nieznany wpływ na inne organizmy, co może być bardzo szkodliwe. Na przykład, pestycyd DDT został wynaleziony w celu zwalczania owadów na uprawach. Cząsteczka ta została uznana za bezpieczną dla innych organizmów i weszła do powszechnego użytku. Dopiero kilkadziesiąt lat później naukowcy zajmujący się ochroną środowiska odkryli, że toksyna ta powoli osłabiała skorupy ptaków znajdujących się na szczycie łańcucha pokarmowego. DDT był odpowiedzialny za masową utratę raptorów w całym kraju, w tym Łysego Orła.
Ogólnie, istnieją 3 główne rodzaje toksyn. Toksyna może być wytwarzana przez organizm, co czyni ją toksyną biologiczną. Może to być pojedynczy atom lub złożona cząsteczka wyprodukowana w naturze lub w laboratorium, co czyni ją toksyną chemiczną. Wreszcie, promieniowanie jest szczególną formą toksyny, która jest emitowana przez radioaktywne cząsteczki w środowisku. Podobnie jak inne toksyny, radioaktywność zakłóca procesy zachodzące w komórkach i może prowadzić do śmierci. Wiele milionów różnych toksyn jest klasyfikowanych i kategoryzowanych inaczej przez różne gałęzie nauki, ale ogólnie są one klasyfikowane w kierunku ich toksyczności dla ludzi.
Toksyna vs Toksykant
Niektóre dziedziny nauki wolą definiować toksynę jako każdą szkodliwą substancję pochodzenia czysto biologicznego. Wszystko, co jest produkowane sztucznie, określa się jako toksynę. Jednak inne dziedziny nauki odnoszą się do pestycydów takich jak DDT jako toksyn środowiskowych i nie używają terminu „toksykant” do określenia sztucznych toksyn. Ze względu na naturę dziedziny toksykologii i sposób, w jaki postrzega ona każdą substancję jako toksynę, gdy staje się ona szkodliwa, artykuł ten odnosi się zarówno do naturalnych, jak i sztucznych substancji jako „toksyn”.
Quiz
1. Która z poniższych substancji jest toksyną?
A. Woda
B. Trucizna z gąsienicy
C. Azot
D. Wszystkie z powyższych
2. Która z poniższych substancji jest najbardziej toksyczna dla człowieka?
A. Woda
B. Trucizna z gąsienicy
C. Azot
3. Badanie toksyn znajdujących się w grzybach nazywa się mikotoksykologią. Grzyby wytwarzają wiele substancji chemicznych, z których niektóre są toksyczne dla ludzi, a niektóre nie. Jaki jest cel tych toksyn w grzybach?
A. Obrona przed nami
B. Jest to część biochemii
C. Nikt nie wie
- American Chemical Society. (2018, February 5). Toxicology. Retrieved from ACS.org: https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/chemistry-careers/toxicology.html
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principles of Biochemistry. New York: W.H. Freeman and Company.
- Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, L. T. (2008). Modern Epidemiology. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
.