Definiția toxinei
O toxină este o substanță chimică care dăunează unui organism. O toxină poate fi la fel de simplă ca un ion sau un atom care interferează negativ cu o celulă. O toxină poate fi, de asemenea, sub forma unor molecule complexe, cum ar fi proteinele care se găsesc în veninul de șarpe. Și alți atomi și substanțe chimice emit radiații, care au efecte toxice asupra unui organism. Efectele toxinelor variază foarte mult la diferite organisme și la diferite toxine. Rezultatul final al celor mai puternice toxine este moartea, din cauza daunelor pe care le provoacă la nivelul diferitelor celule ale unui organism. Diferite toxine acționează în moduri diferite pentru a afecta celulele pe care le deteriorează.
În studiul Toxicologiei, motto-ul central este că „toate substanțele sunt toxice, contează doar doza”. Acest fapt poate fi demonstrat cu ajutorul apei și oxigenului. Ambele substanțe sunt în mod normal bune și le considerăm benefice pentru toate formele de viață. Dacă organismul dumneavoastră reține prea multă apă, celulele individuale nu vor putea funcționa eficient, iar corpul dumneavoastră se va „îneca” încet, chiar dacă nu sunteți scufundat în apă. Iar oxigenul, gazul care dă viață, poate fi fatal la anumite presiuni.
Efectele unei toxine
Efectele unei toxine sunt în întregime determinate de reacțiile biochimice care au loc atunci când o potențială toxină este introdusă într-un organism. Toxicologii trebuie, de asemenea, să ia în considerare mediul în care trăiesc organismele. După cum s-a menționat anterior, lucruri precum presiunea, căldura și rata metabolică pot schimba drastic efectele unei toxine. Mai mult, nu toate organismele reacționează la toxine în același mod. Fiecare organism, chiar și în cadrul unei specii, este, în esență, o fabrică biochimică unică. Unele organisme sunt mai bine echipate pentru a face față anumitor toxine decât altele.
Efectele specifice ale unei toxine sunt determinate de modul în care aceasta interacționează cu celulele organismelor. Unele toxine acționează prin întreruperea canalelor ionice din celule, în timp ce altele pot distruge membrana celulară sau pot muta ADN-ul. Toate aceste condiții vor duce în cele din urmă la moartea organismului dacă toxina nu este eliminată. Organismele își folosesc sistemul imunitar pentru a ținti și elimina toxinele pe bază de proteine, în timp ce se bazează pe filtrarea sângelui pentru a elimina ionii și alți radicali liberi. Daunele provocate de o toxină sunt determinate de structura sa, din punct de vedere atomic.
Tipuri de toxine
O toxină poate veni în multe forme și dimensiuni diferite. Ea poate fi atât de simplă ca o particulă încărcată, care aleargă dezlănțuită prin sistem afectând alte reacții, până la proteine specifice care țintesc sistemul nervos al unui animal de pradă. Deoarece „toxina” este o categorie atât de largă, este imposibil să le definim dimensiunea și forma. Toxinele produse de animale sunt utilizate de obicei pentru a supune prada sau pentru a se apăra de atac. Ca atare, ele au evoluat pentru a afecta în mod specific anumite animale.
Veninul de șarpe, de exemplu, este o formă de toxină biologică care este creată dintr-un amestec de proteine diferite. Aceste proteine atacă celulele organismelor în moduri diferite. Unele veninuri de șarpe au evoluat pentru a distruge țesuturile și provoacă hemoragii interne masive. Veninul de la o specie diferită de șarpe poate afecta canalele ionice ale celulelor nervoase, determinându-le să rămână deschise. Acest lucru paralizează practic prada, iar aceasta nu-și poate folosi mușchii. Alte veninuri atacă direct celulele musculare, provocând convulsiile continue. Toate aceste toxine afectează prada în moduri diferite și nu toate sunt mortale pentru toate animalele.
De exemplu, multe pesticide sunt concepute pentru a ucide insectele, dar nu și pentru a afecta alte organisme. Acestea acționează, de obicei, vizând o porțiune din anatomia insectelor pe care alte organisme nu o au. Multe pesticide sunt în general sigure de utilizat și există chiar unele pesticide foarte naturale care sunt toxice pentru insecte, dar nu și pentru alte organisme. Cu toate acestea, unele dintre aceste toxine au efecte necunoscute asupra altor organisme care pot fi foarte dăunătoare. De exemplu, pesticidul DDT a fost inventat pentru a fi folosit împotriva insectelor de pe culturi. Molecula s-a dovedit a fi sigură pentru alte organisme și a fost utilizată pe scară largă. Abia câteva decenii mai târziu, oamenii de știință din domeniul mediului au descoperit că toxina a slăbit lent carapacea păsărilor aflate în vârful lanțului trofic. DDT a fost responsabil pentru o pierdere masivă a păsărilor răpitoare din întreaga națiune, inclusiv a acvilei chele.
În general, există 3 tipuri principale de toxine. O toxină poate fi produsă de un organism, ceea ce o face o toxină biologică. Ea poate fi un singur atom sau o moleculă complexă produsă în natură sau în laborator, ceea ce o face o toxină chimică. În cele din urmă, radiația este o formă specială de toxină care este emisă de moleculele radioactive din mediul înconjurător. Ca și alte toxine, radioactivitatea perturbă procesele din celule și poate duce la moarte. Cele câteva milioane de toxine diferite sunt clasificate și încadrate diferit de diferite ramuri ale științei, dar în general sunt clasificate în funcție de toxicitatea lor pentru oameni.
Toxină vs. Toxicant
Câteva domenii ale științei preferă să definească toxina ca fiind orice substanță dăunătoare de origine pur biologică. Tot ceea ce este produs în mod artificial ei numesc toxicant. Cu toate acestea, alte domenii ale științei se referă la pesticide precum DDT ca fiind toxine de mediu și nu folosesc termenul „toxicant” pentru a defini toxinele artificiale. Datorită naturii domeniului Toxicologiei și a modului în care acesta consideră orice substanță ca fiind toxină odată ce devine dăunătoare, acest articol se referă atât la substanțele naturale, cât și la cele artificiale ca fiind „toxine”.
Cerere
1. Care dintre următoarele este o toxină?
A. Apa
B. Otrava de la o omidă
C. Azotul
D. Toate cele de mai sus
2. Care dintre următoarele este cel mai toxic, pentru un om?
A. Apa
B. Otrava de la o omidă
C. Azotul
3. Studiul toxinelor găsite în ciuperci se numește Micotoxicologie. Ciupercile produc multe substanțe chimice, dintre care unele sunt toxice pentru oameni, iar altele nu. Care este scopul acestor toxine, în ciuperci?
A. Apărarea împotriva noastră
B. Face parte din biochimie
C. Nimeni nu știe
- American Chemical Society. (2018, 5 februarie). Toxicologie. 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). Principii de biochimie. New York: W.H. Freeman and Company.
- Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, L. T. (2008). Epidemiologie modernă. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
.