© Copyright by PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2020

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Recenzent: prof. dr hab. n. farm. Wojciech Czarnowski

Wydawca: Marta Rozwadowska

Redaktor prowadzący: Barbara Nowak-Pacholczak

Redaktor merytoryczny: Zespół

Producent: Marta Kubica

Projekt okładki i stron tytułowych: Ewelina Zarosa

Projekt wnętrza i redakcja techniczna: Maria Czekaj

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2020r. (wyd. I)

Warszawa 2020

ISBN 978-83-200-6135-2

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695 43 21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie PZWL Wydawnictwo Lekarskie: Michał Latusek

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: reklama@pwn.pl

WYKAZ AUTORÓW część I–II

Dr hab. n. farm. PIOTR ADAMOWICZ

Pracownia Analiz Toksykologicznych, Zakład Toksykologii Sądowej,

Instytut Ekspertyz Sądowych im. Jana Sehna w Krakowie

Dr n. med. KRZYSZTOF CISZOWSKI

Klinika Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Katedra Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Prof. dr hab. n. farm. EWA FLOREK

Laboratorium Badań Środowiskowych,

Katedra i Zakład Toksykologii,

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Dr n. med. EWA GOMÓŁKA

Pracownia Informacji Toksykologicznej i Analiz Laboratoryjnych,

Katedra Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie;

Pracownia Toksykologiczna, Zakład Diagnostyki,

Szpital Uniwersytecki w Krakowie

Dr n. biol. AGNIESZKA GRZELAK

Katedra Biofizyki Molekularnej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska,

Uniwersytet Łódzki

Dr n. med. PIOTR HYDZIK

Klinika Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Katedra Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Dr n. chem. KAMIL JUROWSKI

Niezależny toksykolog, safety assessor – specjalista ds. oceny bezpieczeństwa produktów kosmetycznych, chemicznych i leków

Dr hab. n. farm. MARIA KAŁA

Wydział Promocji Zdrowia,

Krakowska Wyższa Szkoła Promocji Zdrowia

Dr hab. n. med. LUCYNA KAPKA-SKRZYPCZAK, prof. IMW

Zakład Biologii Molekularnej i Badań Translacyjnych,

Instytut Medycyny Wsi w Lublinie

Mgr JOANNA KASPRZYK

Pracownia Wysokorozdzielczej Spektrometrii Masowej,

Wydział Chemii,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Dr hab. n. farm. MIROSŁAW KROŚNIAK

Zakład Bromatologii, Wydział Farmaceutyczny,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie;

Pracownia Biopierwiastków, Collegium Medicum,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Prof. dr hab. n. biol. MARCIN KRUSZEWSKI

Centrum Radiobiologii i Dozymetrii Biologicznej,

Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie;

Zakład Biologii Molekularnej i Badań Translacyjnych,

Instytut Medycyny Wsi w Lublinie

Prof. dr hab. n. biol. RYSZARD LASKOWSKI

Instytut Nauk o Środowisku, Wydział Biologii,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Dr n. chem. WOJCIECH LECHOWICZ

Pracownia Analiz Toksykologicznych, Zakład Toksykologii Sądowej,

Instytut Ekspertyz Sądowych im. Jana Sehna w Krakowie

Dr hab. n. farm. KATARZYNA MADEJ

Zespół Analiz Toksykologicznych i Farmaceutycznych,

Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Chemii,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Dr n. farm. MARTA NAPIERAŁA

Laboratorium Badań Środowiskowych,

Katedra i Zakład Toksykologii,

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Prof. dr hab. n. med. WOJCIECH PIEKOSZEWSKI

Zespół Analiz Toksykologicznych i Farmaceutycznych,

Pracownia Wysokorozdzielczej Spektrometrii Masowej,

Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Chemii,

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Lek. IWONA POPIOŁEK

Klinika Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Katedra Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Prof. dr hab. n. wet. ANDRZEJ POSYNIAK

Państwowy Instytut Weterynaryjny – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach

Dr n. chem. ADAM PROKOPOWICZ

Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych,

Centralne Laboratorium w Katowicach

Prof. dr hab. n. med. ANDRZEJ SOBCZAK

Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Dr n. med. DOROTA SZPAK

Klinika Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Katedra Toksykologii i Chorób Środowiskowych,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Prof. dr hab. n. farm. MIROSŁAW SZUTOWSKI

Katedra i Zakład Toksykologii,

Warszawski Uniwersytet Medyczny

Dr hab. n. farm. MARIA WALCZAK, prof. UJ

Katedra i Zakład Toksykologii, Wydział Farmaceutyczny,

Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie;

Jagiellońskie Centrum Rozwoju Leków (JCET),

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie

Dr hab. n. farm. BARTOSZ WIELGOMAS

Katedra i Zakład Toksykologii, Wydział Farmaceutyczny,

Gdański Uniwersytet Medyczny

Dr hab. n. chem. DARIUSZ ZUBA, prof. IES

Instytut Ekspertyz Sądowych im. Jana Sehna w Krakowie

Przedmowa

Aby rozwiązać dowolny problem, trzeba zadać sobie trzy pytania.

Pierwsze: co mógłbym zrobić?

Drugie: co mógłbym przeczytać?

I trzecie: kogo mógłbym się poradzić?

Jim Rohn, „Strategia szczęścia i dobrobytu”

Wydawać by się mogło, że po podręczniku Toksykologia, który został przygotowany dzięki współpracy z zespołem 25 specjalistów z Polski i wydany w dwóch tomach, nic więcej lepszego nie da się zrobić. Jednakże oprócz wiedzy teoretycznej niezwykle ważne w procesie nauczania są zadania.

Toksykologia w zadaniach stanowi uzupełnienie Toksykologii. Układ części i kolejność rozdziałów są analogiczne. Każdy rozdział składa się z dwóch części – zadań zamkniętych i otwartych. Wydaje się, że szczególnie ten drugi typ zadań jest bardzo ważny. Niestety, wprowadzenie testów wyborów jako form egzaminów doprowadziło do sytuacji, w której zdający nie potrafi samodzielnie wyciągać wniosków, formułować zwięzłych i treściwych odpowiedzi, nie mówiąc o rozwiązywaniu problemów przyczynowo-skutkowych. Odpowiedzią na tego typu praktyki było narzucenie standardów w każdym rozdziale, polegających na tym, że oprócz typowych zadań jednokrotnego wyboru (A, B, C i D) obligatoryjnie pojawiały się przynajmniej zadania wyboru wraz z uzasadnieniem (tzw. test Lawsona) sprawdzające związki przyczynowo-skutkowe oraz zadania w stylu prawda/fałsz. Mamy nadzieję, że tego typu zadania pomogą odejść od biernego zaznaczania odpowiedzi.

Pozycja ta nie tylko stanowi uzupełnienie podręcznika, lecz także pewnego rodzaju odpowiedź na wymogi wobec dydaktyki toksykologii na wyzwania, jakie stawiają nam współczesne czasy. Niestety, prawdą jest, że toksykologia w Polsce wymaga większej uwagi w zakresie dydaktyki – sytuacja ta dotyczy również całej Europy, na co zwraca uwagę EUROTOX w jednym ze swoich artykułów 2016.04.24[1]:

The Executive Committee of the Federation of European Toxicologists and European Societies of Toxicology (EUROTOX) wants to highlight and emphasise the critical importance of Toxicology as an academic discipline in Europe in protecting the health of consumers, workers and the environment. EUROTOX believes the situation in academia will impede the future development of the discipline. Across Europe, Toxicology in universities is shrinking or disappearing. Strengthening toxicology in academic institutions is an essential requirement for scientific innovation and for the education and development of young scientists. Governments and the public need to be made aware of the necessity to maintain and strengthen Toxicology as an academic discipline and of its essential role in protecting human and environmental health.

Co należy rozumieć jako:

Komitet Wykonawczy Federacji Europejskich Toksykologów i Europejskich Towarzystw Toksykologicznych (EUROTOX) chce uwydatnić i podkreślić kluczowe znaczenie toksykologii jako dyscypliny akademickiej w Europie w ochronie zdrowia konsumentów, pracowników i środowiska. EUROTOX uważa, że sytuacja w środowisku akademickim będzie utrudniać przyszły rozwój tej dyscypliny. W całej Europie toksykologia na uniwersytetach kurczy się lub zanika. Wzmocnienie toksykologii w instytucjach akademickich jest niezbędnym wymogiem innowacji naukowych oraz edukacji i rozwoju młodych naukowców. Rządy i społeczeństwo muszą być świadome konieczności utrzymania i wzmocnienia toksykologii jako dyscypliny akademickiej oraz jej zasadniczej roli w ochronie zdrowia ludzi i środowiska.

Redagowanie i pisanie tak obszernej tematycznie książki nie było łatwym zadaniem – można zaryzykować stwierdzenie, że nawet trudniejszym niż w przypadku pisania podręcznika. Dodatkowo doszły problemy z wybranymi rozdziałami, gdyż nierzadko wynikały sytuacje, które zmuszały nas do napisania w bardzo krótkim czasie pytań do niektórych z nich, jakich nie pisaliśmy w podręczniku. Skład Autorów nie tyle uległ zmianie, ile mocno się zmniejszył. Prace szły bardzo szybko, gdyż chcieliśmy zdążyć oddać do rąk Czytelników książkę w podobnym czasie co podręcznik.

Należy wyraźnie podkreślić, że książka została napisana z ogromnym poświęceniem, zaangażowaniem, oddaniem – włożyliśmy w nią wiele serca. Dlatego wszystkim serdecznie dziękujemy za ten trud i zaangażowanie w całym procesie wydawniczym. Jest nam niezmiernie miło, że w większości przypadków zadania do podręcznikia zostały opracowane tak dobrze, co pozwoliło osiągnąć zamierzone cele.

Należy także zauważyć, że do każdego rozdziału dołączono nie tylko pełne rozwiązania zadań, lecz także w wielu miejscach ważne komentarze, które stanowią dodatkowe wyjaśnienia oraz poszerzają horyzonty. Niektóre zadania nie są podane wprost z podręcznika – posiadają informacje wstępne. Przy tego typu zadaniach chodziło o to, by Czytelnik za pomocą krótkiego wprowadzenia w postaci przesłanek umiał wykorzystać wiedzę pozyskaną z podręcznika do rozwiązywania zadań nietypowych. Z kolei w zadaniach obliczeniowych chodziło nam o to, by pokazać, do czego tak naprawdę służą wzory i równania, które często pojawiają się na wykładach, ale bez wyjaśnienia.

Mamy nadzieje, że Toksykologia w zadaniach stanie się obok podręcznika Toksykologia obowiązkową lekturą na seminariach i ćwiczeniach z toksykologii dla wielu różnych kierunków studiów. Staraliśmy się, aby poruszone tematy dotyczyły szerokiego zakresu zagadnień, a nie tylko wybranych dziedzin. Mamy nadzieję, że przynajmniej częściowo cel ten udało się osiągnąć.

Mając jednak pełną świadomość niedoskonałości pierwszego wydania Toksykologii w zadaniach, będziemy wdzięczni za wszelkie uwagi i zapytania Czytelników, które można kierować na adres: kamil.jurowski@gmail.com. Zachęcamy również do śledzenie aktualności w tym zakresie opisywanych na blogu i stronie internetowej pod adresem kamiljurowski.com/ toksykologiawzadaniach. Jesteśmy otwarci na wszelkie propozycje – zarówno współpracy, jak i sugestii modyfikacji.

Kamil Jurowski, Wojciech Piekoszewski

Niepołomice-Zielonki-Kraków, 20 lutego 2020 roku

Książkę tę poświęcam mojej Żonie, Dzieciom,
Rodzicom i najbliższym, którzy trwali
przy mnie przez cały ten czas.

Kamil Jurowski

Książkę dedykuję swoim najbliższym.

Wojciech Piekoszewski

Bezpłatny fragment

Wykaz autorów część I–II

Przedmowa

CZĘŚĆ I
HISTORIA TOKSYKOLOGII

1. Geneza i źródła trucizn - Kamil Jurowski

2. Zarys historii toksykologii - Kamil Jurowski

3. Zarys historii toksykologii w polsce - Kamil Jurowski

CZĘŚĆ II
TOKSYKOLOGIA OGÓLNA

4. Toksykologia jako dyscyplina naukowa. podział toksykologii na subdyscypliny - Kamil Jurowski

5. Czynniki wpływające na toksyczność trucizn - Kamil Jurowski

6. Podstawowe pojęcia w toksykologii - Kamil Jurowski

7. Losy ksenobiotyków w ustroju - Kamil Jurowski, Mirosław Szutowski, Wojciech Piekoszewski

7.1. Wstęp - Kamil Jurowski

7.2. Wchłanianie ksenobiotyków - Kamil Jurowski

7.3. Dystrybucja ksenobiotyków - Kamil Jurowski

7.4. Biotransformacja ksenobiotyków - Mirosław Szutowski

7.5. Kumulacja i wydalanie ksenobiotyków - Kamil Jurowski, Wojciech Piekoszewski

8. Mechanizmy działania toksycznego - Kamil Jurowski, Lucyna Kapka-Skrzypczak, Wojciech Piekoszewski

8.1. Wstęp - Kamil Jurowski

8.2. (Bio)fizyczne mechanizmy działania toksycznego - Kamil Jurowski

8.3. Chemiczne mechanizmy działania toksycznego - Kamil Jurowski, Lucyna Kapka-Skrzypczak, Wojciech Piekoszewski

9. Interakcje ksenobiotyków - Ewa Florek, Wojciech Piekoszewski

10. Farmakokinetyka i toksykokinetyka - Maria Walczak

11. Toksykometria - Maria Walczak, Kamil Jurowski

CZĘŚĆ III
TOKSYKOLOGIA NARZĄDOWA I UKŁADOWA

12. Hepatotoksyczność – polekowe uszkodzenie wątroby (DILI) - Piotr Hydzik

13. Toksykologia trzustki - Piotr Hydzik

14. Toksykologia układu oddechowego - Piotr Hydzik

15. Toksykologia skóry i jej przydatków - Kamil Jurowski

16. Neurotoksyczność - Krzysztof Ciszowski

17. Toksykologia narządu wzroku – toksyczne uszkodzenia narządu wzroku - Krzysztof Ciszowski

18. Toksykologia narządu słuchu i równowagi - Krzysztof Ciszowski

19. Toksykologia narządu węchu i narządu smaku - Krzysztof Ciszowski

20. Toksykologia krwi i układu krwiotwórczego - Krzysztof Ciszowski

21. Kardiotoksyczność – toksykologia układu krążenia - Dorota Szpak

22. Nefrotoksyczność - Piotr Hydzik

23. Toksykologia układu hormonalnego - Krzysztof Ciszowski

24. Toksykologia układu mięśniowego - Krzysztof Ciszowski

25. Toksykologia układu rozrodczego - Iwona Popiołek

26. Toksykologia układu kostno-stawowego - Kamil Jurowski, Dorota Szpak

Przypisy

I

HISTORIA TOKSYKOLOGII

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ 1

GENEZA I ŹRÓDŁA TRUCIZN

Kamil Jurowski

ZADANIA

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)

Wskaż poprawną odpowiedź. Niejadowite owady z rzędu muchówek – bzygowate (bzygi, Syrphidae) przypominają wyglądem jadowitą osę pospolitą (Vespula vulgaris), co stanowi przykład zjawiska

A. koewolucji układu drapieżnik–ofiara.

B. mimikry batesowskiej.

C. mimikry müllerowskiej.

D. ubarwienia kryptycznego.

E. mimikry Wawiłowa.

■ Zadanie 2. (0-1)

Wskaż dwie poprawne odpowiedzi (A, B, C lub D) (przed i po „ponieważ…”). Za to zadanie można uzyskać maksymalnie 1 pkt, jeśli zaznaczy się poprawnie dwie odpowiedzi.

Szacuje się, że 35–77 mln mieszkańców Bangladeszu jest narażonych na zatrucia

A. rtęcią,

B. ołowiem,

C. kadmem,

D. arsenem,

ponieważ związki nieorganiczne tego pierwiastka są obecne w 

A. rybach z Zatoki Bengalskiej.

B. wodzie pitnej ze studni.

C. produktach odpadowych z kopalni, w której pracują ludzie.

D. roślinach stanowiących podstawowy pokarm ludzi.

■ Zadanie 3. (0-1)

Wskaż dwie poprawne odpowiedzi (A, B, C lub D) (przed i po „ponieważ”). Za to zadanie można uzyskać maksymalnie 1 pkt, jeśli zaznaczy się poprawnie dwie odpowiedzi.

Rozdymka tygrysia (Takifugu rubripes) – gatunek ryby rozdymkokształtnej (tetrodontokształtnej), zawierająca tetradotoksynę (TTX) – zaliczana jest do zwierząt

A. jadowitych,

B. trujących,

C. szkodliwych,

D. nietoksycznych,

ponieważ

A. wprowadza jad do swojej ofiary kolcami jadowymi.

B. prawdopodobnie TTX jest wytwarzana przez bakterie, ale przechowywana przez tę rybę w gonadach, wątrobie i ikrze.

C. wydziela szkodliwe substancje gazowe odstraszające drapieżniki.

D. nie jest rybą toksyczną.

■ Zadanie 4. (0-3)

Określ prawdziwość poniższych zdań – wpisz (x) pod literą „P”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub pod literą „F”, jeśli zdanie jest fałszywe.

Nr

Zdanie

P

F

1

Głównym źródłem trucizn syntetycznych jest człowiek.

2

Przyjmuje się, że pierwszą trucizną na Ziemi była odmiana tlenu – O₃.

3

Obecność trucizn w organizmach żywych była związana z: (1) bierną obroną (działanie odstraszające), (2) zdobywaniem ofiary lub (3) czynną obroną.

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-1)

Jednym z rozwiązań pozornej sprzeczności między optymalizacją jadu a nienakładającymi się funkcjami toksyn jest regulacja lub modulacja ilości lub składu wydzielanego jadu. Zwierzęta ze scentralizowanym układem jadowym mogą regulować wydzielany jad albo ilościowo, albo jakościowo. Oznacza to, że regulują ilość wstrzykiwanego jadu (tzw. dozowanie jadu, venom metering) lub jego skład biochemiczny. Zdolności te nie wykluczają się wzajemnie, ale w wielu przypadkach mogą być hierarchicznie współzależne, ponieważ regulacja ilościowa jest warunkiem wstępnym mo- dulacji jakościowej, ale nie odwrotnie. Mają one jednak bardzo różne implikacje dla zrozumienia ekologii i ewolucji jadów i ich toksyn. Poniżej znajduje się rycina ilustrująca związek pomiędzy położeniem i budową aparatu jadowego wybranych zwierząt a typem modulacji jadu.

Sformułuj wniosek wynikający z przedstawionych zależności.

Na podstawie: V. Schendel, L.D. Rash, R.A. Jenner i wsp.: The diversity of venom: the importance of behavior and venom system morphology in understanding its ecology and evolution. Toxins. 2019; 11(11): 666, ryc. 2.

■ Zadanie 2. (0-1)

Biologiczną funkcją jadów i trucizn zwierzęcych jest unieruchomienie i zabicie ofiary lub drapieżnika w ciągu kilku sekund lub minut. Niezrównany arsenał trucizn pochodzenia zwierzęcego wytworzony w toku ewolucji aktualnie obejmuje 20 mln substancji toksycznych pochodzących od 150 tys. jadowitych gatunków zwierząt, co przedstawiono na poniższym wykresie.

Sformułuj wniosek wynikający z przedstawionego wykresu.

Na podstawie: http://toxintech.com/images/venom_species_diversity.jpg.

ODPOWIEDZI I KOMENTARZE DO ZADAŃ W ROZDZIALE 1

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)    ODPOWIEDŹ B

KOMENTARZ Jest to jeden z najlepiej poznanych przykładów mimikry batesowskiej, w której występuje upodobnienie się gatunków bezbronnych do form mających mechanizmy obronne (np. jad, kolce, żądła itp.).

■ Zadanie 2. (0-1)    ODPOWIEDŹ D,   B

KOMENTARZ Problem zanieczyszczenia związkami arsenu wody pitnej ze studni w Bangladeszu występuje już od 40 lat. W tym kraju stężenie tego pierwiastka w wodzie pitnej wielokrotnie przekracza dopuszczalne normy.

■ Zadanie 3. (0-1)    ODPOWIEDŹ B,   B

KOMENTARZ Warto zauważyć, że w Japonii bardzo popularne są dania z tej ryby – sushi oraz sashimi. Przyjmuje się, że z powodu zjedzenia ryby fugu co roku umiera w tym kraju od kilku do kilkunastu ludzi, a 60% przypadków zatruć jest śmiertelnych. Nie odstrasza to jednak smakoszy żądnych wrażeń. Czy zdecydowałabyś/zdecydowałbyś się skusić na taki przysmak?

■ Zadanie 4. (0-1)    ODPOWIEDŹ 1 – P,   2 – F,   3 – P

KOMENTARZ

1 – człowiek zanieczyszcza środowisko i to człowiek powinien środowisko ratować.

2 – przyjmuje się, że pierwszą trucizną na Ziemi był tlen w postaci cząsteczki dwuatomowej (O₂), a nie jego odmiana alotropowa – ozon (O₃).

3 – są to wszystkie przyczyny powstawania trucizn w organizmach żywych.

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-1)

ODPOWIEDŹ Gatunki zwierząt ze złożonymi aparatami jadowymi i niejednorodnym rozkładem składników jadu są bardziej skłonne do modulacji jadu w porównaniu z gatunkami z prostymi gruczołami jadowymi.

KOMENTARZ Jadowite ryby mają raczej proste gruczoły jadowe z zaledwie kilkoma różnymi składnikami i nie są w stanie modulować wydzielania jadu. Używają jadu, aby bronić się przed potencjalnymi drapieżnikami.

Uważa się, że węże mogą modulować skład jadu, ponieważ składniki jadu są przechowywane niejednorodnie w aparacie jadowym. Umożliwia to pośrednią jakościową modulację jadu podobną do tej, którą wykazano u skorpionów mających z grubsza podobną ogólną morfologię gruczołu jadowego jak węże i pająki.

Ślimaki stożkowe mogą bezpośrednio modulować skład jadu, co osiągają dzięki złożonej morfologii gruczołu jadowego z odrębnymi przedziałami na składniki jadu drapieżnego (odcinek dystalny) i obronnego (odcinek proksymalny).

■ Zadanie 2. (0-1)

ODPOWIEDŹ Pośród obecnie żyjących zwierząt jadowitych i toksycznych największą grupę stanowią insekty i pajęczaki.

KOMENTARZ Istnieje około 20 mln jadów i substancji toksycznych pochodzących od 150 tys. jadowitych gatunków zwierząt.

ROZDZIAŁ 2

ZARYS HISTORII TOKSYKOLOGII

Kamil Jurowski

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)

Wskaż poprawną odpowiedź. Kto po raz pierwszy zdefiniował truciznę słowami: Cóż jest trucizną? Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja nie jest trucizną?

A. Hipokrates.

B. Phillippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim.

C. Sokrates.

D. Mathieu Orfila.

E. Albert Hoffman.

■ Zadanie 2. (0-1)

Wskaż dwie poprawne odpowiedzi (A, B, C lub D) (przed i po „której idea…”). Za to zadanie można uzyskać maksymalnie 1 pkt, jeśli zaznaczy się poprawnie dwie odpowiedzi.

James Marsh, brytyjski chemik, opracował metodę wykrywania i oznaczania w materiałach sekcyjnych niewielkich ilości formy pierwiastkowej i związków

A. rtęci,

B. ołowiu,

C. kadmu,

D. arsenu,

której idea może być zapisana punkt D (ostatni wzór): III nad AS ma chyba niepotrzebą spację

A.

B.

C.

D.

■ Zadanie 3. (0-3)

Określ prawdziwość poniższych zdań – wpisz (x) pod literą „P”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub pod literą „F”, jeśli zdanie jest fałszywe.

Nr

Zdanie

P

F

1

Płyn Fowlera (Liquor Kalii arsenicosi) stanowił roztwór arszeniku i wodorowęglanu potasu i był stosowany powszechnie w lecznictwie aż do 1936 roku jako remedium na różnego rodzaju choroby skórne.

2

Pierwszy ośrodek zatruć – Poison Center – powstał w 1979 roku w Kanadzie.

3

Europejskie Towarzystwo Toksykologiczne (EUROTOX) powstało w 1962 roku.

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-2)

Poniżej zamieszczono grafikę przedstawiającą, skąd bierze się rtęć w rybach. Na tej rycinie przedstawiono dwie drogi – (1) i (2). Wyjaśnij i omów zwięźle, która droga miała miejsce około 1950 roku nad zatoką Minamata (Japonia), a która może mieć miejsce dzisiaj, oraz na czym one polegają.

Na podstawie: http://www.groundtruthtrekking.org/Graphics/MercuryFoodChain.html.

■ Zadanie 2. (0-2)

Na kartach historii toksykologii zapisał się, niestety, rozwój bojowych środków trujących, co przedstawiono schematycznie w poniższej tabeli:

Rok odkrycia

Grupa bojowych środków trujących

Przykład

Toksyczność

Dawka

1914

duszące i drażniące

chlor

niska

wysoka

wysoka

niska

1917

parzące-nekrozujące

iperyt

1936

paralityczno-drgawkowe

G grupa

„X”

Około 1950

V grupa

VR

Około 1970

A grupa

„Y”

Na podstawie: M. Kloske, Z. Witkiewicz: Broń chemiczna w XX i XXI wieku. Cz. 1, Bojowe środki trujące do czasów odkrycia środków fosforoorganicznych. Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej 2019; 68(3), tabela 1.

Dokonaj identyfikacji substancji w tabeli oznaczonych jako X oraz Y, wykorzystując dane z tabeli oraz dodatkowe informacje przedstawione poniżej.

O substancji X wiadomo, że

• została zastosowana w zamachu terrorystycznym, który miał miejsce 20 marca 1995 roku i został dokonany przez japońską sektę religijną Aum Shinriky;

• została uzyskana w 1939 roku w Niemczech przez Gerharda Schradera i jego współpracowników podczas poszukiwań nowych insektycydów dla fabryki IG Farben;

• jej nazwa pochodzi od wybranych liter nazwisk członków zespołu Schradera: Schrader, Ambros, Rüdiger i van der Linde.

O substancji Y wiadomo, że

• należy do grupy substancji, które miały zostać wynalezione w Związku Radzieckim w latach siedemdziesiątych XX wieku;

• struktury chemiczne, właściwości i działanie dla grupy tych substancji są nieznane, pozostają niepotwierdzone bądź są wyłącznie przypuszczeniami;

• nazwa grupy tej substancji pochodzi z języka rosyjskiego – новичок, co oznacza „nowicjusz/nowo przybyły”;

• w marcu 2018 roku Wielka Brytania oskarżyła Rosję o użycie tej substancji do otrucia byłego rosyjskiego szpiega Sergieja Skripala.

ODPOWIEDZI I KOMENTARZE DO ZADAŃ W ROZDZIALE 2

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)    ODPOWIEDŹ B

KOMENTARZ Phillippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim to pełne imię i nazwisko Paracelsusa.

■ Zadanie 2. (0-1)    ODPOWIEDŹ D,   D

KOMENTARZ Próba/test Marsha polega na wykrywania arsenu w materiałach sekcyjnych. Została opracowana przez brytyjskiego chemika Jamesa Marsha. Idea tej metody polega na redukcji związków arsenu (As(III), As(V)) wodorem in statu nascendi [najczęściej powstającego w wyniku reakcji cynku z kwasem siarkowym(VI)]. W wyniku redukcji związków arsenu z roztworu wydziela się gazowy arsenowodór (AsH₃), który poddany termolizie tworzy tzw. lustro arsenowe, rozpuszczalne w roztworach nadtlenku wodoru lub w chloranie(I) sodu, co umożliwia odróżnienie go od lustra antymonowego, które powstaje w takich samych warunkach, jednak nie rozpuszcza się w roztworach wymienionych substancji.

■ Zadanie 3. (0-3)    ODPOWIEDŹ 1 – P,   2 – F,   3 – P

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-2)

ODPOWIEDŹ Współcześnie dochodzi do procesu (1), a katastrofa, która miała miejsce nad zatoką Minamata w Japonii, jest przedstawiona na rycinie jako proces (2).

(1) Pobliskie źródła antropogeniczne, takie jak spalanie węgla i wydobycie żelaza, mogą zanieczyścić źródła wody metylortęcią, która jest skutecznie wchłaniana w organizmach ryb. Dzięki procesowi biomagnifikacji wzrasta poziom rtęci w każdym kolejnym etapie łańcucha pokarmowego. W konsekwencji rtęć trafia do organizmu człowieka w wyniku spożycia ryb, w których doszło do kumulacji metylortęci.

(2) Około 1950 roku nad zatoką Minamata w Japonii fabryka tworzyw sztucznych, należąca do koncernu Chisso Corporation, wyemitowała do ścieków nieorganiczne związki rtęci [tlenek rtęci(II) stosowany był jako katalizator] oraz pewne ilości związków organicznych rtęci(II). Nieorganiczne związki rtęci mogły ulec nieszkodliwemu rozproszeniu w wodzie zatoki (z uwagi na brak rozpuszczalności) i w konsekwencji osadzić się jako szlam na dnie. Jednak drobnoustroje dokonały przetworzeniazwiązków nieorganicznych rtęci(II) w silnie toksyczną metylortęć(II). Związki te były z łatwością wchłaniane przez plankton i inne organizmy będące pożywieniem skorupiaków i małych ryb, którymi z kolei żywiły się większe drapieżne ryby. W ten sposób metylortęć(II) przemieszczała się w górę łańcucha pokarmowego.

KOMENTARZ (1) Warto zwrócić uwagę, że amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA – The Environmental Protection Agency) w lipcu 2019 roku przedstawiła najnowsze zalecenia dotyczące ekspozycji na rtęć podczas spożywania danych gatunków ryb[2].

(2) Do 2001 roku oficjalnie rozpoznano 2265 przypadków choroby z Minamaty (w tym 1784 zakończonych śmiercią). Około 10 tys. osób otrzymało odszkodowania od Chisso Corporation.

■ Zadanie 2. (0-2)

ODPOWIEDŹ Substancja X – sarin, substancja Y – przykład związku z grupy nowiczoków.

ROZDZIAŁ 3

ZARYS HISTORII TOKSYKOLOGII W POLSCE

Kamil Jurowski

ZADANIA

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)

Wskaż poprawną odpowiedź. Pierwsze wykłady o truciznach i odtrutkach w Polsce były wygłaszane na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie (a dokładniej w zreformowanej Szkole Głównej Koronnej w Krakowie) w latach 1756–1793 przez

A. prof. Józefa Sawickiego.

B. prof. Józefa Markowskiego.

C. prof. Sergiusza Schillinga.

D. prof. Jana Szastera.

E. prof. Ernesta Jeremiasza Neifelda.

■ Zadanie 2. (0-1)

Wskaż dwie poprawne odpowiedzi (A, B, C lub D) (przed i po „czego dowodem…”). Za to zadanie można uzyskać maksymalnie 1 pkt, jeśli zaznaczy się poprawnie dwie odpowiedzi.

We wczesnym średniowieczu na obecnych terenach naszego kraju stosowano strzały z grotami nasączonymi truciznami pochodzenia

A. zwierzęcego,

B. mineralnego,

C. roślinnego,

D. bakteryjnego,

czego dowodem są wzmianki w 

A. dziele Strategikon (gr. Στρατηγικόν), napisanym około 600 roku, którego autorem był prawdopodobnie cesarz bizantyjski Maurycjusz VI.

B. Żywocie świętego Udalryka, Biskupa autorstwa księdza Piotra Skargi.

C. Słowiańskim przedświcie autorstwa Ryszarda Kurylczyka.

D. Odpowiedzi A, B i C są poprawne.

■ Zadanie 3. (0-3)

Określ prawdziwość poniższych zdań – wpisz (x) pod literą „P”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub pod literą „F”, jeśli zdanie jest fałszywe.

Nr

Zdanie

P

F

1

Autorem Chemii toksykologicznej – podręcznika dla studentów farmacji (Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1974) był prof. Tadeusz Dutkiewicz.

2

Redaktorem naukowym Toksykologii współczesnej (Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2000) był prof. Witold Seńczuk.

3

Po raz pierwszy w języku polskim definicje trucizny oraz toksykologii jako dyscypliny naukowej zostały sformułowane przez prof. Józefa Markowskiego.

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-2)

Na terenie Polski w okresie międzywojennym działały dwa uniwersytety, na których zajmowano się toksykologią eksperymentalną:

• Uniwersytet Stefana Batorego w Wilnie – Katedra i Zakład Medycyny Sądowej,

• Uniwersytet Jana Kazimierza we Lwowie – Katedra i Zakład Medycyny Sądowej.

Wymień polskich toksykologów, którzy rozwijali dydaktykę toksykologii na wyżej wymienionych uniwersytetach, czego efektem było wydanie w późniejszym okresie podręczników: Zarys medycyny sądowej i toksykologii (Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1950) oraz Farmakologia i toksykologia leków (Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1954).

■ Zadanie 2. (0-1)

Polskie Towarzystwo Toksykologiczne zostało powołane w maju 1978 roku, a założycielami byli: Tadeusz Borkowski, Jacek Brzeziński, Stanisław Byczkowski, Jadwiga Chmielnicka, Kazimierz Jacyszyn, Teodor Juszkiewicz, Jerzy Krechniak, Piotr Kubikowski, Jan Markiewicz, Maksym Nikonorow, Jerzy Piotrowski, Władysław Rusiecki oraz Witold Seńczuk.

Ile jest obecnie oddziałów Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego i jakich?

■ Zadanie 3. (0-9)

Rozwiąż krzyżówkę, wpisując nazwiska ważnych polskich toksykologów.

Poziomo:

3. Pionier w zakresie dydaktyki toksykologii w Polsce.

6. Autor Toksykologii przemysłowej (PWT, 1954).

7. Autor Analizy toksykologicznej: skryptu do ćwiczeń dla studentów IV roku Wydziału Farmaceutycznego (AM, 1994).

9. Redaktor naukowy Podstaw toksykologii. Kompendium dla studentów szkół wyższych (WNT, 2006).

Pionowo:

1. Redaktor naukowy Toksykologii: skryptu do ćwiczeń dla studentów Wydziału Farmaceutycznego i Oddziału Analityki Medycznej (AM, 1992).

2. Redaktor naukowy Toksykologii klinicznej (Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1984).

4. Wykładał toksykologię dla studentów farmacji w Krakowie w latach 1814–1829.

5. Autor referatu wygłoszonego 15.06.1824 roku podczas posiedzenia Towarzystwa Naukowego w Krakowie.

8. Redaktor naukowy Toksykologii współczesnej (Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2000).

ODPOWIEDZI I KOMENTARZE DO ZADAŃ W ROZDZIALE 3

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)    ODPOWIEDŹ D

■ Zadanie 2. (0-1)    ODPOWIEDŹ C,   D

■ Zadanie 3. (0-1)    ODPOWIEDŹ 1 – P,   2 – P,   3 – P

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-1)

ODPOWIEDŹ Prof. Sergiusz Schilling-Siengalewicz – Uniwersytet Stefana Batorego w Wilnie, prof. Józef Dadlez – Uniwersytet Jana Kazimierza we Lwowie.

KOMENTARZ Profesor Sergiusz Schilling-Siengalewicz (1887–1951) objął kierownictwo Katedry i Zakładu Medycyny Sądowej, które powstały w 1924 roku na Uniwersytecie Stefana Batorego w Wilnie. W zakładzie tym oprócz typowych sekcji sądowo-lekarskich realizowane były badania eksperymentalne nad zmianami powstającymi w organizmie pod wpływem parenteralnie podawanej siarki. Ponadto prowadzono badania analityczne i toksykodynamiczne preparatu „Bayer 205” oraz prace doświadczalne dotyczące niektórych właściwości fizycznych i chemicznych surowicy krwi człowieka.

Profesor Józef Dadlez podjął pracę w latach dwudziestych ubiegłego wieku w Zakładzie Medycyny Sądowej Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie. W 1930 roku habilitował się z toksykologii i chemii toksykologicznej, a 9 lat później mianowano go profesorem Katedry Medycyny Sądowej. Warto zauważyć, że w Katedrze tej prowadzono badania eksperymentalne nad zachowaniem się splotu naczyniówki mózgowej i płynu mózgowo-rdzeniowego pod wpływem ostrych zatruć wywołanych tlenkiem węgla(II) oraz związkami arsenu(III) i ołowiu(II).

■ Zadanie 2. (0-1)

ODPOWIEDŹ Obecnie Polskie Towarzystwo Toksykologiczne liczy 11 oddziałów: Białostocki, Gdański, Krakowski, Lubelski, Łódzki, Poznański, Szczeciński, Śląski, Warmińsko-Mazurski, Warszawski oraz Wrocławski.

■ Zadanie 3. (0-1)

ODPOWIEDŹ

II

TOKSYKOLOGIA OGÓLNA

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ 4

TOKSYKOLOGIA JAKO DYSCYPLINA NAUKOWA. PODZIAŁ TOKSYKOLOGII NA SUBDYSCYPLINY

Kamil Jurowski

ZADANIA

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)

Które zdanie najlepiej definiuje toksykologię jako dyscyplinę naukową?

Toksykologia to:

A. nauka o właściwościach i działaniu substancji toksycznych oraz metodach wykrywania i leczenia zatruć.

B. dyscyplina naukowa badająca aktualne niebezpieczeństwa związane z działaniem na organizmy żywe substancji chemicznych, mechanizmy ich działania, a także opracowująca sposoby zapobiegania, rozpoznawania i leczenia zatruć.

C. dyscyplina naukowa badająca aktualne lub potencjalne niebezpieczeństwa związane z działaniem na organizmy żywe i ekosystemy substancji chemicznych, mechanizmy ich działania, a także opracowująca sposoby zapobiegania, rozpoznawania i leczenia zatruć; interdyscyplinarna nauka o truciznach.

D. nauka stanowiąca pochodną farmakologii.

E. żadne z powyższych zdań nie jest poprawne.

■ Zadanie 2. (0-1)

Wskaż poprawne odpowiedzi (A, B, C lub D) (przed i po „w dziedzinie”). Za to zadanie można uzyskać maksymalnie 1 pkt, jeśli zaznaczy się poprawnie dwie odpowiedzi.

Diagnosta laboratoryjny może w ramach kształcenia podyplomowego (CMKP) wybrać

A. jedną specjalizację

B. dwie specjalizacje

C. trzy specjalizacje

D. cztery specjalizacje

w dziedzinie

A. toksykologii klinicznej.

B. toksykologii analitycznej.

C. laboratoryjnej toksykologii medycznej.

D. laboratoryjnej toksykologii sądowej.

■ Zadanie 3. (0-3)

Określ prawdziwość poniższych zdań – wpisz (x) pod literą „P”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub pod literą „F”, jeśli zdanie jest fałszywe.

Nr

Zdanie

P

F

1

Toksykologia środowiska zajmuje się szkodliwym wpływem substancji chemicznych występujących w środowisku na organizmy inne niż człowiek, jak również na całe ekosystemy.

2

Podział nauczania toksykologii na studiach wyższych w wielu krajach UE często bazuje na trzech fundamentach: (1) badaniach podstawowych i stosowanych, (2) badaniach toksyczności oraz (3) ocenie ryzyka.

3

Toksykologia narządowa i układowa bazuje na słowach Hipokratesa: „by leczyć ciało ludzkie, konieczna jest wiedza o całości zjawisk”.

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-9)

Rozwiąż krzyżówkę, wpisując nazwy subdyscyplin toksykologii.

Poziomo:

2. Zajmuje się badaniem, przewidywaniem i oceną bezpieczeństwa stosowania substancji w produktach kosmetycznych, jak również badaniami kontrolnymi opartymi na aktualnych aktach prawnych.

7. Zajmuje się wpływem skażenia powietrza atmosferycznego, wody i gleby na zdrowie człowieka; swoje zadania realizuje na podstawie norm zawartości zanieczyszczeń chemicznych w różnych elementach środowiska, z wykorzystaniem warsztatu chemii i analityki środowiskowej oraz ekologii.

8. Zajmuje się prewencją, diagnozą i leczeniem ostrych zatruć u ludzi, a także problemami medycznymi i społecznymi związanymi z lekomanią, narkomanią, alkoholizmem oraz możliwościami ich rozwiązywania.

9. Zajmuje się badaniem cytotoksyczności, genotoksyczności i stresu oksydacyjnego w komórkach ludzkich poddanych in vitro działaniu nanocząstek.

Pionowo:

1. Zajmuje się truciznami i zatruciami z punktu widzenia wymiaru sprawiedliwości i organów ścigania, zwłaszcza w zakresie analizy toksykologiczno-chemicznej (post mortem) o charakterze ekspertyzowym, oraz badaniem wpływu substancji odurzających i uzależniających na uczestników ruchu drogowego, badaniami związanymi z dopingiem oraz badaniami kontrolnymi dotyczącymi przyjmowania substancji psychoaktywnych w miejscu pracy.

3. Zajmuje się szkodliwym wpływem substancji chemicznych występujących w środowisku na organizmy inne niż człowiek, jak również na całe ekosystemy.

4. Zajmuje się badaniem żywności na obecność substancji szkodliwych pochodzenia naturalnego lub dostających się do żywności w toku produkcji (uprawy, hodowli, procesów technologicznych, przechowywania, zanieczyszczenia środowiska), a także na obecność substancji celowo dodawanych do żywności.

5. Zajmuje się badaniem zależności zachodzących między substancją toksyczną a organizmem zwierzęcym: identyfikuje zatrucia, wyznacza profile toksykokinetyczne, określa czynniki wpływające na toksyczne działanie substancji obcych oraz leczy skutki ich działania na zwierzęta.

6. Zajmuje się opracowywaniem i badaniem mechanizmów działania bojowych środków trujących oraz sposobami ich leczenia i opracowywaniem odtrutek.

■ Zadanie 2. (0-1)

W jednym z najbardziej znanych podręczników do toksykologii na świecie – Casarett and Doull’s Toxicology. The Basic Science of Poisons można znaleźć rycinę obrazującą graficzną reprezentację połączeń między różnymi obszarami toksykologii:

Wyjaśnij znaczenie pojęć przedstawionych na rycinie.

Na podstawie: D. Curtis Klaassen (red.): Casarett and Doull’s Toxicology; The Basic Science of Poisons. McGraw-Hill Medical Publishing Division, 2008 (rycina 2-1. Graphical representation of the interconnections between different areas of toxicology).

ODPOWIEDZI I KOMENTARZE DO ZADAŃ W ROZDZIALE 4

Zadania zamknięte

■ Zadanie 1. (0-1)    ODPOWIEDŹ C

■ Zadanie 2. (0-1)    ODPOWIEDŹ B w dyscyplinie C i D

■ Zadanie 3. (0-1)    ODPOWIEDŹ 1 – F,   2 – P,   3 – P

KOMENTARZ 1 – częstym błędem jest mylenie pojęć „toksykologia środowiska” i „ekotoksykologia”; 2 – jest to typowy tryb nauczania toksykologii na studiach wyższych w wielu krajach UE; 3 – do zrozumienia działania trucizn na organizm konieczna jest znajomość całości procesów w nim zachodzących (zauważenie subtelnych związków przyczynowo-skutkowych wymaga powiązania wiedzy toksykologicznej z gruntowną wiedzą na temat działania ustroju).

Zadania otwarte

■ Zadanie 1. (0-1)

ODPOWIEDŹ

■ Zadanie 2. (0-1)

ODPOWIEDŹ Toksykologia mechanistyczna zajmuje się identyfikacją i zrozumieniem mechanizmów komórkowych, biochemicznych i molekularnych, przez które substancje chemiczne wywierają toksyczny wpływ na organizmy żywe.

Toksykologia opisowa zajmuje się bezpośrednio badaniami toksyczności, które dostarczają informacji do oceny bezpieczeństwa i wymagań prawnych. Odpowiednie testy toksyczności w hodowlach komórkowych lub na zwierzętach doświadczalnych mają na celu uzyskanie informacji umożliwiających ocenę ryzyka, na jakie narażeni są ludzie i środowisko w wyniku narażenia na określone substancje toksyczne.

Toksykologia regulacyjna jest odpowiedzialna za podejmowanie decyzji na podstawie danych dostarczonych przez toksykologię mechanistyczną oraz toksykologię opisową, czy dana substancja chemiczna stwarza wystarczająco niskie ryzyko do wprowadzenia do obrotu w określonym celu bądź w następstwie narażenia ludzi lub środowiska wynikającego z jej zastosowania.

Ocena ryzyka stanowi swojego rodzaju spoiwo dla przedstawionych obszarów toksykologii. Ocena ryzyka zajmuje się identyfikacją zagrożeń, szacowaniem narażenia i zależności dawka–odpowiedź oraz charakterystyką i oceną ryzyka.

PRZYPISY

[1] H. Wallace i wsp.: Toxicology as an academic discipline in European Universities. Toxicology Letters, http://dx.doi.org/10.1016/j.toxlet.

[2] https://www.fda.gov/media/102331/download