3 - yarbis

3. TOKSIKOLOJI
3.1. TOKSIKOLOJININ TANIMI
Toksisite zehirlilik anlamına gelmekte olup, kimyasal maddelerin organizmalar
üzerinde doğurduğu kötü etkiler olarak tanımlanmaktadır.
Zehirli maddelerin olumsuz etkileri, durumları, tespiti v.s. ile ilgilenen bilim
dalına ise toksikoloji denilmektedir.
Bu Bölümde, çeşitli kimyasal maddelerin meydana getirdiği zararlar, insan
vücuduna nasıl girip nasıl etkide bulundukları ele alınacaktır.
3.2. ZEHİRLİ MADDELERIN VÜCUDA GIRIŞ YOLLARI
Zehirli maddeler vücuda dört ayrı yolla girerler:
• Absorbsiyon ile deriden (ABS=Absorption)
Absorbsiyon ile gözden (ABS=Absorption)
• Sindirim ile ağızdan (ING=Ingestion)
• Solunum ile ciğerlerden (INH=Inhalation)
Diğer İnjeksiyon (deri altına )
Her kimyasal madde için vücuda giriş yolu veya yolları ayrıdır.
3.3. ZEHİRLİ MADDE FORMLARI
Belli başlı toksik madde formları, zararları ve örnekleri aşağıda sıralanmıştır:
• Katı Maddeler:
Katı formdan toz ve fümelere dönüşmeleri ile zararları meydana gelir.
Örnekleri: Poliüretan köpük, yakıldığında siyanür fümeleri verir.
Zarar Şekilleri: Soluma (ciğerler), sindirim (tükürük), absorbsiyon (deri).
• Tozlar:
İnce katı partiküller halinde bulunurlar.
Örnekleri: Çimento tozu, delme işlemlerinden metal tozları
Zarar şekilleri: Zehirli maddelerin ciğerlere solunması
• Fümeler:
Metallerin ısıtılması, buharlaşması ve yoğunlaşmasından oluşmuş ince
partiküllerdir.
Örnekleri: Galvanizli metallerin kaynak edilmesi esnasında oluşan çinko oksit
fümeleri
Zarar şekilleri: Soluma (ciğerler), sindirim (tükürük), absorbsiyon (deri).
• Sıvılar:
Asitler, organik solventler, klorlu solventler v.b. gibi solventler.
Örnekleri: Benzen, sülfirik asit, 1,1,1-trikloroetan (TCA).
Zarar şekilleri: Absorpsiyon (deri), buharların solunması.
• Buharlar:
Sıvıların buharlaşması ve katıların süblimasyonu ile oluşurlar.
Örnekleri: Fosgen (savaşlarda kullanılmış çok zehirli bir gaz)
Zarar şekilleri: Soluma (ciğerler), absorpsiyon (deri).
• Mistler:
Havadaki sıvı zerrecikleri.
Örnekleri: Elektrokaplamadan asit mistleri, sprey boyamadan solvent mistleri.
Zarar şekilleri: Soluma (ciğerler), absorpsiyon (deri).
• Gazlar:
Uzayda yer kaplayan formsuz bir akışkan.
Örnekleri: Klor, karbondioksit.
Zarar şekilleri: Soluma (ciğerler).
3.4. TOKSISITE ŞEKILLERI
Toksisite, zararın meydana gelmesi için geçen süreye göre;
akut (kısa vadeli etki)
kronik (uzun vadeli etki)
olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
Kısa vadeli toksisite (akut) ile yani zehirlenme ile ilkel çağlara kadar gidildiği
zaman da ilgilenildiği, avcıların avlarını kısa sürede daha etkili bir şekilde
öldürmek için okları veya mızrakları ucuna zehir sürdükleri görülmektedir.
Zehirli maddeler beyin ve sinirleri hedef aldıklarında nörotoksisite olarak
tanımlanmaktadırlar. Bu etkiyi yapabilen kimyasal madde örnekleri olarak;
DDT, klordan v.s. gibi klorlu hidrokarbon pestisitleri ve malathion, parathion,
v.s. gibi organofosfat pestisitler ve sinir gazları verilebilir.
Metabolik zehirlenme denildiğinde ise; dokuların etkisiz hale gelmesi
anlaşılmaktadır. Siyanür ve flor gibi kimyasallar bu tür etkiler
yapabilmektedirler.
Kronik toksisite türleri ise şu şekillerde ortaya çıkmaktadırlar:
• Kanser: Vücutta tümör gelişimidir. Benzen, benzo(a)piren, DMBA
(dimetilaminoazobenzen), DBCP (dibromokloropropan) kanser yapabilen
kimyasal maddelerden bir kaçıdır.
• Mutajenesiz: Genetik zararın meydana gelmesidir.
• Teratojenesiz: Embriyo üzerinde zararların meydana gelmesidir.
Thalidomide, dioksinler, alkoller v.b. gibi kimyasallar teratojenik birer
örnektir.
Kronik toksisite, sanayileşme sonucu üretimi yaygınlaşan sentetik maddelerin
insan tabiatıyla uyumsuzluk göstermesi ile meydana gelmektedir. Bu nedenle,
bu tür toksisiteye olan ilginin son yüzyılda meydana gelen olumsuz olayların
artması ile yoğunlaştığını ifade edebiliriz.
3.5. TOKSISITENIN ÖLÇÜLMESI
Kimyasal maddelerin zehirlilik etkileri ile ilgili bilgiler bugüne kadar 2 bilgi
kaynağından temin edilmiştir:
• Epidemiyolojik ve
• Hayvan testi tecrübeleridir.
• Epidemiyolojik Tecrübeler: İnsanlar üzerinde kazayla veya çalışma ortamı
gereği olarak meydana gelmiş etkiler dikkate alınır. Bir gruptaki etkilenmiş
insan sayısı ile diğer bir gruptaki etkilenmiş insan sayısı mukayese edilir.
Eğer bir gruptaki hasta sayısı diğer gruplara göre çok fazla ise işe başlanır.
Çalışma ve yaşama ortamındaki kimyasal maddelerin farklılığı ve miktarları
araştırılır.
• Hayvan Deneylerine Dayalı Tecrübeler: Toksikoloji ile ilgili tecrübeler ve
bilgiler esasen hayvanlar üzerinde yapılan deneylere dayanmaktadır. İnsanlar
üzerinde zehirlilik araştırmaları yapılması pek kabul edilebilecek bir şey
değildir. Hayvanlar üzerinde oldukça yüksek dozlara kadar varan
uygulamalar yapılabilmektedir. Ancak bu hayvanlara dayalı tecrübelerin
insanlar için genelleştirilmesinde bazı çekinceler mevcuttur. İnsanlar ile
hayvanların aynı kimyasala aynı tepkiyi göstermesi gibi bir genelleştirme
doğru olmamakla birlikte, böyle bir genelleştirmeye mevcut ihtiyaç
nedeniyle mecburen gidilmektedir.
İnsan ve laboratuar hayvanlarının kimyasallara olan tepkilerini etkileyen belli
başlı faktörler şunlardır:
1. Kimyasal maddenin türü
2. Organizma ile temasa gelme şekli
3. Kimyasal maddenin dozu
4. Ferdin etkilenme hassasiyeti
5. Birçok kimyasal maddenin bir arada olması
6. Temasta kalma süresi (akut veya kronik)
Zehirli maddelerin etkisini sayısal olarak ifade etmek için LD50 (Lethal Dose
50=Öldürücü Doz 50) kavramı kullanılmaktadır. İki haftada %50 organizmayı
öldürecek doz olarak tanımlanır. LD50 değerinin küçük olması toksisitenin
büyüklüğünü gösterir. Tablo 3.1'de LD50 örnekleri mukayeseli olarak
verilmiştir.
Tablo 3.1. LD50 Örnekleri.
Toksisite
Sınıfı
Fevkalade Zehirli
Çok çok Zehirli
Çok Zehirli
Orta derece Zehirli
Hafifçe Zehirli
Nisbeten zararsız
LD50,
mg/kg
Örnek
Yetişkin
Öldürücü Doz
5
5-50
50-500
500-5000
5000-15000
190000
TCDD*
Strychnine
DDT
Morfin
Etanol
Su
10 damla
5 ml
20 ml
250 ml
500 ml
12 litre
* 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin
İşçilerin çalışmaları esnasında veya normal yaşam sırasındaki sağlık koruması
ile ilgili tablolarda mevcut olan konsantrasyon türleri bir takım kısalmalarla
gösterilmektedir:
• IDLH (Immediately Dangerous to Life and Health): Yaşam ve sağlığı ani
olarak tehlikeye sokabilecek konsantrasyon
• PEL (Permessiable Exposure Level): Müsaade edilir temas seviyesi
• REL (Recommended Exposure Level): Salık verilebilir temas seviyesi
• TLV (Threshold Limit Value): Eşik limiti değeri, yani zararın başladığı
konsantrasyon.
Tablo 3.2'de bazı kimyasal bileşiklerin IDLH ve PEL değerleri verilmiştir.
Tablo 3.2. Bazı Maddeler Ait IDLH ve PEL Değerleri.
Toksik Madde
Akrolein
Fosgen
Toluen
IDLH, ppm
PEL, ppm
5
2
2000
0.1
0.1
100
İnsanlardaki kanser oluşumunu tahmin etmede iki zorluk bulunmaktadır:
• Halihazırda kullanılmakta olan kimyasal maddelerin büyük ekseriyeti
laboratuvarda hayvan deneylerinden geçirilmemiştir.
• Esasen kimyasal madde ile temasa geldikten 10-40 yıl sonra kanser
görülmesi ihtimali sözkonusu olabilmektedir. Böyle uzun vadeli çalışma
imkânı yoktur.
Toksikolojistler "emin" doz kavramında hemfikirdirler ve bunu TLV ile
ifade ederler. Aşağıda bazı kanser yapıcı maddelere ait eşik değerleri (TLV)
ppm olarak verilmiştir:
Karbontetraklorür: 2
Kloroform: 2
Etilendibromür: 20
Formaldehit: 3
Hidrazin: 0.1
Vinilbromür: 5
İş hayatındaki mevcut kirleticiler için de Maksimum Müsaade Edilir
Konsantrasyonlar (MAK) söz konusudur. Bu değerler gün boyunca çalışma
süresi olan 8 saat için elde edilmiş değerlerdir. Tablo 3.3’de bazı gazların MAK
değerleri örnek olarak verilmiştir.
Tablo 3.3. Bazı Gazlara Ait MAK Değerleri.
Gaz
Propan
Bütan
Pentan
Sikloheksan
Heksan
Sikloheptan
Heptan
Oktan
Cumol
Etilbenzol
Toluen
MAK
Değeri
mg/m3
1800
2350
2950
1050
180
1015
2000
2350
245
435
750
Gaz
Ksilol
Diklorometan
Triklorometan
Tetrakloroetan
1,1,1-Trikloroetan
Dikloroetilen
Trikloroetilen
Perkloroetilen
Klorobenzol
Hidrojensülfür
MAK
Değeri
mg/m3
870
360
50
65
1080
40
260
345
230
15
3.6. BIRDEN FAZLA KIMYASAL MADDEYLE TEMASA GELME
HALINDEKI FARKLI TEPKILER
Laboratuvarda yapılan testler esnasında, bazen kullanılan kimyasal maddelerin
etkilerinin ikisinin toplamı şeklinde olmadığı, bir aritmetiğe uymadığı görülür.
Bunların örnekleri ve sebepleri aşağıda açıklanmıştır:
• Aritmetik Etki(2+2=4): Bu durumda verilen kimyasal maddelerin zararlı
etkileri, etkileri oranında birleşerek ortaya çıkar. Bu durum daha çok benzer
kimyasal özelliğe sahip bileşikler halinde meydana gelir.
Örnek: malathion+diğer organofosfatlar
• Sinerjistik Etki(2+2=6): Bazen farklı iki toksik madde basitçe etkilerinin
toplamları şeklindeki bir etkiden daha büyük bir etki gösterebilirler.
Toksikolojistler bu olayı sinerjizm olarak isimlendirilirler.
Örnek: Izopropilalkol+kloroform. Burada; Sudaki çözünürlüğü %30
mertebelerinde olan izopropilalkol vücuda kloroformun girmesini
kolaylaştırmaktadır. Ayrıca karaciğerin öncelikle suda kolay çözünen bu
alkol bileşiklerini parçalamak istemesiyle kloroform vücutta birikmekte ve
zarar yapmaya devam etmektedir.
• Potansiyel Etki(0+2=10): Bazı hallerde, hiç bir zararlı etkisi bulunmayan
bir kimyasal madde (0), normal zararlı (2) bir madde ile yan yana geldiğinde
çok büyük tehlikelere (10) sebep olabilmektedir.
Örnek: Etilalkol+Kloroform. Sudaki çözünürlüğü sonsuz olan etilalkol
daha önce Tablo 3.1'de de ifade edildiği üzere hafif toksik bir madde olup
kanda 500 ml'ye eriştikten sonra erişkin bir insanın ölümüne neden
olmaktaydı; etilalkol ve kloroform'un vücutta bulunması halinde etilalkolün
kana çok daha fazla kloroformu davet etmesi ve yine karaciğerin otomatik
olarak öncelikle etilalkolu detoksifiye etme davranışı içine girmesi
nedeniyle, çok önemli oranda vücut zararları ortaya çıkmaktadır.
• Antagonizm(4+6=8): Sözkonusu iki maddenin karşılıklı etkileşmesinden
dolayı beklenen toplam zarardan daha az zarar görülmesi halidir.
Örnek: Phenobarbital+ benzo(a)pyrene. Burada phenobarbital,
karaciğerde benzo(a)pyrene'i parçalayan enzimlerin aktivitesini
artırmaktadır.
Yukarda ikili kimyasal madde gruplarının farklı etkilemeleri açıklanmıştır.
Ikiden fazla kimyasal maddenin sözkonusu olduğu durumlarda vücudun
etkilenmesi için çok daha büyük boyutlar sözkonusu olacaktır. Bir işgünü
boyunca maruz kalınabilecek en yüksek konsantrasyon olan MAK değerleri,
birçok maddeden oluşan karışımlar halinde doğrudan uygulanamaz.
Tam olarak bilimsel olmamakla birlikte, eğer birlikte bulunarak tek tek
yaptıkları etkinin toplamından fazla etki yapan bir karışım mevcut değilse, yani
sadece aritmetik etki sözkonusu ise, gazların etkileri kümülatif olarak alınabilir.
Kümülatif etki, aşağıdaki denklem 1'deki formülasyon yardımıyla karar
verebilmek için kullanılabilir:
Eğer karışım içinde bulunan gazların MAK ve mevcut konsantrasyon değerleri
(C) formülde yerine konulup birden büyük bir değer elde edilir ise ortamdaki
hava sağlık için tehlikeli boyuta erişmiş olarak kabul edilebilir. Eğer bire eşit
veya küçük ise ortamda hava aritmetik etki kabulune göre sağlık için bir risk
oluşturmuyor denilebilir.