หน่วยที่ 1 หลักการทางพิษวิทยา.pdfหน่วยที่ 2 หลักการเบื้องต้นของกลไกการเกิดพิษ.pdfหน่วยที่ 3 สารพิษกับงานอาชีวอนามัยและความปลอดภัย.pdfหน่วยที่ 4 การประเมินสารพิษในร่างกายและดัชนีสารพิษทางชีวภาพ.pdfหน่วยที่ 5 การตรวจสอบสารพิษทางห้องปฏิบัติการ.pdfหน่วยที่ 6 การประเมินความเสี่ยงและการจัดการความเสี่ยงต่อสุขภาพจากสารเคมี.docหน่วยที่ 7 หลักการทางอาชีวเวชศาสตร์.pdfหน่วยที่ 8 โรคจากการประกอบอาชีพที่เกิดจากสิ่งคุกคามทางเคมี.pdfหน่วยที่ 9 โรคจากการประกอบอาชีพที่เกิดจากสิ่งคุกคามทางกายภาพ.pdfหน่วยที่ 10 โรคจากการประกอบอาชีพที่เกิดจากสิ่งคุกคามทางชีวภาพ.pdfหน่วยที่ 11 โรคจากการประกอบอาชีพ โรคระบบหายใจ โรคผิวหนัง โรคมะเร็ง.pdfหน่วยที่ 12 โรคจากการประกอบอาชีพที่เกิดจากปัญหาทางกายศาสตร์และจิตวิทยาสังคม.docหน่วยที่ 13 การเฝ้าระวังสุขภาพของผู้ประกอบอาชีพ.pdfหน่วยที่ 14 การปฐมพยาบาลในสถานประกอบการ.pdfหน่วยที่ 15 การดำเนินงานอาชีวเวชกรรมในสถานประกอบการ.pdf
หน่วยที่ 1 หลักการทางพิษวิทยา
ประวัติของพิษวิทยา
- 400 ปีก่อนคริสต์ศักราช ฮิปโปเครตีส ได้ศึกษาการเกิดพิษจากสารพิษต่างๆ และเขียนหลักการทางพิษวิทยาสมัยเก่า
ที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมสารพิษ เพื่อช่วยในการรักษาและลดการรับสารพิษเข้าสู่ร่างกาย
- ดิโอสคอริเดส แพทย์ชาวกรีกได้ริเริ่มแบ่งสารพิษเป็นชนิดต่าง ๆ และการทำลายความเป็นพิษของสารพิษ
- ช่วงพิษวิทยาสมัยกลางได้มีการใช้นักโทษเป็นผู้ถูกทดลอง แคทเทอรีน เดอเมดิซิ ได้ศึกษาเกี่ยวกับความเร็วในการตอบสนอง ความสามารถในการออกฤทธิ์ของสารพิษ การตอบสนองต่อการออกฤทธิ์ตามส่วนต่างๆของร่างกาย
- ค.ศ. 1198 มอสเบนไมนอน ได้แต่งหนังสือชื่อ ยาพิษและยาแก้พิษ
- พาราเซลซัส ได้วางรากฐานเกี่ยวกับการศึกษาทางพิษวิทยา โดยกล่าวว่า ความเป็นพิษของสารขึ้นอยู่กับขนาด และการได้รับ โดยเน้นปริมาณสารพิษและการตอบสนองของสารพิษ
- ช่วงพิษวิทยาสมัยใหม่
- ศตวรรษที่ 17 ออร์ฟิลา (Orfila) ได้ชื่อว่าเป็นบิดาของวิชาพิษวิทยา ให้คำจำกัดความ และจำแนกพิษวิทยาออกเป็นแขนงวิชาหนึ่ง ทำการทดลองการเกิดพิษในสัตว์ทดลอง เช่น สุนัข
- เคลาด์ เบอร์นาร์ด ได้ค้นพบกลไกการออกฤทธิ์ของยางน่อง(Curare) และค้นพบบริเวณที่สารออกฤทธิ์ในร่างกาย ทำให้สามารถหาความรู้ทางสรีรวิทยาโดยอาศัยสารพิษ
จากประวัติศาสตร์ที่ผ่านมามีรายงานการได้รับสารพิษทั้งจากธรรมชาติและจากมนุษย์ที่สร้างขึ้น การได้รับสารพิษที่สำคัญของมนุษย์มีพื้นฐานมาจากสิ่งแวดล้อม จากการทำงานหรือจากอุตสาหกรรมทำให้เกิดการปนเปื้อนของสารพิษในสิ่งแวดล้อม ซึ่งทำให้เกิดการเจ็บป่วยและถึงตายได้ในคนจำนวนมาก
ความหมาย พิษวิทยาเป็นวิชาที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาผลของสารพิษหรือสิ่งที่ทำให้เกิดพิษซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาและสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต หรือเป็นการศึกษาถึงผลเสียของสารพิษหรือสิ่งที่ทำให้เกิดพิษที่มีต่อสิ่งมีชีวิต
ความสำคัญของพิษวิทยา เป็นวิชาที่มีความสำคัญด้านต่างๆ ดังนี้
1. ด้านสุขภาพ สร้างเสริมสุขภาพการป้องกันโรคและการควบคุมโรค การรักษาพยาบาล และการฟื้นฟู ผู้สนใจทั่วไปสามารถใช้ข้อมูลพิษวิทยาเพื่อการดูแลสุขภาพตนเอง ครอบครัว ประชาชนทั่วไป เช่น นักวิชาการด้านสุขภาพ จป วิชาชีพ
2. ด้านสิ่งแวดล้อม ปัญหามลพิษมีผลกระทบต่อสัตว์และพืช ถ้านำมาบริโภค อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้
3. ด้านอุตสาหกรรม สารเคมีที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ผู้ใช้แรงงานมีโอกาสได้รับสารเคมีเหล่านี้ จึงมีความสำคัญในการศึกษาวิจัยและป้องกัน ควบคุมและแก้ไขความเป็นพิษของสารเคมี
4. ด้านเกษตรกรรม สารเคมีที่นำมาใช้ในการป้องกันและกำจัดศัตรูพืช มีผลกระทบต่อระบบนิเวช ต่อผู้บริโภค
5. ด้านการควบคุมความปลอดภัย การใช้สารเคมีต่างๆ ให้เป็นไปตามกฎหมาย และมาตรฐานความปลอกภัย
การดูดซึมสารพิษเข้าสู่ร่างกาย สารพิษเข้าสู่ร่างกาย (Route) ได้ 3 ทางใหญ่ ๆ คือ ทางผิวหนัง ทางการหายใจผ่านปอด และทางการกินผ่านทางเดินอาหาร ซึ่งจะต้องผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆ เพื่อเข้าสู่กระแสโลหิต จากกระแสโลหิตสารพิษจะผ่านเยื้อหุ้มเซลล์ในอวัยวะต่างๆ และจะออกฤทธิ์กับเซลล์ที่จำเพาะ ซึ่งจะตอบสนองต่อการเกิดพิษจากสารพิษนั้นๆ
1. การดูดซึมสารพิษผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ แบ่งได้เป็น 2 แบบได้แก่ การเคลื่อนที่แบบธรรมดาและการเคลื่อนที่แบบแอคทีฟ
- การเคลื่อนที่แบบธรรมดา (Passive diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารพิษจากด้านที่มีความเข้มข้นสูงไปสู่ด้านที่มีความเข้มข้นต่ำโดยไม่ต้องใช้พลังงาน การเคลื่อนที่แบบนี้จะเกิดอย่างต่อเนื่อง โดยไม่มีการอิ่มตัวจนกว่าความเข้มข้นของสารพิษที่อยู่ทั้งสองด้านเท่ากัน การแพร่กระจายแบบธรรมดา เป็นการแพร่กระจายของสารพิษที่มีโมเลกุลเล็กผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ทางรูพรุน สารที่มีโมเลกุลเล็กจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าสารที่มีโมเลกุลใหญ่ สารพิษขนาดเล็กอาจเคลื่อนที่ไปตามน้ำจากภายนอกเซลล์เข้าสู่เซลล์ด้วยแรงดันของน้ำ การแพร่กระจายแบบใช้ตัวพา เป็นการแพร่กระจายของสารพิษที่มีลักษณะคล้ายกับการแพร่กระจายแบบธรรมดาแต่ต้องมีตัวพา อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์และมีสภาวะการอิ่มตัวเมื่อมีความเข้มข้นของสารพิษภายในเซลล์สูงมาก
- การเคลื่อนที่แบบแอกทีฟ (Active transport) เป็นการเคลื่อนที่ของสารพิษจากด้านที่มีความเข้มข้นต่ำไปสู่ด้านที่มีความเข้มข้นสูงโดยการจับกับตัวพา และใช้พลังงานด้วย บางครั้งอาจเกิดเมื่อสารพิษที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปยังด้านที่มีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน การเคลื่อนที่จะเกิดการอิ่มตัวเมื่อความเข้มข้นของสารภายนอกเยี่อหุ้มเซลล์เพิ่มมากขึ้น ทำให้สารพิษนั้นสามารถจับกับตัวพาได้ทุกตัวเพื่อทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสาร หรือตัวพาอาจจะจับกับสารอื่นที่มีโครงสร้างของโมเลกุลคล้ายกับสารพิษนั้นจนทำให้ไม่สามารถจับกับสารพิษได้ สารพิษนี้จึงไม่เข้าสู่เซลล์ การเคลื่อนที่แบบนี้อาศัยพลังงานโดยการใช้เอนไซม์โซเดียม- โปแทสเซียมเอทีพีเอส ที่เยื่อหุ้มเซลล์เป็นหลัก
2. ปัจจัยที่มีผลต่อการดูดซึมสารพิษ
- สภาพทางกายภาพและทางเคมีของสารพิษ หมายถึง สารที่ละลายได้ดีในไขมันจะถูกดูดซึมได้เร็วและมากกว่าสารที่ละลายได้ดีในน้ำ สารพิษที่มีขนาดใหญ่จะถูกดูดซึมได้ช้า
- ความสามารถในการละลาย หมายถึง สรพิษที่อยู่ในรูปของสารละลายจะถูกดูดซึมได้ในรูปสารแขวนลอยหรือในรูปตะกอน
- สภาวะแวดล้อมที่ตำแหน่งที่มีการดูดซึม เช่น สารที่เป็นกรดอ่อนจะไม่แตกตัวเมื่ออยู่ในภาวะเป็นกรด จึงถูกดูดซึมได้ดีในกระเพาะอาหาร สารที่เป็นด่างอ่อนจะไม่แตกตัวเมื่ออยู่ในภาวะด่าง จึงถูกดูดซึมได้ดีในลำไส้เล็ก
- ความเข้มข้นของสารพิษในบริเวณที่มีการดูดซึม ถ้ามีความเข้มข้นสูงจะมีอัตราการดูดซึมเข้าสู่กระแสจะมีอัตราการดูดซึมเข้าสู่กระแสโลหิตได้เร็วกว่าความเข้มข้นต่ำ
- การไหลเวียนของกระแสโลหิตในตำแหน่งที่มีการดูดซึม ถ้ามีการไหลเวียนของเลือดผ่านช่วงบริเวณนั้นมากจะทำให้มีอัตราการดูดซึมมากขึ้นด้วย
- พื้นที่ในการดูดซึม บริเวณที่มีพื้นที่ดูดซึมมาก เช่น กระเพาะอาหาร ถุงลมปอด เป็นต้น จะมีการดูดซึมได้มาก
pH= ค่าตัวเลขที่บอกความเป็นกรดและด่างของน้ำหรือสารละลายที่สารนั้นละลายอยู่มีค่าตั้งแต่ 1 ถึง 14 โดย
pH = 7 เป็นกลาง pH<7 เป็นกรด pH> 7 เป็นด่าง
การดูดซึมสารพิษผ่านส่วนต่างๆ ของร่างกาย
1. การดูดซึมของสารพิษผ่านระบบทางเดินอาหาร ต้องเป็นสารที่ละลายได้ดีในไขมันและไม่มีประจุ สารที่มีลักษณะเป็นอนุภาคอาจเข้าสู่ร่างกายได้โดยการยื่นผนังเซลล์เข้าไปห่อหุ้มแล้วดูดซึมปล่อยเข้าสู่ช่องว่างของเซลล์ เรียกว่า ฟาโกไซโตซิส จากนั้นเข้าสู่น้ำเหลืองแล้วเข้าสู่กระแสโลหิต สารพิษที่ดูดซึมทางปากจะเข้าสู่กระแสโลหิตแล้วผ่านตับ ตับจะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารพิษของสารพิษแล้วขับออกทางน้ำดี จากนั้นสารพิษอาจถูกดูดซึมเข้าสู่ทางเดินอาหารแล้วไปขับออกที่ไตและปอด สารพิษที่ละลายได้ดีในไขมันจะถูกดูดซึมเข้าสู่ท่อน้ำเหลืองแล้วเข้าสู่กระแสโลหิตโดยไม่ผ่านตับและถูกขับออกที่ไตและปอด สารพิษที่ไม่สามารถดูดซึมได้ในทางเดินอาหารจะถูกขับออกทางอุจจาระ
2. การดูดซึมของสารพิษผ่านระบบทางเดินหายใจ สารพิษพวกก๊าซต่างๆ และสารละลายต่างๆ จะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสโลหิตโดยผ่านถุงลมปอด อนุภาคที่ปะปนในอากาศที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 ไมครอนขึ้นไป คนจะจามออกมา ต่ำกว่า 10 ไมครอนจะสูดดมเข้าไปสะสมในบริเวณส่วนต่อระหว่างหลอดลมใหญ่และหลอดลมเล็กของปอด แล้วถูกขับออกมาจากปอดโดยการจามหรือไอออกไปพร้อมกับเสมหะ อนุภาคขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอนจะลงไปถึงส่วนของถุงลมและสามารถซึมเข้าสู่กระแสโลหิตหรืออาจถูกขบวนการกลืนทำลายโดยเซลล์ เรียกว่า แมกโครฟาจ
3. การดูดซึมสารพิษผ่านทางผิวหนัง ผิวหนังมักไม่ยอมให้สารพิษซึมผ่านเข้าไปได้ แต่สารพิษที่ละลายได้ดีในไขมัน สารนั้นจะสามารถซึมผ่านผิวหนังเข้าไปในร่างกายและทำให้เกิดความเป็นพิษได้
4. การดูดซึมของสารพิผ่านทางอื่น ๆ ได้แก่ ทางตา เยื้อบุต่างๆ และทางรกซึ่งมีผลต่อทารกในครรภ์
5. การดูดซึมของสารพิษผ่านช่องทางพิเศษที่เข้าสู่ร่างกาย เช่น ช่องท้อง ใต้ผิวหนัง กล้ามเนื้อหลอดเลือดดำ
สารพิษที่ฉีดเข้าทางหลอดเลือดดำเป็นการให้สารพิษเข้าสู่กระแสโลหิตโดยตรงโดยไม่ผ่านการดูดซึมจึงออกฤทธิ์ได้รวดเร็ว
การกระจายของสารพิษในร่างกาย สารพิษสามารถกระจายไปส่วนต่างๆ ของร่างกายได้มากหรือน้อย พิจารณาจากปริมาตรของการกระจายในร่างกาย สารพิษหลายชนิดพบปริมาณสูงในเนื้อเยื่อ และอวัยวะเป้าหมายจำเพาะแล้วทำให้เกิดพิษต่ออวัยวะนั้น สารพิษบางชนิดจะสะสมอยู่มากในอวัยวะหนึ่ง แต่ทำให้เกิดพิษกับอีกอวัยวะหนึ่งได้ สารพิษที่มีคุณสมบัติละลายได้ดีในไขมันจะสามารถซึมผ่านเซลล์ได้เกือบทั่วร่างกายทำให้มีกระจายไปทั่วร่างกาย ตำแหน่งที่มีการสะสมของสารพิษมากมักจะก่อให้เกิดความเป็นพิษมาก
การกระจายของสารพิจารณาจากปริมาตรของการกระจายในร่างกาย (Volume of distribution : Vd) สารที่มีค่า Vd สูง จะอยู่ในเนื้อเยื่อในร่างกายได้มาก ถูกขับออกจากร่างกายได้ช้า และมีปริมาณในพลาสมาน้อย
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารพิษในร่างกาย สารพิษเมื่อถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสโลหิตจะกระจายไปยังอวัยวะต่างๆ มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและระดับการออกฤทธิ์แล้วขับออกจากร่างกาย อวัยวะที่ทำหน้าที่ในการขับสารพิษออกจากร่างกายคือ ตับ ไต ปอด และต่อมต่างๆ ในทางเดินอาหาร
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารพิษในร่างกายมี 2 ขั้นตอน ได้แก่
1. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสารที่ใช้เอนไซม์ในไซโทพลาซึม ไมโทคอนเดรียและไมโครโซม
2. กระบวนการจับตัวของสารและสารที่มีอยู่ในเซลล์แล้วขับออกจากร่างกายได้
การกำจัดสารพิษออกจากร่างกาย
1. การขับสารพิษออกทางปัสสาวะ ไตเป็นอวัยวะที่สำคัญที่สุดในการขับสารพิษออกจากร่างกายสารพิษต่างๆที่อยู่ในรูปที่ละลายได้ในน้ำจะถูกขับออกมากับปัสสาวะ ด้วยวิธีการแพร่กระจายโดยการกรองที่บริเวณของไตที่เรียกว่าโกลเมอรูลัส (Giomerulus) สารพิษที่มีคุณสมบัติเป็นด่างจะถูกขับออกมากับปัสสาวะที่เป็นกรด ในทางตรงกันข้ามสารพิษที่เป็นกรดจะถูกขับออกมากับปัสสาวะที่เป็นด่าง
2. การขับสารพิษออกทางน้ำดี เมื่อสารพิษถูกดูดซึมผ่านมาทางระบบทางเดินอาหารจะผ่านตับก่อนกระจายไปตามกระแสโลหิตสู่ส่วนต่างๆ ของร่างกาย ตับจะเปลี่ยนแปลงสารพิษให้กลายเป็นสารที่เรียกว่า เมตาบอไลต์ ของสารพิษนั้นแล้วขับออกทางน้ำดีซึ่งจะถูกส่งต่อไปยังลำไส้แล้วขับออกทางอุจจาระ หรืออาจถูกดูดซึมกลับเข้าสู่กระแสโลหิตแล้วเกิดวนเวียนแบบนี้อีก เรียกว่า กระแสหมุนเวียนระหว่างทางเดินอาหารและตับ
3. การขับสารพิษออกทางปอด สารพิษที่ระเหยได้ส่วนใหญ่จะถูกขับออกทางปอด โดยการแพร่กระจายแบบธรรมดาจากกระแสโลหิตไปอยู่ในถุงลม สารที่ละลายได้ในเลือดน้อยมักจะอยู่ในรูปก๊าซและจะถูกขับออกทางปอดได้เร็ว ส่วนสารที่ละลายได้ดีในเลือดจะถูกขับออกทางปอดได้ช้า
5. การขับสารพิษออกทางน้ำนม สารพิษที่ขับออกทางน้ำนมส่วนใหญ่เป็นแบบแพร่กระจายออกจากกระแสโลหิตเข้าไปในน้ำนม สารที่ขับออกทางน้ำนมมักเป็นสารที่เป็นด่าง เพราะน้ำนมมีความเป็นกรดอ่อน (pH ประมาณ 6.5) ในน้ำนมมีไขมันประมาณร้อยละ 3-5 ดังนั้นสารพิษที่ละลายได้ดีในไขมันจะมีการขับออกมากับน้ำนมในปริมาณมากเช่น ดีดีที โฟลีคลอริเนตเตดไบฟีนิล เป็นต้น สารพวกโลหะหนักมักขับออกทางน้ำนมด้วย และน้ำนมที่ขับออกมาอาจเป็นพิษต่อเด็กทารกได้
ลักษณะการเกิดพิษ
1. การได้รับสารพิษ นักพิษวิทยาได้แบ่งการได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายออกเป็น 4 วิธี –
- การได้รับสารพิษแบบเฉียบพลัน (Acute exposure) หมายถึง การได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายในปริมาณมากในระยะเวลาน้อยกว่า 24 ชั่วโมง ส่วนใหญ่ได้รับสารพิษโดยผ่านทางฉีดเข้าช่องท้อง การฉีดเข้าใต้ผิวหนัง การกิน การทาที่ผิวหนัง ส่วนกรณีที่สารพิษละเหยได้นั้นร่างกายจะสูดดมเข้าไปในแบบต่อเนื่องแต่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง
- การได้รับสารพิษกึ่งเฉียบพลัน (Subacute exposure) หมายถึง การได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายในปริมาณน้อยติดต่อกันเป็นเวลานาน 1 เดือนหรือน้อยกว่า
- การได้รับสารพิษกึ่งเรื้อรัง (Subchronic exposure) หมายถึงการได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายในปริมาณน้อยติดต่อกันเป็นเวลานาน 1-3 เดือน
- การได้รับสารพิษแบบเรื้อรัง (Chronic exposure) หมายถึง การได้รับสารพิษเข้าสู่ร่างกายในปริมาณน้อยติดต่อกัน เกิน 3 เดือนขึ้นไป ส่วนใหญ่ได้รับทางปาก หรือทางอื่น
2. การเกิดพิษในร่างกาย สามารถเกิดขึ้นได้หลายอย่างเช่น
1. การเกิดพิษแบบเฉียบพลัน หมายถึง การที่มนุษย์หรือสัตว์เกิดอาการพิษแสดงออกมาให้เห็นหลังจากที่ให้สารพิษเข้าไปครั้งเดียวหรือหลายครั้งภายในช่วงเวลา 24 ชั่วโมง
2. การเกิดพิษแบบกึ่งเรื้อรัง หมายถึง การที่มนุษย์หรือสัตว์แสดงอาการให้เห็นในลักษณะต่างๆ หลังจากได้รับสารพิษปริมาณน้อยติดต่อกันเป็นเวลานานประมาณ 1-3 เดือน หรือได้รับสารพิษเข้าไปไม่มากกว่าร้อยละ 10 ของช่วงชีวิตในสัตว์ทดลอง
3. การเกิดพิษในแบบเรื้อรัง หมายถึง การที่มนุษย์และสัตว์แสดงอาการให้เห็นในลักษณะต่างๆ หลังจากได้รับสารพิษปริมาณน้อยติดต่อกันเป็นเวลานานมากกว่า 3 เดือน หรือได้รับสารพิษมากกว่าร้อยละ10 ของช่วงชีวิตในสัตว์ทดลอง ส่วนใหญ่แล้วการได้รับสารพิษเข้าไปแบบเรื้อรังนั้น อาจโดยการกินหรือสูดดม เข้าไปเป็นระยะเวลานานๆ จนเกิดอาการพิษแสดงออกมา การเกิดพิษมักจะเกิดแบบเรื้อรังและอาจเกิดได้หลายแบบ ได้แก่ การเกิดมะเร็งที่อวัยวะภายในร่างกาย(Carcinogenicity) การก่อกลายพันธุ์หรือผ่าเหล่าของเซลล์(Mutagenicity) การผิดปกติในอวัยวะของเด็กที่เกิดออกมาหรือการเกิดลูกวิธูป (Teratogenicity) และการผิดปกติในระบบภูมิคุ้มกัน (Immunotoxicity)
ลักษณะการทำอันตรายหรือการออกฤทธิ์ สารเคมีหรือสารพิษ หรือสิ่งที่ทำให้เกิดพิษสามารถทำอันตรายต่อร่างกายได้ 2 ลักษณะคือ
1.การทำอันตรายเฉพาะที่หรือการออกฤทธิ์เฉพาะแห่ง (Local or Topical toxicity) โดยสารพิษออกฤทธิ์และทำอันตรายต่อเนื้อเยื่อตรงตำแหน่งหรือบริเวณที่ได้รับหรือสัมผัสกับสารพิษนั้นโดยตรง ทำให้เนื้อเยื่อบริเวณนั้นเสียหายเกิดการระคายเคือง หรือก่อให้เกิดมะเร็ง
2. การออกฤทธิ์ทั่วร่างกาย (Systemic toxicity) เมื่อสารพิษเข้าสู่ร่างกายไม่ว่าโดยวิธีใดก็ตาม (ยกเว้นฉีดเข้าหลอดเลือดโดยตรง) จะถูกดูดซึมเข้ากระแสโลหิตและกระจายไปทั่วร่างกาย
การตอบสนองของร่างกายต่อสารพิษ
1. การตอบสนองแบบผลรวมของการเกิดพิษของสารพิษแต่ละชนิด (Additive effect) หมายถึง การตอบสนองต่อการเกิดพิษของสารพิษที่ทำให้เกิดพิษไปในทิศทางเดียวกัน การตอบสนองจะเป็นผลรวมของการเกิดพิษของสารพิษแต่ละชนิด
2. การตอบสนองแบบเสริมฤทธิ์กัน (Synergistic effect) หมายถึง การตอบสนองต่อการเกิดพิษที่เกิดขึ้นจะมากกว่าผลรวมของการเกิดพิษที่เกิดจากสารพิษแต่ละชนิด
3. การตอบสนองแบบเพิ่มศักยภาพในการออกฤทธิ์ ( Potentiation effect) หมายถึง การตอบสนองต่อการเกิดพิษจากสารพิษชนิดหนึ่งซึ่งปกติไม่เป็นพิษต่ออวัยวะเป้าหมาย แต่สามารถเพิ่มการทำลาย หรือเป็นพิษต่ออวัยวะนั้นโดยสารพิษอีกชนิดหนึ่งมากขึ้นเมื่อให้เข้าไปพร้อมกัน
4. การตอบสนองแบบยับยั้งการเกิดพิษ (Antagonism effect) หมายถึง การที่สารพิษชนิดหนึ่งสามารถไปยับยั้งการเกิดพิษจากสารพิษอีกชนิดหนึ่งได้ สารพิษดั่งกล่าวถูกนำไปใช้ในการแก้พิษ (Antidote)
ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของสารพิษในร่างกาย ประกอบด้วย
1. ตัวสารเคมีเอง
2. ช่องทางที่ได้รับสารพิษ
3. ตำแหน่งที่ได้รับสารพิษ
4. ขนาดที่ได้รับสารพิษ
5. ปริมาตรและความเข้มข้นของสารพิษ
6. ความถี่ของการได้รับสารพิษ
7. ช่วงเวลาและฤดูกาลที่ได้รับสารพิษ
8. การเป็นพิษแบบช้า
9. การแพ้สาร
10. คนหรือสัตว์ทีได้รับสารพิษ
11. สิ่งแวดล้อม
12. การได้รับสารพิษหลายชนิด
หลักการทดสอบสารพิษ
1. การทดสอบความเป็นพิษเฉียบพลัน (Acute toxicity Test) เป็นการทดสอบเพื่อหาปริมาณของสารพิษที่สัตว์ได้รับเข้าไปในร่างกาย แล้วทำให้สัตว์ทดลองตายร้อยละ 50 ภายใน 24 ชั่วโมง คือค่า LD50
2. การทดสอบความเป็นพิษกึ่งเรื้อรัง (Subchronic toxicity Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษของสัตว์ที่ได้รับในระยะค่อนข้างยาวคือ อย่างน้อย 90 วันถ้าเป็นสัตว์กัดแทะ และ 6 เดือนถ้าเป็นสัตว์เลือดอุ่นอื่นๆ
3. การทดสอบความเป็นพิษเรื้อรัง (Chronic toxicity Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษของสารที่สัตว์ได้รับในระยะยาว ซึ่งประกอบด้วยการศึกษาทั้งในระยะสั้น ใช้เวลา 90 วัน หรือประมาณ 1ใน 10 ของช่วงอายุสัตว์ทดลอง และการศึกษาระยะยาว คือตลอดช่วงชีวิตของสัตว์ทดลอง
ค่า LD50 (Lethal Dose 50 ) หมายถึง ปริมาณของสารพิษที่สัตว์ได้รับเข้าไปในร่างกายแล้วทำให้สัตว์ทดลองตายร้อยละ 50 ภายใน 24 ชั่วโมง ใช้ในการทดสอบความเป็นพิษเฉียบพลัน เป็นการทดสอบความเป็นพิษของสารของสารที่ให้แก่สัตว์ทดลองในระยะสั้น หลังจากได้รับสารพิษเข้าไป 1 ครั้ง โดยการทดลองในสัตว์ทดลอง 2-3 ชนิด ที่ประกอบด้วยสัตว์กัดแทะ (Rodent Animal) และสัตว์ที่ไม่กัดแทะ (Non-Rodent animal ) ทั้งเพศผู้และเพศเมีย ความสำคัญของค่า LD50 ใช้ในการจัดกลุ่มสารพิษนั้นว่า มีความเป็นพิษในระดับใด
การทดสอบสารพิษเรื้อรังที่สำคัญ ได้แก่ การทดสอบสารก่อมะเร็ง การทดสอบการก่อกลายพันธุ์ การทดสอบการก่อลูกวิรูป การทดสอบผลต่อการสืบพันธุ์ และการทดสอบเมตาบอลิซึม
การทดสอบการก่อมะเร็ง (Carcinogenicity Test) เป็นการทดสอบการก่อมะเร็งของสารพิษโดยดูการเกิดเนื้องอกมะเร็งในระยะยาว โดยอาจเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาความเป็นพิษเรื้อรังได้
การทดสอบการก่อกลายพันธุ์ (Mutagenicity Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษที่สามารถทำปฏิกิริยากับสายพันธุกรรม แล้วก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างถาวรของสารพันธุกรรม ทำให้เกิดความผิดพลาดที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม การก่อกลายพันธุ์เนื่องจากการที่ดีเอ็นเอถูกทำลายระยะแรกแล้ว การซ่อมแซมอาจถูกกระตุ้นหรือยับยั้ง การทดสอบการก่อกลายพันธุ์ที่ระดับยีนอาจใช้การทดสอบในระยะสั้น โดยการเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียบนจานเลี้ยงเชื้อและการทดสอบโดยการเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียในอาหารเหลว
การทดสอบการก่อลูกวิธูป (Teratogenicity Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษของสารพิษที่ก่อให้เกิดความพิการของสัตว์ทดลองอย่างน้อย 2 ชนิด เช่น หนูพุกขาว หนูถีบจักร แฮมสเตอร์ กระต่าย ต้องให้สารในอาหารนานเท่ากับเวลาที่อวัยวะของตัวอ่อนมีการพัฒนา จากนั้นรอจนช่วงก่อนครบกำหนด 1 วันจึงผ่าตัวอ่อนออกมาทดสอบ สังเกตความผิดปกติของตัวอ่อนว่ามีความพิการหรือไม่ มีอวัยวะใดหายไปหรือเกิดขึ้นมา มีอวัยวะใดเติบโตมากกว่าปกติหรือน้อยกว่าปกติ
การทดสอบต่อการสืบพันธุ์ (Reproductive Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษของสารพิษที่ทำให้เกิดความผิดปกติของระบบสืบพันธุ์ โดยใช้สัตว์เลือดอุ่นอย่างน้อย 1 ชนิดใน 2 ชนิด การทดสอบ ตั้งแต่รุ่น พ่อ รุ่นลูก และรุ่นหลาน สังเกตลักษณะการเจริญพันธุ์ การเกิดและจำนวนลูกที่เกิดจากการผสมพันธุ์ การเกิดความผิดปกติของไข่สุก การตกไข่และการฝังตัวของตัวอ่อนในมดลูก
การทดสอบเมตาบอลิซึม (Metabolism Test) เป็นการทดสอบความเป็นพิษที่มีผลต่อเมตาบอลิซึมในสัตว์ทดลอง โดยสารที่จะทดสอบมีธาตุในโครงสร้างโมเลกุลเป็นสารกัมมันตรังสี ซึ่งควรเป็นคาร์บอน 14 (14C) ที่เข้าสู่ร่างกายสัตว์ทดลองแล้วไม่ถูกทำลายโดยเอนไซม์ สัตว์ทดลองใช้ 2 ชนิด เป็นสัตว์เลือดอุ่น 1 ชนิด นิยมใช้หนูพุกขาวสายพันธุ์เดียวกับที่ใช้การทดสอบความเป็นพิษเรื้อรัง
หน่วยที่ 2 หลักการเบื้องต้นของกลไกการเกิดพิษ
การเกิดพิษอย่างเฉียบพลันจากสารพิษนั้นอาจเกิดจากตัวสารพิษเองโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง หรือจากสารพิษที่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างก่อนจึงออกฤทธิ์ได้ ซึ่งสารพิษที่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงก่อนนี้ เมื่อเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแล้วจะมีสมบัติทางอิเลคโทรไฟล์ หรืออาจจะเป็นอนุมูลอิสระ แล้วทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีและสรีรวิทยาที่นำไปสู่การตายของเซลล์ในที่สุด การเกิดพิษในร่างกายจึงเกิดได้ทั้งที่ระดับเซลล์ที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต ไปจนถึงเนื้อเยื่ออวัยวะและระบบในร่างกาย
การเกิดพิษที่เยื่อหุ้มเซลล์ อาจเกิดพิษอย่างเฉียบพลันที่เยื่อหุ้มเซลล์โดยการทำลายส่วนของเยื้อหุ้มเซลล์ที่เป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัว ทำลายส่วน