สารพิษ

สารพิษคือสารพิษที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ[ 1 ]ซึ่งเกิดจากกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต [ 2 ] โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารพิษเหล่านี้มักอยู่ในรูปของโปรตีนซึ่งมัก อยู่ในรูป ของสารประกอบ[ 3 ]คำนี้ถูกใช้ครั้งแรกโดยนักเคมีอินทรีย์Ludwig Brieger (1849–1919) [ 4 ]ซึ่งมาจาก คำ ว่าtoxic
สารพิษอาจเป็นโมเลกุลขนาดเล็กเปปไทด์หรือโปรตีนที่สามารถก่อให้เกิดโรคได้เมื่อสัมผัสหรือดูดซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อของร่างกาย โดยทำปฏิกิริยากับ โมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่เช่นเอนไซม์หรือตัวรับเซลล์ สารพิษ เหล่านี้มี ความเป็นพิษแตกต่างกันอย่างมากตั้งแต่ระดับเล็กน้อย (เช่นพิษผึ้ง) ไปจนถึงระดับที่อาจถึงแก่ชีวิตได้แม้ในปริมาณที่ต่ำมาก (เช่นสารพิษโบทูลินัม ) [ 5 ] [ 6 ]
ศัพท์เฉพาะ
สารพิษมักถูกแยกออกจากสารเคมีอื่นๆ โดยพิจารณาจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพเป็นหลัก[ 7 ]
ความเข้าใจที่ไม่เข้มงวดมากนักรวมถึง สารพิษ อนินทรีย์ ที่เกิดขึ้นตาม ธรรมชาติเช่นสารหนู[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]ความเข้าใจอื่นๆ รวมถึงอะนาล็อกสังเคราะห์ของสารพิษอินทรีย์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติว่าเป็นสารพิษ[ 11 ]และอาจ[ 12 ]หรืออาจไม่[ 13 ] รวมสารพิษ อนินท รีย์ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติการยืนยันการใช้งานเป็นสิ่งสำคัญหากความเข้าใจทั่วไปมีความสำคัญ
สารพิษเป็นกลุ่มย่อยของสารพิษคำว่าสารพิษเป็นคำที่นิยมใช้เมื่อสารพิษนั้นเป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นและจึงเป็นสิ่งประดิษฐ์[ 14 ]การประกอบทางพันธุกรรมของมนุษย์และวิทยาศาสตร์ของสารพิษที่มีพื้นฐานมาจากธรรมชาติควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นสารพิษ เนื่องจากมีลักษณะเหมือนกับสารพิษตามธรรมชาติ[ 15 ] การถกเถียงนี้เป็นเรื่องของความหมายทางภาษา
คำว่าสารพิษไม่ได้ระบุวิธีการส่ง (ตรงข้ามกับพิษงูซึ่งเป็นสารพิษที่ส่งผ่านทางการกัด การต่อย ฯลฯ) คำว่าพิษเป็นคำที่เกี่ยวข้องแต่มีความหมายกว้างกว่า ซึ่งครอบคลุมทั้งสารพิษและสารพิษที่ก่อให้เกิดพิษ สารพิษอาจเข้าสู่ร่างกายได้หลายวิธี โดยทั่วไปคือการสูดดมการรับประทานหรือการดูดซึมทางผิวหนังสารพิษ สารพิษที่ก่อให้เกิดพิษ และพิษ มักใช้แทนกันได้ แม้ว่าจะมีความแตกต่างเล็กน้อยในความหมายก็ตาม คำว่าสารพิษที่ก่อให้เกิดพิษ (toxungen)ยังได้รับการเสนอให้ใช้เรียกสารพิษที่ส่งไปยังพื้นผิวร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่นโดยไม่มีบาดแผล[ 16 ]
โดยทั่วไปแล้ว คำศัพท์ที่ไม่เป็นทางการนักจะระบุถึงสารพิษแต่ละชนิด โดยเชื่อมโยงกับตำแหน่งทางกายวิภาคที่แสดงผลกระทบได้ชัดเจนที่สุด:
- สารพิษต่อ อวัยวะสืบพันธุ์ ทำลายอวัยวะทางเดินปัสสาวะหรืออวัยวะสืบพันธุ์
- ฮีโมท็อกซินทำให้เม็ดเลือดแดง ถูกทำลาย ( ภาวะเม็ดเลือดแดง แตก )
- โฟโตท็อกซินก่อให้เกิดภาวะไวต่อแสงที่เป็นอันตราย
- สารพิษต่อตับส่งผลกระทบต่อตับ
- สารพิษต่อ ระบบประสาท ส่งผลกระทบต่อระบบประสาท
โดยทั่วไปแล้ว สารพิษอาจแบ่งออกได้เป็นเอ็กโซท็อกซินซึ่งถูกขับออกมาจากสิ่งมีชีวิต หรือเอนโดท็อกซินซึ่งส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาเมื่อแบคทีเรียถูกทำลาย
ชีวภาพ
บางครั้งมีการใช้คำว่า "ไบโอท็อกซิน" เพื่อยืนยันแหล่งกำเนิดทางชีวภาพอย่างชัดเจน แทนที่จะเป็นแหล่งกำเนิดจากสิ่งแวดล้อมหรือจากกิจกรรมของมนุษย์[ 17 ] [ 18 ]ไบโอท็อกซินสามารถจำแนกตามกลไกการส่งได้เป็นสารพิษ (ถ่ายทอดแบบพาสซีฟผ่านการกลืนกิน การสูดดม หรือการดูดซึมผ่านผิวหนัง) ท็อกซุงเจน (ถ่ายทอดแบบแอคทีฟไปยังพื้นผิวเป้าหมายโดยการถ่มน้ำลาย พ่น หรือป้าย) หรือพิษ (ส่งผ่านบาดแผลที่เกิดจากการกัด การต่อย หรือการกระทำอื่นๆ) [ 16 ]นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกตามแหล่งที่มาได้ เช่นไบโอท็อกซินจากเชื้อราสารพิษจากจุลินทรีย์ ไบ โอท็อกซินจากพืชหรือไบโอท็อกซินจากสัตว์[ 19 ] [ 20 ]
สารพิษที่ผลิตโดยจุลินทรีย์เป็น ตัวกำหนด ความรุนแรง ที่สำคัญ ซึ่งรับผิดชอบต่อความสามารถในการก่อโรค ของจุลินทรีย์และ/หรือการหลีกเลี่ยง การตอบสนองภูมิคุ้มกันของโฮสต์[ 21 ]
ไบโอท็อกซินมีจุดประสงค์และกลไกที่แตกต่างกันอย่างมาก และอาจมีความซับซ้อนสูง ( พิษของหอยกรวยอาจมีเปปไทด์ ที่ไม่ซ้ำกันมากกว่า 100 ชนิด ซึ่งกำหนดเป้าหมายไปที่ช่องประสาทหรือตัวรับที่เฉพาะเจาะจง) [ 22 ]
สารพิษทางชีวภาพในธรรมชาติมีหน้าที่หลักสองประการ:
- การล่าเหยื่อเช่นในแมงมุมงูแมงป่องแมงกะพรุนและแตน
- การป้องกัน ตัวเช่นผึ้งมดปลวกผึ้งน้ำหวานตัวต่อ กบลูกดอกพิษและ พืช ที่ผลิตสารพิษ
- สารพิษที่ใช้ในการป้องกันตัวของกบลูกดอกพิษ บางชนิด สามารถนำมาใช้เป็นยาได้เช่นกัน
สารพิษชีวภาพบางชนิดที่เป็นที่รู้จักกันดี ได้แก่:
- ไซยาโนท็อกซินผลิตโดยไซยาโนแบคทีเรีย
- ไดโนท็อกซินผลิตโดยไดโนแฟลเจลเลต
- สารพิษเนโครท็อกซินทำให้เกิดเนื้อตาย (เช่น เซลล์ตาย) ในเซลล์ที่มันพบเจอ[ 23 ]สารพิษเนโครท็อกซินแพร่กระจายผ่านกระแสเลือดในมนุษย์ เนื้อเยื่อ ผิวหนังและกล้ามเนื้อมีความไวต่อสารพิษเนโครท็อกซินมากที่สุดสิ่งมีชีวิตที่มีสารพิษเนโครท็อกซิน ได้แก่:
- แมงมุมสีน้ำตาลหรือ แมงมุมหลังไวโอลิน
- งูหางกระดิ่งและงูพิษส่วนใหญ่ผลิตเอนไซม์ฟอสโฟลิเพสและเอนไซม์เซรินโปรตีเอส ชนิด คล้ายไตรปซิน หลายชนิด
- งูพิษพัฟแอดเดอร์
- โรคเนื้อเยื่ออักเสบเน่า (เกิดจากแบคทีเรียกินเนื้อStreptococcus pyogenes ) – สร้างสารพิษที่ทำให้เกิดรูพรุน
- สารพิษต่อ ระบบประสาท ส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อระบบประสาทของสัตว์ กลุ่มสารพิษต่อระบบประสาทโดยทั่วไปประกอบด้วยสารพิษที่ขัดขวางการนำไฟฟ้าของช่องไอออน สิ่งมีชีวิตที่มีสารพิษต่อระบบประสาท ได้แก่:
- แมงมุมแม่ม่ายดำ
- แมงป่องส่วนใหญ่
- แมงกะพรุนกล่อง
- งูเอลาปิด
- หอยกรวย
- ปลาหมึกวงแหวนสีน้ำเงิน
- ปลาพิษ
- กบ
- ปะการังPalythoa
- สาหร่ายชนิดต่างๆไซยาโนแบคทีเรียและไดโนแฟลเจลเลต
- ไมโอท็อกซิน เป็น เปปไทด์ขนาดเล็ก ที่มี ประจุบวกพบในพิษงูและกิ้งก่า มันทำลายเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อโดยกลไกที่ไม่ใช้เอนไซม์และอาศัยตัวรับ สิ่งมีชีวิตที่มีไมโอท็อกซิน ได้แก่:
- Cytotoxins are toxic at the level of individual cells, either in a non-specific fashion or only in certain types of living cells:
- Ricin, from castor beans
- Apitoxin, from honey bees
- T-2 mycotoxin, from certain toxic mushrooms
- Cardiotoxin III, from Chinese cobra
- Hemotoxin, from vipers
Weaponry
Many living organisms employ toxins offensively or defensively. A relatively small number of toxins are known to have the potential to cause widespread sickness or casualties. They are often inexpensive and easily available, and in some cases it is possible to refine them outside the laboratory.[24] As biotoxins act quickly, and are highly toxic even at low doses, they can be more efficient than chemical agents.[24] Due to these factors, it is vital to raise awareness of the clinical symptoms of biotoxin poisoning, and to develop effective countermeasures including rapid investigation, response, and treatment.[19][25][24]
Environmental
The term "environmental toxin" can sometimes explicitly include synthetic contaminants[26] such as industrial pollutants and other artificially made toxic substances. As this contradicts most formal definitions of the term "toxin", it is important to confirm what the researcher means when encountering the term outside of microbiological contexts.
Environmental toxins from food chains that may be dangerous to human health include:
Research
โดยทั่วไป เมื่อนักวิทยาศาสตร์กำหนดปริมาณของสารที่อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ สัตว์ และ/หรือสิ่งแวดล้อม พวกเขาจะกำหนดปริมาณของสารที่น่าจะก่อให้เกิดผลกระทบ และหากเป็นไปได้ก็จะกำหนดระดับที่ปลอดภัย ในยุโรปหน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรปได้จัดทำการประเมินความเสี่ยงสำหรับสารมากกว่า 4,000 ชนิดในความเห็นทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 1,600 รายการ และพวกเขายังให้บทสรุปที่เข้าถึงได้โดยเปิดเผยเกี่ยวกับการประเมินอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สุขภาพของสัตว์ และสิ่งแวดล้อมในฐานข้อมูล OpenFoodTox [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]ฐานข้อมูล OpenFoodTox สามารถใช้เพื่อคัดกรองอาหารใหม่ที่มีศักยภาพสำหรับความเป็นพิษได้[ 40 ]
โครงการข้อมูลพิษวิทยาและสุขภาพสิ่งแวดล้อม (TEHIP) [ 41 ]ที่ห้องสมุดการแพทย์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NLM) ดูแลเว็บไซต์ข้อมูลพิษวิทยาและสุขภาพสิ่งแวดล้อมที่ครอบคลุม ซึ่งรวมถึงการเข้าถึงแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับสารพิษที่ผลิตโดย TEHIP และหน่วยงานและองค์กรของรัฐบาลอื่นๆ[ 42 ]เว็บไซต์นี้มีลิงก์ไปยังฐานข้อมูล บรรณานุกรม บทช่วยสอน และแหล่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และที่มุ่งเน้นผู้บริโภคอื่นๆ TEHIP ยังรับผิดชอบเครือข่ายข้อมูลพิษวิทยา (TOXNET) [ 43 ]ซึ่งเป็นระบบฐานข้อมูลพิษวิทยาและสุขภาพสิ่งแวดล้อมแบบบูรณาการที่สามารถเข้าถึงได้ฟรีบนเว็บ
TOXMAPเป็นระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ TOXNET [ 44 ] TOXMAP ใช้แผนที่ของสหรัฐอเมริกาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้สำรวจข้อมูลจากบัญชีรายการปล่อยสารพิษและโครงการวิจัยพื้นฐาน Superfundของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (EPA) ได้อย่างเห็น ภาพ
ดูเพิ่มเติม
- อาราคโนเซิร์ฟเวอร์
- เบรเวทอกซิน
- แคนจิทอกซิน
- การล้างพิษ (การแพทย์ทางเลือก)
- ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง
- ความเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท
- สิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
- เอ็กซ์โพโซม
- สารพิษแมลง
- รายชื่อก๊าซพิษร้ายแรง
- รายชื่อพืชมีพิษ
- มลพิษ
- เมตาโบไลต์รอง
- ท็อกซัลบูมิน
- ท็อกซิโคฟอร์ คือลักษณะหรือกลุ่มภายในโมเลกุลที่เชื่อว่าเป็นสาเหตุของคุณสมบัติที่เป็นพิษ
- ระบบพิษ-สารต้านพิษ
ลิงก์ภายนอก
- T3DB: ฐานข้อมูลเป้าหมายของสารพิษ
- ATDB: ฐานข้อมูลสารพิษในสัตว์
- สมาคมพิษวิทยา
- วารสารสัตว์มีพิษและสารพิษ รวมถึงโรคเขตร้อน
- ToxSeek: เครื่องมือค้นหาข้อมูลเชิงเมตาในด้านพิษวิทยาและสุขภาพสิ่งแวดล้อม
- เว็บไซต์เกี่ยวกับแบบจำลองและพิษวิทยาทางนิเวศวิทยา