Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Podobné dokumenty
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Osud léčiv v organismu, aplikace léčiv. T.Sechser

Farmakokinetika I. Letní semestr 2015 MVDr. PharmDr. R. Zavadilová, CSc.

Vstup látek do organismu

Osud xenobiotik v organismu. M. Balíková

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Farmakologie. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D.

Farmakokinetická analýza

Farmakokinetika. Farmakokinetika (pharmacon + kinetikos) Farmakodynamika. 26. února Popisuje osud léčiva v těle Co dělá tělo s lékem

5. Lipidy a biomembrány

Absorpce. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D. Katedra farmakologie a toxikologie Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

KBB/TOX Toxikologie. Radim Vrzal Katedra buněčné biologie a genetiky. Přednáška č.4 toxikokinetika. (pro navazující studium)

Pro zředěné roztoky za konstantní teploty T je osmotický tlak úměrný molární koncentraci

Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie (lipidy, proteiny, sacharidy) Dynamický fluidní model membrány 2008/11

RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D.

Funkční anatomie ledvin Clearance

FARMAKOKINETIKA PODÁNÍ LÉČIVA (JEDNORÁZOVÉ, OPAKOVANÉ) Pavel Jeřábek

Distribuce. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D. Katedra farmakologie a toxikologie Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

Lipidy a biologické membrány

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie PřF UP Olomouc 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Inhalační anestetika (isofluran, sevofluran, desfluran, N 2 O) Milada Halačová

2. Základy farmakologie (1)

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikokinetika I.

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

CYTO projekt: Studie průniku cytostatik přes pokožku a orální epitel

OPVK CZ.1.07/2.2.00/2/.0184

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_3_18_BI1 DÝCHACÍ SOUSTAVA

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Mendělejevova tabulka prvků

Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech

Klinická fyziologie a farmakologie jater a ledvin. Eva Kieslichová KARIP, Transplantcentrum

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

Respirační systém. ni-materialy.html

Membránové potenciály

FARMAKOKINETIKA. Základní koncepce farmakokinetiky. Základní koncepce farmakokinetiky. Tomáš Pruša. Každý pacient je odlišný

TUKY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Variace Dýchací soustava

Biotransformace Vylučování

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

OBECNÁ TOXIKOLOGIE TOXIKOKINETIKA ADME - SYSTÉM RECEPTOR; RECEPTOROVÁ TEORIE FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI XENOBIOTIK)

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.

MATURITNÍ TÉMATA - CHEMIE. Školní rok 2012 / 2013 Třídy 4. a oktáva

Schéma epitelu a jeho základní složky

Dýchací cesty: - horní. - dolní. Respirační oddíl plic

tělní buňky tělní tekutiny krev erythrocyty 7.28 thrombocyty 7.0 žaludeční šťáva buňky kosterního svalstva duodenální šťáva

ZÁKLADY FUNKČNÍ ANATOMIE

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno. Biofyzika dýchání. Spirometrie

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

2. Základy farmakologie (1)

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Pevné lékové formy. Vlastnosti pevných látek. Charakterizace pevných látek ke zlepšení vlastností je vhodné využít materiálové inženýrství

membránách (IAM). 31. Popište empirické parametry a parametry odvozené z velikosti molekul charakterizující sférickou zábranu. 31a.

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. Jana SlavíKová JitKa Švíglerová. Fyziologie DÝCHÁNÍ. Karolinum

3) Membránový transport

CZ.1.07/1.5.00/ III/2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím IVT

3 a) Fyzikální principy. 5 Chemický potenciál (µ s ) (volná energie na jeden mol: J/mol) * = chemický potenciál roztoku s za standartních podmínek

DÝCHACÍ SOUSTAVA FUNKCE

Bezpečnost chemických výrob N Petr Zámostný místnost: A-72a tel.:

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

FARMAKOKINETIKA. Tomáš Pruša

Enzymy. aneb. Není umění dělat co tě baví, ale najít zalíbení v tom, co udělati musíš. Luboš Paznocht

12. Elektrochemie základní pojmy

FYTOREMEDIACE LÉČIV A JEJICH REZIDUÍ

Metody in silico. stanovení výpočtem

CZ.1.07/1.5.00/ Člověk a příroda

Metody přípravy a hodnocení inovativní lékové formy - mukoadhezivních orálních filmů

Obsah Úvod Základní vlastnosti živé hmoty

Metabolismus lipidů a lipoproteinů. trávení a absorpce tuků

Farmakologie. Farmakokinetika = vliv organismu na lék, Farmakodynamika = vliv léku na organismus (terapeutické a nežádoucí účinky)

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

Ilya Prigogine * 1917

C5250 Chemie životního prostředí II definice pojmů

Vlastnosti látek-ovlivnění účinku a osudu látky v prostředí. Chemické faktory ovlivňující toxicitu. Faktory ovlivňující toxicitu

prokaryotní Znaky prokaryoty

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

METABOLISMUS TUKŮ VĚČNĚ DISKUTOVANÉ TÉMA

Toxikokinetika. Vstup xenobiotik do organismu METABOLISMUS. vstup (podání) xenobiotik intravaskulární absorpce odpadá intravenosní (i.v.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

Cholesterol Fosfolipidy Triacylglyceroly Mastné kyseliny

Radiobiologický účinek záření. Helena Uhrová

glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Uran v pitné vodě aktuální toxikologické informace

Zjišťování toxicity látek

Přednášky z lékařské biofyziky Masarykova univerzita v Brně - Biofyzikální ústav Lékařské fakulty. Ilya Prigogine Termodynamika a život

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

Separace plynů a par. Karel Friess. Ústav fyzikální chemie, VŠCHT Praha. Seminář Praha

Většina suchozemských obratlovců dýchá plícemi - specializovaný orgán houbovité struktury bohatě protkaný jak vzdušnými cestami, tak cévním systémem

Základy pedologie a ochrana půdy

LRR/BUBCV CVIČENÍ Z BUNĚČNÉ BIOLOGIE 2. PLASMATICKÁ MEMBRÁNA

Toxikokinetika. Vstup xenobiotik do organismu. Toxikokinetika. Vstup xenobiotik do organismu. Vstup xenobiotik do organismu

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Rozpustnost s. Rozpouštění = opakem krystalizace Veličina udávající hmotnost rozpuštěné látky v daném objemu popř. v hmotnosti nasyceného roztoku.

LIPIDY Michaela Jurčáková & Radek Durna

Prokaryota x Eukaryota. Vibrio cholerae

Vnitřní prostředí organismu. Procento vody v organismu

Transkript:

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354

Investice do rozvoje vzdělávání ZTOX / Základy Toxikologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Investice do rozvoje vzdělávání Absorpce toxických činitelů Radim Vrzal Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Investice do rozvoje vzdělávání Seznámit se způsoby absorpce toxických nox Aktivní transport, difuse Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Úvod Expozice škodlivině (toxikantu) toxická odpověď Lidské tělo = obranné mechanismy a membránové bariéry Kůţe největší orgán těla, jedna z funkcí je fyzická bariéra absorpce Plíce, GIT méně odporu vůči absorpci neţ kůţe Plíce >> GIT >>Kůţe - důvod tloušťka membrán a krevní kapiláry - vstup závisí na mnoţství a saturaci transportních procesů.

Úvod II. Jaterní metabolismus vliv na dostupnost škodliviny po GI absorpci Mikrobiální aktivita a enzymy v GIT a kůţi hrají významnou roli v ústní a koţní absorpci

Úvod III. Fyzikálně-chemické parametry sloučeniny určující absorbovatelnost - molekulová hmotnost (Mw) - ionizace (pka) - rozdělovací koeficient (voda/oktanol; log P) - u ionizovatelných sloučenin ph gradient přes membránu Po absorbci - 2 způsoby pohybu škodliviny - krví - difuzí na krátké vzdálenosti Dispozice současné účinky distribuce a eliminace následující po absorpci Odlišení škodlivin mezi sebou difúzní charakteristiky (schopnost přestupu buněčnou membránou) mechanismy přestupu!!!

Úvod IV. - Kvantifikace pohybu nebo transportu z jednoho kompartmentu do druhého - Farmako-/ Toxikokinetika kvantifikace časové závislosti škodliviny v organismu během procesů absorpce, distribuce a eliminace JAK se tělo vypořádá se škodlivinou (vyjádřeno v koncentracích) v rozdílných časových bodech distribuční objem a clearence - Farmako- / Toxikodynamika studium biochemických a fyziologických účinků léčiv a škodlivin a určuje mechanismus účinku

Lipidové dvojvrstvy šířka 75 A Buněčné Membrány Poměr lipidy proteiny se liší - 5:1 pro myelin - 1:5 mitochondrie Typy lipidů fosfolipidy, cholesterol Nenasycené FA tekutost membrány Proteiny receptory, kanály Amfipatická podstata = bariéra pro ionizovatelné sloučeniny

Pasivní difuze Přestup dle koncentračního gradientu = hnací síla - Rozpustnost v membráně (P c ), ph - Ionty obaleny hydratačním obalem příliš velké, speciální transport 1.Fickův zákon: D difuzní koeficient S a plocha oblasti membrány P c rozdělovací koeficient d tloušťka membrány C H, C L koncentrace na obou stranách (větší, menší) D x P c /d koeficient propustnosti jednotka rychlosti

Pasivní difuze II. D závislá na Mw, rozpustnosti v membráně, a konformaci molekuly P c relativní rozpustnost ve vodě a tuku odráţí schopnost přestupovat z vodného prostředí přes lipidovou dvojvrstvu Hnací síla = rozdíl koncentrací kinetika 1.řádu závisí na rychlostní konstantě a gradientu koncentrace nejdůleţitější faktor určující rychlost přestupu Rychlost pohybu škodliviny A = změna mnoţství (koncentrace) (da) za jednotku času (dt) Kinetika 1.řádu

Pasivní difuze III. = K Místo rychlé eliminace, např. krev K rychlostní konstanta představuje frakci, která je přenesena za jednotku času nezávislá na dávce t 0.5 čas potřebný k prostupu poloviny dávky

Transport pomocí přenašečů - Pro sloučeniny s nedostatkem rozpustnosti v lipidech - Membránový protein specifita, kompetitivní inhibice, saturace a kinetika dle modelu Michaelis-Mentenové - Můţe dosáhnout i bodu za rovnováţným stavem

Transport pomocí přenašečů II. - Pasivně usnadněná difuze dle koncentračního gradientu bez vstupu energie - např. glukosa do erytrocytů - Aktivně usnadněná difuze transport proti koncentračnímu gradientu - často spojen s energii produkujícím enzymem (ATPasa) či transportem jiných molekul (Na +, Cl - ) - nervové buňky, ledvinné tubuly, hepatocyty - Podobnosti ve struktuře a následek pro transport : - Phe vs Levodopa (Parkinson) - Pyrimidiny vs. Fluorouracil (cytotoxické léčivo)

Transport pomocí přenašečů III. Transport nezávisí na mnoţství látky ale na kapacitě přenašeče rychlost bude konstantní Kinetika nultého řádu: K - jednotka hmota/čas Při saturaci je rychlost konstantní. Při subsaturaci kinetika 1.řádu

Fyzikálně-chemické vlastnosti relevantní pro difuzi - Molekulová hmotnost a tvar - Rozpustnost na straně absorpce - Stupeň ionizace - Relativní rozpustnost v tucích ionizované a neionizované formy Propustnost P (P = P c x D) nepolárních sloučenin - P c rozpustnost v membráně (rozdělovací koeficient mezi vodnou a membránovou fází) - (určující parametr farmakokinetiky) - D difúzní koeficient míra mobility uvnitř membrány

Fyzikálně-chemické vlastnosti relevantní pro difuzi II. Stupeň ionizace - mnohá xenobiotika jsou slabé kyseliny či zásady směs ionizované/neionizované formy Stupeň ionizace udává pka ph při kterém je 50% látky ionizováno (fyzikálně-chemická charakteristika) Henderson-Hasselbachova rovnice RCOOH = RCOO - + H + - neionizovaná forma (ţaludek) / ionizovaná forma (střevo) RNH 2 + H + = RNH 3 + - neionizovaná forma (střevo) / ionizovaná forma (ţaludek)

Fyzikálně-chemické vlastnosti relevantní pro difuzi III. Nitrosalicylic Salicylic Mnoţství škodliviny absorbované při rozdílném ph (%)

Fyzikálně-chemické vlastnosti relevantní pro difuzi IV. Rozdělovací koeficient míra schopnosti sloučeniny se rozdělit mezi dvě nemísitelné fáze Fáze se skládají z vodné a organické (oktanol nejlépe napodobuje fosfolipidy). Vw, Vo objemy vodné/organické fáze Cwo, Cw koncentrace látky ve vodné fázi před a po třepání Čím niţší P tím vyšší rozpustnost ve vodě horší přestup membránou a niţší dostupnost

Cesty vstupu Primární cesty vstupu GIT, koţní, respirační Další moţnosti intraperitoneální, intramuskulární,subkután ní Potřeba obejít absorpční fázi intravenosní (IV), intraarteriální

Cesty vstupu II. Rozsah absorpce - jak moc škodliviny penetruje membránami a dostane se do krve - určováno pro orální a koţní cestu vstupu AUC koncentračně časový profil (orální/koţní cesta vstupu) je porovnávána s intravenosní (IV) cestou vstupu F biodostupnost - Pro stejné dávky F biodostupnost rozdílné dávky

Gastrointestinální absorpce - Dutá trubice chráněná mukosou - minimální resistene k prostupu škodlivin - Většina absorpce v střevě (ph 6) a ţaludku (ph 1-3) - Sekrece ze slzných, slinných ţláz, nosních cest můţe vstoupit do GIT skrz ústní dutinu - Škodliviny se strukturními podobnostmi endogenně potřebným látkam zvýšený vstup (Co vs Fe; bromouracil vs pyrimidin) - Biotransformace ovlivňuje biodostupnost

Gastrointestinální absorpce II. Většina absorpce v střevě - pasivní difuze - nutrienty (Glu, AA, léky podobající se nutrientům) aktivní transport Lipidům podobné substance (ţlučové kyseliny) micely Silné base či kyseliny nejsou absorbovány střevem (succinylcholin) Velké částice (bakteriální částice, azo barviva) - endocytosa Motilita vs absorpce. Zvýšený tok krve po jídle vs hypovolemie např. propranol Enterohepatální cirkulace reabsorpce škodliviny v tenkém střevě

Dermální absorpce Kůţe 3 mm (3 vrstvy) Epidermis 0.1 0.8 mm maximum resistence; Dermis Hypodermis (Podkoţní vrstva tuku) Vnější vrstva stratum corneum (SC) 80% odporu k absorpci vodných roztoků

Dermální absorpce II. Proliferace a diferenciace od vnitřku k vnějšku Keratinizované buňky hydrofilní Koţní biotransformace epidermis (2-6 % jater), SC Metabolismus ovlivňuje absorpci proléčiva (lipidové estery) Additiva podáváná s léčivy či v kombinaci s pesticidy mohou měnit SC Surfaktanty, org.rozpouštědla zrychlení absorpce změna lipofility membrán ether/acetone > DMSO > ethanol > water Určení absorbce škodliviny extrapolací z hlodavců není přípustná!!! (tloušťka, ochlupení, krevní zásobení) - vhodnější model prase - In vitro a Ex vivo metody - In vivo zlatý standard - ale..etika, práva zvířat, cena

Prostup plícemi Plíce chráněny anatomicky nos, ústa, hrtan, průdušnice, průduška redukce toxicit zejména částic Místo absorpce membrána průdušinek - tloušťka - 0.4-1.5 mm basální membrána kapilárně endoteliálních buněk - 100-200 mm kůţe, cca 30 mm GIT - povrch cca 50-krát větší neţ kůţe Plyny se musí rozpustit dávky jsou míra parciálního tlaku

Prostup plícemi II. Sloţení průdušinek -pneumocyty typ I (40%) -pneumocyty typ II (60%) -Makrofágy (90% alveolárního prostoru) - zbytek vzduchu v plicích i po maximálním výdechu = residuální objem

Vzdušné jedy Prostup plícemi III. - Plyny zákony pro plyny, rozpustnost v krvi snaha dosáhnout parciálního tlaku - Aerosoly pevné částice, zákony pro plyny neplatí Inhalační anestetika Koeficient rozpustnosti plynu v krví čím větší, tím větší rozpustnost v krvi Rozpustný, vyţaduje delší čas pro dosaţení parciálního tlaku; Detoxifikace zabere delší dobu

Prostup plícemi IV. Aerosoly - filtrovány skrz horní cesty dýchací sliznice zachycuje částice, brání vstupu do plic a přesunuje je do jícnu a následně do GIT - projdou jen menší neţ 10-20 mm; částice menší neţ 0.5 mm se začínají podobat vlastnostmi plynům - Vysoká účinnost 100g v plicích uhelného prachu horníků Vs. 6000g inhalovaných za ţivot -Místo usazování částic závisí na velikosti, hustotě, tvaru, stylu dýchání -Usazování se děje elektrostatická precipitace, sedimentace, difuse, zachycení

Slovo závěrem.. X t > 0 Kaţdá nenulová doba expozice vede VŢDY k jistému stupni KONTAMINACE.