Storia della Tossicologia Corso di Medicina del Lavoro

Storia della Tossicologia Corso di Medicina del Lavoro TOSSICOLOGIA 1 of 118 La conoscenza dei veleni per combattere o cacciare apparteneva già alle popolazioni primitive. Gli egizi, i greci, gli indù approfondirono a tal punto la conoscenza delle proprietà tossiche di piante e animali da predisporre lo sviluppo di preparati specifici come antidoti. 2 of 118 Storia della Tossicologia Storia della Tossicologia Gli antidoti furono oggetto di studi e sviluppi ulteriori da parte degli antichi romani, poiché l uso dei veleni nella loro società fu notevole (li usavano per eliminare avversari politici). Nel Medioevo e nel primo Rinascimento la figura dell avvelenatore divenne parte integrante della scena politica. Nel tardo Medioevo (1493-1541) emerge la figura di Paracelso: Tutte le sostanze sono veleni; non ce n è nessuna che non sia un veleno. La dose giusta differenzia il veleno dal rimedio. La moderna tossicologia è nata quasi certamente nei primi decenni del secoloxix e viene attribuita al medico spagnolo Orfila: propose l autonomia disciplinare della tossicologia quale studio dei veleni, orientandola verso gli aspetti medico-legali ed analitici. 3 of 118 4 of 118

Principi di tossicologia Tossina: sostanze tossiche di origine naturale Agente tossico:sostanza che può produrre, come tale o dopo trasformazione metabolica, effetti dannosi su un sistema biologico. Si tratta di sostanze prodotte o che sono sottoprodotti delle attività umane. Principi di tossicologia Gli agenti tossici vengono classificati in base a: organo bersaglio (fegato, rene, ecc.) uso (pesticidi, solventi, ecc.) origine (animale, vegetale) effetti (tumori, mutazioni, danni epatici, ecc.) 5 of 118 6 of 118 Tipo di intossicazione Tipo di intossicazione 1. LOCALE: l effetto del tossico si esplica a livello del primo punto di contatto caustici esofago corrosivi cute gas e vapori irritanti albero respiratorio mucose e 2. GENERALE (o sistemica): l effetto si esplica solo dopo assorbimento e distribuzione del tossico; è prevalente nell organo bersaglio, cioè dove per prima si raggiunge la concentrazione critica 7 of 118 8 of 118

Tipo di intossicazione Concentrazione critica: concentrazione alla quale le cellule più sensibili dell organismo subiscono alterazioni reversibili o irreversibili. Effetto reversibile: scompare al termine dell esposizione. Effetto irreversibile: quando permane o si accentua al termine dell esposizione Forme di intossicazione 1. ACUTA - breve esposizione (< 24 ore) - rapido assorbimento - rapida sintomatologia (tranne es. fosgene o ossidi di azoto che, solo dopo una certa latenza, provocano edema polmonare chimico) - rapido esito in morte o guarigione 9 of 118 10 of 118 Forme di intossicazione 2. SUBACUTA - esposizione a dosi non capaci di produrre un intossicazione acuta - ripetute nel corso di giorni o settimane prima che compaiano i sintomi 11 of 118 Forme di intossicazione 3. CRONICA: esposizioni in un lungo periodo di tempo provocano un danno - per accumulo del tossico: la velocità di somministrazione(frequenza) è maggiore di quella di eliminazione (es. piombo) - per accumulo di effetto: la velocità di somministrazione (frequenza) è maggiore di quella di riparazione del danno (es. solventi) 12 of 118

Somministrazioni raggiungimento di livelli tossici effetto tossico Temporaneo, reversibile per Definitivo (es. morte cellulare) eliminazione del tossico Ulteriori somministrazioni Riparazione tissutale Rigenerazione normale Fibrosi Accumulo del Accumulo del danno Tossico 13 of 118 14 of 118 Forme di intossicazione (casi casi particolari) 1. EFFETTI ACUTI si possono verificare in corso di intossicazione cronica in presenza di condizioni che determinano rapida cessione (es. piombo, DDT) 2. EFFETTI CRONICI possono conseguire ad un intossicazione acuta sia lieve (HCN gravi encefalopatie) sia grave (insetticidi a base di esteri fosforici neuropatia ritardata) 15 of 118 STUDI TOSSICOLOGICI Sperimentali. Si somministra la sostanza con precise modalità (dose, tempo, via ecc.) e se ne studiano gli effetti tossici. Si effettuano su animali, colture cellulari, microrganismi. Epidemiologici. Si studiano gli effetti di una sostanza su popolazioni umane che sono comunque esposte alla sostanza, presente nell ambiente o somministrata a scopo terapeutico (farmaci, vaccini). 16 of 118

Studi sperimentali vs. studi epidemiologici Studi sperimentali. L esposizione alla sostanza è strettamente controllata. L esposizione ad altre sostanze è eliminata o comunque controllata (gruppi di controllo). Studi epidemiologici. L esposizione non può essere controllata (tranne che per i farmaci). Gli individui sono contemporaneamente esposti a molte altre sostanze o condizioni che possono influenzare l effetto tossico. 17 of 118 STUDI TOSSICOLOGICI SPERIMENTALI 1. Studi descrittivi: - osservazione e descrizione degli effetti tossici di una sostanza in animali, tessuti, cellule isolate, batteri. - servono per caratterizzare la tossicità di una sostanza (dose tossica, organi bersaglio ecc.), soprattutto al fine della stima del rischio. 18 of 118 STUDI TOSSICOLOGICI SPERIMENTALI Studi meccanicistici: - chiarire il meccanismo con cui una sostanza produce un effetto tossico (es. inibizione enzimatica, agonismo recettoriale, formazioni di composti elettrofili ecc.). - utili per stabilire se un effetto tossico osservato nell animale si manifesterà o meno anche nell uomo (es. pesticidi organofosforici, saccarina). - utili anche per il drug design di antidoti (es. pralidossima) o sostanze alternative più sicure. STUDI TOSSICOLOGICI SPERIMENTALI Studi teorici = relazione strutturaattività: - identificare, all interno di una serie di molecole, i gruppi responsabili dell effetto tossico. - Per alcune classi di composti, sono molto utili per prevedere la tossicità di una molecola. 19 of 118 20 of 118

STUDI DESCRITTIVI STUDI ANIMALI Lo scopo è definire il profilo tossicologico valutazione del rischio nell uomo. Storicamente, questi studi si sono evoluti in modo empirico. Accumulo di informazioni + progressi teorici in campo bio-farmacologicotossicologico elaborazione di principi teorici. 21 of 118 STUDI DESCRITTIVI STUDI ANIMALI 1. Gli effetti di una sostanza, osservati negli animali in opportune condizioni, possono verificarsi anche nell uomo. Cellule o tessuti di specie diverse, con funzioni e/o vie biochimiche simili hanno simile suscettibilità tossicologica, poiché posseggono lo stesso recettore (recettori di membrana e intracellulari, canali ionici, pompe e trasportatori, enzimi, DNA ecc.) Differenze di tossicità tra specie simili (mammiferi) sono molto spesso dovuti a differenze nel metabolismo (attivazione/inattivazione) 22 of 118 della sostanza. STUDI DESCRITTIVI STUDI ANIMALI 2. Per identificare con sicurezza gli effetti tossici di una sostanza negli animali da laboratorio è necessario somministrare alte dosi. L uso di alte dosi è dovuto all inevitabile limitatezza del numero di animali su cui si effettuano i test. La risposta ad una data sostanza dipende infatti da: 1) dose somministrata; 2) sensibilità individuale (v. curve dose-risposta quantali). 23 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ DOSE: quantità di sostanza chimica somministrata per una determinata via espressa - per unità di peso corporeo (mg/kg) - nella tossicità cronica anche per unità di tempo di durata della somministrazione (mg/kg/die o mg/m 3 x ore) 24 of 118

ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ Questa è la DOSE ESTERNA DOSE INTERNA: è la quantità di tossico realmente assorbita, reperibile negli organi interni, nei tessuti e negli escreti ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ EFFETTO: è una modificazione biologica a livello individuale conseguente ad un determinato livello di esposizione o di dose RISPOSTA: è la percentuale di popolazione che ha sviluppato quel determinato effetto conseguente ad una specifica dose o livello di esposizione. 25 of 118 26 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ Relazione dose/risposta graduale Relazione dose-risposta: Risposte graduali: individuo Risposte quantali: popolazione, cioè % che mostra un determinato effetto 27 of 118 28 of 118

Relazione dose/risposta graduale ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ Graficamente si possono presentare vari andamenti della curva doserisposta: 1. andamento a U nella curva dose-risposta graduale - a basse dosi si hanno una serie di effetti avversi che si riducono all aumentare della dose 29 of 118 30 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ - fino ad arrivare ad una zona di omeostasi in cui non si osserva alcun effetto avverso - se la dose aumenta ulteriormente si ha una risposta avversa qualitativamente diversa rispetto a quella che si avrebbe in condizioni di deficienza 31 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ 2. Andamento sigmoide a) c è una dose alla quale - non c è effetto - nessun individuo manifesta un effetto avverso b) all aumentare della dose aumenta la percentuale di risposta fino ad arrivare - a una risposta pari al 50% dell effetto max - a una risposta 32 of 118 nel 50% dei soggetti

ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ c) a dosi elevate si manifesta l effetto max si ha una risposta nel 100% dei soggetti ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ Se l effetto avverso è la morte si parla di dose letale: rispettivamente di DL 0, DL 50, DL 100. Se il tossico invece viene assorbito per via inalatoria si parla di concentrazione letale. 33 of 118 34 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) è il livello di dose senza effetto nocivo L effetto adverse in tossicologia occupazionale deve fare riferimento alla compromissione dello stato di salute, cioè è: - alterazione precoce - reversibile - capace di predire il manifestarsi di evidenti segni e sintomi di compromissione della salute 35 of 118 ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ in modo da permettere di promuovere interventi di prevenzione per evitare una malattia manifesta ed un possibile stato di invalidità (Sherwin 1983). Nella sequela di effetti: a)non osservati b)compensatori c)precoci di dubbio significato d)compromissione della salute in fase precoce e)malattia manifesta gli effetti cominciano a diventare adverse tra i punti b e c. 36 of 118

ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ Esiste anche un LOAEL ( Lowest Observed Adverse Effect Level) che è il livello più basso di dose che produce un effetto tossico ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ 3) Alcune risposte tossiche sono lineari a basse dosi, cioè non presentano una soglia (es. lo sviluppo di cancro dopo la somministrazione di cancerogeni genotossici) non c è una dose con rischio zero (anche se il rischio diminuisce con il calare della dose) 37 of 118 38 of 118 Relazione Dose risposta ASPETTI QUANTITATIVI DELLA TOSSICITÀ 4) Esiste variabilità interindividuale, per cui in determinate condizioni di esposizione una sostanza può essere tossica per alcuni individui, ma non per altri (allergie, idiosincrasie) 39 of 118 40 of 118

VARIAZIONI NELLE RISPOSTE TOSSICHE 1. Tossicità selettiva: - accumulo in una specie (noneconomica), ma non in un altra (economica) per differenze in assorbimento, metabolismo, escrezione - interferenza con un particolare sistema biochimico (es. chemioantibiotici) 41 of 118 VARIAZIONI NELLE RISPOSTE TOSSICHE 2. Variazioni nella stessa specie - polimorfismo genetico - alterazioni del metabolismo 42 of 118 Variazioni nella stessa specie POLIMORFISMO GENETICO Pseudocolinester asi succinilcolina N-acetilazione isoniazide, idralazina CYP2D6 codeina ALTERAZIONI del METABOLISMO Condizioni morbose epatopatia, scompenso cardiaco Età neonato, anziano Sesso minore attività P450 nelle femmine Dieta carne arrosto TOSSICOCINETICA Per valutare le proprietà tossicologiche di un agente chimico è necessario conoscere: vie di penetrazione modalità di assorbimento distribuzione nell organismo metabolismo eventuale accumulo escrezione 43 of 118 44 of 118

La tossicocinetica Tossico a livello del Sito di somministrazione 1 Assorbimento (entrata) Tossico nel plasma 4 Eliminazione (Uscita) Tossico e/o metaboliti Nelle urine, feci, bile 45 of 118 2 Distribuzione Tossico nei tessuti 3 Metabolismo Metaboliti nei tessuti VIA DI ESPOSIZIONE Influenza la tossicità di una sostanza L ordine di tossicità è: endovenosa, inalatoria, intraperitoneale, sottocutanea, intramuscolare, orale, cutanea. Il veicolo (materiale in cui l agente è sciolto: acqua, salina, oli vegetali) ed altri fattori della formulazione (es. volume somministrato) possono influenzare marcatamente l assorbimento 46 of 118 ASSORBIMENTO Trasferimento di una sostanza chimica dal sito di esposizione alla circolazione sistemica. La quota assorbita è in relazione a: proprietà chimico-fisiche del tossico concentrazione alla superficie assorbente area del sito di esposizione caratteristiche dell epitelio intensità microcircolazione sottoepiteliale 47 of 118 Membrana cellulare fase idrofila intra- ed extracellulare fase idrofoba all'interno del doppio strato proteine con funzioni recettoriali o di trasporto 48 of 118

MOLECOLE LIPOSOLUBILI Singola cellula o multistrato Diffusione passiva o lipidica = attraverso i fosfolipidi di membrana legge di Fick V = k*a*(c 1 -C 2 ) d 49 of 118 50 of 118 MOLECOLE IDROSOLUBILI Diffusione acquosa = attraverso pori intercellulari canali proteici di membrana Diffusione acquosa Dipendente da - gradiente di concentrazione - flusso ematico (endoteli capillari e renali) - dimensioni (P.M. <20.000 o <200) - legame a proteine - potenziale di membrana indipendente da liposolubilità e ph assente nel SNC (tight junctions) 51 of 118 52 of 118

Basi e acidi organici deboli In soluzione sono ionizzati Il passaggio attraverso le membrane è limitato alla forma non ionizzata della molecola La forma ionizzata ha un basso grado di liposolubilità Equaz.. di Henderson- Hasselbach log(protonato/non protonato)=pk a -ph 53 of 118 54 of 118 TRASPORTO MEDIATO DA CARRIER proteine di trasporto specializzate (carrier) - farmaci ad elevato peso molecolare - poco liposolubili selettività saturabilità inibizione competitiva da parte di analoghi strutturali 55 of 118 56 of 118

TRASPORTO MEDIATO DA CARRIER Diffusione facilitata - non richiede consumo di energia - gradiente di concentrazione - cellule intestinali Trasporto attivo - consumo di energia (ATP) - indipendente da gradiente di concentrazione - neuroni, tubuli renali, epatociti 57 of 118 Diffusione facilitata 58 of 118 Trasporto attivo Endocitosi ed esocitosi 59 of 118 60 of 118

BARRIERA EMATO-ENCEFALICA ENCEFALICA (BEE) endoteli capillari cerebrali giunzioni serrate (tight junctions) assenza di pori acquosi assenza di pinocitosi cellule gliali pericapillari passano i farmaci liposolubili non passano i farmaci ionizzati (amine quaternarie) impermeabilità relativa infiammazione 61 of 118 62 of 118 Via orale o gastrointestinale No pori intercellulari (tight junctions) Maggiore assorbimento diffusione passiva Trasporto mediato da carrier Influenza ph - stomaco acido - tenue alcalino Tenue maggiore superficie 63 of 118 64 of 118

VIA INALATORIA Concentrazione nell aria inspirata pressione parziale Durata esposizione Solubilità nel sangue e nei tessuti Flusso ematico polmonare Frequenza respiratoria Dimensioni delle particelle di aerosol 65 of 118 66 of 118 SISTEMA RESPIRATORIO Nasofaringe Peli, turbinati (muco e cilia) Particelle > 5 µm Rimozione in 1-2 h Albero tracheobronchiale Muco e cilia Particelle tra 1 e 5 µm Rimozione in 24 h Polmone Dotti alveolari e alveoli Macrofagi Particelle < 1µm Rimozione fino a mesi e anni 67 of 118 VIA CUTANEA O EPIDERMICA Passaggio attraverso cute ed annessi Assorbimento favorito per sostanze liposolubili veicolo oleoso idratazione cutanea 68 of 118

VIA CUTANEA O EPIDERMICA Distribuzione dal circolo ematico ai tessuti capillari liquidi interstiziali cellule 69 of 118 70 of 118 Distribuzione Distribuzione I fase - dipendente dal flusso sanguigno (fegato, rene, cervello) II fase - dipendente da affinità delle sostanze per i componenti dei tessuti Composti dissolti in acqua plasmatica endotelio capillare: - spazi acquosi intercellulari - pori transcellulari (fenestrae) - membrana cellulare Composti liposolubili diffusione Composti ionizzati e idrofili sistemi di trasporto di membrana specializzati 71 of 118 72 of 118

Meccanismi che FACILITANO il trasporto 1. porosità endotelio capillare 2. legame intracellulare reversibile 3. trasporti specializzati di membrana Meccanismi che OSTACOLANO la distribuzione 1. Legame a lipoproteine e a proteine plasmatiche a P.M. es. DDT 2. barriere specializzate - placenta - sist. riproduttivo - BEE 3. Escrezione dalla cellula es. glicoproteina p 4. Legame a proteine intracellulari 5. Siti di deposito es. tessuto scheletrico e adiposo mecc. di protezione temporaneo 73 of 118 74 of 118 ESCREZIONE Meccanismo fisico per eliminare un tossico: renale - filtrazione glomerulare - trasporto tubulare passivo - trasporto tubulare attivo biliare polmonare < sudore, saliva, lacrimazione, latte materno 75 of 118 76 of 118

FILTRAZIONE GLOMERULARE Pori ampi (sostanze fino a 60 kda) Composti idrofili ultrafiltrato del plasma Sostanza libera quota legata RIASSORBIMENTO Composti non ionizzati riassorbimento acqua e Na + gradiente di concentrazione tubulo-interstizio ph-dipendente alcalinizzazione o acidificazione delle urine negli avvelenamenti 77 of 118 78 of 118 TRASPORTO TUBULARE PASSIVO Acidi deboli (pk a = 3-5) Basi deboli (pk a = 7-9) a ph fisiologico sono ionizzati trattenuti nel tubulo ed eliminati TRASPORTO TUBULARE ATTIVO Tubulo prossimale sostanze idrofile e ionizzate tramite carriers contro un gradiente di concentrazione 79 of 118 80 of 118

ESCREZIONE BILIARE- INTESTINALE Tossici o loro metaboliti idrosolubili nella bile - carrier epatociti come nel tubulo renale - carrier per steroidi - passaggio nel duodeno Minima quota secreta dall intestino Eliminazione con le feci 81 of 118 RICIRCOLO ENTERO- EPATICO Alcune sostanze polari vengono idrolizzate da: enzimi presenti nella bile o nell intestino e vengono in tal modo riassorbite 82 of 118 ESCREZIONE POLMONARE Sostanze gassose Liquidi volatili METABOLISMO DI SOSTANZE ENDOGENE Principalmente nel fegato - di primo passaggio - dopo distribuzione sistemica Trasformazione in molecole - idrosolubili via renale o bilio-fecale - inattive - attive 83 of 118 84 of 118

Metabolismo dei tossici Alcuni tossici subiscono direttamente Il metabolismo di fase 2 Tossico Fase 1 Ossidazione, riduzione e/o idrolisi Fase 2 Prodotti di coniugazione A seguito della fase 1 il tossico può risultare attivato, immodificato o, nella maggior parte dei casi, inattivato Il tossico coniugato Solitamente è inattivo 85 of 118 86 of 118 REAZIONI DI FASE I Introduzione o esposizione di un gruppo funzionale (-OH, -SH, - NH 2 ): - riduzione - idrolisi - ossidazione ossidasi a funzione mista dipendenti da citocromi P 450 REAZIONI DI FASE II generalmente dopo fase I reazioni di coniugazione = legame covalente tra gruppo funzionale del tossico e composti endogeni polari - acido glucuronico - solfato - glutatione - aminoacidi polari - acetato 87 of 118 88 of 118

REAZIONI DI FASE II Enzimi epatici - generalmente nel citosol - glucuroniltransferasi nei microsomi Composti coniugati - spesso inattivi - molto idrofili escrezione urinaria o bilio-fecale MECCANISMI DI TOSSICITÀ 1. alterazione microambiente cellulare 2. più efficiente interazione con recettori ed enzimi 3. reattività indiscriminata verso gruppi funzionali suscettibili di attacco (elettrofili, nucleofili, RL) 89 of 118 90 of 118 FORMAZIONE DI ELETTROFILI FORMAZIONE DI RL 91 of 118 92 of 118

FORMAZIONE DI RL FORMAZIONE DI NUCLEOFILI Cianuro dall amigdalina (tramite beta-glicosidasi batteriche nell intestino) CO dai dialometani (che subiscono dealogenazione ossidativa) 93 of 118 94 of 118 FORMAZIONE DI AGENTI REDOX con meccanismi specifici Formazione di nitriti a partire da: - nitrati (riduzione batterica nell intestino) - esteri di acido nitroso o nitrico con glutatione Cr ridotto mediante - riducenti es. acido ascorbico - reduttasi es. flavoenzimi contenenti NADPH EFFETTI SULLE MOLECOLE BERSAGLIO Formazione di neo-antigeni: l interazione del tossico con le proteine le rende estranee al sistema immunitario distruzione delle molecole bersaglio disfunzione delle molecole bersaglio 95 of 118 96 of 118

DISTRUZIONE DELLE MOLECOLE BERSAGLIO 1. legami crociati es. 2,5-esandione 2. Frammentazione es. perossidazione lipidica, frammentazione DNA PEROSSIDAZIONE LIPIDICA 97 of 118 98 of 118 DISFUNZIONE DELLE MOLECOLE BERSAGLIO Disregolazione cellulare - espressione genica - attività cellulare momentanea Alterazione dell omeostasi DISREGOLAZIONE ESPRESSIONE GENICA 1. Trascrizione es. Cd mima lo zinco nell attivazione del fattore di trascrizione sensibile ai metalli 2. trasduzione es. esteri del forbolo 3. sintesi, deposito, rilascio di molecole segnale 99 of 118 100 of 118

DISREGOLAZIONE DELL ATTIVITÀ IN CORSO DISREGOLAZIONE DELL ATTIVITÀ IN CORSO 1. Alterazione dei livelli di neurotrasmettitore 2. Interazione tra tossico e recettore per neurotrasmettitore 3. Interazione tra tossico e sistema di trasduzione del segnale 4. Interazione tra tossico e terminazione del segnale 101 of 118 102 of 118 ALTERAZIONE DELL OMEOSTASI 1. Alterata sintesi di ATP Sintesi di ATP nei mitocondri - interferenza con cessione di idrogeno alla catena di trasporto degli elettroni Es. fluoroacetato - inibizione trasferimento di elttroni all ossigeno lungo la catena di trasporto degli elettroni Es. cianuro - interferenza con cessione di ossigeno al trasportatore terminale di elettroni citocromo ossidasi - inibizione attività ATP-sintetasi 103 of 118 104 of 118

ALTERAZIONE DELL OMEOSTASI 2. Aumento sostenuto del Ca ++ intracellulare - La concentrazione del Ca ++ intracellulare libero è strettamente regolata, poiché tale ione è necessario per l attività di molti enzimi (proteasi, fosfolipasi) - Sostanze che danneggiano i sistemi responsabili del mantenimento della concentrazione del Ca ++ provocano un suo aumento con attivazione di molti enzimi litici e conseguente morte cellulare 105 of 118 106 of 118 Aumento del calcio intracellulare e alterazione della sintesi di ATP Eliminazione del calcio dal citoplasma 107 of 118 108 of 118

MECCANISMI DI RIPARAZIONE riparazione molecolare - proteine - lipidi - DNA riparazione cellulare riparazione tissutale - apoptosi - proliferazione RIPARAZIONE MOLECOLARE: proteine degradazione e neosintesi - proteine intracellulari danneggiate + ubiquitina riconosciute da proteosomi degradazione proteolitica riparazione enzimatica di specifici gruppi - es. riduzione di ponti disolfuro 109 of 118 110 of 118 RIPARAZIONE MOLECOLARE: lipidi Idrolisi + riduzione dell acido grasso perossidato (ossidazione del glutatione) riacilazione Riparazione dei lipidi perossidati 111 of 118 112 of 118

RIPARAZIONE MOLECOLARE: DNA Riparazione diretta del danno al DNA - alchiltransferasi Riparazione per rimozione di basi - glicosilasi e endonucleasi apurinica/apirimidinica Riparazione per rimozione di nucleotidi - riparazione di dimeri delle pirimidine - riparazione di addotti voluminosi Ricombinazione: riparazione post-replicativa Riparazione dell appaiamento di basi errato - riparazione della deaminazione della 5-metilcitosina 113 of 118 RIPARAZIONE MOLECOLARE: DNA Se i meccanismi di riparazione del DNA falliscono e nella cellula non si attivano i meccanismi dell apoptosi mutazione fissata nelle cellule figlie Se la mutazione altera la funzionalità di geni che - stimolano (proto-oncogeni) - o inibiscono (onco-soppressori) la progressione della cellula nel ciclo cellulare trasformazione neoplastica 114 of 118 della cellula RIPARAZIONE TISSUTALE 1. Morte delle cellule danneggiate 2. Sostituzione delle cellule morte (proliferazione) e della matrice extracellulare MORTE CELLULARE Livello di esposizione all agente: Basso apoptosi; indotta da danno a DNA, anche indiretto, se la riparazione del DNA fallisce Alto necrosi 115 of 118 116 of 118

PROLIFERAZIONE CELLULARE Sono coinvolti vari tipi cellulari Negli organi parenchimali (fegato, rene, polmoni), il danno necrotico induce la produzione, da parte di cellule non parenchimali (macrofagi, cellule endoteliali) di fattori che stimolano la divisione cellulare e la sintesi di matrice extracellulare PROLIFERAZIONE CELLULARE La sintesi di matrice extracellulare è mediata principalmente da TGF- La sovrapproduzione di TGF- cessa quando il danno tissutale è riparato Se ciò non avviene si sviluppa fibrosi 117 of 118 118 of 118