Toxikologie: Lehre von den Giftstoffen
Die ToxikologieWissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf Lebewesen und die Umwelt untersucht. ist die Lehre von den schädlichen Wirkungen chemischer Stoffe auf Lebewesen und die Umwelt. Noch präziser abgegrenzt beschäftigt sich die HumantoxikologieTossicologia umana: Scienza che esamina gli effetti delle sostanze tossiche sugli esseri umani. mit den Wirkungen von Stoffen auf den Menschen und die ÖkotoxikologieÖkotoxikologie: Wissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf die (belebte) Umwelt untersucht. bezeichnet die Lehre, die sich mit der Wirkung von Stoffen auf die (belebte) Umwelt befasst.
Die ToxizitätDie Toxizität ist ein Mass für die Giftigkeit eines Stoffes. eines chemischen Stoffes lässt sich über die sogenannte Dosis-Wirkungs-Beziehung beschreiben. Am Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung können wir ablesen, ab welcher Dosis überhaupt Effekte auftreten, oder welche Dosis tödlich ist. Dieser Zusammenhang ist nicht immer trivial: Die doppelte Dosis bewirkt nicht zwingend einen doppelt so grossen Effekt!
Wenn sich die ToxikologieWissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf Lebewesen und die Umwelt untersucht. speziell auf NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension. bezieht, dann sprechen wir von der Nano-ToxikologieWissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf Lebewesen und die Umwelt untersucht.. Diese beschäftigt sich mit der ToxikologieWissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf Lebewesen und die Umwelt untersucht. sowie der medizinischen/gesundheitlichen und ökologischen Relevanz von NanomaterialienObjekte, Verbunde oder Strukturen mit Abmessungen von 1-100 Nanometern in mindestens einer Dimension..
Auf die Dosis kommt es an
"Alle Ding' sind Gift und nichts ist ohn' Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding' kein Gift ist."
Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus (1493–1541), Arzt aus Einsiedeln
Was bereits im 16. Jahrhundert bekannt war, hat bis heute an Gültigkeit nichts eingebüsst. Im Grunde sagt uns Paracelsus, dass bei der Frage nach der Giftigkeit (ToxizitätDie Toxizität ist ein Mass für die Giftigkeit eines Stoffes.) eines Stoffes immer die aufgenommene Menge (Dosis) des betreffenden Stoffes entscheidend ist. Manche Stoffe wirken z.B. in geringer Dosis günstig auf den Körper, sind aber in grösserer Dosis gefährlich.
Am Beispiel von Kochsalz (Natriumchlorid) können wir das gut illustrieren: Der Mensch muss täglich Natriumchlorid aufnehmen, da das Natrium eine wichtige Funktion bei der Regulierung des Wasserhaushalts im Körper übernimmt und der Salzverlust aufgrund des Schwitzens ersetzt werden muss. Bereits die Aufnahme von einigen Gramm Kochsalz pro Kilogramm Körpergewicht kann hingegen tödlich sein. Daher stimmt hier: Auf die Dosis kommt es an! Dabei muss berücksichtigt werden, dass nicht alle Stoffe in gleicher Menge toxischDie Toxizität ist ein Mass für die Giftigkeit eines Stoffes. wirken.
Masse oder Oberfläche?
Bei der toxikologischenWissenschaft, welche die Auswirkungen von Giften auf Lebewesen und die Umwelt untersucht. Bewertung von PartikelnSehr kleines, klar abgegrenztes Teilchen eines Feststoffes. bestimmter Stoffe wurde bisher die Masse oder Konzentration der Teilchen als ausschlaggebende Grösse herangezogen. Allerdings zeigt sich, dass diese Grösse für viele NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. nur bedingt geeignet ist, um ihre biologische Wirkung vorauszusagen.
Relevanter scheint in vielen Fällen die Grösse der Oberfläche der NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. zu sein [12]Krug et al. (2011): Nanotoxikologie - eine interdisziplinäre Herausforderung. [13]Simkó et al. (2008): Wie kommen Nanopartikel in den menschlichen Körper und was verursachen sie dort? [14]Oberdörster et al. (2005): Nanotoxicology - An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles.. Die vergrösserte Oberfläche von NanopartikelnTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. wird in biologischen Systemen im Allgemeinen mit einer erhöhten ReaktivitätFähigkeit eines Stoffes, eine chemische Reaktion einzugehen. mit Zellen oder deren Komponenten in Verbindung gebracht [12]Krug et al. (2011): Nanotoxikologie - eine interdisziplinäre Herausforderung. [14]Oberdörster et al. (2005): Nanotoxicology - An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles..
Wenn wir ein Gramm eines Stoffes in NanopartikelTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. zerkleinern, dann erhalten wir eine riesige Anzahl PartikelSehr kleines, klar abgegrenztes Teilchen eines Feststoffes. mit einer gesamthaft sehr viel grösseren Oberfläche als das Ausgangsmaterial. Damit liegt bei NanopartikelnTeilchen, die in allen Dimensionen 1-100 Nanometer gross sind. im Vergleich zu einem gröberen Ausgangsmaterial ein grösserer Anteil der AtomeEin Atom ist die kleinste Einheit eines chemischen Elements. an der Oberfläche und steht für Reaktionen mit der Umgebung zur Verfügung.
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