Solventi organici

Antonio Mutti

Università degli Studi di Parma

Solventi organici:

Classe eterogenea di composti organici in grado di formare una unica fase con altre sostanze organiche senza reagire chimicamente con esse.

Proprietà comuni:

• Composti chimicamente inerti;• Liquidi, ma altamente volatili;• Generalmente lipofili o

altamente lipofili.

Il triangolo delle proprietà dei solventi:- polarità- forze di legame a idrogeno- forze di dispersione

Tessutoadiposo

ApparatorespiratorioIntestino Cute

Sanguee linfa

FegatoCircoloportale

Bile

Rene

Vescica

Urina

Polmone

Alveoli

Ariaespirata

Liquidointerstiziale

Organi e tessuti

Tessutimolli

Osso

Schema generale del metabolismo dei tossici industriali

• Gli scambi tra compartimenti dipendono da:

• gradiente di concentrazion

• composizione dei diversi tessuti;

• coefficienti di ripartizione aria/sangue sangue/tessuti

1. Concentrazione ambientale del solvente

2. Sua solubilità nel sangue ( sangue/aria)

3. Ventilazione polmonare ( VE)

4. Flusso capillare polmonare (Q )

5. Saturazione del compartimento ematico.

Fase Fattori di regolazione

Assorbimento

Metabolismo dei solventi organici

Fase Fattori di regolazione

Metabolismo dei solventi organici

Distribuzione 1. Flusso ematico ai diversi organi

2. Solubilità del solvente nei diversi tessuti rispetto al sangue sangue/tessuti)

Biotrasformazione 1. Velocità della biotrasformazione (caratteristiche della molecola, efficienza dei sistemi

metabolici)

2. Emivita biologica dei metaboliti

3. Fenotipo metabolico individuale Eliminazione 1. Volatilità del solvente

2. Idrosolubilità dei metaboliti

3. Funzione renale

Metabolismo dell’esano

misurabile in LC-MS

artefatti

OO

2,5-dimetil-furani

O O

-valerolattone

OH

OH2,5-esandiolo

O

2-esanone

OH 1-esanolo

OH

3-esanolO

O

2,5-esandionen-esano

O

OH

OH

4,5-diidrossi- 2-esanone

OH

2-esanolo

O

OH

5-idrossi-2-esanone

G

OH

O

2,5-esandiol-G

G

O

1-esanol-G

GO

3-esanol-G

OG

2-esanol-G

O

OHHO

OH

COOH

G=

4,5-diidrossi- 2-esanone-G

O

O OH

G

O

OG

5-idrossi-2-esanone-G

Metabolismo dello stirene

CH CH2

CH

O

CH2

CH

CHOH

S

CH2OH

CH2CHCOOH

NHCOCH3

CH2

S CH2CHCOOH

NHCOCH3

CH CH3CH

2

OH

CH2

OH

CH2 C

O

H

CO

H

CH2CNHCH

2COOH

OC

O

OH

CNHCH2COOH

O

O

CH CH2

CH CH2

HO

CH CH2

OH OH

CH COOH

OH

C COOH CH COOH

NH2O

1-Fenil-etanolo2-Fenil-etanolo

Fenilacetaldeide

Acido Fenilacetico

Acido Ippurico

Acido Benzoico

Benzaldeide

ADH

ALDH

ADH

ALDH

mEH

ADH

ALDH

Stirene 7,8-ossido

Fenilglicole

Acido Mandelico

Acido Fenilgliossilico

Fenilglicina

Stirene 3,4-ossido

4-Vinil-fenolo

Acidi Mercapturici

GSTM1GSTP1

NAT

STIRENE

CYP2E1

Metabolismo dell’etilbenzene

Tossicità dei solventi organici

La tossicità acuta dipende dalla concentrazione raggiunta nel sistema nervoso centrale o nel miocardio, le cui funzioni possono essere alterate dall’asfissia o dall’alterazione della fluidità di membrana e conseguente iperpolarizzazione.

La tossicità cronica dipende dalla formazione di intermedi reattivi nel corso della biotrasformazione.

Detossificazione dell’anione superossido prodotto dall’ossidazione di solventi organici

Reduttasi

GSSG

GSH

GSH Perossidasi

GSSG

H2 O2

H2ONADP +

NADPH

O2·-

SODX

O2

XOH

+2H +

2H2 O2

2H2 O+O2

Catalasi

CYP2E1

Conseguenze dellostress ossidativo

OH

Alteratafunzione

Necrosi

DNA

Proteine

Lipidi

Bersaglio Effetto

Mutazioni,Apoptosi

Meccanismi generali di tossicità dei solventi organici

Gruppi Bersagli Meccanismi Organi e reattivi tessuti

Cl.

O

R_C_C_R

R R

Lipidi,

DNA,

proteine

Perossidazionelipidi di membrana

necrosi;

Mutazioni

•apoptosi;•trasformazione

neoplastica

/

/

OH.

Meccanismi generali di tossicità dei solventi organici

Gruppi Bersagli Meccanismi Organi e reattivi tessuti

R_C_C_C_R

R_C=O

H

|

R |C=O |C |C |C=O |R

Membrane basali

Neurofilamenti

Guaina mielinica

Neurotrasmettitori

Reazioniimmunitarie

Alterazionistrutturali

Alterazionibiochimichereversibili oirreversibili