ช่องทางการรับสัมผัส

ช่องทางการรับสัมผัสคือเส้นทางที่สารเข้าสู่ร่างกาย และมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเป็นพิษที่เกิดขึ้น สารชนิดเดียวกันในปริมาณเท่ากันอาจไม่เป็นอันตรายเมื่อเข้าสู่ร่างกายด้วยช่องทางหนึ่ง แต่อาจเป็นอันตรายด้วยอีกช่องทางหนึ่ง เนื่องจากช่องทางเป็นตัวกำหนดปริมาณที่ถูกดูดซึม ความเร็วในการดูดซึม และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารก่อนที่จะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต ช่องทางหลักในพิษวิทยา ได้แก่ ทางปาก (การกลืนกิน), การสูดดม, ทางผิวหนัง (ผ่านผิวหนัง), และทางหลอดเลือด (การฉีด)

Definition

ช่องทางการรับสัมผัสคือเส้นทางกายวิภาคที่สารเข้าสู่สิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปคือทางปาก, การสูดดม, ทางผิวหนัง, หรือทางหลอดเลือด ซึ่งเป็นตัวกำหนดอัตราและขอบเขตของการดูดซึมและการเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตในภายหลัง

Scope

บทความนี้อธิบายถึงช่องทางหลักในการเข้าสู่ร่างกาย วิธีที่แต่ละช่องทางควบคุมการดูดซึมและปริมาณของสารที่เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต และเหตุใดช่องทางจึงมีอิทธิพลต่อรูปแบบและตำแหน่งของความเป็นพิษ รวมถึงการเผาผลาญผ่านตับครั้งแรก (first-pass metabolism) หลังจากการรับสัมผัสทางปาก และผลกระทบโดยตรงที่ช่องทางเข้าสู่ร่างกาย บทความนี้ถือว่าช่องทางการรับสัมผัสเป็นแนวคิดทางพิษจลนศาสตร์ (toxicokinetic concept) และไม่ได้ให้ขีดจำกัดการรับสัมผัสหรือคำแนะนำในการจัดการสำหรับสารใดๆ โดยเฉพาะ

Core questions

• สารพิษเข้าสู่ร่างกายด้วยช่องทางใดบ้าง?
• ช่องทางกำหนดปริมาณสารที่ถูกดูดซึมและเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างไร?
• เหตุใดสารชนิดเดียวกันในปริมาณเท่ากันจึงมีความเป็นพิษแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับช่องทาง?
• การเผาผลาญผ่านตับครั้งแรกหลังจากการรับสัมผัสทางปากปรับเปลี่ยนผลกระทบต่อระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างไร?
• เมื่อใดที่สารออกฤทธิ์เฉพาะที่ช่องทางเข้าสู่ร่างกาย แทนที่จะออกฤทธิ์ต่อระบบไหลเวียนโลหิต?

Key concepts

• การรับสัมผัสทางปาก (การกลืนกิน)
• การรับสัมผัสจากการสูดดม
• การรับสัมผัสทางผิวหนัง (ผ่านผิวหนัง)
• การรับสัมผัสทางหลอดเลือด
• การดูดซึมและการออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
• การเผาผลาญผ่านตับครั้งแรก
• ผลกระทบเฉพาะที่ช่องทางเข้าสู่ร่างกาย
• ความเป็นพิษต่อระบบไหลเวียนโลหิตเทียบกับความเป็นพิษเฉพาะที่

Mechanisms

แต่ละช่องทางมีพื้นผิวและสิ่งกีดขวางในการดูดซึมที่แตกต่างกัน การรับสัมผัสทางปากนำสารเข้าสู่ระบบทางเดินอาหาร ซึ่งสารที่ถูกดูดซึมจะผ่านตับและอาจมีการเผาผลาญผ่านตับครั้งแรกอย่างกว้างขวางก่อนที่จะเข้าสู่ส่วนอื่นๆ ของร่างกาย ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพในตับ (รวมถึงปฏิกิริยาของไซโตโครม P450; Guengerich, 2008) สามารถเปลี่ยนแปลงปริมาณสารในระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างมาก การสูดดมนำเสนอพื้นผิวขนาดใหญ่ บาง และมีเลือดไปเลี้ยงดีของระบบทางเดินหายใจ ซึ่งความลึกของการสะสมขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาคหรือหยด และก๊าซและอนุภาคละเอียดสามารถเข้าถึงถุงลมปอดและเข้าสู่กระแสเลือดได้โดยตรง โดยหลีกเลี่ยงการเผาผลาญผ่านตับครั้งแรก (Oberdorster et al., 2005) การรับสัมผัสทางผิวหนังต้องผ่านชั้นสตราตัมคอร์เนียม (stratum corneum) ซึ่งจำกัดการดูดซึมของสารที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่ แต่ยอมให้สารที่ชอบไขมันผ่านได้ ช่องทางทางหลอดเลือดจะนำสารเข้าสู่เนื้อเยื่อหรือเลือดโดยตรง ทำให้มีการเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตที่สมบูรณ์ที่สุด สารอาจออกฤทธิ์เฉพาะที่ช่องทางเข้าสู่ร่างกาย ทำให้เกิดการระคายเคืองหรือการบาดเจ็บที่บริเวณที่สัมผัส โดยไม่ขึ้นกับการดูดซึมเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต

Clinical relevance

การรับรู้ช่องทางการรับสัมผัสเป็นสิ่งสำคัญในการตีความข้อมูลความเป็นพิษ การเปรียบเทียบการศึกษา และการทำความเข้าใจว่าเหตุใดผลกระทบของสารจึงแตกต่างกันไปในแต่ละสถานการณ์ ข้อมูลนี้ช่วยในการอ่านวรรณกรรมพิษวิทยาและการรับสัมผัสอย่างมีวิจารณญาณ โดยอธิบายว่าช่องทางมีอิทธิพลต่อความเป็นพิษอย่างไร และไม่ใช่พื้นฐานในการจัดการการรับสัมผัสหรือผู้ป่วยเฉพาะราย

Evidence & guidelines

การพึ่งพาช่องทางของการดูดซึมและความเป็นพิษได้รับการรวบรวมไว้ในตำราอ้างอิงมาตรฐาน เช่น Casarett and Doull's Toxicology การสูดดมอนุภาคละเอียดและอนุภาคละเอียดพิเศษ ซึ่งตำแหน่งการสะสมและการเคลื่อนย้ายข้ามเยื่อบุทางเดินหายใจควบคุมผลกระทบต่อระบบและเฉพาะที่ ได้รับการทบทวนโดย Oberdorster et al. (2005)

Key figures

• Gunter Oberdorster
• F. Peter Guengerich

Seminal works

• oberdorster-2005

Frequently asked questions

เหตุใดช่องทางการรับสัมผัสจึงเปลี่ยนแปลงความเป็นพิษของสาร?

ช่องทางเป็นตัวกำหนดปริมาณสารที่ถูกดูดซึม ความเร็วในการดูดซึม และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารก่อนที่จะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต ตัวอย่างเช่น สารที่กลืนกินทางปากอาจถูกย่อยสลายส่วนใหญ่โดยการเผาผลาญผ่านตับครั้งแรก ในขณะที่สารชนิดเดียวกันที่สูดดมสามารถเข้าสู่กระแสเลือดได้โดยตรงและมีระดับในระบบไหลเวียนโลหิตที่สูงขึ้น

ช่องทางการรับสัมผัสหลักในพิษวิทยาคืออะไร?

ช่องทางหลัก ได้แก่ ทางปาก (การกลืนกิน), การสูดดม (การหายใจเอาก๊าซ, ไอระเหย, หรืออนุภาคเข้าไป), ทางผิวหนัง (การดูดซึมผ่านผิวหนัง), และทางหลอดเลือด (การฉีดหรือการนำเข้าสู่เนื้อเยื่อหรือเลือดโดยตรง)