విష విజ్ఞాన శాస్త్రం

This article is about విషాల గురించి శాస్త్రీయ అధ్యయనం. For జర్నల్, see టాక్సికాలజీ (జర్నల్).

అమెరికాలోని ఒక ప్రయోగశాలలో పనిచేస్తున్న ఒక టాక్సికాలజిస్ట్ (విష విజ్ఞాన శాస్త్రవేత్త).

టాక్సికాలజీ (Toxicology) అనేది రసాయన పదార్థాలు (chemical substances) జీవులకు ఏ విధంగా హాని కలిగిస్తాయో వివరించే ఒక శాస్త్రం (science). దీనిని తెలుగులో విష విజ్ఞాన శాస్త్రం అని పిలుస్తారు. ఈ శాస్త్రం జీవశాస్త్రం (biology), రసాయన శాస్త్రం (chemistry), మరియు వైద్యశాస్త్రం (medicine) వంటి ఇతర ముఖ్యమైన విభాగాలతో ముడిపడి ఉంటుంది. టాక్సికాలజీ గురించి చదువుకుని, పరిశోధనలు చేసే నిపుణులను టాక్సికాలజిస్టులు (toxicologists) అంటారు.

ఒక జీవి (organism) ఏదైనా ఒక విషం (poison) తాకినప్పుడు, తిన్నప్పుడు లేదా గాలి ద్వారా పీల్చుకున్నప్పుడు శరీరంలో జరిగే చెడు మార్పులను వీరు గమనిస్తారు. ఇటువంటి హానికరమైన మార్పులను 'ప్రతికూల ప్రభావాలు' (adverse effects) అంటారు. టాక్సికాలజీ సహాయంతో ఎవరైనా విషప్రయోగానికి గురయ్యారో లేదో తెలుసుకోవచ్చు. ఒకవేళ విషం శరీరంలోకి వెళ్తే, దానికి ఏ విధంగా చికిత్స చేయాలో కూడా ఈ శాస్త్రం ద్వారా తెలుస్తుంది.

ఈ శాస్త్రంలో 'మోతాదు-ప్రతిస్పందన సంబంధం' (dose–response relationship) అనేది చాలా ముఖ్యమైన విషయం. అంటే, ఒక పదార్థం ఎంత మొత్తంలో (మోతాదు) తీసుకుంటే అది ఎంత హాని చేస్తుంది అనేది ఇది వివరిస్తుంది. ఒక రసాయనం ఎంత విషపూరితమైనదో తెలుసుకోవడానికి అనేక అంశాలు కారణమవుతాయి. ఆ రసాయనం ఎంత తీసుకున్నారు, ఎంతసేపు ఆ రసాయనం దగ్గర ఉన్నారు, సదరు వ్యక్తి వయస్సు, ఆడ లేదా మగ అనే విషయాలు ఫలితాన్ని మారుస్తాయి. ప్రస్తుతం, టాక్సికాలజీని క్యాన్సర్ (cancer) పరిశోధనల్లో కూడా వాడుతున్నారు. కొన్ని రకాల విష పదార్థాలు (toxins) ఉపయోగించి శరీరంలోని హానికరమైన కణాలను చంపడం ద్వారా, ముఖ్యంగా ల్యూకేమియా (leukemia) వంటి రక్త క్యాన్సర్ వ్యాధులకు చికిత్స చేస్తున్నారు.

ఈ పేరు ప్రాచీన గ్రీకు పదాల నుండి వచ్చింది. "టాక్సికోస్" (Toxikos) అంటే విషపూరితమైన అని అర్థం, "లోగోస్" (logos) అంటే ఒక విషయం గురించి చదవడం లేదా అధ్యయనం అని అర్థం.

టాక్సికాలజీ చరిత్ర

File:Susruta-manuscript-folio.jpg

నేపాల్ నుండి లభించిన ఒక పాత వైద్య గ్రంథం.

మానవులు చాలా కాలం నుండి విషాల గురించి అధ్యయనం చేస్తున్నారు. దీనికి సంబంధించిన అత్యంత పాత పుస్తకాలలో 'కల్పస్థాన' (Kalpasthāna) ఒకటి. దీనిని భారతదేశంలో క్రీస్తుశకం 300 కంటే ముందే సుశ్రుత సంహిత (Suśrutasaṃhitā) లో భాగంగా రాశారు. ఈ పుస్తకంలో మొక్కలు, జంతువుల నుండి వచ్చే విషాల గురించి, వాటికి చేయవలసిన చికిత్సల గురించి వివరంగా వివరించారు. ఈ విజ్ఞానం కాలక్రమేణా మధ్యప్రాచ్యం మరియు ఐరోపా దేశాలకు వ్యాపించింది.

రోమన్ సామ్రాజ్యంలో డియోస్కోరైడ్స్ (Dioscorides) అనే వైద్యుడు మొక్కలను అవి చేసే మేలు లేదా కీడు ఆధారంగా వర్గీకరించడానికి ప్రయత్నించాడు. మధ్య యుగంలో కూడా చాలా సంస్కృతులు విషాల గురించి రాశాయి:

10వ శతాబ్దంలో, ఇబ్న్ వహ్షియ్యా (Ibn Wahshiyya) 'విషాల పుస్తకం' (Book on Poisons) రాశాడు.

12వ శతాబ్దంలో, ప్రముఖ యూదు వైద్యుడు మైమోనిడెస్ (Maimonides) విషప్రయోగానికి ఎలా చికిత్స చేయాలో ఒక ప్రసిద్ధ పుస్తకాన్ని రాశాడు.

14వ శతాబ్దంలో, భారతదేశానికి చెందిన మంగరస అనే రాజు విషపూరితమైన మొక్కల గురించి పద్యాల రూపంలో వివరించాడు.

టాక్సికాలజీ పితామహుడు

16వ శతాబ్దంలో, పారాసెల్సస్ (Paracelsus) అనే స్విస్ వైద్యుడు విషాల పట్ల ఉన్న అవగాహనను పూర్తిగా మార్చేశాడు. ఇతనిని ఆధునిక టాక్సికాలజీకి 'పితామహుడు' అని పిలుస్తారు. ఆయన ఒక గొప్ప మాట చెప్పాడు: "అన్నీ విషాలే... ఒక పదార్థం విషం కాకుండా ఉండాలంటే అది తీసుకునే మోతాదుపై ఆధారపడి ఉంటుంది." దీని అర్థం ఏమిటంటే, నీరు కూడా అతిగా తాగితే హాని చేస్తుంది, అదే సమయంలో "విషపూరితమైన" పదార్థాలు కూడా చాలా తక్కువ మోతాదులో తీసుకుంటే హాని చేయకపోవచ్చు. దీనినే "మోతాదును బట్టే అది విషమో కాదో తెలుస్తుంది" అని అంటారు.

విషాల అధ్యయనంలో మార్గదర్శి అయిన మాథ్యూ ఆర్ఫిలా.

1800ల కాలంలో, మాథ్యూ ఆర్ఫిలా (Mathieu Orfila) టాక్సికాలజీపై మొదటి అధికారిక పుస్తకాన్ని రాశాడు. ఆ తర్వాత 1850లో, జీన్ స్టాస్ (Jean Stas) అనే వ్యక్తి మనుషుల శరీరం నుండి మొక్కల విషాలను వేరు చేసే పద్ధతిని కనుగొన్నాడు. దీని ద్వారా ఒక నేరం జరిగిందని నిరూపించడానికి అవకాశం ఏర్పడింది. నికోటిన్ (nicotine) ఉపయోగించి హత్య చేసిన ఒక నేరస్తుడిని పట్టుకోవడానికి ఈ పద్ధతి ఉపయోగపడింది.

ప్రస్తుతం, ఆహార మరియు ఔషధ పరిపాలన సంస్థ (FDA) మరియు ప్రపంచ ఆరోగ్య సంస్థ (WHO) వంటి సంస్థలు మన ఆహారం, మందులు విషపూరితం కాకుండా ఉండటానికి కఠినమైన నియమాలను చేస్తున్నాయి.

టాక్సికాలజీలోని ప్రధాన అంశాలు

ఈ శాస్త్రం ప్రధాన ఉద్దేశ్యం ఒక పదార్థం వల్ల కలిగే ప్రతికూల ప్రభావాలను (adverse effects) కనుగొనడం. ఈ చెడు ప్రభావాలు సాధారణంగా రెండు విషయాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి:

రసాయనం శరీరంలోకి ప్రవేశించే మార్గం: ఇది ఆహారం ద్వారా తినడం (oral), గాలి ద్వారా పీల్చడం (inhalation), లేదా చర్మం (skin) ద్వారా తాకడం వల్ల జరగవచ్చు. మోతాదు (Dose): ఎంత పరిమాణంలో ఆ రసాయనాన్ని వాడారు మరియు ఎంతకాలం పాటు వాడారు అనేది ముఖ్యం. టాక్సికాలజిస్టులు వివిధ రకాల పరీక్షలు చేస్తారు. కొన్ని 'అక్యూట్' (acute) పరీక్షలు, ఇవి ఒక్కసారిగా ఎక్కువ మోతాదులో విషం చేరినప్పుడు జరిగే మార్పులను చూస్తాయి. మరికొన్ని 'క్రానిక్' (chronic) పరీక్షలు, ఇవి చాలా కాలం పాటు తక్కువ మొత్తంలో విషం చేరితే ఏం జరుగుతుందో చూస్తాయి.

విషపూరితాన్ని మార్చే అంశాలు

అంశం	వివరణ
మోతాదు (Dosage)	ఎంత తీసుకున్నారు (ఒకేసారి పెద్ద మొత్తంలోనా లేదా చాలాసార్లు చిన్న మొత్తంలోనా).
మార్గం (Route)	శరీరం లోపలికి ఎలా వెళ్ళింది (నోరు, ముక్కు లేదా చర్మం).
జాతులు (Species)	ఒకే రసాయనం వేర్వేరు జంతువులపై వేర్వేరు రకాలుగా ప్రభావం చూపుతుంది.
వ్యక్తిగతం (Individual)	వయస్సు, లింగం మరియు ఆరోగ్యం బట్టి ప్రభావం మారుతుంది.
పర్యావరణం (Environment)	ఉష్ణోగ్రత మరియు చుట్టుపక్కల పరిస్థితులు రసాయనం పనిచేసే తీరును మారుస్తాయి.

ప్రస్తుతం 'ఆధారిత టాక్సికాలజీ' (evidence-based toxicology) అనే కొత్త పద్ధతి వాడుకలోకి వచ్చింది. ఇది శాస్త్రీయ సమాచారాన్ని స్పష్టంగా, నిష్పక్షపాతంగా పరిశీలించి భద్రత గురించి నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.

పరీక్షా పద్ధతులు

టాక్సికాలజిస్టులు రసాయనాలను మూడు ప్రధాన మార్గాల్లో పరీక్షిస్తారు:

In vivo: ఒక పూర్తి జీవి లేదా జంతువుపై చేసే పరీక్షలు.

In vitro: ఒక ప్రయోగశాల డిష్‌లో కణాలు లేదా కణజాలాల (cells or tissues) పై చేసే పరీక్షలు.

In silico: ఏం జరుగుతుందో ఊహించడానికి కంప్యూటర్ (computer) సహాయంతో చేసే పరీక్షలు.

జంతువులను ఉపయోగించడం

చాలా కాలంగా, రసాయనాలు మనుషులకు సురక్షితమేనా అని తెలుసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు జంతువులను వాడుతున్నారు. సాధారణంగా జీబ్రా ఫిష్ (Zebrafish), ఈగలు, మరియు ఎలుకలు వంటి చిన్న క్షీరదాలు (mammals) వాడుతుంటారు. ఈ పరీక్షలు మొత్తం శరీరం ఎలా స్పందిస్తుందో చూపిస్తాయి. అయితే, జంతువులను హింసించడం చాలా మందికి నచ్చదు. దీనివల్ల, యూరోపియన్ యూనియన్ వంటి ప్రాంతాల్లో సౌందర్య సాధనాల (cosmetics) కోసం జంతువులపై పరీక్షలు చేయడాన్ని నిషేధించారు.

కొత్త పద్ధతులు

1950ల నుండి, శాస్త్రవేత్తలు "త్రీ ఆర్ (Three Rs)" పద్ధతిని అనుసరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు:

తగ్గించడం (Reduce): తక్కువ సంఖ్యలో జంతువులను వాడటం.

మెరుగుపరచడం (Refine): జంతువులు బాధపడకుండా జాగ్రత్తలు తీసుకోవడం.

మార్చడం (Replace): జంతువులకు బదులుగా కంప్యూటర్లు లేదా కణాలను వాడటం.

కంప్యూటర్ నమూనాలు ఇప్పుడు చాలా ఉపయోగపడుతున్నాయి. ఒక రసాయనం యొక్క ఆకారాన్ని బట్టి అది ప్రమాదకరమో కాదో ఇవి ఊహించగలవు. దీనిని 'కంప్యూటేషనల్ టాక్సికాలజీ' (Computational toxicology) అంటారు. 2007లో వచ్చిన ఒక పెద్ద నివేదిక ప్రకారం, ఇకపై జంతువుల పరీక్షల కంటే మానవ కణాలు మరియు కంప్యూటర్లనే ఎక్కువగా వాడాలని సూచించారు.

మోతాదును అర్థం చేసుకోవడం

చాలా రసాయనాలకు ఒక 'పరిమితి' (threshold) ఉంటుంది. అంటే, ఆ పరిమితి కంటే తక్కువ మోతాదులో ఉంటే అది ఎటువంటి హాని చేయదు. కొన్ని రసాయనాలు తక్కువ మోతాదులో ఉన్నప్పుడు జంతువులు మరింత ఆరోగ్యంగా లేదా ఎక్కువ కాలం జీవించేలా చేస్తాయి. దీనిని 'సఫిషియెంట్ ఛాలెంజ్' అని అంటారు.

అయితే, కొన్ని రసాయనాలు చాలా ప్రమాదకరమైనవి, ఎందుకంటే అవి శరీరంలోనే చాలా కాలం ఉండిపోతాయి. దీనిని 'బయో అక్యుమ్యులేషన్' (bioaccumulation) అంటారు. విషం ఎంత ప్రమాదకరమో చెప్పడానికి శాస్త్రవేత్తలు కొన్ని ప్రత్యేక పేర్లు వాడుతుంటారు:

LD50: దీనిని 'మధ్యస్థ ప్రాణాంతక మోతాదు' (Median lethal dose) అంటారు. ఒక గుంపులోని 50 శాతం జీవులను చంపే మోతాదు ఇది.

NOAEL: ఎటువంటి చెడు ప్రభావాలు చూపని అత్యధిక మోతాదు.

PEL: ఒక పని చేసే చోట ఒక కార్మికుడు చట్టపరంగా ఎంత మోతాదు వరకు రసాయనం దగ్గర ఉండవచ్చో తెలిపే పరిమితి.

టాక్సికాలజీలో రకాలు

టాక్సికాలజీ అనేది చాలా పెద్ద విభాగం, ఇందులో వివిధ రకాల పనులు ఉంటాయి:

వైద్య మరియు క్లినికల్ టాక్సికాలజీ

మెడికల్ టాక్సికాలజీ (Medical toxicology) అనేది విషప్రయోగానికి గురైన లేదా మందులు అతిగా వాడిన (overdose) ప్రజలకు చికిత్స చేసే వైద్యుల విభాగం. క్లినికల్ టాక్సికాలజీ (Clinical toxicology) కూడా ఇదే విధంగా ఉంటుంది, ఇందులో ఫార్మసిస్ట్ (pharmacists) మరియు నర్సులు కూడా పాల్గొంటారు.

ఫోరెన్సిక్ టాక్సికాలజీ

ఫోరెన్సిక్ టాక్సికాలజీ (Forensic toxicology) చట్టానికి మరియు పోలీసులకు సహాయపడుతుంది. మరణించిన వారి నుండి లేదా నేరాల్లో ఉన్న వారి నుండి రక్తం, జుట్టు వంటి నమూనాలను సేకరించి పరీక్షలు చేస్తారు. వారు విశ్లేషణాత్మక రసాయన శాస్త్రం (analytical chemistry) ఉపయోగించి శరీరంలో మందులు లేదా విషాలు ఉన్నాయేమో గుర్తిస్తారు. దీనివల్ల అసలేం జరిగిందో పోలీసులకు అర్థమవుతుంది.

వృత్తిపరమైన మరియు పర్యావరణ టాక్సికాలజీ

ఆక్యుపేషనల్ టాక్సికాలజీ (Occupational toxicology) పని ప్రదేశాల్లో రసాయనాల వల్ల కార్మికులకు హాని కలగకుండా చూస్తుంది. పర్యావరణ టాక్సికాలజీ (Environmental toxicology) గాలి, నీరు మరియు అడవి జంతువులపై విషాల ప్రభావం ఎలా ఉందో అధ్యయనం చేస్తుంది.

కంప్యూటేషనల్ టాక్సికాలజీ

ఇది శక్తివంతమైన కంప్యూటర్లు మరియు గణిత నమూనాలను ఉపయోగించే కొత్త రకం. కొత్తగా తయారుచేసే రసాయనం విషపూరితమా కాదా అని కృత్రిమ మేధ (artificial intelligence) మరియు డీప్ లెర్నింగ్ (deep learning) ద్వారా ముందే ఊహిస్తారు.

టాక్సికాలజిస్ట్ పాత్ర

టాక్సికాలజిస్ట్ అంటే రసాయనాలు ఎంతవరకు హాని చేస్తాయో అధ్యయనం చేసే వ్యక్తి. వీరు కళాశాలలు, ఆసుపత్రులు లేదా ప్రభుత్వ సంస్థలలో పని చేస్తారు.

ఎలా అవ్వాలి?

టాక్సికాలజిస్ట్ అవ్వాలంటే సాధారణంగా టాక్సికాలజీ, జీవశాస్త్రం, లేదా రసాయన శాస్త్రంలో డిగ్రీ ఉండాలి. శరీరం ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు రసాయనాలు ఆ పనిని ఎలా మారుస్తాయి అనే విషయాలను వీరు చదువుతారు. చాలా మంది టాక్సికాలజిస్టులు గణాంకాలు (statistics) మరియు గణితాన్ని కూడా నేర్చుకుంటారు. మెడికల్ టాక్సికాలజిస్ట్ అవ్వాలనుకునే వైద్యులు అదనంగా శిక్షణ పొంది ప్రత్యేక పరీక్షలు పాస్ అవ్వాల్సి ఉంటుంది.

వారు ఏం చేస్తారు?

టాక్సికాలజిస్టులకు చాలా బాధ్యతలు ఉంటాయి:

రసాయనాల యొక్క సురక్షిత స్థాయిలను కనుగొనడానికి ప్రయోగాలు చేస్తారు.

కొత్త మందులు మనుషులకు సురక్షితమేనా అని తనిఖీ చేస్తారు.

కాలుష్యం (pollution) భూమిని ఎలా పాడుచేస్తుందో అధ్యయనం చేస్తారు.

నేర జరిగిన చోట విషాల కోసం వెతుకుతారు.

ప్రజల ఆరోగ్యాన్ని కాపాడటానికి చట్టాలు రూపొందించడంలో ప్రభుత్వానికి సహాయపడతారు.

ఇవి కూడా చూడండి

బయోఎథిక్స్

బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్

కణ జీవశాస్త్రం

లిమ్నాలజీ

అణు జీవశాస్త్రం

జీవకారుణ్య శాస్త్రం

పరాన్నజీవి శాస్త్రం

రేడియోబయాలజీ

మట్టి జీవశాస్త్రం

బాహ్య లింకులు

టాక్సికాలజీ సొసైటీ