Źródła substancji 

genotoksycznych w środowisku 

przyrodniczym

Substancje

 

genotoksyczne

Substancje genotoksyczne charakteryzują 
się zdolnością wywoływania trwałych zmian 
w zapisie lub realizacji (ekspresji) informacji 
genetycznej zakodowanej w komórkach 
w sekwencjach nukleotydów tworzących 
łańcuchy kwasu dezoksyrybonukleinowego 
(DNA) i w konsekwencji mogą inicjować 
rozwój 

nowotworów złośliwych. 

Zmiany te 

noszą w terminologii genetycznej nazwę 

mutacji. 

Skutki

Ich skutkiem może być zupełne wypadnięcie 

funkcji niektórych genów komórkowych lub też 

zmiany polegające na zamianie nukleotydów w 

DNA, co powoduje zakłócenia w zdolności do 

wiązania się 

z odpowiednimi receptorami w komórce. 

Wiele czynników zewnętrznych, takich jak: 

różnego rodzaju promieniowanie (np. UV, 

promienie RTG), czynniki biologiczne (np. 

wirusy), różnorodne substancje chemiczne 

wpływa mutagennie na komórki organizmu 

ludzkiego zwiększając liczbę komórek 

nieprawidłowych, a więc „ognisk” nowotworu. 

Genotoksyczność czynników 

środowiskowych 

 

 

ozon

ruch 

komunikacyjny

 

 

 

↓

↓

 

 

przemysł

chemiczny i in.

→

 

 
POPULACJA 
LUDZKA

←

dym

papierosowy 

materiały 

budowlane 

→

←

powietrze 

w 

pomieszczeniach

chemizacja 

rolnictwa 

→

←

mikotoksyny

i inne 

zanieczyszczenia 

żywności

 

 

↑

↑

 

 

 

 

leki

radon

 

 

Człowiek narażony jest na działanie kilku takich czynników 
jednocześnie, a ponadto pewne substancje rakotwórcze są 
kumulowane w organizmie. Objawy kliniczne mogą wystąpić po 10, 15 
i więcej latach od narażenia organizmu na daną toksynę

Obecnie wiadomo, że ok. 80% nowotworów ma związek z czynnikami 
środowiskowymi, 
z czego ok. 35%, to czynniki tzw. żywieniowe

Zwiększające się z roku na rok występowanie chorób 

nowotworowych wzbudza wielkie zaniepokojenie na 

całym świecie. . .

W Polsce nowotwory złośliwe są przyczyną około 

20%

 

zgonów. 

Szczególnie wysoka zachorowalność 

występuje 
w województwach nadmorskich i Polski południowo-
zachodniej, co, obok czynników stylu życia (np. 
palenie papierosów), może mieć związek ze 
skażeniem środowiska przyrodniczego i częstością 
narażeń przemysłowych. 
 

Aby zminimalizować prawdopodobieństwo wystąpienia 

choroby nowotworowej 

należy poznać substancje 

genotoksyczne. 

Często w wielu artykułach spożywczych mogą także znajdować się 
substancje rakotwórcze. Znajomość stopnia szkodliwości tych 
substancji pozwoli na wyeliminowanie z diety substancji o silnym 
działaniu kancerogennym 
i ograniczenie do rozsądnych ilości spożycie substancji, które dopiero 
w dużych dawkach stają się niebezpieczne. Substancje rakotwórcze 
zawarte 
w roślinach i w substancjach roślinnych przeznaczonych do 
bezpośredniej konsumpcji, używanych jako pasze lub jako leki 
naturalne są dotychczas rozpoznane w różnym stopniu.

Należy podkreślić, że wyniki badań przeprowadzonych na 
zwierzętach nie zawsze można w sposób prosty przenosić na ludzi. 
Substancje, które zostały uznane za rakotwórcze, wywołują bowiem 
często schorzenia nowotworowe tylko u określonych gatunków 
zwierząt (w tym u ludzi); niektóre z nich tylko 
u określonej płci, w określonym wieku lub w określonym narządzie.

Wolne rodniki

Chemiczne substancje genotoksyczne należą do ksenobiotyków 
zazwyczaj trudno rozpuszczalnych w wodzie. Po wniknięciu do 
organizmu, pod wpływem różnych enzymów, przekształcają się w 
aktywne metabolity, które oddziałują 
z DNA. Detoksykacja i wydalanie tych związków z organizmu odbywa się 
przez sprzęganie ich, na przykład z glutationem, przy czym tworzą się 
rozpuszczalne 
w wodzie koniugaty, wydalane następnie z moczem. Panuje pogląd, że 
równowaga pomiędzy tymi procesami może warunkować osobniczą 
wrażliwość na nowotwory zależne od wpływu zewnętrznych czynników 
rakotwórczych. Dotyczy to np. raka płuc, rozwijającego się pod 
wpływem dymu tytoniowego.

Badania ostatnich kilkudziesięciu lat wskazują na szczególną 
szkodliwość wolnych rodników, czyli grup atomów mających 
niesparowane elektrony, które generują działanie czynnika 
mutagennego. Źródłem wolnych rodników są między innymi: WWA 
(wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne) 
z zanieczyszczeń powietrza, dymu papierosowego i pożywienia, a 
także aminy heterocykliczne z pożywienia i dymu papierosowego, 
ozon.

Źródła substancji genotoksycznych w 
środowisku przyrodniczym – przykłady:

Chemizacja agroekosystemów

Insektycydy fosforoorganiczne (IFO)

IFO

 są obecnie powszechnie stosowane jako insektycydy ze względu 

na znaczną skuteczność oraz krótki okres karencji. Zostały 
wprowadzone po stwierdzeniu ujemnych skutków wywoływanych 
przez insektycydy o innej budowie chemicznej np. 
chlorowcopochodne DDT, kumulujące się w organizmach żywych i 
zanieczyszczające w sposób trwały ekosystemy. Okazało się 
jednakże, że produkty rozpadu IFO (wtórne metabolity) 
w środowisku przyrodniczym (glebach, wodach, powietrzu, płodach 
rolnych, tkankach zwierząt) są bardziej toksyczne niż związki 
wyjściowe. Związki te wywołują uszkodzenia DNA, wykazują 
działanie mutagenne, teratogenne 
i kancerogenne. Efekty genotoksyczne stwierdzono u ludzi 
pracujących przy opryskiwaniu pól insektycydami 
fosforoorganicznymi.

Herbicydy bipirydylowe i fenoksylowe

W Polsce jest stosowany parakwat (PQ), pochodna bipirydylowa oraz 
najpowszechniej stosowany (48% wszystkich używanych w Polsce 
herbicydów) kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy (2,4-D) i jego pochodne. 
PQ i 2,4-D wchodzą 
w skład wielu preparatów powszechnie stosowanych do niszczenia 
niepożądanej roślinności na polach uprawnych, szkółkach leśnych, w 
środowisku wodnym rzek, jezior, kanałów i innych zbiorników, 
zwiększając w ten sposób wielkość narażenia środowiska 
przyrodniczego na genotoksyczne związki chemiczne. Najbardziej 
narażeni na te herbicydy są pracownicy zatrudnieni przy ich produkcji, 
obrocie handlowym, pakowaniu i przepakowywaniu oraz osoby 
wykonujące opryski i inne zabiegi ochrony roślin. Pestycydy te i ich 
metabolity stanowią podstawowe źródło narażenia na zatrucie 
żywności i wód.  

U ludzi powoduje uszkodzenie płuc, nerek, nadnerczy, wątroby i 
mózgu. Wykazuje działanie silnie genotoksyczne. 

Konsekwencją uszkodzeń wywołanych przez 2,4-dichlorofenoksyoctowy 
i pochodne jest przede wszystkim wzrost chorób genetycznych u 
przyszłych pokoleń. U ludzi pracujących przy opryskach tymi 
herbicydami stwierdzono wzrost częstości spontanicznych aberracji 
chromosomalnych i zwiększoną wrażliwość komórek na mutagenezy 
chemiczne. Stwierdzono również, że pod wpływem 2,4-D zachodzą 
istotne zmiany w systemie nerwowym człowieka.

Okres aktywności dla 2,4-D wynosi średnio dwadzieścia kilka dni, mimo 
to związek ten stosowany w najmniejszych dopuszczalnych dawkach 
(0,06-0,1%) może się kumulować w roślinach, pozostając znacznie 
dłużej np. w ziemniakach.      

Uzdatnianie na cele wodociągowe wód 
powierzchniowych 
i infiltracyjnych

Ze względu na to, iż procesom uzdatniania poddawane są głównie wody 
powierzchniowe, chlorowanie ich prowadzi do ubocznych produktów 
dezynfekcji o potencjalnych właściwościach mutagennych i 
kancerogennych.

Ponieważ nadrzędnym celem uzdatniania jest otrzymanie czystości 
mikrobiologicznej wody nie zagrażającej zdrowiu czy życiu konsumentów 
(WHO, 1998), stosowane są duże dawki utleniaczy chemicznych. 
Dezynfekcja wody, zawierającej naturalne i antropogeniczne 
zanieczyszczenia organiczne, utleniaczami chemicznymi, a szczególnie 
chlorem 

generuje powstawanie licznych chlorowcopochodnych 

organicznych o właściwościach genotoksycznych. 

W wyniku chlorowania mogą się tworzyć trójhalogenometany (THM), 
pochodne metanu zawierające w jednej cząsteczce trzy atomy 
chlorowców.

Badania prowadzone w Finlandii od połowy lat 70. ubiegłego wieku, 
dowiodły związku pomiędzy aktywnością mutagenną chlorowanej wody 
do picia, 
a przypadkami zachorowań ludzi na nowotwory nerek i pęcherza 
moczowego.

Migracja substancji genotoksycznych z 
opakowania
do produktu

Migracja styrenu i etylobenzenu (polimeryzacja typu winylowego) 
do produktów żywnościowych z naczyń polistyrenowych 

Naczynia polistyrenowe są powszechnie stosowane jako kubki 
jednorazowego użytku, opakowania jogurtów, lodów, deserów 
mlecznych, margaryn itp. 
Polistyren otrzymuje się w procesie polimeryzacji styrenu, którego 
część pozostaje 
w tworzywie na skutek niepełnej polimeryzacji. Styrenowi bardzo często 
towarzyszy etylobenzen, gdyż styren otrzymuje się wskutek 
katalitycznego odwodornienia tej substancji. Obecność wspomnianych 
substancji w tworzywie jest także spowodowana procesami 
depolimeryzacji, degradacji i destrukcji materiałów pod wpływem 
takich czynników, jak: temperatura, promieniowanie, naprężenia 
mechaniczne, oddziaływanie związków chemicznych.

Zarówno styren, jak i etylobenzen mają szkodliwy wpływ na organizmy 
żywe. 
U ludzi narażonych na działanie par tych substancji występują 
podrażnienia skóry, błon śluzowych oczu, nosa i gardła. Styren 
wykazuje również negatywne działanie na centralny układ nerwowy, a 
także zwiększa częstotliwość aberracji chromosomalnych 
obserwowanych w ludzkich limfocytach. 

Migracja polichlorodibenzi-p-dioksyny (PCDD)

z bielonej tektury 

W trakcie badań nadzorowanych przez amerykańskie Ministerstwo 
Żywności 
i Leków stwierdzono wśród substancji migrujących z bielonej tektury 
obecność polichlorodibenzi-p-dioksyny (PCDD). Bielona tektura jest 
stosowana między innymi do pakowania ryżu. Toksyczność PCDD jest 
kilka tysięcy razy silniejsza od toksyczności cyjanku potasu [Biłyk, 
Głomba 2000]. Z oddziaływaniem kancerogennym PCDD łączone jest 
występowanie mięśniaków tkanki miękkiej 
i raka wątroby [Safe, Hutzinger 1990].

Czas połowicznego trwania polichlorowanych dibenzodioksyn w 
organizmie ludzkim wynosi 7-11 lat. 

Migracja estrów kwasu ftalowego z worków (wykonanych z PCW) 

stosowanych w medycynie do przechowywania krwi

Estry kwasu ftalowego stosowane są jako plastyfikatory podczas produkcji PCW. 
W workach z PCW przechowywana jest krew do transfuzji. W krwi konserwowanej i 
w jej preparatach oraz w tkankach pacjentów leczonych krwią pobieraną ze 
wspomnianych pojemników wykryto ftalan di-2-etyloheksylu (DEHP). W tej samej 
krwi stwierdzono również obecność produktów hydrolizy DEHP m.in. ftalano mono-
2-etyloheksylu. 

Badania na zwierzętach wykazały, że związki te, w stężeniu występującym w krwi 
przechowywanej w pojemnikach z PCW przez kilka tygodni, powodują, w 
badaniach in vitro, 50% zahamowanie wzrostu komórek kultury tkankowej wątroby 
myszy i szczurów, a w większych stężeniach także krwotoki płucne, powstawanie 
niepłodności, mutagenność oraz teratogenność dla płodu. Informacje na temat 
zanieczyszczenia płynów dożylnych substancjami migrującymi z pojemników i 
przyrządów infuzyjnych z PCW zrodziły zrozumiałe wątpliwości co do bezpiecznego 
stosowania tych wyrobów [Homorowski 1989]. Zwłaszcza dotyczy to pacjentów 
obarczonych największym ryzykiem, tzn. noworodków, ludzi chronicznie chorych, 
ze wskazaniem do wzmożonego odżywiania dożylnego, wymagających transfuzji 
powtarzanych lub wymiennych. 
 

Badania składu substancji obcych migrujących z PCW do płynów 
parenteralnych wykazały, że chorzy otrzymujący infuzje dożylne są 
narażeni na wprowadzenie tą drogą do krwioobiegu co najmniej 

15 

różnych związków chemicznych

, a ich zawartość w płynie podczas 

infuzji przez 8 godzin waha się od kilku nanogramów do kilku 
miligramów, w zależności od składu roztworu parenteralnego. 
Opisano objawy nieswoistego zapalenia wątroby 
u pacjentów po zabiegu hemodializy, wykonanym za pomocą 
aparatu, 
w którym dreny wykonane były z polichlorku winylu zmiękczonego 
DEHP. Poważnym sygnałem alarmującym było doniesienie na temat 
objawów żółtaczki i ciężkiego uszkodzenia wątroby u osób, w 
leczeniu których zastosowano zestawy z PCW, w osoczu tych 
chorych wykryto podwyższony poziom estrów kwasu ftalowego.

Leki

Brak selektywnego działania leków 
przeciwnowotworowych jest powodem pojawiania się, 
po latach, wtórnych nowotworów. 
W wyniku nieselektywnego działania tych leków, mogą 
one nieznacznie uszkodzić DNA również w innych, 
nienowotworowych komórkach. Mechanizm działania 
leków stosowanych w chemioterapii  jest podobny do 
działania mutagennego, prowadzącego często do zmian 
nowotworowych. Zmiany w chromosomach limfocytów 
krwi obwodowej obserwowano również u pracowników 
szpitali, stykających się z lekami stosowanymi w 
leczeniu onkologicznym.

Działanie genotoksyczne mają również leki stosowane 
w innych schorzeniach. Na przykład rezerpina, która 
jest bardzo skutecznym środkiem uspokajającym i 
lekiem stosowanym przy nadciśnieniu oraz przeciw 
arytmii serca. Preparaty zawierające rezerpinę znajdują 
się pod ok. 250 nazwami. Rezerpina stosowana jest w 
praktyce weterynaryjnej jako środek uspakajający i 
usypiający. Także genotoksyczna tanina występująca 
powszechnie w roślinach znajduje również 
zastosowanie w lecznictwie, zwłaszcza w leczeniu 
rozległych oparzeń.

Dziękuję za uwagę