Toksykologia

Prof. dr hab. Elżbieta Kostyra

Prof. dr hab. Elżbieta Kostyra

Katedra Biochemii

Wydział Biologii

Czynniki

biologiczne

3

3

Do najistotniejszych czynników

biologicznych, warunkujących toksyczność,
należą:

1.

wiek,

2.

płeć,

3.

hormony,

4.

sposób odżywiania,

5.

stan zdrowia.

Ksenobiotyki

są metabolizowane w wielu

przemianach, które mogą podlegać wpływowi
czynników genetycznych wewnętrznych oraz
zewnętrznych, a także środowiskowych

.

4

4

Wiek i rozwój osobniczy

Układy enzymatyczne matki są odpowiedzialne

za

detoksykocję

i

biotransformację

ksenobiotyków

w organizmie matki i płodu.

Zwiększenie aktywności enzymatycznej zostaje

zainicjowane u dziecka dopiero po urodzeniu, np.

zdolność wątroby do przemiany ksenobiotyków w

układzie monooksygenaz jest bardzo mała lub w

ogóle jej nie ma w drugim i trzecim trymestrze

ciąży, a ujawnia się dopiero po urodzeniu.

Różne komponenty wątrobowego systemu

monooksygenaz,

cytochrom P-450

,

reduktaza

NADPH-cytochrom P-450

,

dehydrogenaza alkoholowa

(ADH)

wykazują zmienne sekwencje rozwojowe.

5

5

Wiek i rozwój osobniczy

Aktywność

dehydrogenazy alkoholowej

(ADH),

enzymu znajdującego się w

wątrobie, ulega sukcesywnemu
zwiększeniu w czasie całej ontogenezy.

Zbadano aktywność ADH w skrawkach

świeżej wątroby, w różnych okresach
rozwoju płodu, noworodka, wieku
dziecięcym i u dojrzałego człowieka.

6

6

Zwiększenie aktywności ADH w

tkance wątrobowej człowieka

Wiek Masa wątroby (g)

Wiek Masa wątroby (g)

ADH

ADH

(mj./g świeżej tkanki)

(mj./g świeżej tkanki)

Płód 2-3 miesiące 22

111
3-4 miesiące 35
155
4-5 miesięcy 160
246
5-6 miesięcy 500
328

Dziecko 2 lata
620
5 lat
3170
15 lat
1940

Dorośli 20 lat
1625
50 lat
2040
> 50 lat

6530

7

7

Ogólnie można uznać, że organizm

Ogólnie można uznać, że organizm

noworodka zarówno zwierząt, jak i

noworodka zarówno zwierząt, jak i

człowieka, ze względu na niedostateczne

człowieka, ze względu na niedostateczne

wykształcenie wszystkich

wykształcenie wszystkich

enzymatycznych układów

enzymatycznych układów

detoksykacyjnych, jest bardziej wrażliwy

detoksykacyjnych, jest bardziej wrażliwy

na zatrucia.

na zatrucia.

Również w wieku podeszłym, wskutek

Również w wieku podeszłym, wskutek

wyczerpywania się czynności, organizm

wyczerpywania się czynności, organizm

staje się bardziej podatny na działanie

staje się bardziej podatny na działanie

trucizn.

trucizn.

Z badań przeprowadzonych u ludzi w

różnych grupach wieku wynika, że nerki

stanowią narząd o wyraźnych tendencjach

do zmian starczych.

8

8

Płeć

Szybkość metabolizowania substancji

obcych zależy od płci. Różnice te pojawiają się

w okresie dojrzewania i utrzymują się przez

cały okres dojrzałego życia człowieka i ssaków.

Dojrzałe samce szczurów metabolizują

ksenobiotyki z większą skutecznością niż

samice. Dotyczy to:

hydroksylacji

heksobarbitalu

,

N-demetylacji

aminofenazonu

,

tworzenia glukuronidów

o-aminofenolu

, sprzęgania z glutationem

substratów arylowych.

9

9

Płeć

Aktywność sprzęgania p-nitrofenolu z kwasem glukuronowym u

dojrzałych świnek morskich (nmol/min na mg białka

mikrosomalnego ± SD)

Tkanka Samice

Tkanka Samice

Samce

Samce

Wątroba 47,1

Wątroba 47,1

±

±

1,5

1,5

78,0

78,0

±

±

12,6

12,6

Płuca 1,1

Płuca 1,1

±

±

0,2

0,2

1,8

1,8

±

±

0,9

0,9

Nerki 18,5

Nerki 18,5

±

±

3,7

3,7

17,6

17,6

±

±

1,3

1,3

Jelito cienkie 0,6

Jelito cienkie 0,6

±

±

0,3

0,3

0,6

0,6

±

±

0,1

0,1

Są następujące różnice działania toksycznego związków na
samce i samice różnych gatunków. Przykładem większej
toksyczności dla samic są w przypadku:

Szczura

– fenylotionofosfonian O-etylo-O-p nitrofenyl (EPN),

warfaryna, strychnina.

Kota

– dinitrofenol;

Królika

– benzen;

Myszy

– kwas foliowy.

Przykładem większej toksyczności dla samców są w
przypadku:

Szczura

– ołów, epinefryna, ergotamina;

Myszy

–

nikotyna;

Psa

– digitoksyna.

10

10

Różnice w toksyczności zależne od płci mają

ścisły związek z enzymatyczną
biotransformacją, będącą pod wpływem
hormonów płciowych.

Heksobarbital

-

jest bardziej toksyczny dla

samic szczurów

Aldryna

–

jest bardziej toksyczna dla samców

szczurów

Paration

-

jest bardziej toksyczny dla samic

szczurów

W związku z tym przyjęto ogólną regułę

funkcjonującą w toksykologii ludzkiej, która
uważa kobiety za bardziej podatne na zatrucia
wieloma ksenobiotykami, a zwłaszcza lekami
psychotropowymi oraz pestycydami.

11

11

Hormony

Hormony stanowią nadrzędne piętro regulacji

przemian fizjologicznych przez bezpośredni lub

pośredni wpływ na układy enzymatyczne.

Dotyczy to przede wszystkim wpływu na

biotransformację ksenobiotyków na drodze

aktywacji lub hamowania enzymów biorących

udział w oksydacji, hydroksylacji, redukcji oraz

procesach sprzęgania metabolitów.

Są liczne dowody doświadczalne świadczące o

tym, że niedobór lub nadmiar hormonów może w
zasadniczy sposób zmieniać metabolizm trucizn.

Do takich hormonów należy hormontyreoidowy –

tyroksyna i hormony nadnercza.

12

12

Hormon tyreoidowy - tyroksyna

Tyroksyna

–

zmienia

aktywność

mikrosomalnych enzymów wątrobowych,
metabolizujących ksenobiotyki i wiele
leków.

Usunięcie gruczołu tarczowego szczurom

prowadzi do zwiększonej wrażliwości na
heksobarbital i oksazolaminę, co łączy się ze
zmniejszoną zdolnością wiazania cytochromu
P-450 z heksobarbitalem.Podanie szczurom
pozbawionym gruczołu tarczycznego lub
przysadki,tyroksyny powoduje wzrost
aktywności transferazy glutationowej bardzo
ważnej w sprzęganiu leków.

13

13

Hormony nadnercza –

modulują istotnie aktywność

wątrobowych enzymów mikrosomalnych

Adrenalektomia –

osłabia metabolizm

aminofenazonu i heksobarbitalu, a podanie
zwierzętom kortyzonu lub prednizolonu
przywraca aktywność przemiany do poziomu
normalnego.

Insulina

Cukrzyca interferuje z działaniem

androgenów, zwiększając zależność układów
metabolizujących ksenobiotyki u szczurów od
hormonów płciowych.

14

14

Hormony przysadki

Regulują czynności gruczołu tarczowego,

nadnerczy, gruczołów płciowych i dlatego są
uważane za nadrzędne piętro hormonalne.

Usunięcie przysadki u zwierząt prowadzi do

zmniejszenia aktywności enzymów

metabolizujących leki. Podanie hormonu

adrenokortykotropowego (ACTH) przywraca

normalną aktywność biotransformacji leków i

ksenobiotyków.

15

15

Losy trucizn w organizmie

Niezależnie od drogi podania, substancje chemiczne

ulegają w organizmie wielu różnorodnym procesom.

Całość procesów, określających los substancji obcych w

organizmie, nazywamy metabolizmem ksenobiotyków.

Głównymi procesami metabolizmu ksenobiotyków w

organizmie są:

1.

Procesy transportu –

substancje przechodzą przez

błony biologiczne

-

wchłanianie

-

rozmieszczenie (dystrybucja)

-

wydalanie

2.

Procesy biochemiczne (biotransformacja) –

w

przemianach enzymatycznych lub nieenzymatycznych
ksenobiotyki ulegają przekształceniu do jednego lub
kilku metabolitów.

16

16

Losy ksenobiotyków w organizmie: X –

ksenobiotyk, M – metabolit, R – receptor, B –

białko osocza, B` - białko narządów.

Substancje
dodatkowe
żywności

18

18

„Głodny żołądek
rzadko gardzi
pospolitym jadłem”

Horatius

19

19

Pirami

da

żywnoś

ci

20

20

Żywność modyfikowana

KULINARNIE



gotowanie



pieczenie



mrożenie



mikrofalowani
e



konserwowani
e

CHEMICZNIE



wprowadzanie,

modyfikowanie
grup
funkcyjnych:
fosforylacja,
glikacja,
transestryfikacja
, utlenianie



hydroliza

enzymatyczna i
chemiczna



dodatki do

żywności

FIZYCZNIE



pasteryzacja



presuryzacja



napromieniowa
nie



mechanoliza

GENETYCZNIE



mutacje naturalne



mutacje

doświadczalne
(świadome i
spontaniczne)



mutacje

transgeniczne

21

21

Substancje dodatkowe

Ustawa z dnia

25 listopada 1970

roku

o warunkach zdrowotnych

żywności i żywieniu (Dz. U., 1970, nr
29, poz. 245) wyróżnia 3 pojęcia:

1.

Środki spożywcze

2.

Używki

3.

Substancje obce

22

22

Środkami spożywczymi

w

w

rozumieniu Ustawy są substancje lub

rozumieniu Ustawy są substancje lub

ich mieszaniny zawierające składniki

ich mieszaniny zawierające składniki

potrzebne do odżywiania organizmu

potrzebne do odżywiania organizmu

ludzkiego i przeznaczone w stanie

ludzkiego i przeznaczone w stanie

naturalnym lub po przerobieniu do

naturalnym lub po przerobieniu do

spożywania przez ludzi.

spożywania przez ludzi.

Używkami

są substancje albo ich

są substancje albo ich

mieszaniny nie zawierające

mieszaniny nie zawierające

składników odżywczych lub

składników odżywczych lub

zawierające je w ilościach nie

zawierające je w ilościach nie

mających znaczenia dla odżywiania

mających znaczenia dla odżywiania

organizmu ludzkiego.

organizmu ludzkiego.

23

23

Substancjami obcymi

są substancje nie

są substancje nie

odpowiadające określonym dla środków

odpowiadające określonym dla środków

spożywczych i używek, a znajdujące się w

spożywczych i używek, a znajdujące się w

nich lub na ich powierzchni. W szczególności

nich lub na ich powierzchni. W szczególności

są to

są to

substancje dodatkowe,

zanieczyszczenia techniczne

i

i

zanieczyszczenia przypadkowe

.

.

W ustawodawstwie innych państw, za

substancje dodatkowe

uważa się zwykle te,

uważa się zwykle te,

które nie posiadają wartości odżywczej, a są

które nie posiadają wartości odżywczej, a są

dodawane celowo do żywności w niewielkich

dodawane celowo do żywności w niewielkich

ilościach dla uzyskania poprawy wyglądu,

ilościach dla uzyskania poprawy wyglądu,

smakowitości, konsystencji oraz

smakowitości, konsystencji oraz

przedłużenia okresu przydatności do

przedłużenia okresu przydatności do

spożycia.

spożycia.

24

24

Rozstrzygnięcie, co jest substancją

dodatkową, może w niektórych przypadkach
napotykać na trudności. Przykładem mogą
być dodatki zapachowe.

1.

Produkty spożywcze zawierające duże ilości

związków zapachowych, np. cebula,
pomarańcze;

2.

Zioła i przyprawy;

3.

Wyizolowane składniki zapachowe owoców,

warzyw, ziół i przypraw w postaci koncentratów;

25

25

4.

Wyizolowane składniki zapachowe
owoców, warzyw, ziół i przypraw z
dodatkiem substancji syntetycznych,
identycznych z naturalnymi;

5.

Esencje zapachowe, przygotowane z
substancji syntetycznych,
identycznych z naturalnymi;

6.

Esencje zapachowe, przygotowane z
substancji syntetycznych, sztucznych,
nie występujących w żywności, lecz
uznanych za nieszkodliwe dla zdrowia
człowieka.

26

26

Zgodnie z ustawodawstwem polskim

pierwsze dwie grupy nie są
substancjami dodatkowymi.

Za substancje dodatkowe uważane są:

witaminy A i D

dodawane do margaryny,

węglan wapniowy

dodawany do mąki.

W Belgii za substancje dodatkowe

uznane są tylko

esencje syntetyczne,

sztuczne

.

Dodatki

uszlachetniające

żywność

28

28

Barwniki

Barwniki klasyfikuje się wg różnych kryteriów,

np. pochodzenia, rozpuszczalności, barwy.
Biorąc pod uwagę pochodzenie, wyróżnia się:

•

Barwniki naturalne – występujące jako

roztwory wodne lub olejowe, emulsje, zawiesiny,
preparaty suche, wysuszone soki lub preparaty
na nośnikach oraz mikrokapsułkowane

•

Identyczne z naturalnymi, otrzymane na

drodze syntezy chemicznej

•

Syntetyczne – w postaci proszku i granulatu,

past, roztworów wodnych

•

Nieorganiczne – są to najczęściej pigmenty

•

Barwiące części roślin

Barwniki

Kod

Nazwa

chemicz

na

Szkodliwe

skutki uboczne

Znaki

szczególne

E 128

Amarant

Niesłusznie
uznawany za
rakotwórczy

Czerwony
rzadko
stosowany

E

150a

do

150d

Karmele
(różne)

Niektóre produkty

uboczne toksyczne
dla limfocytów T i B
(szczur). Nie

testowany na
człowieku.

Ciemnobrązow
e lub czarne.
Bardzo często

stosowane.

E 127

Erytrozy

na

Mutagenna.
Wzmaga tworzenie
się nowotworów
tarczycy u

szczurów.

Czerwona.

Zakazana w
niektórych
krajach.

E 102

Tartrazy
na

Zauważono
wywoływanie

alergii, czasem w
połączeniu z
aspiryną.

Żółta.

Barwniki

Kod

Nazwa

chemiczn

a

Szkodliwe

skutki uboczne

Znaki

szczególne

E 122

Azorubina

Nie odnotowano
żadnej
toksyczności.

Czerwona.
Stosowana
także w
drukarstwie i

farbiarstwie.

E 124

Czerwień
koszenilo
wa

Żadnego działania
rakotwórczego.

Czerwony.

E

160a

do

160f

Karotenoi
d

Zaobserwowano

występowanie
alergii.

Różne odcienie
wiele rodzajów.

E 141

Chlorofile

Zaobserwowano

występowanie
alergii.

Zielone. Wiele
rodzajów.

E 100 –

kurkuma

E 101 –

laktoflawina

ryboflawina

E 101a –

fosforan

5-ryboflawiny

E 102 –

tartrazyna

E 104 –

żółcień

chinolinowa

E 110 –

żółcień

pomarańczowa

E 120 –

koszenila

E 122 –

azorubina

E 123 –

amarant

E 124 –

czerwień

koszenilowa

E 127 –

erytrozyna

E 131 –

błękit patentowy

V

E 132 –

indygotyna,

indygokamina

E 133 –

błękit brylantowy

FCF

E 140 –

chlorofil

E 141 –

kompleks

miedziowy
chlorofilu i

chlorofiliny

E 142 –

zieleń brylantowa

BS

E 150 –

karmel

E 151 –

czerń brylantowa

BN

E 153 –

węgiel drzewny

E 160a -

, -, -, -karoten

E 160b –

annatto, biksyna,

norbiksyna

E 160c –

kapsantyna,

kapsorubina

32

32

E 160d –

likopen

E 160e -

-apo-

8`karotenal

E 160f –

ester etylowy

-apo-

8`karotenalu

E 161 –

ksantofile

E 161a –

flawoksantyna

E 161b –

luteina

E 161c –

kryptoksantyna

E 161d –

rubiksantyna

E 161e –

wiolaksantyna

E 161f –

rodoksantyna

E 161g –

kantaksantyna

E 162 –

czerwień

buraczana
betanian

E 163 –

antocyjany

E 170 –

węglan wapniowy

E 171 –

dwutlenek

tytanu

E 172 –

tlenki i

wodorotlenki żelaza

E 173 –

glin

E 174 –

srebro

E 175 –

złoto

33

33

Konserwanty

Mają na celu zmniejszenie, względnie

całkowite zahamowanie procesów biologicznych
powodowanych działaniem mikroflory lub
enzymów tkankowych, które są odpowiedzialne
za psucie się lub obniżenie jakości żywności.

Ponadto często zwiększa bezpieczeństwo

żywności zahamowanie przez konserwanty
namnażania się drobnoustrojów
chorobotwórczych lub biosyntezy toksyn
mikrobiologicznych.

34

34

Konserwanty

Wśród konserwantów stosowanych do utrwalania

żywności, można wyróżnić dwie zasadnicze grupy:

•

Antyseptyki

– związki o stosunkowo prostej

budowie powstające w syntezie chemicznej. Mają
one lub nie, swoje odpowiedniki w przyrodzie.
Zwykle się stosuje w ilościach poniżej 0,2%.

•

Antybiotyki

– związki wytwarzane przez

drobnoustroje. Mają skomplikowaną budowę i
działają w bardzo małych dawkach, od kilku do
kilkuset części na milion.

35

35

Konserwanty

Szkodliwe skutki uboczne

Same w sobie są mało toksyczne.
Podejrzewa się je o pośrednią
toksyczność z powodu ich możliwego
udziału w tworzeniu nitrozoamin.

Kod

Nazwa

chemiczna

E 249,

E 250

Azotyny

Hamują rozwój Clostridium
botulinum. Rzadko zdarzają się
przypadki zatrucia u człowieka.
Bierze udział w powstawaniu
nitrozoamin. Są antywitaminami,
mogą wywołać alergie.

E 251,

E 252

Azotany

E 280

Kwas

propionowy

Powoduje uszkodzenia komórek
mogące przerodzić się w nowotwory (u
szczurów po długim stosowaniu)

36

36

Kod

Nazwa

chemiczna

Szkodliwe skutki uboczne

E 200

do

203

Kwas

sorbowy i

jego sole

Doskonały środek zapobiegający psuciu się
produktów żywnościowych (chyba, że procesy
gnilne są zbyt zaawansowane) i, w mniejszym
stopniu, antybakteryjny. Nietoksyczne z
wyjątkiem E 201 (rzadko stosowany sorbinian
sodu), uznanej za mutagen.
Toksyczny pośrednio – kwas sorbowy wchodzi
w reakcję z azotynami, dając substancje
mutagenne. W przypadku E 202 nie zauważono
żadnych podejrzanych efektów.

E 221

do E

227

(bez E

225)

Siarczyn,

dwusiarczyn

Doskonały środek bakteriobójczy.
Antywitamina B1, niektóre są mutagenne dla
bakterii. U wszystkich astmatyków
zaobserwowano alergie, nawet przy
minimalnych dawkach. Odnotowano uporczywe
bóle głowy. W niektórych krajach zakazany.

E 221

Benzoesan

sodu

Odnotowano sporadyczne pojawianie się
alergii, migreny, świądu, pokrzywki. Kwas
benzoesowy i jego pochodne są bardzo
podejrzane (E 210 do E 219).

E 290

Dwutlenek

węgla

Rzadziej stosowany konserwant. Nie
odnotowano żadnej toksyczności.

37

37

E 212 –

benzoesan potasowy

E 213 –

benzoesan wapniowy

E 214 –

ester etylowy kwasu

p-hydroksy-

benzoesowego

E 215 –

sól sodowa estru

etylowego
kwasu p-hydroksy-
benzoesowego

E 216 –

ester propylowy

kwasu
p-hydroksy-

benzoesowego

E 217 –

sól sodowa estru

propylowego kwasu
p-hydroksy-

benzoesowego

E 218 –

ester metylowy

kwasu
p-hydroksy-

benzoesowego

E 219 –

sól sodowa

estru

metylowego

kwasu

p-hydroksy-

benzoesowego

E 220 –

dwutlenek siarki,

kwas siarkowy

E 221 –

siarczyn sodowy

E 222 –

wodorosiarczyn

sodowy

E 223 –

pirosiarczyn

potasowy

E 224 –

pirosiarczyn

potasowy

E 226 –

siarczyn

wapniowy

E 227 –

wodorosiarczyn

wapniowy

E 230 –

difenyl

E 231 –

o-fenylofenol

E 232 –

o-fenylofenolan

sodowy

38

38

E 260 –

kwas octowy

E 261 –

octan

potasowy

E 262 –

kwaśny octan

disodowy

E 266 –

octan

wapniowy

E 270 –

kwas mlekowy

E 280 –

kwas

propionowy

E 281 –

propionian

wapniowy

E 282 –

propionian

wapniowy

E 283 –

propionian

potasowy

E 290 –

dwutlenek

węgla

E 296 –

kwas jabłkowy

E 297 –

kwas

fumarowy

E 233 –

2-(4-

tiazozyl)benzoimidaz

ol

E 234 –

niazyna

E 236 –

kwas

mrówkowy

E 237 –

mrówczan

sodowy

E 238 –

mrówczan

wapniowy

E 249 –

azotyn

potasowy

E 250 –

azotyn

sodowy

E 251 –

azotan

sodowy

E 252 –

azotan

potasowy

39

39

Antyutleniacze =

przeciwutleniacze

Przeciwutleniacze jako dodatki do żywności służą

do zapobiegania procesom utleniania pod wpływem
tlenu powietrza w dwóch odmiennych procesach
oksydacyjnych, a mianowicie:

•

Utlenianie tłuszczów

– proces ten zwany

potocznie jełczeniem, jest główną przyczyną psucia
się produktów tłuszczowych (smalec, oleje) oraz
żywności o silnie rozwiniętej powierzchni, mimo, że
zawierają niewielkie ilości tłuszczu, jak np. mąka,
proszek mleczny

•

Utlenianiu substancji nietłuszczowych

– mogą

mieć charakter reakcji nieenzymatycznych,
względnie przebiegają również przy udziale
enzymu surowca, jak np. ciemnienie przekrojonych
owoców i warzyw, brunatnienie mięsa.

Antyutleniacze

Kod

Kod

Nazwa chemiczna

Nazwa chemiczna

Szkodliwe skutki

Szkodliwe skutki

uboczne

uboczne

E 300

do 304

Witamina C i jej

Witamina C i jej

pochodne (kwas

pochodne (kwas

askorbinowy i jego

askorbinowy i jego

sole)

sole)

Nieszkodliwa, może ułatwiać

Nieszkodliwa, może ułatwiać

tworzenie się kamieni

tworzenie się kamieni

nerkowych, ale przy

nerkowych, ale przy

wyjątkowo dużych dawkach.

wyjątkowo dużych dawkach.

E 306

do 309

Witamina E;

Witamina E;

naturalna i

naturalna i

syntetyczna

syntetyczna

(tokoferole)

(tokoferole)

Nieszkodliwa

Nieszkodliwa

E 320

BHA

BHA

(butylohydroksya

(butylohydroksya

nizol)

nizol)

Wyniki eksperymentów

Wyniki eksperymentów

zróżnicowane: hamuje

zróżnicowane: hamuje

działanie rakotwórcze

działanie rakotwórcze

jednych substancji, ale

jednych substancji, ale

ułatwia innych (gryzonie).

ułatwia innych (gryzonie).

Powoduje wole i przerost

Powoduje wole i przerost

wątroby u szczurów i małp. U

wątroby u szczurów i małp. U

człowieka zaobserwowano

człowieka zaobserwowano

alergie.

alergie.

E 321

BHT

BHT

(butylohydroksytolu

(butylohydroksytolu

en)

en)

Wyniki eksp. zróżnicowane:

Wyniki eksp. zróżnicowane:

podobne do wyników

podobne do wyników

spowodowanych przez BHA.

spowodowanych przez BHA.

Krwotoki płucne (szczury).

Krwotoki płucne (szczury).

Wydaje się bardziej

Wydaje się bardziej

szkodliwy niż BHA.

szkodliwy niż BHA.

41

41

E 300 –

kwas L-

askorbinowy

E 301 –

sól sodowa kwasu

L-askorbinowego

E 302 –

sól wapniowa

kwasu L-askorbinowego

E 304 –

palmitynian

askorbylu

E 306 –

tokoferole

naturalne

E 307 -

-tokoferol

E 308 -

-tokoferol

E 309 -

-tokoferol

E 310 –

galusan propylu

E 311 –

galusan oktylu

E 312 –

galusan

dodecylu

E 320 –

butylohydroksytoluen

BHA

E 321 –

butylohydroksytoluen

BHT

E 322 –

lecytyny

E 325 –

mleczan

sodowy

E 326 –

mleczan

potasowy

E 327 –

mleczan

wapniowy

42

42

E 330 –

kwas cytrynowy

E 331 –

cytryniany

sodowe

E 332 –

cytryniany

potasowe

E 333 –

cytryniany

wapniowe

E 334 –

kwas

L(+)winowy

E 335 –

I(+)winiany

sodowe

E 336 –

I(+)winiany

potasowe

E 337 –

I(+)winian

potasowo-sodowy

E 338 –

kwas

ortofosforowy

E 339 –

ortofosforany

sodowe

E 340 –

ortofosforany

potasowe

E 341 –

ortofosforany

wapniowe

E 355 –

kwas adypinowy

E 363 –

kwas

bursztynowy

E 400 –

kwas alginowy

E 401 –

alginian sodowy

E 402 –

alginian

potasowy

E 403 –

alginian

amonowy

E 404 –

alginian

wapniowy

E 405 –

alginian glikolu

propylenowego

E 406 –

agar-agar

E 407 –

karagen

E 410 –

mączka chleba

świętojańskiego

E 412 –

guma guar

E 413 –

tragakanta

E 414 –

guma arabska

E 415 –

ksantan

E 420 –

sorbitol

E 422 –

gliceryna

E 440a -

pektyna

43

43

"Tak, długo jak człowiek zamieszkuje na
tej Planecie, wiosna była porą odrodzenia
i śpiewających ptaków. Obecnie, w wielu
częściach Ameryki, wiosna jest dziwnie
milcząca, ponieważ wiele ptaków jest
martwych – są to przypadkowe ofiary
naszych nierozważnych prób
kontrolowania środowiska przez
stosowanie substancji chemicznych,
trujących nie tylko insekty, przeciwko
którym są skierowane, ale również ptaki
w powietrzu, ryby w wodzie, glebę
dostarczającą nam pożywienia i
nieuchronnie (w jakim stopniu, to jeszcze
nie wiadomo) samego człowieka”

R. Carson 1962

44

44

Klasyfikacja substancji

chemicznych pod względem

zagrożeń dla zdrowia i środowiska

Zastosowane rozwiązanie prawne jest

Zastosowane rozwiązanie prawne jest

przykładem zintegrowane podejścia do

przykładem zintegrowane podejścia do

bezpieczeństwa chemicznego, które

bezpieczeństwa chemicznego, które

uwzględnia nie tylko bezpośrednie działanie

uwzględnia nie tylko bezpośrednie działanie

toksyczne dla ludzi, lecz także inne

toksyczne dla ludzi, lecz także inne

właściwości substancji, mogące w rezultacie

właściwości substancji, mogące w rezultacie

niewłaściwego postępowania spowodować

niewłaściwego postępowania spowodować

niepożądane skutki dla człowieka lub

niepożądane skutki dla człowieka lub

środowiska.

środowiska.

45

45

Zgodnie z rozporządzeniem do

niebezpiecznych zalicza się wszystkie
substancje spełniające przynajmniej
jedno z poniższych kryteriów:

1.

Właściwości wybuchowe,

2.

Właściwości utleniające,

3.

Skrajnie łatwo palne,

4.

Wysoce łatwo palne

5.

Łatwo palne,

6.

Bardzo toksyczne,

7.

Toksyczne,

8.

Szkodliwe,

9.

Żrące,

10.

Drażniące,

11.

Uczulające,

12.

Rakotwórcze,

13.

Mutagenne,

14.

Wpływające

na rozrodczość,

15.

Niebezpieczne dla

środowiska.

46

46

Tak szczegółowy podział substancji, w zależności

od rodzaju ryzyka, umożliwił ustawodawcy
wprowadzenie zasad oznakowania, które na
podstawie właściwości substancji wprowadza
obowiązek umieszczania na opakowaniu
odpowiednich symboli wskazujących na rodzaj
zagrożenia.

Podstawowe symbole dotyczące ryzyka ze strony

substancji niebezpiecznych oznakowane są literą R
(Risk) i liczbami określającymi jego rodzaj.

Różne rodzaje ryzyka określane za pomocą 64

symboli typu R. Litera R oznacza zatem, że z dana
substancją związane jest ryzyko, natomiast liczbie
występującej po literze R przypisane jest zdanie
opisujące rodzaj zagrożenia.

47

47

R1 –

materiał

wybuchowy w stanie

suchym,

R2 –

zagrożenie

wybuchem wskutek

uderzenia, tarcia lub

oddziaływania ognia,

R3 –

skrajne

zagrożenie wybuchem

wskutek uderzenia,

tarcia lub

oddziaływania ognia,

R4 –

tworzy łatwo

wybuchające związki

metaliczne,

R15 –

w kontakcie z

woda wyzwala wysoce

łatwo palne gazy,

R20 –

działa szkodliwie w

przypadku narażenia
droga oddechową,

R21 –

działa szkodliwie w

przypadku kontaktu ze
skórą,

R22 –

działa szkodliwie w

przypadku spożycia,

R23 –

działa toksycznie w

przypadku narażenia
drogą oddechową,

R24 –

działa toksycznie w

przypadku kontaktu ze
skórą,

R25 –

działa toksycznie w

przypadku spożycia,

48

48

R26 –

działa bardzo

toksycznie w przypadku

narażenia drogą

oddechową,

R27 –

działa bardzo

toksycznie w przypadku

kontaktu ze skórą,

R28 –

działa bardzo

toksycznie w przypadku

spożycia,

R29 –

w kontakcie z

wodą wyzwala toksyczne

gazy,

R33 –

niebezpieczeństwo

kumulacji w ustroju,

R34 –

wywołuje

oparzenia,

R35 –

działa drażniąco

na oczy,

R37 –

działa drażniąco

na układ oddechowy,

R38 –

działa drażniąco

na skórę,

R39 –

zagraża powstaniem

bardzo poważnych
nieodwracalnych zmian w
stanie zdrowia,

R40 –

możliwe ryzyko

powstania nieodwracalnych
zmian w stanie zdrowia,

R41 –

ryzyko poważnego

uszkodzenia oczu,

R42 –

może powodować

uczulenie w przypadku
narażenia drogą
oddechową,

R43 –

może powodować

uczulenie w przypadku
kontaktu ze skórą,

R44 –

ryzyko wybuchu po

podgrzaniu w zamkniętym
naczyniu,

R45 –

może być przyczyną

raka,

R46 –

może powodować

dziedziczne uszkodzenia
genetyczne.

49

49

R48 –

stwarza poważne zagrożenia w

następstwie długotrwałego narażenia,

R49 –

może być przyczyną raka w następstwie

narażenia drogą oddechową,

R50 –

działa bardzo toksycznie na organizmy

wodne,

R54 –

działa toksycznie na rośliny,

R55 –

działa toksycznie na zwierzęta,

R59 –

stwarza zagrożenie dla warstwy

ozonowej,

R60 –

może upośledzać płodność,

R61 –

może działać szkodliwie na nie

narodzony płód,

R62 –

możliwe ryzyko upośledzenia

płodności,

R63 –

możliwe ryzyko szkodliwego działania

na nie narodzony płód,

R64 –

może działać szkodliwie na dzieci

karmione piersią

.

.

50

50

Rozporządzenie dopuszcza także

stosowanie symboli łączonych, np.:

R39/27/28 –

działa bardzo toksycznie w

przypadku kontaktu ze skórą i po
spożyciu; zagraża powstaniem bardzo
poważnych nieodwracalnych zmian w
stanie zdrowia.

Podstawowe symbole dotyczące zasad

postępowania z substancjami
niebezpiecznymi oznakowane są literą S
(Safety) i liczbami szczegółowo
określającymi te zasady

.

Pestycydy

52

52

Wprowadzenie

Pestycydy (środki szkodnikobójcze,

przeciwpasożytnicze, środki ochrony roślin) należą
do grupy związków chemicznych o dużej sile
działania toksycznego, które świadomie, chociaż pod
kontrolą, są wprowadzane do środowiska życia
człowieka.

Nazwa „pestycydy” pochodzi od słów pestis –

szkodnik i cedeo – niszczyć. W definicji
Amerykańskiej Agencji ds. Ochrony Środowiska
(EPA) pestycyd jest to substancja lub mieszanina
substancji wykazująca zdolność niszczenia,
odstraszania lub hamowania rozwoju szkodników.

53

53

Klasyfikacja pestycydów

Najczęściej stosowaną

klasyfikacją pestycydów jest ich
podział:

•

Ze względu na kierunek

zastosowania i sposób działania

•

Właściwości chemiczne i

toksykologiczne.

54

54

Klasyfikacja pestycydów

Ze względu na stopień zagrożenia

ludzi środki ochrony roślin podzielono
na V klas opierając się na ostrej
doustnej toksyczności podstawowej
substancji czynnej dla szczura.

Zatrucia pestycydami stanowią około

4-10% wszystkich ostrych zatruć.

55

55

Klasyfikacja pestycydów

W zależności od kierunku zastosowania

pestycydów dzieli się je na środki do
zwalczania:

•

Szkodników zwierzęcych (zoocydy);

-

Insektycydy – środki owadobójcze,

-

Akarcydy – do zwalczania roztoczy,

-

Nematocydy – do zwalczania nicieni,

-

Aficydy – do zwalczania mszyc,

-

Moluscocydy – do zwalczania ślimaków,

-

Rodentycydy – do zwalczania gryzoni,

-

Atraktanty – środki owadobójcze,

-

Repelenty – środki odstraszające,

56

56

Klasyfikacja pestycydów

•

Bakterii (bakteriocydy);

•

Chwastów (herbicydy);

-

Totalne – niszczące wszystkie rośliny,

-

Wybiórcze – niszczące określone gatunki roślin,

-

Regulatory wzrostu: inhibitory, stymulatory.

•

Grzybów (fungicydy

).

57

57

W Polsce największe znaczenie mają

insektycydy. Najwięcej się teraz stosuje związki
fosforoorganicznych, które lepiej odpowiadają
wymaganiom toksykologicznym węglowodany
chlorowane.

Większość związków fosforoorganicznych jest

estrami kwasów fosforowego, trójfosforowego i
fosfonowego.

P

R

0

O

RO H

Związki fosforowe

P

R

0

S

RO X

Związki tiofosforowe

P

R

0

O

RO X

Związki
fosfonowe

R – zastąpione grupą etylową lub metylową,

fenolową, merkaptonową, amidową
X – zastąpione haloidkiem kwasu fosforowego

58

58

Oddziaływanie związków fosfoorganicznych

na ustrój żywy zwierząt stałocieplnych i
człowieka polega hamowaniu esteraz
cholinowych, katalizujących hydrolizę estrów
choliny zwłaszcza acetylocholiny.

Czas wystąpienia i natężenie działania

toksycznego zależne są od:

•

Zdolności insektycydu do przenikania do

organizmu,

•

Powinowactwa i kinetyki przebiegu

procesu wiązania z miejscem aktywnym
enzymu,

•

Trwałości powstającego połączenia enzym-

inhibitor.

59

59

Insektycydy polichlorowe są dużą grupą

związków chemicznych, głównie węglowodorów o
różnej budowie i zawartości chloru w cząsteczce.
Wpływa to na duże zróżnicowanie ich
właściwości fizykochemicznych i biologicznych,
w tym także na toksyczność.

Głównymi klasami chemicznymi insektycydów

polichlorowych są:

•

Chlorowane węglowodory aromatyczne;

•

Bischlorofenylowe – DDT;

•

Metoksychlor;

•

Pochodne cyklodienowe

•

Pochodne cykloparafinowe;

•

Chlorowe terpeny

60

60

DDT - Azotoks

Biały krystaliczny proszek lub granulki o

charakterystycznym zapachu. Rozpuszcza się
w acetonie, chloroformie, czterochlorku
węgla i eterze. Słabo rozpuszcza się w
etanolu. Praktycznie nie rozpuszcza się w
wodzie.

Wywiera toksyczne działanie na większość

owadów i ich larwy, porażając układ nerwowy
(jaj owadów nie niszczy). Zabija pchły,
pluskwy, komary, muchy, słabo działa na
pajęczaki i mszyce.

61

61

DDT - Azotoks

DDT bardzo trudno wchłania się z przewodu

pokarmowego jak i przez skórę. Jeżeli znajduje się w
areozolu lub pyle, wchłania się przez drogi
oddechowe.

Do tej pory spotyka się zatrucia przewlekłe i ostre.
Podobne objawy jak przy zatruciu strychniną

.

DDT – chlorofenotoks. Azotoks

1,1,1 – trójchloro-2,2-bis(p-

chlorofenylo)etan

62

62

Cl

C
l

DDT i jego izomery tworzą w organizmie

ssaków wiele produktów przemiany z których
oprócz substancji macierzystej (DDT) 3
metabolity DDD, DDE i DDA są powszechnie
wykrywane w tkankach i wydalinach ludzi i
zwierząt. Przemiana zachodzi przez redukcyjne
odchlorowanie.

DDT

Kwas 2,2 bis(p-

chlorofenylo)-octowy

63

63

DDD i DDE odkładają się w tkance

tłuszczowej i podobnie do DDT stanowią
zanieczyszczenia produktów żywnościowych i
depozyty tkankowe u ludzi. DDA jest
głównym metabolitem wydalanym z moczem.
Stanowi podstawę analitycznej oceny
narażenia zawodowego i populacyjnego na
działanie DDT.

Metoksychlor (homolog DDT) w

organizmach żywych ulega powolnej
przemianie szlakiem zbliżonym do DDT.
Jednak jego podstawowa biotransformacja –
O-demetylacja przez enzymy mikrosomalne
ssaków oraz organizmy niższe występujące w
glebie i środowisku – jest znacznie bardziej
intensywna.