Biochemiczne skutki

Biochemiczne skutki

działania

działania

zanieczyszczeń

zanieczyszczeń

Karolina Jakołcewicz

Karolina Jakołcewicz

Wstęp

Wstęp



Zanieczyszczenia przedostając się

Zanieczyszczenia przedostając się

do żywego organizmu wywołują

do żywego organizmu wywołują

różnorodne zmiany, ogólnie są

różnorodne zmiany, ogólnie są

one dwojakiego rodzaju, jedne

one dwojakiego rodzaju, jedne

chronią organizm przed

chronią organizm przed

szkodliwymi skutkami substancji

szkodliwymi skutkami substancji

chemicznych, inne temu nie

chemicznych, inne temu nie

służą.

służą.

Reakcje ochronne

Reakcje ochronne



Działanie niektórych mechanizmów

Działanie niektórych mechanizmów

ochronnych polega na ograniczaniu stężenia

ochronnych polega na ograniczaniu stężenia

wolnych substancji zanieczyszczających w

wolnych substancji zanieczyszczających w

komórce w ten sposób zabezpieczając lub

komórce w ten sposób zabezpieczając lub

ograniczając ich interakcje ze składnikami

ograniczając ich interakcje ze składnikami

komórki, które mogą szkodzić organizmowi

komórki, które mogą szkodzić organizmowi



Organiczne związki zanieczyszczające często

Organiczne związki zanieczyszczające często

powodują indukcje enzymów mogących je

powodują indukcje enzymów mogących je

metabolizować.

metabolizować.



Jednym z najważniejszych układów

Jednym z najważniejszych układów

enzymatycznych tego typu jest układ

enzymatycznych tego typu jest układ

monooksygenaz.

monooksygenaz.

Wiązanie

Wiązanie

zanieczyszceń z inną

zanieczyszceń z inną

cząsteczką

cząsteczką



Prowadzi to do eliminacji lub

Prowadzi to do eliminacji lub

odkładania zanieczyszczeń.

odkładania zanieczyszczeń.



Metalotioniny

– białka, które mogą

– białka, które mogą

wiązać jony metali, indukowane w

wiązać jony metali, indukowane w

warunkach narażęnia na duże

warunkach narażęnia na duże

stężenie metali.

stężenie metali.



Białka indukowalne – mogą wiązać

Białka indukowalne – mogą wiązać

zanieczyszczenia organiczne

zanieczyszczenia organiczne

Reakcje naprawcze

Reakcje naprawcze



Wytwarzanie białek stresowych

Wytwarzanie białek stresowych

gdy na organizm działa chemiczny

gdy na organizm działa chemiczny

czynnik stresogenny, uwalniają się

czynnik stresogenny, uwalniają się

białka stresowe, których zadaniem

białka stresowe, których zadaniem

jest naprawa uszkodzeń w komórce.

jest naprawa uszkodzeń w komórce.



Podobnie mechanizmy naprawcze

Podobnie mechanizmy naprawcze

uwalniają się, gdy zanieczyszczenia

uwalniają się, gdy zanieczyszczenia

uszkadzają DNA

uszkadzają DNA

Molekularne

Molekularne

mechanizmy

mechanizmy

toksyczności

toksyczności



Zrozumienie toksyczności na poziomie

Zrozumienie toksyczności na poziomie

molekularnym jest ważne z kilku

molekularnym jest ważne z kilku

powodów.

powodów.

–

Zrozumienie tych mechanizmów może

Zrozumienie tych mechanizmów może

prowdzić do rozwoju metod, służących do

prowdzić do rozwoju metod, służących do

wykazania i zmierzenia szkodliwego

wykazania i zmierzenia szkodliwego

działani substancji chemicznej.

działani substancji chemicznej.

–

Opracowywanie odtrutek wobec

Opracowywanie odtrutek wobec

szkodliwych skutków powodowanych przez

szkodliwych skutków powodowanych przez

zanieczyszczenia

zanieczyszczenia

Molekularne

Molekularne

mechanizmy

mechanizmy

toksyczności

toksyczności



Przykładem może być hamowanie

Przykładem może być hamowanie

acetylocholinesterazy przez

acetylocholinesterazy przez

aktywne formy insektycydu

aktywne formy insektycydu

fosforoorganicznego (OP).

fosforoorganicznego (OP).

–

OP reaguje z grupą hydroksylową,

OP reaguje z grupą hydroksylową,

która jest funkcjonalna częścią

która jest funkcjonalna częścią

enzymu. Powstały ufosforylowany

enzymu. Powstały ufosforylowany

enzym nie wykazuje aktywności, tj

enzym nie wykazuje aktywności, tj

nie może hydrolizować acetyloholiny

nie może hydrolizować acetyloholiny

Molekularne

Molekularne

mechanizmy

mechanizmy

toksyzności

toksyzności



Toksyczność może być wynikiem

Toksyczność może być wynikiem

odwracalnego przyłączenia się

odwracalnego przyłączenia się

cząsteczki w jakimś miejscu

cząsteczki w jakimś miejscu

makrocząsteczki w komórce.

makrocząsteczki w komórce.



Ogólnie, zakres występowania

Ogólnie, zakres występowania

molekularnych interakcji zależy od

molekularnych interakcji zależy od

dawki podanej substancji. Jednak

dawki podanej substancji. Jednak

zależność ta ma złożony charakter.

zależność ta ma złożony charakter.

Przykłady molekularnych

Przykłady molekularnych

mechanizmów

mechanizmów

toksyczności

toksyczności



Związki genotoksyczne

Związki genotoksyczne

–

Niektóre węglowodory aromatyczne

Niektóre węglowodory aromatyczne

–

Acetyloaminofluoren

Acetyloaminofluoren

–

Aflatoksyna

Aflatoksyna

–

Chlorek winylu

Chlorek winylu



Związki neurotoksyczne

Związki neurotoksyczne

–

Naturalne

Naturalne



nikotyna

nikotyna



Tetrodoksyna (z ryby najeżki)

Tetrodoksyna (z ryby najeżki)



Botulina (z beztlenowej bakterii

Botulina (z beztlenowej bakterii

Clostridium botulinum

Clostridium botulinum

)

)



Atropina (z pokrzyku wilczej jagody)

Atropina (z pokrzyku wilczej jagody)

–

Antropogenne

Antropogenne



Chloroorganiczne

Chloroorganiczne



Fosfoorganiczne

Fosfoorganiczne



Karbaminiany

Karbaminiany



piretroidy

piretroidy

Przykłady molekularnych

Przykłady molekularnych

mechanizmów

mechanizmów

toksyczności

toksyczności



Trucizny mitochondrialne

Trucizny mitochondrialne

–

2,4 – dinitrofenol

2,4 – dinitrofenol

–

Rotenon

Rotenon

–

Jony cyjankowe

Jony cyjankowe



Antagoniści witaminy K

Antagoniści witaminy K

–

Warfaryna

Warfaryna



Antagoniści tyroksyny

Antagoniści tyroksyny

–

4-hydroksy3,3,4-5 -tetrachlorobifenylu

4-hydroksy3,3,4-5 -tetrachlorobifenylu



Hamowanie ATPaz

Hamowanie ATPaz



Środowiskowe estrogeny i androgeny

Środowiskowe estrogeny i androgeny

–

Insektycydy chloroorganiczne

Insektycydy chloroorganiczne

–

Tributylek cyny

Tributylek cyny

–

Ftalany

Ftalany

–

nonylfenole

nonylfenole

Przykłady molekularnych

Przykłady molekularnych

mechanizmów

mechanizmów

toksyczności

toksyczności



Reakcje z białkowymi grupami

Reakcje z białkowymi grupami

sulfhydrylowymi (SH)

sulfhydrylowymi (SH)

–

Jony Hg

Jony Hg

2+

2+

–

Jony Cd

Jony Cd

2+

2+



Systemy fotosyntezy u roślin

Systemy fotosyntezy u roślin

–

Pochodne mocznika

Pochodne mocznika

–

Pochodne triazyny

Pochodne triazyny



Herbicydy regulujące wzrost roślin

Herbicydy regulujące wzrost roślin

–

MCPA (kwas metylenocyklopropylooctowy )

MCPA (kwas metylenocyklopropylooctowy )

–

2,4-D (kwas

2,4-D (kwas

2

2

,

,

4

4

-dichlorofenoksyoctowy)

-dichlorofenoksyoctowy)

–

CMPP (kwasem 2-metylo-4-chloro-

CMPP (kwasem 2-metylo-4-chloro-

fenoksypropionowym)

fenoksypropionowym)

–

2,4-DB (2,4-dwuchlorofenoksybutanowy)

2,4-DB (2,4-dwuchlorofenoksybutanowy)

Bibliografia

Bibliografia



„

„

Podstawy ekotoksykologii” C. H.

Podstawy ekotoksykologii” C. H.

Walker, przekł. pod red. Pawła

Walker, przekł. pod red. Pawła

Miguli ; PWN, Warszawa 2002

Miguli ; PWN, Warszawa 2002

KONIEC 