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 