Molekularne i 
komórkowe 
mechanizmy 
toksyczności metali cd.

Paweł Brzuzan

W8: Związki metaloorganiczne

 

FDA, EPA 
Documents
CDC (2001)

W8: Związki metaloorganiczne

Tylko niektóre metale mają zdolność 
łączenia się z węglem organicznym:

Hg, Pb, Sn, Se, Ge, As, Sb

Niektóre połączenia obniżają 
toksyczność

Arsenobetaina, arsenocholina<As

Większość powoduje wzrost 
toksyczności

Me-CH

3

Me-C

6

H

5

 

 

Metylortęć

W8: Związki metaloorganiczne

• Produkt uboczny wielu procesów 

technologicznych

• Neurotoksyna
• Nefrotoksyna
• Teratogen

 

 

Metylortęć

W8: Związki metaloorganiczne

• Włos-tkanka wydalnicza która nieodwracalnie 

akumuluje substancje toksyczne, proporcjonalnie 
do ich poziomu w organizmie

• Badanie w. umożliwia wykrycie niskiego,  

chronicznego poziomu substancji, 

• Jest rekomendowane jako test pilotowy przez 

U.S. Environmental Protection Agency
International Atomic Energy Commission
World Health Organization

• Test wszechstronny,  nie inwazyjny i efektywny

 

 

Metylortęć

W8: Związki metaloorganiczne

Organizm

Przybliżony czas półtrwania 

(h) 

Mysz

     8

Człowiek

   70

Foka

 500

Krab

 400

Szczupak

 700

Węgorz
1000

Moriarty 1991

 

 

Związki Pb-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

•TML: czterometylek ołowiu
•TEL: czteroetylek ołowiu

Związek „przeciwstukowy” w 
paliwie  do dawnych silników 
spalinowych

•Neurotoksyna
•Nefrotoksyna
•Teratogen

 

 

Związki Pb-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

B. słabo rozpuszczalny w wodzie

TML (15mg/l)

4C     3C  (2 dni)

TEL (0,1mg/l)

4C     3C  (7 dni)

Tak też spada toksyczność. U 
płastugi

TML  

4C (0,05mg/l)

3C (24,6mg/l)       

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

Sn-czterowartościowy kation

n-(C

4

H

9

)

3

-Sn-X

Zastosowanie organicznych związków cyny jest 

szersze niż pozostałych metali:

Procesy przemysłowe (stabilizator produktów PCV, 

katalizator)

Pestycydy (głównie trójwartościowe) 
• Trójbutylocyna, TBT (składnik farb 

przeciwporostowych)

• Trójmetylocyna, TMT-neurotoksyna

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

metyl   etyl   propyl    
butyl

T

o

k

s

y

c

z

n

o

ś

ć

Ryby

Ssaki

Owady

Waldack 1994

Toksyczność zależy od wielkości grupy alkilowej 
(arylowej)

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

TBT: Farby przeciwporostowe

• Organizmy miękkie (glony i drobne rośliny 

naczyniowe)

• Organizmy twarde (pąkle i okrzemki)

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

Ekonomiczny koszt „obrastania”

• Podwyższone zużycie paliwa, $3 mld/rok
• Wydłużony czas pobytu w suchym doku, 

$2.7 mld/rok

Koszty ekologiczne

• Zużycie nieodnawialnej energii
• Zwiększona produkcja CO

2 

 oraz innych 

zanieczyszczeń atmosferycznych.  

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

Sn

O

Sn

Tlenek trójbutylocyny 
(Tributyltin Oxide TBTO)

 

 

Związki Sn-organiczne

W8: Związki metaloorganiczne

• Okres półtrwania TBTO w
     wodzie słonej > 6 m-cy
•  BCF = 10

4

• Toksyczność chroniczna 

 Przerost muszli ostryg 
 Transformacja płci u trąbika 
    sfałdowanego
 Imposex u ślimaków (samcze
    organy płciowe u samic) 
 Wzmaganie systemu immunologicznego u 

delfinów?

 

W8: Związki metaloorganiczne

TBT jako modulator ekspresji genów 
steroidogenezy 

Cirino et al. 2000

Ciona 

intestinalis

 

W8: Związki metaloorganiczne

Cirino et al. 2000

TBT jako modulator ekspresji genów 
steroidogenezy 

 

W8: Związki metaloorganiczne

Cirino et al. 2000

TBT jako modulator ekspresji genów 
steroidogenezy 

 

W8: Związki metaloorganiczne

Cangialosi et al. 2010

TBT jako modulator ekspresji genów 
steroidogenezy 

 

W8: Związki metaloorganiczne

Cangialosi et al. 2010

TBT jako modulator ekspresji genów 
steroidogenezy 

 

W8: Związki metaloorganiczne

Energetyczny Potencjał Wzrostu             
       (SFG; Scope for Growth)

Energia przyjęta

Metabolizm podstawowy

Koszty energetyczne detoksykacji

Koszty metaboliczne syntezy

Produkcja=potencjał wzrostu

Wydaliny

Walker i in 2002

 

W8: Związki metaloorganiczne

Energetyczny Potencjał Wzrostu             
       (SFG; Scope for Growth)

Wpływ TBT na SFG małża Mytilus edulis 

10

20

0

-10

SFG J·h

-1

Stężenie TBT w małżu Mytilus edulis  (

g · g

-1 

)

0,1

1

10

Widdows i Donkin 1992

 

Pytania kontrolne

 2. P/F. Metylortęć jest związkiem chemicznym o krótkim 
czasie półtrwania. Wyjaśnij.   

3. Omów zależność toksyczności alkilowych połączeń 
ołowiu  od ich liczby.

5. Omów koszty ekologiczne stosowania farb 
przeciwporostowych zawierających TBT.
6. Wymień efekty chronicznej ekspozycji na TBT/TBTO u 
organizmów morskich.

4. P/F. Trójbutylocyna (TBT) jest związkiem o największej 
toksyczności. Wyjaśnij.  

1. Wymień metale, które mają zdolność łączenia się z 
węglem organicznym.

W8: Związki metaloorganiczne

7. Co to jest Energetyczny Potencjał Wzrostu?