Molekularne mechanizmy
toksyczności PCB, dioksyn i
dibenzofuranów
Paweł Brzuzan
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
PCB: znakomity dielektryk
PCDD, PCDF: Nie mają zastosowań
przemysłowych,
Występują w związkach
chlorofenolowych,
Powstają podczas pożarów lasów,
obecne w gazach wulkanicznych, w
popiołach,
Najbardziej znana substancja
toksyczna z tej grupy to: 2,3,7,8
TCDD; tetrachlorodibenzo-p-
dioksyna
PCB, dioksyny i dibenzofurany
PCB
PCDD
PCDF
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
PCB w środowisku (kongener
118)
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Kikuchi et al.
2007
PCB w środowisku (kongener
118)
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Kikuchi et al.
2007
Foka
Niedźwiedź
polarny
Dioksyny i dibenzofurany
EPA identyfikuje 4 główne źródła
dioksyn w środowisku:
1) Źródła spalania i spopielania
2) Źródła chemicznego
wytwarzania/przetwarzania
3) Procesy miejskie i przemysłowe
4) Depozyt
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Cantrell i in. 1998
Toksyczność PCB, dioksyn i
dibenzofuranów
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Ocena efektów toksyczności PCB,
dioksyn i dibenzofuranów
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Badania stężeń PCB, PCDD, PCDF.
Równoważniki toksyczności (TEF;
toxicity equivalency factors (Grant
1977).
Ocena efektów toksyczności PCB,
dioksyn i dibenzofuranów
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
•Hydroksylaza węglowodorów
aromatycznych (AHH;
CYP
P450
) jest
enzymem uczestniczącym w
metabolizmie węglowodorów
aromatycznych
•PCBB, PCDD, PCDF łaczą się z
receptorem (AhR).
•(I etap) Oznaczenie aktywności 2,3,7,8-
TCDD .
•(II etap) Oznaczenie zawartości
kolejnych kongenerów w próbie.
•Podsumowanie aktywności (TEQ) w taki
sposób, że
TEQ = (TEF × stężenie).
2378-
TCDD
2378-
TCDF
12378-
PeCDD
12378-
PeCDF
23478-
PeCDF
1.0
0.1
1.0
0.05
0.5
OCDF 3344-
TCB
33445-
PeCB
334455-
HxCB
0.0001 0.0001
0.1
0.01
TEF
TEF
TEQ= (0,1 × 10) + (0,05 × 3) + (0,5 ×
1)=
TEQ= 1 + 0, 15 + 0,5=1,65 <
(20ng/kg)
10ng/kg 3ng/kg 1ng/kg
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Efekty molekularne PCB,
dioksyn i dibenzofuranów
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Wysokie lub b. wysokie
powinowactwo do receptora
arylowęglowego
Jensen et al. 2010
Efekty molekularne PCB,
dioksyn i dibenzofuranów
Efekty molekularne PCB,
dioksyn i dibenzofuranów
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Jensen et al. 2010
Technologia
„morfolino”
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
4
Whole mount immunolocalization of zfCYP1A in vehicle-exposed, TCDD-
exposed (0.4 ng/ml), and TCDD-exposed embryos injected with zfahr2-MO at
72 hpf using Mab 1-12-3.
Prasch A L et al. Toxicol. Sci. 2003;76:138-150
© 2003 Society of Toxicology
4
Effect of the zfahr2-MO on TCDD-induced increases in pericardial sac and yolk
sac area caused by edema in the zebrafish embryo.
Prasch A L et al. Toxicol. Sci. 2003;76:138-150
© 2003 Society of Toxicology
Blue Sac Disease
Prasch et al. 2003
Dioxin-induced
reactive oxygen
species (ROS)
formation
CYP1A mRNA and
protein
Apoptosis
Heart beat
rate
Zebrafish
Lake trout
Cook et al. 1997
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Segner 2007
The Biological Response Indicator
Devices Gauging Environmental
Stressors (BRIDGES)
Hillwalker et
al. 2010
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
Pytania kontrolne
2. P/F. Zanieczyszczenie środowiska PCB i dioksynami
ma charakter punktowy. Wyjaśnij.
3. Omów koncepcję zastosowania równoważników
toksyczności (TEF) do oceny efektów toksyczności
PCB, dioksyn i dibenzofuranów.
4.W próbce mięsa ryby morskiej określono zawartość
następujących związków chemicznych: 2378 TCDF
(10ng/kg), 2378 TCDD (20ng/kg), oraz 23478 PeCDF
(30ng/kg). Stosując zasadę równoważników
toksyczności (TEF) oblicz i określ, czy mięso tej ryby
spełnia warunki jakości (TEQ<20ng/kg). TEF dla 3
wymienionych substancji jest odpowiednio 0,5; 1,0;
oraz 0,1.
5. P/F. Toksyczność dioksyn i dibenzofuranów zależy
odliczby podstawionych atomów chloru w cząsteczce.
Wyjaśnij.
7. Jak można wykorzystać informacje z molekularnych
badań toksyczności dioksyn w programach
monitorowania jakości środowiska.
W11: Toksyczność PCB, PCDD, PCDF
1. Wymień najważniejsze właściwości chemiczne i
fizyczne PCB,
PCDD i PCDF.
6. Opisz badania efektów toksycznych dioksyn u
danio pręgowanego z użyciem starterów
morfolinowych.