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.