Literatura:

1. Podstawy ekotoksykologi - Walker, Hopkin

2. Podstawy ekotoksykologii Sibly, Peakal

3. Ekotoksykologia od komórki do ekosystemu- Laskowski, Migula

Ekotoksykologia- co to takiego?

Ekotoksykologia jest dziedziną wiedzy, która bada występujące w środowisku substancje chemiczne w aspekcie ich oddziaływania na organizmy żywe w sposób długotrwały, systematyczny oraz w niskich dawkach (Rejmer).

Ekotoksykologia zajmuje się ochroną systemów ekologicznych przed szkodliwym działaniem syntetycznych substancji chemicznych (Calow).

Ekotoksykologia zajmuje się badaniem szkodliwego działania substancji chemicznych na ekosystemy (Walker).

Nauka integrująca ekologiczne i toksykolgiczne efekty chemicznych zanieczyszczeń z losami tych zanieczyszczeń w środowisku (przemieszczanie się , przemiany, rozkład) (Forbes i Forbes)

Definicja na nasz użytek

Ekotoksykologia jest nauką o oddziaływaniu substancji toksycznych na organizmy żywe i konsekwencjach tych oddziaływań ujawniających się na poziomach organizacji wyższych niż pojedynczy organizm.

Narodziny ekotoksykologii

Toksykologia

Toksykologia kliniczna Toksykologia sądowa Toksykologia środowiska

naturalnego

Ekotoksykologia

(stosowana)

(chemia, farmakologia,

biochemia, fizjologia, genetyka,

ekologia, prawo, ekonomia)

Najważniejsze działy i zagadnienia

Ekotoksykologia

Ekosystemowa Populacyjna

-transfer zanieczyszcześ w sieciach troficznych -wpływ zanieczyszczeń na dostosowanie

-udział zanieczyszczeń w obiegach -ewolucja odporności

Biogeochemicznych

Mikroelementy i ksenobiotyki

- każdy organizm ma zakres tolerancji względem wszystkich czynników środowiskowych

- czynniki nie zbędne do życia np. mikroelementy mają określone wartości minimalne i max w zakresie, których osobnik może żyć

- Pozostałe czynniki np. ksenobootyki, mogą nie przeszkadzać w niewielkich ilościach, ale stają się toksyczne powyżej pewnej wartości progowej

Podział pierwiastków chemicznych ze względu na stężenie w wodzie oceanicznej

1)Pierwiastki główne (C, O, N, H) : %

2)Pierwiastki podrzędne (S, P, Cl, Ca, Mg, Na, K) : mg/dm³

3)Pierwiastki śladowe (Sr, B, Si, F, Li, Fe, P, Ba, I, Mo, Zn, Mn, V, Ni, Cn, Co, Sn, Se, Cr, Pb, Cd, Hg, Os, Rb, Ar, In, Ti, i aktynowce) : <10^-3 mg/dm³

Toksykologia jako dyscyplina naukowa

Toksykologia to nauka o szkodliwym wpływie leków, związków chemicznych i ich mieszanin na żywe organizmy.

Toksykologia dzieli się na:

-kliniczną (wpływ trucizn i leków;

-sądową;

-środowiska naturalnego.

Toksykologia jako nauka multidyscyplinarna:

-chemia (charakterystyka trucizn);

-farmakologia (sposób wprowadzania i dystrybucja trucizn);

-biochemia (przemiany metaboliczne i oddziaływanie trucizn na komórki);

-fizjologia (wpływ trucizn na narządy organizmu);

-biologia (wpływ trucizn na środowisko naturalne);

-genetyka (wpływ trucizn na systemy rozrodcze i kod genetyczny);

-epidemiologia (wpływ na populację ludzką przy chronicznej ekspozycji);

-prawo (regulacje prawne - użycie lub emisja do środowiska trucizn);

-ekonomia (ocena relacji kosztów środowiska i zysków rozwoju).

TOKSYKOLOGIA

Toksykologia:

1)teoretyczna:

a)ogólna

b)szczegółowa:

-leków

-metali

-rozpuszczalników

-związków promieniotwórczych

-tworzyw sztucznych i środków stosowanych w gospodarstwach domowych

-środków ochrony roślin i środków chemicznych stosowanych w rolnictwie

c)doświadczalna:

-środowiskowa

-przemysłowa

-żywności

2)stosowana (praktyczna):

-kliniczna

-doświadczalna

-sądowo-lekarska

-analiza toksykologiczna

-ustawodawstwo toksykologiczne

TOKSYKOLOGIA OGÓLNA

Zajmuje się:

-definiowaniem podstawowych pojęć i terminów, jak: trucizna, zatrucie, toksyczność oraz opisem zjawisk i współzależności warunkujących powstanie, rozwój, siłę, zakres działania toksycznego.

Obejmuje:

-współzależności budowy chemicznej i działania biologicznego, podstawy biochemiczno-kinetyczne przemieszczania trucizn w organizmie, biotransformację oraz mechanizmy działania toksycznego.

TOKSYKOLOGIA SZCZEGÓŁOWA

Zajmuje się:

-systematycznym badaniem i opisem trucizn, uwzględniającym podział na grupy, wynikający z podobieństw ich budowy chemicznej, właściwości lub zastosowań użytkowych.

TOKSYKOLOGIA DOŚWIADCZALNA

Zajmuje się:

-opracowywaniem modeli badawczych, umożliwiających śledzenie losów trucizn w organizmie;

-wyjaśnianiem mechanizmów powstawania wywoływanych przez nie skutków toksycznych;

-przystosowywaniem ich do potrzeb rutynowej oceny toksykologicznej nowych związków chemicznych;

-możliwością odniesienia uzyskanych wyników doświadczalnych do organizmu człowieka.

TOKSYKOLOGIA PRZEMYSŁOWA

Zajmuje się:

-swoistym rodzajem trucizn, ekspozycją i terenem narażenia zawodowego;

-zmierza do określenia zagrożenia oraz ryzyka wynikającego z charakteru produkcji na stanowisku pracy;

-bieżącą kontrolą zawartości substancji toksycznych w powietrzu pomieszczeń produkcyjnych oraz określeniem realnego narażenia organizmu na podstawie testów ekspozycyjnych i wskaźników biochemicznych (NDS, DSB).

Ocena narażenia zawodowego obejmuje :

1)Opis stanowiska pracy, czyli przestrzeni w tym:

-rodzaj i przebieg procesu technologicznego;

-rodzaj stosowanych substancji chemicznych, ich działanie toksyczne oraz wartość NDS;

-czas trwania czynności zawodowych;

-liczba pracowników (płeć, wiek, stan zdrowia);

-stosowane środki ochrony osobistej i zdrowotnej;

-dotychczasowych wyników pomiarów stężeń substancji szkodliwych dla zdrowia w powietrzu środowiska pracy.

2)Identyfikację substancji chemicznych występujących na danym stanowisku pracy.

3)Pobieranie próbek powietrza do badań.

4)Oznaczanie stężenia substancji szkodliwych w próbkach powietrza.

5)Interpretację wyników (oblicza się tzw. wskaźniki narażenia, które porównuje się z wartościami NDS, NDSCH i NDSP).

TOKSYKOLOGIA ŻYWNOŚCI

Zadanie:

ochrona konsumentów przed ewentualnym szkodliwym działaniem artykułów żywnościowych, w tym celu:

a)wykonuje się szczegółowe badania toksykologiczne nowych środków spożywczych i pasz, a także substancji dodawanych lub stykających się z żywnością;

b)kontroluje się żywność w celu wykrycia obcych substancji pochodzących z:

-zanieczyszczonego środowiska

-z urządzeń przemysłowych

-naczyń i sprzętu domowego

-opakowań

-środków myjących, czyszczących oraz odkażających stosowanych podczas chowu zwierząt.

Kierunki badań toksykologii żywności:

1. substancje naturalnie toksyczne występujące w żywności (inhibitory proteaz, aminy, fityna, taniny, konwicyna, wicyna, alkaloidy, hemaglutyniny, cyanogeny, goitrogeny itp.)

2. badanie toksyczności substancji dodawanych do środków spożywczych (substancje przedłużające trwałość, substancje przeciwbakteryjne, kwas benzoesowy, salicylowy, mrówkowy, azotan i azotyn sodu i potasu, nadtlenek wodoru i inne)

3. badanie toksyczności substancji zapobiegających zmianom chemicznym (przeciwutleniacze naturalne i syntetyczne)

4. badanie toksyczności substancji zapobiegających zmianom fizycznym żywności (kwas alginowy, estry glicerolu)

5. badanie toksyczności substancji zapachowych (aldehyd anyżkowy i benzoesowy, maślan amylu, terpeny i inne)

6. badanie toksyczności substancji smakowych (kwasy organiczne: mlekowy, mrówkowy, cytrynowy oraz nieorganiczne: solny, fosforowy; substancje słodzące)

7. badanie zanieczyszczeń chemicznych żywności (azotany III i V, nitrozoaminy)

8. badanie toksyczności substancji barwnych (organiczne barwniki syntetyczne: β-karoten, karmel; barwniki nieorganiczne; zanieczyszczenia techniczne barwników: benzyna, anilina)

9. badanie toksyczności antybiotyków zawartych w żywności (penicylina, tetracykliny, antybiotyki białkowe, makrolidy, chloramfenikol)

10. badanie żywności na działanie mikotoksyn (alfatoksyny, ochratoksyny, cytrynina i inne)

11. badanie toksyczności pierwiastków śladowych zawartych w żywności (ołów, kadm, rtęć, arsen, cynk, miedź, cyna, chrom, nikiel, selen, fluor)

TOKSYKOLOGIA ŚRODOWISKOWA

Zajmuje się:

-współoddziaływaniem związków chemicznych i trucizn z biosferą;

-wypracowuje teoretyczne i praktyczne założenia badania i kontroli ich przemieszczania się w poszczególnych ekosystemach i między nimi oraz na podstawie systemów monitorowania ciągłego;

-dąży do stwierdzenia źródeł emisji szkodliwych związków;

-nakreśleniem stopnia realnego zagrożenia i sposobów doraźnego oraz perspektywicznego zapobiegania.

Czy dany czynnik jest toksyczny?

Jak wysoka jest jego toksyczność?

Źródła skażenia środowiska

-Substancje lotne - emisje przemysłowe, motoryzacyjne, spalanie odpadów,

- Stałe- górnicze, energetyczne, przemysłowe, komunalne

- Stałe i ciekłe- ścieki miejskie, przemysłowe, osady ściekowe

- Spływy powierzchniowe po opadach deszczowych, burzowych miejskich ulic

- wysypiska śmieci i zbiorniki odpadów

- oczyszczalnie ścieków, kompostownie

- spalanie odpadów w miejscach i obiektach do tego celu nie przeznaczonych

- nawozy i środki ochrony roślin

TOKSYKOLOGIA STOSOWANA

Zajmuje się:

-rozpoznawaniem, zwalczaniem i zapobieganiem zatruciom.

Wyróżnia się w jej obrębie:

-toksykologie kliniczną (diagnozowanie i leczenie zatruć) Poszukuje nowych rozwiązań diagnostycznych i leczenie zatruć (stosując postępowanie objawowe, ale również swoiste metody farmakologiczne oraz hemodializa lub hemoperfuzja, wykorzystywane jest również leczenie monitorowane, oparte na znajomości modeli i pomiarów toksykologicznych)

-sądowo-lekarską wykrywanie zatruć śmiertelnych rozmyślnych, przypadkowych orzecznictwo toksykologiczno-sądowe

-doświadczalną.

ANALIZA TOKSYKOLOGICZNA

Zakres działania analityki toksykologicznej obejmuje 3 podstawowe kierunki:

- Zabezpieczenie analityczne badań doświadczalnych

- Diagnostykę chemiczno- toksykologiczną zatruć przyżyciowych i identyfikację trucizn powodujących zatrucia śmiertelne (analiza tokstko. Kliniczna i sądowa)

- Kontrolę higieno-toksykolo. W przemyśle, środowisku oraz dziedzinach specjalnych, jak: analiza kontrolna narkomanii, uzależnień lękowych dopingu w sporcie itp.

USTAWODAWSTWO TOKSYNO. Jest elementem bezpośredniego oddziaływania ogólnospołecznego w toksykologii.

Przyczyny zatruć u człowieka:

-leki (narkomania, lekomania, doping)

-zatrucia zawodowe (produkcja przemysłowa, magazynowanie, obrót handlowy)

-zatrucia rozmyślne (samobójcze, mordercze)

-skażenie biosfery (powietrze, gleba, woda)

-zatrucie w gospodarstwach domowych (chemikalia, tworzywa sztuczne, kosmetyki)

-pestycydy (w ochronie roślin, w higienie ludzi i zwierząt, pozostałość w żywności)

-żywność (obce substancje chemiczne, naturalne toksyny, drobnoustroje)

Źródła i drogi skażenia substancjami chemicznymi składników biosfery

Człowiek

Produkty żywnościowe

Roślina Zwierze

Woda Gleba Powietrze

Odpady, emisje, nawozy, pestycydy

Teoria zmian demograficznych - 3 etapy rozwoju społeczeństwa

Etap I - mały przyrost populacji

Etap II - szybki przyrost populacji

Etap III - niewielki przyrost populacji

Rezerwy źródeł energii

Zakładając tempo produkcji z 1986 roku.:

Ropa naftowa 32,5 roku

Gaz naturalny 58,7 roku

Węgiel 226 lat

Wyzwania dla społeczeństwa ( 8 najważniejszych zagadnień):

-efekt cieplarniany

-kwaśne deszcze

-ochrona naturalnego życia przyrody i siedliska naturalnego

-skażenie oceanu

-recykling

-ochrona lasów tropikalnych

-Antarktyda

-toksyny

ŹRÓDŁA SUBSTANCJI SZKODLIWYCH

1)Źródła rolnicze

a)powietrze

*aerozole pestycydów,

*kurz z ptasich piór,

*NH₃, H₂S, gleba

b)woda

*wycieki pestycydów,

*z silosa z kiszonką,

*azotany, fosforany,

*cząstki gleby, wycieki paliwa (węglowodory)

c)gleba

*nawozy sztuczne (As, Cd, Mn, U, V, Zn)

*nawozy naturalne (Zn, As, Cu w nawozie trzody chlewnej i drobiu)

*pestycydy (As, Cu, Mn, Zn, DDT)

*produkty korozji metali (ogrodzenia, rynny)

*wycieki paliw (węglowodory)

*cmentarzyska padłych zwierząt (mikroorganizmy patogenne)

2)Elektrownie

a)powietrze

*CO_x, NO_x, SO_x

*węglowodory aromatyczne

*izotopy promieniotwórcze

b)woda

*biocydy z wody chłodzącej

*WWA z popiołów

*związki As, B

c)gleba

*popioły, pyły i metale ciężkie

3)Instalacje gazowe

a)powietrze

*lotne związki organiczne, H₂S, NH₃

b)woda

*WWA, fenole

*siarczany i cyjanki metali (Cu, Cd, As)

c)gleba

*smoły (węglowodory, fenole, benzen, ksylen, naftalen, WWA)

*tlenki Fe, Cd, As, Pb, Cu

*siarczany, siarczki

4)Przemysł metalurgiczny

a)powietrze

*SO_x, pyły (Pb, As, Cd, Cr, Cu)

*lotne związki organiczne

b)woda

*siarczany, cyjanki, jony metali

*odpady kwasowe i rozpuszczalniki

*detergenty

*odpady rud

c)gleba

*hałdy

*erozja wietrzna, zwietrzałe cząstki rudy

*odpady z rzek niesione podczas powodzi

*cyjanki, metale, rozpuszczalniki, kwasy

*aerozole z pieców

5)Przemysł chemiczny i elektroniczny

a)powietrze

*lotne związki organiczne , Hg

b)woda

*zrzut odpadów

*substancje chemiczne w ściekach

*rozpuszczalniki

c)gleba

*odpady pyłów z dymów

*ścieki

*złom (WWA, metale)

6)Wysypiska śmieci i niszczenie odpadów

a)powietrze

*spalarnie (dymy, aerozole, pyły , Cd, Hg, Pb, CO_x, NO_x)

*wysypiska (metan, lotne związki organiczne)

*odpady hodowlane (CH₄, NH₃, H₂S)

b)woda

*wycieki z zakopanych odpadów

*azotany, chlorki, sole amonu

*mikroorganizmy

c)gleba

*muł ze ścieków

*chlorofenole, WWA

*metale, hałdy złomu

*popiół węglowy

*odpady ze spalarni odpadów

*hałdy odpadów przemysłowych

*wycieki z zakopanych odpadów

7)Transport

a)powietrze

*gazy spalinowe, aerozole, pyły (CO_x, NO_x, SO_x, dym , WWA)

b)woda

*wycieki paliw, transportowanych ładunków (np. pestycydy, węglowodory)

*skażenia morza (awarie tankowców)

*osady produktów spalin

*odpady z usuwania lodu

c)gleba

*osady kwaśne substancji chemicznych ze stacji przeładunkowych

*produkty paliw (dym, WWA, guma, Pb)

8)Źródła przypadkowe

a)powietrze

*gazy z wybuchów wulkanów

b)woda

*wycieki z podziemnych zbiorników (nafta)

c)gleba

*drewno impregnowane

*dachy i ogrodzenia ocynkowane

*odpady promieniotwórcze

*korozja metali

*sprzęt wojskowy, amunicja

Trucizna- substancja, która po wprowadzeniu do organizmu może powodować uszkodzenia, zaburzenia czynności fizjologicznych i śmierć

TRUCIZNY DRAŻNIĄCE zalicza się do nich związki o dużej aktywności chemicznej ( pary i gazy kwaśne oraz amoniak)

TRUCIZNY DUSZĄCE uniemożliwiają proces oddychania wskutek obniżenia się tlenu w powietrzu (duszące proste) lub przez specyficzne działanie na krew i enzymy wpływające na czynność oddychania (duszące chemiczne), mechanizm ich działania polega na:

- wiązaniu hemoglobiny (tlenek węgla) kompleks tlenu węgla z hemoglobiną jest 250 razy trwalszy niż z tlenem

- pozbawieniu hemoglobiny zdolności do odwracalnego wiązania tlenu

- blokowaniu enzymów sterującym procesem oddychania (cyjanowodór i jego sole oraz nitryle)

TRUCIZNY NARKOTYCZNE wpływają na o.u.n, zwłaszcza na korę mózgową

T. PROTOPLAZMATYCZNE należą do nich związki niszczące strukturę białkową protoplazmy. Np. rtęć, ołów, arsen i ich związki organiczne pochodne (np. czteroetylek ołowiu). Skutki zatrucia nie się początkowo zauważalne- objawiają się one dopiero po dłuższym czasie

T. O DZIAŁANIU ALERGIZUJĄCYM

Alergia jest swoistą nabytą reakcją organizmu a sub typu białek, glikoprotein lub wielocukrów, które zostały wprowadzone do organizmu. Pierwszy (inicjujący) kontakt z alergenem przebiega bezobjawowo, a dopiero następny (wyzwalający)wywołuje zmiany chorobowe. Alergia jest przyczyną wielu chorób, tj: astma, katar sienny, egzemy, pokrzywka. Mechanizm chorób alergicznych polega na zaburzeniu przemian biochemicznych w komórkach, co prowadzi do uwalniania w organizmie substancji toksycznych, głównie histaminy.

Toksyczność - zdolność substancji do wywołania zaburzeń fizjologicznych czynności organizmu i powodowania śmierci

Zahamowanie lub zmiana przebiegu naturalnych procesów biochemicznych zachodzących w organizmie - zachowanie homeostazy, obniżenie „sprawności” organizmu, np. obniżenie płodności, skrócenie czasu trwania życia, wzrost wrażliwości na patogeny, spadek sprawności

O TOKSYCZNOŚCI DECYDUJE

- sposób oddziaływania (miejscowa, ogólnie)

- dawka

- drogi przenikania ( drogi oddechowe, skóra, przewód pokarmowy)

- częstość podawania ( jednorazowo, kilkakrotnie)

- czas potrzebny do występowania zmian niekorzystnych

- zakres i stopień uszkodzenia

- właściwości fizyko chemiczne ( rozpuszczalność, stopień dysocjacji, lotność, stopień rozdrobnienia, budowa chemiczna)

Hipoteza liniowa- dla substancji trujących w większych dawkach nie istnieją dawki tak małe aby był całkowicie bezpieczne.

Hipoteza progowa- trujące działanie spada do zera poniżej pewnej dawki zwanej progową (przeciwieństwo hipotezy liniowej).

Zatrucie- zespół objawów chorobowych wywołanych działaniem substancji toksycznych na organizm

RODZAJE ZATRUĆ

(ostre, podostre, przewlekłe, rozmyślne, przypadkowe)

Zatrucie ostre- charakteryzują się szybkim rozwojem objawów chorobowych (do 24h) po przujęciu dużej, jednorazowej dawki trucizny

Zatrucia podostre- są wtedy, gdy kliniczne objawy zatrucia są wprawdzie wyraźne ale nie tak gwałtowne jak w zatruciu ostrym i występują po jednorazowo lub kilkakrotnie przyjętej dawce trucizny

Zatrucia przewlekłe- powstają wskutek długotrwałego działania trucizny w małych dawkach i często nie wykazują widocznych objawów. Dopiero po dłuższym czasie, na skutek gromadzenia się trucizny w organizmie dochodzi do wystąpienia objawów zatrucia przewlekłego (zatrucia zawodowe związane

Zatrucia rozmyślne- samobójcze, samozatrucia bez tendencji samobójczych, zatrucia zbrodnicze, egzekucje za pomocą trucizn

Zatrucia przypadkowe- omyłkowe przyjęcie trucizny, powikłania lecznicze, zatrucia w wyniku skażenia środowiska naturalnego lub środowiska pracy

POJĘCIA DAWKI

Dawka progowa poniżej której nie ma reakcji na podaną toksynę

LD50 powoduje śmierć 50% populacji zwierząt doświadczalnych

Toksyczność związku chemicznego LD50, tylko dla porównać

ED50 dawka efektywna lecznicza

Margines bezpieczeństwa różnica miedzy LD50 a EC50

Rodzaje dawek:

- dawka graniczna (DC)

- dawka lecznicza

- dawka toksyczna (DT)

- dawka śmiertelna (DL)

Dawka graniczna lub progowa (dosis minima) - ilośc substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne reakcje biologiczne tkanek; poniżej której nie ma rekacji na podaną toksynę

Dawka lecznicza- dawka, która wykazuje działanie farmakodynamiczne nie wywołując zakłóceń procesów fizjologicznych, odnosi się to do leków i substancji niezbędnych dla organizmu

Dawka toksyczna- najmniejszą ilością substancji mogącą wywołać objawy toksyczne, tzn. wywierać szkodliwy wpływ na organizm. Określana jest w gramach na kilogram ciężaru ciała.

Dawka śmiertelna- wartość LD oznacza dawkę substancji, jaka powoduje śmierć określonego procenta, określonego gatunku zwierząt po jej wchłonięciu.

LD50- dawka smiertelna- wyrażająca się liczbą mg substancji toksycznej na kg masy ciała, która po jednorazowym podaniu powoduje śmierć 50% badanej populacji zwierząt laboratoryjnych

LC50- stężenie śmiertelna, stężenie substancji toksycznje, przy krótym 50% badanej populacji umiera po 14 dniach(lub innycm określonym czasie) od ekspozycji

ADI- dopuszczalna dzienna dawka, określa liczbę miligramów substancji toksycznej wprowadzonej w ciągu dnia do organizmu bez ryzyka zachorowania

NOEL- najwyższe możliwa dawka substancji, która przy przedłużonym okresie przyjmowania (do 6 miesięcy) nie wywołuje żadnych widocznych lub dających się zmierzyć skutków

NDS- takie stężenie substancji, które nie powoduje żadnych zmian w organizmie u pracowników przebywających przez 8 godzin w pracy przez cały okres zawodowy.

Ksenobiotyki, ich metabolizm

Ksenobiotyki, są to:

-substancje obce (egzogenne) dla organizmu, mające potencjalne działanie toksyczne;

-mają charakter lipofilny(nierozpuszczalne w wodzie, a rozpuszczalne w tłuszczach);

-charakteryzuje je inna budowa niż znane składniki pożywienia;

-mają specyficzny metabolizm mający na celu odprowadzenie związków z formy wyjściowej do formy którą organizm może wydalić - tzw. unieczynnienie związku;

-nie ulegają reakcjom spalania, ulegają zaś reakcjom rozpadu.

Źródła ksenobiotyków:

-powietrze (gazy, pyły, dymy)

-woda i gleba (odpady komunalne, nawozy mineralne, środki ochrony roślin, zanieczyszczenia przemysłowe, opadowe, ścieki)

-żywność i pasza

Źródła ksenobiotyków w żywności i paszach

1)Składniki naturalne, które są produktami metabolizmu surowców roślinnych:

-glikozydy cyjanogenne;

-związki saponinowe;

-substancje powodujące latyryzm;

-substancje goitrogennt (wolotwórcze);

-inhibitory proteaz i czynniki wywołujące fawizm;

-alkaloidy;

-inne rośliny szkodliwe dla człowieka i przetwórstwa zbóż.

Glikozydy cyjanogenne

Syntetyzowane są z aminokwasów.

Występowanie:

-amigdalina (migdały, morele, śliwki, brzoskwinie, wiśnie, pigwa, jarzębina)

-prunazyna (tarnina, czeremcha, wiśnia, czereśnia, liście herbaty)

-sambunigryna (liscie, nasiona i owoce bzu czarnego, bez koralowy)

-linamaryna (lnica, len, fasola, nasiona kauczukowca)

-lotoaustralina (koniczyna, komosa)

-factor Lathyrus (groszek)

-wiganina (nasiona wyki)

Śmiertelna dawka HCN dla człowieka wynosi ok. 1mg/kg masy ciała.

Działanie toksyczne:

-blokują funkcję enzymów oddechowych poprzez silne powinowactwo do układu żelazowo - porfirynowego;

-łączą się z hemoglobiną tworząc cyjanohemoglobinę, która nie dysocjuje do hemoglobiny, powodując zaburzenia w oddychaniu komórkowym;

-niedobór tlenu i dysfunkcja układu nerwowego (niepokój, bóle głowy, stany lękowe).

Związki saponinowe

Są to heteroglikozydy gdzie resztą glikozydową może być: glukoza, galaktoza, ramnoza, ksaloza, arabinoza, kwas galaktouronowy.

Właściwości:

-gorzki smak

-zmniejszają napięcie powierzchniowe (właściwości emulgacyjne)

-w wodzie tworzą silnie pieniące roztwory.

Saponiny mogą być:

-trójterpenowe (soja, bób, lucerna, groch, szpinak, słonecznik, herbata, ziemniaki)

-steroidowe (owies, szparagi, czosnkowate, nasiona pomidora)

Działanie toksyczne:

-wiązanie soli żółciowych

-rozmiękczanie kości

-u zwierząt - zahamowanie wzrostu i ubytek masy ciała

-inhibitory niektórych enzymów

-powodują uszkodzenia i hemolizę erytrocytów

Substancje powodujące latyryzm

Występowanie:

-nasiona grochu

-nasiona wyki

Działanie toksyczne:

-Osteolatyryzm - zaburzenia ruchu, chwiejny chód, niedowład zadu, łamliwość kości, zniekształcenia szkieletowe, zniekształcenia chrząstek i kości

-Neurolatyryzm

Substancje goitrogenne (wolotwórcze WOT)

Występowanie:

-odmiany kapusty ogrodowe, rzepak, kalafior, brukselka, proso

-ich ilość 1,7-31 mg/ 100s s.m.

-nasiona soi, orzechy ziemne, fasola, groch

Działanie toksyczne:

-uniemożliwienie wbudowania jodu w pierścień tyrozyny lub tyroniny i wytwarzanie tyroksyny

-powstawanie wola

Inhibitory proteaz i czynniki wywołujące fawizm

Występowanie:

-soja, fasola, bób, groch, pszenica, kukurydza, ziemniaki, białko jaja

Mechanizm reakcji:

-tworzenie kompleksu enzym - inhibitor w wyniku reakcji wolnych grup aminowych trypsyny i grup karboksylowych inhibitora

Fawizm:

-niebezpieczny dla mieszkańców rejonu Morza Śródziemnego;

-uwarunkowane to jest niedoborem dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej w krwinkach czerwonych;

-spowodowany spożyciem bobu.

Objawy:

-bóle głowy, nudności, wymioty, bóle brzucha, niedokrwistość hemolityczna z krwiomoczem i żółtaczką;

-podwyższona temperatura ciała.

2)Substancje wchłonięte ze środowiska przez organizmy roślin i zwierząt:

-metale ciężkie;

-azotany III i V;

-dioksyny;

-WWA;

-PCB;

-pozostałości nawozów mineralnych i preparatów stosowanych do ochrony roślin (np. mocznik, superfosfaty, pestycydy).

3)Substancje wprowadzane do produktów żywnościowych m.in. wskutek procesów technologicznych (np. barwniki, substancje słodzące, substancje konserwujące, stabilizatory, zagęstniki itp.)

4)Substancje migrujące z urządzeń, sprzętu, naczyń i opakowań:

-smary;

-metale (Zn, Ni, Cd);

-zawilgocenie;

-kawałki papieru;

-opiłki;

-inne zanieczyszczenia.

5)Substancje wytworzone w żywności wskutek działania drobnoustrojów i innych składników:

-grzyby (pleśnie);

-priony;

-mikotoksyny;

-toksyna botulinowa (jad kiełbasiany);

-drożdże;

-bakterie;

-drobnoustroje, pasożyty, szkodniki magazynowe oraz produkty ich aktywności (enzymy, odchody, obumarłe szczątki).

Metabolizm ksenobiotyków- suma procesów jakim ulegają związki obce w organizmie. Jego składnikami są:

WCHŁANIANIE- dominuje transport dyfuzyjny lub transport aktywny (zależy od stanu skupienia substancji wchłaniania);

DYSTRYBUCJA- rozmieszczenie substancji za pomocą krwi;

BIOTRANSFORMACJA- enzymatyczne i nieenzymatyczne przemiany ksenobiotyków lub ich metabolitów ze związkami endogennymi w tym procesy detoksykacji;

WYDALANIE.

Szybkość tych procesów zależy od:

-powinowactwa do błon komórkowych;

-przemieszczania przez błonę;

-nieswoistych wiązań z białkami osocza i narządów.

Wnikanie do organizmu

Wdychanie Przez skórę Spożycie

Płuca Układ krwionośny i Układ pokarmowy

Limfatyczny

Pęcherzyki płucne Płyn międzykomórkowy Wątroba

Magazynowanie w tłuszczu, Żółć

kościach i innych tkankach Nerki

Pęcherz

Wydychanie Wydzielanie Mocz Kał

Wydalanie

Metabolizm ksenobiotyków:

-rozpuszczalne w wodzie (hydrofilowe) są wydalane w pierwotnej postaci (bez metabolizmu)

-lipofilne są usuwane pod wpływem soków trawiennych lub mogą ulec metabolizmowi (wg. schematu)

wzrost polarności wzrost jonizacji wzrost rozpuszczalności

ułatwianie wydalania obniżenie toksyczności

Wchłanianie ksenobiotyków przez błony:

-transport dyfuzyjny (bez udziału energii)

-transport aktywny (z udziałem energii)

Cząstki hydrofilowe są dobrze rozpuszczalne w wodzie, ale słabo (w małych ilościach) przechodzą przez błonę komórkową, która jest białkowo - lipidowa. Natomiast cząsteczki hydrofobowe są dobrze rozpuszczalne w lipidach i dlatego łatwiej przechodzą przez błony.

Transport ksenobiotyków:

1)Transport bez udziału nosników:

-endocytoza;

-absorpcja konwekcyjna;

-dyfuzja bierna;

-transport przez pory jonowe.

2)Transport przy udziale nośników:

-transport ułatwiony;

-transport aktywny.

Przenikanie przez skórę

Skóra składa się z trzech warstw:

-naskórek (najbardziej zewnętrzna, ochronna);

-skóra właściwa (środkowa, unaczyniona);

-warstwa podskórna (tkanka tłuszczowa).

Trzy sposoby przenikania przez skórę:

-dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej;

-wnikanie przez kanaliki potowe;

-wzdłuż torebek włosowatych.

Transport transepidermalny- przez skórę

Transport transfolikularny- przez mieszki włosowe lub gruczoły potowe

Przenikanie przez skóre

Substancje:

-polarne - przez włókna białkowe;

-niepolarne- przez obszary lipidowe;

-lifofilne- łatwo przenikają przez skórę;

-proces zależy od czasu ekspozycji.

Wnikanie przez układ oddechowy

I. Jama nosowo - gardłowa

(nabłonek rzęskowy +liczne gruczoły śluzowe)

II. Tchawica i oskrzela

(nabłonek rzęskowy + kielichowate gruczoły śluzowe)

III. Płuca

(oskrzeliki oddechowe przewody pęcherzykowate + pęcherzyki płucne)

Schemat drogi ksenobiotykóww układzie oddechowym:

Wdychane powietrze

Nos, gardło Układ pokarmowy

Tchawica, oskrzela KREW

Pęcherzyki płucne

Ilość toksyny zależy od jej stężenia w powietrzu i od minutowej objętości oddychania !!!

1m³ wdychanego powietrza zawiera:

-0,96 kg azotu;

-0,30 kg tlenu;

-16g argonu;

-10g pary wodnej;

-0,66g CO₂;

-oraz substancje śladowe (metan, tlenek węgla, wodór, ozon, tlenki azotu, dwutlenki siarki, cząsteczki stałe - pyły).

Wnikanie przez układ pokarmowy

Jama ustna Żółć

Przełyk Wątroba

Żołądek

Jelita

Żyła zdrowa

Wydalanie Naczynia krwionośne i limfatyczne Nerki Wydalanie

Wnikanie przez układ pokarmowy:

kwasy i zasady organiczne są absorbowane jedynie w formie niezdysocjowanej na drodze dyfuzji pasywnej;

pH płynów ustrojowych:

-soki trawienne (żołądek) 1

-zawartość jelita cienkiego 6,5

-płyny międzykomórkowe 7,4

-mocz 6,8 - 7,8

Nazwa narządu/ szybkość absorpcji	Hydrofobowe (o charakterze kwasów)	Hydrofilowe (o charakterze zasad)
Żołądek	Max	Min
Początkowy odcinek dwunastnicy	Max	Min
Końcowy odcinek dwunastnicy	Min	Max
Jelito cienkie	Min	Max
Jelito grube	Min	Max

---