Toksykologia-nauka o truciznach i zatruciach, dyscyplina naukowa zajmująca się badaniem:

♣aktualnych lub potencjalnych niebezpieczeństw związanych z działaniem na org. żywe sub. chem.(trucizn)

♣mechanizmem ich działania

♣opracowaniem sposobów zapobiegania, rozpoznawania i leczenia zatruć

Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś sub. nie jest trucizną - Paracelus 1525

Prawo Bertranda- zależność między stęż. w organiźmie lub spożyciem danego zw. i jego wpływem na funkcje fizjologiczne- 1912 .

Trucizna- sub., która wprowadzona w małych dawkach do org. wskutek swoich właściwości toksykodynamicznych może wywołać zaburzenia w czynności ustroju i śmierć.

Toksyczność czyli właściwości toksykodynamiczne- jest to działanie niepożądane wynikające z reakcji chem. lub fizykochemicznych pomiędzy zw., który wniknął do ustroju, a układem biologicznym np. DNA, enzymy.

Zatrucie-proces chorobowy, który jest związany z objawami klinicznymi podmiotowymi(może je stwierdzić sam podmiot) lub przedmiotowymi(można je stwierdzić obiektywnie) wywołanymi przez sub.chem. pochodzenia endo- lub egzogennego

Ksenobiotyk- sub.chem. nie będąca naturalnym skł. organizmu lub żywności np. leki w organiźmie człowieka to ksenobiotyki, w żywności takimi sub. są barwniki.

Ksenos=obcy (Grec.)

Okoliczności powstania zatruć:

♣Przypadkowe np. zawodowe, pokarmowe

♣Rozmyślne np. samobójcze, mordercze

Przebieg i nasilenie zatruć:

♣ostre- po jednorazowej dawce, objawy szybko występują, ostry przebieg

♣podostre- kilka dawek lub jedna mniejsza niż w przypadku zatruć ostrych

♣przewlekłe- czas działania trucizny jest dłuższy, skutki tego występują później.

Działy toksykologii:

♣przemysłowa

♣leków

♣żywności

♣pestycydów

♣artykułów gospodarstwa domowego

♣kosmetyków

♣tworzyw sztucznych

♣środowiska itp.

Toksykologia żywności- zajmuje się sub. dostającymi się do organizmu człowieka z żywnością, które:

-Występują naturalnie: antyodżywcze, szkodliwe pochodzenia roślinnego(alkaloidy, glikozydy, pochodne aminokwasów, w grzybach) i zwierzęcego.

-Celowo dodawane do żywności

-Zanieczyszczenia biologiczne i chemiczne

-Wytwarzające się w procesie technologicznym lub w czasie przechowywania

Losy trucizn

♣sposób i droga dostawania się sub. do organizmu

♣transport i wiązanie ustrojowe (bariery biologiczne)

♣rozmieszczenie i kumulowanie

♣przemiany w organiźmie

♣wydalanie

KREW I LIMFA

Miejsca wchłaniania:

-Jama ustna: nikotyna, cyjanki, nitrogliceryna, fenole, strychnina, kokaina, alkohol, piramidon

-Żołądek: alkohol, nikotyna, kwas salicylowy, aspiryna, kofeina, teofilina

-Jelito cienkie: większość trucizn

-Jelito grube: zw. wytworzone przy udziale mikroflory

Wchłanianie zależy od pH np. anilina wchłania się w środowisku zasadowym, a kwas salicylowy w środowisku kwaśnym

Im sub wchłonie się szybciej tym jest groźniejsza dla organizmu.

Odtrutki

Najbardziej wszechstronny jest węgiel aktywny(drzewny), stosowany gdy sub. szkodliwa jeszcze się nie wchłonie, węgiel ma dużą powierzchnię adbsorbcyjną

tzn. absorbuje sub., działa bardzo dobrze na: atropinę, ergotaminę, fenol i jod.

Działa dobrze na chininę, średnio na: alkohol etylowy i metylowy, cyjanki, DDT, kwas borowy, insektycydy, zw. fosforoorganiczne. Węgiel nie absorbuje: kwasów mineralnych, zasad, sub. nierozpuszczalnych w wodzie

Bariery błonowe

♣naskórek, nabłonek jelitowy i pęcherzyków płucnych

♣błony naczyń włosowatych

♣błony komórkowe narządów

♣błony struktur wewnątrzkomórkowych

Bariery o specjalnej budowie

♣krew-mózg, krew-płyn mózgowo rdzeniowy(strefy zamykające, tkanka glejowa) sub. lipofilne przenikają łatwiej, nadtlenki kw. tłuszczowych powodują nieodwracalne zmiany w błonach, hałas zwiększa ich przepuszczalność

♣krew- łożysko, bariera dla zw. silnie zjonizowanych i nierozpuszczalnych w tłuszczach, łatwo przenikają antybiotyki, narkotyki, alkohol etylowy, kofeina, nikotyna, zmiany morfologiczne u palących(bariera ta przy niedotlenieniu jest słabsza)

♣krew-jądro: śródbłonek naczyń włosowatych bez porów i przestrzeni międzykomórkowych, komórki nabłonkowo-mięśniowe ze strefami zamykającymi, połączenia kompleksowe pomiędzy komórkami podporowymi

Bariery niebłonowe:

To łączenie z białkami krwi lub z białkami cytoplazmy(wątroba, nerki)

Ukrwienie ma wpływ na szybkość wchłaniania sub. im lepiej narządy są ukrwione tym szybciej następuje w nich wchłanianie sub. szkodliwych

Narządy najlepiej ukrwione to: płuca, nadnercza, nerki, tarczyca, wątroba, serce, jelita, mózg. Narządy słabiej ukrwione to: skóra, mięśnie, tkanka łączna i tłuszczowa

Przemiany zw. obcych

♣Sub. obce- działanie toksyczne- bez zmian- wydalenie

♣Sub. obce- działanie toksyczne- detoksykacja- wydalenie

♣Sub. obce- brak działania toksycznego- aktywacja metaboliczna- działanie toksyczne- detoksykacja- wydalenie lub -działanie toksyczne(bez etapu detoksykacji) - wydalenie.

Substancje nie ulegające przemianom:

♣silnie polarne, wydalane przez nerki np. kwas ftalowy, kwasy sulfonowe

♣zw. bardzo lotne, wydalane przez płuca np. cyklopropan, eter etylowy

♣silnie lipofilne nie zmienione kumulują się w tkance tłuszczowej np. bifenyle

Detoksykacji podlegają: SO do siarczanów pod wpływem enzymów, fenol. Aktywacji metabolicznej podlegają np. chloroform do fosgenu, barwnik Red 2G do aniliny. Są też zw. mogące podlegać tym reakcjom jednocześnie tzn. zarówno detoksykacji jak i aktywacji metabolicznej np.benzopiryn będący składnikiem dymów

Podział zw. w zależności od typu reakcji:

♣reakcje 1 fazy= transformacji zw. obcego w inny czyli wprowadzenie grupy funkcyjnej(głównie), dzięki tym reakcjom powstają zw. mogące brać udział w 2 typie reakcji lub mogą być łatwiej wydalane, np. benzen do fenolu

♣reakcje 2 fazy= sprzęganie= biosynteza= koniugacja, polegają na łączeniu zw. obcego ze zw. endogennym np. kwasem siarkowym, glukuronowym, dzięki czemu powstają zw. łatwiej wydalane, np. fenol do kwasu fenyloglukuronowego, fenylosiarkowego

♣zw. mogą brać udział tylko w reakcjach 2 fazy jeśli mają już jakąś gr. funkcyjną np. kwas benzoesowy, który podlega reakcji sprzęgania do kwasu hipurowego.

Takie przemiany zachodzą w śluzówce jelita w hepatocytach i kom. nerek. Najwięcej przemian zachodzi w kom. w we frakcji mikrosomalnej złożonej z rybosomów i ER. Frakcję tą izoluje się przez wirowanie przy zastosowaniu roztworów o różnym stężeniu

Utlenianie mikrosomalne:

substrat+ O2 +H = produkt +H2O

produkt- R-OH

substrat- RH

Monooksygenazy(enzymy katalizujące tą reakcję) :cytochrom P450, reduktaza NADPH i cytochromu, czynnik lipidowy

Donor wodoru: NADPH, NADH

Cytochrom P450- enzym zawierający hem, substrat się utlenia, cytochrom się redukuje

Przykłady reakcji utleniania mikrosomalnego:

-aromatyczna hydroksylacja

-alifatyczna hydroksylacja

-N, O, S-dealkilacja

-epoksydacja

-desulfonacja

-sulfoksydacja

-N hydroksylacja

Reakcja biotransformacji(1 fazy)

1. Utlenianie

-mikrosomalne(benzen-fenol, toluen- kwas benzoesowy)

∗WWA, chlorek winylu, morfina, DDT, nitrozoaminy, paration

-niemikrosomalne(etanol-aldehyd octowy, ald. octowy-kwas octowy, aminy-aldehydy)

2. Redukcja

-frakcja mikrosomalna(nitrobenzen-anilina)

∗żółcień masłowa, nikotyna

-niemikrosomalne(As - As , aldehyd- alkohol)

3. hydroliza

-frakcja mikrosomalna(epoksyd-diol)

∗WWA

-frakcja niemikrosomalna(ester+ woda= kwas+ alkohol, ......)

∗m......,kwas acetylosalicylowy, amygdalina, tioglikozydy

Reakcje 2 fazy

1. tworzenie glukuronoidów

-aktywny kwas glukuronowy powstaje w cytoplaźmie: glukoza- UDPGA(kwas urydynodifosfoglukuronowy)

-frakcja mikrosomalna

R-OH+ UDPGA= R-O-glukuronoid+ UDP, reakcja zachodzi przy udziale enzymu= UDP- gkukoronozylotransferaza, glukoronoidy wydalane są z żółcią, w reakcji tej mogą brać udział zw. zawierające grupy: hydroksylowe, karboksylowe, aminową, sulfhydroksylową, azot w zw. heterocyklicznym, karbonylową, .... Enzym biorący udział w tej reakcji nie ma specyficzności substratowej, stąd może on brać udział w przemianie różnych substratów.

2. sprzęganie z aminokwasami(glicyną)

-reakcji tej podlegają zw. zawierające grupy hydroksylowe, najpierw następuje aktywacja ksenobiotyku przez koenzym A w mitochondriach, a następnie następuje sprzęganie w cytoplaźmie lub we frakcji mikrosomalnej, np. kwas benzoesowy- kwas hipurowy

3. Sprzęganie z glutationem(cysteiną)

-reakcja ta zachodzi w cytoplaźmie, etapy

∗ksenobiotyk+ glutation z udziałem enzymu- transferazy glutationowej

∗odłączenie kwasu glutaminowego i glicyny

∗acetylowanie przez acetylo-CoA, powstaje merkapturowy

-transferaza glutationowa, obejmuje działanie:

Działanie dodatnie to detoksykacja(benzen, WWA, chlorowcopochodne nitrobenzenu), obejmuje ono: działanie katalityczne, wiązanie ksenobiotyku na powierzchni, wiązanie kowalencyjne między ksenobiotykiem, a centrum aktywnym. Działanie ujemne to aktywacja metaboliczna(dichloroetylen, tetrafluoroetylen, dichloroetan)

4. Sprzęganie z siarczanami

fenol kwas fenylosiarkowy

aktywny siarczan

H2SO4+ ATP

5. Łączenie z siarką(tiosiarczanem)

CN + tiosiarczan siarkocyjanek(ok. 200 razy mniej szkodliwy od cyjanku)+ SO

siarkotransferaza

tiosiarczanowa

6. Metylowanie

C2H5SH(merkaptan etylowy) C2H5SCH3

CH3 z metioniny

S- metylotransferaza

7. Acetylowanie

Anilina Acetoanilid

acetylotransferaza

Losy trucizn w organiźmie:

•odkładanie:

-tkanka tłuszczowa, w niej odkładają się sub. rozpuszczalne w tłuszczach np. DDT, węglowodory polichlorowe: dieldryna, metoksycholr, WWA, polichlorowane bifenyle(zanieczyszczenia środowiska, media transformatorów). Substancje te zmagazynowane w tkance tłuszczowej mogą się uwalniać z niej np. w czasie odchudzania.

-w kościach: absorpcja na powierzchni lub trwale wbudowywane np. ołów, fluor, rad, stront, tetracykliny- w okresie tworzenia zębów powodują ciemne plamy. Z kości zw. te mogą się dostawać z powrotem do krwi np. w czasie niedoborów wapnia, w czasie nadczynności przytarczyc.

-narządy miąższowe, w jądrach kom. lub cytoplaźmie np. kadm, ołów, rtęć nieorganiczna. Metale te najczęściej odkładają się w wątrobie, nerkach, śledzionie, płucach, tkance nerwowej.

-włosy, paznokcie- znaczenie diagnostyczne(met. ciężkie), jest to droga „wydalania” gdyż sub już nie mają powrotu do krwi.

•Wydalanie trucizn:

-nerki, sub rozp. w wodzie, o niedużych rozmiarach cząsteczki, nie są to białka chyba że doszło do uszkodzenia kłębuszków.

-przewód pokarmowy: gruczoły ślinowe, żółć, wymioty, biegunka.

-płuca(sub. lotne) drogą dyfuzji biernej.

-skóra, z potem, przez pory, mogą podrażniać

-gruczoły mleczne np. DDT będąca sub. trwałą o długim czasie kumulacji.

Grupy czynników warunkujące powstawanie zatruć:

1 Właściwości sub., jej cechy fizyko-chemiczne.

-skł. chemiczny to rodzaj pierwiastków wchodzących w skład cząsteczki danego związku, a także ich wzajemne połączenie.

-izomeria pozycyjna: para> meta> orto.

-izomeria geometryczna: cis> trans(zw. łańcuchowe) np. anetol w oleju anyżowym, forma cis jest 15 razy b. toksyczna.

-izomeria optyczna: L>D np. nikotyna(forma L jest 40 razy b. toksyczna), karwon(L-mięta kędzierzawa, D-kminek).

-obecność wiązań wielokrotnych, im zw. jest bardziej nienasycony tzn. zawiera więcej wiązań podwójnych tym jest bardziej toksyczny, wynika to z łatwiejszego wchodzenia takiego zw. reakcje, tworzenia b. aktywnych form przejściowych

-obecność grup funkcyjnych: zwiększają toksyczność(nitrowa, nitrozowa, cyjanowa, aminowa i ich chlorowcopochodne) lub zmniejszają(acetylowa, azowa, karboksylowa, sulfonowa, tiolowa, metoksylowa) lub zachowują się różnie w zależności od różnych czyn.(metylowa, wodototlenowa). Sub. zawierające grupy zmniejszające toksyczność mogą być stosowane jako leki. Praktyczne zastosowanie tych grup jest w barwnikach syntetycznych gdzie grupa azowa jest połączona z pierścieniami benzenowymi sulfonowanymi co znacznie obniża ich toksyczność.

-rozpuszczalność w wodzie: np. chlorek baru, węglan baru są b. silnymi truciznami, ponieważ łatwo rozp. się w wodzie, a siarczan baru stosowany w prześwietleniach przewodu pokarmowego jako kontrast jest nieszkodliwy ponieważ nierozpuszcza się w wodzie, a więc nie ulega wchłonięciu. Inny przykład to sublimat i kalomel czyli zw. rtęci, przy czym sublimat jest b. toksyczny(rtęć jest na innym stopniu utlenienia), rtęć metaliczna wprowadzona dożylnie lub dustnie nie jest szkodliwa bo jest nierozpuszczalna.. Najbardziej szkodliwe są pary rtęci.

-rozpuszczalność w płynach fizjologicznych: sub. dostające się do przewodu pokarmowego w postaci rozproszonej o mniejszym stężeniu, wchłaniają się szybciej niż w postaci bardziej zbitej. Jeśli chcemy żeby coś się szybciej wchłonęło to najlepiej rozpuścić sub. w wodzie przez co zwiększamy jej powierzchnię, należy również maksymalnie ją rozdrobnić(leki).

-zanieczyszczenia są limitowane np. w czasie syntezy aspartamu powstaje jako produkt uboczny diketopiperazyna(ADI=0-7,5 mg na kg masy ciała), której toksyczność jest 5 razy większa niż toksyczność aspartamu(ADI=0-40 mg na kg masy ciała).

2. Czynniki związane z ekspozycją:

-dawka lub stężenie w mg na kg masy ciała, rodzaje dawek: graniczna(progowa)DM, lecznicza DC, toksyczna DT, śmiertelna LD.

-droga wprowadzenia sub, zależy to od ilości barier jakie dana sub ma do pokonania.

-okres i częstotliwość(dotyczy to badań na zwierzętach)

-pora dnia, roku.

-obecność innych sub w momencie wnikania sub badanej. Efekty łącznego oddziaływania sub chemicznych:

•niezależnie, sub wnikające działają na inne organy czy układy, skutki ich działania są niezależne

•addytywne = addycyjne np. morfina i skopolamina o działaniu depresyjnym, efekty działania takich sub sumują się ponieważ działają na podobny układ i podobne są skutki ich działania. Efekty wywoływane działaniem łącznym są równe sumie działań poszczególnych skł. A+B= A+B czyli 2+3= 5

•synergizm i antagonizm to interakcje dotyczące działania 2 lub większej ilości sub, których efekt działania daje wynik jakościowo lub ilościowo różny od przewidywanych, a wynikający z sumowania się efektów wywołanych przez poszczególne sub, czyli jedna sub wzmaga lub osłabia działanie drugiej.

•synergizm to jednakowe działanie 2 zw. prowadzące do wystąpienia większych efektów niż oczekiwane, a wynikające z sumowania się działań poszczególnych skł. np. melation i EPN, CCl i izopropanol, dym tytoniowy i alkohol, Fe i Cu. (A+B) > A+B, czyli 2+3= 7, a nie 5

•antagonizm o podłożu:

-funkcjonalnym np. kwas barbiturowy i noradrenalina.

-chemicznym np. chelatowanie metali ciężkich: biotyna i awidyna ,która ja wiąże.

-dyspozycyjny np. szczawiany i wapń

Ogólnie antagonizm to działanie prowadzące do zmniejszenia lub osłabienia efektów przez wzajemne oddziaływanie na siebie sub. (A+B) < A+B, 2+3= 4.

3. cechy organizmu(biologiczne)

-różnice międzygatunkowe, które wynikają z różnego tempa metabolizmu np. heksobarbital(sub. nasenna) u człowieka metabolizowana jest wolno, u szczurów szybciej, a najszybciej u myszy, stąd nasilenie zatrucia będzie inne u poszczególnych gatunków. Inny przykład to przemiana kwasu hinowego do kwasu benzoesowego, która najszybciej zachodzi u człowieka natomiast najwolniej u gryzoni

-różnice gatunkowe w drogach metabolicznych zw. obcych np. w reakcjach 1 fazy kumaryna(siano) ulega hydroksylacji przy węglu 7 u człowieka, a przy węglu 3 u min szczura, świnki morskiej, królika. Cykloheksyloamina(zw. powstający w żołądku pod wpływem mikroflory) u szczura ulega hydroksylacji, a u człowieka deaminacji. W reakcjach 2 fazy też są różnice np. fenol jest sprzęgany z: siarczanami u kota, z kw. glukuronowym u świni, z obiema tymi sub. u szczura.

-różnice międzygatunkowe związane z tempem wchłaniania przez skórę, najsłabiej u kotów, lepiej u człowieka, świni, świnki morskiej, małp, a najlepiej przez skórę szczura i królika.

-uwarunkowania genetyczne, różnice genetyczne w obrębie danego gatunku(dotyczy to enzymów) np. metabolizowanie fenyloalaniny do tyrozyny przy udziale enzymu: hydroksylazy fenyloalaninowej. Brak tego enzymu związany jest z chorobą genetyczną fenyloketonurią. Gromadzenie się pochodnych fenyloalaniny powoduje uszkodzenia układu nerwowego. Proces ten jest bardzo niebezpieczny szczególnie u noworodków, dlatego też prowadzi się obecnie badania dzieci tuż po urodzeniu na obecność pochodnych tego aminokwasu(mocz+ FeCl, ciemnozielone zabarwienie świadczy o chorobie). Pochodne te to: kwas fenylopirynowy, z niego powstaje kwas fenylooctowy i fenylomlekowy, a po połączeniu z .......

-wiek i związane z tym wchłanianie, u ludzi dorosłych inne są wskaźniki: opróżniania żołądka i pH soku żołądkowego, poziomu enzymów(noworodek ma ich mniej), obecności mikroflory(noworodek ma jałowy przewód pokarmowy, dopiero z czasem zostaje zasiedlony przez korzystną mikroflorę), rozmieszczenie sub obcych związane jest z zaw. w organiźmie wody(noworodki mają jej więcej i ilość jej spada z czasem do poziomu 60%). Noworodki mają też: słabo wykształcona bariera krew-mózg, mało białek osocza, niższy poziom cytochromu P450(zawiera min żelazo, ważny zw. biorący udział w metabolizowaniu sub obcych), mało enzymów biorących udział w sprzęganiu z kwasem glukuronowym. Wskaźniki te są również niższe u ludzi starszych.

-zmieniona odporność, nadwrażliwośc.

-stan odżywienia, im lepszy tym większe dawki może akceptować organizm, co wiąże się min z większą ilością białek osocza, enzymów, więcej żelaza sprzyja powsawaniu cytochromu P450, który w swoim składzie zawiera min żelazo, wit. z grupy B wchodzą w skład wiellu koenzymów stąd odpowiedni ich poziom sprzyja optymalnemu funkcjonowaniu enzymów.

-wysiłek fizyczny

-choroby wątroby, nerek(organów gdzie następuje detoksykacja)

-stan fizjologiczny, ciąża wiąże się ze zmianami hormonalnymi wpływającymi na metabolizm, a więc na tempo detoksykacji.

4. Czynniki środowiskowe:

-temperatura, wilgotność

-ciśnienie

-skład powietrza

-naświetlenie, napromieniowanie

-hałas

-warunki bytowania

Wszystkie czynniki środowiskowe mogą wpływać na wyniki eksperymentu, badań przeprowadzonych na zwierzętach. Przy badaniach określonego zw. należy wziąć określone, najbardziej optymalne warunki.

Ocena toksykologiczna związków chemicznych

Badania toksykologiczne żywności przeprowadza się głównie na szczurach, rzadziej na myszach. Badania na świniach i naczelnych są również przeprowadzane, a ich wyniki są bardzo przybliżone do wyników w porównaniu z ludźmi, co wynika z podobnego tempa metabolizmu. Wadą eksperymentów na tych zwierzętach jest duża ilość pokarmu jaka musi być im dostarczona, a jak mamy mało badanego związku to mnożą się nam problemy.

Kryteria doboru zwierząt do badań

-zwierzęta o dużej wrażliwości na badaną sub. i o metabolizmie zbliżonym do metabolizmu człowieka(o ile jest to możliwe)

-w obrębie danego gatunku powinny to być zwierzęta jednorodne(ten sam szczep, wiek, ciężar ciała) po to aby wyniki były powtarzalne.

-zdrowe

-czasami standaryzuje się je pod względem oznaczanych parametrów np. aktywności jakiegoś enzymu, która to aktywność może być różna u różnych osobników.

-zwierzęta konwencjonalne, które normalnie żyją w hodowli

-wsobne tzn. bierze się do badań osobniki będące potomkami brata i siostry, bądź hybrydy tzn. pochodzące ze skrzyżowania różnych szczepów wsobnych.

-zwierzęta niekonwencjonalne np. uzyskane w wyniku cesarskiego cięcia w warunkach jałowych, stąd są one pozbawione naturalnej mikroflory(wole od bakterii GF). U tych zwierząt bada się wpływ naturalnej mikroflory na metabolizm sub. toksycznych. Tego typu zwierzęta bada się również pod kątem jak choroby wpływają na metabolizm sub obcych, przez zasiedlenie tych zwierząt obcymi patogenami(SPF czyli wolne od specyficznych drobnoustrojów).

Parametry warunków eksperymentu

-wysokość klatek

-powierzchnia klatek

-odpowiednia dla danego gatunku pasza, zbilansowana pod kątem zaw. w niej sub. niezbędnych dla badanego gatunku np. witaminy C, której nie syntetyzują min świnki morskie.

-masa zwierząt- obsada zwierząt w klatce

-warunki środowiskowe

NOAEL-no observed adrene effect levej, najwyższa dawka w badaniach długoterminowych przy której nie występuje statystycznie istotny wzrost częstości lub nasilenia szkodliwych skutków działania sub. u badanych zwierząt w stosunku do grupy kontrolnej. Czyli jest to najwyższa dawka przy której nie będzie zmian, nie będzie wpływu badanej sub. na organizm, poziom obserwowanego działania szkodliwego.

LOAEL- lowest obser ved advence effect level, najniższa dawka w badaniach długoterminowych, przy której występuje statystycznie istotny wzrost częstości występowania szkodliwych skutków działania sub. w stosunku do grupy konrolnej. Czyli jest to najniższa dawka, gdy w badaniach wszystkie dawki okazują się działające.

ADI= NOAEL: współczynnik niepewności, współczynnik bezpieczeństwa, najczęściej wynosi on 100, ale może też być niższy w zależności od ilości przeprowadzonych badań im więcej wiemy o danym zw. tym współczynnik ten jest niższy. Dlaczego 100: 10 w celu zmniejszenia dawki, 10 w celu uwzględnienia różnic gatunkowych.

ADI- dopuszczalne dzienne spożycie danej sub., jest to taka ilość sub., która zgodnie z aktualnym stanem wiedzy może być pobierana codziennie przez całe życie, prawdopodobnie bez szkody dla zdrowia, uwzględnia pobieranie wszystkimi drogami. Dawka ta wyrażana jest w mg na kg masy ciała na dobę. Wyliczone wartości ADI stosuje się praktycznie do oceny ryzyka związanego z pobieraniem sub szkodliwych z żywnością przez człowieka oraz do ustalania maksymalnych dopuszczalnych stężeń sub celowo dodawanych do żywności np. barwników, konserwantów(po podstawieniu do odpowiedniego wzoru). Im ADI wyższe tym lepiej tzn. dana sub jest mniej szkodliwa i można jej pobrać stosunkowo więcej. Im produkt spożywany jest częściej tym ADI dla danego zw. znajdującego się w nim powinno być proporcjonalnie niższe. ADI nie wyznacza się dla sub. o działaniu kancerogennym

PMTDI- tymczasowe maksymalne tolerowane dzienne pobranie, jst to odpowiednik ADI dla sub, które stanowią zanieczyszczenia żywności, ale nie kumulujące się w organizmie.

PTWI- tymczasowe tolerowane tygodniowe pobranie. Jest to odpowiednik dla ADI, ale dla zanieczyszczeń żywności, które mogą się kumulować w organizmie.

Ustalenia prawne:

-akceptacja użycia

-listy pozytywne

-maksymalne poziomy spożycia

-maksymalne poziomy pozostałości zanieczyszczeń

-standardy higieniczne

MDP= (ADI* masa ciała): współczynnik spożycia(w kg na dzień).

MDP- maksymalna(teoretyczna)dopuszczalna pozostałość(dodatek) w produkcie sub. badanej, wyraża się w mg na kg produktu.

Wartość ta zależy od poziomu spożycia danego produktu. Są niższe, w krajach gdzie dany produkt spożywany jest częściej, bierze się również pod uwagę zanieczyszczenie środowiska.

Ryzyko: PDI: ADI, gdzie PDI to dzienne spożycie

Działanie mutagenne, wpływ na materiał genetyczny ujawnia się przy dawkach ksenobiotyku, które nie wywołują objawów szkodliwych ze strony innych struktur komórkowych.

-kom. somatyczne: nowotwory, zaburzenia immunologiczne, zaburzenia hematologiczne czy odporności, działanie letalne.

-kom. rozrodcze: cechy dominujące(zmiana ujawnia się w następnych pokoleniach), cechy recesywne(zmiana ujawnia się w 3-4 pokoleniu) np. fenyloketonuria, epilepsja, schizofremia, zespół Downa.

Substancje o działaniu mutagennym:

-benzoapiryn, wzorzec znajduje się min w dymach wędzarniczym, papierosowym

-kwas azotowy

-pestycydy: pochodne kw. ditiokarbaminowego, benzimidazol

-hormony steroidowe, heterocyliczne aminy, nitrozoaminy.

Testy:

-Badające mutacje genu

-badające uszkodzenia chromosomów

-badające DNA

∗Test Amesa

Badana sub łączy się z homogenatem wątroby(aktywna frakcja mikrosomalna) , pobranej od szczurów po to aby w środowisku były enzymy metabolizujące zw. obcy oraz z kolonią bakterii(Salmonella) w agarze. Z uzyskanej mieszaniny wysiewamy próbki, inkubujemy je przez 3 dni w temp. 37 stopni C. Mutagenność badanej sub. określa się na podstawie ilości kolonii zmutowanych do prawidłowych z próby kontrolnej(stosunek).

∗Test mutacji somatycznej na Drosophila Melanogaster, obserwacje zmiany kształtu i liczby włosków na skrzydłach muszki owocówki pod wpływem badanej sub.

∗Test mikrojądrowy na erytrocytach ze szpiku kostnego gryzoni. Wzrost częstości występowania erytrocytów z mikrojądrami w preparatach z badaną sub. w porównaniu do kontroli.

∗Test dominującej mutacji letalnej na szczurach i myszach, na podstawie śmierci embrionów lub płodów, liczby poronień

∗Test na wykrywanie adduictów(trwałych połączeń) badanej sub. lub jej metabolitów z DNA we krwi

Mutagenność- działanie nowotwore:

kancerogen-od łac. cancer-rak

karcinogen od łac. karkinos- rak

Nowotwór-zespół nieprawidłowych komórek(autonomiczne względem innych nie

podlegają regulacji organizmu, szczególnie w zakresie rozrastania się, proces rozrastania i namnażania jest najmniej wrażliwy na sygnały organizmu

-różnią się od występujących w danym miejscu budową(guz lub charakter rozsiany) i/lub cechami czynnościowymi np. zmiana przepuszczalności błon(do kom. dostają się sub obce lub na zewn. komórki wydostają się metabolity, które normalnie nie powinny się z niej wydostawać), procesy dziedziczenia(przyspieszony podział kom. pogłębia zmiany w DNA, nieprawidłowości są powielane), przemiana materii(jest nasilona, prod. przemiany materii są szkodliwe dla innych komórek organizmu).

-zahamowanie apoptozy(zaplanowanej śmierci komórki), zmienione komórki mają przedłużone życie, nie umierają w optymalnym dla nich czasie co prowadzi do rozrastania się nowotworu.

Nowotwory dzielą się na:

-łagodne, rozrastają się powoli, nie niszczą tkanek otaczających, nie dają przerzutów

-złośliwe, rozrastają się szybko, rozprzestrzeniają się na otaczające tkanki w postaci naciekania, przerzutów, prod. przemiany materii są zwykle szkodliwe dla całego organizmu

Karcinogeneza chemiczna

-indukcja chemiczna nowotworu czyli trwałe zmiany w zapisie lub realizacji(ekspresji genów), które są przekazywane kom. potomnym np. zmiany w białkach lub na poziomie DNA.

♣czyn. raktwórcze(genotoksyczne)

-zw. inicjujące w odpowiedniej dawce i warunkach powodują zwiększenie częstości i/lub skrócenie czasu pojawienia się nowotworu w org. narażonym w porównaniu do kontrolnego

♣czyn. współrakotwórcze: -zwiększają działanie czyn. rakotwórczego

-kokarcynogeny, muszą być podane jednocześnie z czyn. rakotwórczym(działanie synergistyczne)

-promotory, podane nawet po jednorazowej dawce karcirogenu, która sama nie wywołuje nowotworu np. dostała się jakaś sub. rakotwórcza jakiś czas temu do org. i czeka aż pojawi się promotor aby ją uaktywnić

Możliwe mechanizmy działania tych czyn. to:

-wpływ na metabolizm karcinogenu(na etapie przekształcenia się prokancerogenu w biokancerogen)

-wzrost komórek

-wpływ na przepuszczalność błon kom.

Etapy karcinogenezy chem.:

1. Inicjacja- zmiany w DNA o charakterze mutacyjnym, powstaje nowy „klon” komórki

2. Promocja- powiększenie zainicjowanych kom., dalsze błędy genetyczne, ujawnienie się zmian

3. Progresja- zezłośliwienie kom., destabilizacja genetyczna, niekontrolowane przerzuty i rozmnażanie

Etapy 1,2 są długie, etap ostatni jest przyspieszony.

Kom. prawidłowa Kom. przedrakowa kom. rakowa uwarunkowana

kom. rakowa autonomiczna kom. rakowa oporna

Schemat badań na rakotwórczość

50 szt. płci męskiej i tyle samo płci męskiej- szczury 2 lata, myszy 1,5 roku, psy i świnie 5-7 lat. Podawane dawki to: 1/9, 1/3 LD50 oraz najmniejsza dawka działająca w badaniach podprzewlekłych.

Obserwacja dotyczy:

-tych samych czyn. co w teście na badanie toksyczności przewlekłej

-czasu przeżycia

-czasu pojawienia się guzów

-liczby guzów

Klasyfikacja zw. z punktu widzenia działania rakotwórczego wg.IRAC(Międzynarodowa Agencja Do Badań Nad Rakiem)

	Dowód u ludzi	Dowód u zwierząt
1. Kancerogen	wystarczający dowód rakotwórczości
2.A. prawdopodobnie rakotwórcze	ograniczony dowód rakotwórczości	wystarczający dowód
2.B przypuszczalnie rakotwórcze	ograniczony dowód	nie wystarczający dowód
3. sub. nie sklasyfikowana	brak danych	brak danych
4. prawdopodobnie rakotwórcze	brak danych	wskazują na brak działania rakotwórczego

Niewiele jeszcze wiemy o sub. rakotwórczych.

Ograniczony dowód-trudno wyeliminować czyn. współdziałające, nie wystarczający dowód jest kilka badań, ale nie mają one ustalonej metodyki np. są wykonane tylko na jednym gatunku zwierząt.

Niektóre czynniki rakotwórcze

-Aflatoksyny- skażenie pożywienia- wątroba

-Alkohol etylowy(obecnie uważany za sub. współrakotwórczą)- picie- jama ustna, gardło, krtań, przełyk

-Aminy aromatyczne- zawodowa-pęcherz moczowy

-Arsen(tylko niektóre zw.)-zawodowe-skóra, płuca

-Azbest- zawodowa- płuca, opłucna, otrzewna

-Benzen- zawodowa- szpik kostny, białaczki

-Dwuetylostylbestrol- leczenie- pochwa

-Estrogeny- leczenie- macica, sutek

-Fenacetyna(kiedyś stosowana w proszkach od bólu głowy)- leczenie- miedniczki nerkowe

-Tlenek kadmu- zawodowa- gruczoł krokowy

-Nikiel- zawodowa- jama nosa, płuca

-Promieniowanie jonizujące- zawodowe, medycyna- szpik kostny i inne

-Promieniowanie UV- ekspozycja słoneczna, lampy kwarcowe- skóra

-Węglowodory aromatyczne- zawodowa- skóra, płuca

-Chlorek winylu(monomer)- zawodowa- wątroba

Czynniki prawdopodobnie rakotwórcze

-Akrylamid(frytki!)- prod. tworzyw sztucznych, klejów, narażenie zawodowe

-Akrylonitryl- tworzywa cztuczne

-Dym wędzarniczy(zawierający min. benzoapiryn, benzoatracyn)

-Bifenyle- zanieczyszczenie ze środowiska, szeroko wykorzystywany w przemyśle

-Leki weterynaryjne- chloramfenikol(obecnie wycofany)

-Formaldehyd

-niektóre pestycydy i nitrozoaminy

Badania płodności, rozrodczości i działania teratogennego

Działanie teratogenne- wpływ sub. na zarodek, płód i na organizm w pierwszym okresie życia, szczególnie niebezpieczne w okresie organogenezy(u człowieka jest to okres ciąży od 3 tygodnia do 3 miesiąca)

Skutki działania teratogennego:

-Embriotoksyczne czyli obumarcie zarodka, płodu

-Zniekształcenia anatomiczne

-Zaburzenia czynnościowe

-Przedwczesne urodzenie

Działanie takie mają zwykle b. małe dawki sub., które na matkę nie wpływają w żaden sposób.

Badania na zwierzętach

W przypadku badań na szczurach bierze się 20 samic i samców, które krzyżuje się. Następnie obserwuje się ciążę samic, która trwa 21 dni. Między 6, a 15 w dniem ciąży(czyli w okresie organogenezy) samice poddaje się działaniu badanej sub. w dawkach: 1\250, 1\50, 1\5 LD50 (stąd muszą być 4 grupy badane, jedna jest grupą kontrolną). Na 16 spośród 20 samic dokonuje się cesarskiego cięcia w 20 dniu ciąży i bada się: liczbę, masę, długość, płeć ew. deformacje płodów i ich przeżywalność. 4 pozostałe samice pozostawia się do porodu naturalnego, a ich potomstwo służy po 3 miesiącach do badań na kolejnej generacji, przez kojarzenie ich i przeprowadzenie tych samych badań co w pierwszym krzyżowaniu.

Badanie rozwoju postnatalnego

-Rozwój fizyczny: przyrost masy ciała, wykształcenie małżowin usznych, pojawienie się sierści, wskaźniki biochemiczne, hematologiczne, otwarcie szpary powiekowej itp.

-Rozwój behawioralny: powrót z pozycji leżącej na łapy, spadanie na łapy, zdolność uczenia się, aktywność ruchowa, zachowanie w sytuacjach stresowych itp.

Bardzo uważnie należy badać leki, które mają być dopuszczone do spożywania przez kobiety w ciąży, np. talitomid został dopuszczony, ale zbadano tylko 1 izomer tej sub, który w badaniach nie wykazał szkodliwości, a okazało się, że lek ten miał 2 izomer szkodliwy!

Przykłady czynników o działaniu teratogennym na zwierzętach:

-deficyt skł. odżywczych: wit.A, E, C, B1, B2, PP, Zn, Mn, Mg, Ca, białko

-deficyt lub nadmiar hormonów np.. insuliny

-leki np. penicyliny, tetracykliny

-sulfonamidy

-metale ciężkie: Hg, Pb, Se, Cd

-sub. chemiczne np.: nikotyna, kofeina, saponiny, kwas borowy, barbital, morfina, nirtozoaminy

-śr. ochrony roślin

-rozpuszczalniki: chloroform, CCl4, benzen, ksylen

-aflatoksyny

-hipo- i hipertemia

-niedotlenienie

-radiacja

-wirusy: różyczki, kiły

Badania na płodność i rozrodczość

Wykonuje się na 3 pokoleniach. Pierwsze pokolenie pochodzi od 10 samców i 20 samic. Po 1 kojarzeniu tych osobników bada się przebieg ciąży i laktacji w czasie podawania sub. badanej. 1 miot(pokolenie F1a)służy do badań. Po 2 kojarzeniu 2 miot(F1b) służy do hodowli następnego pokolenia. Obserwacje pierwszych miotów z kolejnych pokoleń dotyczą: %zapłodnienia, liczby młodych w miocie, ciężaru ciała po urodzeniu i odstawieniu, śmiertelności noworodków, badania mikroskopowego narządów.

Niepożądane reakcje po spożyciu posiłków

-Toksyczność(czyli związane z dawką)

-Nietoksyczne, nawet bardzo małe dawki mogą powodować reakcje b. niekorzystne, nie są to reakcje związane z dawką sub.(nadwrażliwość), wśród nich wyróżniamy:

•Alergie(wytwarzanie przeciwciał)

-IgE zależne np. na: annato, karmin koszenilowy, aspartam, enzymy(lizozym, papaina, alfa amylaza), siarczany

-Inne np. zależne od limfocytów T powodowane np. benzoesanem sodu, BHA, BHT, estrami kwasu para hydroksybenzoesowego.

•Nieimmunologiczne(większość), a wśród nich:

-uwalnianie histaminy np. przez kwas benzoesowy

-o podłożu enzymatycznym np. brak laktazy, oksydazy siarczanowej

-o podłożu farmakologicznym np. podrażnienie receptorów, wpływ na neuroprzekaźniki powodowane przez np. MSG(glutaminian sodu), siarczyny

-mechaniczny np. MSG.

Cechy wspólne nietolerancji i alergii to:

-zmieniony jakościowo(opaczny)sposób reagowania, nietypowy dla ogółu populacji-nadwrażliwość

-brak prostej zależności między występowaniem reakcji, a ilością spoż. pokarmu(sub.)

Alergie:

-Antygeny z powodu odmienności budowy wywołują odpowiedź odpornościową min. produkcję przeciwciał, limfocytów oraz reagują z nimi(przy drugim wniknięciu)

-Alergen to antygen, który wywołuje reakcje nadwrażliwości, wśród alergenów pokarmowych są:

•białka o masie cząsteczkowej 15000-40000 Da

•glikoproteiny rozpuszczalne w wodzie

•mniejsze cząsteczki tzw. hapteny, które łączą się z białkami wchodzącymi w skład organizmu i są to np. sub. celowo dodawane do żywności, zanieczyszczenia

Ksenobiotyk reaktywny nieaktywny metabolit

metabolit

kowalencyjne wiązanie z

makrocząsteczkami organizmu

uszkodzenia toksyczne hapten mutacje

(działanie toksyczne (działanie nietoksyczne) (działanie niet.)

związane z iloscią) wytwarzanie nowotwory

przeciwciał

immunologiczne

uszkodzenie komórki

Badania dotyczące nadwrażliwości są trudne do przeprowadzania, trudno jest wyselekcjonować odpowiednią ilość zwierząt nadwrażliwych.

Mechanizm działania alergicznego:

Działanie alergiczne związane jest z ustawianiem się przeciwciała na styku z komórką (najczęściej tuczną czyli mastocytu)i na tym styku łączenie się z alergenem co powoduje wytwarzanie mediatorów reakcji alergicznej

Mediatory reakcji alergicznej to:

•w ziarnistościach znajduje się histamina o aktywności:

-zwężanie dróg oddechowych, co powoduje: świszczący oddech, trudności w oddychaniu.

-rozszerzanie naczyń krwionośnych, co powoduje: zaczerwienienie w miejscu kontaktu z alergenem, gdy rozszerzenie naczyń uogólni się może dojść do śmiertelnego w skutkach wzrostu ciśnienia krwi(wstrząs anafilaktyczny)

-zwiększenie przepuszczalności małych naczyń krwionośnych, co powoduje: lokalny obrzęk tkanek, uogólniony może przyczynić się do wstrząsu anafilaktycznego

-stymulacja zakończeń nerwowych, co powoduje: swędzenie, miejscową bolesność

-zwiększenie wydzielania śluzów w drogach oddechowych, co powoduje: zwężenie światła dróg oddechowych.

•czynnik aktywujący płytki krwi

•leukotrieny i prostaglandyny, ich prekursory to NNKT, są to tzw. mediatory lipidowe

1. skóra

-warstwa zewnętrzna, objawy: egzema

-warstwa wewnętrzna, objawy: pokrzywka

2. błony śluzowe, objawy: obrzęki

3. układ oddechowy

-nos, objawy: katar sienny

-oskrzela, objawy: astma

-płuca, objawy: alergiczne zapalenia

4. przewód pokarmowy, objawy: wiele np. wymioty, biegunka, przy większych uszkodzeniach może dojść do ubytków w błonie śluzowej

5. centralny układ nerwowy, objawy: migreny, drgawki

6. kości, objawy: opuchlizna stawów

7. układ moczowo- płciowy, objawy: zapalenia pęcherza, proteinuria

Atopia(skaza atopowa), jest dziedziczna, jest to skłonność do zachorowania na alergię, najczęściej IgE zależną oraz nadwrażliwość wczesną. Największe prawdopodobieństwo odziedziczenia skłonności do alergii mają dzieci gdy oboje rodziców ma alergię(75%), nieco mniejszą gdy jedno z rodziców ma alergię(50%)

Nadwrażliwość i skłonność do alergii związana jest z wiekiem. Dzieci do 6 roku życia są w grupie podwyższonego ryzyka zachorowania(jest to związane z większą przepuszczalnością błon jelita), często alergia mija z wiekiem, ale u ok. 20% osób zostaje.

Jest bardzo wiele nat. alergenów np. warzywa(często zawierają hapteny), owoce(zw. zawarte w pestkach, skórce, olejki eteryczne), alergeny wziewne, kontaktowe(kosmetyki), fizyczne(ciepło, zimno, słońce), leki(aspiryna, zw. do badań rentgenologicznych).

Chemiczne alergeny:

-histamina i inne aminy

-Cr, Co, Ni(kiedyś stosowany w margarynach, utwardzacz), Ni, platyna(oba pierwiastki mogą się znajdować w biżuterii)

-związki As, Hg, mogą powodować: egzemę, zapalenie złuszczające skóry, wstrząs anafilaktyczny

-benzoesany(konserwanty) mogą powodować: objawy żołądkowo- jelitowe, zapalenie błony śluzowej nosa, wysypki, skurcze oskrzeli

-siarczyny powodują: reakcję astmatyczną, objawy żołądkowo-jelitowe, świąd, pokrzywkę, wysypki, zmiany rytmu serca

-styren, fenol, PCV są to sub., które stopniowo uwalniają się z materiałów zawierających te związki

-żywica epoksydowa, kleje, guma arabska, tworzywa sztuczne, barwniki impregnacyjne

-akroleina(zw. wytwarzający się w czasie smażenia masła)

-bromek etylu, pięciotlenek wanadu, izocyjanki

Żywność modyfikowana genetycznie(GMO), jest dopuszczona w Polsce po zatwierdzeniu przez Ministra Zdrowia. Warunek jaki musi spełniać taka żywność to brak szkodliwego oddziaływania na zdrowie człowieka co jest w praktyce trudne do stwierdzenia. Do żywności GMO zalicza się również rośliny transgeniczne czyli o sztucznie zmienionym genomie, przez dodanie 1 lub więcej genów obcych.

Produkty transgeniczne(wymagania w zakresie dopuszczenia jej do spożycia):

♣żywność uzyskiwana przy pomocy mikroorganizmów(przenoszenie genów z nich do roślin)

-pełna charakterystyka mikroorganizmów

-pełna charakterystyka mat. genetycznego, który jest przenoszony, geny nie mogą kodować syntezy sub. toksycznych

-nie można używać markerów genów odporności na antybiotyki

-nie wprowadzać patogenów

♣porównanie składu prod. zmodyfikowanego z konwencjonalnym

-badanie zaw. skł. odżywczych(nie może ich być mniej, a dobrze jest jak jest ich więcej)

-badanie zaw. skł. toksycznych(np. solanina w ziemniakach chroni je przed szkodnikami, ale jest jednocześnie szkodliwa dla ludzi)

-skład aminokwasowy białek o ew. działaniu alergicznym

-nie można robić transferów genów odpowiedzialnych za prod. substancji alergennych

W Europie wymagana jest na prod. GMO etykietka- „Żywność wyprodukowana przy użyciu surowców transgenicznych”

Rośliny zmienione genetycznie raczej nie wpływają na człowieka, ale są szkodliwe dla środowiska(np. w pyłkach takich roślin mogą znajdować się sub. toksyczne dla owadów)

Substancje szkodliwe dostające się do organizmu z żywnością(podział z\w na źródło pochodzenia):

1. Występujące naturalnie(najczęściej w roślinach)

-antyodżywcze

-szkodliwe w prod. roślinnych(alkaloidy, glikozydy, pochodne aminokwasów występujące w grzybach kapeluszowych) i w prod. zwierzęcych(np. ryby z mórz tropikalnych)

2. Celowo dodawane do żywności

3. Zanieczyszczenia biologiczne(drobnoustroje, pleśnie, szkodniki zbożowo mączne) i chemiczne

4. Wytwarzające się w czasie procesów technologicznych, przechowywania lub w organiźmie już po spożyciu

Sub. szkodliwe występujące naturalnie

♣Alkaloidy(zw. organiczne o budowie pierścieniowej zawierające azot), nie mają jeszcze w pełni poznanej roli, choć zwykle spełniają funkcje ochronne. Zawera je ok. 10% roślin, jest ich ok. 5 tyś. Łatwo przenikają przez błony śluzowe przewodu pokarmowego, mają duże powinowactwo do tkanki nerwowej(zarówno ukł. ośrodkowy jak i obwodowy). W małych dawkach działają pobudzająco w większych porażająco. Niektóre stosowane są jako leki, środki narkotyczne, halucynogenne.

W tej grupie zw. można wyróżnić:

∗tropan(atropina), pochodna tropanu, stosowana jako lek. Okoliczności zatruć to:

-mylenie owoców Pokrzyku Wilczej Jagody z czereśniami(szczególnie dzieci), dla dorosłych dawka śmiertelna to 10-20 jagód, dla dzieci dawka ta wynosi 3-4 sztuki

-spożycie mięsa zwierząt odpornych na atropinę(króliki, ślimaki, jedzących łodygi, liście roślin zaw. atropinę)

-mleko kóz, które jadły Pokrzyk(przechodzi do mleka)

-zatrucia miodem(pyłek zbierany z kwiatów Pokrzyku)

-mylenie nasion Lulka Czarnego z makiem, oraz nasion Bielunia Dziędzierzawego z Czarnuszką

Działania na:

-ośr. układ nerwowy(pobudzenie mózgu)

-nerwy obwodowe(rozszerzanie źrenic)

-zaburzenia układu pokarmowego

-zwiotczenie mięśni

-pobudzenie psychiczne: halucynacje, rozszerzenie oskrzeli, zmniejszenie wydalania moczu, zaburzenia rytmu serca, nie wydzielanie żółci z pęcherzyka.

∗Ergotamina

-zanieczyszczenia mąki sporyszem(przetrwalnik grzyba Glaviceps Purpurea)

-obecnie nie ma większego znaczenia dzięki stosowaniu na szeroką skalę środków grzybobójczych

∗Temulina(pirolizydyna)

-występuje w chwaście Życica Odurzająca

-zatrucie pochodzi ze zboża zanieczyszczunego tym chwastem

-obecnie nie ma zatruć tym związkiem

∗inne alkaloidy to: pirydyna, izochimolina, indol

∗Kofeina(Teina)(pochodna puryny), pochodne tego zw. to: teobromina(występująca w kakao i trochę w herbacie)i teofilina(trochę w herbacie)różnią się miejscem podstawienia gr. CH3. Kofeina znajduje się w : herbacie(do 4%), w kawie(do 2%)i w orzeszkach cola(2,5 -5%).

Zawartość kofeiny w wybranych prod.:

napary- kawy mielona 76- 155 mg/ 200 cm

-kawa instant 66

-kawa bez kofeiny 2-5

-herbata 20-100

-herbata instant 24-130

-kakao 2

-cola 20

-cukierki mlecznoczekoladowe 20 mg/100g

-czekolada 35

-czekolada w proszku 120

Wpływ alkaloidów purynowych na organizm:

∗ośrodkowy układ nerwowy:

-małe dawki- przyjemna stymulacja, hamuje stany zmęczenia, poprawia procesy kojarzenia, ale gdy zostanie odstawiona to występować mogą: bóle głowy, zmęczenie, niepokój, senność

-dawki 1-5 mg/kg masy ciała, powodują zwiększone pobudzenie psychomotoryczne z bezsennością, u osób nadwrażliwych drżenie rąk

-dawki większe od 15 mg/kg m.c, powodują bóle głowy, zdenerwowanie, irytację, dzwonienie w uszach, skurcze mięśni, palpitacje

-dawki 100-200 mg/kg m.c powodują delirium, śmierć

∗układ oddechowy

-4mg/ kg m.c pobudza układ oddechowy

-u osób trenujących przejściowo następuje zmniejszenie zapasów CO2 w org.

-zwiększone zapotrzebowanie kom. na tlen

∗przewód pokarmowy

-zmniejszenie napięcia mięśni gładkich p. pok. i żółciowego

-stymulowanie wydzielania soku żołądkowego, pepsyny

-zmniejszenie perystaltyki jelit

∗metabolizm energii

-zwiększenie siły mięśni i czasu wykonywania pracy fizycznej(stąd są obecne na liście antydopingowej)

-zwiększenie o 5-25% P.P.M u osób nieaktywnych(ale do środków na wspomaganie odchudzania nie można używać z/w na działanie zbyt silne na ukł. nerwowy) ∗Działanie na układ krążenia:

-pobudzenie kurczliwości mięśnia sercowego

-zaburzenia rytmu serca

-migreny

-zwiększenie o 5-10% ciśnienia na okres 1-3 godzin

∗Działanie na nerki:

-przy dawkach większych od 4mg/kg m.c, działanie diuretyczne, zwiększenie wydalania N, K, Cl(ogólnie zwiększenie wydalania moczu)

Wchłanianie: -szybko i całkowicie w żołądku i jelitach

-w tkankach zależy to od zaw. w nich wody(ślina, żółć, nasienie, mlek)

-przechodzi barierę krew-mózg i krew-łożysko

Metabolizm: częściowa demetylacja w wątrobie, okres półtrwania wynosi ok. 3 godzin. Wydalanie z moczem: zmniejszone jest w ciąży i przy stosowaniu doustnych śr. antykoncepcyjnych, zwiększone przy paleniu papierosów

Badania na zwierzętach:

-działanie toksyczne, LD50 to 200mg/kg m.c:

-zaburzenia w reprodukcji, duże pojedyncza dawki powodują zanik jąder

-działanie teratogenne, wyniki sprzeczne, u ludzi dopiero przekroczenie dawki 8 filiżanek dziennie może spowodować działanie teratogenne

-działanie mutagenne jest tylko dla bakterii, dla org. wyższych nie obserwuje się takiego działania

-brak działania rakotwórczego dla ludzi i szczurów

LD50 dla ludzi to ok. 10g, t.j 150-200mg/kg m.c, po spożyciu 80mg/kg m.c obserwuje się:

-wymioty

-bóle brzucha

-fotofobię

-zwężenie źrenic

-palpitacje

-skurcze mięśni

-konwulsje

-utratę przytomności

Ważne jest prawidłowe parzenie kawy gdyż przy braku stosowania filtrów frakcja tłuszczowa tzw. karweol(kafestol), przechodzi do naparu i może powodować zwiększanie poziomu cholesterolu.

♣Glikozydy(mają co najmniej jeden element związany z cukrami oraz aglikol od którego pochodzi nazwa zw.)

∗cyjanogenne: amygdalina(nasiona roślin różowatych), faseolunatyna(fasola półksiężycowata), linamaryna(nasiona lnu, pasza z wytłokami), durryna(sorgo puławskie). Wszystkie te glikozydy zawierają w aglikonie jon cyjankowy.

-amygdalina, jest rozkładana przez enzym beta- glukozydazę(znajduje się w tkankach roślinnych, ślinie, jest uaktywniany w momencie rozgryzania, rozdrabniania, a także w przez sok żołądkowy)do aldehydu benzoesowego i HCN.

Zw. ten znajduje się w:

gorzkich migałach(3-5%), pestki moreli(8%), pestki brzoskwini(6,5%), pestki czereśni(0,8-2%) oraz w konserwach z tych owoców, nalewkach i winach. Jeżeli produkty z tych owoców długo stoją to pewne ilości amygdaliny mogą przechodzić do produktu, dlatego więc powinno się je przygotowywać z owoców bez pestek. Trzeba jednak pamiętać, że parę sztuk owoców z pestkami można zostawić gdyż amygdalina, a w szczególności jon CN nadają nalewkom specyficzny smak i aromat. Produktem rozkładu amygdaliny i innych glikozydów cyjanogennych jest HCN mogący blokować enzymy łańcucha oddechowego(wiązanie z Fe cytochromów), co utrudnia przenoszenie O2 na łańcuchu. Dawka śmiertelna jonów CN to 0,04-0,06 g. Przy dawce 1mg na kg m.c obserwuje się porażenie mięśni oddechowych.

∗steroidowe

∗nasercowe, pobudzają pracę serca np. z naparstnicy digitoksyna

∗saponinowe, ich część cukrowa składa się z ok. 12 cząsteczek, aglikony są różnymi cząsteczkami.

Działanie na organizm:

-zmniejszają napięcie pow. roztworu(stąd używane są w prod. chałwy)

-działają na błony kom. łącząc się z cholesterolem(następuje modyfikacja błon co jest niekorzystne może wpływać na zmianę ich przepuszczalności)

-zwiększają przepuszczalność błon

-powodują rozpad np. hemolizę krwinek(co jest konsekwencją zwiększenia przepuszczalności błon)

-miejscowe działanie drażniące np. na przewód pokarmowy

Występują w:

-mydlnica lekarska do 5%(prod. chałwy)

-soja, narażenie wegetarian, działanie estrogenne

-kąkol polny, gitagenina w nasionach do 14%, obecnie zatrucia są przypadkowe, dawniej mąką, chlebem, kawą zbożową.

∗Glikoalkaloidy, należą także do glikozydów steroidowych, ale aglikonem są zw. o charakterze alkaloidów. Należą do nich min. solanina, chakonina.

-solanina składa się z :ramnozy, glukozy, galaktozy oraz solanidyny

-chakonina składa się z:2 cząsteczek ramnozy, glukozy i solanidyny

Występują w: ziemniakach, pomidorach, oberżynie, papryce. Ich zaw. zależy od:

-gatunku

-odmiany

-warunków uprawy: miejsca(nasłonecznienia, wilgotności), nawożenia(niedobór K, Se, Mo, zwiększa podatność na wtstępowanie tych zw.), zakażenia

-części rośliny, wielkości, stopnia dojrzałości, uszkodzeń mechanicznych

-warunków przechowywania(zwiększona ich ilość przy nadmiernym oświetleniu)

Ziemniaki:

-najw. tych zw. w kiełkach stąd b. ważne jest dokładne wyoczkowanie ziemniaków przy obieraniu

-40% to solanina(solatrioza)

-60% to chakonina(chakotrioza)

Pomidory: zawierają tomatynę(likotetrozę) składającą się z ksylozy, glukozy, 2 cząsteczek galaktozy oraz tomatydyny

Wpływ na organizm:

tomatyna< solanina< chakonina

200 mg/kg ziemniaków powoduje:

-zaburzenia żołądkowe

-bóle głowy

-wysypkę, zapalenie spojówek, egzemę nóg

Dawka toksyczna to 2,8mg/kg m.c, przypuszczalna dawka śmiertelna to 3-6 mg/kg m.c. FAO/WHO dopuszcza do 10 mg/100 g świeżej masy bulw

∗tioglikozydy

∗kumarynowe

Znajdują się w: turówce wonnej, nostrzyku, marzance wonnej czyli ogólnie w różnych gatunkach traw, mogą przechodzić do mleka krów je spożywających. Aglikon w tych zw. to pochodne kwasu cynamonowego. W czasie rozdrabniania i suszenia roślin:

-enzymatyczna hydroliza wiązania glikozydowego

-powstanie kw. kumarynowych

-laktonizacja do kumaryn

-kumaryny pod wpływem enzymów bakteryjnych są przekształcane w dikumalor, który jest tzw. antywitaminą K, może wchodzić we wszystkie szlaki metaboliczne zamiast wit.K.

Działanie na organizm:

-przeciwdziałają krzepnięciu krwi(antagonista wit, K)

-kumaryna kiedyś stosowana była(otrzymywana syntetycznie) do aromatyzowania wyrobów cukierniczych, leków i tytoniu, obecnie niedozwolona, działanie na zwierzęta: zahamowanie wzrostu, działanie hepatotoksyczne, zmiany martwicze wątroby, nerek, śledziony, przewodu pok., działanie rakotwórcze w drogach żółciowych(szczury), kontaktowe fotouczulenia, leki przeciwzakrzepowe

♣Grzyby kapeluszowe

W Polsce jest ok. 1400 gat. grzybów jadalnych oraz 200 gat. grzybów trujących

Podział grzybów w oparciu o stopień bezpieczeństwa

*Wywołujące późne objawy zatrucia, okres utajenia może trwać 8-36 godzin od spożycia. Są to gat. bardzo groźne, objawy pojawiające się po tak długim okresie czasu mogą dać czas toksynom do działania, czasami ratuje dopiero hemodializa czyli oczyszczenie krwi z toksyn(ale szkody jakie poczynią przez tak długi okres czasu mogą być już nieodwracalne). Takie zatrucia powodują min.:

-muchomor sromotnikowy

-muchomor jadowity

-muchomor wiosenny

-piestrzenica kasztanowata

-zasłonak rudy

*Wywołujące wczesne objawy zatrucia, okres utajenia objawów od 15 min do 3 godzin, np.:

-strzępiak ceglasty

-lejkówka odbielona

-muchomor plamisty

-muchomor czerwony

Grzyby z tej grupy działają głównie na ukł. nerwowy(działanie neurotropowe), a także wywołują typowe objawy żołądkowo- jelitowe(wymioty, bóle brzucha, biegunki)

*Warunkowo jadalne, np.:

-krowiak podwinięty, który zawiera muskarynę, betainę, acetylocholinę itp., nie można ich jeść na surowo, ani smażonych. Sposób ich przygotowania tak aby nie wywołały efektów niepożądanych polega na obgotowaniu ich w wodzie, a następnie odlaniu tej wody

-czernidlak pospolity, zawiera koprynę, której metabolit-cyklopropanon hamuje(jest inhibitorem) dehydrogenazy aldehydu octowego, dlatego też grzybów tych nie można spożywać łącznie z alkoholem.

Podział wg Europejskiego Towarzystwa Ośrodków Ostrych zatruć i Toksykologów Klinicznych:

*Grupa 1, średnio trujące. Działanie cytotoksyczne(uszkodzenia kom.) głównie wątroby i nerek. Do czyn. toksycznych należą: amanitotoksyny i falotoksyny(są to sub. b. trwałe w wysokich temp. nie ulegają zmianom). Do grupy tej zaliczamy min muchomora sromotnikowego, wiosennego, jadowitego. Objawy zatruć po 8-36 godzin po spożyciu, ż-j, biegunka, odwodnienie, zmniejszenie krzepliwości, śpiączka wątrobowa, hipoglikemia, skąpomocz, bezmocz. Efekty działania: uszkodzenie wątroby, nerek, oun, działanie opóźnione. Dawka śmiertelna to 0,1 mg na kg m.c czyli ok. 50 g grzyba. Przy zatruciach- hemodializa, gdy uszkodzenie wątroby i nerek jeszcze nie są zbyt groźne.

*Grupa 1a, warunkowo śmiertelna

Działanie cytotoksyczne. Czynnik toksyczny to orelanina(alkaloid). Gatunek to Zasłonak rudy. Objawy pojawiają się po 8-36 godzinach żołądkowo- jelitowe, po 2-20 dniach pojawiają się inne objawy: krwiomocz, białkomocz(uszkodzenia nerek), bezmocz, żółtaczka(uszkodzenia wątroby). Efekty działania grzybów z tej grupy to: przewlekła niewydolność nerek, działanie opóźnione, a ponad 1/3 przypadków wymaga dializoterapii.

*grupa 2, silnie trujące(ale nie śmiertelne)

Działanie ośrodkowe(oun). Gatunki należące do tej grupy to: piestrzenica kasztanowata(lasy iglaste), podobna do smardza. Czynnik toksyczny to gyromitryna, będąca mieszaniną różnych sub.(nie ma tam zw. cyklicznych). Objawy zatruć to: po wielu godzinach lub dniach objawy ż-j, zaburzenia świadomości, drgawki, methemoglobinemia, hemoliza, żółtaczka, uszkodzenia nerek. Efekty działania tych grzybów to uszkodzenia oun, działanie drgawkowe. W Polsce grzyby z tej grupy sprzedaje się Francuzom po wysuszeniu(sub. trujące są lotne). Monometylohydrazyna(jeden ze skł. gyromitryny) jest antagonistą pirydoksyny

*Grupa 3, poważnie trujące

Działanie to blokowanie metabolizmu alkoholu etylowego. Czynnik toksyczny to kopryna, a główny gat. z tej grupy to Czernidlak Pospolity. Objawy po 1 godzinie od wypicia alkoholu, pomiędzy 3, a 72 godziną po spożyciu grzybów, występują wymioty, pobudzenie, lęk, zaburzenia rytmu serca, spadek ciśnienia, drętwienie rąk, czasami drgawki. Efekty działania to hamowanie metabolizmu etanolu na etapie aldehydu octowego(zatrucie jest głównie powodowane przez ten zw.).

*Grupa 4, poważnie trujące(na ogół bez zagrożenia życia)

Działanie muskarynowe(obwodowe= cholinergiczne czyli podobne do acetylocholiny). Czynnik toksyczny to muskaryna(pierścień heterocyliczny z O2), która działa przeciwnie do atropiny. Gatunki grzybów to: strzępiak ceglasty, czerwony, strzępkowaty, lejkówki, borowik szatański, grubotrzonowy, ponury. Objawy zatrucia po 0,5 godzinie, ślinotok, pocenie się, łzawienie, zwężenie źrenic, ż-j, spadek ciśnienia. Efekty działania są obwodowe. Dawka śmiertelna 300 mg, wywołanie objawów przy zaw. 0,01% w grzybie 10-20 g surowego.

*Grupa 5, umiarkowanie trujące

Działanie: ośrodkowe, atropinopodobne. Czyn. toksyczny to min museymol, kwas ibotenowy. Gatunki grzybów z tej grupy to: muchomor czerwony, plamisty. Objawy po 30-90 min. ż-j, naprzemienne pobudzenie i uspokojenie, zaburzenia równowagi, widzenia, bóle głowy, kurcze mięśni, nadmierna aktywność ruchowe, pobudzenie psychiczne. Efekty: ośrodkowe, psychotropowe.

*Grupa 6, słabo trujące

Działanie halucynogenne. Czyn. toksyczne to min: psylocybina, psylocyna. Gatunki: stożkogłówka biała, kołpaczek motylkowaty, pierścieniak półkolisty. Objawy po 30-60 min, przyspieszona czynność serca, halucynacje urokowe, zaburzenia doznaniowe, wzrost ciśnienia, zawroty głowy, wymioty, drgawki. Efekty działania: ośrodkowe, psychotropowe, halucynogenne. 10-13 g świeżych grzybów powoduje zaburzenia neurologiczne i psychiczne.

*Grupa 7, słabo trujące

Działanie gastreoenterotoksyczne(jelito, żołądek). Gatunki: pieczarka, borowik, mleczaj, krowiak(może uszkadzać wątrobę), gołąbek, tęgoskór, wieruszka. Objawy: po 30 min do 24 godzin po spożyciu objawy ż-j, czasami neurologiczne(nerki), odwodnienie, spadek ciśnienia. Efekty: drażnienie przewodu pokarmowego

Zachorowania spowodowane spoż. grzybów to ok. 16,5% w przypadku muchomora sromotnikowego. Zdarzają się również zachorowania spowodowane spożyciem grzybów jadalnych(nieswoiste zatrucia grzybami)np. przez zbyt długie ich przechowywanie

Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 1993 roku w sprawie wykazu grzybów jadalnych, wymagań technologicznych ich przetwarzania i obrotu oraz nadawanie uprawnień w zakresie grzyboznastwa. Klasyfikacja ta obejmuje 34 gatunki grzybów jadalnych. Co jest w tym rozporządzeniu:

-nadawanie i pozbawianie uprawnień klasyfikatora grzybów i grzyboznawcy następuje w drodze decyzji właściwego organu inspekcji sanitarnej

-klasyfikator musi być obecny w każdym punkcie skupu grzybów, a grzyboznawca w punkcie skupu grzybów suszonych lub tam gdzie mamy do czynienia z przetwórstwem grzybów

-do obrotu dozwolone są tylko grzyby całe ew. przecięte raz wzdłuż(nie można sprzedawać oddzielnie kapeluszów i nóżek)

-rodzaje przetworów dopuszczonych

-cechy dyskwalifikujące grzyby

Obrót grzybami jest kontrolowany prawnie.

Substancje dodawane celowo do żywności:

Po co:

-zdrowotność, wartość odżywcza: zaw. energetyczna, skł. odż., obecność sub. nieodżywczych, ale potrzebnych, obecnośc innych nat. skł. nieodżywczych, obecność sub. potencjalnie szkodliwych

-atrakcyjność sensoryczna: wygląd zewn., smak, zapach, chrupkość, gładkość itp.

-dyspozycyjność: trwałość, łatwość przygotowania, rodzaj opakowania

Sub. dodawane celowo do żywności podlegają regulacji prawnej: Ustawa o Warunkach Zdrowotnych żywności i żywienia. Co tam jest:

-definicje środka spożywczego, używki

-definicje dozwolonych sub. dodatkowych

-delegacja do Ministra Zdrowia, czyli co powinien zrobić. A powinien określić dozwolone sub. dodatkowe, sub. pomagające w przetwarzaniu, inne dodatki do śr. spożywczych i używek oraz warunki ich zastosowania

Substancja dodatkowa to:

-grupa sub. pochodzenia naturalnego lub syntetycznego

-nie spożywane w normalnych warunkach jako pożywienie

-dozwolone do stosowania w środkach spożywczych w określonym celu

-stają się w toku procesu technologicznego składnikiem śr. spoż.(po procesie nie można ich rozdzielić)

-definicja nie obejmuje sub., które dodaje się w celu wzbogacania prod. spoż. np. KI do soli. Kiedyś ustawa zaliczała te sub. wzbogacające jako sub. dodatkowe.

Substancje pomagające w przetwarzaniu:

-celowo stosowane w przetwarzaniu w określonym celu, może(ale nie musi) jakaś jej pozostałość w końcowym prod. pozostać(zanieczyszczenie techniczne, nieuniknione)

-pozostałość taka nie może być szkodliwa dla zdrowia, nie może wpływać na jakość prod. końcowego

-do sub. wspomagających zaliczamy min. nośniki, rozp. ekstrakcyjne(stosowane np. do wyekstrahowania beta karotenu, później barwnik ten czyści się, ale przeważnie jakaś pozostałość rozp. zostanie), klarujące(filtracyjne), gazy nośne.

Co nie jest sub. dodatkową(to także obejmuje ustawa):

-sub. przeznaczone do wody do picia, mineralizowanych i innych wód(np. uzupełniające skł. min.)

-prod. zawierające pektynę(z wysuszonych wytłoków jabłek, z wysuszonego miąższu)

baza gumy do żucia

-dekstryny, prażona dekstrynizowana skrobia, skrobia modyfikowana działaniem kwasów lub zasad, skrobia trawiona i bielona, fizycznie modyfikowana.

-chlorek amonu

-plazma krwi, żelatyna, hydrolizaty białkowe, ich sole, białka mleka i glutenu.

-aminokwasy oraz ich sole inne niż kwas glutaminowy, glicyna, cysteina i cystyna oraz ich sole, które nie spełniają funkcji dodatków

-kazeina i kazeiniany

-inulina(np. z cykorii sprzyja rozwojowi probiotyków)

Cele dodawania:
-przedłużenie trwałości np. przeciwutleniacze, śr. konserwujące

-nadanie określonych cech organoleptycznych np. barwniki, aromaty, kwasy

-usprawnienie procesu technologicznego(np. topniki w serkach topionych umożliwiające połączenie się białka i tłuszczów)

-zmiana wartości odżywczej np. sztuczne śr. słodzące

-utrzymywanie stałej, powtarzalnej jakości.

Podział:

W.g pochodzenia: naturalne i syntetyczne(sztuczne, identyczne z nat.)

W.g funkcji( podział ten nie jest precyzyjny, jedna sub może spełniać parę różnych funkcji):

-barwniki

-aromatyczne

-sub. konserwujące

-przeciwutleniacze

-stabilizujące i emulgujące

-zagęszczające

-klarujące

Ogólne zasady stosowania sub. dodatkowych

1. Badania toksykologiczne(nie zawsze jest ten warunek spełniony)

2. Dostatecznie uzasadniony cel

3. Stosowanie zgodnie z normami(aktualnymi przepisami)uwzględniającymi:

-rodzaj sub.

-rodzaj żywności

-najniższy poziom użycia(efekt, ADI)

-warunki dodawania

-czystość(jakie zanieczyszczenia mogą być)

4. Oznakowanie prod.

5. Nie wolno stosować

-w celu zafałszowania

-wprowadzenia w błąd konsumenta

-bez zezwolenia

-sub. dodatkowe dozwolone mogą być stosowane zgodnie z ich funkcją technologiczną oraz na określonych warunkach i dawkach

-dawki sub. dodatkowych dozwolonych dodawanych do śr. spoż. i używek określone w załączniku stanowią maksymalne ilości dopuszczone w gotowych do spożycia śr. spoż. i używkach.

-sub. dodatkowe dozwolone, dla których nie określono dopuszczonych dawek(wyrażone znakiem „-„ co oznacza quantum satis, tyle ile potrzeba), stosuje się zgodnie z dobrą praktyką produkcyjną(GMP), w dawce najniższej niezbędnej do osiągnięcia zamierzonego efektu technolog. jednocześnie nie wprowadzając konsumenta w błąd.

-dopuszczone jest stosowanie mieszaniny sub. dodatkowych w prod. jednego śr. spoż.

-w przypadku stosowania kilku sub. z grupy zw. o analogicznej funkcji technolog. w produkcji jednego śr. spoż. lub używki maksymalna dopuszczona dawka każdej z tych sub., ustalona dla danego produktu stosowana pojedynczo, powinna być zmniejszona o taki %, w jakim użyto drugiej sub., wyj. to kwas sorbowy i SO2 w winach.

-poza wymienionymi sub. do produkcji śr. spoż. i używek wolno stosować:

*barwiące części roślin jadalnych

*części jadalnych aromatycznych surowców roślinnych

*wyciągi z jadalnych aromatycznych surowców roślinnych

*destylaty z owoców jadalnych świeżych lub poddanych procesowi fermentacji.

*kondensaty nat. sub. aromatycznych owocowych uzyskanych ze świeżych jadalnych owoców, miazg lub wytłoków.

-określone sub dodatkowe dozwolone(z określonymi wyj.) nie mogą być dodawane do(lista ta jest ustalona głównie po to aby śr. spoż. znajdujące się na niej nie były fałszowane):

*żywności nie przetworzonej(mięso)

*miodu

*niezemulgowanych olejów i tłuszczów pochodzenia roślinnego i zwierzęcego

*masła

*mleka UHT i pasteryzowanego, śmietany i śmietanki

*niearomatyzowanych fermentowanych przetworów mlecznych zaw. żywe kultury bakteryjne

*wód min. i stołowych

*kawy(z wyj. aromatyzowanej instant), herbaty liściastej

*cukrów

*suchych makaronów z wyj. bezglutenowych

*maślanki nat. niearomatyzowanej

-barwniki(z określonymi wyj.) nie mogą być dodawane do-lista prod.

-sub. słodzące nie mogą być dodawane do śr. spoż. przeznaczonych dla niemowląt i dzieci do 3 lat

-zaw. zanieczyszczeń w śr. spoż. i używkach oraz w sub. dodatkowych powinny być utrzymane na najniższym poziomie możliwym do uzyskania przy zachowaniu zasad GMP na wszystkich etapach prod. Limity są określone np. do zanieczyszczeń met. ciężkimi, barwniki mają limity dotyczące zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Wykaz sub. dodatkowych wg. numerów E został wprowadzony w 1989 roku przez Kodeks Żywnościowy(działający w ramach WHO/FAO). Określone numery są przepisane poszczególnym grupom sub. dodatkowych np. od E-100 do E-180 to barwniki.

Symbol E to deklaracja prod., że zastosowana sub. dodatkowa jest dopuszczona przez władze Wspólnoty Europejskiej jako nieszkodliwa przy właściwym stosowaniu.

Cel wprowadzenia symbolu E:
-uporządkowanie nazewnictwa

-ułatwienie identyfikacji sub. z/w na stosowanie różnych nazw handlowych

-ułatwienie rozpoznawania sub. niezależnie od kraju i alfabetu.

Jedynie aromaty nie posiadają symboli E, nie są sklasyfikowane bo jest ich ogromna ilość, dla większości z nich nie ma badań toksykologicznych

Organizacje w ramach WHO/FAO:
-Komitet ekspertów FAO/WHO do spraw dodatków do żywności(Joint WHO/FAO), JECFA, ustala: ADI, wymagania dotyczące badania zanieczyszczeń, jakimi metodami to robić, jakie zanieczyszczenia oznacza się w danej sub., zasady stosowania dodatkowych sub., w jakich ilościach(poziom światowy, które kraje modyfikują w zależności od spożycia danego prod. w kraju).

-Komitet Kodeksu Żywności do spraw dodatków do żywności i zanieczyszczeń- CCFAC, określa metody analizy zaw. dodatków do żywności, zanieczyszczeń(konkretne wyniki do konkretnych badań)

Legistacja UE, ma charakter listy pozytywnej zawiera: definicje, podział na 20 kategorii, symbole E, zakres stosowania. Są to dyrektywy czyli zalecenia, żeby dany kraj wprowadził to do ma Unia. Podział obejmuje 3 grupy: A- barwniki, B- sub. słodzące, C- dodatki inne niż A i B

Jeszcze inny podział ma USA, obejmuje on 4 grupy:

-z listy GRAS

-zatwierdzone jako GRAS, ale w specjalnych warunkach

- ...... pośrednie sub. dodatkowe uznane jako GRAS(migrujące)

-sub. zabronione, takie, które kiedyś stosowano.

Korzyści ze stosowania sub. dodatkowych:

1. Technologiczne- umożliwienie/ułatwienie przeprowadzenia procesu np. topniki dodawane w prod. serków topionych, klarowanie wina, piwa, stabilizatory dodawane do chałwy.

2. Ekonomiczne:

-sub. syntetyczne są tańsze od nat. np. barwniki, aromaty.

-dodawanie sub. chem. konserwującej jest tańsze od innych metod utrwalania żywności np. mrożenia.

-możliwość dłuższego czasu przechowywania np. zmniejszenie strat, tańsze opakowania, możliwość wymiany, eksportu.

3. Jakościowe:

-zwiększenie atrakcyjności prod.

-urozmaicenie asortymentu

4, Zdrowotne:

-zmniejszenie ryzyka zatruć pokarmowych np. azotyny hamują rozwój Clostridium Botulinum, uniemożliwienie powstawania prod. jełczenia tłuszczów.

-uzyskanie prod dietetycznych np. niskokalorycznych bez cukru(diabetycy, próchnica), bezglutenowych

-zmniejszenie strat niektórych skł. odżywczych(witamin, NNKT) np. przeciwutleniacze

Zagrożenia zdrowotne:

*Ew. działanie szkodliwe

-samych substancji(dozwolone są sub. nieszkodliwe wg aktualnego stanu wiedzy lub takie, których nie można zastąpić np. azotyny)

-zanieczyszczeń pochodzących z prod. sub. dietetycznych np. aspatram- diketopiperazyna, sacharyna- alfa toulenosulfonamid, barwniki-fenole, Pb, Hg

-prod. reakcji z innymi sub. w żywności i organiźmie np. azotyny +aminy = nitrozoaminy

-wynikające z możliwości kumulacji w organiźmie sub. dodatkowych pochodzących z różnych źródeł(żywności, leki, kosmetyki, śr. myjące itp.)

-oddziaływanie przez całe życie

-oddziaływanie na ludzi szczególnie wrażliwych np. niemowlęta, osoby starsze, alergicy

-w niektórych przypadkach zmniejszenie wykorzystania skł. odż. z pożywienia np. fosforany, sub. balastowe

*Nieprawidłowe stosowanie(zafałszowania)

*Kształtowanie złych nawyków żywieniowych

Substancje aromatyczne

-oddziałowują na cechy sensoryczne tj. zapach( i smak)

-b. duża liczba sub.(w katalogach jest ich ok. 2400), nie mają przydzielonych numerów E, mało jest ich badań toksykologicznych.

-nie stosuje się ich pojedynczo, ale w mieszaninach

-oddziałowują w szerokim zakresie stężeń

-przedawkowanie jest łatwo wyczuwalne przez konsumentów

Cele stosowania:

-prod. zależne od sub. aromatycznych np. lody, desery, żelatyna, napoje bezalkoholowe.

-wyróżnienie prod. spośród innych z tej samej grupy np. cukierki miętowe

-wyrównują straty z procesów technolog.

-wzmacniają lub modyfikują smak np. wanilina dodawana do czekolady

-zastępowanie drogich nat. sub. tanimi syntetycznymi

-do prod. typu odżywki o ubogim profilu

-zabezpieczenie przed rozwojem drobnoustrojów i utlenieniem np. przyprawy ziołowe

-barwienie np. kurkuma, sproszkowana papryka

Aromaty

Flavoring Substance- nat. sub. aromatyczne, oznacza określoną sub. chemiczną posiadającą zdolności aromatyzowania żywności, która jest pozyskiwana z surowców nat.(pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego)

1. Olejki(ok. 66 jest dopuszczonych np. kminkowy, kolendrowy, koprowy itd.)

2. Olejki frakcjonowane(pozbawione są niektórych skł. np. mięty odmentolowany, bergamotowy odterpentowany)

3. Izolaty(sub. chem. wyizolowane z olejków mwt. destylacji frakcjonowanej np. mentol z mięty, cytral, karwon, limonen)

Wszystkie te sub. są dodawane zgodnie z GMP, do min: win, napoi, deserów, majonezów, musztard, śmietanki smakowej, serów twarogowych smakowych, margaryn, napoi spirytusowych, herbat owocowych, kawy i herbaty nat., czipsów, chrupek.

►Aromaty identyczne z naturalnymi można stosować po uzyskaniu każdorazowo pozytywnej opini PZH(wyj. wanilina)

►Aromaty syntetyczne wolno stosować po uzyskaniu każdorazowo pozytywnej opinii PZH(wyj. etylowanilina), niezbędne jest przy ich stosowaniu umieszczenie na opakowaniu inf. „aromat do środków spoż.”

Składniki aromatów

-terpeny- wchodzą w skład olejków aromat., należą do nich izopren, monoterpen

-ketony- np. beta jonon, alfa jonon, diacetyl(działa szkodliwie na wątrobę, żołądek)

-alkohole- np. mentol(ma wyznaczone ADI może być alergenem)

-laktony- np. kokosowy, brzoskwiniowy

-estry- np. ..... etylu(bananowy, ananasowy), maślan etylu(pomarańczowy)

-etery np. anetol(ADI 0-2,5 mg/kg m.c

-fenole np. eugenol, tymol, izoeugenol

-aldechydy- np. cynamonowy, wanilina, anyżowy(aromat poziomkowy), benzoesowy

Działanie sub. aromatycznych na organizm

-działanie bakteriostatyczne i bakteriobójcze np. olejek miętowy, eukaliptusowy, tymiankowy, rozmarynowy, anetol, cytral

-podrażnieni błon śluzowych jamy ustnej i przew. pok., zwiększenie wydzielania śliny, przyspieszenie trawienia np. tujon, kwasyna(...działanie żółciopędne), ..., eugenol, ..., berberyna(działanie przeczyszczające)

-podrażniają narządy, przez które są wydzielane tj nerki, płuca, skórę, mogą powodować stany zapalne no tujon, kwasyna -działanie moczopędne, beta-...(podrażnienie skóry)

-u osób nadwrażliwych powodują nieżyty nosa, gorączkę sienną, astmę, nieżyty skórne np. olejek bergamotowy, kolendrowy, lawendowy, cytrynowy, mentol, cytral

-fotouczulenia np. hiperyna

-choroba skórna...

-działanie immunotoksyczne: etylowanilina, olejek mięty pieprzowej, cytral

-wpływ na układ nerwowy: beta- tujon w olejku piołunowym powoduje drgawki, konwulsje

-podejrzane o działanie rakotwórcze: olejek eukaliptusowy, cytrynowy

-działanie rakotwórcze: ..., kumaryna, tatarakowy(beta...), nowotwory jelit u ssaków

Substancje, które są limitowane

-kwas agarowy(agarytyna), pochodna hydrazyny, występuje w pieczarce surowej, podczas gotowania rozkłada się, działa mutagennie na bakterie, myszy działanie rakotwórcze

-alaina- glikozyd, występuje w aloesie, działa drażniąco w większych ilościach

-beta azuron w tataraku, kopytnik pospolity, działanie rakotwórcze, hepatotoksyczne

-berberyna- występuje w roślinach makowatych min. listnik jaskółcze ziele, alkaloid o działaniu na układ nerwowy, działanie rakotwórcze, żółciopędne

-kumaryna w trawach, działanie hepatotoksyczne, u zwierząt nowotwoty, u ludzi- uczulenia

-kwas cyjanowodorowy czyli amygdalina

-hiperycyna w dziurawcu, występuje w lekach

-pulegon- stłuszczenie wątroby, przekrwienie błon śluzowych, działanie na układ nerwowy

-kwasyna w drzewie...(gorelum), stosowana zamiast chininy, kwaśny smak, rośnie w Brazylii, wzmaga wydzielanie soków żołądkowych, działanie żółciopędne, moczopędne

-safrol i izosafrol- w olejku kamforowym, w liściach cynamonu, w gałce muszkatałowej, w badaniach na zwierzętach działanie nefrotoksyczne, nowotworowe, przenika przez łożysko

-sautonina- terpen, występuje w roślinach astrowatych, działanie drażniące na przewód pok., w większych dawkach powodują poronienia i zaburzenia wzroku

-alfa i beta tujon- terpeny, występują w tuji, w szałwii, piołunie- działąnie drażniące

Kwasy i regulatory kwasowości: węglowy, mlekowy, jabłkowy, jabłczany, fumarowy, askorbinowy i askorbiniany, cytrynowy i cytryniany, winowy i winiany, fosforowy i fosforany, adypinowy i adypiniany, bursztynowy, solny, siarkowy

-Kwas mlekowy: metabolizm org. kw. L+ mlekowy jest metabolizowany całkowicie do CO2 i wody, handlowy preparat zaw. mieszaninę izomerów L i D. Izomer D- jest tylko częściowo metabolizowany i w większości wydalany z moczem, niemowlęta i dzieci do lat 3 mmogą spożywać tylko izomer L+

-kwas fosforowy i fosforany: do prod. typu cola, ......spożywczej(kw. fosforowy), fosf. sodu do skrobi budyniowych i mieszanek przyprawowych, fosf. amonowe do nastawów w prod. win, zaw. tych zw. ,musi zostać podana na etykiecie

Stabilizatoty i emulgatory: węglany, kw. octowy i octany, kw. askorbinowy i askorbiniany, estry kw. tłuszczowego i kw. askorbinowego, mleczany, cytryniany, alginiany, agar, karagen, mączka chleba świętojańskiego, guar, guma arabska, glicerol, fosforany( np. sodu do kaw rozp. z zabielaczem, serów topionych, koncentratów obiadowych, śmietany, wsadów do jogurtów, płatków śniadaniowych, desery mleczne, wędzonki wieprzowe)

Zagęstniki i sub. żelujące: kwas alginowy i alginiany, agar, karagen

Sub. wzmacniające smak i zapach:

-wzmacniające nat smak wielu prod.

-wzmacniające odczucie świeżości, maskujące lub tonujące cechy niepożądane

-zwiększające przyjemność spożywania żywności(ważne dla osób starszych o mniejszym apetycie i osłabionym odczuwaniu smaku)

-np. glutaminian sodu i potasu, guanylan sodu, kw. guanylowy, inozynian sodu, chlorowodorek chininy

Glutaminian sodu:

-opt. stężenie 0,1%, pH 5,5- 5,6

-w zbyt dużych ilościach maskuje pożądane cechy

-powoduje monotonię pożywienia

-ADI= 0-120 mh/kg m.c

-absorbowany i metabolizowany jako L kw. glutaminowy

normalnie występuje w żywności

-metabolizowany w wątrobie

-LD 50 jest mniejsze niż dla NaCl

-dawka jednorazowa> 1,5 g, wchłaniana po 15-20 min.

-objawy: To tzw CRS czyli pieczenie i mrowienie twarzy, szyi, głowy, zesztywnienie i wykrzywienie twarzy, zesztywnienie klatki piersiowej, ból głowy i zaburzenia wzroku

-objawy wskazują na działanie na układ centralny nerwowy

-myszy: uszkodzenie mózgu, martwica neuronów, zaburzenia w reprodukcji, uszkodzenie siatkówki

-szczury: senność, ślinienie, skurcz jelit

Chinina(smak gorzki)

-jako sól lub ekstrakty z kory drzewa chinowego(?), napoje typu tonik 0,075 g/l

-działanie przeciwgorączkowe, przeciwbólowe w leczeniu malarii, miejscowe działanie drażniące

-tymczasowe ADI= 0-0,9 mg/kg m.c

-zastrzeżenia; napoje typu tonik mogą w większych ilościach wywołać nadwrażliwość

Zanieczyszczenia żywności:

-mechaniczne np. kamienie, sznurki, guma, kawałki szkła, tworzyw sztucznych, pestki owoców

-biologiczne np. drobnoustroje i ich toksyny, pasożyty, szkodniki zbożowo- mączne, wydaliny zwierząt

-chemiczne np. pestycydy, pierwiastki szkodliwe

Zanieczyszczenie to każda sub., która nie jest celowo dodawana do żywności, a jest w niej obecna. W żywieniu nie powinno się stosować suurowców zaw. zanieczyszczenia

Zanieczyszczenia:

-przypadkowe wskutek nie przestrzegania zasad higieny(niedopuszczalne)

-techniczne, mimo przestrzegania zasad higieny przy pozyskiwaniu i przetwórstwie(dopuszczalne)

Ołów w koncentracie pomidorowym w przypadku zan technicznych pon 40,5 mg/kg, a w przypadku zan, pochodzenia przypadkowego pon. 0,5 mg/kg prod

Pochodzenie zanieczyszczeń chem. żywności:

*Środowisko w wyniku ogólnego zanieczyszczenia przez:

-przemysł

-środki transportu

-spalanie paliw stałych i płynnych

Pierwiastki śladowe(w tym metale ciężkie), pierwiastki radioaktywne, azotany, azotyny, WWA, polichlorowane bifenyle, doksyny.

*Intensywna produkcja rolnicza i hodowlana: pestycydy, pierwiastki śladowe, azotany, azotyny, nitrozwiązki, leki weterynaryjne

*Przetwarzanie i przechowywanie żywności: metale, azotany, azotyny, WWA, monomery oraz środki pomocnicze stosowane w przetwórstwie tworzyw sztucznych, detergenty, środki dezynfekcyjne, katalizatory, rozpuszczalniki.

*Woda: pierwiaski śladowe, azotany, azotyny, pestycydy.

PTWI- Tymczasowe Tolerowane Pobranie Tygodniowe(odpowiednik ADI, dla sub. kumulujących się w organiźmie)

Rtęć 0,005mg/kg m.c/tydzień =0,3 mg/osobę/tydzień= 0,042 mg/osobę/dzień, w tym 0,2mg metylortęci.

Kadm 0,007 mg/kg m.c/tydzień= 0,42 mg /osobę/tydzień= 0,06mg/osobę/dzień.

Arsen 0,015 mg/kg m.c /tydzień= 0,9 mg/osobę/tydzień= 0,13 mg/osobę/dzień

Ołów 0,025 mg/kg m.c/tydzień= 1,5 mg/osobę/tydzień= 0,2 mg/osobę/dzień

Glin 7 mg/kg m.c/tydzień= 420 mg/osobę/tydzień= 60 mg/osobę/dzień

ADI jest ustalone dla: miedzi= 0,5 mg/kg m.c/dzień(30 mg/osobę/dzień), cynku 1mg/kg m.c/dzień(60 mg/osobę/dzień).

Stosunek zaw. pierwiastków w glebie i roślinach: najwyższy jest dla kadmu co świadczy o łatwym przechodzeniu tego pierwiastka z gleby do roślin(stosunek ten wynosi 10), najmniejszy jest natomiast dla żelaza, co świadczy o sytuacji odwrotnej(0,008).

*Rtęć

-naturalne źródła to: wulkany, wymywanie, parowanie z powierzchni ziemi

-skażenia lokalne: prod. PCV, papieru, chloru, ługu, kiedyś również pestycydów.

Zużycie Hg metalicznej- skrypt, zużycie zw. rtęci- skrypt. Wypadki śmiertelne zatruć(kiedyś), np. Japonia- fabryki PCV znajdowały się w pobliżu wód, ścieki z tych fabryk odprowadzane były do wód, z których przez kolejne ogniwa łańcucha pokarmowego Hg dostawała się do ryb(szczególnie dużo w rybach znajdowało się metylortęci). Inne wypadki to zatrucia ziarnem zaprawianym zaprawami rtęciowymi(były to dobre fungicydy), w wyniku mieszania ziarna zaprawionego z niezaprawionym zdarzały się wypadki zatruć na skutek wyprodukowania mąki, a następnie chleba z dodatkiem zw. rtęci(Pakistan, Irak, Ghana). Zatrucia wieprzowiną(USA, Niemcy) na skutek spożywania przez te zwierzęta karmy zaw. zaprawione ziarno. W Polsce kiedyś zdarzały się wypadki zatruć przez jajka na skutek spożywania przez kury ziarna zaprawionego.

Toksyczność

-wchłanianie przez przewód pokarmowy: Hg metaliczna 0%, zw. nieorganiczne 10- 20%, zw. org. 100%.

-przez płuca 50- 75%

-nieorganiczne Hg > Hg, organiczne: alkilowe> arylowe

-skutki działania są nieodwracalne

-kumulacja w mózgu, krwinkach, nieorg. w nerkach

-mechanizm działania, powinowactwo do gr. SH(zmiany aktywności enzymów, przepuszczalności błon, syntezy białka), skutki: uszkodzenie mózgu, nerek, działanie teratogenne.

-objawy zatruć metylortęcią: zwężenie pola widzenia, zaburzenia czucia, niezborność ruchów, zaburzenia mowy, uszkodzenie słuchu.

*Kadm

Źródła:

-przemysł: dymy, pyły, ścieki, odpady, prod. akumulatorów, luty srebrne, platerowanie, stopy, fotografika, stabilizatory, barwniki tworzyw sztucznych(ale nie są takie tworzywa dopuszczone do kon6taktu z żywnością)

-motoryzacja: oleje, guma z opon

-rolnictwo: fungicydy, nawozy fosforowe(pozyskiwane z nat. złóż)

-opakowanie: papier, tworzywa sztuczne, barwione naczynia niedostatecznie wypalone(np. po kontakcie z kwaśnymi prod. Cd może przenikać do nich).

-palenie tytoniu

Wchłanianie:

-10- 40% przez drogi oddechowe

-3- 20% przez przewód pokarmowy

Wydalanie: powolne z moczem, kał, pot.

Działanie na organizm:

-uszkodzenie kanalików nerkowych

-choroba Itai- Itai(szczególnie narażone są na nią kobiety pomenopauzie spożywające ryż nawadniany wodą zaw. ścieki z fabryk, objawia się zaburzeniami w gospodarce Ca, hamowaniem syntezy aktywnej formy wit. D odpowiedzialnej za wchłanianie Ca, dochodzi do osteoporozy i osteomalacji).

-niedokrwistość

-nadciśnienie(zmniejsza się wydalanie Na przez nerki)

-zaburzenia rozrodczości

-rakotwórczy przy podaniu domięśniowym, podskórnym.

-interakcja z innymi metalami

Przy narażeniu org. na metale ciężkie(szczególnie Cd) pojawiają się we krwi tzw. metalotioneiny. Są to białka o małej masie cząsteczkowej zawierające dużo gr. SH(cysteiny). Białka te wiążą preferencyjnie przede wszystkim Cd, ale także Zn, Cu(co w konsekwencji prowadzi do zaburzeń w gospodarce Zn i Cu, ale są one niezbędne aby metalotionaina działała). Ich synteza zachodzi w śluzówce jelita(jest to tzw. blok śluzówkowy chroniący organizm przed Cd, ale jednocześnie utrudniający wchłanianie Cu i Zn, aktywowany przez Cd). Im więcej Cd w pożywieniu tym trudniej go związać i tym więcej przedostaje się do krwi. Przerzucany jest następnie do wątroby, jest to kolejna bariera gdzie również zachodzi synteza metalotionein. Gdy i ta bariera nie wytrzyma nadmiaru Cd, wówczas pierwiastek ten jest przemieszczany do nerek(ostatni etap, gdy całe białko jest już wysycone).

*Ołów

Źródła:

-przemysł; hutnictwo, węglowy, materiałów budowlanych

-motoryzacja: śr. przeciwstukowy, do benzyny, tetraetylek ołowiu, akumulatory.

-rolnictwo: pestycydy

-opakowania: puszki lutowane(obecnie się je wycofuje).

-naczynia: szkło kryształowe, gliniane, glazurowane, kotły bielone cyną z dodatkiem Pb, ołowiane niedostatecznie glazurowane, sprzęt do nielicencjonowanej prod. alkoholu

woda wodociągowa, limit do 0,05 mg/l, projekt 0,02 mg/l

-inne: kosmetyki, farby

Wchłanianie i odkładanie

-zw. nieorganiczne: dorośli ok. 10- 20%, dzieci 40- 50%, wchłanianie to zwiększa obecność wit. D, odkładanie w kościach, zębach, włosach

-zw. organiczne są prawie całkowicie wchłaniane i odkładane głównie w tkankach miękkich(nerki, wątroba, mózg).

Działanie na organizm:

-niedokrwistość: inhibicja syntezy hemoglobiny, skrócenie czasu przeżycia erytrocytów, zmniejszenie wchłaniania Fe i Cu.

-uszkodzenie układu nerwowego: szczególnie wrażliwe są dzieci, zaburzenia pamięci, koncentracji, trudności w nauce, stany otępienia, niepokój, drażliwość

-zaburzenia czynności nerek: uszkodzenie kanalików, aminoaciduria, glukozuria, hiperfosfaturia

-zaburzenia wątroby: wzrost A/G, zwiększenie aktywności aminotransferaz

*Arsen- działanie rakotwórcze

*Glin

Źródła zanieczyszczeń:

-wietrzenie skał

-kwaśne deszcze

-spalanie węgla i odpadów przemysłowych(przem. metalurgiczny, cementowy)

-pochodne alkilowe

-leki zmniejszające nadkwaśność, antyseptyczne

-niektóre sub. dodatkowe(np. nośniki)

-naczynia stołowe i kuchenne, urządzenia przem. spożywczego(przy kontakcie z żywnością kwaśną)

-opakowania aluminiowe

-niektóre zioła, herbata( w formie rozdrobnionej)

-woda pitna

-prod. Al., emisja do środowiska kw.fluorowodorowego, fluorków oraz WWA ze smoły pogazowej(technologia o działaniu rakotwórczym).

PTWI wynosi 7 mg/kg m.c, szacowane spożycie 10- 100 mg/dzień, wchłanianie z przewodu pokarmowego 0,1- 10%(wchłanianie to zwiększają cytryniany, zmniejsza Ca i Mg). Połowa Al. zgromadzona jest w kościach, ¼ w płucach. Wydalanie przez: nerki(resorbcja zwrotna), gruczoły mleczne.

Działanie:

-interakcja z innymi pierwiastkami: zmniejszenie wchłaniania innych(zwłaszcza Ca, ale też Mg i Fe), w kościach Al. wchodzi w miejsce Ca, zmniejszenie wchłaniania Fe wiąże się z zajmowaniem przez Al. miejsca Fe na białku transferynie.

-hamuje wydzielanie PTH(regulującego min gospodarkę wit.D)

-zakłócenie metabolizmu wit. D, co w konsekwencji zakłóca gospodarkę Ca

-wpływa na biosynytezę i katabolizm hemu

-neurotoksyczne(starzenie się, utrata pamięci, intelektu), co wiąże się z zmianą przepuszczalności bariery krew- mózg, zmniejszeniem wychwytu glukozy.

-zespoły chorobowe spowodowane narażeniem na Al.: niedokrwistość, przewlekła niewydolność nerek, encefalopatia, choroba Alzchaimera, padaczka, cukrzyca, nowotwory.

Chrom

Źródła:

-przem. metalurgiczny

-spalanie węgla

-przem. garbarski, farbiarski(barwniki chromowe)

-preparaty grzybobójcze do drewna

-cement(zawiera do 60 mg/kg), azbest(zawiera do 1500 mg/kg)

-w gosp. domowych: zapałki, kleje, śr. piorące i wybielające

-papierosy

W żywności większość to Cr, wchłanianie z przew. pokarmowego to ok. 1%, pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego metabolizmu glukozy, białek, lipidów, cholesterolu, wydalany z moczem. Działanie toksyczne wynika z jego właściwości utleniających, pobudza tym samym lub hamuje aktywność enzymów. Przy udziale cytochromu oraz glutationu następuje redukcja Cr(prokancyrogenu) do Cr, który jest kancerogenem, tworzy trwałe połączenia z DNA. Czynnikiem warunkującym powstanie nowotworu jest dostępność krytycznych stężeń Cr do krytycznego obszaru DNA w obrębie komórki. Zw. Cr mogą wywołać(o małej rozpuszczalności) nowotwory płuc. Tworzą się również trwałe kompleksy z białkami(szkodliwe działanie na skórę, błony śluzowe), działanie teratogenne(rozszczepienie podniebienia, przepukliny, zmiany w kościach czaszki). W żywności mało Cr, ale jeśli rośliny są uprawiane w pobliżu obszarów przem. mają większe ilości Cr, skażenie środowiska zwiększa pobranie.

Nikiel

Źródła

-spalanie węgla, gleba w pobliżu rafinerii

-zanieczyszczenia powietrza

-dym papierosowy(zaw. karbonylek niklu lub pył niklowy)

-kontakt ze stalą nierdzewną(szczególnie prod. kwaśnych)

-Ni koloidalny lub mrówczan niklu stosowany jako katalizator do utwardzania olejów

Działanie:

-wpływa na aktywność wielu enzymów(co pośrednio wpływa na min. syntezę kw. aminolewulinowego, powodując niedokrwistość)

-hamowanie insuliny

-Ni i jego zw. podawane pozajelitowo mają działanie rakotwórcze u zwierząt

-u osób narażonych zawodowo- nowotwory płuc, przewodu pokarmowego(wytop Ni)

-synergizm z benzopirenem

-u szczurów zahamowanie spermatogenezy, zmniejszenie masy płodów

-nadwrażliwość skórna

Cyna

Źródła:

-przemysł: katalizatory w procesach chem., stabilizatory tworzyw sztucznych

-opakowania: luty

-pestycydy

-sub. dodatkowe w niektórych krajach(aby zapobiegać migracji z puszki innych metali i utlenieniu wit. C)

Zw. nieorganiczne są wchłaniane z przewodu pokarmowego w 5- 20%, nie przenikają bariery krew- łożysko, u zwierząt powodują niedokrwistość(antagonista Fe), zakłócają wchłanianie Ca, stłuszczenie wątroby.

Zw. organiczne mają działanie neurotoksyczne, powodują uszkodzenia błony śluzowej żołądka, zmniejszenie płodności szczurów(zanik jąder), działanie teratogenne

Fluor

Występuje naturalnie w środowisku

Zastosowanie i źródła:

-huty aluminium

-prod. nawozów fosforowych

-cementownie

-spalanie C

-profilaktyka próchnicy

-fluorowanie wody

-pestycydy

-środki konserwujące drewno

Zwiększenie zanieczyszczenia środowiska spowodowała, że pobranie dzienne tego pierwiastka wzrosło(od 0,45 do 4,4 mg na dzień)

Zawartość:

-herbata nawet do 400 mg/kg

-żywność pochodzenia morskiego 27 mg/kg

-woda w Indiach do 25 mg/l

Losy w organiźmie:

-wchłanianie z przewodu pokarmowego i drogi oddechowe

-odkłada się w kościach(ok. 90% dawki zatrzymanej w org.), a także w zębach, włosach i paznokciach

-przenika barierę krew- łożysko

Działanie toksyczne:

-zaburzenia przemiany Ca(tworzenie z nim nierozpuszczalnych zw>)

-hamowanie metaloenzymów zależnych od Mn, Fe, Cu i Ca

-hamowanie oddychania tkankowego, przemiany węglowodanów, lipidów

-zaburzenia syntezy hormonów tarczycy, przytarczyc, przysadki

Zatrucia przewlekłe to fluoroza, fluorzyca objawiająca się min:

-zaburzeniami w zwapnieniu kości: ogniska odwapnienia i przewapnienia, zwapnienia w miejscach nieprawidłowych np. wiązadeł(usztywnienie, przykurcze), narośla na kościach, artretyzm, plecy pokerzysty

-fluoroza zębów: brunatne/ matowo- białe plamy

-atroficzne zapalenie błony śluzowej żołądka

-zaburzenia psychiczne: depresje, zaburzenia pamięci, osłabienie sprawności intelektu.

Selen

Źródła:

-naturalne złoża towarzyszące złożom S

-rośliny selenolubne(trawy, zboża, strączkowe)

-spalanie ropy naftowej

-prod. transformatorów

-medycyna weterynaryjna

-pestycydy

-przem. szklarski

-wytapianie rud Cu i Pb

Działanie: w aminokwasach siarkowych zastępuje S np. w metioninie, cysteinie co powoduje zaburzenia procesów alkilacji(tzn tam gdzie potrzebna jest gr. CH3, nie jest dostarczana gdyż selenometionina nie spełnia tej funkcji)

-zw. alkiloselenowe w większych stężeniach są toksyczne

-hamowanie enzymów zaw. gr. SH np. glutationu

Działanie toksyczne:

-zwierzęta gospodarskie: utrata sierści, pękanie kopyt, wychudzenie, sztywność stawów, trudności z utrzymaniem równowagi

-zwierzęta labolatoryjne: anemia, uszkodzenia wątroby, działanie teratogenne i rakotwórcze

U ludzi żyjących na obszarach bogatych w Se:

niedokrwistość, bladość, zapalenia skóry, naruszenie szkliwa, żółte zabarwienie skóry, wysypka, wypadanie włosów, pękanie paznokci.

Zatrucia przewlekłe: niedokrwistość, zanik mięśni, ostra próchnica, zanik paznokci, wypadanie włosów, padaczka, artretyzm.

Mechanizmy prawne chroniące konsumenta:

Załącznik do Rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie wykazu....., a także zanieczyszczeń, które mogą znajdować się w śr. spoż. i używkach. Znajdują się tam inf. dotyczące maksymalnych dopuszczalnych dawek zaw. metali szkodliwych dla zdrowia. Zaw. te dotyczą części jadalnych prod. rolnych umytych i oczyszczonych, prod. w formie będącej przedmiotem obrotu handlowego. Limitowana jest zaw. we wszystkich prod.: Pb, Cd, Hg, As, Zn, a w niektórych(ściśle określonych): Fe, Cu, Ni, Sn(są to wskaźniki, ich obecność morze świadczyć o nieprawidłowym procesie technologicznym, nieprawidłowym pakowaniu, pozyskiwaniu surowców z terenów skażonych).

Monitoring Żywności:

♣systematyczne, ciągłe lub powtarzalne badania dotyczące zaw. w żywności sub. szkodliwych

Cele:

-dostarczenie reprezentatywnych danych na temat poziomów zanieczyszczeń

-trendów w ich spożyciu

-szczególnie skażonych terenów

-skuteczności działań korygujących

♣wybór sub. do badań: wszechstronność, trwałość, wzrastająca ilość, szkodliwe metabolity, niebezpieczeństwo nadmiernego spożycia.

♣wybór prod.: dostarczające znaczne ilości sub. badanej, prod. wskaźnikowe, pochodzenie

♣miejsce pobierania prób:losowe, czasami u przetwórców, w punktach sprzedaży

♣odpowiednia liczebność prób i metody badań

♣typy badań: globalne, krajowe, monitoring urzędowy

tu czegoś brakuje, ale to jakieś bzdury więc nie ma tego!!!!

W Polsce: monitoring gleb, prod. rolniczych, od 1995 r. prod. spoż.. Bada się: głównie Cd, ale też Pb, Hg oraz metylortęć i arsen

Radioaktywność= promieniotwórczość:

Samorzutny rozpad jąder atomowych z wysyłaniem promieniowania, które niesie energię.

Promieniowanie jonizujące= po zetknięciu z ośrodkiem materialnym powoduje w nim jonizację czyli odrywanie elektronów od obojętnych atomów. Ośrodkiem materialnym jest często woda, następuje odrywanie wolnych rodników. Podział tego promieniowania na:

-korpuskularne(nośniki to cząstki materialne)np. promieniowanie alfa, beta, neutronowe

-elektromagnetyczne(nośniki to fale) np. gamma, rentgenowskie

Promieniowanie elektromagnetyczne ma znacznie mniejszą zdolność do jonizacji, zaliczamy do niego również fale: radiowe, mikrofale, podczerwone, ale tylko te o dłuższej długości fal powodują jonizację(czyli gamma i rentgenowskie)i są bardzo przenikliwe.

Promieniowanie niesione przez cząstki jest mniej przenikliwe, ale ma za to większą zdolność do jonizacji

Narażenie na promieniowanie jonizujące

Jednostka aktywności promieniotwórczej to ilość rozpadów na sekundę czyli inaczej mówiąc jak dużo jest rozpadów wysyłających energię w czasie 1 sekundy, wyraża się ją w Bekerelach 1 atom w 1 s to 1 Bq.

Rodzaje dawek:

-ekspozycyjna(obecnie rzadko się używa tego określenia) jest to określenie tej ilości promieniowania, która wydziela się do powietrza

-pochłonięta czyli D, określa ile tego promieniowania, które się wydzieli zostanie przekazane do organizmu, ilość energii przekazywanej ośrodkowi wyraża się w Grejach tzn 1 J/kg= 1 grej(Gy)

Skutki dla org. są wyrażone w równoważnikach dawki pochłoniętej czyli H, jest to dawka pochłonięta skorygowana różnymi współczynnikami zależnymi od: rodzaju promieniowania Q, a także warunków promieniowania N, czyli H= D* Q * N, dawka ta wyrażana jest w SV, 1SV= 100 remów . Istnieje również efektywny równoważnik dawki He, który uwzględnia wrażliwość tkanek

Skutek promieniowania zależy od:

-dawki pochłoniętej

-mocy dawki czyli czasu w jakim dawka została pochłonięta

-rodzaju promieniowania

-wielkości napromieniowanego obszaru

-wrażliwości narządów/tkanek

-wieku i ogólnej kondycji org.

Dawki graniczne dopuszczalne dla człowieka w Polsce zgodnie z zaleceniami Komisji Ochrony Radiologicznej(CRP) dla standarowego człowieka (70 kg, 174 cm), nie obejmują tła naturalnego i medycznego narażenia pacjentów:

warunki napromieniowania	narażenie zawodowe	narażenie ludności
He- efektywny równoważnik dawki	60 mSv	1 mSv średnio na rok w okresie 5 lat
dla soczewek oczu	150 mSv
dla skóry	500 mSv	15 mSv
dla rąk i stóp	500 mSv	50 mSv

Skutki działania promieniowania jonizującego:

-wczesne o ostrym przebiegu, często odwracalne, pojawiają się zwykle w warunkach awaryjnych

-późne, ujawniają się po miesiącach lub latach, nieodwracalne, powodowane przez małe dawki

Skutki małych dawek:

-bezpośrednie u osób napromieniowanych: białaczka, po upływie lilku lat w dłuższym okresie rak piersi, tarczycy, płuc, przedwczesne starzenie, bezpłodność

-genetyczne, u potomstwa: wrodzone wady wzroku(daltonizm), zespół Downa, zniekształcenia anatomiczne, niedorozwój kośca, opóźnienie rozwoju umysłowego

Grupy radiotoksyczności, podział z/w na największe dopuszczalne stężenie dla ciągłego skażenia przez drogi oddechowe:

-izotopy o b. wysokiej radioaktywności:

-izotopy o wysokiej radioaktywności:

-o małej:

-o b. małej:

Mniej niebezpieczne:
-o krótkim okresie półtrwania

-rozkładające się w org. równomiernie np. tryt, Na, C, cez będący analogiem wit. K

Bardziej toksyczne:

-odkładające się w jednym narządzie

-rad, stront, tor odkładają się w kościach i narządach krwiotwórczych

-J- tarczyca i płód

-Zn- trzustka

-arsen- nerki

-polon- płuca, nowotwory

Skażenia promieniotwórcze, obecność rozproszonej sub. promieniotwórczej w miejscu poza źródłem promieniowania

-zewn., gdy materiał promieniotwórczy na pow. ciała nie stanowi większego zagrożenia

-wewn., przez układ pokarmowy, oddechowy, czasami przez skórę

Skażenia wewnętrzne

-mogą działać miejscowo np. uszkadzając błony i kom. przewodu pokarmowego

-dalsze losy zależą od rozp. w wodzie, płynach ustrojowych

-mogą przenikać do wszystkich kom i tkanek

-rozmieszczają się jak pierwiastki stałe

-część wydala się z moczem

Źródła naturalne:

-nat. izotopy promieniotwórcze, w tym radon to ok. 42,4%

-promieniowanie kosmiczne niesione przez cząstki elementarne(kurpuskularne), jest go tym więcej im wyżej nad poziomem morza(w górach jest stosunkowo najw.)

Źródła sztuczne:

-zastosowanie w przemyśle

-badania radiologiczne, medycyna(18,2%)

-przedmioty powszechnego użytku

-opad promieniotwórczy

-genetyka jądrowa

Roczny równoważnik dawki pochłoniętej ze źródeł nat. wynosi ok. w Polsce 2,8 mSv, a w Indiach ok. 8-80, różnice te zw. są głównie z budową podłoża tzn tam gdzie jest więcej granitów promieniowanie nat. jest większe.

Dawki promieniowania w Polsce, naturalne:

-radon 42,4%

-medycyna 18,2%

-skały, gleba 18,2%

-promieniowanie kosmiczne 12,1%

-pożywienie 9,1%

Sztuczne: medycyna, próby z bronią jądrową, elektrownie jądrowe, nauka, technologie, palenie tytoniu.

Typowe zastosowanie promieniowania jonizującego w technologii żywności:

-hamowanie kiełkowania ziemniaków, cebuli, czosnku, korzenia imbiru

-niszczenie owadów, ich jaj, innych szkodników

-w suszonych owocach, warzywach, przyprawach, owocach tropikalnych(muszki owocówki, ryjówki), zboża

-przedłużenie okresu trwałości np. mięsa i jego przetworów opakowanych w odpowiednie folie, świeżych ryb, truskawek

-opóźnienie dojrzewania i starzenia się owoców, warzyw np. banany o 2 tyg., grzyby, szparagi

-zwalczanie pasożytów: włośnicy, tasiemca, pierwotniaka odpowiedzialnego za toksoplazmozę występującego w mięsie wieprzowym

-sterylizacja opakowań do mleka o przedłużonej trwałości, soków owocowych

-sterylizacja posiłków dla chorych o obniżonej odporności

W Polsce dopuszcza się do: ziemniaków, cebuli, czosnku, pieczarek, przypraw

Zmiany w żywności wywołane przez napromieniowanie:

-wzbudzona radioaktywność, nie występuje poniżej pewnego poziomu napromieniowania

-zmiany chem przy dawce sterylizacyjnej ok. 30....

-zmiany sensoryczne:

•najbardziej wrażliwe są mleko i jego przetwory, smak nie akceptowany

•zmiany w tkance mięśniowej, wołowina: ponieważ jest chuda to b. wrażliwa, wyczulona bezpośrednio po narażeniu na promieniowanie, skutki zanikają w czasie przechowywania i gotowania, przy niższych temp. zmiany te są mniejsze

•zmiany barwy(brunatnienie)

•warzywa i owoce-mięknięcie(przerywanie błon kom.)

•skrobia- zmniejszenie lepkości sosów, zup, wykorzystanie przy prod. żywności wygodnej

-zmiany wartości odżywczej, zależą od dawki:

•najb. wrażliwe są: wit. A, E, K, B1

•odporne są: B2, PP, D

•Kw. askorbinowy- kwas szczawiowy

•tiamina- dezaminacja

•ryboflawina- lumichrom

-niszczenie mikroorganizmów, niszczenie pewnego odsetka bakterii, ale nie toksyn

Do tej pory nie wykazano aby przy napromieniowaniu dawkami 10 KGy powstawały w żywności takie zw., które nie tworzą się w czasie innych procesów

Projekt rozporządzenia:

W sprawie warunków napromieniowania śr. spożywczych, nie dotyczy:

-artykułów eksponowanych na działanie promieniowania jonizującego wytwarzanego przez urządzenia kontrolne(warunkowa dawka < 0,001Gy)

-żywności dla pacjentów wymagających diety sterylnej

Prod. spożywcze będące napromieniowane muszą być oznakowane. Napromieniowanie do 1 produktu można stosować tylko raz.

Dopuszczalne poziomy skażeń promieniotwórczych śr. spoż wyrażone są w Bq/kg lub w Bq/l, dotyczą:

-izotopów Sr(zwłaszcza Sr )

-izotopów I (zwłaszcza I )

-alfa promieniotwórczego izotopu plutonu

-pierwiastków transuranowych

-wszystkie inne radionuklidy

Dopuszczalne normy dotyczą żywności dla dzieci, eksportowanej

Struktura wybranych WWA:

-naftalen

-fenantren

-

Źródła zanieczyszczeń żywności WWA:
-biosynteza przez drobnoustroje, rośliny

-środowiskowe: niepełne spalanie materiału organicznego

-procesy technologiczne w przem. spoż.(wędzenie, grillownie, suszenie bez... gazami spalinowymi, upalanie czyli ekstrakcja rozp. będącymi pochodnymi ropy)

-smoły pokrywające rury wodociągowe

-dym tytoniowy

-narażenie zawodowe(kominiarze)

Limity w prod. Propozycja FAO zaw. benzo(a)pirenu <10 qg/kg (ppb)

Niemcy w prod. wędzonych ok. <1 ppb

Polska zarządzenie z 2000r WWA z dymu wędzarniczego do 0,03 ug/kg prod.

Poziom min. ryzyka dla człowieka: 0,01 mg...../kg m.c/dzień. Nie jest to dawka nieszkodliwa, ale stwarzająca min. ryzyka, nie ma dokładnego ADI

Oszacowanie pobrania z żywnością w Polsce, podobnie jak w innych krajach tj. 0,18 do 0,57 ug/osobę/dzień. WWA trudno oznaczyć, bo jest ich dużo.

Działanie na org. WWA:

-drogi wnikania: układ oddechowy, pokarmowy, skóra, główne źródło dla org. nie narażonego zawodowo to żywność

-łatwo absorbowany na zasadzie dyfuzji

-kumulacja w tk. tłuszczowej(co wynika z jego rozp. w tłuszczach), gruczołach mlecznych, trzustce, przy narażeniu drogą oddechową również w płucach(większe cząstki zatrzymują się w płucach- narażenie kontaktowe)

-powolne wydalanie z żółcią

-metabolizm we wszystkich tkankach do epoksydów, detoksykacja poprzez: sprzęganie z kw. glukuronowym(dawca gr SH), z glutationem- kw. merkapturowe(zaw. S) lub aktywacja metaboliczna do epoksydioli i chinonów o działaniu rakotwórczym

-działanie mutagenne, teratogenne, rakotwórcze(tworzenie adduktów z DNA, białkami), działanie to rośnie wraz ze wzrostem liczby pierścieni w cząsteczce: rak skóry przy działaniu kontaktowym w badaniach na zwierzętach, rak oskrzeli przy działaniu przez ukł. oddechowy, brak potwierdzenia przy podaniu doustnym działania rakotwórczego, w badaniach epidemiologicznych: rak żołądka przy spożyciu prod. wędzonych.

WWA kw. merkaptuowe

wydala.

epoksydy fenole glukuronidy

dihydrodiole

epoksydiole chinony

reakcja z DNA, białkami

W 1983 r IRAC opsało 48 zw., z czego 30 uznano za rakotwórcze dla zwierząt, są to min: benzo(a) antracen(również dla ludzi), chryzen, benzo(a)piryn (również dla ludzi), fluorantien.

Na liście czyn. prawdopodobnie rakotwórczych są: benzo(a)antracen, benzo(a)piren, dibenzo(...)antracen.

Lista procesów prod.: produkcja koksu, garyfikacja..., odlewnictwo Fe, stali

Toksyczność pestycydów

Podział użytkowo- chemiczny(ćwiczenia):

-insektycydy

-herbicydy

-fungicydy

Niebezpieczeństwo dla człowieka i biosfery wynikające z używania pestycydów wynika z działania:

-sub. aktywnych

-prod. reakcji z innymi zw. występującymi w środowisku lub w org. np. z nawozami azotowymi, zaw. gr NH2 tak więc biorą udział w reakcjach nitrowania prowadząc do powstania nitrozoamin.

-metabolitów powstających w skutek transformacji w środowisku

-metabolitów powstających w organiźmie

-synergizmu z rozp., lekami, skł. organicznymi, skł. żywności

-zanieczyszczeń pestycydów

Dużo zw. wprowadzanych jest do użytku po niepełnej ocenie toksykologicznej

Zagrożenie dla ludzi i zwierząt:

-zatrucia ostre, awaryjne, zawodowe, środowiskowe, omyłkowe, świadome(b. rzadkie)

-przewlekłe, kumulacja małych dawek, które dają skutki odległe(zawodowe, środowiskowe)

Drogi przenikania do org.:

Zaleganie w glebie:

-insektycydy polichlorowe- lata

-herbicydy mocznikowe- 18 miesięcy

-pochodne triazyny 18 miesięcy

-fenoksyoctowe 6 m.

-karbaminiany 3 m

-insektycydy fosforoorg. 1-3 m

Węglowodory polichlorowane(insektycydy):
-DDT, w Polsce wycofane(kumulacja w org.)

-lindan, metoksychlor(mogą być używane, nie kumulują się)

DDT pp- dwuchloro- dwufenylo- trójchloroetan

-kiedyś stosowany powszechnie, prawie do wszystkich szkodników upraw(mole, stonki itp.)

-najintensywniej używano go po wojnie np. w Afryce do zwalczania malarii(niszczenie komarów)

-dawka śmiertelna dla człowieka to 21-35 g

-b. trwały zw., kumulacja, zaburzenia w biocenozie, na pewnych obszarach zw. ten spowodował wyginięcie orłów Bielików

-LD50 dla szczurów wynosi 120-300 mg/kg m. c

-ADI warunkowe 0,005 mg kg m.c/ dobę

Przekształcenie DDT następuje pod wpływem temp., wilgoci, światła słonecznego

Suma DDT, DDD, DDA jest brana pod uwagę przy ocenie narażenia na DDT.

Insektycydy polichlorowe(pestycydy 1 generacji):

-wchłaniane przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe, skórę

-wolno ulegają przmianom do DDD, DDE, DDA

-przenikają barierę łożyskową, mózgową(układ nerwowy!)

-kumulacja w tk. tłuszczowej, wątrobie, nerkach, sercu

-powolne wydalanie z kałem, moczem, przez skórę

Toksyczność:

-pobudzenie, a następnie porażenie układu nerwowego(trucizna neurotropowa, przykurcze, zaburzenia w układzie neuroprzekaźników)

-zaburzenie gospodarki Ca(rozkład wit. D)

-zaburzenia hormonalne(zmniejszenie płodności)

-nowotwory nerek, wątroby, tarczycy u zwierząt

-działanie embriotoksyczne oraz immunotoksyczne

W mleku kobiecym jest więcej DDT i pochodnych niż w mleku krowim, tłuszczu wołowym, kurzym, jajach, co wynika z ich kumulacji.

Pestycydy fosforoorganiczne(insektycydy 2 generacji, są tu zarówno fungicydy jak i herbicydy)

-charakteryzują się dużą toksycznością ostrą i stosunkowo krótką trwałością(1-3 miesięcy)

R1, R2- podstawniki alkilowe

X- gr. kwasowe, CN, reszty fenylowe, acylowe i inne

-zw. z tej grupy są używane jako gazy bojowe

-silne trucizny, większość wykazuje dużą toksyczność ostrą

-wchłaniane przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe, skórę, błony śluzowe

-dobrze rozp. w tłuszczach

-szybko ulegają...

-inhibitory cholinoesteraz, głównie acetylocholinoesterazy(czyli hydrolazy acetylocholinowej), która katalizuje rozkład acetylocholiny, wstępuje w błonie krwinek czerwonych, mózgu, rdzeniu, płytkach motorycznych mięśni szkieletowych, mięśniach gładkich drzewa oskrzelowego, pęcherza. W wyniku tego działania następuje nagromadzenie się acetylocholiny w miejscach efektorowych(działanie toksyczne)

-kumulacja czynnościowa(narastanie blokowania aktywności cholinoesteraz)

-aktywacji metabolicznej ulegają(silniejsze hamowanie esteraz cholinowych): tiopochodne do analogów tlenowych(oksony) lub ulegają sulfooksydacji do sulfonów i sulfotlenków

-często działanie synergistyczne z innymi np. z sub. pomocniczymi, ponieważ hamują enzymy biorące udział w detoksykacji FO np. malation + EPN(pochodna kw. fosforowego) ma ok. 50 razy większą toksyczność

-działanie teratogenne, szczególnie w mieszankach np. malation + EPN

Zatrucia ostre po 0,5-1 godzinie, w miarę narastania pobudzenia receptorów w 3 kierunkach:

Objawy muskarynowe

-układ nerwowy: bóle i zawroty głowy, zaburzenia widzenia, ślinienie, łzawienie, niepokój, katar, zwężenie źrenic

-żołądkowo- jelitowe: nudności, wymioty, bóle brzucha

-układ oddechowy: skurcz oskrzeli, duszności(tym większe im większe zahamowanie aktywności esterazy)

-zahamowanie aktywności acetylocholinoesterazy ok. 60% trwa 1-3 dni

Objawy nikotynowe

-ogólne osłabienie, narastające zaburzenia widzenia, oczopląs, trudności w oddychaniu, wydzielanie śliny, wymioty, biegunka

-drżenie mięśni twarzy, rąk, trudności w koordynacji ruchów, drętwienie, uczucie lęku- zahamowanie aktywności Ach w 60-90%, powrót do zdrowia po 2 tyg.

Objawy ośrodkowe

-drgawki, zaburzenia psychiczne, sinica, obrzęk płuc, porażenie ośrodka oddechowego i uduszenie

Leczenie: atropina- antagoista acetylocholiny, zmniejsza działanie muskarynowe

Insektycydy karbaminowe

R1, R2-rodniki alkilowe lub utl. H, X- rodnik heterocykliczny

-są b. bezpieczne, też hamują Ach, ale w mniejszym stopniu niż fosforoorg., reakcja ta jest łatwiej odwracalna

-mogą brać udział w reakcjach nitrozowania

Syntetyczne(3 generacja)

Pi(y)retroidy- naturalne wyciągi z bertramu szarolistnego np. alteryna, permytryna

-są to pochodne kw. chryzantemowego

-wykazują dużą selektywność

-ich toksyczność rośnie wraz ze wzrostem temp.

-działanie neurotropowe.

-małe wchłanianie z przewodu pokarmowego

-dobrze rozp. w tłuszczach

-szybka biotransformacja przez hydrolizę

-działanie diuretyczne

-wpływ na układ immunologiczny

-wzrost toksyczności w mieszankach z FO

Herbicydy:

►dwunitroalkilofenole

-niedawno wycofane(kumulacja)

-toksyczność rośnie wraz ze wzrostem temp.

-objawy: podwyższona temp., kwasica, uszkodzenia narządów miąższowych, mięśnia sercowego

►pochodne kwasu chlorofenoksykarboksylowych

-ADI= 0,3 mg/kg m.c

-3 i 4 klasa toksyczności

-np. 2,4 D(kwas dwuchlorofenoksyoctowy), zawarty w Aminopieliku

-często są zanieczyszczone dioksynami o działaniu rakotwórczym, po zastosowaniu w niektórych roślinach wzrasta poziom azotanów

-u zwierząt: sztywnienie mięśni, brak apetytu, apatia, nadczynność tarczycy, przenikają do jaj

►pochodne mocznika np. monuron, linuron

-zaw. gr aminowe stąd są substratami w reakcjach nitrozowania

-zastrzeżenia: dość długo zalegają w glebie(ok. 18 miesięcy)

-prekursory nitrozoamin

-u zwierząt: niedokrwistość, utlenianie Fe w hemoglobinie, oddziaływanie na układ nerwowy(paraliż, depresja, zaburzenia oddychania), brak przekonywujących danych o działaniu rakotwórczym.

Fungicydy:

►siarka i wielosiarczki(praktycznie nieszkodliwe)

►nieorganiczne zw. miedzi np. siarczan, węglan, tetrachlorek, zatrucia b. rzadkie, dawka śmiertelna 10-20 g CuSO4, przy mniejszych dawkach wymioty, nie ma zagrożenia przez żywność tymi związkami.

►organiczne zw. rtęci(duże niebezpieczeństwo ze strony zapraw rtęciowych, obecnie niestosowane)

►pochodne kw. dwutiokarbaninowego(2 generacja fungicydów), są mniej skuteczne, ale jednocześnie mniej szkodliwe, zagrożeniem są ich metabolity o dużo większej toksyczności niż same te zw.(ćwiczenia)

►pochodne benzimidazolu(fungicydy układowe, 4 klasa toksyczności) np. benomyl, karbendazym, metylotiofanat

-działanie grzybobójcze polega na hamowaniu syntezy białka, RNA, DNA(ponieważ ich budowa przypomina strukturę zasad purynowych i wchodzą w ich miejsce)

-u zwierząt działanie teratogenne

-w.g EPA(org. ochrony środowiska) właściwości mutagenne(aberacje chromosomowe)

-prekursory nitrozoamin(zaw. gr. aminowe)

►ftalimidy, szerokie spektrum działania, zapobiegawcze i interwencyjne, np. kaptan(tylko ten został inne wycofane z powodu działania rakotwórczego sub. zawierających ten składnik), LD50 wynosi 10.000 mg/kg m.c

Reakcje sub. aktywnych zawartych w pestycydach z innymi zw. organizmu lub środowiska

►reakcji nitrozowania ulegają:

-insektycydy N-metylokarbaminianowe np. karbaryl, linuron(stosowany również jako herbicyd)

-herbicydy mocznikowe np. linuron

-herbicyd FO- glifozat(w glebie)

-fungicydy benzimidazolowe np. karbendazym, benonyl

-pochodne kwasu dwutiokarbaminianowego np. tiran, zivan

+ produkty metabolizmu tych pestycydów

Metabolity powstające w środowisku i org.

►analogi tlenowe insektycydów FO zaw. siarkę(fosforotioniany, fosforotiolotioniany), silniej hamują esterazę Ach, tworzą się w glebie oraz w org zwierząt i ludzi

►sulfotlenki i sulfony(sulfoksydacji ulegają zw. zaw. ugrupowania tioeterowe)

-są b. trwałe, mogą przenikać do podziemnych ujęć wodnych

-hamują esterazę Ach 3 razy silniej niż zw. macierzysty np. insektycydy FO, karbaminianowe

►permetryna, hydroliza wiązania estrowego prowadzi do powstania kw. karboksylowych 3-5 razy b. toksycznych od sub. wyjściowej

►analogi aniliny z herbicydów fenylomocznikowych i karbaminianowych

►ETU(etylenotiomocznik- ćwiczenia), w wyniku transformacji w środowisku i w organiźmie z fungicydów etyleno- bis- tiokarbaminiowego, sprzyja powstawaniu nowotwrów

Synergizm zw. aktywnych z innymi zw.

►niezamierzone

-malation(zw. z grupy insektycydów FO)+ jego zanieczyszczenia(O, O, S- trimetylofosforoditiolan)

-pyretroidy +insektycydy FO i karbaminiany, np. zastosowanie tych preparatów jeden po drugim, wówczas działanie szkodliwe dla ryb, pszczół

-insektycydy FO + estry kw. ftalowego(sub. pomocnicze w tworzywach sztucznych, są wymywane do środowiska) w tym wypadku następuje hamowanie biotransformacji pestycydu przez ftalon, który wcześniej dostał się do organizmu np. owada czy ryby

Zanieczyszczenia pestycydów

►techniczny metoksychlor(pochodna DDT) zaw. 7% zanieczyszczeń, czyli 50 różnych innych zw.

►malation

stopień czystości LD50 dla szczurów

rekrystalizowany(b. czysty) 12500

98,2% czystości 800

techniczny 1580

Okres karencji- to rozłożenie zw. aktywnych zaw. w pestycydach, mogących być szkodliwymi pow. pewnej wartości

-różne okresy karencji w zależności od rodzaju sub., np. FO mają krótkie okresy ok. 3 dni, DDT ok. 30 dni

-okres karencji zależy tez od rodzaju prod., np. paration(z gr. FO) w czereśniach rozłoży się po 14 dniach, natomiast w śliwkach czas ten jest dłuższy(związane jest to z otoczką woskową na pow. śliwek, dzięki czemu sub. rozpuszczalne w tłuszczach mogą się w niej zatrzymywać na dłużej)

Ochrona konsumenta to Rozporządzenie z 15.05.1997r., dotyczące najw. dopuszczalnych zaw. określonych pestycydów w różnych prod.

Pozostałości pestycydów w Polsce:

-mleko kobiece , prod. dla dzieci, mleko krowie, prod. mleczne, jaja, mięso, prod. mięsne, zbożowe, margarynach i olejach wykryto pozostałości węglowodorów chloroorganicznych( pochodnych DDT)

-stężenie tych pozostałości w mleku kobiecym jest podobne jak w innych krajach europejskich

-procesy technologiczne nie wpływały na zaw. pochodnych DDT

-jaja od kur przyzagrodowych zaw. więcej pozostałości pochodnych z gr. DDT niż jaja od kur fermowych(ma to zw. z rodzajem pasz)

-wątroby ryb zaw. więcej tych pozostałości niż tkanka mięśniowa

-w owocach krajowych i warzywach najczęściej pozostałości: dwutiokarbaminianów(fungicydów) oraz insektycydów FO i pochodnych DDT

-warzywa liściaste i łodygowe zaw. więcej dwutiokarbaminianów niż pozostałe

-sposób uprawy:warzywa gruntowe przede wszystkim zaw. pozostałości insektycydów(FO i chloroorganicznych), a w warzywach z pod osłon głównie pozostałości fungicydów

-z warzyw z pod osłon ogólnie najw pozostałości zaw. pomidory, a z owoców truskawki

-najw. przekroczenie norm(do 9 razy więcej) zaw. papryka z [od folii i krajowe jabłka(ok. 3 razy więcej)

Węglowodory chlorowane:

-polichlorowane bifenyle(PCB), jest ich więcej w środowisku

-polichlorowane trifenyle(PCT), towarzyszą

-PCB to gr. wielu izomerów, ogólnie C12H10-nCln, gdzie n- 1 do 10

-obliczono, ze teoretycznie może być 209 kongenerów PCB o różnej ilości i miejscu podstawienia Cl

-PCBs są niepalne, odporne chemicznie(duża persystancja czyli trwałość, szczególnie wysokochlorowanych), odporne na temp., rozp. w tłuszczach, nie przewodzą prądu, mają różną postać min. ciecze, żywice

Zastosowanie:

-komponenty cieczy izolacyjnych do transformatorów i kondensatorów

-plastyfikatory tworzyw sztucznych np. PCV

-impregnatory

płyny hydrauliczne

-smary odporne na wys. temp.

-składaniki farb(silosy- kiszonki, statki- plankton), lakierów, wosków, mieszanin uszczelniających rury

-od lat 70-tych ograniczenie stosowania i prod. tych zw. lub ograniczenie do systemów zamkniętych

Źródła zanieczyszczeń

-awarie urządzeń

-spalanie odpadów przem., komunalnych(poddane pirolizie przekształcają się w znacznie b. szkodliwe dioksyny i furany, przy zbyt niskiej temp. splania, aby przekształcenie to nie nastąpiło temp. musi być wyższa od 1200 C

-mieszaniny techniczne zanieczyszczone są: polichlorowanymi dibenzofuranami i naftalenami

DDT PCBs

Drogi przedostawania się PCB:

-parowanie z plastyfikatorów(4,4 % rocznie)

-parowanie podczas spopielania(1%)

-przecieki i usuwanie ścieków przem. (13%)

-hałdy, śmietniska (52%)

W wyniku utleniania bifenyli powstają:

-dioksyny, z czego najbardziej toksyczna jest 2, 3, 7, 8- tetrachlorodibenzodioksyna

-furany o 10 razy mniej niż dioksyn, najb toksyczny jest z tej gr. 2, 3, 7, 8- terachlorodibenzofuran

Głównym źródłem dioksyn i furanów w środowisku jest spalanie odpadów, a oprócz tego również mogą pochodzić z:

-zw. organicznych żywności

-papier, drewno, celuloza

-PCV

-rozpuszczalniki org.

-fungicydy

-oleje np. transformatorów

-rozpuszczalniki( min z pralni chemicznych)

Wielkość spożycia bifenyli:

-Polska(lata 70-82) ok. 10 qg/osobę/dzień

-Holandia do 90 qg

-USA nawt do 300qg

-wysokie pobrania stwierdzono w krajach, gdie jest powszehcne łowienie i spożywanie ryb

Zawartość dioksyn:

-tłuszcz zwierzęcy ok. 1,2 pg(stęż. PCB ok. 0,5 mg)

-jaja 2pg (nie zaw. PCB)

-węgorz 28 pg, śledź 46 pg

Na stężenie PCB w mleku kobiecym ma wpływ(oraz innych zw. tłuszczo rozpuszczalnych np. DDT):

-kolejność ciąży- mleko kobiet karmiących swe pierwsze dziecko stęż. PCB jest do 1,5 do 2,5 wyższe niż przy kolejnych ciążach

-wiek- im starsze były matki tym poziom PCB w mleku był wyższy(dłuższy czas kumulacji)

-palenie- zauważono większą tendencję do wyższych poziomów PCB u matek palących(tytoń i papier zaw. pewne ilości PCB)

-czas trwania laktacji- maleje ilość PCB w czasie trwania laktacji

Współczynnik przeliczeniowy toksyczności= TEF(stosuje się go ponieważ zw. z tej gr. nie występują pojedynczo). Dla najsilniejszej dioksyny czyli 2, 3 , 7, 8 TCDD przyjęto TEF= 1. Toksyczność dioksyn w próbce(oraz PCBs) wyraża się w TEQ(w pg) czyli tzw. sumarycznej toksyczności, którą wyraża wzór TEQ= m. kongerenu * TEF

Dioksyny

Odpowiednikiem ADI jest ekwiwalent TCCD czyli 10 pq na kg m.c

Dzienne narażenie populacji: dorośłi 2 pq TEQ/ kg m.c, niwmowlęta 7 pq na kg m.c. Ok. 1% dzieci pon. 6 lat pobiera z pożywieniem więcej niż 10 pq/ kg m.c(jedna z przyczyn to większe spożycie prod. pochodzenia zwierzęcego)

95% pobrania tych zw. z tłuszczem zwierzęcym, w tym 30-50% to prod. mleczne(mleko krowie zaw. 2-4 pq/kg tłuszczu, mleko kobiece 35 pq/kg tłuszczu)

Toksyczność PCB i dioksyn

-łatwo wchłaniają się z przew. pokarmowego(także płuca i skóra)

-odkładanie w wątrobie, nerkach, płucach, nadnerczach, tkance tłuszczowej

-metabolizm to sprzęganie z kw. glukuronowym lub siarkowym, wolniejszy przy większym stopniu chlorowania tych zw.

-indukują enzymy mikrosomalne biorące udział w reakcjach utleniania(co też nie jest korzystne), enzymy rozkładające steroidy oraz wit. A(przez co dochodzi do ich niedoborów)

Efekt działania (jest taki sam dla dioksyn i PCB, ale dioksyny są silniejsze):

-u szczurów powodują zmniejszenie m.c, uszkodzenie wątroby, śledziony, nerek, biegunki, barwne łzawienie, porfiria(gromadzenie porfiryn czyli prekursorów hemu, powodują nadwrażliwość na światło, porażenia nerwowe)

-przenikają przez łożysko, działanie mutagenne, teratogenne(rozszczep podniebienia), kancerogenne(wątroba- przerost tkanki włóknistej i nabłonkowej kom. gruczołowych)

-podejrzane o działanie rakotwórcze dla ludzi

-działanie immunotoksyczne

-mogą być promotorami procesu nowotworowego

-zatrucia ostre u ludzi- choroba Yusho(choroba oliwy ryżowej), zatrucie na Tajwanie z powodu wylewania się cieczy z wymiennika ciepła w czasie prod. oliwy ryżowej, objawy: zwiększona wydzielina z oczu, obrzęk powiek, pigmentacja paznokci i błon śluzowych, rogowacenie i swędzenie skóry, wyprysk trądzikowy, obrzęk rąk i nóg, zapalenie oskrzeli, nieswoiste dolegliwości ze strony układu nerwowego, objawy tte utrzymują się b. długo!

---