• TOKSYKOLOGIA

Wykład 1 01-X-09

prof. dr hab. Anna Brzozowska

pokój 2124

telefon: 59 37 11

toksykologia_zywnosci.sggw.pl

• Toksykologia - nauka o truciznach i zatruciach

Z grackiego:

- toksikon - trucizna

- logos - nauka

Toksykologia - dyscyplina naukowa, która bada aktualne lub potencjalne niebezpieczeństwo związane z działaniem na organizmy żywe substancji chemicznych (trucizn), bada mechanizmy działania trucizn, opracowuje sposoby rozpoznawania i leczenia zatruć, opracowuje sposoby zapobiegania zatruć.

Paracelsus - ojciec toksykologii - niemiecki lekarz, filozof, prekursor współczesnej medycyny:

„ Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś substancja nie jest trucizną”

• „The dose makes the poison”

Dla trucizn, zależność dawka - odpowiedź:

• 1 - zakres dawek bez

obserwowanego działania

• 2 - wpływ na organizm,

proporcjonalny do dawki

• 3 - zakres dawek o maks.

działaniu

(współczesna definicja) trucizny - substancja, która wprowadzona w małych dawkach do organizmu wskutek swoich właściwości toksykodynamicznych może wywołać zaburzenia ustroju i jego śmierć

W praktyce za trucizny uznaje się te substancje, które związane są ze stosunkowo dużym ryzykiem działania szkodliwego

Toksyczność - działanie niepożądane, wynikające z reakcji chemicznej lub fizykochemicznej pomiędzy związkiem chemicznym, który wniknął do ustroju a układem biologicznym (DNA, enzymy)

Ksenobiotyk:

- substancja chemiczna nie będąca naturalnym składnikiem organizmu

- substancja obca, egzogenna

z greckiego: ksenos - obcy

zatrucie:

• proces chorobowy

• z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi

• wywołany przez substancje chemiczne pochodzenia egzo- lub endogennego

podział zatruć ze względu na okoliczności ich powstania:

• przypadkowe np. zdrowotne, pokarmowe

• rozmyślne np. samobójcze, mordercze

podział zatruć ze względu na przebieg i nasilenie

• ostre - jednorazowa dawka, objawy szybkie po kontakcie z substancją, gwałtowne

• podostre

• przewlekłe - ekspozycja przez dłuższy czas (efekt = dawka*czas)

• czasami wyróżnia się również zatrucia podprzewlekłe

działy toksykologii:

• humanotoksykologia

• zootoksykologia

• fitotoksykologia

działy toksykologii:

• przemysłowa

• środowiskowa

• leków

• żywności

• pestycydów

• artykułów gospodarstwa domowego

• kosmetyków

• tworzyw sztucznych

• wojskowa

• sądowa

• Cechy wspólne: te same związki chemiczne

Różnice:

• warunki ekspozycji (praca, choroba, całe życie)

• droga wchłaniania (płuca, skóra, przewód pokarmowy)

• dawkowanie (wg wskazań lekarza, wg indywidualnych upodobań)

toksykologia żywności:

• dotyczy substancji chemicznych dostających się do organizmu z żywnością

• występujących naturalnie

• dodawanych celowo

• zanieczyszczeń

• wytwarzających się w produktach w czasie procesów technologicznych lub przechowywania

• wytwarzających się w organizmie człowieka z substancji pochodzących z żywności (aminy + związki azotowe = nitrozoaminy)

LOSY TRUCIZN W ORGANIZMIE:

1. Droga i sposób dostawania się do organizmu

• Przez jamę ustną - droga pokarmowa, per os

Mechanizmy wchłaniania:

• transport bez udziału nośników

• persorpcja (międzykomórkowo, całe cząsteczki, komórki)

• endocytoza (pinocytoza, fagocytoza)

• wchłanianie konwencjonalne (przez pory)

• dyfuzja bierna

• przez pary jonowe

• transport przy udziale nośników

• dyfuzja ułatwiona

• transport aktywny

Wchłanianie przez przewód pokarmowy zależy od:

• rozpuszczalności substancji, wielkości cząsteczek

• obecności związków chemicznych, przy udziale tych samych przenośników lub za pomocą tego samego mechanizmu

• od pH treści pokarmowej (wpływa na rozpuszczalność)

• od integralności błony kom., ukrwienia

miejsca wchłaniania substancji obcych w przewodzie pokarmowych:

• jama ustna: nikotyna, cyjanki, nitrogliceryna, fenole, strychnina, kokaina, alkohol

• żołądek: alkohol, nikotyna, cyjanki, kwas salicylowy, aspiryna, kofeina, teofilina

• jelito cienkie: większość trucizna

• jelito grube: związki wytworzone przy udziale mikroflory

zapobieganie wchłanianiu z przewodu pokarmowego:

• substancje adsorbujące - węgiel aktywowany (carbo activatus, carbo medicinalis)
  
  

węgiel adsorbuje
bardzo dobrze	dobrze	średnio	nie adsorbuje
Atropina Ergotamina Fenol Jod	Chinina	Alkohol etylowy Alkohol metylowy Cyjanki DDT Kwas borowy Insektycydy FO	Kwasy mineralne Zasady Substancje nierozpuszczalne w wodzie

• wywoływanie wymiotów

• płukanie żołądka (do 2h po spożyciu trucizny płynnej, do 4h po spożyciu trucizny stałej)

• płukanie jelit

• zastosowanie odtrutek działających miejscowo (np. chlorek sodu - azotan srebra, tiosiarczan sodu -HCN, wersenian sodowo-potasowy - Cd, Pb)

Domowymi metodami zapobiegającymi wchłanianiu toksyn z układu pokarmowego są mleko i białko jajka, przy czym mleko ma działanie odwrotne do zamierzonego w przypadku toksyn tłuszczorozpuszczalnych.

2. Transport (bariery) i wiązanie ustrojowe

Bariery przy wchłanianiu:

• droga pokarmowa - nabłonek jelitowy

• droga inhalacyjna - nabłonek pęcherzyków płucnych

• droga dermalna - naskórek

(wyżej wymienione bariery, są pierwszymi barierami, na które natrafiają wchłaniane substancje, kolejne bariery to)

• błony naczyń włosowatych

• błony komórkowe narządów wewnętrznych

• błony struktur wewnątrzkomórkowych

bariery specjalne - chroniące ośrodkowy układ nerwowy:

• KREW - MÓZG, KREW - PŁYN MÓZGOWORDZENIOWY

• Dyfuzja bierna (związki obce), transport aktywny (cukier, aminokwasy)

• Zmiany w błonach powodują m.in.:

• nadtlenki kwasów tłuszczowych, bodźce akustyczne

• w życiu płodowym i u niemowląt obserwuje się większą wrażliwość

• substancje litofilne przenikają łatwo np. metylortęć, nierozpuszczalne w tłuszczach trudno - musi być przenośnik

• KREW - ŁOŻYSKO

• Bariera dla związków silnie zjonizowanych i nierozpuszczalnych w tłuszczach, o dużym ciężarze cząsteczkowym

• Łatwo przenikają m.in.: antybiotyki, narkotyki, alkohol etylowy, kofeina, nikotyna

• Zmiany morfologiczne przy niedotlenieniu np. u kobiet palących

• Czynniki teratogenne - obumarcie zarodka, wady rozwojowe

• KREW - JĄDRO

• Skomplikowana budowa trójstopniowa, chroni męskie komórki rozrodcze

• Śródbłonek naczyń włosowatych bez porów i przestrzeni międzykomórkowych

• Komórki nabłonkowo - mięśniowe ze strefami zamykającymi

• Połączenia kompleksowe między komórkami podporowymi

Bariera niebłonowa to:

• połączenie z albuminami i globulinami krwi

• z białkami enzymatycznymi (inhibicja)

• z białkami cytoplazmatycznymi (metalotioneina)

Zależy od pH, odwracalne, trwałość wiązania różna, przez grupy -SH, przy -końcowego aminokwasu, fosforylacja grup OH, -COOH, związki obce konkurują o miejsca wiązania

Połączenia takie nie przenikają przez ściany naczyń włosowatych oraz nie ulegają przesączaniu w kłębuszkach nerkowych

• Opóźniają metabolizm i wydalanie

Rola krwi:

• rozpuszczalnik, medium transportujące

• transport substancji obcych w pierwszej kolejności do narządów dobrze ukrwionych

• redystrybucja do narządów mniej ukrwionych

• transport metabolitów do nerek

• wiązanie substancji z:

• Hb np. CO (karboksyhemoglobina)

• Z białkami błon krwinek czerwonych np. Pb

• Z białkami osocza

Wykład 2 08-X-09

3. Rozmieszczenie i kumulowanie

Rozmieszczenie substancji w organizmie zależy od:

• szybkości wchłaniania i wydalania

• częstotliwości wnikania do organizmu i dawek

• powinowactwa do tkanek i narządów (dobrze rozpuszczalne w tłuszczach - powinowactwo do tkanki tłuszczowej i narządów z tkanką tłuszczową itp.)

główne miejsca odkładania się związków obcych:

• tkanka tłuszczowa (DDT, detoksy chlor, WWA, PCB) - uwalniane przy głodzenie, rozpad tkanki tłuszczowej

• kości: absorpcja na powierzchni lub trwałe wbudowanie (ołów, fluor, rad, stront, tetracykliny) - uwalniane przy niedoborach Ca²⁺

• narządy miąższowe: w jądrach komórkowych lub cytoplazmie (kadm, ołów, rtęć nieorganiczna)

• włosy, paznokcie (metale ciężkie, narkotyki)




5. Przemiany w organizmie

Miejsca przemian:

• wszystkie tkanki, ale głównie

• wątroba

• nerki

• nabłonek jelitowy

• z udziałem niektórych enzymów

przemiany - biotransformacje

detoksykacja - takie przemiany, które prowadzą do powstawania związków mniej szkodliwych lub nieszkodliwych

aktywacja metaboliczna - takie przemiany, które prowadzą do powstawania związków bardziej toksycznych

Przykłady:

• nie ulegają przemianom w organizmie

• silnie polarne, wydalane przez nerki (szybko), np. kwas ftalowy, kwas sulfonowy

• b lotne, wydalane przez płuca np. eter etylowy, cyklopropanom

• silnie litofilne, kumulujące się w tkance tłuszczowe np. PCB

• ulegają detoksykacji:

• SO₂ do siarczanów

• Fenol do glukuronidów

• Benzo(a)piren (WWA) poprzez epoksydy do fenoli, które są sprzęgane z kwasem glikuronowym

• Ulegają aktywacji metabolicznej

• Chloroform do fosgenu

• Barwnik czerwony Red 2G do aniliny

• Benzo(a)piren poprzez epoksydy do epoksydioli

• Metanol do formaldehydu

• As⁵⁺ do As³⁺


Właściwości lipofilne właściwości hydrofilne

Faza I - wytworzenie grupy funkcyjnej, która będzie mogła brać udział w reakcji II Fazy


• Frakcja mikrosomalna = rybosomy + retikulum (siateczka) endoplazmatyczna

15 - 20% masy komórki	Enzymy mikrosomalne
50-60% RNA
Synteza kwasów tłuszczowych	Monooksygenazy
sterydów	Epoksydazy
odtruwanie	Glukuronylotransferazy

Ilość enzymów wzrasta przy narażeniu na związki obce, można powiedzieć że enzymy te są indukowane przez związki obce.

• Reakcje I FAZY, utlenianie:

• mikrosomalne

• RH + O₂ + H⁺(NADPH/NADH) ---monooksygenazy---> R-OH + H₂O

• Monooksygenazy zawierają hemoproteinę o typie cytochromu P-450 (wiele izoenzymów CYP o specyficzności substratowej

• Reduktaza NADPH - cytochrom P-450, flawoproteaza, przenosi elektron na Cyt - P450

• Czynnik lipidowy zawiera fosfatydocholinę niezbędny do prawidłowego połączenia cytochromu z reduktazą

Typu utleniania mikrosomalnego:

• aromatyczna hydroksylacja

• alifatyczna hydroksylacja

• N, O, S - dealkilacja

• Epoksydacja

• Desulfuracja

• Sulfoksydacja

• N - hydroksylacja

Mikrosomalne	niemikrosomalne
- benzen → toluen - toluen → kwas benzoesowy oraz: - WWA - chlorek winylu - morfina - paration - DDT - nitrozoaminy	- etanol → aldehyd octowy - aldehyd octowy → kwas octowy - formaldehyd → kwas mrówkowy - aminy → aldehydy

• Reakcje I FAZY, redukcja

mikrosomalne	niemikrosomalne
- nitrobenzen → anilina oraz: - żółcień masłowa - nikotyna	- As^5+→ As^3+ - aldehyd → alkohol

Reakcje I FAZY, hydroliza

mikrosomalne	niemikrosomalne
- epoksyd → diol np. WWA	- ester + woda → kwas + alkohol np malation tioglikozydowy

Reakcje II FAZY, sprzęganie

• z kwasem glikuronowym

• cytoplazma: powstaje aktywny kwas glikuronowy

• glukoza → UDPGA (urydyno-difofoglukuronowy kwas)

• frakcja mikrosomalna

• R-OH + UDPGA -(1) R-O-glukuronid + UDP

• (1) UDP-glukuronozylo-transferaza

• w reakcji mogę brać udział związki zawierające grupę: hydroksylową, karboksylową, aminową, karbonylową, azot heterocykliczny, sulfhydrylową, dwusiarczkową

• przykładowe substancje tworzące glukuronidy: fenol, aminofenol, naftolm tymol, kwas benzoesowy

UDP glukoronozylo - transferaza

- nie ma specyficzności substratowej - „idealny” enzym

- indukowany pod wpływem, niektórych ksenobiotyków

- u samców większa aktywności

• (sprzęganie) z aminokwasem - glicyną

• Podlegają związki zawierające grupy karboksylowe

• kwas benzoesowy + glicyna → kwas hipurowy

• ( u ptaków zamiast glicyny ornityna)

• (sprzęganie) z glutationem (cysteiną) w cytoplazmie

• Etapy:

• ksenobiotyk + glutation (transferaza glutationowa)

• odłączenie kwasu glutaminowego i glicyny

• acetylowanie przez azetylo CoA - powstaje kwas merkapturowy

transferaz glutationowa:

- detoksykacja (benzen, WWA, chlowcopochodne, nitrobenzen, węglowodory aromatyczne)

- działanie kataboliczne

- wiązanie ksenobiotyku na powierzchni

- wiązanie kowalencyjne między ksenobiotykiem a centrum aktywnym („suicie inactyvationa”)

- aktywacja metaboliczna (dichloroetylen, tatrafluoroetylen, dichloroetan)

• (sprzęganie) z siarczanami:

Fenol + „aktywny siarczan” (H₂SO₄, ATP) → kwas fenylosiarkowy + woda

• (sprzęganie) z tiosiarczanem

CN^- + S₂O₃^2- ---(1)→ CNS^- + SO₂^2- (1) - siarkotransferaza tiosiarczanowa

CN^- - 200x bardziej toksyczny od CNS^­-

Reakcje II FAZY, metylowanie

• Związki z grupą aminową, iminową, hydroksylową, sulfhydrylową

C₂H₅SH -(1) C₂H₅-S-CH₃ (1) - -CH₃, metionina, S-metylotransferaza

(2) (3) (2) - merkaptan etylowy

(3) - etylometylo siarczek

Reakcje II FAZY, acetylowanie

• związki z grupą karboksylową, aminy sulfhydrylowe

• w mitochondriach, cytoplazmie

anilina -(1) acetyloamid (1) - CoA, acetylotransferaza

6. Wydalanie

• organizm stara się usunąć (lub trwale związać) każdą substancję obcą

• usuwanie w postaci niezmiennej, metabolitów lub związków sprzężonych np. z kwasem glikuronowym, glutationem itp.

• Jedna substancja może być wydalana kilkoma drogami i w różnej postaci

Nerki - główną drogą:

• wydalanie substancji i metabolitów łatwo rozpuszczalnych w wodzie

• zagęszczenie moczu w kanalikach nerkowych - szkodliwe

Przewód pokarmowy:

• ślina - związki jodu, ołowiu, azotany, alkaloidy, etanol - mogą powodować ślinotok

• żółć - związki niezmienione lub sprzężone, mogą drażnić ściany jelit, możliwe powtórne wchłonięcie

• kał (m. in. substancje związane przez odtrutki działające w świetle przewodu pokarmowego

• wymioty

• biegunka

Inne drogi:

• płuca - z wydychanym powietrzem, niektóre związki lotne np. alkohol, kwas octowy, eter, aceton, benzen, mogą podrażnić błony śluzowe i spowodować obrzęki, szybkość wydalania zależy od różnicy stężeń we Kri i w powietrzu wydychanym

• skóra np. jod, brom; z potem: metale ciężkie, etanol, kwas benzoesowy - mogą powodować rumień, trądzik, swędzenie

• włosy, paznokcie - sposób usuwania lub kumulacji - zależy od punktu widzenia

• gruczoły mleczne - metale ciężkie, środki nasenne, morfina, etanol, nikotyna, metylortęć, dioksyny

• hemodializa (sztuczna nerka) szczególnie przy niewydolności nerek, zatrucia alkoholami, substancjami źle adsorbowanymi przez węgiel, nieskuteczna przy zatruciach lekami nasennymi

• hemoperfuzja (pozaustrojowe adsorbenty) węgiel, żywice polistyrenowe - w zatruciach substancjami litofilnymi

• dializa otrzewnowa

Wykład 3 15-X-09

Czynniki warunkujące powstawanie zatruć.

1. Właściwości substancji:

1.1 charakterystyka fizyczna:

- stan rozdrobnienia dla substancji stałych

- cechy sensoryczne np. arszenik bez smaku

- rozpuszczalność w wodzie lub lipidach np.

BaCl_2, BaCO₃ - silne trucizny

BaSO₄ - stosowany jako kontrast

Hg^o - doustnie, dożylnie nie działa, bo nie jest rozpuszczalna (pary rtęci drogą oddechową są bardzo niebezpieczne)

Corpora non agunt nihil nisi fluida - substancje nie reagują jeżeli nie są rozpuszczone

1.2 Skład chemiczny i budowa

• skład pierwiastkowy np. As, Hg, kombinacje

• wiązania chemiczne: obecność w pierścieniu wiązań podwójnych, potrójnych np. benzen > cykloheksen

• izomeria:

• pozycyjna: para > meta > orto

• geometryczna: cis > trans np. anetol w olejku anyżowym, forma cis 15x bardziej toksyczna

• optyczna L > D np. nikotyna (40x), karwon (składnik olejku mięty), talidomid

grupy chemiczne:

• potęgujące toksyczność

• nitrowa -C-O-NO₂

• nitrozowa -C-O-NO

• cyjanowa -CN

• aminowa -NH₂

• chlorowcopochodne -Cl

• osłabiające toksyczność

• acetylowi -CH₃-CO

• azowa -N=N- (barwniki, dozwolone jako dodatek do żywności, występują w połączeniu z grupą sulfonową)

• karboksylowa -COOH

• sulfonowa -SO₂OH

• tiolowa -SH

• metoksylowi CH₃-O-

• potęgujące lub osłabiające toksyczność

• metylowa -CH₃

• wodorotlenowa -OH

1.3 zanieczyszczenia

Aspartam → diketopiperazyna

(dawka nieszkodliwa (dawka nieszkodliwa

40 mg/kg m.c.) 7,5 mg/kg m.c.)

1.4 Stabilność w czasie magazynowania:

(co się dzieje z daną substancją podczas przechowywania) (aspartam rozpada się podczas magazynowania i podczas podgrzewania)

2. Rodzaj ekspozycji

Ekspozycja (narażenie) - fizyczny kontakt organizmu z czynnikiem chemicznym, fizycznym lub biologicznych, wyrażony stężeniem, natężeniem i czasem trwania

2.1 Dawka - w przeliczeniu na 1kg m.c.

Toksyczna (trująca) - DT dosis toxica - wywołuje zaburzenia patofizjologiczne i objawy zatrucia

Śmiertelna - DL dosis letalis - powoduje trwałe uszkodzenie ośrodków ważnych dla życia i związaną z tym śmierć

2.2 Okres i częstotliwość

2.3 Pora dnia, roku

2.4 Droga wprowadzenia substancji do organizmu

2.5 Obecność innych substancji

Działanie 2 substancji w organizmie może być:

• niezależne

• addycyjne

• może ulegać modyfikacjom - interakcje

Interakcja ma miejsce wtedy, gdy ekspozycja na dwie substancje daje wyniki jakościowo lub ilościowo różne od przewidywanych (gdyby założyć sumowanie efektów wywołanych przez każdą substancję osobno):

• synergizm - wielkość efektu biologicznego jest większa niż wartość sumaryczna ich indywidualnych działań tych substancji np. malation i ENP, dym tytoniowy i alkohol, Fe i Cu

• antagonizm - wielkość efektu biologicznego jest mniejsza niż wartość sumaryczna ich indywidualnych działa np. barbiturany i noradrenalina, węgiel aktywowany jako odtrutka, awidyna i biotyna

3. Cechy organizmu (czynniki biologiczne)

3.1 Gatunek - różnice między gatunkami dotyczą:

• tempa wchłaniania i przechodzenia przez błony

• tempa metabolizmu

• dróg metabolizmu

Dawki śmiertelne mg/kg
substancja	człowiek	szczur
Strychnina	0.4	16
Cyjanek potasu	5	13
Benzen	500	5700
DDT	500	400

Porównanie LD50 aflatoksyny B1 dla różnych gatunków zwierząt
Gatunek/wiek	LD50 mg/kg m.c.
Kaczka 1-dniowa	0.37
Szczur 1-dniowy	1.0
Szczur dorosły	20.0
Świnka morska, pies - dorosłe	1.0

3.2 Wiek

Przyczyny większej wrażliwości:

• noworodek, niemowlę:

• bariera krew - mózg niedostatecznie rozwinięta

• inne pH przewodu pokarmowego

• inny skład mikroflory przewodu pokarmowego

• brak wielu enzymów

• osoba starsza:

• zmiany starcze w narządach (nerki, wątroba)

• zmniejszenie aktywności enzymów

• zmiany w krążeniu krwi

• niedotlenienie narządów

3.3 Uwarunkowania genetyczne:

• kod genetyczny warunkuje powstanie enzymów biorących udział w metabolizmie związków obcych

• przykład

aspartam = fenyloalanina + kwas asparaginowy (ester metylowy)

O_{2 ­­}H₂O



hydroksylaza fenyloalaninowa


fenyloalanina tyrozyna




brak hydrolazy fenyloalaninowej

kwas fenylopropionowy (mocz)





+glutamina kwas fenylomlekowy

fenyloacetyloglutamina

(która prowadzi do uszkodzenia mózgu)

3.4 płeć:

• różnice w metabolizmie związków obcych, gdy enzymy biorące udział w przemianach są pod kontrolą hormonów płciowych

3.5 Masa ciała

3.6 nadwrażliwość (w tym alergie)

3.7 Stan odżywienia

3.8 Wysiłek fizyczny

3.9 Choroby

3.10 Stan fizjologiczny

4. Środowiskowe:

4.1 Temperatura, wilgotność

4.2 Ciśnienie

4.3 Skład powietrza

4.4 Naświetlenie i napromieniowanie

4.5 Hałas

4.6 Warunki bytowania (klatki)

Ocena toksykologiczna związków chemicznych. (schemat badań na zwierzętach)

Kryteria doboru zwierząt i warunki do badań

• gatunki:

• o dużej wrażliwości

• o metabolizmie zbliżonym do metabolizmu człowieka

• w ramach wybranego gatunku

• jednorodne (szczep, wiek, ciężar)

• zdrowe

• standaryzowane pod względem oznaczanych parametrów

	Ocena toksyczności
			Specyfikacja
Toksyczność ostra LD50
		Metabolizm i farmakokinetyka
Toksyczność podprzewlekła
		Płodność i rozrodczość
Toksyczność przewlekła	Mutagenność
		Teratogenność
	Rakotwórczość
		Neurotoksyczność
	Interpretacja wyników	Dane epidemiologiczne

Obserwacje i badania w testach podprzewlekłych i przewlekłych

1. Ogólne: stan zdrowia, zachowanie, śmiertelność, spożycie paszy i wody, przyrost m.c.

2. Hematologiczne: Ht, Hg, krwinki białe i czerwone, płytki krwi, retykulocyty, czas protrombinowy

3. Biochemiczne krwi: w surowicy (białko, A/G ((stosunek albumin do globulin)), glukoza, mocznikowy, trójglicerydy, cholesterol, elektrolity, enzymy)

4. Moczu: pH, ciężar właściwy, białko, glukoza, ketony, Hb, osad, urobilinogen, elektrolity

5. Oftalmoskopia - badanie dna oka

6. Sekcja zwierząt

7. Badania histopatologiczne, 20-22 narządów i tkanek - oglądanie narządów, ocena zmian gołym okiem, pobieranie wycinków z tkanek i narządów do dalszych badań, oglądanie preparatów zaczynamy od grupy, która dostała największe dawki, jeśli zmian się nie stwierdza nie bada się grup, które otrzymały mniejsze dawki

Wykład 4 22-X-09

Działanie mutagenne (genotoksyczne) - wywoływanie trwałych i dziedzicznych zmian w informacji genetycznej w ilości lub budowie materiału genetycznego to jest obejmuje zmiany:

• pojedynczego genu

• fragmentu genu

• zespołu genów

• całych chromosomów (struktura lub liczba)

Skutki działania mutagennego:

• na komórki somatyczne:

• nowotwory

• zaburzenia immunologiczne

• zaburzenia hematologiczne itp.

• działanie letalne

• na komórki rozrodcze (płciowe), gdy dotyczy:

• genu dominującego - zmiana ujawnia się w następnym pokoleniu

• genu recesywnego - zmiana ujawnia się w 3-4 pokoleniu (fenyloketonuria, epilepsja, schizofrenia, zespół Downa, działanie letalne, teratogenne, choroby dziedziczne)

ujawnia się przy dawkach substancji, które nie wywołują innych objawów szkodliwych ze strony innych struktur komórkowych

Konieczność stosowania specjalnych metod:

• test Amesa rewersji mutacji na Salmonella typhimurium

• testy na wyizolowanych komórkach (rozrodcze, somatyczne)

• test dominującej mutacji letalnej na szczurach

• wykrywanie adduktów z DNA we krwi

przykładowe substancje o działaniu mutagennym:

- benzo(a)piren (wzorcowy mutagen)

- kwas azotowy

- pestycydy (pochodne kwasu ditiokarbaminowego, benzimidazol

- aminy heterocykliczne

- nitrozoaminy

TEST AMESA - rewersji mutacji na Salmonella typhimurium:

• wykrywanie mutacji, które przywracają bakteriom zdolność do syntezy aminokwasów niezbędnych

• wykrywa się na podstawie zdolności bakterii do wzrostu w warunkach braku aminokwasu wymaganego do wzrostu przez szczep macierzysty

• bakterie muszą być wcześniej tak zmutowane żeby nie miały zdolności produkowania wyżej wymienionego aminokwasu

• bakterie na podłożu pozbawionym aminokwasów niezbędnych -> potrzebna mutacja aby rosłu

TEST MUTACJI SOMATYCZNEJ na Drosophila melanogaster (obserwacje zmian kształtu i liczby włosów na skrzydłach muszki owocowej)

Działanie nowotworowe (rakotwórcze)

Czynnik rakowy:

- kancerogen - z łac cancer

- karcinogen - z gr karkinos

Nowotwór - zespół nieprawidłowych komórek

• różnią się od występujących w danym miejscu organizmu:

• budową (guz lub charakter rozsiany)

• cechami czynnościowymi (np. zwiększona przepuszczalność błon komórkowych, zaburzone procesy dziedziczenia i przemian materii)

• mają zahamowaną apaptozę!

• nie podlegają regulacji organizmu szczególnie w zakresie rozrastania się - autonomiczne względem innych

• łagodny - rozrasta się powoli, nie niszczy tkanek otaczających, nie daje przerzutów

• złośliwy - rozrasta się szybko, rozprzestrzenia się na otaczające tkanki w postaci nacieków, z przerzutów z chłonką do węzłów chłonnych z krwią do odległych tkanek, produkty jego przemiany materii są szkodliwe

	Nowotwory		Raki (carcinoma) tkanka nabłonkowa
Łagodne		Złośliwe
- mięśniaki - tłuszczaki - włókniaki - kostniaki - chrzęstniaki - brodawczaki - gruczolaki			Mięsaki (sarkoma) tkanka nienabłonkowa
		Inne: chłoniak, białaczka

Kancerogeneza chemiczna - indukcja chemiczna nowotworu czyli trwałe zmiany w zapisie lub realizacji (ekspresji) informacji genetycznej, przekazywane komórkom potomnym

Czynniki rakotwórcze (genotoksyczne i epidemiczne) - związki inicjujące, w odpowiedniej dawce i warunkach powodują zwiększanie częstości i/lub skrócenie czasu pojawienia się nowotworu w organizmie narażonym w porównaniu do kontrolnego.

Czynniki epigenetyczne - zmieniają aktywność genów nie wpływając na ich strukturę, takie zmiany mogą być odwracalne

Prokancerogen		Zapoczątkowanie procesu kancerogenezy - zjawiska względnie mało prawdopodobne (potwierdzają to dane epidemiologiczne) Ponieważ w organizmie istnieją mechanizmy ochronne: - na poziomie komórkowym - detoksykacja - na poziomie molekularnym - naprawa DNA
detoksykacja	aktywność metaboliczna
Nieaktywny metabolit	Biokancerogen

Etapy kancerogenezy chemicznej:

• inicjacja - zmiany w DNA o charakterze mutacyjnym, nowy klon komórkowy

• promocja - wzrost zainicjowanych komórek, dalsze błędy genetyczne, ujawnianie się zmian

• progresja - zezłośliwienie komórek, destabilizacja genetyczna, niekontrolowane rozmnażanie, przerzuty

czynniki współrakotwórcze (niegenetoksyczne) - zwiększają działania czynnika rakotwórczego:

• kokancerogeny (podane jednocześnie)

• promotory (podane nawet po jednorazowej dawce kancerogenu, która sama nie wywołuje nowotworu

• działają poprzez wpływ na:

• metabolizm kancerogenu

• wzrost komórek

• przepuszczalność błon komórkowych




z doświadczeń na zwierzętach:

• wystarczające: związek przyczynowy między narażeniem a zwiększoną częstotliwością nowotworów złośliwych lub łagodnych u zwierząt minimum dwóch gatunków lub minimum w dwóch niezależnych badaniach

• ograniczone: dowód opiera się na jednym doświadczeniu, wątpliwa procedura badania, zwiększenie częstotliwości tylko nowotworów łagodnych, tylko u niektórych szczepów

• niewystarczające - niedostatki w wynikach badań

• wskazujące na brak działania rakotwórczego na minimum dwóch gatunkach

Z badań epidemiologicznych:

• wystarczające: związek przyczynowy między narażeniem a występowanie nowotworów u ludzi przy wykluczeniu czynników zakłócających np. palenie tytoniu

• ograniczone: związek przyczynowy między narażenie a występowaniem nowotworów u ludzi, lecz nie można wykluczyć wpływu błędu przy zbieraniu danych oraz wyników zakłócających

• niewystarczające: istniejące badania nie są wystarczające (zły model, mała moc statyczna)

Klasyfikacja substancji z punktu widzenia działania nowotworowego wg IARC
Kategoria	Znaczenie klasyfikacji dla ludzi	Dowody
				U ludzi	U zwierząt
1	Kancerogen	Wystarczające	Wystarczające
2a	Prawdopodobnie rakotwórcze	Ograniczone	Wystarczające
2b	Przypuszczalnie rakotwórcze	Ograniczone	Nie wystarczające
3	Substancja nie klasyfikowana	Brak danych
4	Prawdopodobnie nie rakotwórcze	Brak jakichkolwiek danych o rakotwórczości	Wskazujące na brak działania rakotwórczego

Działanie teratogenne - toksyczne działanie substancji na zarodek lub płód:

• Śmierć zarodka

• Zmiany anatomiczne (zniekształcenia)

• Zaburzenia czynnościowe

• Opóźnienie rozwoju

• Przedwczesne urodzenia i inne

Okres największej wrażliwości u człowieka to 3-12 tydzień ciąży

Przykłady czynników teratogennych dla zwierząt:

- antybiotyki (penicylina, tetracykliny)

- sulfonamidy

- metale ciężkie (Hg, Pb, So, Cd)

- substancje chemiczne (nikotyna, barbital, morfina, notrozoaminy)

- środki ochrony roślin

- rozpuszczalniki (chloroform, CCl₄, benzen, ksylen)

- aflatoksyny

- hipo i hipertermia

- niedotlenienie

- radiacja

- wirusy (różyczka, kiła)

Okresy największej wrażliwości na czynniki teratogenne
	ciąża	organogeneza
Człowiek	36-40t	3-12t
Szczur	21d	6-15d
Mysz	19d	6-13d
Królik	32d	6-18d
Chomik	15d	6-10d

Talidomid C₁₃H₁₀N₂O₄:

- 1957 - w sprzedaży w Niemczech i W. Brytanii

- 1960 - próba wprowadzenia na rynek USA , Frances Kelsey FDA - nie daje zgody

- 1962 - nagroda JF Kennedyego dla F. Kelsey

- 1960-61 - działanie teratogenne między 25 a 50 dniem ciąży, hamuje angiogenezę, ok. 15 tysięcy przepadków narażenia

- 1998 - leczenie trądu (choroba zakaźna, ziarnikowate zmiany w obrębie skóry, błon śluzowych i nerwów obwodowych

- 2001 - czynnik antyneoplastyczny - hamujący rozwój nowotworów

- talidomid powodował zanik lub zniekształcenie kości długich, brak palców, głuchotę, ślepotę, rozszczep podniebienia

Działanie na płodność i rozrodczość:

• 2 pokolenia szczurów

• Obserwacje:

• Proces zapłodnienia

• Liczba młodych w miocie

• Ciężar ciała po urodzeniu i odstawieniu od matki

• Śmiertelność noworodków

Neurotoksyczność

• zmiany czynnościowe, strukturalne, biochemiczne w ośrodkowym lub obwodowym układzie nerwowym

• (opóźniona neurotoksyczność - opóźnione wystąpienie objawów)

• Ataksja (niezborność ruchów)

• Obwodowych aksanopatii (zmiany w wypustkach komórek nerwowych w rdzeniu kręgowym i nerwach obwodowych

• Hamowanie esterazy neurotoksycznej w mózgu

Pojedyncza dawka, kury 21 dni, dożołądkowo, lub przez 14 dni, kury, obserwacja, 28 dni, dożołądkowo

Immunotoksyczność (1. immunosupresja, 2. nadwrażliwość):

• immunosupresja - stan osłabionej odporności immunologicznej, zwiększa zapadalność na choroby infekcyjne i wydłużenie czasu ich trwania na skutek:

• hamowania produkcji przeciwciał i komórek odpornościowych np. limfocytów

• atrofii lub zmian morfologicznych w narządach i tkankach układ odpornościowego (grasica, szpik, migdałki, śledziona, węzły chłonne)

metody badań:

- badanie stężeń immunoglobulin, stężeń komórek odpornościowych

- badanie narządów

- przebieg zakażeń bakteryjnych

Przykłady immunosupresorów:

- promienie rentgenowskie

- mikotoksyny

- PCB, dioksyny

- talidomid

- niedobór selenu, cynku

- przedawkowanie cynku

- etanol (już w okresie życia płodowego)

- WWA

- niektóre pestycydy fosfoorganiczne (paration, malation)

- organiczne związki cyny

- niektóre metale np. chrom, ołow, nikiel

Wykład 5 29-X-09

Ocena toksykologiczna związków chemicznych

Cel:

Wyznaczenie dawki nieszkodliwej dla człowieka dla substancji celowo dodawanych do żywności oraz dla zanieczyszczeń chemicznych występujących w żywności

A następnie:

Wyznaczanie limitu zawartości w produktach spożywczych

Zwierzęta - wyznaczenie najwyższej dawki niedziałającej mg/kg m c:

• NOAEL - no observed adverse effect level

Najwyższa dawka w badaniach długoterminowych przy której nie występuje statystycznie istotny wzrost częstości lub nasilenie szkodliwych skutków działania substancji badanych zwierząt w stosunku do grupy kontrolnej

• LOAEL - lowest observed adverse effect level

Najniższa dawka w badaniach długoterminowych przy której występuje statystycznie istotny wzrost częstości lub nasilenia szkodliwych skutków działania substancji badanych zwierząt w stosunku do grupy kontrolnej

Ludzie wyznaczenie ADI mg/kg m.c.

ADI - acceptable daily intake - dopuszczalne dzienne pobranie ilości substancji, która zgodnie z aktualnym stanem wiedzy może być pobierana przez człowieka codziennie przez całe życie, prawdopodobnie bez szkody dla zdrowia

• ADI wyznacza się głownie dla substancji celowo dodawanych do żywności. Wyłącznie dla substancji, które nie kumulują się w organizmie

• Dotyczy pobrania ze wszystkich źródeł tj żywność, woda, powietrze, leki, kosmetyki

• Nie wyznacza się dla substancji rakotwórczych (ADI=0)

ADI = NOEAL : współczynnik niepewności

Współczynnik niepewności - najczęściej 100 (10x10)

Wynika to z różnic międzygatunkowej (szczury i ludzie, kinetyka i dynamika =10) i różnic między osobnikami (dzieci i dorośli, kinetyka i dynamika =10)

Konieczność stosowania współczynnika niepewności wynika z :

• liczba zwierząt użytych do doświadczenia jest ograniczona i mała w stosunku do liczebności ludzi

• zastosowane test czynnościowe i kryteria histopatologiczne mogą okazać się nie najczulsze

• człowiek charakteryzuje się mniejszą zdolnością metabolizowania i wydalania substancji niż np. szczur

• z powodu różnic genetycznych, wieku, warunków odżywiania, stanu zdrowia, styl życia, wysiłku fizycznego, klimatu, rozrzut reakcji jest dużo większy w populacji ludzkiej niż wśród dobrze dobranych zwierząt laboratoryjnych

• możliwość interakcji z innymi substancjami pobieranymi przez człowieka np. z lekami

• dana substancja może dostać się do organizmu człowieka różnymi drogami

ludzie dla innych substancji: PMTDI, PTWI, PTMI mg/kg m.c.

• PMTDI - provisional maximum tolerable daily intake - tymczasowe maksymalne tolerowanie dzienne pobranie, odpowiednik ADI, ale dla substancji, które stanowią zanieczyszczenie żywności i nie kumulują się w organizmie

• PTWI - provisional tolerable weekly intake - tymczasowe tolerowane tygodniowe pobranie. Odpowiednik ADI, ale dla substancji, które stanowią zanieczyszczenie żywności i kumulują się w organizmie (dlatego przeliczenie na tydzień) np. dla Hg, Pb, Cd

• PTMI - provisional tolerable monthly intake np. dla dioksyn

Produkty spożywcze - wyznaczenie dopuszczalnych ilości w produktach mg lub g/kg produktu

MDP = (ADI x ŚMC) : WS

MDP - maks teoretyczna dopuszczalna pozostałość lub dodatek (mg kg produktu)

ŚMC - średnia masa ciała człowieka (kg)

WS - współczynnik spożycia produktu (kg produktu dzień)

MDP > praktyczna pozostałość lub dodatek

Ustalony prawnie limit zwartości substancji w produkcie jest mniejszy od wyliczonej teoretycznie MDP musi być zgodny z GHP i GMP zależy także od:

- przeznaczenia produktu (np. dla niemowląt)

- wielkości spożycia produktu)

Ocena ryzyka

Ryzyko - miara oczekiwanego niebezpieczeństwa stwarzanego przez substancję chemiczną przy jej określonym zastosowaniu

(Faktyczne (przypuszczalne) spożycie / ADI ) x 100 = ryzyko

Przykład - Francja:

• badano 167 substancji - pozostałości pestycydów

• dla 100 substancji spożycie <10% ADI

• dla 7 substancji spożycie >200% ADI

• aspartam spożycie = 25% ADI

TOKSYKOLOGIA ŻYWNOŚCI dotyczy substancji chemicznych dostających się do organizmu z żywnością

występujących naturalnie w grzybach, roślinach i tkankach zwierząt

Substancje szkodliwe występujące naturalnie:

• antyodżywcze (w ramach ćwiczeń)

• szkodliwe (toksyczne)

występujące w:

• grzybach kapeluszowych np. cykliczne aminokwasy, alkaloidy

• roślinach np. alkaloidy, glikozydy

• w tkankach zwierząt (nie będą omawiane)

okoliczności zatruć:

• pomylenie grzybów roślin lub zwierząt niejadalnych z jadalnymi

• spożycie w zbyt dużych ilościach surowców jadalnych zawierających substancję szkodliwe

• w Polsce występuje ok. 300 gatunków roślin, których spożycie może stanowić ryzyko ostrego zatrucia

• w tym w ponad 50 gatunków - ryzyko zatruć śmiertelnych

• zatrucia u dorosłych - pomyłki lub stosowane w celach samobójczych

• zatrucia dzieci do 1 roku życia - roślinami hodowanymi w domu np. difenbachia, oleander, filodendron

• zatrucia dzieci do 6 roku życia - roślinami ogrodowymi np. bukszpan, bieluń dziędzierzawa, lulek czarny, mającymi jagodami

• zatrucia starszych dzieci - w celach odurzenia się

W latach 1981-1990 około 400 zachorowań na rok 30% muchomor sromotnikowy, 27% krowiak podwinięty, 3% muchomor plamisty

Grzyby wielkoowocnikowe (kapeluszowe)

W Polsce występuje:

• 1400 gatunków grzybów jadalnych

• ok. 200 gatunków grzybów trujących

Do zatruć dochodzi głównie w skutek pomylenia gatunków trujących z gatunkami jadalnymi:

• Stopień toksyczności zależy od swoistych cech gatunku warunków geobotanicznych, glebowych itp.

• Przebieg zatrucia zależy od gatunku grzyba, ilości spożytej, wieku osoby, indywidualnej wrażliwości

Grzyby kapeluszowe trujące

Podział ze względu na patomechanizm działania toksyn:

• o działaniu cytotropowym (uszkodzenia narządów miąższowych) np. muchomor sromotnikowy

• o działaniu neurotropowym (zaburzenia psychoneurologiczne) np. muchomor czerwony

• o działaniu gastroenterotoksycznym (na przewód pokarmowy) np. gołąbek wymiotny

• nieswoiste np. na skutek pozostałości pestycydów

podział ze względu na stopień niebezpieczeństwa dla człowieka:

• wywołujące późne objawy (po 8-26 h) np. muchomor sromotnikowy

• wywołujące wczesne objawy (po 15 min - 3 h) np. muchomor czerwony

• warunkowo jadalne np. krowiak podwinięty, czernidlak pospolity

Podział grzybów wg europejskiego towarzystwa ośrodków ostrych zatruć i toksykologów klinicznych

Grupa	1- śmiertelnie trujące
Rodzaj/gatunek grzyba	Muchomor sromotnikowy, wiosenny, jadowity z rodzaju hełmówka torfowiskowa
Czynnik toksyczny	amanitotoksyny falotoksyny
Działanie	Cytotoksyczne opóźnione, uszkodzenie wątroby, erek, ośrodkowego układu nerwowego
Objawy	Po 8-36 godz, żołądkowo - jelitowe, biegunka, odwodnienie, żółtaczka, spadek krzepliwości krwi, śpiączka, wątroba, hipoglikemia, skąpomocz, bezmocz
Uwagi	Dawka śmiertelna amanitoroksyny 0,1 mg/kg mc 50g grzyba

Muchomor sromotnikowy

Cechy charakterystyczne - zwisający pierścień przyrośnięty do górnej części trzonu, trzon osadzony w pochwie

- młody mylony z gąskami, po odcięciu trzonu nie do odróżnienia

- stary - nieprzyjemny zapach starych ziemniaków

- mylony z gołąbkiem zielonawym, czubajką kanią, pieczarkami

Muchomor jadowity (spód kapelusza jasny) mylony z pieczarką (spód kapelusza ciemny)

Amanitotoksyny - oktapeptydy, 10-20 x silniejsze działanie od fallotoksyn, odporne na enzymy trawienne, temp. rozkładu 245⁰C, atakują jądra komórkowe

Fallotoksyny - heptapeptydy, powodują destabilizację błon komórkowych, hemoliza, temp rozkładu 280⁰C

Grupa	1- warunkowo śmiertelne
Rodzaj/gatunek grzyba	Zasłonak rudy
Czynnik toksyczny	orelanina
Działanie	Cytotoksyczne, działanie opóźnione przewlekła niewydolność nerek, martwica nerek
Objawy	Po 36h, ż-j, po 2-20 dniach, krwinkomocz, białkomocz, bezmocz, żółtaczka
Uwagi	Ponad 1/3 przypadków

Grupa	2 - silnie trujące (na ogół nie śmiertelne)
Rodzaj/gatunek grzyba	Piestrzenica kasztanowata
Czynnik toksyczny	Mieszanina gyromitryny, formylohydrazyny, monometylohydrazyny i innych substancji
Działanie	Uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego, drgawkowe, uszkodzenie nerek
Objawy	Po wielu godzinach lub dniach ż-j, zaburzenia świadomości, drgawki, met hemoglobinemia, hemoliza, żółtaczka
Uwagi	MMH jest antagonistą pirydoksyny

Piestrzenica kasztanowata - rośnie na glebach piaszczystych i suchych. Trzon dość krótki, w dole nieznacznie zgrubiały, owocnik kulisty, znacznie pofałdowany koloru kasztanowo - czerwonego. Zatrucia najczęściej przypadkowe w wyniku pomylenia grzyba ze smardzem jadalnym

Objawy zatrucia nieraz po wielu dniach, także oparami z gotowanych grzybów

Grupa	3 - poważnie trująca
Rodzaj/gatunek grzyba	Czernidlak pospolity, lejkówka buławo trzonowa
Czynnik toksyczny	Koryna
Działanie	Blokowanie metabolizmu alkoholu etylowego na etapie aldehydu octowego
Objawy	Po 1 godzinie od wypicia alkoholu między 3-72h po spożyciu grzybów wymioty, pobudzenie, lęk, zaburzenia rytmu serca, spadek ciśnienia tętniczego, drętwienie rąk, czasami drgawki
Uwagi

Grupa	4 - poważnie trujące na ogół bez zagrożenia życia
Rodzaj/gatunek grzyba	Strzępia ceglasty, lejkówka odbielona, strumykowa, borowik szatański, grubo trzonowy , ponury
Czynnik toksyczny	Muskaryna
Działanie	Muskarynowe (obwodowe, cholinergiczne), po 0.5 do 2 h ślinotok, pocenie się, łzawienie, zwężenie źrenic, z-j, spadek ciśnienia tętniczego
Objawy
Uwagi	Dawka śmiertelna muskaryny 300mg wywołanie objawów przy zaw 0,01% w grzybie 10-20mg surowego grzyba

Grupa	5 - umiarkowanie trujące
Rodzaj/gatunek grzyba	Muchomor czerwony i plamisty
Czynnik toksyczny	Mucymol, kwas ibotenowy, muska zon
Działanie	Ośrodkowe, atropino podobne
Objawy	Po 30-90 min, ż-j, naprzemienne pobudzenie i uspokojenie, zaburzenia równowagi i widzenia, bóle głowy, krucze mięsni, nadmierna aktywność ruchowa, pobudzenie psychiczne, śmiertelność 2-5%
Uwagi

Grupa	6 - słabo trujące
Rodzaj/gatunek grzyba	Stożkogłówka biała, kołpaczek motylkowaty, pierścieniak półkolisty
Czynnik toksyczny	Psylobicyny, psylocyna
Działanie	Halucynogenne, ośrodkowe psychotropowe
Objawy	Po 30-60 min przyspieszenie czynności serca, halucynacje wzrokowe, zaburzenia doznaniowe, wzrost ciśnienia tętniczego, zawroty głowy, wymioty, drgawki
Uwagi	10-13 g świeżych grzybów powoduje zaburzenia neurologiczne i psychiczne

Grupa	7- słabo trujące
Rodzaj/gatunek grzyba	Pieczarka, borowik, wieruszka, mleczaj, krowiak, gołąbek, tęgoskór
Czynnik toksyczny	Gastroenterotoksyczne (drażniące przewód pokarmowy)
Działanie	Różne
Objawy	Po 30 min do 2h ż-j, czasami objawy neurologiczne, spadek ciśnienia tętniczego
Uwagi	Krowiak - uszkodzenie wątroby

Krowiak podwinięty:

• występuje w lasach mieszanych, iglastych i liściastych od czerwca do później jesieni

• objawy zawsze po spożyciu surowego grzyba: nudności, wymioty, bóle brzucha, bóle i zawroty głowy, ogólne osłabienie, nadmierne pocenie się, uczucie zimna

• rzadziej biegunka lub zwolnienia akcji serca

• zaburzenie termoregulacji i uszkodzenie wątroby

• jeśli jemy - to należy obgotować i odlać wodę

nieswoiste zatrucia grzybami:

• występują gdy spożywa się grzyby

• stare, przejrzałe

• nieświeże

• zepsute

• odgrzewane po przygotowanie

• na które zastosowano środki ochrony roślin

przyczyny:

• grzyby zawierają dużo choliny, która pod wpływem bakterii może przekształcić się w aneurynę o działaniu podobnym do muskaryny

• są ciężkostrawne zawierają w ściankach grzybni polisacharyd chitynę

• notowano zatrucia bakteryjne m.in. jadem kiełbasianym po spożyciu solonych grzybów

• zatrucia środkami chemicznymi

Grzyby wielkoowocnikowe (kapeluszowe) uboż nr 171 poz. 1255 rozdział 10 grzyby i przetwory grzybowe

Dotyczy grzybów: uprawne lub rosnące w warunkach naturalnych świeże lub suszone, ich przetwory objęte wykazem

Mogą być dopuszczone do obrotu przez

• klasyfikatora

• grzyboznawcę, jeżeli

• są jednego gatunku z wyjątkiem użytych do produkcji środków spożywczych

• podzielone tylko jeden raz wzdłuż osi trzonów

• nie wykazują zapleśnienia

• nie występują w nich żywe larwy lub kanaliki po larwach muchówek (ilości grzybów zaczerwionych nie przekracza 5%)

• ilość ściółki, mchu, igliwia nie przekracza 0,3% masy

• zawartość zanieczyszczeń mineralnych nie przekracza 1% masy grzybów

Ponadto:

• oddzielone wymagania dla pieczarek uprawnych (norma handlowa)

• oddzielne wymagania handlowe dla grzybów suszonych

• atesty dla grzybów rosnących w warunkach naturalnych wydane przez

• dla świeżych - klasyfikatora lub grzyboznawcę

• dla suszonych - grzyboznawcę

klasyfikator nie musi mieć wykształcenia ale min 5 letnie doświadczenie

Wykład 6 05-XI-09

Alkaloidy:

• zasady organiczne zawierające w pierścieniu azot

• występują w ok. 10% roślin

• ponad 5000 różnych związków

• łatwo wchłaniane, powinowactwo do tkanki nerwowej, działają pobudzająco lub porażająco, efekt narkotyczny, halucynogenny

• np. atropina, skopolamina, belladonina, nikotyna, morfina, kodeina, papaweryna, kokaina, berberyna, lupinina, ergotamina, temulina, strychnina, teobromina, teofilina, kofeina (narysować ze dwa wzory)

Okoliczności zatruć atropiną:

• mylenie owoców pokrzyku wilczej jagody z czereśniami

• spożycie mięsa zwierząt odpornych na atropinę (króliki, ślimaki, bażanty)

• mleko kóz, które jadły pokrzyk

• miód zbierany z kwiatów pokrzyku, bielunia

• mylenie nasion lulka czarnego z makiem

• mylenie nasion bielunia dziędzierzawej z czarnuszką

Pokrzyk wilcza jagoda, Atropa belladonna, rodzina psiankowate, pod ochroną, uprawiany do celów farmaceutycznych:

• w Polsce dziko rośnie na południu

• atropina we wszystkich częściach rośliny, najwięcej w jagodach o smaku słodkim

• dawka śmiertelna

• dla dzieci 3-4 jagody

• dla dorosłych >10 jagód

bieluń dziędzierzawa, Datura stramonium, rodzina psiankowate, występuje na rumowiskach, w ogrodach, na polach, wykorzystywana w lecznictwie, silnie trująca (wszystkie części rośliny),

działanie na ośrodkowy układ nerwowy:

• pobudzenie psychomotoryczne

• niepokój

• napady szału

działanie na nerwy obwodowe:

• rozszerzenie źrenic (zaburzenia widzenia)

• przyspieszenie akcji serca

• rozszerzenie oskrzeli, przyspieszenie oddechu

• zmniejszenie wydzielana gruczołów (m.in. suchość w ustach)

• spadek napięcia mięsni gładkich przewodu pokarmowego

metyloksantyny:

• 1,3,7 - trimetyloksantyna (teina)

• 1,7 - di metyloksantyna (teofilina)

• 3,7 - dimetyloksantnya (teobromina)

(wrzucić obrazki)

Występowanie:

• kofeina

• 1-2% w kawie

• 1-4% w herbacie

• 2,5-5% w orzeszkach kola

• W mate (herbata brazylijska, paragwajska, yerba mate z liści suszonych)

• W 60 gatunkach roślin

• Teobromina w kakao, trochę w herbacie, najmniej aktywna

• Teofilina - trochę w herbacie

Kofeina w wybranych produktach

• kawa mielona 76-155 mg (około 100mg) kofeiny na 200cm3

• herbata 20-200mg w tym więcej im dłużej parzona

• kakao - napój 2mg

• kola - 26-24 mg/360cm3

Kofeina w organizmie

• wchłanianie:

• szybko, całkowicie, w żołądku, zależy od dawki, pH płynu, wypełnienia żołądka

• w tkankach

• zależy od zawartości w niej wody, przechodzi przez barierę krew-mózg, krew-łożysko

• występuje w ślinie, żółci, nasieniu, mleku, w osoczu związana z białkami

• metabolizm:

• demetylacja w wątrobie, okres półtrwania 3 godz.

• wydalanie z moczem (z kałem tylko 2%), obniżone wydalanie w ciąży i przy stosowaniu doustnych środków antykoncepcyjnych, zwiększone przy paleniu papierosów

kofeina - działanie na układ nerwowy:

- małe dawki - ułatwienie pracy (kora mózgowa)

- duże dawki - gonitwa myśli, bezsenność

Kofeina - działanie na ośrodkowy układ nerwowy

• w małych dawkach

• przyjemna stymulacja, hamuje stany zmęczenia, poprawia procesy kojarzeniowe, ponieważ zwiększa produkcję i wydzielanie neurotransmiterów (katecholaminy, serotonina, gamma aminomasłowy kwas, norepinefryna, acetylocholina)

• powoduje przyzwyczajenie, gdy zostaje odstawiona to pojawiają się bóle głowy, zmęczenie, niepokój, senność

• dawki 1-5mg/kg m. c. (60x5=300mg) - ostre zatrucie - zwiększone pobudzeni psychomotoryczne z bezsennością, trudności w zasypaniu, skrócenie czasu snu, więcej spontanicznych przebudzeń i ruchów ciała, u osób nadwrażliwych drżenie rąk

• dawki > 15mg/kg m. c. - bóle głowy, zdenerwowanie, irytacja, dzwonienie w uszach, skurcze mięśni, palpitacje

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

Działanie na układ oddechowy

• 4 mg/kg m. c. pobudza układ oddechowy, zwiększa tempo oddechu, ale nie przy regularnym spożywaniu

• U osób trenujących przejściowo zmniejsza zapasy CO2 w organizmie, zwiększa zapotrzebowanie komórek na tlen

Działanie na nerki:

• przy dawkach > 4mg/kg m. c. działanie diuretyczne, zwiększa się wydalanie sodu, potasu, chloru i objętość moczu, bo zwiększa się przepływ przez nerki i filtracja, a zmniejsza się reabsorbcja zwrotna sodu

• zwiększona tolerancja przy regularnym spożyciu

Działanie na przewód pokarmowy:

• zmniejszenie napięcia mięśni gładkich pp i żółciowego

• stymuluje wydzielanie soku żołądkowego i pepsyny

• zmniejszenie perystaltyki jelit

Działanie na układ krążenia:

• pobudza kurczliwość mięśnia sercowego (zwiększa częstotliwość i siłę skurczów)

• zaburzenia rytmu serca

• migreny z powodu zwężenia naczyń mózgowych

• wzrost o 5-10% ciśnienia krwi na 1-3 godziny najpierw trochę spada, a potem wzrasta (nie stwierdza się u osób pijących kawę regularnie, co może sugerować zwiększoną tolerancję)

• zwiększa siłę mięsni i czas wykonywania pracy fizycznej (zakazana jako środek dopingujący dla sportowców

• zwiększa o 5-25% PPM u osób nieaktywnych

• zwiększa stężenie wolnych kwasów tłuszczowych we krwi ich oksydację, co oszczędza glikogen, ale nie ma takiego wpływu po posiłku węglowodanowym

kofeina - badania toksykologiczne

• LD₅₀ 200mg/kg m c szczury, starsze i samce bardziej wrażliwe

• szczury 110mg/kg m c przez 100 dni: hipertrofia ślinianek, wątroby, serca, nerek, atrofia jąder, grasicy

• zaburzenia reprodukcji - duże pojedyncze dawki

• działanie teratogenne - na zwierzętach wyniki sprzeczne, dane epidemiologiczne nie wskazują na takie działanie, dopiero powyżej 8 filiżanek dziennie może dać działanie teratogenne

• działanie mutagenne - dla bakterii, ale nie dla zwierząt wyższych

• działanie rakotwórcze - nie dla szczurów i nie dla ludzi

• LD dla ludzi ok. 10g tj. 150-200 mg/kg m c

kofeina jako dodatek do produktów spożywczy

ze względu na pobudzające działanie kofeiny oraz prawo konsumenta do informacji:

• kofeina jest dodawana, musi być wymieniona z nazwy w wykazie składników

• gdy przekracza 150mg/l napoju na etykiecie „wysoka zawartość kofeiny” w tym samym polu widzenia co nazwa produktu + ilość w mg/l ( z wyjątkiem napojów bazujących na kawie, herbacie lub ich ekstraktach, gdy w nazwie produktu jest „kawa” lub „herbata”)

Glikozydy:

• aglikon (część niecukrowa) + część cukrowa

• łatwo ulegają hydrolizie pod wpływem enzymów, kwasów i zasad

• o toksyczności decyduje aglikon

• cyjanogenne

• steroidowe

• tioglikozydy

• kumarynowe

Glikozydy cyjanogenne:

• amigdalina - w nasionach roślin różowatych

• brzoskwinia 6%

• morela 8%

• migdały gorzkie 3%

• śliwa, wiśnia do 2,5%

• czereśnia 2%

amygdaliina




beta-glukozydaza + H2O

2 cz glukozy + mandelonitryl




liaza hydroksynitrylu

HCN + aldehyd benzoesowy

• HCN szybko się wchłania z przewodu pokarmowego

• powoduje niedotlenienie:

• wiąże Fe w enzymach cyklu oddechowego (oksydaza cytochromowa, cytochromy), tkanki nie odbierają tlenu, krew jasnoczerwona)

• porażenie UON - ośrodka oddechowego

• zgon w ciągu 30 sekund do kilku minut

• dawka śmiertelna cyjanku 1mg/kg m c:

• dzieci - zatrucie powoduje kilka nasion

• dorośli ponad 20 nasion

gorzkie migdały	3 mg/kg
brzoskwinia - nasiona	1,6 mg/kg
morele - nasiona	0,6 mg/kg
nalewki z wiśni	3mg/l
kompoty	0,4 mg/kg
fasola lima Bean	0,1-3 mg/kg
sorgo, cała roślina	2,5 mg/kg

glikozydy steroidowe:

• saponinowe

• glikoalkaloidy

saponiny (do 12 cz cukru):

• występowanie (ok. 400 gatunków)

• mydlinica lekarska, korzeń do 5% (do produkcji chałwy)

• kąkol polny, nasiona do 14%, obecnie zatrucia tylko przypadkowe, dawniej mąką, chlebem, kawą zbożową

• soja, strączkowe, orzechy ziemne - nasiona, narażenie wegetarian

• działanie w organizmie

• silne trucizny komórkowe - łącząc się cholesterolem zwiększają przepuszczalność błon komórkowych (hemoliza krwinek czerwonych)

• miejscowe działanie drażniące (przewód pokarmowy - biegunki, bóle brzucha)

• z soi - działanie estrogenne, obniżają poziom cholesterolu

Inne właściwości

- gorzki smak

- obniżają napięcie powierzchniowe (pianotwórcze, emulgujące, zwilżające, dyspergujące)

Glikoalkaloidy - odporne na temperaturę:

• solaniny - w ziemniakach długo przechowywanych

glukoza




sloanidyna + galaktoza

ramnoza

• chakonina

ramnoza



solanidyna + glukoza

ramnoza

• tomatyna występuje w pomidorach,


ksyloza



tomatydyna + galaktoza glukoza

glukoza

• zawartość zależy od:

• odmiany

• warunków uprawy: miejsca, nawożenia (niedobór K, Se, Mo ↑) zakażenie

• część rośliny, wielkości, stopnia dojrzałości, uszkodzeń mechanicznych

• warunków przechowywania (światło ↑), w kiełkujących do 5%

działanie na organizm:

• drażniące na przewód pokarmowy (stany zapalne, krwawienia, ból, biegunki

• podwyższenie temperatury ciała

• porażenie układu nerwowego (inhibitory esterazy cholinowej) drżenia mięśniowe, osłabienie, halucynacje

• wysypka, egzema nóg

• ok. 2 mg/kg m c wywołuje objawy zatrucia, przypuszczalna dawka śmiertelna 3-6 mg/kg m c

tioglikozydy - omówione na ćwiczeniach

glikozydy kumarynowe:

• w czasie suszenia trawy enzymatyczna hydroliza wiązania glikozydowego

• powstanie kwasów kumarynowych

• laktonizacja do kumaryn

• pod wpływem enzymów bakteryjnych przekształcenie do dikumarolu

• występują w turówce wonnej, marzance wonnej i nostrzyku

kumaryna - laktonkwasu D-hydroksycynamonowego, dawniej stosowana do aromatyzowania wyrobów cukierniczych, leków i tytoniu, obecnie niedozwolona

antagonista witaminy K - przeciwdziała krzepnięciu krwi


badania na zwierzętach:

• zahamowanie wzrostu

• działanie hepatotoksyczne

• zmiany martwicze wątroby, śledziony, przewodu pokarmowego

• u szczurów nowotwory dróg żółciowych

• kontaktowe fotouczulenia

Wykład 7 12-XI-09

Substancje celowo dodawane do żywności

Produkt spożywczy:

• substancje naturalne

• składniki odżywcze:

• inne składniki np. antyodżywcze, alkaloidy, glikozydy

• substancje obce:

• dodawane celowo

• zanieczyszczenia

Ustawa o bezpieczeństwie żywności i żywienia z dnia 25 sierpnia 2006r

Roz Min Zdrowia w sprawie:

• dozwolonych substancji dodatkowych z dnia 18.09.2008

• stosowania oraz oznakowania aromatów z dnia 4.09.2008

• wprowadzania do obrotu i stosowania w żywności na terytorium RP określonych substancji dodatkowych z dnia 14.01.2009

Definicja:

• niespożywane w warunkach normalnych jako żywność

• mają wartość odżywczą lub nie

• dozwolone do stosowania w środku spożywczym w określonym uzasadnionym celu

• stają się składnikiem żywności

• nie stwarzają zagrożenia dla zdrowia lub życia człowieka

Cele stosowania:

• przedłużenie trwałości

• nadanie określonych cech sensorycznych

• usprawnienie procesów technologicznych

• zmiana wartości odżywczej

• utrzymanie stałej, powtarzalnej jakości

Substancje celowo dodawane do żywności mogą być:

• naturalne

• syntetyczne

• identyczne z naturalnymi (np. beta karoten otrzymany chemicznie)

• sztuczne (nie występujące w naturze, otrzymane chemicznie, np. żółcień pomarańczowa - podobna do beta karotenu)

(tylko czerwień koszenilowa nie pochodzi ze świata roślin)

• Zapobiegające zepsuciu - substancja konserwująca, przeciwutleniacz, sekwestrant (tworzy związki chemiczne z jonami metali), stabilizator

• Wpływające na cechy sensoryczne - barwnik, aromat, wzmacniająca smak i zapach, regulator kwasowości, substancja słodząca, substancja glazurujące

• Teksturotwórcze - emulgator, stabilizator, zagęstnik, żelująca, utrzymująca wilgotność, pianotwórcza, przeciwpianotwórcza, przeciwzbrylająca, spulchniająca

• Pomocnicze - enzymy, nośnik, gaz do pakowania, gaz nośny

E - deklaracja producenta, że zastosowana substancja dodatkowa jest dopuszczona przez władze EU jako nieszkodliwa przy właściwym stosowaniu

Numer - klasyfikacja substancji dodatkowych:

• uporządkowanie nazewnictwa

• ułatwienie identyfikacji substancji ze względu na stosowanie różnych nazw handlowych

• ułatwienie rozpoznawania substancji niezależnie od kraju i języka

E E E E E E E

100 - 180 200 - 297 300 - 385 400 - 495 950 - 967 1100 1400 - 1451

barwniki substancje konserwujące przeciwulteniacze i synergenty substancje zagęszczające, emulgujące substancje słodzące enzymy skrobie modyfikowane

(Aromaty nie mają symbolu E, bo jest ich tak dużo, że nie udało się ich wszystkich sklasyfikować)

(E są grupowane setkami, tzn. że barwniki mogą przyjmować numery od 100 do 199, jednak do tej pory zajęte są numery widoczne w tabeli, czyli 100-180)

Ogólne zasady stosowania:

• nie stanowią zagrożenia dla zdrowia lub życia człowieka

• dostatecznie uzasadniony cel

• stosowanie zgodnie z obowiązującymi przepisami dotyczącymi:

• rodzaju substancji (lista pozytywna)

• rodzaju żywności, do której można je dodawać

• poziomu użycia (stosowane dawki)

• warunków dodania

• występujących zanieczyszczeń

• oznakowania produktów

• nie wolno stosować w celu zafałszowania produktu

środek spożywczy zafałszowany:

• skład lub inne właściwości zostały zmienione bez poinformowania konsumenta

• wprowadzono w nim zmiany mające na celu ukrycie właściwości

• gdy coś do niego dodano lub dodano specjalnych zabiegów, które ukryły jego cechy

• oznakowanie niezgodne z prawdą

Organizacje międzynarodowe zajmujące się substancjami dodatkowymi

JECFA - joint FAO/WHO expert committee on food additives (od 1955 r.) - Wspólny komitet Ekspertów FAO/WHO ds. substancji dodatkowych

Zadania:

• zbieranie danych toksykologicznych I ich ocean

• ustalanie ADI

• ustalanie wymagań dotyczących identyfikacji i czystości substancji dodatkowych

• ustalanie zasad stosowania substancji dodatkowych

CCFAC: Codex Committee on Food Additives (od 1962 r.) and contaminants (od 1988 r) - Komitet w ramach Komisji Kodeksu Żywnościowego FAO/WHO ds. Substancji Dodatkowych I Zanieczyszczeń

Zadania:

• ustalanie i zatwierdzanie maksymalnych dopuszczalnych poziomów substancji dodatkowych i zanieczyszczeń w produktach

• przygotowanie list priorytetowych substancji do oceny przez JECFA

• dokonywanie przeglądu specyfikacji identyczności i czystości substancji dodatkowych

• ustalanie metody analiz substancji dodatkowych

organizacje zajmujące się substancjami dodatkowymi

• w UE:

• SCF - Scientific Committee on Food - Komitet Naukowy ds. Żywności UE

• Od 2002 r EFSA - European Food Safety Authority - Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności

• Niezależne źródło ekspertyz naukowych i informacji o ryzyku w łańcuchu żywnościowym

• Działa poprzez panele naukowe

Dawniej - panel on additives, flavorings, processing aids and materials In contact with food AFC

Od 10 lipca 2008 panele

1. Food Additives and Nutrient Sources Added to Food - ANS

2. Food Contact Materials, Enzymes, Flavourings and Processing Aids - CEF

W UE - 10-letni program ponownej oceny dopuszczonych obecnie substancji dodatkowych

W USA:

• FDA - Food and Drug Administration - Urząd (minist.) ds Żywności I Leków

• ARMS - Adverse Reaction Monitoring System - System Monitoringu Reakcji Niepożądanych

GRAS - Generally Recognized As Safe - ogólnie uznane za bezpieczne - używane zgodnie z DPP, nie stanowiące zagrożenia dla zdrowia (przyprawy naturalne, syntetyczne substancje zapachowe, konserwanty, emulgatory, składniki odżywcze, klarujące, stabilizatory)

ASP- pełna ocena toksykologiczna

EAF - stosowana, ale brak pełnej oceny

NEW- stosowana, ocena w toku

…

Substancje celowo dodawane do żywności - Korzyści wynikające z ich stosowania

1. technologiczne:

1. umożliwienie lub ułatwienie przeprowadzenia procesu technologicznego (wytworzenie danego produktu) - zagęszczające, topniki, fosforany, guma arabska, glicerol, wosk carnauba, emulgator

2. ekonomiczne

1. dodanie chemicznej substancji konserwującej tańsze niż inne metody utrwalania

2. możliwość dłuższego przechowywania

3. substancje syntetyczne tańsze od naturalnych

3. jakościowe

1. zwiększenie atrakcyjności produktu

2. urozmaicenie asortymentu

4. zdrowotne

1. zmniejszenia ryzyka zatruć pokarmowych

2. uzyskanie produktów o zmienionej wartości odżywczej

3. zmniejszenie strat niektórych składników odżywczych

zagrożenia zdrowotne odnoszące się do substancji dodwanej

1. ewentualne działanie szkodliwe samej substancji

1. dozwolone są substancje nieszkodliwe wg aktualnego stanu wiedzy, np. żółcień masłowa - barwnik używany przed II wojną światową do masła, saflor - substancja aromatyczna, czerwień 2G - barwnik, ester kwasu p-hydroksy benzoesowego - konserwant

2. naturalne, nieprzebadane, stosowane od wieków - niektóre barwniki

3. których nie da się zastąpić - azotyny

AD 1a,

Saflor,

• występuje w

• olejki - sasafrasowy, z muszkatołowca, imbiru, cynamonowca, bazylia, czarny pieprz

• rośliny - sasafras lekarski, muszkatołowiec wonny

• Dawniej syntetyczny stosowany do aromatyzowania np. gumy do żucia, słodyczy, leków, tytoniu

• Obecnie w żywności limitowany, może być w żywności tylko występujący naturalnie lub w wyniku dodatku aromatów uzyskany z naturalnych surowców

• U szczurów nowotwory dróg żółciowych i wątroby, tworzą ad dukty z DNA

Czerwień 2G

• E128, barwnik wycofany w 2007 r

• dotychczasowe stosowanie 20mg/kg:

• breakfast sausages o zawartości przetworów zbożowych nie mniej niż 6%

• burger meat o zawartości warzyw lub przetworów zbożowych nie mniej niż 4%

• EFSA: wycofał ADI, substancja stanowiąca zagrożenie `e128 jest szybko i rozlegle metabolizowany do aniliny, anilina powinna zostać uznana za kancerogen, w którego przypadku nie można wykluczyć mechanizmów genotokscznych

• Jeśli mechanizmy powodujące nowotwory związane z aniliną zostaną dogłębniej wyjaśnione i okaże się, zę są one progowe i/lub…

Estry kwasu p-hydroksy benzoesowego - zmniejszenie płodności u samców szczurów, wycofanie w 2006 r

AD 1b,

• Kantaksantyna - rośliny, ptaki, syntetyczna z beta karotenu, ADI ustalone w 1997r 0-0,03 mg.kg mc

• Luteina - ADI ustalone w 2004r (JECFA) 0-2 mg/kg mc

• Kapsantyna, kapsorubina (ekstrakt z papryki) - 2008r ADI nie ustalono - nie ma potrzeby ustalania, substancja bezpieczna

1. szkodliwe działanie zanieczyszczeń

1. zanieczyszczenia barwników: pośrednie produkty syntezy, 4 metyloimidazol, metale ciężkie

2. diketopiperazyna w aspartamie - limit do 1,5mg/kg

szkodliwe działanie metabolitów, produktów pośrednich i nieprzereagowanych - skrypt

4 metyloimidazol - zanieczyszczenie karmelu amoniakalnego:

• Zmiany hematologiczne:

• zmniejszenie masy śledziony

• zmniejszenie liczby limfocytów

• hamowanie przekształcania witaminy B6 w formę aktywną

Katalizatory (związki ołowiu, miedzi, selenu, chromu) - te pierwiastki są limitowane w barwnikach

AD 2b

ADI aspartamu = 0-40 mg/kg mc/d(JECFAm SCF) lub 0-50mg - według amerykanów

			Aspartam trawienie	Środowisko wodne ogrzewanie	Diketopiperazyna
metanol
		fenylalanina		Kwas asparaginowy
K R E W
Formaldehyd → kwas mrówkowy → CO2 + H2O → wydalanie




1. szkodliwe działanie produktów rozpadu (diketopiperazyna z aspartamu)

2. produktów reakcji z innymi substancjami w żywności i organizmie - nitrozo aminy

3. nieprawidłowe stosowanie - zafałszowania

RASFF - zgłoszenia dotyczące użycia niedopuszczalnych barwników

Para - red w papryce z Uzbekistanu, pieprzu Cayenne (papryka chili) z Wietnamu i mieszane przypraw z Rosji:

• wykazuje działanie mutagenne

• jeden z metabolitów - kancerogenny

Zagrożenia zdrowotne odnoszące się do ekspozycji na substancje dodatkowe:

• oddziaływanie przez całe życie

• mogą pochodzić z różnych źródeł

• oddziaływanie na osoby szczególnie wrażliwe

Nietoksyczne reakcje po spożyciu substancji dodatkowych:

• alergie

• IgE - zależne npannato, karmin koszenilowy, aspartam, enzymy (lizozym, papaina, alfa-amylaza, pektynaza) czasami siarczyny

• Inne np. zależne od limfocytów T - benzoesan sodu, Tatarzyna, BHA, BHT

• Nietolerancje (większość)

• Uwalnianie histaminy np. kwas benzoesowy

• Podłoże enzymatyczne (brak oksydazy siarczynowej) - siarczyny

• Podłoże farmakologiczne (podrażnienie receptorów, wpływ na neuroprzekaźniki) np. MSG, siarczyny

• Mechanizm nieznany np. MSG

Wykład 8 19 - XI - 09

Zastrzeżenia żywieniowców do substancji dodatkowych

1. źródło dodatkowych ilości sodu i fosforu

2. kształtowanie złych nawyków żywieniowych

substancje dodatkowe zawierające sód: benzoesan, azotyn, propionian, mleczan, winian, jabłczan, alginian, tri fosforany, węglany, wodorotlenek, glukonian, inozynian, siarczyny, octan, askorbinian, cytrynian, fosforan, adypinian, di fosforany, polifosforany, siarczany, krzemiany, glutaminan

kwas fosforowy:

- regulator kwasowości - aromatyzowane napoje bezalkoholowe i napoje dla sportowców

- substancja klarująca - oleje

Fosforany:

- regulator kwasowości - mieszanki przyprawowe, nastaw do produkcji wina, miazga kakaowa, proszek kakaowy, mrożone przetworzone ziemniaki

- stabilizator - koncentraty obiadowe, mleko zagęszczone, zabielacze do napojów, sery topione, śniadaniowe przetwory zbożowe, wędzonki, guma do żucia, napoje bezalkoholowe aromatyzowane i dla sportowców

- substancja spulchniająca

- substancja klarująca - napoje spirytusowe

- substancja pzreciwzbrylająca

- nośniki

- substancja wiążąca (teksturotwórcza)

Przykład produktu dla dzieci - niegazowany napój owocowy SUPERHERO o smaku żelków wzbogacony w witaminę C

• zagęszczone soki owocowe (łączna zawartość min 20%)

• skład: woda, cukier lub/i syrop glukozowo - fruktozowy, zagęszczone soki

• regulator kwasowości: kwas cytrynowy, aromat, substancje konserwujące: sorbinian potasu, benzoesan sodu, barwniki: tartrazyna, błękit brylantowy, substancja wzbogacająca: witamina C

substancje dodatkowe - co powinien wiedzieć konsument:

• stosowanie substancji dodatkowych

• jest potrzebne

• wiążą się z pewnym ryzykiem dla zdrowia

• dlatego należy

• aktualizować ocenę bezpieczeństwa

• monitorować spożycia

• informować o ich obecności w produkcie

substancje słodzące jako substancje dodatkowe

cel stosowania:

• zmniejszenie zawartości glukozy i jej prekursorów w produkcie (ważne dla chorych na cukrzycę i dla zapobiegania próchnicy

• zmniejszenie wartości energetycznej produktu (redukcja i kontrola masy ciała)

potencjalna szkodliwość:

• samych substancji słodzących

• zanieczyszczeń towarzyszących słodzikom

• metabolitów substancji słodzących

Podział substancji słodzących

Kryterium: słodkość w stosunku do 3% roztworu sacharozy (=1)

1. Półsyntetyczne wypełniacze - poliole - słodkość jest równa lub niższa niż słodkość sacharozy

2. Środki intensywnie słodzące: w małych stężeniach wykazują smak słodki, wielokrotnie przewyższający słodkość sacharozy

Kaloryczność substancji słodzący

Kaloryczność sacharozy = 4kcal/g

1. Półsyntetyczne wypełniacze - poliole - zwykle mniej kaloryczne od sacharozy (laktitol 2, sorb. 2,6, maltitol 2,1, mannitol 1,6)

2. środki intensywnie słodzące: bezkaloryczne lub noszące minimalną ilość kalorii, bo stosowane w niewielkich dawkach

Półsyntetyczne wypełniacze:

• otrzymywane w drodze uwodornienia cukrów

• stosowane także jako stabilizatory, nośniki, substancje utrzymujące wilgoć itp.

• Uważane za bezpieczne związki (ADI - nie wymagają limitowania)

• nie powodują próchnicy

• Sorbitol - biegunki po spożyciu ponad 50g, mannitol - ponad 20g

• Na opakowaniu ostrzeżenie o działaniu przeczyszczającym

• W żywności quantum saris

Poliole (6):

• sorbitol

• mannitol

• izomalt

• malititol

• laktitol

• ksylitom

• erytrytol

substancje intensywnie słodzące:

• syntetyczne:

• acesulfam K (ADI= 15)

• aspartam (ADI = 40)

• sól aspartam - acesulfam

• kwas cyklaminowe i sole Na, Ca (ADI = 11)

• sacharyna i sole: Na, K, Ca (ADI = 5)

• sukraloza (ADI - 15)

• z naturalnych źródeł (2):

• neohesperydyna DC (ADI = 5)

• taumatyna - brak konieczności ustalania ADI

SACHARYNA:

• imid kwas o-sulfobenzoesowego

• bezkaloryczna; 200-700 razy słodsza od sacharozy

• odpoznana wysoką temperaturę

• pozostawia gorzkawy posmak

• stosowana w ok. 80 krajach, w tym w UE i USA

• ADI = 0 - 5mg/kg mc/d

• U szczurów powoduje raka pęcherza moczowego, u ludzi - podejrzewa się, że może być słabym ko kancerogenem

• Przenika przez łożysko

• Zanieczyszczeniem o-toluenosulfonamidem jest limitowane

Sacharyna - historia

1878 - synteza przypadkowa, najstarszy sztuczny środek słodzący

1900 - początek sprzedaży

1912 - z powodu zastrzeżeń zdrowotnych zakazana do stosowania w żywności

1914 - zgoda na stosowanie w czasie I wojny światowej (z powodu braku cukru (jedyny dostępny wówczas zamiennik)

1951 - pierwsze wyniki dotyczące potencjalnego działania rakotwórczego u szczurów

1955, 1968 - USA: szacuje się, że spożywanie 1g/dzień przez osobę dorosłą powinno być bezpieczne

1970-77 - badania sugerujące działanie rakotwórcze u zwierząt (nowotwory pęcherza moczowego po podawaniu wysokich dawek sacharyny) oraz przeczące temu

1977 - FDA proponuje całkowity zakaz stosowania sacharyny w żywności; zakaz nie zostaje wprowadzony w życie, za to pojawia się ostrzeżenie na opakowaniach produktów z sacharyną (w USA), że może potencjalnie powodować nowotwory. (Obecnie tych ostrzeżeń już się nie zamieszcza)

Obecnie dopuszczona w wielu krajach do żywności i jako słodzik stołowy.

ASPARTAM:

• dwupeptyd (kwas asparaginowy + ester metylowy fenyloalaniny)

• 4kgcl/g, ale traktowany jak bezklaroryczny

• 200 razy słodszy od sacharozy; nie pozostawia posmaku

• Nieodporny na wysoką temperaturę

• ADI = 0-40 mg/kg mc/d (JECFA, SCF) lub 0-50mg/kg mc/d (FDA)

• Rozkładany w przewodzie pokarmowym do kwasu asparaginowego, fenyloalaniny i metanolu

• Zabroniony dla osób chorych na fenyloketonurię - na opakowaniu produktu z aspartamem musi znaleźć się napis ostrzegający

• Część aspartamu ulega w roztworach wodnych i w wysokiej temperaturze cyklizacji do DKP - diketopiperazyny (ADI = 0-7,5 mg/kg mc/d), w roztworach kwaśnych, wysokiej temperaturze, przy długim przechowywaniu hydrolizuje (powstaje metanol)

METANOL:

• bardzo szybko wchłaniany z przewodu pokarmowego

• metabolizm w wątrobie, około 7 razy wolniejszy niż etanolu

• zatrucie metanolem (w wyniku nagromadzenia się kwasu mrówkowego): kwasica metaboliczna, ból nóg, brzucha, pleców, zaburzenia widzenia

• pobranie metanolu nie powinno przekraczać 10mg/kg mc/d x 60kg = 600mg/dz = cola light: 20 puszek/d lub ok. 6l/d

• dawka zwykle śmiertelna dla ludzi: 80-150 ml

ARMS - Adverse Reaction Monitroing System (USA) od 1985 roku - analizuje zgłoszenia konsumentów i instytucji nt niekorzystnych skutków działania substancji dodatkowych i innych składników pożywienia u ludzi

Gdy duże liczby uzasadnionych naukowo zastrzeżeń, FDA może ograniczyć lub zakazać stosowania danej substancji dodatkowej do żywności lub narażać umieszczenie ostrzegawczego napisu na etykiecie produktu

Skargi na aspartam zgłoszone do ARMS w latach 1980-2000 około 7,5 tysiąca (21,6% wszystkich)

• Z tego 47% dotyczyło napojów

• 27% dotyczyło słodzików stołowych

ASPARTAM - zgłaszane zastrzeżenie przez konsumentów w systemie ARMS (USA):

• zwiększone ryzyko zapadalności na nowotwory mózgu

• uszkodzenie mózgu

• ryzyko epilepsji

• zmiany skórne, bóle głowy (28,8%), alergie

• zmiany w zachowaniu (np. agresja u dzieci) (10,6%)

• problemy ze wzrokiem (5,7%)

• zwiększone ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera

• niekorzystne działanie na płód

• syndrom „Pustynnej Burzy”

ACESULFAM K

• nie pozostawia posmaku

• bezkaloryczny

• 200 razy słodszy od sacharozy

• Odporny na ogrzewanie

• ADI = 0-15 mg/kg mc (JECFA) oraz 0-9 mg/kg mc/d (FDA)

• Wchłaniany niemal całkowicie, ale niemetabolizowany w organizmie

• Nie kumuluje się w tkankach, wydalany w formie niezmienionej z moczem

• Brak doniesień o szkodliwym działaniu na organizm

NEOHESPERYDYNA DC:

• wytwarzana przez uwodornienie neohesparydyny (flawonoidy gorzkich pomarańczach)

• bezkaloryczna, 2000-3000 razy słodsza od cukru

• pozostawia lukrecjowy posmak

• odporna na ogrzewanie

• ADI = 0 -5 mg/kg mc (SCF), brak ustaleń JECFA

• Częściowo metabolizowana w organizmie (przez bakterie jelitowe)

• Nie stwierdzono rakotwórczego działania

• Stosowana w UE, niedopuszczona w USA

TAUMATYNA:

• polipeptyd otrzymywany z owoców zachodnioafrykańskiej rośliny, tzw „słodkie białko”

• 4 kcal/g, ale traktowana jako bezkaloryczna

• 2000-5000 razy słodsza od cukru

• Pozostawia lukrecjowy posmak

• Nieodporna na wysoko temperaturę

• Najczęściej stosowana jako wzmacniacz aromatu

• Nie wymaga ustalenia ADI, uważana za bezpieczny związek

• Metabolizowana jako białka

• Stosowana w UE do kilku rodzajów produktu, ale limitowa w żywności (?)

• W USA dopuszczona do gum do żucia

CYKLAMINIANY:

• sole kwasu cyklaminowego

• bezkaloryczne

• około 20-60 razy słodsze od cukru

• nieodporne na ogrzewanie

• pozostawiają lukrecjowy posmak

• ADI = 0-11 mg/kg/mc/dz (JECFA) lub 0-7 mg/kg mc/dz (SFC)

• Nie są metabolizowane w organizmie, ale w jelicie może powstać pod wpływem bakterii szkodliwa cykloheksyloamina

• Potencjalne promotory nowotworów (?)

• W UE dopuszczone, ale limitowane w żywności

• W USA zabronione

SUKRALOZA:

• otrzymywana jest z sacharozy, przez zastąpienie trzech grup OH chlorem

• 600 razy słodsza od sacharozy

• Nie pozostawia nieprzyjemnego posmaku

• Odporna na ogrzewanie do 200^oC

• Odporna na kwaśne środowisko

• Bezkaloryczna

• ADI 0-15 mg/kg mc/dz (wg JECFA i SCF)

• Słabo wchłaniana z przewodu pokarmowego

• Wydalana bez zmian

• Może powodować odczyny alergiczne

• W Polsce od 2004 r.

SÓL ASPARTAM - ACESULFAM K:

• otrzymywana przez ogrzewanie mieszaniny aspartamu i acesulfamu K (2:1) w kwaśnym pH

• bardziej stabilna niż aspartam

• w wodzie i etanolu jest częściowo rozpuszczalna

• ADI 40mg/kg mc

• Zanieczyszczenie soli diketopiperazyną (kwasem 5 benzylo-3,6-diokso-2-piperazynooctowym) <5g/kg

Substancje aromatyczne:

• bardzo duża liczba substancji (w katalogach ok. 2400 substancji chemicznych)

• oddziałują w szeroki zakresie stężeń

• oddziałują na cechy sensorycznej. zapach (i smak)

• przedawkowanie łatwo wyczuwalne przez konsumenta

• nie stosuje się pojedynczych związków lecz mieszaniny

AROMATY:

Aromaty - ocena bezpieczeństwa

• EFSA pracuje nad ocena aromatów od 2007 roku

• Aromaty są podzielone na 48 grup na podstawie budowy chemicznej

• Każda grupa oceniana jest indywidualnie

• Planowane zakończenie prac 2009 rok

• Wykaz substancji aromatycznych do momentu zakończenia oceny:

• Nazwa substancji

• Numer FL

• Numer CAS

• Numer wg JECFA (kodeks żywnościowy)

• Numer FEMA, synonimy

• Ocena bezpieczeństwa (link do oceny EFSA, gdy rak jeszcze takiej oceny - data, do kiedy ocena zostanie wykonana)

• Szczegółowe warunki stosowania (jeżeli ustanowienie takich warunków jest konieczne, np. maksymalny poziom w poszczególnych rodzajów środków spożywczych)

AROMATY - ocena bezpieczeństwa

m.in. oceniono aromaty, aktualnie używane w przemyśle spożywczym:

• tlenek karwonu FL - no: 16,042

• Butyramid FL - no: 16,049

• itp

Działanie substancji aromatycznych na organizm

1. Bakteriobójcze i bakteriostatyczne np. olejek miętowy, eukaliptusowy, goździkowe, eugenol, cytral, anetol, wanilina

2. Podrażniają błony śluzowe jamy ustnej i przewodu pokarmowego, wzmagają wydzielanie śliny, zwiększają łaknienie i przyspieszają trawienie np. tujon, kwasyna (też działanie żółciopędne), chinina, eugenol, aloina, berberyna (działanie przeczyszczające) - podkreślone są limitowane w produktach spożywczych

3. Podrażniają narządy, przez które są wydalane (nerki, płuca, skóra), mogą nawet powodować stany zapalne np. tujon, kwasyna (działanie moczopędne), B - azaron (podrażnienia skóry)

4. Wpływają na układ nerwowy np. B-tujon w olejku piołunowym powoduje drgawki i konwulsje

5. Działanie immunotoksyczne np. etylowani lina, cytral, olejek mięty pieprzowej

6. U osób nadwrażliwych: nieżyty nosa, gorączka sienna, astma, nieżyty skórne np. olejek lawendowy, chinina, mentol, cytral, kumaryna, hiperycyna (fotouczulenia), choroba skórna zawodowa - waniliom
   

Wykład 9 26 - XI - 09

7. Podejrzane o działanie rakotwórcze - olejki eukaliptusowy i cytrynowy

8. Działanie rakotwórcze: safrol, kumaryna, tatarakowy (B-azaron) - nowotwory jelit u szczurów

Przykład: chinina, alkaloid

• Jako sól lub ekstrakty z kory drzewa chinowego 0,075g/l do napojów tonik

• Działanie: przeciwgorączkowe, przeciwbólowe w leczeniu malarii, miejscowe działanie drażniące

• Tymczasowe ADI: 0-0,9 mg/kg mc/d

• Zastrzeżenia: napoje typu tonik: znaczne spożycie przez dzieci, u niektórych konsumentów nadwrażliwość

• Wpływ na organizm:

• Inhibitor enzymów oksydoredukcyjnych, co hamuje oddychanie tkankowe

• Przedawkowanie:

• Zaburzenia wzroku, słuchu, równowagi (niebezpieczne dla kierowców i pilotów)

• Złe samopoczucie, senność

• Przy narażeniu chronicznym oczopląs, dezorientacja przestrzenna

• Poziom we krwi utrzymuje się przez 12 godzin

• Przechodzi przez łożysko, u noworodków wykrywana w moczu, powoduje drżenia, objawy mijały po 2 miesiącach

• Napojów z chininą powinny unikać kobiety w ciąży (w Niemczech polecano dla złagodzenia porannych nudności, kurczy mięśni)

Limitowane substancje aktywne pochodzące z aromatów i innych składników żywności o właściwościach aromatyzujących, mogących niekorzystnie oddziaływać na zdrowie:

• Wszystkie wymienione substancje wyjątkiem 3,4 benzopirenu nie mogą być dodawane do środków spożywczych

• Mogą występować w środkach spożywczych:

- naturalnie lub

- w wyniku dodatku aromatów uzyskanych z naturalnych owoców

KWAS AGARYCYNOWY (AGARYTYNA):

• pochodna hydrazyny, występuje w pieczarce, w czasie gotowania ulega rozkładowi

• w organizmie może przekształcić się w substancje mutagenne dla bakterii i rakotwórcze dla myszy

• nie jeść na surowo pieczarek

ALOINA:

• antraglikozyd (aglikon to trójpierścieniowa pochodna antracenu)

• występuje w liściach różnych gatunków aloesów

• drażni jelito grube i narządy miednicy małej (poronienia)

• przechodzi do mleka

β - AZARON:

• fenoloeter

• występuje w tataraku, w kopytniku pospolitym

• działanie kardiotoksyczne, hepatotoksyczne, narkotyczne, nowotwory jelit u szczurów

BERBERYNA:

• alkaloid

• berberys, glistnik jaskółcze ziele, gorzknik kanadyjski

• działanie żółciopędne, drażniąco na przewód pokarmowy, rozkurczające

• jagody berberysu wykorzystywane do aromatyzowania smażonych mięs

KWAS CYJANOWODOROWY:

• omówiony przy glikozydach cyjanogennych

• limitowany w nugacie, masach marcepanowych, ich zamiennikach, sokach owocowych z owoców pestkowych w puszkach

HIPERYCYNA:

• pochodna antracenu

• czerwony barwnik

• występuje w dziurawcu

• powoduje fotouczulenia

• działa żółciopędnie, przeciwzapalnie

• (limitowany w napojach alkoholowych i spirytusowych oraz w wyrobach cukierniczych)

KWASYNA:

• lakton tri terpenowy otrzymywany z drewna Kwasja (Quassia Amara)

• podana pozajelitowo obniża częstotliwość skurczów serca, powoduje drżenie mięśniowe i osłabienie

• pobudza wydzielanie soków trawiennych, wyższe dawki wywołują wymioty

• (limitowana w napojach alkoholowych i wyrobach cukierniczych w postaci pastylek)



KUMARYNA:

• kumaryna - lakton kwasu o -hydroksycynamonowego

• dawniej stosowana do aromatyzowania wyrobów cukierniczych, leków…

PULGEON, mięta polej, pieprzowa:

• terpen (3x bardziej toksyczny niż mentol)

• u zwierząt stłuszczenie wątroby, przekrwienie błon śluzowych

• działanie drażniące miejscowe

• drgawki, uszkodzenie nerek

• (limitowane w miętowych wyrobach cukierniczych, napojach miętowych lub z aromatem miętowym, napojach, środkach spożywczych)

SAFROL:

• olejki: sasafrasowy, z muszkatołowca, imbiru, cynamonowca, bazylia, czarny pieprz

• rośliny: sasafras lekarski (Ameryka południowa drzewo), muszkatołowiec wonny (Indonezja)

• u szczurów nowotwory dróg żółciowych i wątroby, tworzą ad dukty DNA

• (limitowany w środkach spożywczych z gałką i kwiatem muszkatołowym, napojach alkoholowych i spirytusowych (>25%), środkach spożywczych i napojach)

SANTONINA:

• lakton seskwiterpenowy

• Bylica nadmorska, Rosja, płd. Ural

• Silnie drażni przewód pokarmowy, przekrwienie macicy, poronienia

• (limitowana w napojach alkoholowych i spirytusowych >25%, środkach spożywczych i napojach)

TUJONY:

• keton terpenowy

• α - tujon - szałwia

• β - tujon - wrotycz pospolity, bylica piołun, estragon, szałwia

• drażni błony śluzowy przewodu pokarmowego

• bóle i zawroty głowy

• drgawki, konwulsje

• zaburzenia świadomości, halucynacje, uszkodzenie kory mózgowej, nerek, krwotoki, poronienia

• (limitowany w napojach typu bitters, środkach spożywczych z preparatami szałwi…)

Oznakowanie produktów:

• „aromaty(y)……” nazwa lub opis

• Może być uzupełniona określeniem „naturalny” albo równoznacznym

• „chinina”

• „kofeina”, jeśli > 150 mg/l to „wysoka zawartość kofeiny (… mg/100ml)”, niestosuje się do napojów na bazie kawy lub herbaty

Przeciwutleniacze - przedłużają trwałość środków spożywczych przez zabezpieczenie ich przed rozkładem spowodowanym przez utlenienie (np. jełczenie tłuszczu, zmiany barwy)

Typowe przeciwutleniacze stosowane do:

• tłuszczów i olejów do przetwórstwa z obróbką termiczną

• tłuszczów i olejów do smażenia

• smalcu, oleju rybiego, tłuszczu wołowego, drobiowego, owczego

• produktów w proszku, suszu ziemniaczanego

• przypraw, olejków eterycznych i innych aromatów

Mechanizm działania typowych przeciwutleniaczy (AH) - przerwanie rodnikowej reakcji łańcuchowej, hamowanie utleniania - akceptacja wolnych rodników

ROO* + AH -> ROOH + A*

RO* + AH -> ROH + A*

• kwas erytrobowy (izoaskorbinowy): produkty mięsne peklowane i przetwory rybne

• 4 - heksylorezorcynol: skorupiaki

GALUSANY - działanie na organizm:

galusan propylu	(PG)	E 310	ADI 0-2,5
galusan oktylu	(OG)	E311	ADI 0-0,1 tymczasowe*
galusan dodecylu	(DDG)	E312	ADI 0-0,1 tymczasowe*

*tymczasowe ze względu na wpływ na reprodukcje

• niedokrwistość (zmniejszone wchłanianie Fe) - szczególne PG

• niekorzystny wpływ na rozrodczość - bezpłodność

• aberracje chromosomów - szczególnie PG

• działanie hepatotoksyczne - szczególnie PG - gryzonie

• alergeny - badania na świnkach morskich - szczególnie DDG

• przypadki alergii (u piekarzy i producentów margaryny) - stany zapalne skóry i błony śluzowej jamy ustnej

BHT - butylohydroksytoluen E321:

• ADI 0-0,3 mg/kg mc

• Czynnik promocyjny (zależnie od kancerogenu, czasu i sposobu podania zwierzętom) może przyczyniać się do rozwoju raka:

• Płuc, żołądka, pęcherza moczowego, tarczycy, wątroby

• Działanie teratogenne:

• Większa śmiertelność potomstwa

• Zmniejszona liczba płodów i mniejsza ich masa

• Niekorzystnie wpływa na metabolizm witaminy K:

• Obniża jej absorpcję jelitową - hipoprotrombinemia - krwotoki

• Powoduje hipertrofię tarczycy, wątroby, płuc

• Powoduje hemolizę krwinek

• U osób wrażliwych - odczyn alergiczny (wysypka na skórze)

BHA - butylohydroksyanizol E320

• ADI 0-0,5mg/kg mc

• Spadek krzepliwości krwi (działanie antagonistycznego witaminy K)

• Zwiększone wydalanie z moczem jonów Na, K

• Zmiany w korze nadnerczy

• Powiększenie wątroby, częściową degradacja hepatocytów

• Wpływ na reprodukcję

• U gryzoni - brodawczaki żołądka (łagodne nabłonkowe nowotworu) w części wpustowej żołądka (inna budowa anatomiczna - nie dotyczy ludzi)

• Owrzodzenia dwunastnicy

• U osób wrażliwych - odczyn alergiczny

TBQ - tertbutylohydrochinon E319

• ADI 0 - 0,07 mg/kg mc

• Nie jest rakotwórczy, potrzebne badania gentotoksyczności

• Wyższe dawki

• U psów: spadek Ht, wpływ na nerki, śledzionę

• U myszy: spadek masy ciała i liczb retykulocytów

4 - heksylorezorcynol E586:

• nie ustalono ADI, bo bardzo mało pozostaje w produktach (chodzi tylko o zachowanie barwy), jest alternatywą dla SO₂

• Do świeżych, mrożonych i głęboko mrożonych skorupiaków

• Dodany w 2006 roku

Zastrzeżenia zdrowotne do innych substancji o działaniu przeciwutleniającym przy pobraniu w nadmiarze:

• kwas L - askorbinowy - nie wymaga limitowania (E300, 301)

• nudności, wymioty, biegunki, działanie moczopędne

• dzieci - rumień skórny

• zwiększone ryzyko kamicy nerkowej

• kwas mlekowy - nie wymaga limitowania E270

• nie wolno stosować izomeru D (-) ani racemicznego kwasu mlekowego w produktach dla niemowląt: niedobór enzymu katalizującego przemianę izomeru d(-) w L (+) powoduje zakwaszenie organizmu, wzrost kwasowości moczu, biegunki, spadek masy ciała

• tokoferole ADI 0,15-2 mg/kg mc (E 306, 307, 308, 309)

• wpływ na metabolizm hormonów sterydowych

• …

Glutaminian sodu (MonoSodium Glutamate MSG) substancja wzmacniająca smak i zapach E621:

• glutaminian występuje naturalnie w produktach wysokobiałkowych np. produkty nabiałowe, mięso i ryby oraz w niektórych warzywach

• wytwarzany w organizmie człowieka, metabolizowany w wątrobie

• MSG zawiera 3 razy mniej sodu niż NaCl, jego zastosowanie umożliwia zmniejszenie zawartości sodu w danym produkcie o ok. 20-40%

• Optymalne stężenie w produkcie: ok. 0,1%, przy pH 5,5-5,6

• W zbyt dużych ilościach maskuje pożądane cechy, powoduje monotonie pożywienia

• Działanie na organizm - syndrom restauracji chińskiej

• Objawy: pieczenie w okolicy karku, uczucie ucisku w klatce piersiowej, mdłości, pocenie się

• W USA: od 1980 do 2000 roku przeanalizowano 905 raportów opisujących objawy po spożyciu MSG

• Opisano 75 objawów w tym

• 48% raportów ból głowy

• 22% nudności i wymioty

• 13-16% biegunka, bóle brzucha, zmiany nastroju, zaburzenia rytmu serca

• 8-10% zaburzenia błędnika, trudności z oddychaniem, zmęczenie ­­

Glutaminian sodu - badania na zwierzętach:

• uszkodzenie mózgu, martwica neuronów, podrażnienie okolicy odpowiedzialnej u ludzi za powstawanie wymiotów

• zaburzenia reprodukcji: zmniejszenie masy jąder i jajników, niepłodność samic, niedorozwój szkieletu, małe rozmiary i kumulacja tłuszczu u potomstwa

• uszkodzenie siatkówki

• teratogenność - wyniki kontrowersyjne

• mutagenność, rakotwórczość - nie wykazano

• 3-4g/kg dootrzewnowo - senność po 5-30min, u 30-50%zwierząt: ślinienie, skurcze jelit, konwulsje, objawy mijały po 90 minutach

• 5g/kg per os: obniżenie aktywności ruchowej, zmniejszenie zdolności uczenia się

Wykład 10 03 - XII - 09

Substancje obce:

• dodawane celowo

• zanieczyszczenia - każda substancja oba, która nie jest celowo dodawana do żywności jest obecna w żywności w następstwie:

• zanieczyszczenia środowiska przez przemysł, środki transportu, spalanie paliw np. pierwiastki szkodliwe, dioksyny, WWA, PCB

• produkcji roślinnej i zwierzęcej i zabiegów weterynaryjnych np. pierwiastki szkodliwe, leki weterynaryjne, stymulatory wzrostu zwierząt, pestycydy, NO₂, NO₃, środki myjące

• procesu produkcji i nieprawidłowości w obrocie np. pierwiastki szkodliwe, WWA, monomery, katalizatory, PCB, NO₂, NO₃, środki myjące

zanieczyszczenia:

• mechaniczne np. kamienie, piasek, sznurki, guma, kawałki szkła, tworzyw sztucznych, metalu, drewna, tkanin, pestki owoców

• biologiczne np. drobnoustroje, ich toksyny, pasożyty, szkodniki zbóż - mączne, wydaliny zwierząt

• chemiczne

Zanieczyszczenia chemiczne żywności:

1. metale, metaloidy i ich związki: glin, antymon, arsen, bar, beryl, kadm, kobalt, chrom, miedź, żelazo, ołów, mangan, rtęć, molibden, nikiel, cyna, tal, cynk, bor, lit, metale ziem rzadkich (lantanowce i skandowce)

2. inne pierwiastki i związki nieorganiczne: fluor, brom, jod, selen, związki azotowe (NO₃, NO₂), azbest

3. związki chlorowcoorganiczne:

1. chloropochodne węglowodorów alifatycznych

2. chlowocopochodne węglowodorów alifatycznych

3. chloropochodne węglowodorów aromatycznych

4. polichlorowane bifenyle (PCB)

5. dioksyny

6. chloro pochodne alkoholi i ich związki (3-monochloropropan-1,2-diol= 3 MCPD

4. inne związki organiczne

1. węglowodory alifatyczne np. heksan

2. węglowodory aromatyczne: benzen, toluen, styren, ksylen, etylobenzen

3. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA np. benzopiren

4. nitrozo aminy

5. detergenty i środki dezynfekujące

5. izotopy radioaktywne (czasami zwane zanieczyszczeniami fizycznymi): ameryk, antymon, cez¹³⁴, cez ¹³⁷, kobalt, jod, polo, pluton, rad, ruten, stront, tryt, potas

rozporządzenie komisji nr 466/2001/WE z dnia 8 marca 2001 r z poźniejszymi zmianami

„ w procesie produkcji żywności zawartość zanieczyszczeń należy utrzymywać na najniższym poziomie możliwym do uzyskania przy zastosowanie zasad dobrej praktyki produkcyjnej na wszystkich etapach produkcji, szczególnie w przypadku środków spożywczych specjalnego przeznaczenia”

„zakazuje się wykorzystania do żywienia ludzi i do produkcji środków spożywczych…produktów…, które zawierają pozostałości zanieczyszczeń chemicznych, biologicznych, skażeń promieniotwórczych w ilościach przekraczających najwyższe dopuszczalne poziomy”

Zanieczyszczenia produktów spożywczych a przepisy prawne:

• mimo przestrzegania GAP i GMP przy pozyskiwaniu surowców i przetwórstwie dopuszczalne (techniczne) np. <0,1 mg/kg*

• wskutek nie przestrzegania zasad GAP i GMP niedopuszczalne (przypadkowe) np. > 0,1* mg/kg

• *przykład: ołów w ziemniakach (obranych)

Limitowane są: (według rozporządzenie komisji nr 466/2001)

1. metale szkodliwe dla zdrowia: ołów, kadm, rtęć, cyna

2. azotany

3. mitotoksyny (patulina, aflatoksyny, ochra toksyna A, fuzarium)

4. 3-mono-chloroproan-1,2-diol (3MCPD)

5. dioksyny, PCB

6. zanieczyszczenia osłonek białkowych (glioksal, formaldehyd)

7. WWA

-------------------------

8. zanieczyszczenia mikrobiologiczne

Limity w produktach rozporządzenie 1881/2006

Dlaczego wprowadzono zmiany?:

• limity (najwyższe dopuszczalne poziomy) powinny być rygorystyczne, ale możliwe do osiągnięcia GAP i GMP

• dla substancji genotoksycznych i rakotwórczych lub przy narażeniu bliskim PTWI, limity powinny być określone na najniższym rozsądnie osiągalnym poziomie (ALARA - as law as relatively available)

• limity ołowiu w rybach dostosowane do ustaleń Codex Alimentarius

• należy dążyć do zmniejszenia poziomu ołowiu i kadmu w żywności

629/2008:

• dobra praktyka w rolnictwie i rybołówstwie nie pozwala na utrzymanie Hg, Cd i Pb w niektórych gatunkach organizmów wodnych oraz w grzybach na ustalonym w 2006 roku poziomie, limity muszą być podwyższone

• niektóre suplementy diety mogą ieć znaczący udział w pobraniu tych pierwiastków - trzeba wprowadzić limity, szczególnie kadm w suplementach z wodorostów

• najwyższy poziom w owocach nie dotyczy orzechów (inna zawartość suchej masy)

rtęć limitowana w rybach i suplementach diet

kadm limitowany w mięsie zwierząt rzeźnych (oo,5), podroby (0,5-1,0), ryby (00,5 - 0,3), skorupiaki, głowonogi, małże (0,5-1,0), zbożowe(0,1-0,2*), warzywa (00,5-0,2), grzyby (<1,0), owoce (0,05), suplementy diety (1,0-3,0)

ołów podroby (0,5), ryby (0,3), skorupiaki, głowonogi, małże (0,5-1,5), suplementy 3,0

1881/2006:

Zawartość Sn (nieorganicznej) jest limitowana w produktach w puszkach

1. innych niż napoje 200mg/kg

2. napoje 100mg/kg

3. dla niemowląt i małych dzieci 50mg/kg

4. do specjalnych celów medycznych 50mg/kg

obniżone w stosunku do poprzednich limitów ze względu na możliwość podrażnienia przewodu pokarmowego u osób wrażliwych

Kadm - PTWI zmienione w 2009 r

2,9 μg/kg mc/tydzień (poprzedni 7 μg/kg mc/tydzień

Dla osób niepalących i nie narażonych zawodowo głównych źródłem narażenia jest żywność (90%)

Narażenie na kadm (zdjęcie)

KADM:

• spalanie węgla

• przemysł: dymy, pyły, ścieki, odpady, huty metali nieżelaznych, produkcja akumulatorów (niewłaściwe składowanie i przetwarzanie zużytych ogniw), baterie niklowo - kadmowe ↓ (w komórkach, walkmenach, aparatach fotograficznych itp.), lutry srebrne, platerowanie, stopy, fotografika (błony filmowe), stabilizatory i barwniki tworzyw sztucznych

• motoryzacja: oleje silnikowe, guma z opon

• rolnictwo: nawozy fosforowe, szlamy ściekowe (jako nawozy), dawniej fungicydy

• opakowania: papier, tworzywa sztuczne, barwione naczynia niedostatecznie wypalone

metabolizm kadmu:

• wchłanianie:

• 10-40% przez drogi oddechowe

• 3-20% przez przewód pokarmowy

• wydalanie: powolne z moczem, kał, pot

• kumulowanie: głównie nerki, wątroba w postaci białka metalotioneiny, a także paznokcie, włosy

Nie występuje w chwili narodzin, chroni bariera krew - łożysko (noworodek 0,1 μg)

Nagromadza się stopniowo - dorosły 30 mg (10mg nerki, 4 mg wątroba)

Działanie na organizm:

• wpływ na aktywność wielu enzymów m. in. zależnych od Zn i Cu

• uszkodzenie kanalików nerkowych (w moczu beta-2-mikroglobulina, białko, aminokwasy, glukoza, enzymy itp.)

• choroba itai-itai (1964 r Japonia, ryż uprawiany na ziemi nawożonej mułami ze ścieków przemysłowych): zniekształcenie kręgosłupa, bóle lędźwiowe, kaczy chód, łamliwość kości, u kobiet po 50 r. ż. (zaburzenia mineralizacji kości)

• (hamuje powstawanie aktywnej formy witaminy D - zmniejsza wchłanianie wapnia)

• Niedokrwistość (współzawodnictwo z żelazem)

• Nadciśnienie (Cd może zmniejszać wydalanie sodu przez nerki)

• Zaburzenia rozrodczości (atrofia jąder u zwierząt, uszkodzenie kanalików plemnikotwórczych, mała masa noworodków)

Działanie nowotworowe

1993 r - substancja rakotwórcza wg IARC, grupa 1 przy narażeniu zawodowym

2003 r grupa 2B - przypuszczalnie rakotwórczy dla ludzi

Obecnie kat 2 rozpatrywany jak rakotwórczy dla ludzi

U szczurów:

- mięsaki przy podanie domięśniowym i podskórnym

- nowotwory płuc i przy narażeniu inhalacyjnym

- nowotwory jąder i gruczołu krokowego przy pobraniu paszą, ale u ludzi inna budowa anatomiczna

U ludzi:

- nowotwory płuc przy narażeniu zawodowym drogą oddechową (także w populacji generalnej zwiększenie ryzyka nowotworów płuc, endometrium, pęcherza moczowego, piersi - dane niewystarczające)

OŁÓW

„Lead poisoning remains that most common and societal devastating environmental disease of young children”

Farby:

Octan ołowiu Pb(C₂H₃O₂)₂ * 3H₂O

Legnicka Fundacja na rzecz Dzieci Zagłębia Miedziowego

• u co piątego dziecka w rejonie głogowskim przewlekłe zatrucie ołowiem

• przyczyny: oddziaływanie huty miedzy, farby ołowiane w budynkach stawianych do końca lat 60 XX wieku

źródła zanieczyszczeń:

• przemysł: hutnictwo, węglowy, materiałów budowlanych

• motoryzacja: tetraetylek ołowiu - środek przeciwstukowy do benzyny, akumulatory

• opakowania - puszki lutowane

• naczynia: szkło kryształowe, gliniane glazurowane

• woda wodociągowa

Wykład 11 10-XII-09

Ołów - metabolizm

• wchłanianie przez płuca ok. 50%

• wchłanianie z przewodu pokarmowego

• związki nieorganiczne: dorośli 10-20%, dzieci 40-50%, kumulacja w kościach, zębach, włosach

• związki organiczne: prawie 100%, kumulacja w nerkach, wątrobie, mózgu

• wydalanie głównie z moczem

• kumulacja rozpoczyna się w okresie płodowym

Działanie na organizm:

• niedokrwistość zahamowanie erytropoezy (inhibicja enzymów syntezy hemu i hemoglobiny), hemoliza, współzawodnictwo we wchłanianiu z żelazem i miedzią

• uszkodzenia nerek (aminoaciduria, hiperfosfaturia, glukozuria)

• zaburzenia krążenia (nadciśnienie)

• uszkodzenie wątroby

• układ nerwowy:

• encefalopatia ołowiowa - zmęczenie, bóle głowy, drżenia, zawroty głowy, drgawki padaczkopodobne, stany podniecenia

• zaburzenia koncentracji i pamięci, trudności w nauce, otępienie

CHROM

Źródła zanieczyszczeń:

• przemysł metalurgiczny

• spalanie węgla

• przemysł garbarski, farbiarski (barwniki chromowe)

• preparaty grzybobójcze do drewna

• cement do 60mg/kg, azbest do 1500mg/kg

• w gospodarstwie domowym: zapałki, kleje, środki wybielające

• papierosy

Cr⁺⁶ jako zanieczyszczenie środowiska na skutek działalności człowieka (głownie ze spalania)

W żywności i przewodzie pokarmowym głównie jako Cr⁺³ ze względu na obecność czynników redukujących

Chrom w organizmie:

• we krwi ok. 80% chromu jest związane z białkiem transferryną, w krwinkach czerwonych z hemoglobiną

• odkładany w tkankach miękkich, głównie w wątrobie

• wydalanie głównie z moczem

działanie szkodliwe:

• dysfunkcja wątroby u szczurów

• u myszy zmniejszenie płodności, opóźniał osiągnięcie dojrzałości płciowej

• działanie odległe - zwiększona liczba przypadków nowotworów złośliwych układu oddechowego u ludzi narażonych zawodowo

• wyprysk skórny - przy kontakcie z cementem, betonem i Inn narażenie zawodowe

• u kobiet - uczulenie na rękawiczki gumowe, które zawierają chrom



Działanie rakotwórcze - mechanizm niejasny:

do czynników rakotwórczych (grupa 1) zaliczany jest Cr⁺⁶, wchłaniany z przewodu pokarmowego w ok. 6%, łatwo przechodzi przez błony biologiczne

mechanizm działania:

• poprzez silne właściwości utleniające modyfikuje DNA (w moczu pojawia się m.in.

8-hydroksy-2-deoksyguanozyna)

• w komórkach redukowany do Cr⁺³, który przyłącza się do DNA i RNA

• przy narażeniu na Cr⁺⁶ - nowotwory

• Cr⁺³ wchłania się w mniej niż 3% (…)

(cellular metabolizm of chromium)

CYNA - PTWI 14 mg/kg mc/tydzień

Źródła zanieczyszczeń:

• przemysł: katalizatory w procesach chemicznych, stabilizatory tworzyw sztucznych

• opakowania: luty puszek - nie przetrzymywać produktów w puszkach po otwarciu (ananasy, pomidory)

• pestycydy

• substancje dodatkowe w niektórych krajach (aby zapobiec migracji puszki innych metali i utlenianiu witaminy C)

związki organiczne (+4, +2)

• wchłanianie z przewodu pokarmowego 5-20%, mogą podrażniać

• nie przenikają bariery krew - łożysko

• u zwierząt wywołują niedokrwistość, zakłócenie wchłaniania wapnia, stłuszczenie wątroby

związki organiczne:

• działanie neurotoksyczne

• uszkodzenie błony śluzowej żołądka

• obniżenie płodności u szczurów (zanik jąder)

• działanie teratogenne

NIKIEL:

Źródła zanieczyszczeń:

• spalanie węgla

• gleba na farmach 0,0003-0,1%

• gleba w pobliżu rafinerii 0,02-0,35%

• katalizator przy utwardzaniu olejów

• nikiel koloidalny lub mrówczan niklu

• kontakt ze stalą nierdzewną szczególnie produktów kwaśnych

• dym papierosowy:

• karbonylek niklu Ni(CO)₄

• pył niklowy

losy w organizmie:

• wchłanianie z przewodu pokarmowego ok. 10%

• duża retencja

• tylko 1% wydala się z moczem

• gromadzenie głównie w kościach

• w postaci karbonylku drogą oddechową wchłania się 26%

mechanizm działania:

• generowanie wolnych rodników

• trwałe połączenia z DNA i RNA

• aktywacja niektórych enzymów np.

• karboksypeptydazę, amylazę ślinową, rybonukleazę trzustkową, dekarboksylazę szczawiooctanową, anhydrazę węglanową

• inhibitor niektórych enzymów

• alkalicznej fosfatazy, syntetazy kwasu deltaaminolewulinowego (niedokrwistość)

• hamowanie wydzielania insuliny

• u szczurów zahamowanie spermatogenezy, mniejsza masa płodów, większa umieralność

Działanie rakotwórcze:

• Ni i jego związki podane pozajelitowe zwierzętom - działanie rakotwórcze

• U robotników na Uralu zatrudnionych przy wytopie niklu - nowotwory płuc i przewodu pokarmowego

• Ni + B(a)P -> skrócony czas powstawania nowotworów (synergizm), Ni prawdopodobnie hamuje hydrolazę B(a)P, co utrudnia eliminację tego związku z organizmu

• [B(a)P związek z grupy WWA]

Brak zapotrzebowania, brak PTWI

Nikiel jest alergenem kontaktowym

GLIN

Źródła zanieczyszczeń

• kwaśne deszcze

• wietrzenie skał

• spalanie węgla

• zanieczyszczenia przemysłowe:

• przemysł metalurgiczny

• cementowanie

• pochodnie alkilowe w przemyśle np. halogeny

• produkcja papieru (do oczyszczania wody)

przy produkcji aluminium emisja do środowiska kwasu fluorowodorowego i fluorków oraz WWA ze smoły pogazowej

• opakowanie aluminiowe

• naczynia stołowe, kuchenne, urządzenia w przemyśle spożywczym (przy żywności kwaśnej)

• woda pitna - siarczan glinu jako koagulant

Migracja glinu z naczyń do produktów
Produkt	Rodzaj naczynia	Zawartość Al mg/100g
Ryż	Stal Al	0,17 0,17
Pomidory	Stal Al	0,01 0,31
Sok jabłkowy	Stal Al.	0,01 0,71
Żurawnia niesłodzona	Szkło Al	0,05 2,80
Żurawina słodzona	Szkło Al	0,05 0,34

• niektóre substancje dodatkowe np.

• E520 siarczan glinowy - substancja wiążąca

• E521 siarczan sodowo - glinowy (jw. + regulator kwasowości)

• E555 krzemian glinowo - sodowy (nośnik, przeciwzbrylający)

• E556 krzemian glinowo - wapniowy (jw.)

W USA:

- proszek do pieczenia (SALP - sodium aluminium phosphate - kwaśny)

- „processed cheese” zawiera Kasel - emulgator (sodium aluminium phosphate - zasadowy)

- ogórki kiszone

- sól kuchenna

Dlatego w USA pobranie glinu jest większe niż w Europie

Źródła dla człowieka:

• leki

• zmniejszające nadkwaśność żołądka (alugastin, gastrin al, malugastrin, alumag, maalox)

• wychwytujące nadmiar fosforu - u pacjentów z chorobami nerek

• składnik buforujący np. w aspirynie

• aseptyczne

• woda używana do płynów dializujących

• składnik antyperspirantów

aluminium w organizmie:

• wchłanianie <1%, zwykle 0,1% zwiększają cytryniany, zmniejszają wapń, magnez

• transport we krwi przez transferrynę i inne białka niskocząsteczkowe

• szybko wydalany z mocze

• kumulacja w tkance kostnej, wątrobie, nerkach

zespoły chorobowe u osób dializowanych (Al pochodzi z płynów dializacyjnych), na całkowitym żywieniu parenteralnym:

• AIBD - aluminium-induced bone disease - osteodystrofia (zmniejszenie wchłaniania wapnia, hamowanie wydzielania PTH, zmniejszenie mineralizacji, deformacje, bóle

• Niedokrwistość (nawet bez niedoborów żelaza, hamowanie enzymów biorących udział w syntezie hemu m.in. ferrochelatę)

• Encefalopatia, (zmiany organiczne w mózgu, zwolnienie procesów myślowych, zaburzenia koncentracji, demencja)

• Neurotoksyczność - starzenie się, utrata pamięci, intelektu:

• Zmiany w przepuszczalności bariery krew-mózg

• Zmniejszenie wychwytu glukozy

• Zmniejszenie stężenia neuroprzekaźników

• Zwiększenie syntezy niektórych białek

2006 JECFA: PTWO 1mg/kg mc/tydzień (poprzednio 7 mg/kg mc/tydzień)

• wpływ na reprodukcję i rozwój układu nerwowego w małych dawkach

• LOAEL dla związków glinu na zwierzętach 50-75 mg/kg mc/dzień, jako AI

• PTWI może być przekraczane u dzieci spożywających produkty z substancjami dodatkowymi zawierającymi AI, wysokie u dzieci odżywianych mieszankami na bazie mleka sojowego

FLUOR

Zawartość fluoru w środowisku naturalnych:

• gleba

• gleby piaszczyste 75mg/kg

• ciężkie gleby gliniaste (35x) 2600mg/kg

• woda

• przeciętnie 0,1-1,2 mg/l

• Indie, niektóre stany USA do 25 mg/l

Woda w Polsce:

Przeciętnie niedużo <0,5 mg/l

W pojedynczych przypadkach dużo:

• Malbork 2,5-3,2 mg/l

• Nysa 0,1…

Rośliny:

• przeciętnie 1-15 mg/kg

• herbata 400 mg/kg

ssaki lądowe:

• kości >1000mg/kg

• tkanki miękkie < 5mg/kg

Zastosowanie i źródła zanieczyszczeń fluorem:

• huty aluminium i szkła

• produkcja nawozów fosforowych (superfosfatów)

• cementowanie

• spalanie węgla

• pestycydy, środki konserwujące drewno

• fluorowanie wody, profilaktyka próchnicy

pobranie z żywności

USA:

• 1942 - 0,45 mg

• 1945 - 0,90 mg

• 1965 - 2,40

• Lata 70-te - 4,40 mg

W Polsce norma żywienia (AI)

• dzieci 0,7 - 2mg/dz.

• Dorośli 3-4,0 mg/dzień

Fluorowanie wody 0,8 - 1 mg/dz. - obecne w Polsce nie jest stosowane fluorowanie wody

Losy w organizmie:

• wchłanianie przez przewód pokarmowy i drogi oddechowe

• odkłada się w kościach (90% dawki zatrzymanej w organizmie), zębach, włosach, paznokciach

• przenika barierę krew - łożysko

• wydalany głównie z moczem

działanie toksyczne fluoru:

• zaburzenia w przemianie wapnia - tworzy z wapnie nierozpuszczalne związki

• hamuje metaloenzymy zależne od Mn, Fe, Cu i Ca

• hamuje oddychanie tkankowe, przemianę węglowodanów, lipidów, syntezę hormonów tarczycy i przytarczyc, przysadki

• fluoroza zębów: matowo - białe i brunatne plamy

• zaburzenia zwapnienia kości:

• ogniska nieodwapnienia i przewapnienia

• zwapnienia w miejscach nieprawidłowych np. wiązadeł, usztywnienia i przykurcza

• narośla na kościach

• bóle typu artretyzm

• „plecy pokerzysty”

• Atroficzne zapalenie błony śluzowej żołądka

• Zaburzenia psychiczne: depresja, zaburzenia pamięci, osłabienie sprawności intelektualnej

SELEN

Występowanie:

• naturalne złoża, towarzyszą złożom siarki

• tereny selenonośne (zakaz wypasania bydła)

• rośliny „selenolubne” - trawy, zboża, strączkowe

źródła zanieczyszczeń:

• spalanie węgla i ropy naftowej

• wytapianie rud miedzi i ołowiu

• produkcja transformatorów

• produkcja szkła precyzyjnego, porcelany

• przeciwutleniacz i katalizator przy wulkanizacji

• pestycydy

• medycyna weterynaryjna

losy w organizmie:

• wchłanianie z przewodu pokarmowego >60%, przez układ oddechowy i przez skórę

• wiązanie przez krwinki czerwone, albuminy i globuliny osocza

• odkładanie w wątrobie, nerkach, włosach, paznokciach

• przechodzi przez łożysko

• w organizmie łączą się z białkami

• wydalanie…

selen:

• norma żywienia RDA

• dzieci 20-55µg/dz.

• dorośli 55-70 µg/dz.

• UL - górny tolerowany poziom spożycia 400mg/dz.

Działanie toksyczne:

• współzawodnictwo z siarką, udział zamiast siarki w procesach metabolicznych

• zaburzenia procesów alkilacji np. amin katecholowych

• tworzenie toksycznych związków alikiloselenowych

• hamowanie enzymów zawierających grup SH, zwłaszcza glutation

(może łączyć się z rtęcią - wydalanie rtęci)

Selenowa - zwierzęta gospodarskie:

• wychodzenie

• sztywność stawów

• utrata sierści

• pękanie kopyt - choroba ługowa

• trudność z utrzymaniem równowagi

• ślepota - ślepa kołowacizna

selenowa - zwierzęta laboratoryjne:

• niedokrwistość

• uszkodzenie wątroby

• działanie teratogenne

• działanie rakotwórcze

selenowa - ludzie na obszarach selenonośnych (pł-zach USA, Chiny, 5mg/dz.)

objawy na pograniczu zdrowia i choroby:

• niestrawność

• naruszenie szkliwa zębów, wypadanie włosów, pękanie paznokci

• niedokrwistość

• stany zapalne skóry, wysypka, żółte zabarwienie

Wykład 12

Metale, metaloidy i ich związki

PTWI mg/kg mc/tydzień
Hg	0,005 mg, w tym 0,0016 mg metylortęci
Cd	0,0025 (2009)
As	0,015
Pb	0,025
Al	1 (2006 - wcześniej 7mg/kg mc)
Sn	14

ADI - Acceptable Daily Intake
Cu	0,5 mg/kg mc/dz. = 30 mg/osobę/dz.
Zn	1mg/kg mc/dz. = 60 mg/osobę/dz.

Wśród czynników rakotwórczych są:

• Arsen i jego związki

• Beryl i jego związki

• Chrom i chromiany

• Kadm i jego związki

• Nikiel i jego związki

Pierwiastek	Hg	Cd	Pb	As	Al	Cr	Ni	Sn	F	Se
OUN	+		+		+			+	+
Kości		+	+		+				+	+
Wątroba			+	+		+
Nerki	+	+	+
Niedokrwistość		+	+	+	+		+	+		+

Pierwiastek	Hg	Cd	Pb	As	Al	Cr	Ni	Sn	F	Se
Działanie rakotwórcze		+		+		+	+
Działanie teratogenne	+							+		+
Działanie na płodność		+					+	+
Alergie						+	+

RADIONUKLINY (pierwiastki promieniotwórcze)

Radioaktywność = promieniotwórczość - samorzutny rozpad jąder atomowych z wysyłaniem promieniowania, które niesie energię

Promieniowanie jonizujące po zetknięciu z ośrodkiem materialnym powoduje nim jonizację, czyli odrywanie elektronów od obojętnych atomów.

(Oddziałuje przez ruch, a nie jak zanieczyszczenia chemiczne przez obecność)

Promieniowanie jonizujące występuje jako:

• Promieniowania korpuskularne - nośnikiem jest cząstka materialna

• alfa - mała przenikliwość (kartka papieru, duża zdolność jonizacji)

• beta - większa przenikliwość, mniejsza zdolność jonizacji)

• neutronowe (reakcja jądrowa) - jonizacja pośrednia

• promieniowanie elektromagnetyczne - nośnikiem jest fala elektromagnetyczna

• gamma - większa przenikliwość, mniejsza zdolność jonizacji, jonizacja pośrednia

• rentgenowskie - bardzo duża przenikliwość (beton), mniejsza zdolność jonizacji, jonizacja pośrednia

aktywność obiektu - ilość rozpadów na sekundkę, mierzona w bekerelach

Bq bekerel -> w produktach spożywczych (Bq/kg lub Bq/l)

Liczba par jonów w jednostce masy - kulomb, rentgen

Ilość przekazanej energii Gy grej (J/kg)

Równoważnik dawki H

H=D*Q*N

Q - rodzaj promieniowania

N - warunki promieniowania

Sv siwert

rem (rentgen equivalent to men)

1Sv = 100 remów

Q = 1 dla X, gamma, beta

10 dla protonów i neutronów

20 dla cząstek alfa

Działanie szkodliwe zależy od:

• od mocy dawki (wielkość dawki x czas w jakim była pochłonięta)

• rodzaju promieniowania

• wielkość napromieniowanego obszaru

• wrażliwość narządu lub tkanki

• wieku i ogólnej kondycji osoby

Możliwe mechanizmy:

• teoria działanie bezpośredniego (teoria tarczy) - promieniowanie trafia w ważny element struktury (DNA) lub grupę chemiczną i wywołuje jonizację, w konsekwencji zaburzenia funkcji i uszkodzenie komórki

• teoria działania pośredniego (radiolizy wody) - jonizacji ulega głównie woda, cząsteczka traci elektron i powstaje wolny Jono-rodnik, który jest nietrwały i może ulegać dalszym przekształceniom i w chodzić w reakcje j.w.

radionuklidy

LD₅₀ - dawka promieniowania,, która w czasie 30 dni (dla ssaków) powoduje zgon połowy osobników

Grupy radiotoksyczności

Kryterium podziału - największe dopuszczalne stężenie dla ciągłego skażenia przez drogi oddechowe

1. izotopy o bardzo wysokiej radiotoksyczności:

1. ⁹⁰Sr, ²¹⁰Po, ²¹⁰Pb, ²²³Ra, ²²⁶Ra itp

2. izotopy o wysokiej radiotoksyczności

1. ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs, ¹²⁴I, ²³⁶U itp

3. izotopy o miernej radiotoksyczności

1. ⁵⁷Ca, ⁶³Ni, ⁴²K, ⁴⁷Ca itp

4. izotopy o niskiej radiotoksyczności

1. ³H, ¹¹C, ¹⁷N, ¹²⁹I

Mniej niebezpieczne:

• o krótkim okresie biologicznego półtrwania

• rozkładające się w organizmie równomiernie np. tryt, sód, węgiel, cez - analog potasu

Bardziej niebezpieczne:

• o długim okresie biologicznego półtrwania odkładające się w jednym narządzie

• rad, stron, tor - kości i narządy krwiotwórcze (analogi wapnia)

• jod - tarczyca, płód

• cynk - trzustka

• arsen - nerki

• polon - płuca, nowotwory

Skażenie promieniotwórcze - obecność rozproszonej substancji promieniotwórczej w miejscu poza źródłem promieniowania

Skażony może być produkt spożywczy, organizm człowieka

Skażenie promieniotwórcze - organizm człowieka

• zewnętrzne - gdy materiał promieniotwórczy na powierzchni ciała, nie stanowi większego zagrożenia

• wewnętrzne - przez układ oddechowy, pokarmowy, czasami przez skórę

Skażenie wewnętrzne:

• Mogą działać miejscowo np. uszkadzając błony i komórki przewodu pokarmowego

• Dalsze losy zależą od rozpuszczalności w wodzie i płynach ustrojowych

• Mogą przenikać do wszystkich komórek i tkanek

• Rozmieszczają się jak pierwiastki stałe

• Część wydala się z moczem

Skutki działanie promieniowania jonizującego w organizmie człowieka

1. wczesne o ostrym przebiegu, często odwracalne, pojawiają się w warunkach awaryjnych

2. późne, pojawiające się po miesiącach lub latach, nieodwracalne (małe dawki)

skutki małych dawek:

• bezpośrednie (somatyczne) - u osób napromieniowanych

• białaczka po upływie kilku lat

• w dłuższym okresie rak piersi, tarczycy, płuc

• przedwczesne starzenie

• bezpłodność

• genetyczne - u potomstwa

• wrodzone wady wzroku - daltonizm

• zespól Downa

• zniekształcenie kośćca

• opóźnienie rozwoju umysłowego

Źródła promieniowania jonizującego dla człowieka:

• naturalne

• izotopy promieniotwórcze (ze skorupy ziemskiej), w tym radon, Polska 42,4%

• promieniowanie kosmiczne 12,1%

• sztuczne

• badania radiologiczne (medycyna) 18,2%

urografia	18,0 mSv
kręgosłupa	4,9
żołądka	3,5
klatki piersiowej - mały obrazek	0,2
zęba	0,02

• zastosowanie w przemyśle

• przedmioty powszechnego użytku

• opad promieniotwórczy

• energetyka jądrowa

roczny równoważnik dawki (w mSv) ze źródeł naturalnych w różnych rejonach świata
rejon	roczny równoważnik dawki (mSv)
UK	średnio 1,9
USA	średnio 1,0
Sri Lanka - tereny na podłożu granitowym	30-70
Indie - Kerala, Madras	8-80
Francja - Masyw Centralny	3,5
Brazylia - Minas Gerais	17-120
Rio de Janeiro - plaże	5,5-12,5
Polska	średnio 2,8
Szwecja	średnio 4,3

Dawki promieniowania otrzymywane przez mieszkańców Polski

• medycyna (diagnostyka, terapia, stymulatory serca)

• próby z bronią jądrową

• elektrownie jądrowe

• nauka

• technologie

• palenie tytoniu

pożywienie 9%

awaria Czarnobyl 26.04.1986

okres półtrwania

I¹³¹ 8 dni

Cez¹³⁴ 2 lata

Cez¹³⁷ 30 lat

Stront⁹⁰ 28 lat

Dawki graniczne obowiązujące w Polsce (dz u nr 20 poz 168 z dnia 18.01.2005 w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego)

Zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej ICRP, dla standardowego człowieka mc 70 kg 174cm, nie obejmują tła naturalnego i medycznego pacjentów

warunki napromieniowania	narażenie zawodowe	narażenie ogółu ludności
efektywny równoważnik dawki	20 mSv średnio na rok w okresie na 5 lat	1 mSv średnio na rok w okresie 5 lat
dla soczewek oczu	150 mSv	15 mSv
dla skóry	500 mSv	50 mSv
dla rąk i stóp	500 mSv	50 mSv

Skutki skażenia mleka po awarii w Czarnobylu

• poziom cezu 137 przed awarią był prawie zerowy, potem skoczył do 40 Bq, i przez wiele lat utrzymywał się na poziomie ok. 10 Bq

• wprowadzono zakaz spożywania mleka przez niemowlęta

• nakazano karmienie dzieci mlekiem w proszku

• kraje Europy zachodniej wprowadziły wysokie wymogi na mleko z Polski

więcej niż mleku promieniotwórczych pierwiastków jest i było w grzybach

bardzo skażone były przetwory mięsne pochodzące ze zwierząt dzikich (sarny i dziki - nikt ich nie kontrolował, jadły co chciały, nie były chronione, w Skandynawii renifery)

w produktach pochodzenia roślinnego: czarne jagody

dopuszczalne poziomy skażeń promieniotwórczych środków spożywczych w Bq/kg lub Bq/l

	rodzaje artykułów żywnościowych
		żywność dla dzieci	masło i produkty mleczarskie	inne produkty spożywcze	płynne środki spożywcze
izotopy strontu, zwłaszcza Sr-90	75	125	750	125
izotopy jodu, zwłaszcza I-139	150	500	2000	500
alfa-promieniotwórcze izotopy plutonu i pierwiastków transuranowych, zwłaszcza Pu-239 i Am-241	1	20	80	20
wszystkie inne radionuklidy o okresie połowicznego rozpadu dłuższym niż 10 dni, zwłaszcza niż Cs-134 i Cs-137	400	1000	1250	1000

do grupy produktów inny nie są zaliczane wszelkie przyprawy oraz produkty rzadko spożywane lub spożywane w niewielkich ilościach (np. trufle, kapary, kawior, olejki eteryczne

Typowe zastosowania promieniowania jonizującego w technologii żywności:

• hamowanie kiełkowania ziemniaków, cebulo, czosnki, korzenia imbiru

• niszczenie owadów, ich jaj i innych szkodników w suszonych owocach, warzywach, przyprawach, owocach tropikalnych (muszki owocowe, ryjówki), zbożach

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

• opóźnienie dojrzewania i starzenia się owoców i warzy 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 i soków owocowych

• sterylizacja posiłków dla chorych ze zmniejszoną odpornością

uregulowania prawne

ubżż 2006

rozdział 5 napromieniowanie żywności promieniowanie jonizującym

art. 18 cele napromieniowania:

• niszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych

• niszczenie mikroorganizmów odpowiedzialnych za procesy psucia się żywności

• hamowanie naturalnych procesów biologicznych związanych z dojrzewaniem lub kiełkowaniem

• usunięcia organizmów szkodliwych dla zdrowia roślin lub dla żywności pochodzenia roślinnego

art. 19 napromieniowanie żywności promieniowaniem jonizującym jest dopuszczalne jeżeli:

• nie stanowi zagrożenia dla zdrowia lub życia człowieka

• jest korzystne dla konsumenta

• jest uzasadnione technologicznie oraz nie będzie wykonywane w celu zastępowania wymagań zdrowotnych oraz warunków sanitarnych i higienicznych

• żywność poddawana temu napromieniowaniu

• spełnia obowiązujące wymagania zdrowotne oraz

• nie zawiera substancji chemicznych służących do jej konserwacji lub stabilizacji

przepisy nie dotyczą środków spożywczych wystawionych na działanie promieniowania jonizującego powstałego na skutek zastosowania urządzeni pomiarowych lub kontrolnych pod warunkiem, że wchłonięta dawka nie przekracza poziomu 0,01 Gy dla urządzeń kontrolnych, w których wykorzystuje się neutronach, oraz 0,5 Gy w pozostałych przypadkach, przy maksymalnym poziomie energii promieniowania wynoszącym 10 MeV w przypadku promieni rentgenowskich, 14 MeV w przypadku neutronów i 5 MeV w innych przypadkach

Przepisy nie dotyczą żywności przygotowywanej pod nadzorem lekarza dla pacjentów wymagających diety o sterylnej czystości

Minister właściwy do spraw zdrowia określa, w drodze rozporządzenia szczegóły:

-> Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie napromieniowania żywności promieniowaniem jonizującym

Oznakowanie:

• nazwa środka spożywczego + „napromieniony” lub „poddany działaniu promieniowania jonizującego”

• jeżeli napromieniowaniu poddany składnik to informacja taka w wykazie składników produktu

• jeżeli produkt sprzedawany luzem to informacja na pojemniku

sumarycznie dawka pochłonięta nie może przekraczać 10kGy

napromieniowanie do jednego produktu można stosować tylko raz

wykaz środków spożywczych, które mogą być poddane działaniu promieniowania jonizującego raz jego maksymalne dopuszczalne dawki (2007)

Produkt	cel	dawka kGy
Ziemniaki	hamowanie kiełkowania	0,025 - 0,10
Cebula	hamowanie kiełkowania	do 0,060
Czosnek	hamowanie kiełkowania	0,030 - 0,15
Pieczarki	hamowanie wzrostu i starzenia się	1,0
Przyprawy suche	redukcja zanieczyszczeń biologicznych	10,0
Pieczarki i warzywa suszone	redukcja zanieczyszczeń biologicznych	1,0

Zmiany w żywności wywołane promieniowaniem jonizującym:

• wzbudzona radioaktywność - nie występuje poniżej pewnego poziomu napromieniowania

• zmiany chemiczne przy dawce sterylizacyjnej 30 kGy

• zmiany sensoryczne:

• najbardziej wrażliwe jest mleko i jego przetwory, smak nie akceptowany przez konsumentów

• mięso - zmiany w tkance mięśniowej, wołowina, ponieważ jest chuda to bardziej wyczuwalne bezpośrednio po napromieniowaniu, znikają w czasie przechowywania i gotowania, przy niskiej temperaturze zmiany są mniejsze, następuje brunatnienie

• warzywa i owoce - mięknięcie jest wynikiem przerywania błon kom

• skrobia - zmniejszenie lepkości sosów i zup wykorzystanie przy produkcji żywności wygodnej

Wykład 13 07-I-10

Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne (Policyclic Aromatic Hydrocarbons)

• homologi benzenu o skondensowanych pierścieniach

• mają charakterystyczny zapach np. naftalina

• lżejsze od wody

• zawierają w cząsteczce od 2 do 13 pierścieni do których często przyłączone są podstawniki alkilowe:

• lekkie: 3 do 4 pierścieni

• ciężkie: 5 i więcej pierścieni

WWA - źródła w żywności:

1. zanieczyszczenie środowiska (powietrze, gleba, woda)

1. powstają podczas niepełnego spalania materiału organicznego:

1. spalanie węgla (przemysł, ogrzewanie)

2. produkcja aluminium, stali

3. transport lotniczy

4. motoryzacja (spaliny)

5. spalanie śmieci

6. pożary lasów

2. wycieki ropy z tankowców (zanieczyszczenie wód morskich)

3. wybuchy wulkanów

Zanieczyszczenie ze środowiska w produktach spożywczych - czynniki wpływające

• lokalizacja upraw w pobliżu zakładów, szlaków komunikacyjnych

• przy dużej powierzchni warzywa w stosunku do masy np. więcej sałata niż pomidor

• nasiona roślin oleistych szczególne słonecznik kumulują BaP z powietrza

• owoce i warzywa z woskową powierzchnią kumulują więcej

• mycie, usuwanie zewnętrznych części - spadek o 25-50% WWA - głównie wysokocząsteczkowe

• przemiał zbóż usuwa WWA z zewnętrznej części ziarna

2. procesy technologiczne w przemyśle spożywczym

1. wędzenie

2. grillowanie (ang agriling lbu barbecuing)

3. pieczenia (ogrzewanie z gory ang broiling lepsze niż grilowanie

4. smażenie w głębokim tłuszczu

5. suszenie bezprzeponowe gazami spalinowymi

6. upalanie kawy

7. ekstrakcja rozpuszczalnikami pochodnymi ropy naftowej

Wędzenie

W dymie wędzarniczym występują fenol (45 związków), aldehydy i ketony (5), kwasy organiczne (20), furany (11), alkohole i estry (13), laktony (13), WWA (27)

Obecność WWA w dymie zależy od:

• rodzaju drewna (gatunek: z drzew iglastych więcej, wilgotność, rozdrobnienie)

• temperatury (w nowoczesnych wędzarniach temp ściśle kontrolowana, ilość WWA wzrasta ze wzrostem temp od 400 do 1000^oC, zwykle w piecach temp 600-700^oC

• wilgotność przepływu powietrza (poziome, pionowe)

• dostępu tlenu

Wędzenie może być

• zimne - temp w komorze wędzenia 30^oC

• gorące 60-80^oC, co daje wyższe zawartości WWA, temp. sprzyja wnikaniu dymu do wnętrza produktu

• skóra ryb, osłonki wędlin stanowią dobrą barierię

• zalewa olejowa zawiera więcej niż szproty

• stare urządzenia, małe wędzarnie poziomy wyższe

• większa zawartość tłuszczu - równomierna dystrybucja w całej masie produktu

Preparaty dymu wędzarniczego:

• PDW (produkowany na licencji polskiej)

• Bieszczadzki Rafinat Dymu Wędzarniczego

• Produkcja polega na usunięciu dużych cząstek sadzy, które są nośnikiem WWA:

• Przemycie kwasem mineralnym kondensatu dymu, destylacja pod zmniejszonym ciśnieniem, można usunąć 85-90% BaP

Oleje:

• oliwa z wytłoków oliwnych

• margaryny i inne produkty, które w składzie surowcowym zawierają tłuszcze

• obecność WWA na skutek suszenia nasion gazami spalinowymi

• rafinacja zmniejsza zawartość WWA lekkich

kawa (herbata) - w ziarnach kawy i liściach herbaty - stosunkowo dużo, ale w naparach znacznie mniej

3. Smoła pokrywająca rury wodociągowe i zbiorniki na wodę

4. synteza przez niektóre drobnoustroje i rośliny

rozporządzenie komisji europejskie nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006

maksymalne dozwolone poziomy w μg/kg świeżej masy produktu
Mleko początkowe i mleko następne Produkty dla niemowląt i małych dzieci Produkty specjalnego przeznaczenia Przetworzona żywność na bazie zbóż	1 1 1 1
Oleje i tłuszcze z wyjątkiem masła kakaowego Ryby niewędzone	2 2
Mięso wędzone i produkty mięsa wędzone Mięso ryb wędzone i produkty rybołówstwa wędzone Skorupiaki	5 5 5
Małże	10

Inne źródła narażenia niż żywność, powietrze i woda:

• narażenie zawodowe (kominiarze, pracownicy wędzarni, kotłowni, ciepłowni)

• dym papierosowy zawiera 30 różnych WWA

• papierosy 7mg/kg tytoniu

• cygara 5 mg/kg tytoniu

• tytoń fajkowy 8mg/kg tytoniu

WWA - losy w organizmie

• drogi wnikania

• układ oddechowy

• układ pokarmowy

• skóra

• wchłanianie na zasadzie biernej dyfuzji, w zależności od wielkości cząsteczki, rozpuszczalności w tłuszczach, obecności tłuszczu w posiłki, 20-50% drogą pokarmową

• kumulacja:

• tkanka tłuszczowa

• gruczoły mleczne

• trzustka

• przy narażeniu drogą oddechową - płuca

• przenikają barierę krew - łożysko

• wydalania głównie z żółcią - powoli

WWA - metabolizm

• aktywacja metaboliczna

• WWA + O₂ + cytP450 -> epoksyd

• Detoksykacja epoksydów poprzez sprzęganie z:

• Glutationem (kwas mer kapturowe)

• Kwasem glukuronowym po przekształceniu w fenole

• Aktywacja metaboliczna epoksydów:

• Epoksydy poprzez dihydrodiole do epoksydioli

• Epoksydy poprzez fenole do chinonów

	WWA
	EPOKSYDY		kwas merkapturowy
dihydrodiole		fenole	glukuronidy	wydalanie
EPOKSYDIOLE		CHINONY
Reakcja z DNA, RNA, białkami
proces nowotworowy

WWA - genotoksyczność

• 15 WWA genotoksyczne in vitro i In vivo przy poziomie kilka razy większym niż w żywności

• 4 WWA nie są genotoksyczne

• Pozostałe brak wystarczających danych do stwierdzenia

• Aktywne metabolity przyłączają się do grup aminowych guaniny i adeniny - czyli tworzą się addukty z DNA

Działanie rakotwórcze u zwierząt:

• przy podanie drogą pokarmową u zwierząt niektóre WWA powodowały nowotwory wątroby, przewodu pokarmowego, płuc, sutków

• przy podaniu drogą inhalacyjną - nowotwory płuc

• narażenie przez skórę - nowotwory skóry

• największe zagrożenie w miejscu ekspozycji; dopiero większe dawki mogą wywołać działanie w tkankach odległych

działanie rakotwórcze u ludzi:

• 1775r Anglia, kominiarze - rak moszny

• Narażenie zawodowe: skóra, moszna, płuca

• Palenie papierosów - rak płuc

• Droga pokarmowa - bardzo mało danych

• Hiszpania - picie wina przechowywanego w skórzanych butelkach zamykanych korkami z substancji zawierających BaP - zwiększone ryzyka raka żołądka

• WWA z mięsa i z całej diety - jelito grube

• Zbyt mało danych do pełnej oceny narażenia drogą pokarmową

• 15 spośród ocenianych ostatnio WWA wykazuje działanie genotoksyczne i rakotwórcze u zwierząt

• Tylko BaP był badany przy narażeniu drogą pokarmową - może być uważany za potencjalnie genotoksyczny i rakotwórczy dla ludzi

• Poszczególne WWA mogą działać synergistycznie

• Wpływ na reprodukcję - dane tylko dla BaP u zwierząt, zaburzenia syntezy DNA w komórkach spermatogenicznych

• Działanie teratogenne - dane dla bezno(a)antracenu, BaP, dibenzo(a,h)antracenu i naftalenu

• U zarodków kurzych nieprawidłowości w budowie serca, defekty powłok brzusznych

• U szczurów - wzrost liczby płodów o małej masie ciała

• Działanie immunosupresyjne - dane tylko dla narażenia parenteralnego, zmiany w szpiku kostnym, grasicy, atrofia śledziony, węzłów chłonnych

Wpływ diety na metabolizm WWA:

• dieta wysokotłuszczowa powoduje spadek wchłaniania w górnych odcinkach przewodu pokarmowego

• wzmożony metabolizm przez bakterie jelita grubego

• wzrost ryzyka nowotworów jelita grubego

• hamująca karcinogenezę wywołaną przez WWA

• witaminy A, C, E

• niektóre przeciwutleniacze: BHA, BHT

• flawonoidy (owoce, zielona herbata)

POLICHLOROWANE BIFENYLE I TRIFENYLE (PCBs I PCTs)

• węglowodory chlorowane

• 209 kongenerów (izomerów położenia)

C₁₂H_10-nCl_n

n=1-10

• Nie występują w środowisku naturalnie

PCBs - właściwości:

• niepalne, odporne chemicznie

• trwałe (duża persystencja szczególnie wysokochlorowanych)

• odporne na temperaturę

• rozpuszczalne w tłuszczach, słabo w wodzie

• nie przewodzą prądu elektrycznego

• ciecze, oleje, kryształy, żywice

PCBs - zastosowanie:

• komponenty cieczy izolacyjnych do transformatorów i kondensatorów

• plastyfikatory tworzyw sztucznych

• impregnatory

• płyny hydrauliczne

• uzdatniacze olejów silnikowych

• smary odporne na wysoką temperaturą

• składniki farb (silosy - kiszonki, statki - plankton), lakierów, wosków, mieszanin uszczelniających rury, papier powielaczowy (makulatura), atramenty)

od lat 70-tych ograniczenie zastosowania i produkcji, lub ograniczenie zastosowania do systemów zamkniętych

w Polsce produkowano 2 preparaty w Ząbkowicach Śląskich i w Zakładach Azotowych w Tarnowie

Import z Czechosłowacji, Francji, ZSRR

PCB - źródła zanieczyszczeni

1. celowa synteza i uwalnianie do środowiska

1. przecieki i usuwanie ścieków przemysłowych

2. parowanie z plastyfikatorów

3. hałdy i śmietniska (50%)

4. awarie urządzeń (pożary, eksplozje kondensatorów, transformatorów)

2. powstawanie samorzutne w czasie

1. spalania odpadów przemysłowych i śmieci

2. chlorowania wody pitnej

3. wybielania miazgi celulozowej chlorem

4. DDT -> PCBs (pod wpływem promieni UV)

DIOKSYNY I FURANY

Dioksyny - 75 związków

TCDD - tetrachlorodibenzodioksyna

Furany - 135 związków (pierścienie benzenowe oddzielone jednym tlenem)

TCDF - tetrachlorodibenzofuran

Dioksyny i furany - źródła zanieczyszczeń

Człowiek nigdy ich nie produkował celowo, ale od około 100 lat stanowią zanieczyszczenie środowiska

• dawniej uwalnianie do środowiska przy produkcji m.in.:

• PCV

• Rozpuszczalników np. tri chloroetanu

• Pestycydów

• Środków do impregnacji drewna

• Produkcja (bielenie) papieru

Dioksyny i furany - źródła zanieczyszczeń środowiska

Obecnie:

• spalanie śmieci w gospodarstwach domowych (w zbyt niskich temperaturach)

• spalanie benzyny ołowiowej (zawiera 1,2-dwuchloroetanu)

• odzysk złomu, szczególnie aluminium

• awarie (np. eksplozja w fabryce chemicznej we Włoszech)

źródła zanieczyszczeń żywności:

• skażone środowisko

• obróbka termiczna w temp 280^oC (np. smażenie wołowiny na patelni)

• awarie

• brak zachowania zasad higieny, fałszowanie pasz (Belgia, brojlery 1999r)

rodzina dioksyn - metabolizm

• łatwo wchłaniają się z przewodu pokarmowego (też przez płuca, skórę)

• odkładanie w wątrobie, nerkach, płucach, nadnerczach, tkance tłuszczowej)

• metabolizm to sprzęganie z kwasem glukuronowym lub siarkowym, wolniejszy przy większym stopniu chlorowania

• indukują enzymy mikrosomalne biorące udział w

• reakcjach utleniania

• rozkładające sterydy (spadek zawartości estrogenu)

• rozkładające witaminy A, K, D

• zaburzenia pracy tarczycy (masa wzrasta, stężenie tyroksyny spada)

• wydalane wolno z żółcią

• stres, głodzenie uwalniają z tkanek

• przenikają przez łożysko, gromadzą się w płodzie

rodzina dioksyn - toksyczność

• objawy u zwierząt:

• syndrom głodzenia

• uszkodzenie wątroby (spadek masy, stłuszczenie, zwłóknienie, zmiany aktywności enzymów)

• zmiany skórne (chloracne, rogowacenie, przebarwienie, łysienie, egzema)

• zaburzenia immunologiczne (wzrost wrażliwości na infekcje, spadek masy grasicy, śledziony, spadek wytwarzania przeciwciał)

• obrzęki

• nowotwory

• wpływ na płodność i rozrodczość (rozkład estrogenu)

• neurotoksyczność (spadek stężenie neurotransmiterów)

choroba yusho i yu-cheng oleju ryżowego:

• 1968 r Japonia - PCB przeniknęły do oleju ryżowego z przerdzewiałej rury wymiennika ciepła do roku 1982 zarejestrowano 2000 ofiar

• 1979 r Tajwan ok. 2000 osób

• Wyraźny łatwo zauważalny objaw- zmiany skórne - acne chlorica

Grudzień 2004 zatrucie Wiktora Juszczenko

Objawy:

• skóra - hiperkeratoza, hiperpigmentacja, trądzik (do 15 lat)

• chroniczne zapalenie płuc, oskrzeli

• zwiększenie podatności na infekcje

• zaburzenia miesiączkowania

• neuropatie czuciowe

• zaburzenia pracy wątroby

• hipersekrecja tarczycy

• wzmożona wydzielina z oczu

• obrzęk powiek, rąk, nóg

Skutki przewlekłe:

• urodziło się 36 noworodków z obrazem klinicznym zatrucia (spadek masy ciała, opóźniony rozwój)

• Prawdopodobnie kancerogenne grupa 2a (nowotwory wątroby, dróg żółciowych, piersi, endometrium - błona śluzowa macicy)

• Zaburzenia równowagi układu hormonalnego szczególnie wydzielania hormonów sterydowych, co powoduje problemy z rozrodczością, trudności z zajściem w ciążę, poronienia (badnia z lat 1999-2003)

Wykład 14 14.01.10

Rodzina dioksyn - toksyczność

• ze względu na podobieństwo wpływów toksycznych złożoność składu mieszanin technicznych wprowadzono pojęcie*:

współczynnik równoważny toksyczności dioksyn

TEF - toxic equivalent factor

Toksyczność 2,3,7,8 - TCDD = 1

*krytykowany, bo nie uwzględnia synergizmu i skutków długoterminowych (2004r)

• Pcb TEF

3,3,4,4,5 - pentachlorobifenyl 0,1

3,3,4,4 - tetrachlorobifenyl 0,01

Inne od 0,01 do 0,00001

• 17 kongenerów (na 210 isntniejących dioksyn i PCB) wykazuje toksyczność podobną do 2,3,7,8 - TCDD

• Toksyczność PCB < toksyczność dioksyn

TEQ - Toxic Equivalency:

• równoważnik toksyczny TCDD

• TEQ =  m x TEF

m - masa pojedynczego kongeneru

TEF - współczynnik równoważny toksyczności dioksyn

Zawartość tych związków w próbce wyraża się w pg TEQ/g tłuszczu

TWI - tolerable weekly intake (2001) dla dioksyn i dioksynopodobnych PCB

• 14 pg TEQ/kg m.c.

• Ustalone na podstawie wpływu na rozwój płodu

• EF - współczynnik niepewności przyjęto jako 9,6

• Wchłanianie około 50%

• Toksyczność dioksyn zależy od ilości skumulowanej w ciągu całego życia

• Działanie szkodliwe pojawia się przy przekroczeniu stężenia 4000pg/kg m.c.

Narażenie na dioksyny i dioksynopodobne PCB:

• Wg szacunku u znacznej części populacji UE w całodziennej diecie przekraczana jest wartość TWI

• Narażenie niemowląt karmionych piersią jest 30-50 krotnie większe w przeliczeniu na kg m.c niż człowieka dorosłego

Rozporządzenie Rady Europy 2375/2001 i 199/2006

1. do 2006 roku zmniejszyć narażenie ludności na dioksyny o 25%

2. ustalono maksymalne poziomy zanieczyszczeń dla środków spożywczych pochodzenia zwierzęcego

Ad 1. w drodze odstępstwa Szwecja i Finlandia są upoważnione do dnia 31 XII 2006 do wprowadzania na rynek tych państw ryb z Bałtyku z wyższym poziomem dioksyn pod warunkiem podania do publicznej wiadomości ograniczeń dietetycznych odnośnie ich spożycia

W lutym 2006r okres przejściowy został przedłużony do dnia 31 grudnia 2011r dla następujących ryb: łososia, śledzia, minoga, pstrąga, sielawy

Limity zawartości dioksyn, furanów i dioksynypodobnych PCB pg TEQ/g tłuszczu lub produktu (części jadalne)

	D+F	D+F+PCB
Mięso węgorza Wątroba i produkty pochodne Oleje ze zwierząt morskich Mięso ryby	4 6 2 4	12,0 (ś.m.) 12,0 10,0 8,0 (ś.m.)
Mleko i przetwory mleczne Jaja kurze i przetwory	3 3	6,0 6,0
Wołowina Tłuszcz wołowy Tłuszcz drobiowy Drób Mieszane tłuszcze zwierzęce	3 3 2 2 2	4,5 4,5 4,0 4,0 3,0
Wieprzowina Tłuszcz wieprzowy Oleje roślinne	1 1 0,75	1,5 1,5 1,5

Rozporządzenie 1881/2006 z 19 grudnia 2006

2008 r. Irlandia

• zanieczyszczona pasza była dostarczona do 10 farm, które produkowały 6-7% wieprzowiny w Irlandii

• ta wieprzowina trafiła do dużych zakładów mięsnych, które dostarczały na rynek 80% mięsa wieprzowego z Irlandii, nie można było tego mięsa zidentyfikować

• 6 grudnia 2008 r zdecydowano profilaktycznie wycofać z rynku całe mięso wieprzowe z Irlandii (RASFF)

• Stwierdzony poziom 1,1 - 191,8 pg TEQ/g tłuszczu

• Dopuszczalny limit 1 pq TEQ/g tłuszczu

• EFSA: spożycie przez 90 dni mięsa wieprzowego z najwyższym stwierdzonym poziomem dioksyn może zwiększyć ilość zgromadzoną w organizmie o ok. 10%

• Ze względu na UF nie stanowi to bezpośredniego zagrożenia zdrowia, ale zmniejsza zabezpieczenie

Nowe zagrożenie to polibromowane etery difenylowe PBDE wprowadzane do tworzyw sztucznych jako środki przeciwzapalne.

3 - MCPD = chloropropanole = 3 - Monochloropropan - 1,2- diol

Powstaje w czasie kwaśnej hydrolizy białek roślinnych (np. sos sojowy, przyprawy do zup) w wyniku reakcji HCl z pozostałościami triacylogliceroli z surowców.

3 - MCPD - działanie toksyczne

• In vitro działanie genotoksyczne

• Działanie rakotwórcze

• Tolerable Daily Intake TDI (SCF 2001)

• Provisional Maximal Tolerable Daily Intake PMTDI (JECFA 2002)

• 2 μg/kg m.c.

• Limit w produktach (ustalone w 2001 r., rozporządzenie UE 1881/2006)

• UE: 0,02 mg/kg produktu

• Badania w latach 2002-2003 (rynek warszawski)

• Ponad 20% produktów przekraczało limity

• Sosy sojowe 21%

• Przyprawy do zup 18,7%

„nowe” zagrożenie - indirect toxicological koncern 2009 r

Estry 3 - MCPD wolne lub związane w różnych produktach, z nich pod wpływem lipaz w przewodzie pokarmowym mogą uwalniać się chloropropanole.

Estry 3 - MCPD:

• Występowanie estrów: margaryny, oleje, mieszanki dla niemowląt, mleko kobiece

• Olej palmowy 4-13 mg/kg (najwięcej)

• Olej rzepakowy 0,3-1,5 mg/kg (najmniej)

• Frytki, tosty, pączki, krakersy, kawa prawdziwa i zbożowa, zabielacze, śledzie marynowane, kiełbasy fermentowane (0,2-6,6 mg/kg)

• Powstają w podwyższonej temperaturze (w olejach w trakcie dezodoryzacji) z gliceroli, tri-, di- monoacylogliceroli w obecności jonów chlorkowych.

• Gdyby hydroliza przebiegała w 100%, narażenie na 3 - MCPD mogłoby stanowić

• 10-20 x TDI dla niemowląt karmionych sztucznie

• 5x TDI dla dorosłych przy diecie bogato tłuszczowej

• Ale potrzeba dalszych badań na ten temat.

Akrylamid

• wzór: CH2=CH-CO-NH2

• nietrwały, wybuchowy

• ogrzewany ulega polimeryzacji

• bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie

• stosowany od dawna do produkcji poliakrylamidu, wykorzystywanego przemyśle papierniczym, celulozowym, chemicznym, kosmetycznym, rolnictwie

źródła narażenia:

• narażenie zawodowe

• żywność

• palenie papierosów czynny i bierne

• opakowania

• woda

Akrylamid - substrat, z których powstaje w żywności

Aminokwas + cukier redukujący	głównie asparagina ogrzewanie reakcja równolegle do r Maillarda
Triglicerydy	np. z frytury poprzez akroleinę i kwas akrylowy, z udziałem NH3 (np. ze środka spulchniającego
Karnozyna	w mięsie
Kwasy organiczne	np. kwas jabłkowy, mlekowy, cytrynowu dehydratacja/dekarboksylacja

Akrylamid - warunki powstawania w żywności

• nie powstaje w temp < 120^oC

• poziom w produktach jest bardzo zróżnicowany

• zależy od warunków obróbki termicznej, punktowo duże ilości

• zwiększa się przy wydłużaniu czasu smażenia frytek (10-20 razy)

• prawdopodobnie jest to proces powierzchniowy, istotny może być poziom wody w produkcie

• w produktach po obróbce technologicznej poziom stabilny, wyjątek -> kawa, poziom spada w czasie upalania i w czasie przechowywania

• dodatek proszku do pieczenia (kwaśny węglan amonu -> źródło NH3) zwiększa ilość

akrylamid w żywności:

• najwięcej w ziemniakach i produktach zbożowych poddawanych

• ogrzewaniu w głębokim tłuszczu

• grillowanie

• pieczeniu

zawartość w chipsach - badania krajowe

zakres 352 - 2647 μg/kg

średnia 998 μg/kg

w tym wyroby od jednego producenta dla tanich sieci handlowych

13% próbek 1000-2000 μg/kg

8% próbek > 3000 μg/kg

Akrylamid - zmniejszenie zawartości w chipsach

• ziemniaki z małą zawartością cukrów redukujących (hodowla)

• przechowywanie w temp. nie mniejszej niż 8-10^oC

• blanszowanie

• obróbka w temp. <175^OC (ważna ilość ciepła tj czas x temp.)

• enzymatyczny rozkład asparaginy (chipsy spadek o 97%, frytki o 80%)

• przetrzymywanie próbek przed smażeniem w roztworze kwasu cytrynowego

• dosuszanie produktu (akrylamid częściowo ulatnia się)

akrylamid - ocena pobrania dla Szwecji i Holandii

Stosunku do okresu 2003-2006 w roku 2007 pobranie akryloamidu z żywnością zmniejszyło się o ok. 30%, głównie zmniejszyła się zawartość w chlebie i kawie. Trudno obniżyć w tych produktach poziom akrylamidu, obiecująca jest możliwość zastosowania asparaginazy. Chleb chrupki - zmiana parametrów pieca dała redukcję zawartości o 25-75%.

akrylamid - metabolizm:

• wchłanianie wszystkimi drogami, szybko i całkowicie

• rozmieszczenie we wszystkich tkankach, przenika do płodu, do mleka

• metabolizm

• przekształcenie do bardziej toksycznego glicydamidu (epoksyd) z udziałem cytP450

• sprzęganie z glutationem

• wydalanie z moczem jako pochodna kwasu merkapturowego

akrylamid i glicydamid tworzą ad dukty (produkty wiązania kowalencyjnego) z:

• DNA (nowotwory)

• Grupami -SH glutationu i białek

• N - końcowymi grupami aminowymi (np. waliną w hemoglobinie)

Akrylamid - toksyczność

Wpływ na układ nerwowy:

• u szczurów

• zmiany degeneracyjne w nerwach obwodowych i w OUN (obszary odpowiedzialne za pamięć i funkcje poznawcze)

• u ludzi

• przewlekła ekspozycja na małe dawki - zmiany w obwodowym układzie nerwowym np. robotnicy z Chin narażeni przez 2 lub więcej lat, ekspozycja ponad 1mg/kg m.c. - neuropatie obwodowe

• mechanizm działania szkodliwego na włoka aksonów (wypustka neuronu) nie jest znany

• wpływ na układ nerwowy, to jedyny efekt u ludzi przy podaniu drogą pokarmową

• wpływ na płodność u zwierząt, tj zaburzenia spermatogenezy, atrofia jąder, zmniejszenie masy ciała płodów, nie stwierdzono działania teratogennego

• genotoksyczność

• akrylamid - nie

• glicydamid - tak

• działanie kancerogene w standardowym badaniu 2-letnimL m.in. tarczyca, nadnercza, pochwa, mózg, płuca, skóra

• IARCL grupa 2s prawdopodobnie rakotwórczy dla człowieka

• NOAEL (dla zwierząt) wg JECFA luty 2005

• Zmiany morfologiczne w nerwach 0,2 mg/kg mc

• Wpływ na reprodukcje i inne zmiany z wyjątkiem nowotworów 2mg/kg mc

• Nowotwory 0,3 mg/kg mc

Akrylamid - produkty jako źródło w diecie:

• USA 35% frytki inne przetwory ziemniaczane

• Holandia 50% frytki inne przetwory ziemniaczane

• Norwegia 30% ziemniaki, 28% kawa i 20% chleb

• Szwecja 39% kawa, 26 ziemniaki, 17% chleb chrupki

• Dzieci, młodzież > dorośli

Oszacowanie spożycia na postawie biomarkerów. Addukty hemoglobin odzwierciedlają narażenie w ciągu 120 dni

Pobranie średnie (b. mała grupa osób) 1,44 μg/kg m.c./dz czuli ok. 2X większe niż z danych o spożyciu

inne drogi narażenia? ->>> papierosy/spaliny

Wykład 15 21.01.10

Heterocykliczne aminy - HAAs:

• HAAs powstają z aminokwasów, białek, w produktach białkowych, w czasie obróbki termicznej

• 1977r pierwszy raport o obecności związków mutagennych (test Amesa) w smażonych rybach i mięsie oraz kondensatach dymu

• Typ IQ: imidazochinolinowy

• Temp. 190-200C

• Z produktów reakcji Maillarda i kreatyniny (nie powstają z białek niemięśniowych)

• Typ nieIQ: aminopyrydynowy

• Temp. > 300^oC

• Produkty pirolizy białek

• Nowy typ, zawiera w pierścieniu tlen

Metabolizm HAAs:

• I faza

• Hydroksylacja przez cytochrom P-450

• Indukują syntezę cytochromów

• II faza: sprzęganie grup -OH z:

• Kwasem glukuronowym

• Kwasem siarkowym

• Co-A

Toksyczność HAAs:

W teście Amesa działanie mutagenne: większe niż benzo(a)piren, aflatoksyny, nitrozoaminy, ale bardzo duże zróżnicowanie pomiędzy poszczególnymi HAAs

Działanie rakotwórcze: prawie wszystkie związki powodują zmiany nowotworowe u gryzoni w wielu lokalizacjach (głównie wątroba, jelito grube, sutek)

Występowanie HAAs ng/g

• przy smażeniu na patelni i w głębokim tłuszczu powstaje 10 do 50 razy więcej związków o działaniu mutagennym niż przy gotowaniu i pieczeniu

• mniej powstaje przy obróbce w kuchence mikrofalowej

Nitrozoaminy

W reakcjach udział biorą:

- aminy II rzędowe oraz

- aminy III - rzędowe R-NH₂

- amidy R-CO-NH₂

NDMA - nitrozodwumetyloamina

NDEA - nitozodwuetyloamina

NDBA - nitrozodwubutyloamina

NPir - nitrozopirolidyna

NPip - nitrozo piperydyna

Azotyny + aminy = nitrozoaminy:

• działanie rakotwórcze u zwierząt

• działanie moczopędne

• utlenianie składników odżywczych, w tym wit. B₆ -> zaburzenia syntezy hemu -> niedokrwistość

• zaburzenia metabolizmu tłuszczów, białek, kwasów nukleinowych

• działanie wolotwórcze

• w puszkach przyspieszają korozję, mogą być przyczyna zatrucia cyną

Nitrozoamniy - źródła substratów

Azotyny:

• azotany -> azotyny -> tlenki azotu

• dym wędzarniczy, papierosy, spaliny, każdy gaz, który powstaje przy spalaniu

• produkty z gumy (np. smoczki)

• papier

aminy:

• w organizmie:

• aminy endogenne np. cholina, dwumetyloamina, karnityna lub inne powstające z rozkładu białek

• leki np. aminopiryna, oksytetracyklina

• alkaloidy z dymu tytoniowego

• w produktach

• aminy biogenne wytwarzane z aminokwasów pod wpływem enzymów własnych lub mikroflory w czasie psucia się produktu

• alkaloidy

• pestycydy:

• mocznikowe

• karbaminowe

• dwutiokarbaminowe

Produkt	aminy	mg/kg
Ryby wędzone	histamina, tyramina, trójmetyloamina	470-3000
Sery dojrzewające	tryptamina tyramina	1100 1500
Mięso	tryptamina, histamina, piperydyna, pirolidyna	1200
Szpinak	histamina, dopomina	400
Banany (przejrzałe)	tryptamina serotonina dopomina	95 80 643
Piwo	tyramina, metyloamina, dimetyloamina	11
Kiszonki	histamina	200
Zatrucie pokarmowe gdy więcej niż 1000 mg/kg

Przetwory mięsne	0,1 - 0,2
Mleko w proszku, piwo, wyroby garmażeryjne	0,1 - 0,6
Sery twarde	0,1 - 2,5
Szynka wędzona	6
Salami	20-80
Ryby wędzone	0,1-64
Mączka śledziowa	15000

lokalizacja	liczba związków N-nitrozowych
		N-nitrozaminy	N-nitrozamidy
wątroba	35	2
przełyk, gardło	32	3
jama nosowa	18	-
układ oddechowy	10	1
nerki	8	9
język	8	-
ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy	2	9
przewód słuchowy	2	1
jądra	1	-
miejsce iniekcji	3	4

Pestycydy - wiadomości ćwiczeniowe!!!

Związki chloroograniczne:

• insektycydy polichlorkowe (I generacja, stosowane w latach 1940-60)

• rozpuszczalne w tłuszczach

• odporne na temp., wilgotność, światło

• bardzo trwałe - duża persystencja

• niebezpieczeństwo to zatrucia przewlekłe

DDT - dichloro - difenylo - trójchloroetan

Insektycydy polichlorkowe:

• wchłanianie przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe, skórę

• wolno ulegają przemianom do pochodnych (DDD, DDE i DDA)

• przenikają barierę łożyskową, mózgową

• kumulują się w tkance tłuszczowej, wątrobie, nerkach, sercu

• powoli wydalane z kałem, moczem i przez skórę

insektycydy polichlorowe - toksyczność, trucizny neurotropowe

• pobudzenie, a następnie porażenie układu nerwowego (drżenia, niedowłady, przykurcze mięśni, hamują enzymy biorące udział w transporcie neuroprzekaźników, niedotlenienie tkanki nerwowej)

• indukcja enzymów mikrosomalnych

• zaburzenia gospodarki wapniowej (rozkład witaminy D)

• zaburzenia hormonalne zmniejszające płodność

• uszkadzają wątrobę, nerki, tarczycę (nowotwory wątroby u zwierząt)

• działanie embriotoksyczne

• działanie immunotoksyczne

Związki fosforoorganiczne (insektycydy, herbicydy, fungicydy)

• silne trucizny, większość wykazuje dużą toksyczność ostrą

• wchłanianie przez przewód pokarmowy, drogi oddechowe, skórę, błony śluzowe

• dobrze rozpuszczalne w tłuszczach

• szybki metabolizm (hydroliza)

związki fosfoorganiczne - toksyczność:

• inhibitory cholinesteraz:

• głównie acetylocholin esterazy (AChE, hydrolazy acetylocholinowej), która katalizuje rozkład acetylocholiny; (AChE obecna w błonie krwinek czerwonych, mózgu, rdzeniu kręgowym, płytkach motorycznych mięśni szkieletowych, mięśni gładkich drzewa oskrzelowego i pęcherza

• nagromadzenie acetylocholiny w miejscach efektorowych - działanie toksyczne

• kumulacja czynnościowa (narastanie blokowania aktywności cholinesteraz)

• aktywacja metabolicznej (-> silniejsze hamowanie esteraz cholinowych) ulegają:

• tiopochodne do analogów tlenowych (oksonów)

• tiopochodne ulegają sulfoksydacji do sulfotlenków i sulfonów

• często działanie synergiczne z innymi FO i substancjami pomocniczymi, gdyż hamują enzymy biorące udział w detoksykacji FO

• np. malation + EPN (poch. Kw. fosfonowego; nitrofenylotiofosfonian) - 50x wzrost toksyczność

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

związki fosforoorganiczne - toksyczność:

• zatrucia lekkie:

• bóle głowy, osłabienie, pocenie się, brak łaknienia, wymioty

• zatrucia ciężkie (po 0,5 - 1 godz., w miarę narastania pobudzenia receptorów objawy w 3 kierunkach):

• działanie muskarynowe (trwa 1-3 dni)

• parasympatyczny u. nerwowy: bóle i zawroty głowy, zaburzenia widzenia, ślinienie, łzawieni, pocenie, zwężenie źrenic, niepokój

• ż-j: nudności, wymioty, bóle brzucha

• ukł. Oddech: duszność, skurcz oskrzeli

• działanie nikotynowe (ok. 2 tygodni)

• drżenie mięśni, drętwienie, zaburzenia widzenia

• uczucie lęku, trudności w oddychaniu

• działanie na OUN

• drgawki, zaburzenia psychiczne, porażenie ośrodka oddechowego, uduszenie

insektycydy karbaminowe

- synteza 1954 t

- w roku 1984 w instalacji do produkcji karbarylu (Indie) doszło do uwolnienia do atmosfery - jedna z najtragiczniejszych katastrof chemicznych

Pochodne kwasu karbaminowego: szybka detoksykacja, hamują acetylocholinoesterazę AChE

W organizmie ulegają:

• hydrolizie

• sulfoksydacji do sulfonów i sulfotlenków, które są bardziej toksyczne

• karbaryl ulega nitrozowaniu do nitrozokarbarylu o silnym działaniu mutagennym

syntetyczne piretroidy - III generacja

piretroidy:

- wybiórcze działanie

Stosunek LD₅₀ dla szarańczy i szczura





• małe wchłanianie z przewodu pokarmowego

• dobrze rozpuszczalne w tłuszczach

• szybka biotransformacja (-> hydroliza) do kwasów karboksylowych, które są 3,5x bardziej toksycznych

• działanie neurotropowe - blokują przekazywanie impulsów: pobudzenie, agresja, nadwrażliwość na bodźce, ślinotok, drgawki

• działanie diuretyczne

• działanie alergiczne

• działanie immunosupresyjne

• działanie synergistyczne ze związkami fosfoorganicznymi

• działanie antagonistyczne z karbaminowymi

herbicydy - problemy toksykologiczne:

• wykazują mniejszą toksyczność dla ssaków

• niektóre metabolity, zwłaszcza analogi ANILINY oraz AMINY mogą tworzyć NITROZOAMINY

• dioksyny

pochodne mocznika mogą być prekursorami nitrozoamin

rozporządzenie komisji (we) nr 839/2008

• UE ustanowiła program monitorowania pozostałości

• Ustanowiono laboratoria referencyjne

• Działalność kontrolna krajów jest audytowana

• Przekroczenie dopuszczalnych pozostałości jest zgłaszane do RASFF

Działania dla zmniejszenia użycia pestycydów w UE:

• zachęcanie do rolnictwa niskonakładowego i upraw bez użycia pestycydów

• propozycja regulacji odnośnie wprowadzania do użycia nowych pestycydów i mechanizmu zastępowania bardziej toksycznych substancji mniej toksycznymi

• propozycja regulacji odnośnie zrównoważonego stosowania pestycydów, szkolenia kadry itd

PERMETRYNA Piretroid	1400
TOKSAFEN chloropochodna	1
KARBARYL karbaminian	11

67

---