TOKSYKOLOGIA ŻYWNOŚCI
prof. dr hab. Anna Brzozowska, pok. 2124
zaliczenie – egzamin pisemny
część A test wyboru (30 pytań * 1 pkt.)
część B 10 pytań na które należy dać krótkie odpowiedzi (2 pkt za poprawną odpowiedź)
zalicza 32,5 pkt. max 50 pkt.
WYKŁAD 1 7.10.10r.
„Toksykologia żywności” Nikonorow M., PZWL Warszawa 1987
„Toksykologia współczesna” 2005r.
Rozporządzenia dotyczące żywności i żywienia oraz substancji szkodliwych.
Toksykologia – nauka o truciznach i zatruciach.
- bada aktualne lub potencjalne niebezpieczeństwo związane z działaniem na organizmy żywe trucizn (substancji chemicznych)
- bada mechanizmy działania truciznach opracowuje sposoby rozpoznawania i leczenia zatruć
- opracowuje sposoby zapobiegania zatruciom
Paracelsus – ojciec toksykologii.
„Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś substancja nie jest trucizną.”
Współczesna definicja trucizny: substancja, która wprowadzana w małych dawkach do organizmu wskutek swoich właściwości toksykodynamicznych może wywołać zaburzenia ustroju i śmierć.
W praktyce, za trucizny uznaje się te substancje, które związane są ze stosunkowo dużym ryzykiem działania szkodliwego.
Działanie niepożądane wynikające z reakcji chemicznych lub fizykochemicznych pomiędzy związkiem chemicznym, który wniknął do ustroju a układem biologicznym (DNA, enzymy).
Ksenobiotyk – substancja chemiczna nie będąca naturalnym składnikiem organizmu, substancja obca, egzogenna.
Zatrucie – proces chorobowy z klinicznymi objawami podmiotowymi i przedmiotowymi wywołany przez substancję chemiczną pochodzenia egzo- lub endogennego.
Podział zatruć ze względu na okoliczności ich powstawania:
- przypadkowe, np. zawodowe, pokarmowe
- rozmyślne np. samobójcze, mordercze
Podział zatruć ze względu na przebieg i nasilenie
- ostre – jednorazowa dawka, objawy szybko po kontakcie z substancją, gwałtowne
- podostre
- przewlekłe – ekspozycja przez dłuższy czas, efekt = dawka * czas
-
Działy toksykologii
- humanotoksykologia
- zootoksykologia
- fitotoksykologia
- przemysłowa
- środowiskowa
leków
żywności
pestycydów
art. gospodarstwa domowego
kosmetyków
tworzyw sztucznych
- wojskowa
- sądowa
Cechy wspólne: te same związki chemiczne
Różnice: warunki ekspozycji (praca, choroba), dawkowanie (płuca, skóra), droga wchłaniania wg wskazań).
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
LOSY TRUCIZN W ORGANIZMIE
Przez jamę ustną, droga pokarmowa, per os.
Mechanizmy wchłaniania takie same jak dla składników odżywczych
Wchłanianie przez przewód pokarmowy zależy od:
- rozpuszczalności substancji, wielkości cząsteczek
- obecności związków wchłanianych przy udziale tych samych przenośników lub za pomocą tego samego mechanizmu
- od pH treści pokarmowej (wpływa na rozpuszczalność)
- od integralności błony komórkowej, ukrwienia
Miejsca wchłaniania substancji obcych w przewodzie pokarmowym
- jama ustna – nikotyna, cyjanki, nitrogliceryna, fenole, strychnina, kokaina, piramidon, alkohol
- żołądek – alkohol, nikotyna, cyjanki, kwas salicylowy, aspiryna, kofeina, teofilina
- jelito cienkie – większość trucizn
- jelito grube – związki wytworzone przy udziale mikroflory
Zapobieganie wchłanianiu z przewodu pokarmowego
Węgiel adsorbuje:
- bardzo dobrze: atropina, ergotamina, fenol, jod
- dobrze: chinina
- średnio: alkohol etylowy, alkohol metylowy, cyjanki, DDT, kwas borowy, insektycydy FO
- nie adsorbuje: kwasy mineralne, zasady, substancje nierozpuszczalne w wodzie
- sub. Adsorbujące
- wywoływanie wymiotów
- płukanie żołądka (do 2 godz. po spożyciu trucizny płynnej, do 4 godz)
- płukanie jelit
- zastosowanie odtrutek działających miejscowo (np. chlorek sodu – azotan srebra, tiosiarczan sodu – HCN, wersenian sodowo – potasowy – Cd, Pd)
Bariery przy wchłanianiu
- droga pokarmowa – nabłonek jelitowy
- droga inhalacyjna – nabłonek pęcherzyków płucnych
- droga dermalna – naskórek
Bariery specjalne:
- chroniąca ośrodkowy układ nerwowy: krew – mózg, krew – płyn mózgowo - rdzeniowy
- chroniące następne pokolenie: krew – łożysko, krew – jądro
- bariery niebłonowe – wiązanie z białkami krwi, cytoplazmy
krew – mózg
krew – płyn mózgowo rdzeniowy
Dyfuzja bierna (zw. Obce), transport aktywny (cukier, aminokwasy)
Zmiany w błonach powodują m.in.: nadtlenki kwasów tłuszczowych, bodźce akustyczne, w życiu płodowym i u niemowląt większa wrażliwość.
Substancje lipidowe przenikają łatwiej np. metylortęć (organiczna forma rtęci).
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. kobiet palących.
Czynniki teratogenne – obumarcie zarodka, wady rozwojowe.
Krew – jądro
Skomplikowana budowa trójstopniowa, chroni męskie komórki rozrodcze:
Bariera niebłonowa to połączenia z albuminami i globulinami krwi; z białkami enzymatycznymi (inhibicja); z białkami cytoplazmatycznymi (MT metalotioneina)
Zależy od pH, odwracalne, trwałość wiązania różna, przez gr. -SH, fosforylacja grup -OH, -COOH
związki obce konkurują o miejsce wiązania.
Połączenia takie nie przenikają przez ściany naczyń włosowatych, nie ulegają przesączaniu w kłębuszkach nerkowych.
Opóźniają metabolizm i wchłanianie.
Rola kwi:
- 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 14.10.2010r.
Rozmieszczenie substancji obcych w organizmie zależy od:
- szybkości wchłaniania i wydalania
- częstotliwości wnikania o organizmu i dawek
- powinowactwa do tkanek i narządów
Główne miejsca odkładania się związków obcych:
- tkanka tłuszczowa (DDT, dieldryna, metoksychlor, WWA, PCB)
- kości: absorpcja na powierzchni lub trwałe wbudowanie (ołów, fluor, rad, stront, tetracykliny)
- narządy miąższowe: w jądrach komórkowych lub w cytoplazmie (kadm, ołów, rtęć nieorganiczna)
- włosy, paznokcie (metale ciężkie, narkotyki)
Miejsca przemian: wszystkie tkanki, ale głównie:
- wątroba,
- nerki
- nabłonek jelitowy
Z udziałem różnych enzymów.
Przemiany = biotransformacja
detoksykacja – takie przemiany, które prowadzą do powstania związków mniej szkodliwych lub nieszkodliwych
aktywacja metaboliczna – takie przemiany, które prowadzą do powstania związków bardziej toksycznych
Przykłady
- silnie polarne, wydalane przez nerki (kwas ftalowy, kwasy sulfonowe)
- bardzo lotne wydalane przez płuca (eter etylowy, cyklopropanon)
- silnie lipofilne, kumulujące się w tkance tłuszczowej (PCB, bifenyle)
- SO2 do siarczanów
- fenol do glukuronidów
- benzo(a)piren poprzez epoksydy do fenoli, które są sprzęgane z kwasem glukuronowym
1. Ulegają aktywacji metabolicznej
- chloroform do fosgenu
- barwnik czerwony Red 2G do aniliny
- bezo(a)pirem poprzez epoksydy do epoksydioli
- metanol do formaldehydu
- As+5 do As+3
- kodeina do morfiny
Faza I Faza II
transformacja biosynteza
Substancja obca → Metabolit I fazy → Metabolit II fazy
utlenianie sprzęganie z
redukcja sub. endogenną
hydroliza
...
Elesmera