Transcript Podstawowe pojęcia i definicje z zakresu toksykologii żywności

Higiena, toksykologia i
bezpieczeństwo żywności
Dr hab. Halina Grajeta prof. nadzw.
Katedra i Zakład Bromatologii i Dietetyki
Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu
Opracowano na podstawie
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Orzeł D., Biernat J.(red.): Wybrane zagadnienia z
toksykologii żywności. Wyd. UP, Wrocław, 2012
Gertig H., Duda G.: Żywność a zdrowie i prawo.
Wyd. Lek. PZWL, Warszawa, 2004
Brzozowska A.: Toksykologia żywności. Ćwiczenia.
Wyd. SGGW, Warszawa, 2010
Seńczuk W.(red.): Toksykologia współczesna. Wyd.
PZWL, Warszawa, 2005
Nikonorow M., Urbanek-Karłowska B.: Toksykologia
żywności. PZWL, Warszawa, 1987
Kołożyn-Krajewska D. (red.): Higiena produkcji
żywności. Wyd. SGGW, Warszawa, 2001
Podstawowe pojęcia i
definicje z zakresu
toksykologii żywności
Toksykologia
 Toxicon – trucizna
 Logos – nauka
Nauka o poznawaniu skutków
szkodliwego oddziaływania
substancji chemicznych różnego
pochodzenia na organizm człowieka
Trucizna
 To substancja, która po
wchłonięciu do organizmu lub
wytworzona w organizmie
powoduje zaburzenie jego funkcji
lub śmierć
Toksykologia żywności
 Bada i poznaje zależności między
budową chemiczną a działaniem
szkodliwych substancji naturalnych
występujących w produktach
pochodzenia zwierzęcego i roślinnego
oraz wytwarzających się w nich
wskutek działania czynników
biologicznych, chemicznych i
fizycznych oraz w wyniku interakcji
ze składnikami żywności
Toksykologia żywności
 Przedmiotem badań i oceny
toksykologicznej są także substancje
lub ich mieszaniny dodawane do
żywności oraz zanieczyszczenia
żywności
Każda substancja chemiczna
obecna w środowisku
 może w organizmie wywołać
efekt biologiczny
 Jego skutki zależą od dawki
wchłoniętej, właściwości
fizykochemicznych substancji i
wrażliwości organizmu związanej
z wiekiem, płcią i stanem zdrowia
Toksyczność substancji
 Niepożądane działanie biologiczne
szkodliwe, tolerowane,
nieodwracalne lub odwracalne
 Jest wynikiem zaburzeń reakcji
biochemicznych w organizmie
Działanie szkodliwe
 Wyraża się objawami ze strony
organizmu
 Kiedy objawy występują szybko,
gwałtownie, są wyraźne i wymagają
pomocy lekarskiej ale ustępują po
ustaniu kontaktu organizmu z
substancją szkodliwą – jest to zatrucie
ostre lub podostre
Działanie szkodliwe, tolerowane
 Niepożądane ale tolerowane działanie
może być spowodowane czasowym
odkładaniem się substancji szkodliwej
w organizmie, np. Pb w kościach
 Powolne jej uwalnianie może
prowadzić do adaptacji organizmu lub
do zatruć przewlekłych, a szybkie –
do zatruć podostrych lub ostrych
Toksyczność przewlekła
 Zatrucia przewlekłe – brak objawów,
przebieg utajony a wynik działania
toksycznego może być bardzo odległy
w postaci chorób nowotworowych,
wrodzonych wad rozwojowych lub
wad genetycznych
Toksyczność
 Zależy od warunków narażenia na
substancję chemiczną, jej dawki,
czasu i drogi jej wnikania do
organizmu
Dawka
 Jest to ilość substancji chemicznej,
która podana, pobrana lub
wchłonięta do organizmu w
określony sposób – wywołuje
działanie biologiczne
 Wyraża się w jednostkach
wagowych w przeliczeniu na masę
ciała i na dobę, np. mg/kg m.c./24 h
Dawka graniczna
 To najmniejsza dawka, która
wywołuje pierwsze spostrzegalne
skutki biologiczne
Dawka toksyczna
(Dosis Toxica, DT)
 Jest to ilość substancji chemicznej,
która po wchłonięciu do organizmu
wywołuje efekt toksyczny
Dawka śmiertelna
(Dosis Letalis, DL)
 Jest to ilość substancji chemicznej,
która podana jednorazowo
powoduje śmierć organizmu
Medialna dawka śmiertelna - DL50
(Median Letal Dose)
 Jest to statystycznie obliczona na
podstawie wyników uzyskanych w
doświadczeniu na zwierzętach ilość
substancji chemicznej, która
powoduje śmierć 50% zwierząt
NOAEL (No Observed Adverse
Effect Level)
 Najwyższa dawka badanej substancji
nie wywołująca objawów szkodliwych
dla zwierząt doświadczalnych
LOAEL (Lowest Observed Adverse
Effect Level)
 Najniższa dawka badanej substancji
wywołująca objawy szkodliwe u
zwierząt doświadczalnych
ADI (Acceptable Daily Intake)
 Dopuszczalne dzienne pobranie – jest
to ilość substancji, w mg/kg m.c.,
która pobierana codziennie, przez
całe życie człowieka ze wszystkich
źródeł (z żywnością, wodą, lekami,
kosmetykami) nie jest szkodliwa dla
organizmu
Wpływ substancji toksycznych
na organizmy żywe
Działanie toksyczne ostre
Działanie toksyczne przewlekłe
Działanie rakotwórcze
Działanie mutagenne
Działanie teratogenne
Działanie embriotoksyczne
Działanie szkodliwe na płodność i
rozrodczość
 Działanie uczulające







Działanie rakotwórcze
 Jest wynikiem reakcji aktywnych
metabolitów substancji chemicznych
z kwasami nukleinowymi i białkami
 Uszkodzenie DNA komórek
somatycznych - kancerogeneza
Podział wg IARC
1. Substancje rakotwórcze dla ludzi –
ponieważ stwierdzono związek
przyczynowy między ekspozycją a
występowaniem raka u ludzi
2. Substancje prawdopodobnie
rakotwórcze dla ludzi – ponieważ
stwierdzono ich rakotwórcze działanie
u wielu gatunków zwierząt
3. Pozostałe substancje – jeszcze nie
ocenione ze względu na ograniczone
badania
Działanie mutagenne
 Polega na wywoływaniu przez daną
substancję chemiczną mutacji trwałych zmian w materiale
genetycznym, które mogą być
dziedziczone
 Zmiany te dotyczą budowy i liczby
chromosomów - są przyczyną
chorób genetycznych i nowotworów
Działanie embriotoksyczne
i teratogenne
 Toksyczne działanie substancji
chemicznej na zarodek –
embriotoksyczność, a na płód teratogeność
 Prowadzą do śmierci zarodka/płodu
lub do wad rozwojowych płodu
Działanie szkodliwe na płodność
i rozrodczość
 Jest wynikiem działania
mutagennego i teratogennego
związków chemicznych
Działanie szkodliwe na
płodność i rozrodczość
 Związki o działaniu teratogennym,
nieszkodliwe dla zwierząt dojrzałych,
mogą powodować zaburzenia cyklu
reprodukcyjnego - szkodliwie
wpływać na rozwój plemników
(spermatogeneza), owulację lub
laktację (na ilość i jakość mleka)
Działanie uczulające
(alergiczne)
 Alergia pokarmowa – reakcja organizmu,
w której uczestniczy czynnik
immunologiczny
 Substancje o właściwościach alergicznych
(alergeny) wywołują po pewnym czasie,
koniecznym do wytworzenia przeciwciał,
stan nadwrażliwości
 Jest to stan utajony – dopiero ponowne
wniknięcie alergenu do organizmu lub
kontakt ze skórą wywołuje objawy
kliniczne
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
1. Niedotlenienie tkanek
2. Hamowanie reakcji enzymatycznych
3. Wpływ na przewodzenie bodźców w
układzie nerwowym
4. Aktywne metabolity
5. Działanie wolnych rodników
6. Działanie kancerogenne
7. Działanie immunologiczne
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
1. Niedotlenienie tkanek
 Skutek niedokrwistości – z powodu
hamowania syntezy hemoglobiny (np.
przez Pb) lub zmniejszenia ilości
hemoglobiny czynnej z powodu
hemolizy krwinek (np. przez AsH3)
 Skutek unieczynnienia (zablokowania)
hemoglobiny przez ksenobiotyk (np.
przez CO, azotany(III))
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
2. Hamowanie reakcji enzymatycznych blokowanie procesów biochemicznych
co często prowadzi do porażenia
układu oddechowego i śmierci
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
3. Wpływ na przewodzenie bodźców
w układzie nerwowym – niektóre
toksyny blokując receptory
przewodzące bodźce nerwowe (np.
kurara) lub blokując wydzielanie
neuroprzekaźnika -acetylocholiny
(np. botulina) - powodują
porażenie mięśni
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
4. Aktywne metabolity niektórych
związków chemicznych wiążą się z
makrocząsteczkami, np. z białkami
wątroby wywołując w niej zmiany
martwicze
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
5. Działanie toksyczne wolnych rodników
– niektóre związki przyczyniają się do
powstawania w organizmie wolnych
rodników, które mogą powodować
peroksydację lipidów i martwicę
wątroby (np. CCL4)
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
6. Działanie kancerogenne – zmiany w
metabolizmie i różnicowaniu komórek
w wyniku działania genotoksycznego
i epigenetycznego (nie uszkadzające
DNA)
Mechanizmy działania toksycznego
substancji chemicznych
7. Działanie immunologiczne –
substancje chemiczne mogą
przyczyniać się do powstawania
przeciwciał i wywoływać reakcje
alergiczne