Ołów i organiczne pochodne ołowiu

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Ołów i organiczne pochodne ołowiu"

Lidia Milewska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Ołów i organiczne pochodne ołowiu Główne źródła ołowiu i jego organicznych pochodnych OPO atmosfera > 2 µg/m 3 poŝywienie woda >10 ng/l gleba ng/g benzyna stabilizatory plastiku pestycydy biologiczna degradacja 1

3 poŝywienie woda >10 ng/l gleba 50-300 ng/g benzyna

2 Organiczne pochodne ołowiu są wykorzystywane jako: stabilizatory wyrobów plastikowych, składniki farb, baterii dodatki do paliw, pestycydy Inne źródło: alkilacja nieorganicznych pochodnych ołowiu Wchłanianie: z przewodu pokarmowego układ oddechowy skóra wiązanie przez błony erytrocytarne i rozmieszczenie w róŝnych tkankach I etap: wątroba, płuca, serce, nerki II etap: skóra i mięśnie III etap: kości Wydalanie: głownie z kałem (90%) 2

przewodu pokarmowego układ oddechowy skóra wiązanie przez błony erytrocytarne i rozmieszczenie w róŝnych

3 Związki te są silnie immunotoksyczne i neurotoksyczne. Obserwowano ich wpływ na: Wzrost komórkowy i Ŝywotność komórek Błonę komórkową Aktywność ruchową i odpowiedź chemotaktyczną komórek Strukturę cytoszkieletu Przekazywanie sygnału w komórkach Procentowy udział metabolitów tetraetylku ołowiu w tkankach i mediach biologicznych % wątroba nerki krew mocz Ŝółć kał Pb 2+ Et 2 Pb 2+ Et 3 Pb + 3

odpowiedź chemotaktyczną komórek Strukturę cytoszkieletu Przekazywanie sygnału w komórkach Procentowy

4 StęŜenie ołowiu we krwi (µg/100 ml) dzieci zgon Encefalopatia Neuropatia Niedokrwistość Kolka jelitowa Synteza hemogobiny Koproporfiryny i kwas σ-ala w moczu Metabolizm wit. D Spadek przewodnictwa nerw. Erytrocytarne porfiryny Upośledzenie rozwoju dorośli Encefalopatia Niedokrwistość Skrócenie Ŝycia Synteza hemoglobiny Neuropatia nerwów obw., nefropatia, niepłodność u męŝczyzn Koproporfiryny i kwas σ-ala Skurczowe ciśnienie krwi Ostrość słuchu Erytrocytarne porfiryny (o ) Erytrocytarne porfiryny (o+) Ołów jest toksyczny dla: centralnego układu nerwowego układu rozrodczego układu immunologicznego wątroby nerek Objawy zatrucia ołowiem: anemia, opóźnienie rozwoju, autyzm, zmęczenie, deformacje kości, nadpobudliwość, agresja, bóle mięśni, brak apetytu, biegunka, osłabienie, bóle brzucha, kolka, poronienia, ślepota, reumatoidalne zapalenie stawów, śmierć 4

, nefropatia, niepłodność u męŝczyzn Koproporfiryny i kwas σ-ala Skurczowe ciśnienie krwi Ostrość słuchu Erytrocytarne porfiryny (o ) Erytrocytarne porfiryny (o+) Ołów jest toksyczny dla: centralnego

5 Trietyloołów: Rozpuszczalna w wodzie pochodna tetraetyloołowiu, wykorzystywanego jako czynnik przeciwstukowy w benzynie Najbardziej stabilna i toksyczna organiczna pochodna ołowiu Łatwo penetruje błony komórkowe i ma szkodliwy wpływ na komórki i tkanki Selektywne uszkodzenia układu limbicznego trietyloołów Wzrost pobudliwości neuronów hipokampa Obrzmienie aparatu Golgiego i SER Akumulacja lizosomów Utrata polirybosomów wakuolizacja dendrytów Martwica neuronów piramidowych 5

komórki i tkanki Selektywne uszkodzenia układu limbicznego trietyloołów Wzrost pobudliwości neuronów hipokampa

6 NEFROTOKSYCZNOŚĆ ZWIĄZKÓW OŁOWIU Przewlekłe śródmiąŝszowe zapalenie nerek Martwica brodawek nerkowych Wpływ na błonę komórkową depolaryzacja i wzrost przewodności elektrycznej zmiany potencjału transmembranowego oddziaływania z białkami kanałowymi odpowiedzialnymi za transport jonów chlorkowych zakłócenie transportu jonów wapniowych, magnezowych, potasowych i sodowych przez błony mitochondrialne zmiany płynności Fuzja komórek Agregacja komórek Hemoliza erytrocytów Wytwarzanie pęcherzykowatych wypustek na powierzchni błony komórkowej Zmiany aktywności enzymów błonowych np. Na+/K+ -ATP-azy i fosfolipazy A 2 6

zakłócenie transportu jonów wapniowych, magnezowych, potasowych i sodowych przez błony mitochondrialne zmiany płynności Fuzja komórek Agregacja komórek

7 Zaburzenia metabolizmu hemowego Glicyna + Bursztynylo-CoA α-amino-β-ketoadypinian CO 2 ALA dehydrataza, Syntaza porfobiligenowa δ-aminolewulinian + δ-aminolewulinian porfobilinogen cytoplazma Pb mitochondrium ALA syntaza x Pb koproporfirynogen III porfobilinogenaza uroporfirynogen III dekarboksylaza uroporfirygenowa koproporfirynogen III Oksydaza koproporfirynogenu i dekarboksylaza koproporfirynogenu ferrochelataza protoporfiryna III-Fe 2+ mitochondrium Pb Zaburzenia układu krwiotwórczego Inhibicja syntezy hemoglobiny Skrócenie Ŝycia krwinek czerwonych Pobudzenie erytropoezy Retikulocytoza i niedokrwistość Zwiększona aktywność aminotransferazy asparaginowej Zaburzenia aktywności ruchowej komórek i chemotaksji Depolimeryzacja mikrotubul Zmiany organizacji F-aktyny 7

koproporfirynogenu ferrochelataza protoporfiryna III-Fe 2+ mitochondrium Pb Zaburzenia układu krwiotwórczego Inhibicja syntezy hemoglobiny Skrócenie Ŝycia krwinek czerwonych Pobudzenie

8 Wpływ ołowiu na gospodarkę wapniową w organizmie: współzawodniczy z przekaźnikami nerwowymi blokuje zaleŝne od napięcia kanały wapniowe zastępuje wapń w wapniowo-sodowej pompie zaleŝnej od ATP współzawodniczy z wapniem o miejsca w białkach wiąŝących wapń wiąŝe się z białkami przekaźnikowymi wiąŝącymi jony wapniowe jak np. kalmodulina, białkowa kinaza C Dictyostelium discoideum - organizm modelowy w badaniach migracji i chemotaksji komórek zwierzęcych ( Komórki Dictyostelium discoideum stanowią organizm modelowy w badaniach mechanizmów ukierunkowanego ruchu w odpowiedzi na gradient substancji chemicznej, wykorzystują one bowiem chemotaksję do poszukiwaniu pokarmu oraz do wytworzenia formy przetrwalnikowej. Zaletami tych komórek jest ich prosta hodowla, moŝliwość pozyskiwania duŝej ilości materiału do badań, duŝa prędkość migracji, moŝliwość przeprowadzania doświadczeń w temperaturze pokojowej, a takŝe fakt, Ŝe komórki te są haploidalne, co ułatwia uzyskiwanie mutantów. 8

kalmodulina, białkowa kinaza C Dictyostelium discoideum - organizm modelowy w badaniach migracji i chemotaksji komórek zwierzęcych (www.dictybase.

9 KOMORA W KSZTAŁCIE KIESZENI Profil rozwoju gradientu Dictyostelium discoideum kwas foliowy Sroka et al., Cell Motility and the Cytoskeleton 2002 Wpływ trietyloołowiu (TriEL) na morfologię i chemotaksję Dictyostelium discoideum kontrola 25 µm 3 µm TriEL 5 µm TriEL Sroka et al., Toxicology (2002) 9

, Cell Motility and the Cytoskeleton 2002 Wpływ trietyloołowiu (TriEL) na

10 Wpływ TriEL i kwasu foliowego na organizację mikrotubul w komórkach Dictyostelium discoideum kontrola 3 µm TriEL 5 µm TriEL 25 µm 5 µm TriEL + kwas foliowy TriEL 15 min. 60 min. TriEL Kwas foliowy Sroka et al., Toxicology (2002) Ołów wywołuje: Peroksydację lipidów Spadek ilości fosfolipidów Zwiększenie ilości kwasu arachidonowego Zahamowanie aktywności enzymów posiadających funkcjonalne grupy SH (np. dehydrogenaza glukozo-6-foforanowa) Spadek ilości pobieranego selenu, powodujący zahamowanie aktywności enzymów wymagających selenu jako kofaktora 10

, Toxicology (2002) Ołów wywołuje: Peroksydację lipidów Spadek ilości fosfolipidów Zwiększenie ilości kwasu arachidonowego Zahamowanie

11 Wpływ kwasu askorbinowego i seleninu sodu na migrację komórek Dictyostelium discoideum preinkubowanych w obecności 5 µm TriEL TriEL hamuje migrację i chemotaksję komórek Dictyostelium discoideum w sposób zaleŝny od dawki kwas foliowy, kwas askorbinowy i selenin sodu, związki posiadającewłaściwości antyutleniające przywracają migrację Komórek Dictyostelium discoideum, zahamowaną 5 µm TriEL mikrotubule nie są wymagane do polaryzacji kształtu i ukierunkowanej migracji komórek Dictyostelium discoideum 11

i selenin sodu, związki posiadającewłaściwości antyutleniające przywracają migrację Komórek Dictyostelium discoideum,

12 Komórki szczurzego mięsakoraka Walkera WC256 komórki modelowe w badaniach roli mikrotubul i kontaktów komórka-podłoŝe w regulacji migracji komórek kontrola nokodazol Sroka et al., International Journal of Biochemistry and Cell Biology (2002) Wpływ trietyloołowiu (TriEL) na morfologię i organizację mikrotubul w komórkach szczurzego mięsakoraka Walkera WC256 2 µm TriEL kontrola 5 µm TriEL nokodazol 10 µm mikrotubule 12

, International Journal of Biochemistry and Cell Biology (2002) Wpływ trietyloołowiu (TriEL) na

13 Wpływ trietyloołowiu na organizację aktyny i mikrotubul w komórkach mięsakoraka Walkera 256 blebbing 13

14 Wpływ TriEL na migrację komórek WC256 Dśr= 137,9±4,1 µm Dśr= 190,6 ±12,7 µm Dśr= 67,6±3,7 µm Dśr= 72,5±7,8 µm Dśr= 34,1±2,4 µm Sroka et al., Cellular and Molecular Biology Letters (2004) TriEL wpływa na migrację i morfologię komórek WC256 w sposób zaleŝny od czasu i dawki 2 µm TriEL w początkowej fazie inkubacji powoduje powstawanie pęcherzykowatych wypustek na krawędzi wiodącej niektórych komórek i stymuluje ich migrację, co związane jest z depolimeryzacją mikrotubul 5 µm TriEL hamuje migrację WC256 14

, Cellular and Molecular Biology Letters (2004) TriEL wpływa na migrację i morfologię komórek WC256 w sposób zaleŝny od czasu

15 Rtęć (Hg) Pochodzenie naturalne: gleba, woda Pochodzenie przemysłowe: produkcja barwników, fungicydy, pestycydy, przemysł wydobywczy, spalanie ropy naftowej i węgla śywność: głównie pochodzenia morskiego METYLACJA BIOLOGICZNA RTĘCI Dopuszczalna tygodniowa dawka rtęci mg całkowitej ilości rtęci, ale nie więcej niŝ 0,2 mg metylortęci 3.3 µg/kg masy ciała po dziennym spoŝyciu objawy zatrucia rtęcią Wchłanianie i rozmieszczenie metylortęci CH 3 Hg CH 3 Hg-SG wątroba Strumień krwi mózg włosy Ŝółć płód nerki Przewód pokarmowy flora bakteryjna Hg 2+ mocz poŝywienie kał 15

3 mg całkowitej ilości rtęci, ale nie więcej niŝ 0,2 mg metylortęci 3.

16 Udział rtęci w tkankach 100% 80% 60% Akumulacja rtęci-nerki (metalotioneina zaburzenia biosyntezy białka), mózg (5:1 w stosunku do krwimetylortęcioglutation), płuca 40% 20% 0% Nerki wątroba krew skóra mózg MECHANIZM DZIAŁANIA TOKSYCZNEGO -powinowactwo do grup sulfhydrylowych -poraŝenia ośrodkowego układu nerwowego -zaburzenia biosyntezy białka -mutacje genów -nienaprawialne uszkodzenia DNA -dezorganizacja wrzeciona mitotycznego -wywołuje glejaki -zaburzenia płodności -zapalenie mózgu i nerwów 16

-powinowactwo do grup sulfhydrylowych -poraŝenia ośrodkowego układu nerwowego -zaburzenia biosyntezy białka -mutacje genów

17 Powietrze (µg/m 3 ) Narządy i tkanki Płuca Układ nerwowy Błona śluzowa Nerki Układ nerwowy nerki Dopuszczalna tygodniowa dawka- 0.3 mg całkowitej ilości rtęci StęŜenie rtęci Mocz (µg/l) efekty Zapalenie płuc Zapalenie dziąseł Syndrom nerczycowy Neuropatia nerwów obw. Spadek wskaźnika inteligencji Zmiany w EEG DrŜenie palców Dopuszczalna wartość w moczu Pierwsze objawy zatrucia metylortęcią: choroba Minamata- parestezja: (drętwienie warg, języka, mrowienie kończyn) mg/g krwi (1 µg/g tkanki w mózgu) Pogłębiające się objawy zatrucia: Ataksja: (postępujący bezwład ruchowy) - ( µg/g tkanki w mózgu) 170 mg 90 mg 55 mg parestezja ataksja Zaburzenia mowy Głuchota ŚMIERĆ 25 mg StęŜenie w organizmie dorosłego człowieka 17

Spadek wskaźnika inteligencji Zmiany w EEG DrŜenie palców Dopuszczalna wartość w moczu Pierwsze objawy zatrucia metylortęcią: choroba Minamata- parestezja: (drętwienie warg, języka,

Podobne dokumenty

METALE I ZWIĄZKI METALOORGANICZNE

METALE I ZWIĄZKI METALOORGANICZNE Ubocznym skutkiem intensywnego rozwoju przemysłu i rolnictwa jest pojawienie się w środowisku naturalnym metali cięŝkich i ich organicznych pochodnych Związki metaloorganiczne