Biochemia zadymionych komórek

Transkrypt

1 Biochemia zadymionych komórek Dariusz Latowski Uniwersytet Jagielloński Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Zakład Fizjologii i Biochemii Roślin

2 Biochemia zadymionych komórek

3 hemia życia zadymionych komórek

4 Kominy hydrotermalne Black smokers White smoker metan, związki siarki, żelaza, O 2, tioestry

5 Dym koloid o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym ściśle zależnym od rodzaju spalanej substancji i sposobu spalania tlenki węgla lotne związki organiczne (LZO) tlenki azotu tlenki siarki metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) tzw. trwałe związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle

6 Potencjał przeciwdziałania toksycznym substancjom

7 Potencjał przeciwdziałania toksycznym substancjom jest niewystarczający lub ograniczony

8 tlenek węgla tlenek węgla(ii) (czad) tlenek węgla(iv)

9 tlenek węgla tlenek węgla(ii) (czad) chlor fosgen (Ol 2 ) tlenek węgla(iv) siarka siarczek karbonylu (OS)

10 tlenek węgla tlenek węgla(ii) (czad) tlenek węgla(iv) hemoglobina mioglobina

11 Fe O O 2 2 O O

12 is F8 (proksymalna) O Fe O O 2 2 O O O is E7 (dystalna) podjednostka hemoglobiny

13 Fe O O 2 2 O O Karboksyhemoglobina O O Fe 2+ Fe 2+ O + O + O

14 tlenek węgla tlenek węgla(ii) (czad) tlenek węgla(iv) p norma: krew tętnicza: 7,35-7,45; krew żylna: 7,32-7,42 hemoglobina mioglobina

15 tlenek azotu Podtlenek azotu ( 2 O) Tlenek azotu (O) Trójtlenek azotu ( 2 O 3 ) Dwutlenek azotu (O 2 ) zterotlenek azotu ( 2 O 4 ) Pięciotlenek azotu ( 2 O 5 )

16 woda zawarta w wydzielinie pokrywającej błony śluzowe tlenki azotu kwas azotowy uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych, pęcherzyków i naczyń włosowatych płuc, toksyczny obrzęk płuc

17 woda zawarta w wydzielinie pokrywającej błony śluzowe tlenki siarki kwas siarkowy uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych, pęcherzyków i naczyń włosowatych płuc toksyczny obrzęk płuc

18 woda zawarta w wydzielinie pokrywającej błony śluzowe tlenki azotu kwas azotowy uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych, pęcherzyków i naczyń włosowatych płuc, azotany toksyczny obrzęk płuc methemoglobinemii

19 tlenki azotu Fe O 2 2 O O histydyna proksymalna 2 2 O O Fe 2+ O 2 O 2 O histydyna dystalna

20 tlenki azotu tworzenie wolnych rodników tlenowych, co prowadzi do denaturacji elastyny i kolagenu, a w konsekwencji do zwłóknień peroksydacja lipidów denaturacja: elastyny (główny składnik ścięgien, więzadeł, tkanki płucnej oraz ścian większych naczyń krwionośnych) kolagenu (główny składnik ścięgien, zapewniający m.in. elastyczność tkanki łącznej)

21 Dym koloid o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym ściśle zależnym od rodzaju spalanej substancji i sposobu spalania tlenki węgla lotne związki organiczne (LZO) tlenki azotu tlenki siarki metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) tzw. trwałe związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle

22 Dym koloid o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym ściśle zależnym od rodzaju spalanej substancji i sposobu spalania tlenki węgla lotne związki organiczne (LZO) tlenki azotu tlenki siarki metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) tzw. trwałe związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle

23 metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) osadzone na PM10, PM2,5 denaturacja białek budulcowe enzymatyczne zaburzenia metaboliczne

24 Potencjał przeciwdziałania toksycznym substancjom zielone warzywa i glony (kolendra, brokuły) zwiększona produkcja białek i peptydów Produkcja kości, usuwanie z: potem, moczem, włosy, paznokcie naskórek

25 Dym koloid o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym ściśle zależnym od rodzaju spalanej substancji i sposobu spalania tlenki węgla lotne związki organiczne (LZO) tlenki azotu tlenki siarki metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) tzw. trwałe związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle

26 wchłanianie (absorpcja); rozmieszczenie (dystrybucja); przemiany biochemiczne (biotransformacja); wydalanie Biotransformacji nie ulegają substancje silnie polarne i silnie lipofilne. Biotransforamcja zachodzi dzięki enzymom: wątroby, nerek, skóry, płuc, siatkówki oka, jelita cienkiego, łożyska, jajników, jąder

27 Mikrosomalny system utleniań Mikrosomy różnorodne morfologicznie cząsteczki z cytoplazmy o wymiarach od 50 do 150 nm 50 nm 5 mm 170 km 1,70 m Ten mikrosomalny system utleniań występuje we wszystkich znanych organizmach zwierzęcych i bakteryjnych. Oprócz reakcji odtruwania zaangażowany w: metabolizm hormonów steroidowych, metabolizm cholesterolu, metabolizm kwasów tłuszczowych

28 wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) (silne działanie rakotwórcze) Związek hydrofobowy biotransformacja Związek bardziej hydrofilowy Jednoelektronowe reakcje utleniania i redukcji reakcje prowadzące do powstania wolnych rodników (toksycznych, reaktywnych związków posiadających niesparowane elektrony)

29 Dym koloid o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym i ilościowym ściśle zależnym od rodzaju spalanej substancji i sposobu spalania tlenki węgla lotne związki organiczne (LZO) tlenki azotu tlenki siarki metale ciężkie (kadm, rtęć, ołów) tzw. trwałe związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle

30 Dioksyny i związki dioksynopochodne dibenzodioksyny (chloro)dibenzodioksyny polichlorowane bifenyle (PB) (chloro)dibenzofurany

31 Dioksyny i związki dioksynopochodne dibenzodioksyny (chloro)dibenzodioksyny 2,3,7,8-tetra-chlorodibenzodioksyna (TDD) - najbardziej toksyczna (chloro)dibenzofurany

32 Dioksyny i związki dioksynopochodne Do zabicia: świnki morskiej 0,6 μg/kg TDD, chomika dla człowieka 5000 razy większa dawka; dawka śmiertelna nie jest jednoznaczna dibenzodioksyny 2,3,7,8-tetra-chlorodibenzodioksyna (TDD) - najbardziej toksyczna + piąty atom chloru = spadek toksyczności o 50% 1, 2,3,7,8-tetra-chlorodibenzodioksyna spadek toksyczności 1000 razy Pełne podstawienie chlorem (8 atomów) toksyczność zaniedbywalna Wiktor Juszczenko