Opasne supstancije

TERATOGENI, KARCINOGENI, MUTAGENI

Tea Ilčić, 5348/BT

26.05.2008.god.

Modul: Odabrana poglavlja zelene kemijeAk. god. 2007./2008.Koordinator modula: dr. sc. M. Jukić, doc.

Opasne supstancije

� Označavaju supstancije ili grupe supstancija koje su toksične, persistentne i podložne bioakumuliranju i druge supstancije ili grupe supstancija koje uzrokuju sličan nivo zabrinutosti.

Opasni otpad

� Posebno kontrolirane vrste otpada koje imaju jednu od sljedećih osobina: eksplozivnost, reaktivnost, zapaljivost, toksičnost, infektivnost, karcinogenost, ekotoksičnost, svojstvo otpuštanja otrovnih plinova kemijskom ili biološkom razgradnjom, sadrže supstancije koje prenose ili izazivaju određene bolesti i sl.

TERATOGEN

� To je svaka medicinska, kemijska, infektivna bolest ili okolišni agens koji može interferirati normalnom razvoju fetusa i rezultirati prekidom trudnoće, porođajnim manama ili komplikacijama u trudnoći.

•Opojna sredstva:alkohol, kokain, cigarete•Lijekovi: Akutan, Talidomide, kemoterapija, litij •Okolišni agensi: organska otapala, kemikalije, metali, anestetski plinovi, organska živa •Infektivne bolesti: rubeola, citomegalovirus, genitalni herpes, toksoplasmoza, vodene kozice •Ostalo: diabetes, radijacija, hipertermija (visoka temperatura)

Primjeri teratogena:

Akutan

Tablica 1. FDA kategorije rizika lijekovau trudnoći

studije na životinjama ili ženama pokazale su teratogeni učinak ili je dokaz fetalnog rizika potvrđen ljudskim iskustvom; rizik ne opravdava bilo koju moguću korist; kontraindicirani u trudnica ili žena generativne dobi

X

postoje dokazi humanog fetalnog rizika, ali korist od primjene lijeka može opravdati mogući rizik (u život opasnim situacijama, teške bolesti za koje nema drugog lijeka, a sama bolest ima veću učestalost malformacija npr.hipertireoza, epilepsija

D

studije na životinjama pokazale su teratogeni učinak, nema kontroliranih studija u žena, lijek dati samo ako potencijalna korist opravdava mogući rizik za fetus

C

studije na gravidnim životinjama nisu pokazale rizik za fetus, ali nema kontroliranih studija u žena ili su studije na životinjama pokazale štetan učinak koji nije potvrđen u kontroliranim studijama kod žena tijekom I trimestra te nema dokaza rizika u kasnijim trimestrima

B

kontrolirane studije u žena nisu pokazale rizik za fetusA

Kategorija rizika

Danas je poznato manje od 30 teratogena. Važno je napomenuti da postoji tzv. "normalna učestalost" malformacija u trudnoći koja iznosi oko 3 %.

� Teratogeni obično djeluju na organske sustave u vrlo specifičnom trenutku razvoja.

� Srce, središnji živčani sustav, tvrdo nepce i uhosu najčešće pogođeni.

� Razvoj fetalne jetre također je značajan čimbenik jer sa povečanjem zrelosti, jetreni enzimi djeteta sve bolje mogu metabolizirati lijekove.

� U vrijeme primjene teratogena, malformacije su najčešće na organima koji se tada najintenzivnije razvijaju.

U stadiju blastociste prije implantacije koji traje 10-14 dana nakon oplodnje, embrio reagira principom "sve ili ništa".

Zatim slijedi faza organogeneze koja je najosjetljivije razdoblje za pojavu većine anomalija (završava s navršenim 8 tj. trudnoće).

Mehanizam teratogenog učinka nije jasan i vjerojatno je multifaktorijalan

� Lijek može imati sekundarni, indirektni učinak na fetus, može interferirati s prolazom kisika i nutritivnih tvari, ali može imati i direktni učinak na procese diferencijacije u fetalnom tkivu.

� Primjer: vitamin A, alkohol

Kronično uzimanje visokih doza alkohola tijekom I i II trimestra dovodi do fetalnog

alkoholnog sindroma.

Vrijednost ispitivanja teratogenog učinka na životinjama :

� ograničena je ali ipak nezanemariva � inicijalne studije na gravidnim životinjama nisu

pokazale teratogenost talidomida

� Studije teratogenosti na tau fluvalinat kod zečeva pokazale su smanjeno zadržavanje ploda te malformacije skeleta i unutrašnjih organa pri maternotoksičnoj dozi (1.25 mg/kg).

Tau fluvalinat

� Moderna teratologija razvila se od 1940-ih kada je Josef Warkany sa kolegama prvi puta pozvao na oprez i činjenicu da okolišni faktori kao npr. x-radijacija mogu negativno utjecati na intrauterini razvoj u sisavaca.

IRAK� 1991. US je u ratu u Perzijskom zaljevu prvi puta

upotrijebila oružje u koje je ugrađen uran.� U drugom ratu u Iraku su znanstvenici otkrili municiju

izrađenu od urana koju SAD još uvijek imaju u svom arsenalu.

� Kakav će utjecaj to imati na Iračane i američke vojnike s obzirom na to da uran zrači nuklearnu energiju?

KARCINOGEN

� To je tvar ili supstancija koja može potaći zloćudan rast tj. rak.

� Rak je prouzrokovan brzim širenjem abnormalnih stanica.

� Za tijelo je normalno da zamijeni stare sa novim stanicama, ali stanice raka se šire previše brzo.

Vrste raka

� Karcinom je najuobičajenija vrsta raka: karcinom pluća, debelog crijeva, dojke i jajnika ulaze u ovu kategorija raka.

� Sarkom se nalazi u kosti, hrskavici, masnim naslagama i mišiću.

� Limfom nastaje u limfnim čvorovima tjelesnog imunosustava.

� Leukemija nastaje u krvnim stanicama koje nastaju u koštanoj srži i nalaze se u velikom broju u krvotoku.

Neke karcinogene stanice mogu formirati izrasline zvane tumori

Vrste tumora• Nekada tumori nisu karcinogeni. Oni se nazivaju

benigni tumori. Načinjeni su od stanica koje su veoma slične onima sa zdravog tkiva. Ova vrsta tumora ostaje u jednom području i ne širi se na zdrava tkiva i organe.

• Karcinogeni tumori se nazivaju i maligni tumori. Karcinom iz ovih tumora se širi kroz krvne i limfne sustave na druge dijelove tijela.

Sistem klasifikacije karcinogenih tvari

� Utvrđena je razlika između genotoksičnih i negenotoksičnih kemikalija.

� Za negenotoksične kemikalije mogu se izvesti pretpostavljeni stupnjevi izlaganja kod kojih ne postoji značajan rizik od pojave raka kod ljudi. Izazivaju karcinogene efekte jedino u visokim, toksičnim dozama i ne vežu se na DNA molekulu.

� Primjer za genotoksične karcinogene su inducirani kromosomski efekti bez početka procesa mutageneze.

Umjetni zaslađivači su karcinogeni?� Istraživanje je obavljeno na 1800 štakora (900 mužjaka i 900 ženki) podvrgnutih režimu prehrane u koju su dodane doze umjetnog

zaslađivača.

� Prvi testovi istraživanja ukazali su na povećanje limfoma i leukemije, posebno kod ženki.

� Dokazano je da uzimanje umjetnih zaslađivača (radi se konkretno o aspartamu) uopće ne djeluje na smanjivanje tjelesne težine.

ASPARTAM� To je najopasnija supstanca na tržištu koja se nalazi u

hrani i napitcima. � Znanstvenici koji su proučavali aspartam izvjestili su da

on uzrokuje kronične bolesti poput tumora na mozgu, multiple skleroze, epilepsije, parkinsonove i alzhajmerove bolesti, mentalne retardacije,fibromijalgije i dijabetesa.

Dokazano je da je aspartam, koji se nalazi u žvakaćim gumama i sugar free proizvodima višestruko karcinogen.

Keksi, čips i pommes frites su karcinogeni?

� Riječ je o tvari koja je već dugo poznata u proizvodnji umjetnih materijala, boje i ljepila, no tek je nedavno utvrđeno da je sastavni dio brojnih namirnica.

AKRILAMID

� Nastao je najprije kao nusproizvod prilikom prženja, pečenja i fritiranja hrane.

� Nastaje onda kada namirnica sadržava aminokiselinu asparagin.

� Dio akrilamida razgrađuje putem posebnog enzimskog sustava tzv. citokrom P 450-sustav, koji ima važnu ulogu u jetri prilikom brojnih procesa detoksikacije.

Akrilamid

Vina su karcinogena?� Francuske, njemačke, britanske i austrijske organizacije

nasumce su odabrale 40 vrsta vina kako bi utvrdile sadrže li tragove pesticida

� Ukupno je utvrđena prisutnost 24 različite vrste pesticida, od čega je njih pet EU ocijenio karcinogenima(Zanimljivo je da su testirana dva skupa vina sa cijenom višom od 200 €).

DDT1,4-difluorbenzen

2,4-difluornitrobenzen

Karcinogeni mulj trošit će se za gnojivo ?� Omogućio Pravilnik o gospodarenju muljem koji je

nedavno izradilo Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog

uređenja i graditeljstva.

� Otpadni mulj gotovo uvijek u sebi sadrži velike količine teških metala i dioksina koji kod ljudi izazivaju neplodnost i karcinogena oboljenja, pa bi plodovi izrasli

na takvom gnojivu bili iznimno opasni za zdravlje.

� To je na vlastitom primjeru najbolje naučila Njemačka, gdje su prije tridesetak godina također došli na tu ideju i

zagadili tlo teškim metalima.

Mozzarela je karcinogena?� Sanitarne službe su na području Napulja prije nekoliko

tjedana u karantenu stavile farme nakon što je u dvadesetak sirana utvrđena viša stopa dioksina od dopuštene.

� Dioxin je veći karcinogen nego što se ranije predpostavljalo.

� Najaktivnija forma dioxina tzv. TCDD je klasificiran kao

apsolutni karcinogen za ljude.

DIOKSIN

� Spalionice otpada stvaraju 40 % svih dioksinskih emisija u Europi.

� Dioksini u čovjekov organizam dospjevaju iz hrane životinjskog i biljnog porijekla, iz onečišcenog zraka, vode ili dodirom.

� Uništava vitalne funkcije ljudskih i životinjskih reproduktivnih organa, izaziva sterilnost, oštečenja gena (naročito kod muškog fetusa), hormonalne poremečaje, poremečaje rasta i imunog sustava...

� Nakupljaju se u čovjekovom organizmu jer ih organizam ne može razgraditi ili izlučiti na neki od prirodnih načina (ženski organizam raspolaže jedinstvenim mehanizmom izlučivanja dioksina - dojenje).

Spaljivanje otpada u cementnim pećima!?!

Spaljivanjem otpada u okoliš se ispuštaju: -otrovni dušikovi oksidi (NOx) -otrovni teški metali (živa, kadmij, olovo, arsen, talij) -plinovi dioksini i furani koji spadaju među najotrovnije poznate spojeve- srednje radioaktivni uran i torij koji najvećim dijelom ostaju u šljaci

Živa

Kadmij

� Cementna postrojenja nemaju nikakav filter koji bi mogao zaustaviti širenje otrova. Njihovi filtri zaustavljaju samo cementnu prašinu i to ne u cijelosti.

� Otrovi i karcinogene tvari koje ne dospiju u okoliš ostaju u samom cementu i na taj način se kasnije doslovno

ugrađuju i u zgrade tj. stanove.

MUTAGEN

� To je fizički ili kemijski agens koji mijenja genetsku informaciju (najčešće DNA) nekog organizma i tako povećava frekvenciju mutacija iznad prirodne razine mutacija (tzv. inducirane mutacije).

� Kako većina mutacija izaziva rak, nazivaju se joši karcinogeni.

� Takozvane „spontane mutacije“nastaju greškama u DNA replikaciji,

popravku DNA i pri rekombinaciji.

� Promjene u sekvencijama nukleinskih kiselina uzrokovane mutacijama uključuju supstituciju nukleotidnih parova baza i inserciju te deleciju jednog ili više nukleotida u DNA sekvenciji.

� Neki mutageni djeluju kao analozi baza pa se insertiraju u lanac DNA tijekom replikacije u mjesto supstrata.

� Neki reagiraju sa DNA i uzrokuju strukturalne promjene koje uzrokuju krivo kopiranje lanca kod replikacije DNA.

� Neki rade indirektno uzrokujući da stanice sintetiziraju spojeve koji imaju direktan mutageni efekt.

Fizikalni mutageni su: a) ionizirajuće zračenje (X-zračenje, tj. rendgensko i svemirsko zračenje)b) neionizirajuće zračenje (UV-zračenje)

• Ionizirajuće zračenje

1.Uzrokuje oštećenja u molekuli DNA:

- genske mutacije (adicija, delecija, supstitucija)

- kromosomske mutacije (Down-ov sindrom, Edward-ov sindrom)

2. Ubrzava starenje, a time je i pojava spontanih mutacija u uskoj vezi s pojavom raka.3. Aktivira onkogene viruse. 4. Daje poticaj stanicama za razmnožavanje što vodi do mitotskih pogrešaka i prerastanja najotpornijih mutanata u tumore.

� 1920. je Herman Muller otkrio da X-zrake uzrokuju mutacije kod vinske mušice.

� Koristio je X-zrake da bi napravio mutante Drosophila koje je koristio u svom proučavanju genetike.

� Čak je i sam Röntgen koji je otkrio X-zrake, tj. rendgenske zrake obolio od raka kože.

Mobiteli oštećuju spolne stanice?

� Uzrokuju oštećenje spolnih stanica, fragmentaciju DNA i, konačno, biološku smrt tih stanica.

� Eksperimenti su provođeni s mušicama (Drosophila melanogaster) koje su u laboratoriju šest dana zračene (odumiranje stanica kod »ozračenih«mušica deseterostruko je povećano u odnosu na kontrolnu skupinu).

� Slične se biološke posljedice na razvoj spolnih stanica mogu očekivati i kod ljudi koji nose mobitele u blizini genitalnog područja.

� Dokazano je da izloženost mikrovalnom zračenju mobilnih telefona oštećuje živčane stanice u mozgu laboratorijskih štakora.

� Oštećuje neurone važne za pamćenje, kretanje i učenje.

Zračni jastuci u automobilima ?� Sadrže natrijev azid koji je mutagen i karcinogen. � Uništenjem zračnog jastuka on može dospjeti u okolinu.

� Visoka temperatura može dovesti do zapaljenja natrijevog azida što je pojačano kontaktom s drugim teškim metalima u automobilu.

Posebno je opasan i kontakt s vodom jer se azid otapa u vodi i stvara hidrazoičnu kiselinu (HN3) koja je vrlo toksična, hlapljiva i eksplozivna.

NaN3 + H2O ---> HN3 + NaOH

Kofein je mutagen?

� Rak gušterače jedan je od najvećih problema u medicini zbog težine oboljenja i nemogućnosti učinkovitog liječenja.

� Češće mutacije onkogena c-K-ras (gena koji je najčešće mutiran u raku gušterače) upravo u osoba koje su često konzumirale crnu kavu.

Klimatske promjene preživjet će samo mutanti?

� Klimatske promjene su konstanta u dugoj Zemljinoj povijesti no ove najnovije drastičnije su negoli ikoje dosad zbog pojačane emisije stakleničkih plinova; Zemlja trpi globalno zatopljenje.

� Nedavno objavljena istraživanja ukazuju na to da se mnoge životinjske i biljne vrste prilagođavaju novonastaloj situaciji tako što mijenjaju svoj genetski

make-up, a sve kako bi održale vrstu na životu.

Primjer bakterija:•Za njih je najstresnije kad ih tretirate visokim koncentracijama antibiotika.•To inducira njihov genetički program za izazivanje mutacija pa bakterije počnu brzo mutirati kako bi se prilagodile novoj situaciji.•Mutanata ima mnogo, većina je neprilagođena, loša i odumire, ali mala frakcija koja razvije otpornost na, npr. antibiotike, pobijedi u novim uvjetima.

� Bakterije i virusi s kojima se suočavamo, a odgovorni su za velike epidemije poput ebole nedavno u Africi, su zapravo mutirani.

Radioaktivitet potiče evoluciju� U Černobilu je grupa znanstvenika posjetila ozračeno područje godinama nakon eksplozije i umjesto spaljene zemlje naišla na pravo bujanje života.

� Radioaktivno zračenje je golemi mutagen koji u DNK izaziva velike strukturne promjene te tako potiće nastanak novih genetičkih varijanti.

Černobilske ptice

Oregonska studija� Zemlja ulazi u posljednjih deset posto svog životnog vijeka.

� Temperatura zraka je u drastičnom porastu u posljednjih 20 godina, što utjeće na biljni i životinjski svijet.

� Ubrzano mijenjanje godišnjih doba izaziva i promjene ponašanja biljnog i životinjskog svijeta: - komarci »legu« 8-10 dana ranije nego pred 20-ak godina - ptice legu svoja jaja ranije nego pred 30-tak godina

KoriKorišštena literatura:tena literatura:

�� www.britannica.comwww.britannica.com

�� www.ilpi.comwww.ilpi.com

�� www.wikipedia.orgwww.wikipedia.org

�� www.croinfo.comwww.croinfo.com

�� www.iaems.orgwww.iaems.org

�� www.irak.plwww.irak.pl

�� www.belupo.hrwww.belupo.hr

�� www.zdravstvo.comwww.zdravstvo.com

�� www.plivazdravlje.hrwww.plivazdravlje.hr

�� www.farmakologija.comwww.farmakologija.com