background image

 

Molekularne mechanizmy 
toksyczności 
wielopierścieniowych 
węglowodorów aromatycznych

Paweł Brzuzan

W12: Toksyczność WWA  

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Wielopierścieniowe 

węglowodory aromatyczne

• WWA (PAHs): związki złożone z kilku pierścieni 

benzenowych

Antracen

Fenantren Fluoranten Benzo[a]piren

• Własności

• Mała rozpuszczalność w wodzie, lipofilność
• Względnie nieaktywne chemicznie (ew. aktywacja)
• Fotoaktywność

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Wielopierścieniowe 

węglowodory aromatyczne

• Raczej mało toksyczne 

• Mało reaktywne
• Bardzo stabilne
• Możliwe działanie narkotyczne, ale wymaga bardzo 

wysokich stężeń (ssaki 100 mg/kg w żywności)

• Są metabolizowane, nie bioakumulują się

• Ulegają natomiast aktywacji fotochemicznej i 

biologicznej, przekształcając się w szkodliwe dla 
organizmu związki 

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Wielopierścieniowe 

węglowodory 
aromatyczne

Barron i in 2004 

• Pochodzenie: pirolityczne i 

petrogeniczne

• Wpływ warunków środowiska na 

występowanie

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Modele toksyczności 

ostrej i chronicznej WWA

• Działanie narkotyczne: analiza CBR (ang. 

Critical Body Residues, McCarthy i 
Mackay 1993);

•  Model alkilowej pochodnej fenantrenu 

(alkyl phenanthrene model);

•  Model agonizmu receptora Ah;
•  Model kombinowany z uwzględnieniem 

jednostek toksyczności TU;

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Aktywacja WWA

• Fotochemiczna

• WWA absorbują promieniowanie 

UV 

• Równoczesna ekspozycja 

organizmu i WWA na UV – 
Fotosensytyzacja 
Fotosensytyzacja następuje 
wyłącznie w organizmie–
największy wpływ WWA na 
organizmy o przezroczystych 
powłokach ciała 

• Pre-ekspozycja WWA na UV  

fotooksydacja WWA (oxyWWA)  

toksyczność - Fotomodyfikacja

• Toksyczność ~ 10 g/L

R2CHOH + 1O2   

R2C-O-H   

OO-H

R2C=O + H2O2   

background image

 

W12: Toksyczność WWA  

  Aktywacja WWA

Biochemiczna → Biotransformacja WWA

Transformacja enzymatyczna WWA 
(hydroksylacja)

Wyższa rozpuszczalność produktu, 
ale

oxyWWA są bardziej reaktywne 
(cytotoksyczne/genotoksyczne)

Stres oksydacyjny

EDC

Niektóre oxyWWA udają hormony
WWA indukują cytochrom P450 
(degradacja hormonów 
steroidowych, stres oksydacyjny)

background image

 

Pytania kontrolne

2. Scharakteryzuj pirolityczne i petrogeniczne 

zanieczyszczenia WWA.

3. Omów modele toksyczności chronicznej WWA.
4. Scharakteryzuj procesy fotoaktywacji WWA. Co to jest 

fotosensytyzacja organizmu?

5. P/F. Niektóre WWA są potencjalnymi czynnikami 

zaburzającymi działanie układu endokrynnego 
kręgowców.   Wyjaśnij

W12: Toksyczność WWA

1. Wymień najważniejsze właściwości chemiczne i 

fizyczne                                                                 WWA.

background image

 

Molekularne mechanizmy 
toksyczności toksyn 
sinicowych

Paweł Brzuzan

W13: Toksyny sinicowe  

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

Sinice toksynotwórcze i toksyny przez 
nie produkowane

Zaawansowane stadium eutrofizacji;

Zmiana zapachu i smaku;

Uwalnianie toksyn produkowanych jako 

wtórnych 

metabolitów.

Anabaena

Microcystis

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

Klasa toksyn

Rodzaj Cyanobacteria

HEPATOKSYNY

1

Mikrocystyny 

nodularina

cylindrospermopsin

a

Microsystis, Anabaena, Nostoc, 
Anabaenopsis
Nodularia
Cylindropsermopis, Aphanizomenon, 
Umezakia

NEUROTOKSYNY

2

anatoksyna-a

anatoksyna-a(S)

saksitoksyna

Anabaena,Cylindrospermopsis, 
Aphanizomenon
Anabaena
Anabaena, Cylindrospermopsis, 
Aphanizomenon,  Lyngbya

DERMATOTOSKYNY

lyngbyatoksyna-a

aplysiatoksyna

Lyngbya
Lyngbya, Schizotrix

LIPOPOLISACHARYD
Y

Wiele rodzajów sinic

1 Cykliczne peptydy uwalniane do wody w wyniku lizy komórek,

inhibitory fosfatazy seryny i treoniny (PP1, PP2A), promocja guzów 
nowowtorowych; WHO: 1
g/cm3
2 Drugorzędowe aminy o charakterze alkaloidów, wiążą akceptory 
acaetylocholinowe, albo inhibują AchE ((anatoksyna-a(S)) 

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

Mikrocystyna-
LR

ADDA

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

 Moleklularne efekty toksyczności MC-

LR

HepG2, Zegura i in. 2003, Toxicon

Uszkodzenia 
DNA

RFT

Fragmenta

cja DNA 

Myszy, Weng i in. 2007, Toxicology

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

MC-LR: zmiany histologiczne wątroby

Sieja Aquat Toxicol. 2006 Aug 12;79(1):31-40. Epub 2006 May 16

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

MC-LR: zmiany fizjologiczne

Sieja, Brzuzan i in. 2009, Toxicon 

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

MC-LR: fragmentacja DNA

Sieja, Brzuzan i in. 2009, Toxicon 

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

MC-LR: ekspresja p53 i cdkn1a

Sieja, Brzuzan i in. 2009, Toxicon 

background image

 

W13: Toksyny sinicowe  

MC-LR: ekspresja p53 i cdkn1a

Sieja, Brzuzan i in. 2009, Toxicon 

microRN
A

background image

 

Pytania kontrolne

2. Scharakteryzuj molekularne efekty działania 

hepatotoksyn.

3. P/F. Neurotoksyny sinicowe zaburzają funkcjonowanie 

receptorów cholinergicznych. Wyjaśnij.

4. Omów budowę mikrocystyny –LR w kontekście jej 

toksyczności. 

5. Wymień histologiczne i fizjologiczne zmiany wątroby 

kręgowców w następstwie zatrucia mikrocystyną LR.

6. P/F. Microcystyny wpływają na ekspresję genów 

związanych z zatrzymaniem cyklu komórkowego i 
apoptozą. Wyjaśnij. 

W13: Toksyny sinicowe

1. Wymień najważniejsze klasy toksyn sinicowych.            

                                             


Document Outline