Dioksyny - toksyczność oraz objawy zatrucia

2019-11-18 15:21 mgr farmacji Sara Janowska

Dioksyny są toksycznymi substancjami organicznymi zdolnymi do kumulowania się w ludzkich tkankach. Ich głównym źródłem jest spalanie odpadów komunalnych, przemysłowych i medycznych. Związki te zaburzają pracę układu hormonalnego oraz działają rakotwórczo. Mogą też być wykorzystywane jako broń biologiczna. To właśnie dioksyny zostały wykorzystane w próbie otrucia prezydenta Ukrainy, Wiktora Juszczenki. Jakie są konsekwencje zatrucia dioksynami?

Spis treści:

  1. Dioksyny - ocena toksyczności
  2. Dioksyny - mechanizm toksycznego działania
  3. Dioksyny - wpływ na organizm człowieka
  4. Drogi narażenia na dioksyny
  5. Ostre zatrucie dioksynami - odtrutka
  6. Dioksyny jako broń biologiczna

Dioksyny są związkami chemicznymi powszechnie występującymi w naszym otoczeniu. Cechują się toksycznością oraz długim czasem rozpadu. Substancje z tej grupy mogą przetrwać w tkankach ludzkiego organizmu, nawet 30 lat.

W okresie ostatnich dziesięcioleciach dioksyny były obiektem wielu badań naukowych. Zainteresowanie tymi związkami chemicznymi wynika z ich szkodliwego działania, na które większość społeczeństwa jest wystawiona prawie codziennie.

Dioksyny w środowisku są obecne w bardzo małych stężeniach. Ilości te są tak małe, że ich istnienie odkryto dopiero w latach 50. ubiegłego wieku. Wcześniej było to niemożliwe ze względu na brak odpowiednich metod badawczych.

Z punktu widzenia chemicznego, związki te są pochodnymi oksantrenu, czyli dibenzo-1,4-dioksyny. Zaliczane są do substancji organicznych posiadających ugrupowania aromatyczne.

Wszystkie dioksyny mają charakter hydrofobowy, co oznacza, że nie rozpuszczają się w wodzie. Jednocześnie wykazują duże powinowactwo do tłuszczy, w tym tych występujących w ludzkim organizmie. Z tego względu te toksyczne związki mogą kumulować się w naszych tkankach.

Dioksyny - ocena toksyczności

Wśród dioksyn możemy wyodrębnić formy polibromowe oraz polichlorowe. Oba te typy charakteryzują się najwyższą toksycznością. Istnieje jednak wiele więcej rodzajów pochodnych dioksynowych.

Stopień szkodliwości danej cząsteczki zależy od liczby oraz miejsca podstawienia atomów bromu lub chloru w strukturze chemicznej.

Za najbardziej toksyczną substancję z tej grupy uważa się 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksynę, często określaną skrótem TCDD.

To właśnie ten związek był odpowiedzialny za szkodliwość preparatu "Agent Orange" stosowanego przez armię amerykańską w trakcie wojny w Wietnamie.

Do grupy dioksyn należą zarówno związki o bardzo wysokiej jak i niskiej toksyczności.

W celu sprawniejszego opisywania szkodliwości konkretnych substancji wprowadzono specjalną skalę wykorzystującą współczynnik TEF (toxicity equivalent factor). Określa się go na podstawie wyników badań in vivo oraz in vitro, porównanych z danymi dla TCDD, czyli dioksyny o najwyższej toksyczności.

Z wyników badań na zwierzętach wynika, że różne gatunki mogą zupełnie inaczej reagować na te same dawki konkretnej dioksyny.

Istnieją również wyraźne zależności pomiędzy płcią oraz wiekiem organizmu, a szkodliwością danej substancji.

Przykładowo dawka wywołująca śmierć świnki morskiej to 0,6 μg/kg 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksyny.

Zabicie chomika wymaga 5000 razy większej ilości tej samej substancji.

Utrudnia to znacząco przeprowadzenie testów które miałyby wymierne przełożenie na organizm ludzki.

Dioksyny - mechanizm toksycznego działania

Dioksyny są związkami, które powoli, ale sukcesywnie kumulują się w naszych organizmach. Gromadząc się w tkankach w wysokich stężeniach, działają na nie kancerogennie i genotoksycznie. Oznacza to, że trwałe narażenie na te substancje może prowadzić do choroby nowotworowej.

Czytaj też: Karcenogeneza, czyli nowotworzenie

Substancje te strukturalnie posiadają budowę podobną do ludzkich hormonów steroidowych. W związku z tym silnie oddziaływają na następujące narządy:

Dioksyny destabilizują układ hormonalny. Wywołują również nieprawidłowe reakcje immunologiczne. Konsekwencją kontaktu z tymi substancjami mogą być przewlekłe alergie skórne.

Dioksyny zaburzają równowagę również na poziomie komórkowym, hamując syntezę kwasów nukleinowych, lipidów oraz węglowodanów.

Toksyczność tych związków ma źródło w ich zdolności łączenia się z receptorem wewnątrzkomórkowym - jest mediowana przez interakcję ze specyficznym białkiem wewnątrzkomórkowym receptorem węglowodorów aromatycznych.

Jest on ważnym czynnikiem regulującym transkrypcję, a co za tym idzie aktywność wielu genów. Dioksyny oddziaływając na niego, wpływają jednocześnie na szereg innych białek regulatorowych.

Dioksyny - wpływ na organizm człowieka

Dioksyny są uznane za substancje wysoce toksyczne. Konsekwencjami wpływu tych związków na ludzki organizm są:

Dioksyny są dużą grupą związków o różnej toksyczności. Dokładna ocena wpływu poszczególnych substancji, ze względu na wcześniej opisane przyczyny, jest dość trudna.

Obecnie naukowcy podejrzewają, że są one odpowiedzialne również za:

  • uszkodzenia wątroby
  • zaburzenia metabolizmu hemu
  • nieprawidłowe stężenie lipidów w krwi
  • zaburzenia tarczycy
  • cukrzycę
  • zaburzenia immunologiczne

Z badań przeprowadzonych na zwierzętach wynika, że szkodliwy wpływ dioksyn może być dużo silniejszy w stosunku do dzieci, niż dorosłych. Wynika to ze zdolności tych substancji do zaburzania procesów rozwojowych. Chodzi tutaj przede wszystkim o prawidłowe formowanie się zębów oraz rozwój seksualny.

Drogi narażenia na dioksyny

Głównym źródłem dioksyn w środowisku człowieka jest spalanie śmieci przemysłowych, komunalnych oraz medycznych. Te toksyczne związki powstają zarówno w wyniku nielegalnej utylizacji odpadów, jak i w kontrolowanych przez odpowiednie instytucje spalarniach.

Dioksyny docierające do naszego organizmu mogą pochodzić jednak z wielu różnych źródeł. Często powstają jako produkty uboczne przemysłu.

Duże znaczenie ma tutaj produkcja:

  • papieru
  • pestycydów
  • herbicydów

Toksyny te mogą jednak mieć pochodzenie naturalne.

Dioksyny mogą tworzyć się w trakcie erupcji wulkanów czy też pożarów lasów. Mogą powstać w wyniku naturalnych procesów. Przykładowo w trakcie erupcji wulkanów lub pożarów lasów.

Bezpośrednio do naszego ciała dioksyny dostają się wraz ze wdychanym powietrzem lub spożywaną wodą oraz żywnością. Mogą pochodzić zarówno z pokarmów mięsnych jak i roślinnych. Toksyny te wnikają do żywności ze skażonego nimi środowiska na różnych etapach produkcji.

Dioksyny wykazują dużą lipofilowość. Z tego względu, największe ich stężenia gromadzą się w pokarmach zawierających dużo tłuszczu, takich jak:

Zatrucie żywności dioksynami na ogromną skalę wydarzyło się w japońskim miasteczku Yusho w 1968 roku. Skażony został olej, a toksycznymi związkami były polichlorowane bifenole. Liczbę poszkodowanych szacuje się na ponad 1800 osób. Najpoważniejszymi zaobserwowanymi objawami zatrucia było ostre zapalenie wątroby oraz trądzik chlorowy.

Przyczyną zatrucia wysoką dawką dioksyn, są zazwyczaj sytuacje związane z pracą w przemyśle. Drugą częstą ich przyczyną jest nieprawidłowe stosowanie pestycydów oraz wypadki z nimi związane. Te ostatnie mogą stać się przyczyną lokalnych katastrof ekologicznych.

Ostre zatrucie dioksynami - odtrutka

W przypadku ostrych zatruć dioksynami jako odtrutkę podaje się olestrę. Jest ona nieprzyswajalnym substytutem tłuszczu, w którym bardzo dobrze rozpuszczają się dioksyny. Jej zastosowanie ma na celu przyspieszenie wydalenia toksyny z organizmu pacjenta.

Dioksyny jako broń biologiczna

Toksyczne właściwości dioksyn bywają wykorzystywane celowo. Substancje te zostały użyte w nieudanym zamachu na życie prezydenta Ukrainy, Wiktora Juszczenki. Badania wykazały, że stężenie dioksyn w jego krwi, po próbie otrucia, przekraczało normę 20 tysięcy razy. Konsekwencjami działania tych toksyn były bardzo poważne zmiany skórne utrzymujące się na twarzy prezydenta przez prawie 5 lat.

Dioksyny zostały wykorzystane w trakcie wojny w Wietnamie przez amerykańskie wojsko. Uważa się jednak, że było to działanie nieświadome. W celu uniemożliwienia Wietnamczykom ukrycia się w dżungli, Amerykanie przeprowadzali wielkoobszarowe opryski likwidujące roślinność.

Wykorzystywali do tego defolianty, nazywane często "tęczowymi herbicydami". Niestety jednym z tych środków był "Agent Orange", zawierający w swoim składzie TCDD, czyli najbardziej toksyczną dla ludzi dioksynę. Oficjalnie preparat nie miał zawierać tej substancji. Powstawała ona jednak w trakcie jego produkcji i stanowiła rodzaj zanieczyszczenia.

Konsekwencją stosowania "Agent Orange" w trakcie wojny w Wietnamie, były różnego rodzaju przewlekłe schorzenia u żołnierzy którzy ją przeżyli i mieli kontakt z tym preparatem. Zdarzały się również częste przypadki wad wrodzonych u dzieci tych osób. Te choroby i zaburzenia miały swoje źródło właśnie w toksyczności TCDD.

Czytaj też: Zatrucie herbicydami - objawy, leczenie

Piśmiennictwo:

  1. Marta Słowińska, Maria Koter-Michalak, Bożena Bukowska, Wpływ dioksyn na organizm człowieka - badania epidemiologiczne, Medycyna Pracy 2011
  2. Shibamoto T., Yasuhara A., Katami T. Dioxin formation from waste incineration. "Reviews of Environmental Contamination and Toxicology". 190, s. 1-41, 2007
  3. O. Sorg, M. Zennegg, P. Schmid, R. Fedosyuk i inni. 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) poisoning in Victor Yushchenko: identification and measurement of TCDD metabolites. "Lancet". 374 (9696), s. 1179-1185, 2009.
  4. Zdzisław Brzeski. Dioksyny i furany w środowisku i ich wpływ na organizm. "Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu". 17 (3), s. 161-164, 2011.
O autorze
mgr farmacji Sara Janowska
mgr farmacji Sara Janowska
Doktorantka interdyscyplinarnych studiów doktoranckich z zakresu nauk farmaceutycznych i biomedycznych realizowanych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie oraz Instytucie Biotechnologii w Białymstoku.Absolwentka studiów farmaceutycznych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie ze specjalizacją Lek Roślinny. Uzyskała tytuł magistra broniąc pracy z dziedziny botaniki farmaceutycznej na temat właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów pozyskanych z dwudziestu gatunków mchów. Obecnie w pracy naukowej zajmuje się syntezą nowych substancji przeciwnowotworowych oraz badaniem ich właściwości na liniach komórek nowotworowych. Przez dwa lata pracowała jako magister farmacji w aptece otwartej.
Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.

NOWY NUMER

Czytaj e-wydanie! Z kodem rabatowym: "wiosna" tylko 2,50 zł za 96 stron porad o zdrowiu! Dodatkowo otrzymasz dostęp do numerów archiwalnych. W nr 4/2020 „Zdrowia m.in.: poradnik alergika, choroby zakaźne pod lupą, „młody” zawał serca, mity o recyklingu.

Dowiedz się więcej
Miesięcznik Zdrowie 4/2020
KOMENTARZE