TOXIKOLOGIE POTRAVIN VYBRANÉ KAPITOLY

VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO

FAKULTA VETERINÁRNÍ HYGIENY A EKOLOGIE Ústav veřejného veterinářství, ochrany zvířat a welfare

TOXIKOLOGIE POTRAVIN – VYBRANÉ KAPITOLY

Doc. MVDr. Helena Modrá, Ph.D. Prof. MVDr. Zdeňka Svobodová, DrSc. Mgr. Zuzana Široká, Ph.D. Ing. Jana Blahová, Ph.D.

BRNO 2014

Tato skripta jsou spolufinancována z Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost:

„Inovace bakalářského a navazujícího magisterského studijního programu v oboru Bezpečnost a kvalita potravin“ (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0287)

VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO

FAKULTA VETERINÁRNÍ HYGIENY A EKOLOGIE Ústav veřejného veterinářství, ochrany zvířat a welfare

TOXIKOLOGIE POTRAVIN Vybrané kapitoly pro posluchače Fakulty veterinární hygieny a ekologie

Brno 2014

3

Obsah Úvod ........................................................................................................................................... 6 1. Dusičnany, dusitany ............................................................................................................... 7 2. N-nitrosaminy....................................................................................................................... 10 3. Perzistentní organické polutanty (POPs) .............................................................................. 12 3.1 DDT ................................................................................................................................ 13 3.2 Další organochlorované pesticidy .................................................................................. 15 3.3 Polychlorované bifenyly (PCB) ..................................................................................... 15 3.4 Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) a dibenzofurany (PCDF) ......................... 17 3.5 Bromované zpomalovače (retardéry) hoření .................................................................. 19 3.6 Perfluoralkylované sloučeniny ....................................................................................... 20 4. Pesticidy ............................................................................................................................... 23 4.1 Herbicidy, desikanty a defolianty................................................................................... 24 4.2 Fungicidy ........................................................................................................................ 26 4.3 Insekticidy ...................................................................................................................... 28 4.3.1 Organochlorované insekticidy .............................................................................................. 28 4.3.2 Organofosfáty, karbamáty (Anticholinesterázové insekticidy) ............................................ 28 4.3.3 Pyretroidy ............................................................................................................................. 30

5. Toxické látky rostlinného původu ........................................................................................ 31 5.1 Glykoalkaloidy brambor................................................................................................. 31 5.2 Kyanogenní glykosidy .................................................................................................... 32 5.3 Methylxanthiny .............................................................................................................. 33 5.4 Fytoestrogeny ................................................................................................................. 34 5.5 Látky ovlivňující metabolismus mikronutrientů ............................................................ 35 5.6 Inhibitory enzymů .......................................................................................................... 39 5.7 Taniny............................................................................................................................. 40 5.8 Látky způsobující favismus ............................................................................................ 41 5.9 Toxické aminokyseliny .................................................................................................. 42 5.10 Lektiny.......................................................................................................................... 42 5.11 Toxické mastné kyseliny .............................................................................................. 43 6. Kovy ..................................................................................................................................... 45 6.1 Rtuť ................................................................................................................................ 46 6.2 Olovo .............................................................................................................................. 49 6.3 Kadmium ........................................................................................................................ 51

4

6.4 Chróm ............................................................................................................................. 53 6.5 Arzen .............................................................................................................................. 55 6.6 Selen ............................................................................................................................... 57 6.7 Měď ................................................................................................................................ 59 6.8 Železo ............................................................................................................................. 61 6.9 Cín .................................................................................................................................. 62 6.10 Zinek ............................................................................................................................. 63 6.11 Hliník ............................................................................................................................ 65 7. Mykotoxiny .......................................................................................................................... 67 7.1 Aflatoxiny....................................................................................................................... 68 7.2 Ochratoxin A .................................................................................................................. 69 7.3 Fusariové mykotoxiny .................................................................................................... 70 7.3.1 Fumonisiny ........................................................................................................................... 70 7.3.2 Zearalenon ............................................................................................................................ 71 7.3.3 Trichoteceny ......................................................................................................................... 72

7.4 Nově objevené fusariové mykotoxiny............................................................................ 73 7. 5 Patulin............................................................................................................................ 74 7.6 Námelové alkaloidy........................................................................................................ 74 7.7 Další mykotoxiny prokazované v potravinách ............................................................... 75 8. Bakteriální toxiny ................................................................................................................. 76 8.1 Klostridiové toxiny ......................................................................................................... 77 9. Alkoholy ............................................................................................................................... 80 9.1 Etanol.............................................................................................................................. 80 9.2 Metanol ........................................................................................................................... 83 10. Literatura ............................................................................................................................ 85

5

Úvod Skripta Toxikologie potravin – vybrané kapitoly jsou určena pro studenty bakalářského studijního programu Fakulty veterinární hygieny a ekologie oboru Bezpečnost a kvalita potravin. Skripta poskytují informace potřebné pro teoretickou přípravu k předmětu Toxikologie potravin a toxikologické laboratorní metody. Do skript byly vybrány skupiny látek, které patří k nejvýznamnějším kontaminantům potravin živočišného i rostlinného původu. Kromě toho je zde uvedena kapitola, která se týká toxických látek přirozeně obsažených v některých rostlinách. U každé skupiny látek jsou uvedeny příčiny kontaminace potravin, mechanismus jejich působení v organismu a ovlivnění zdraví člověka. Záměrně zde nejsou uváděny expoziční a hygienické limity pro jednotlivé kontaminanty, protože tyto hodnoty se mohou měnit. Ve skriptech jsou popisovány účinky látek v koncentracích, které překračují expoziční a hygienické limity. Znalost rizik, které látky kontaminující potraviny přinášejí, je však důležitá pro hodnocení rizika a přijímání odpovídajících opatření s cílem zabránit nebo omezit na minimální možnou míru případné poškození zdraví spotřebitele. Je také důležité si uvědomit, že pro produkci bezpečných potravin je třeba používat kvalitní krmiva pro zvířata, protože řada látek přechází do masa a dalších živočišných tkání.

6

1. Dusičnany, dusitany Z. Svobodová

Zdroje a charakteristika toxinů Anorganické formy dusíku (amoniak, dusitany, dusičnany) se přirozeně vyskytují ve všech složkách životního prostředí. Z biochemických přeměn anorganických forem dusíku je nejdůležitější oxidace amoniaku na dusitany až dusičnany (nitrifikace) a redukce dusičnanů a dusitanů na elementární dusík (denitrifikace). Nitrifikace probíhá v oxických podmínkách pomocí nitrifikačních bakterií a to ve dvou stupních. Rod Nitrosomonas se podílí na prvním stupni nitrifikace, tj. přeměn amoniaku na dusitany. Ve druhém stupni nitrifikace, tj. oxidaci dusitanů na dusičnany, se uplatňují bakterie rodu Nitrobacter. Denitrifikace probíhá v anoxických podmínkách a uplatňují se zde anaerobní bakterie (např. rody Pseudomonas, Achromobacter). Dusičnany a dusitany se vyskytují v mnoha potravinách rostlinného i živočišného původu. Do potravin rostlinného původu se dostávají z půdy, do potravin živočišného původu z krmiv a dále také jako látky aditivní. Nejčastějšími exogenními zdroji dusičnanů a dusitanů ve výživě lidí jsou: 

Různé druhy zeleniny, především rané listové zeleniny pěstované za nepříznivých teplotních, vlhkostních a světelných podmínek a na půdě intenzivně hnojené. Nepříznivé klimatické podmínky zapříčiňují nedostatek uhlíkatých sloučenin potřebných pro přeměnu nahromaděných dusičnanů na aminokyseliny a v konečné fázi na bílkoviny.



Částečná redukce dusičnanů na dusitany probíhá pomocí enzymu nitrátreduktázy přítomných mikroorganismů v průběhu sklizně, dopravy, skladování a zpracování rostlinných produktů s vyšším obsahem dusičnanů. Intenzita redukce se zvyšuje při zapaření nebo mechanickém poškození rostlinných produktů. Také po uvaření se zintenzivňuje přeměna dusičnanů na dusitany a to zejména u jídel, které se dlouho udržují v teplém stavu.



Živočišné produkty mají ve srovnání s rostlinnými velmi nízký obsah dusičnanů a dusitanů s výjimkou potravin, při jejichž výrobě jsou tyto látky používány jako aditiva. Dusičnany, ale především dusitany jsou využívány jako stabilizátory barvy masa a jako inhibitory růstu bakterií (u nesterilizovaných masových výrobků inhibují růst Clostridium botulinum).



V neposlední řadě zdrojem dusičnanů a dusitanů může být pitná voda s vysokou koncentrací těchto látek. Nejvyšší mezní hodnota (NMH) v pitné vodě je 50 mg/l dusičnanů a 0,5 mg/l dusitanů (Vyhláška 252/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů). Pro balenou kojeneckou vodu je NMH 10 mg/l dusičnanů a 0,02 mg/l dusitanů (Vyhláška 275/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů).

7

Endogenním zdrojem dusitanů jsou dusičnany přijaté v potravě. Tyto jsou v anaerobním prostředí gastrointestinálního traktu mikroorganismy redukovány na dusitany. Toxické účinky Dusičnany nejsou v běžných koncentracích pro dospělé jedince nebezpečné. Potenciální toxicita dusičnanů je spojena s možností jejich redukce na dusitany. Letální dávky dusičnanů a dusitanů pro člověka nejsou přesně známy. Dusitany jsou nebezpečné především pro kojence do věku 2-4 měsíců a to z následujících důvodů: 

V žaludku kojenců je nižší koncentrace kyselin a tedy vyšší pH, při kterém se mohou množit i nepatogenní mikroorganismy redukující přijaté dusičnany na dusitany dříve než se dusičnany stačí resorbovat.



Fetální hemoglobin u novorozenců tvoří 85 %, u kojenců ve 3 měsících 15 % a v jednom roce 1–2% z celkového hemoglobinu. Fetální hemoglobin se snadněji oxiduje dusitany než hemoglobin dospělých.



Za normálního fyziologického stavu činí množství methemohlobinu v krvi asi 2%. Erytrocyty obsahují enzym methemoglobinreduktázu, který převádí methemoglobin na hemoglobin. U kojenců do věku 2-4 měsíců je aktivita tohoto enzymu velmi nízká.

Toxikokinetika a mechanismus účinku Dusičnany a dusitany jsou vstřebávány velmi rychle a efektivně v tenkém střevě. Dusičnany přijaté potravou se asi z 65 až 70 % vylučují močí, zhruba 10 % se přeměňuje v gastrointestinálním traktu na dusitany. Téměř 40 % dusitanů přijatých potravou se v nezměněné podobě vylučuje močí. Dusitany vstupují do krevního řečiště, kde oxidují dvojmocné železo (Fe2+) hemoglobinu na trojmocnou formu (Fe3+). Touto reakcí vzniká methemoglobin, který není schopen vázat a přenášet kyslík. Tím je snížena schopnost erytrocytů transportovat po těle kyslík a organismus trpí jeho nedostatkem. Kromě toho působí jak dusitany, tak dusičnany vasodilatačně, dochází až k obrně kapilár, způsobují pokles krevního tlaku. To přispívá ke snížení zásobení tkání kyslíkem. Masivní resorpce převážně dusičnanů může vést k poruše osmotické homeostázy.

Klinické příznaky V podstatě lze pozorovat 3 formy otravy, a to dusičnanovou, dusitanovou a methemoglobinovou. Dusičnanová forma otravy vzniká po příjmu vysokých dávek dusičnanů a jsou pro ni charakteristické symptomy poruchy osmotické homeostázy. Dusitanová (působení na cévy, pokles krevního tlaku) a methemoglobinová forma spolu úzce souvisejí a většinou probíhají společně. První symptomy methemoglobinové formy se objevují při koncentraci 6-7 % methemoglobinu v krvi. Hlavním příznakem jsou projevy hypoxie. Při lehčí formě je zjišťována apatie, anorexie, celková slabost, zrychlený dech a šedomodré až modrofialové zbarvení (cyanóza) sliznic a pokožky zejména na okrajových částech těla. Krev

8

je čokoládově zbarvená. Tělesná teplota je normální nebo snížená. Při těžké formě dochází k neklidu, k dušnosti, dech se zrychluje, srdeční činnost je zrychlená, ale srdeční tep zeslabený. Zbarvení sliznic a pokožky je modrofialové. Pro člověka je letální koncentrace methemoglobinu nad 50 %.

Diagnostika a terapie Základem stanovení diagnózy jsou typické klinické příznaky a především modrofialové zbarvení zejména pod nehty prstů a na rtech a čokoládově hnědé zbarvení krve. K objektivní diagnóze slouží stanovení methemoglobinu v krvi. V těžkých případech ohrožujících život je nutná výměnná transfuze krve. Pro urychlení redukce methemoglobinu je podávána toluidinová nebo metylenová modř. Přeměnu methemoglobinu na hemoglobin podporuje také kyselina askorbová (vitamín C).

Prevence Prevence spočívá v zabránění příjmu potravin a pitné vody se zvýšeným obsahem dusitanů a dusičnanů. Rizikovou skupinou jsou kojenci a z toho důvodu je nutno přísně dodržovat limity pro obsah dusitanů a dusičnanů v kojenecké vodě a stravě určené právě pro tuto věkovou kategorii.

9

2. N-nitrosaminy Z. Svobodová

Zdroje a charakteristika toxinu Nitrosaminy jsou ubikvitární (všudypřítomné) látky, lze je nalézt v potravinách, nápojích, v tabákovém kouři a jsou i průmyslovými kontaminanty. N-nitrosaminy vznikají nitrosací sekundárních aminů (obr. 1).

Obr. 1: Nitrosační reakce vedoucí ke vzniku nitrosaminů (Velíšek a Hajšlová, 2009)

Zdrojem sekundárních aminů jsou přirozené složky potravy (aminokyseliny, aminosacharidy atd.), dále vznikají při metabolismu aminokyselin (řadou enzymových reakcí a termickým rozkladem při teplotě nad 180 °C), zdrojem jsou rovněž četné produkty Maillardovy reakce* (např. karbinolaminy, glykosylaminy) a v neposlední řadě se další sekundární aminy dostávají do potravin jako cizorodé látky (např. při metabolizaci pesticidů - atrazinu, simazinu). Nitrosační činidla vznikají v kyselém prostředí z kyseliny dusité resp. dusitanů a dusičnanů přítomných v potravinách jako aditiva nebo kontaminanty (obr. 2). Účinným nitrosačním činidlem je nitrosylový kation NO+, oxidy dusíku (oxid dusitý a dusičitý), případně nitrosylhalogenidy, které vznikají v přítomnosti halogenvodíkových kyselin. N-nitrosloučeniny mohou vznikat také při sušení potravin přímým ohřevem z kouře, který obsahuje oxidy dusíku. Do potravin a krmiv se mohou dostávat i jako exogenní kontaminanty migrací např. z některých obalů (elastomery, pryž). Nitrosační reakce může být katalyzována (např. chloridy) anebo inhibována (např. kyselinou askorbovou, tokoferoly, cysteinem, glutathionem).

*Maillardova reakce probíhá při tepelném zpracování potravin. Jedná se o neenzymové hnědnutí potravin, kdy spolu reagují redukující cukry nebo produkty jejich degradace a aminokyseliny nebo bílkoviny. V průběhu této reakce vzniká řada velmi reaktivních karbonylových sloučenin, které reagují jednak vzájemně, jednak s přítomnými aminosloučeninami. Při Maillardově reakci vznikají také hnědé pigmenty, melanoidiny a senzoricky žádoucí sloučeniny, které dodávají produktům charakteristické zbarvení, chuť a vůni. Maillardova reakce je typická pro pekařské nebo masné výrobky, kdy při pečení vzniká charakteristický zlatavý až hnědý povrch.

10

Obr. 2: Vznik nitrosačních činidel v kyselém prostředí (Velíšek a Hajšlová, 2009).

Toxicita a výskyt v potravinách N-nitrosaminy mají mutagenní, teratogenní a na prvém místě karcinogenní účinky. Jako karcinogeny se uplatňují především v tlustém střevě a po resorpci v dalších cílových orgánech zejména v játrech. Nejběžnějším a nejtoxičtějším nitrosaminem je N-nitrosodimethylamin, který vzniká z dimethylaminu. Hlavními prekurzory dimethylaminu jsou alkaloidy hordenin a gramin přítomné v klíčícím ječmeni. Proto je obsah N-nitrosodimethylaminu v pivě limitován. V jiných potravinách nejsou nitrosaminy limitovány. N-nitrosaminy se vyskytují především v uzených masech, uzených sýrech, odtučněném sušeném mléce, pivě a destilátech (především ve whisky). Prevence Prevence spočívá především ve snižování tvorby N-nitrosaminů v potravinách a to: 

Snižováním dávek dusitanů přidávaných do masných výrobků využívaných jako stabilizátory barvy a inhibitory růstu bakterií.



Sušením potravin nepřímým ohřevem (množství N-nitrosodimethylaminu ve sladu a v pivě bylo významně sníženo zavedením nepřímého ohřevu při sušení sladu).



Změnou technologických postupů (např. snížením teploty při zpracování potravin pod 180 °C).

Dalším preventivním opatřením je snížení konzumace zeleniny pěstované za nepříznivých podmínek a to zejména listové zeleniny s vysokým obsahem dusitanů. Vznik nitrosaminů může být inhibován sloučeninami, které přednostně reagují s nitrosačními činidly. Jedná se o defenzní látky např. kyselinu askorbovou a tokoferoly.

11

3. Perzistentní organické polutanty (POPs) H. Modrá, J. Blahová, Z. Široká

Perzistentní organické polutanty tvoří heterogenní skupinu chemických látek - kontaminantů životního prostředí, která má společné vlastnosti:    

Jsou těžko odbouratelné a dlouhodobě přetrvávají v životním prostředí; bioakumulují se v tukové tkáni živočichů, do níž se dostávají potravním řetězcem; jsou přenosné vzduchem a migrujícími organismy na velké vzdálenosti; mohou vykazovat toxické účinky na zdraví člověka a zvířat.

Z těchto vlastností vyplývá, že problém kontaminace životního prostředí perzistentními organickými polutanty není problémem jedné země, ale je to problém celosvětový. Proto byla přijata mezinárodní úmluva o zákazu výroby a používání těchto látek, o zabránění jejich nežádoucímu vzniku a o jejich bezpečné likvidaci. Tato dohoda, která vstoupila v platnost v roce 2004, se nazývá Stockholmská úmluva o perzistentních organických polutantech. Stockholmská úmluva je postupně rozšiřována o další látky a v současné době jsou zde zahrnuty následující sloučeniny: Organochlorované pesticidy α a β–hexachlorcyklohexany (HCH), γ-HCH (lindan), aldrin, chlordan, chlordekon, DDT, dieldrin, endrin, endosulfan, heptachlor, hexachlorbenzen, mirex, toxaphen. Látky používané v průmyslu pro své výhodné technologické vlastnosti: polychlorované bifenyly (PCB), bromované retardéry hoření (polybromované difenylethery (PBDE) - oktabromdifenylether, pentabromdifenylether, hexabromcyklododekan (HBCD), hexabrombifenyl), pentachlorbenzen, perfluorooktansulfonát (PFOS). Polutanty vznikající (neúmyslně) antropogenní činností polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) a dibenzofurany (PCDF), hexachlorbenzen (HCB). Hlavním zdrojem POPs pro většinu lidské populace je potrava. Obecně lze konstatovat, že perzistentní organické polutanty nejsou pro člověka nebezpečné z hlediska akutní toxicity, protože jejich koncentrace v prostředí jsou nízké. Nebezpečí POPs spočívá v tom, že mají dlouhodobé subletální účinky na reprodukci, vývoj a imunitu. Existuje také podezření, že mohou mít karcinogenní působení. Přítomnost POPs lze v současnosti detekovat ve tkáních všech živých organismů na Zemi. POPs se nacházejí v mořských savcích v oblastech, kde se tyto látky nikdy nepoužívaly a nacházejí se také v mateřském mléce. Nejvýraznější je transport POPs z teplých tropických oblastí a mírného pásma do chladných zeměpisných šířek.

12

3.1 DDT Základní charakteristika a výskyt v prostředí DDT (bis(4-chlorfenyl)-1,1,1-trichlorethan) je první synteticky vyráběný insekticid. Začal se používat v průběhu 2. světové války proti hmyzu, který přenáší závažná onemocnění člověka. V 50. a 60. letech 20. století se DDT začalo využívat také v zemědělství k likvidaci škodlivého hmyzu a ke zvyšování zemědělské produkce. V roce 1962 vyšla kniha „Tiché jaro“ od Rachel Carsonové, která poprvé ve významné míře poukázala na to, že DDT způsobuje snížení populací volně žijících živočichů a že masivní využití DDT nepřináší člověku jen užitek. Dlouhou dobu se nevědělo, jakých způsobem DDT ovlivňuje živé organismy a teprve v nedávné době byla popsána jeho schopnost narušit hormonální systém obratlovců. V Československu se DDT přestalo v zemědělství používat v letech 1974–75. Předností DDT je to, že je stále velmi účinné. DDT má proto ve Stockholské úmluvě výjimku a může se používat v rozvojových zemích k likvidaci hmyzu, který přenáší malárii. DDT a jeho metabolity se vyskytují ve formě 6 izomerů (o,p'-DDT; p,p'-DDT; o,p'-DDD; p,p'-DDD; o,p'-DDE; p,p'-DDE) podle polohy vazeb chlóru v molekule. DDT se tedy stanovuje jako suma těchto izomerů (Σ DDT). V technickém DDT jsou zastoupeny všechny izomery DDT, většinu však tvoří izomer p,p'-DDT (obvykle 70 %). DDT se v životním prostředí a v organismu částečně odbourává na extrémně stabilní lipofilní metabolit p,p'-DDE (bis(4-chlorfenyl)-1,1-dichlorethan). DDE se nachází v oblastech, kde se DDT již delší dobu nepoužívá. V České republice se v životním prostředí a v tuku zvířat detekuje především DDE, což ukazuje na starší zátěž prostředí.

Obr. 3: Biomagnifikace DDT (v kontaminovaných lokalitách je např. koncentrace DDT ve vodě 0,000 003 mg/l, v zooplanktonu 0,04 mg/kg, v býložravých rybách 0,5 mg/kg, v dravých rybách 2 mg/kg a v dravých ptácích 25 mg/kg) 13

Koncentrace DDT stoupá s trofickým řetězcem – má vysokou biomagnifikaci*. Např. v dravých rybách je řádově milionkrát vyšší koncentrace DDT než ve vodě (obr. 3). Toxické účinky Akutní toxicita DDT je nízká a za 60 let používání tohoto pesticidu je známo pouze několik případů akutních otrav člověka. V případě extrémně vysokých dávek DDT je ovlivněn nervový systém. DDT působí v nervovém systému tak, že narušuje převod nervových vzruchů periferních nervů a mozku prostřednictvím alterace transportu sodíkových a draslíkových iontů přes membrány axonů. Za fyziologických podmínek je akční potenciál na axonu vyvolán vysokou koncentrací sodíku vně buňky ve srovnání s koncentrací sodíku uvnitř neuronu. Na ustanovení akčního potenciálu se podílejí aktivní transportéry sodíku (Na+/K+-ATPázy), které po ukončení depolarizace odčerpávají sodík vně buňky náhradou za draslík. DDT inhibuje aktivitu Na+/K+-ATPáz, což vede k neschopnosti nervů k ustanovení akčního potenciálu a k trvalé depolarizaci. DDT také inhibuje Ca2+/Mg2+-ATPázy, které jsou důležité pro repolarizaci neuronu a ukončení přenosu impulzu přes synapse. Větší riziko představuje chronické působení DDT. DDT je klasifikováno jako „podezřelý karcinogen“, jeho možné karcinogenní působení je předmětem probíhajícího výzkumu u zvířat i epidemiologických studií v lidské populaci. Izomer p,p'-DDE má antiandrogenní působení. DDT a DDE přecházejí přes placentu do plodu a mateřským mlékem se dostávají do organismu kojenců. Ve tkáních člověka stoupá koncentrace DDT a DDE s věkem. Nejcitlivější věkovou skupinou k působení DDT jsou ale kojenci a děti, protože jejich hormonální systém se vyvíjí a jeho vývoj může být snadno ovlivněn. Kontaminace potravin Nejvyšší koncentrace DDT se nacházejí v tuku a v potravinách živočišného původu, především v mase a v mléčných výrobcích. Vysoké koncentrace jsou v rybách. Rezidua DDT v mateřském mléce jsou deset až třicetkrát vyšší než v kravském mléce. Rozdíl je způsoben tím, že člověk má kratší laktační periodu a laktace probíhá ve vyšším věku. V současnosti však množství DDT v mateřském mléce klesá.

*Biomagnifikace (bioobohacování) je proces v ekosystému, při kterém koncentrace určitého kontaminantu ve tkáních organismů narůstá s vyšší trofickou úrovní. K biomagnifikaci dochází příjmem látek z kontaminované potravy (např. pokud predátor pozře kontaminované zvíře na nižší trofické úrovni). Biomagnifikace je následkem bioakumulace a biokoncentrace chemických látek v organismu.

14

3.2 Další organochlorované pesticidy Další organochlorované pesticidy se rozdělují do dvou skupin: chlorované cyklodieny a hexachlorcyklohexany. Mezi chlorované cyklodieny patří např. aldrin, chlordan, chlordekon, dieldrin, endrin, heptachlor a mirex. Mezi hexachlorcyklohexany patří α, β a γ-HCH (γ izomer HCH se nazývá lindan). Většinou se používaly jako insekticidy, některé z nich však měly více účelů použití. Obě skupiny ovlivňují nervový systém. Kromě toho, že tyto skupiny ovlivňují stejně jako DDT aktivitu Na+/K+-ATPáz, navíc inhibují v CNS kyselinu γ-aminomáselnou (GABA). U obratlovců působí GABA jako inhibiční neurotransmiter na pre- i postsynaptických membránách neuronů. Nejvyšší akutní toxicitu mají chlorované cyklodieny, méně toxické je γ-HCH. Obě skupiny jsou však více toxické než DDT (tab. 1).

Tab. 1: Srovnání akutní letální dávky LD50 u vybraných organochlorovaných pesticidů u potkana po perorálním podání Sloučenina

[mg/kg ž. hm.]

p,p'-DDT

400–3 400

dieldrin

37–87

endrin

4–43

heptachlor

40–162

lindan

55–250

3.3 Polychlorované bifenyly (PCB) Základní charakteristika a výskyt v prostředí PCB představují skupinu 209 kongenerů se sumárním vzorcem C12H10-nCln, kde počet atomů chlóru je 1-10. Jednotlivým kongenerům byla přiřazena orientační čísla (1-209). Ze všech možných kongenerů jich při výrobě vzniká ve významnějším množství asi 120. PCBs se začaly komerčně vyrábět v roce 1929. Celosvětově začala být výroba omezována od konce 60. let. U nás byla výroba zastavena až na konci roku 1983. Dosavadní světová produkce se odhaduje na 1,2 milionu tun. Předpokládá se, že z tohoto množství 31 % uniklo do prostředí, 65 % se dosud využívá v uzavřených systémech a pouze 4 % byla likvidována ve spalovnách. Polychlorované bifenyly se vyznačují chemickou a fyzikální stabilitou, jsou stálé i za teplot 300 °C. Jsou nehořlavé, nerozpustné ve vodě, dobře se rozpouštějí v organických rozpouštědlech a v tucích. Pro tyto vlastnosti se PCB používaly jako stabilizátory v průmyslu a v dalších odvětvích lidské činnosti. 15

V různých státech se PCB vyrábělo pod různými obchodními názvy. U nás se vyráběl přípravek Delor, v USA např. Aroclor, Pyroclor, Pyranol a další. Přípravky s obsahem PCB jsou olejovité kapaliny. Použití PCB je možno rozdělit na použití v otevřených a uzavřených systémech. Za otevřené systémy považujeme ty, ze kterých nelze zamezit úniku PCB do životního prostředí. V otevřených systémech bylo používáno PCB například jako plastifikátor (změkčovač) do plastů, cementu, betonu nebo omítek, dále bylo přidáváno do bezuhlíkového kopírovacího papíru, bylo používáno jako lubrikant, do tuší, jako impregnační materiál, do barev, lepidel, vosků, imerzních olejů nebo jako stabilizátor pesticidů. Ve většině zemí byla v letech 1970-73 přijata opatření na omezení případně zrušení těchto způsobů aplikace. Použití PCB v uzavřených systémech představují chladicí kapaliny v transformátorech, dielektrické kapaliny v malých a velkých kondenzátorech apod. V současné době je známa řada úniků z těchto uzavřených systémů do prostředí, především vlivem netěsností. Problém také představují malé kondenzátory, které nejsou recyklovatelné a stávají se tak velice nebezpečným odpadem. Lipofilní charakter PCB vede k významné bioakumulaci. Poprvé byl jejich výskyt v prostředí popsán prof. Jensenem v roce 1966, postupně byly detekovány ve všech abiotických i biotických složkách prostředí a to i v místech značně vzdálených od původní produkce či použití. V atmosféře jsou PCB přítomny hlavně v plynné fázi. Experimentálně stanovené biokoncentrační faktory (BCF)* pro vodní živočichy se pohybují od 26 000 do 66 000. Hlavním způsobem, kterým probíhá akumulace PCB v terestrickém rostlinném ekosystému je depozice atmosferických částic na listový systém, méně významný je přenos kořenovým systémem do nadzemních částí rostlin. Kongenery PCB se mohou rozdělit do dvou skupin podle závažnosti jejich účinku. 12 kongenerů má podobné toxikologické vlastnosti jako dioxiny a proto jsou označovány jako PCB s dioxinovým efektem (PCB 77, 81, 105, 114, 118, 123, 126, 156, 157, 167, 169, 189). Ostatní PCB nevykazují podobnou toxicitu a proto se označují jako PCB bez dioxinového efektu. Stanovení PCB se provádí pomocí plynové chromatografie. Přestože teoreticky může existovat celkem 209 kongenerů, při analýze se nejčastěji využívá stanovení pouze šesti indikátorových kongenerů PCB (PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180). Jsou to kongenery, které se nacházejí ve směsi nejčastěji. Toxicita Toxikologické studie na zvířatech s komerčními směsmi i jednotlivými kongenery a epidemiologické studie na lidské populaci prokázaly různé chronické efekty PCB jako je například imunosuprese nebo alterace hladin hormonů v organismu.

*Biokoncentrační faktor (BCF) je poměr koncentrace chemické látky v biotě vůči koncentraci v zevním prostředí.

16

Akutní toxicita PCB je nízká, působení PCB na člověka je však dobře známo díky případům otrav rýžovými oleji kontaminovanými PCB a PCDF v Japonsku a na Taiwanu. Při otravě bylo postiženo více než 3 000 osob. Dodnes však není spolehlivě dokázáno, zda otravy byly způsobeny více vysokou koncentrací PCB nebo příměsí polychlorovaných dibenzofuranů. Podle místa otravy v západním Japonsku se tato otrava nazývá Yusho poisoning (disease). Otrava se projevila únavou, bolestmi hlavy, zvýšeným pocením dlaní, svěděním, poruchami vidění, necitlivostí končetin, podkožním faciálním edémem, otoky a bolestmi kloubů, kašlem, intermitentní abdominální bolestivostí, menstruačními změnami a hypersekrecí a poškozením Meibomových žláz (mazové žlázky v očním víčku). Došlo také k fetotoxickým efektům a ke snížení hodnot imunoglobulinů. Chlorakné, které může vznikat jednak dermálním kontaktem nebo systémovou absorbcí, je specifickou reakcí kůže na působení cyklických halogenovaných sloučenin. Chlorakné je charakteristické zřetelnými cystickými barevnými lézemi a vznikem komedonů (záněty mazových žláz). Tyto léze jsou navíc infikovány sekundární bakteriální infekcí. Při chronických pokusech na zvířatech se zjistily také karcinogenní účinky PCB, projevující se tumory jater. U lidí dlouhodobá expozice působila embryotoxicky, což se projevilo úmrtím plodu, fetální resorpcí, rozštěpem patra, dilatací renální pánvičky a hypoplazií thymu. Samci se zdají být citlivější k teratogenním efektům než samice. Efekty na savčí reprodukční systém zahrnují změny estrálního cyklu, selhávání implantace plodu, nárůst abortů, nízkou porodní váhu a snížení postnatálního přežití. PCB jsou řazeny mezi potenciální humánní karcinogeny. Vyšší koncentrace bifenylů (10 mg/m3 vzduchu), působí na dýchací cesty a spojivky lidského organismu, existuje i podezření na karcinogenitu. Obecně lze konstatovat, že PCBs způsobují snížení imunity, mohou způsobit poškození jater, představují určité riziko genetické poruchy a byl prokázán jejich vliv na reprodukční systém (řadíme je mezi endokrinní disruptory). PCBs jsou v organismu primárně distribuovány do tukové tkáně. Během těhotenství se PCB dostávají krví do plodu a v mateřském mléce jsou zjišťovány hodnoty 107 až 119krát vyšší než v séru. Kontaminace potravin Perorální příjem je nejvyšší z kontaminovaných ryb a mateřského mléka. Suma šesti indikátorových PCB zahrnuje přibližně polovinu celkového množství PCB bez dioxinového efektu přítomných v krmivech a potravinách.

3.4 Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) a dibenzofurany (PCDF) Základní charakteristika a výskyt v prostředí Polychlorované dibenzodioxiny a dibenzofurany (dále jen dioxiny) patří mezi vysoce toxické látky. Biologicky a chemicky jsou poměrně stabilní. Vznikají především jako antropogenní kontaminanty, nikdy nebyly produkovány záměrně. V minulosti se vyskytly případy, při kterých došlo ke vzniku dioxinů při výrobě pesticidů na bázi fenoxyoctové kyseliny (konkrétně kyseliny 2,4,5-trichlorfenoxyoctové). K havárii došlo v italském městě Seveso,

17

kde následkem otravy zemřely stovky lidí. V Československu se pesticidy na bázi kyseliny fenoxyoctové vyráběly ve Spolaně Neratovice a také zde byly u pracovníků zjištěny vysoké koncentrace dioxinů v těle. Dioxiny vznikaly také jako vedlejší produkty při výrobě polychlorovaných bifenylů (PCB) a při dalších průmyslových procesech. Dioxiny mohou vznikat také při spalování antropogenně vzniklých látek (např. PCB) a reakcemi mezi různými organickými kontaminanty v životním prostředí. Jde v podstatě o různé procesy, při kterých jsou vyráběny nebo spalovány sloučeniny obsahující chlór, nebo jde o reakce těchto sloučenin s dalšími reaktivními látkami. V současnosti je významným zdrojem dioxinů spalování komunálního odpadu (hlavně v domácích kotlích) a výfukové plyny. Relativně vzácněji vznikají dioxiny i přírodními procesy (sopečnou činností a lesními požáry). Dioxiny a dibenzofurany jsou nejen perzistentní, ale mají i vysokou akutní i chronickou toxicitu. Dioxiny jsou lipofilní, málo těkavé (čím více atomů chlóru, tím menší těkavost), přetrvávají a akumulují se v živých organizmech. Váží se na částice ve vzduchu a jsou schopné vzduchem překonávat velké vzdálenosti. Z těchto důvodů jsou jejich rezidua zjišťována ve všech složkách životního prostředí. Chemicky jsou PCDD a PCDF polychlorované planární molekuly. Existuje 75 kongenerů PCDDs a 135 PCDFs, ale jen několik (17) je jich významných z hlediska toxikologie. Nejtoxičtější je 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin (TCDD), který je také vysoce perzistentní. TCDD má hydrofobní charakter, silně se asociuje s organickým uhlíkem, kumuluje se především v půdách, sedimentech a v tukových tkáních živých organismů. Toxicita U savců se většina dioxinů prakticky nemetabolizuje a je pouze pomalu vylučována žlučí do výkalů. Je potvrzen jejich přesun do mléka, vajec a přes placentu do plodu. Množství dioxinů ve vodách je sice obecně nízké, ale ve vodních organizmech se mohou biokoncentrovat. Biomagnifikace u ryb však není tak výrazná jako např. u DDT, protože u ryb jsou dioxiny částečně odbourávány. Polychlorované dibenzodioxiny a dibenzofurany snižují imunitu organismu a mají teratogenní, embryotoxické, mutagenní a karcinogenní účinky. Chronická toxicita dioxinů se projevuje na mnoha orgánech a systémech. Dochází k poškození kůže a vzniká typické chlorakné. Karcinogenita je potvrzena pouze u laboratorních zvířat pro kongener TCDD. Dioxiny se vážou na tzv. AhR receptor („aryl hydrocarbon receptor“) a tím mohou ovlivňovat funkci cytochromů i regulaci genů pro hormony, růstové faktory, konjugační enzymy a další molekuly. Dále dochází k inhibici syntézy testosteronu i zpětné hypofyzární vazby, která by nedostatek vyrovnala ‒ mají antiandrogenní působení. Pro hodnocení toxických účinků se spíše než koncentrace PCDD a PCDF obvykle využívá přepočet na tzv. „toxický ekvivalenční faktor“ (TEF). Nejvíce toxickou sloučeninou ze skupiny dioxinů je 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD), který má toxický ekvivalenční faktor roven 1,0. Všechny ostatní sloučeniny mají TEF menší než jedna. Celková toxicita směsi dioxinů a případně dalších látek (kongenerů PCB s dioxinovou aktivitou) se vyjadřuje ve formě ekvivaletního toxického množství 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-p-dioxinu. Součin koncentrace každé sloučeniny a příslušného TEF udává ekvivalent toxicity, označovaný 18

obvykle značkou TEQ (toxicity equivalent). Pokud se jedná o směs látek, výsledný TEQ je součet TEQ jednotlivých látek ve směsi: TEQ = Σ[Ci] × TEFi Kontaminace potravin V potravním řetězci se dioxiny kumulují v játrech zvířat nebo v tuku. Významný příjem dioxinů v potravě člověka tvoří konzumace ryb. Nejvyšší koncentrace dioxinů jsou nacházeny v Baltském moři a dalších severských oblastech.

3.5 Bromované zpomalovače (retardéry) hoření Základní charakteristika a výskyt v prostředí Bromované zpomalovače (retardéry) hoření (BFR, brominated flame retardants) jsou různorodou skupinou organohalogenových sloučenin, které májí nezastupitelné průmyslové využití. Využívají se především jako přídavné látky do různých polymerních matric pro zabránění vzplanutí. Při nadměrném zahřátí výrobku se nejprve rozkládá příslušný retardér hoření, čímž dochází ke vzniku produktů, které následně zabraňují procesu hoření. Bromované retardéry hoření se přidávají jako aditiva do plastů, syntetických polymerů, textilních výrobků, čalounění nebo různých produktů elektronického průmyslu. Důležitá je také jejich aplikace ve stavebnictví, kdy se využívají jako přídavné složky do různých druhů izolačních materiálů a při výrobě epoxy- a polykarbonátových pryskyřic. Z chemického hlediska jsou BFR širokou skupinou látek organického původu, které ve své struktuře obsahují různý počet atomů bromu. Mezi nejvýznamnější zástupce řadíme polybromované difenylethery (PBDE), tetrabrombisfenol A (TBBPA), hexabromcyklododekan (HBCD) a polybromované bifenyly. Spotřeba a druhy používaných BFR se v průběhu let výrazně mění a to především jako důsledek změn v legislativě. Vybrané BFR (hexabrombifenyl; tetra-, penta-, hexa- a heptabromdifenylether) byly na základě usnesení konference smluvních stran konané v květnu 2009 v Ženevě zařazeny do Stockholmské úmluvy. Jedná se tedy o látky určené k vyřazení z použití a výroby. Pro některé průmyslové odvětví (např. stavebnictví) byly ovšem stanoveny výjimky. Úplný zákaz použití PBDE platí pro elektrické a elektronické výrobky vyrobené po srpnu 2010. Zvláštní výjimky v průmyslové výrobě jsou registrovány do srpna 2015. V roce 2013 byl seznam zakázaných látek rozšířen o HBCD. Bromované retardéry hoření jsou sloučeniny vysoce perzistentní a lipofilní, proto v životním prostředí vykazují velkou afinitu k organické složce sedimentu, půdy a odpadních kalů a většina z nich má tendenci k bioakumulaci v tukových tkáních živých organizmů. Vědecké studie prokázaly jejich přítomnost v tkáních ptáků a jejich vejcích, rybách a mořských savcích.U lidí byla přítomnost těchto kontaminantů zjištěna v mateřském mléce, protože se uvedené látky vážou na krevní lipidy, ukládají se v tukových tkáních a při laktaci mohou být

19

následně vylučovány do mateřského mléka. Některé studie prokázaly vztah mezi vyššími hodnotami BFR v mateřském mléce a porodní hmotností novorozenců a dalšími somatickými charakteristikami. Do životního prostředí se BFR dostávají především v důsledku intenzivní antropogenní činnosti. Hlavním zdrojem kontaminace jsou především požáry a průmyslová výroba uvedených produktů. K jejich uvolňování dochází mimo jiné také při běžném používání elektrických spotřebičů (např. televize, počítač a další), kdy dochází k jejich zahřívání. Další možností vstupu BFR do prostředí je likvidace odpadů, kdy na skládkách může dojít k jejich průsaku do půdy a následně do vodního prostředí. Nebezpečné je i spalování odpadů obsahujících PBDE, protože při vysokých teplotách (400‒800 ˚C) dochází ke vzniku dalších nebezpečných a velmi toxických látek jako jsou polybromované dibenzofurany a polybromované dibenzodioxiny. Do organismu člověka se dostávají především vdechováním v uzavřených místnostech, kde jsou v provozu zařízení obsahující tyto látky a nezanedbatelným zdrojem je také dietární příjem. Toxicita Toxicita BFR je závislá především na jejich molekulové struktuře. Z hlediska akutní toxicity jsou tyto látky hodnoceny jako málo toxické. Z toxikologického hlediska představuje riziko především dlouhodobá expozice i poměrně nízkým koncentracím. Při pokusech na laboratorních zvířatech bylo prokázáno, že BFR mohou mít karcinogenní účinky a dále mohou narušovat hormonální činnost štítné žlázy. Mají totiž podobnou strukturu jako thyroidní hormony a vykazují silnou afinitu k vazbě na transthyretin, čímž v rámci kompetice přednostně obsadí vazebnou pozici pro přirozený hormon. K dalším nežádoucím účinkům se řadí neurotoxické působení. Změny v motorickém chování experimentálních zvířat byly zaznamenány především u dvou nejvíce zastoupených kongenerů PBDE, a to BDE 47 a BDE 99. Kontaminace potravin Největší příjem BFR v dietě je v důsledku konzumace potravin živočišného původu s vyšším obsahem tuku, zejména kontaminovaných ryb, mořských plodů a dalších potravin jako jsou například maso, vejce, mléčné výroky, tuky nebo oleje.

3.6 Perfluoralkylované sloučeniny Základní charakteristika a výskyt v prostředí Perfluorované sloučeniny (PFC, perflourinated compounds) jsou organické sloučeniny, které se svými vlastnostmi řadí mezi významné perzistentní polutanty. Perfluorované sloučeniny ve své struktuře obsahují hydrofobní alkylový řetězec o různé délce (nejčastěji 4 až 16 atomů uhlíku), který může být substituovaný hydrofilními skupinami. Ve své struktuře obsahují velmi pevnou kovalentní vazbu mezi uhlíkem a fluorem, která je odolná vůči vysokým teplotám, různým chemickým sloučeninám (např. kyselinám, zásadám, oxidačním a

20

redukčním činidlům), ale i biodegradačním reakcím. Skupina PFC obsahuje několik set zástupců, které se rozdělují do 23 základních kategorií. Mezi nejvýznamnější zástupce řadíme perfluoralkylsulfonáty, perfluoralkylsulfonamidy, perfluorkarboxylové kyseliny, perfluoralkoholy a další. V životním prostředí se PFC degradují téměř výhradně na kyseliny perfluoroktansulfonovou (PFOS) a perfluoroktanovou (PFOA), a proto jsou tyto dvě látky z celé skupiny nejvýznamnější a nejsledovanější. Z důvodu svých jedinečných fyzikálně-chemických vlastností (např. inertnost a tepelná stabilita, snižování povrchového napětí a další) jsou tyto látky předurčeny k širokému průmyslovému použití. Své hojné uplatnění mají ve fotografickém průmyslu, fotolitografii, využívají se jako aditiva do hasicích pěn nebo při pokovování. V minulosti se v hojné míře používaly při ošetřování povrchu tkanin, kůže, koberců, papíru, obalových materiálů a dále své využití našly při výrobě nátěrů, pesticidů nebo čisticích prostředků. Jejich produkce a využívání bylo ovšem legislativně omezeno po zjištění, že se jedná o sloučeniny, které mohou mít negativní dopad na životní prostředí. V současné době je použití vybraných PFC v rámci Evropské unie omezeno Směrnicí 2006/122/ES. Bylo rozhodnuto o zařazení PFOS a jeho solí a perfluoroktansulfonyl fluoridu na seznam zakázaných látek. Pro některá průmyslová odvětví byly ovšem stanoveny výjimky (např. pokovování, fotografické zobrazování, hydraulické kapaliny v letectví a další). Zvláštní výjimky používání PFOS a jeho solí v průmyslové výrobě jsou registrovány do srpna 2015. Zároveň bylo Evropským úřadem pro bezpečnost potravin (EFSA) doporučeno monitorovat přítomnost PFC v potravinách a materiálech, které s potravinami přichází do kontaktu, aby bylo možno získat ucelené informace o expozice lidské populace těmto sloučeninám. Do životního prostředí PFC vstupují pouze v důsledku intenzivní antropogenní činnosti, kdy jsou emitovány přímo v místech výroby a dále při běžném používání výrobků s obsahem těchto látek. Důležitým zdrojem jsou také čistírny odpadních vod nebo skládky. Přítomnost PFC byla potvrzena ve všech složkách životního prostředí na celém světě, výskyt těchto látek byl zjištěn i v místech, kde se nevyrábějí ani se nepoužívají (např. arktické oblasti). Významné koncentrace PFC byly také prokázány v zemědělské půdě, na kterou se při hnojení aplikují odpadní kaly. Perfluorované sloučeniny mají na rozdíl od ostatních perzistentních organických polutantů odlišné vlastnosti, které předurčují jejich distribuci v prostředí i v organismu. Tyto látky jsou nejen hydrofobní (odpuzující vodu), ale i oleofobní (odpuzující olej), a proto se nechovají jako běžné polutanty. V živých organismech nemají tendenci kumulace v tukové tkáni jako většina polutantů, ale nacházíme je především v tkáních bohatých na obsah proteinů. Poměrně vysoké koncentrace lze detekovat například v plazmě (primární vazba na albumin) nebo v játrech. V atmosféře se mohou vyskytovat v plynné fázi (např. některé perfluorované sulfonamidy a alkoholy) nebo se některé málo těkavé látky (např. perfluorované karboxylové kyseliny a alkylsulfonáty) mohou sorbovat na povrchu atmosférických částic. Ve vodním prostředí se PFC přímo nesorbují na organickou složku sedimentu, ale interagují s polárními skupinami látek nacházejícími se v sedimentu. Oproti ostatním polutantům je lze přímo detekovat ve vodě. Důležitou roli, která významně může ovlivnit distribuci v prostředí, hrají elektrostatické interakce.

21

Toxicita Přesný mechanismus toxického působení jednotlivých PFC není doposud zcela objasněn. Mezi zjištěné škodlivé účinky patří vliv na transport a metabolické procesy mastných kyselin, dále mohou tyto látky negativně ovlivňovat funkci biologických membrán nebo bioenergetické procesy v mitochodriích. Opakovaná expozice PFC může způsobovat poškození jater (hepatotoxické účinky). Ve vysokých koncentracích mohou PFC vykazovat karcinogenní potenciál. Některé epidemiologické studie se zabývaly také vývojovou toxicitou a zjištěné výsledky naznačují, že expozice PFC v prenatálním období a krátce po narození může negativně ovlivnit zdravý vývoj dítěte (např. snížená imunita). Zároveň bylo prokázáno, že PFOS i PFOA jsou schopny přecházet přes placentu do těla plodu. Do organismu člověka PFC vstupují především orální cestou, dále také inhalačně a v menší míře transdermálně. Po vstupu dochází k poměrně značné absorpci a následné distribuci do různých orgánů, kde dochází ke kovalentní vazbě na bílkoviny (např. v játrech, krevní plazmě, ledvinách nebo varlatech samců). K metabolické přeměně nedochází a exkrece (močí a stolicí) z organismu je velmi pomalá. Odhaduje se, že polovina přijatého množství PFOS může být z organismu člověka odstraněna přibližně za 9 let. Pro PFOA je odhad 1 až 3 roky. Kontaminace potravin Největší příjem PFC v dietě je především v důsledku konzumace ryb, konzervovaných rybích výrobků (např. tresčí játra) a mořských plodů. Evropský úřad pro bezpečnost potravin stanovil tolerovatelný denní příjem ve výši 0,15 µg/kg tělesné hmotnosti pro PFOS a 1,5 µg/kg tělesné hmotnosti pro PFOA.

22

4. Pesticidy H. Modrá

Organizace pro výživu a zemědělství (FAO) definuje pesticidy jako látky nebo směsi látek určené k prevenci, likvidaci (ničení) a kontrole škůdců, včetně vektorů lidských a zvířecích onemocnění, nežádoucích druhů rostlin a zvířat způsobujících škody nebo jiným způsobem zasahujících do produkce, růstu, uchování, transportu nebo prodeje potravin, zemědělských komodit, dřeva a produktů ze dřeva nebo krmiv, nebo látky, které mohou být podávány zvířatům ke kontrole hmyzu, roztočů nebo dalších škůdců v nebo na jejich tělech. V této definici jsou zahrnuty i látky určené jako růstové regulátory, defolianty, desikanty nebo agens určených jako prevence před předčasným padáním ovoce a látky užité na plodiny před a po sklizni k ochraně této komodity před zkažením při skladování a transportu. Podle druhu škůdců, na které pesticidy působí, rozdělujeme pesticidy do mnoha kategorií: insekticidy, akaricidy, fungicidy, moluskocidy, nematocidy, rodenticidy, herbicidy a další. Pesticidy nejsou jen chemické látky přirozeného nebo syntetického původu, ale mohou to být i mikroorganismy (např. plísně nebo bakterie) nebo komponenty z nich pocházející (např. endotoxin z Bacillus thuringiensis) nebo tzv. makroorganismy jako např. dravá vosa Trichogramma evanescens, jejíž larvální stádium se množí v mnoha druzích škodlivého hmyzu. Jako příklad pesticidů přirozeného původu lze uvést látky pocházející z rostlin, např. pyrethrum (z kopretiny starčkolisté) nebo nikotin z tabáku. Široké využívání syntetických pesticidů začalo po skončení 2. světové války (organochlorované pesticidy). Postupně byly vyvíjeny další chemické skupiny, které se využívají dodnes (organofosfáty, karbamáty, syntetické pyretroidy, triaziny a další). Historicky patří mezi první pesticidy proti škůdcům v zemědělství využívané již ve starověku síra. V 19. století byly používány vysoce toxické sloučeniny, především anorganická měď, arzen a olovo. V současné době se používají syntetické pesticidy, které jsou dobře rozložitelné v rostlinách a půdě. Podle působení pesticidu v rostlinách rozlišujeme pesticidy kontaktní (nesystémové), kdy účinná látka zůstává pouze na povrchu ošetřené rostliny a pesticidy systémové, kdy účinná látka proniká do rostliny a je obsažena ve všech rostlinných pletivech. Registrací, evidencí a kontrolou používání přípravků určených k ochraně rostlin (pro jednoduchost pesticidů) se v ČR zabývá Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (ÚKZÚZ), který je zřízen Ministerstvem zemědělství. Při používání pesticidů musí být dodržena ochranná lhůta. Ochranná lhůta představuje nejkratší přípustný interval mezi posledním ošetřením a sklizní, vyskladněním, resp. uvolněním komodity ke konzumaci. Koncentrace zbytkových pesticidů v potravinách nesmí překročit maximální limit reziduí (MLR), který je stanoven příslušným právním předpisem.

23

4.1 Herbicidy, desikanty a defolianty Herbicidy jsou látky určené k likvidaci plevelných rostlin. Rozdělují se na herbicidy selektivní a neselektivní, herbicidy určené k aplikaci před vegetační fází plevelů, herbicidy, které zastavují růst a herbicidy totální - ničící všechny zelené rostliny. Desikanty slouží k vysušení celých rostlin před sklizní a tím k usnadnění sklizně rostlin v době optimální zralosti. Defolianty slouží k odstranění listové části rostlin. Herbicidy, desikanty a defolianty jsou nejvíce používanou skupinou pesticidů. Jejich akutní toxicita je ve většině případů nízká. Používání některých sloučenin však přináší problémy, které jsou dále popsány. Deriváty kyseliny fenoxyoctové, fenoxykyseliny (MCPA, MCPB) V současné době jsou registrovány herbicidy pouze na bázi MCPA (metylchlorfenoxyoctová kyselina) a MCPB (metylchlorfenoxybutanová kyselina). Akutní toxicita těchto herbicidů je nízká, neakumulují se ve tkáních a jsou rychle eliminovány z organismu. Jejich mechanismus účinku spočívá v narušení procesu oxidace a fosforylace. V důsledku toho dochází k poklesu tvorby ATP a kreatinfosfátu a následně k narušení energetického metabolismu. Při výrobě a při použití některých, v současnosti zakázaných pesticidů na bázi derivátů kyselinyfenoxyoctové, 2,4-D (dichlorfenoxyoctové) a 2,4,5-T (trichlorfenoxyoctové) hrozí riziko vzniku vysoce toxických chlorovaných dibenzodioxinů a dibenzofuranů. U pracovníků, kteří pracovali s takto kontaminovanými herbicidy nebo je vyráběli, jsou zjišťovány vysoké koncentrace dioxinů v tuku a díky tomu chlórakné, hypercholesterolémie a vyšší výskyt nádorových onemocnění. 2,4-D a 2,4,5-T byly vyráběny v bývalém Československu ve Spolaně Neratovice. U některých pracovníků Spolany došlo k významnému zdravotnímu poškození dioxiny. K havárii při výrobě těchto herbicidů došlo v italském Sevesu (severně od Milána), kdy do ovzduší unikly asi 2 kg dioxinů a následně byla zamořena půda v přilehlé oblasti (viz kapitola 3.4). 2,4-D a 2,4,5-T byly použity v přípravku Agent Orange americkou armádou v 70. letech 20. století jako defolianty ve válce ve Vietnamu. Díky uvolněným dioxinům se v zasažených oblastech dosud rodí těžce postižené děti. Bipyridyly Bipyridily se používají jako herbicidy a desikanty. Mezi bipyridyly patří účinné látky diquat (dikvát) a paraquat. V současné době je registrován pouze méně toxický diquat. Jedná se o látky, které po aplikaci zanechávají rezidua v rostlinách (diquat 3 až 5 dnů, paraquat až 21 dnů). V půdě jsou však rychle rozloženy a rezidua nezanechávají. V testech toxicity na zvířatech bylo zjištěno, že diquat vyvolává tvorbu volných kyslíkových radikálů a negativně ovlivňuje vývoj plodu. Deriváty močoviny Mezi deriváty močoviny patří celá řada účinných látek. Na konci názvu účinné látky je koncovka -uron (např. diuron, chlortoluron, isoproturon). Deriváty močoviny mají nízkou

24

akutní toxicitu. Opakovaná dávka derivátů močoviny způsobuje snížení množství hemoglobinu v krvi a počtu erytrocytů a zvýšení methemoglobinu a počtu leukocytů. Deriváty močoviny také poškozují činnost štítné žlázy. Glyfosáty (deriváty kyseliny fosforečné) Glyfosáty svou chemickou strukturou patří mezi organofosfáty, ale na rozdíl od nich nevykazují anticholinesterázovou aktivitu. Do této skupiny herbicidů patří glyfosát (např. přípravek Roundup) a glufosinát. Působí jako širokospektrální neselektivní systemické herbicidy. Firma Monsanto produkuje geneticky modifikované plodiny Roundup Ready®, které mají zabudovaný gen rezistence vůči působení glyfosátu. Pokud se glyfosát (Roundup) na takovéto plodiny aplikuje, dojde k likvidaci veškeré vegetace mimo těchto plodin. Glyfosát má nízkou akutní toxicitu, ale díky rozpouštědlům používaným v přípravcích způsobuje po kontaktu iritaci očí a kůže. Toto riziko hrozí především u pracovníků provádějících aplikaci glyfosátu. Glufosinát je méně rizikový než glyfosát, ale stejně jako u glyfosátu je celková toxicita přípravku vlivem rozpouštědla vyšší. Rozpouštědlo umožňuje penetraci přípravku do CNS. Triaziny, triazoly a diaziny Jsou to herbicidy působící jako inhibitory fotosyntézy rostlin. Mají nízkou akutní toxicitu. Diaziny jsou méně toxické než triaziny. Bylo zjištěno, že některé triaziny (atrazin, simazin, terbutryn) přetrvávají v povrchových a podzemních vodách a proto bylo jejich používání v členských státech EU zakázáno. U atrazinu navíc existuje podezření, že má schopnost ovlivňovat endokrinní systém savců a je prekurzorem karcinogenních N-nitrosaminů. Karbamáty, thiokarbamáty a dithiokarbamáty Látky z této skupiny, které jsou využívány jako herbicidy, jsou málo až středně akutně toxické. Tyto herbicidy jsou používány v nízkých koncentracích, proto otravy těmito látkami nejsou časté. Pesticidy z této skupiny se používají ve větší míře jako insekticidy. Podrobnosti o účincích karbamátů, thiokarbamátů a dithiokarbamátů jsou uvedeny v kapitole Insekticidy.

25

4.2 Fungicidy Fungicidy jsou látky určené proti plísním. Působí preventivně nebo léčebně (kurativně) a používají se v době vegetační fáze rostlin nebo při skladování zemědělských produktů. Fungicidy se také používají při moření osiva. Fungicidy jsou druhou nejvíce používanou skupinou pesticidů. V minulosti byly pro své fungicidní vlastnosti využívány také látky s vysokou akutní toxicitou (např. některé organické sloučeniny rtuti, hexachlorcyklobenzen-HCB). Vysoká toxicita a nízká selektivita způsobila mnoho hromadných otrav zvířat i lidí. V současné době jsou nejvíce využívány fungicidy, které mají nízkou až střední akutní toxicitu. Přesto, že pokleslo riziko akutních otrav, existuje podezření, že fungicidy představují ze všech skupin pesticidů největší riziko pro vznik vývojových malformací a karcinogeneze. Anorganické fungicidy Mezi anorganické fungicidy patří přípravky obsahující síru a její sloučeniny (polysulfidická síra). Využití anorganických fungicidů v současnosti klesá a jsou postupně nahrazovány organickými fungicidy. Výhodou fungicidů obsahujících síru je, že neznamenají riziko pro životní prostředí. Fungicidy na bázi kovů Jako fungicidy se v nedávné minulosti používaly fungicidy obsahující organicky vázanou rtuť a cín (např. tributylcín v přípravku Lastanox). Fungicidy s obsahem rtuti se používaly k moření osiva, fungicidy s obsahem cínu se používaly především k moření dřeva. Vzhledem k toxicitě těchto přípravků a jejich nízké biodegradabilitě se od jejich použití ustoupilo. U tributylcínu byly navíc prokázány (xeno)estrogenní účinky u samců některých volně žijících živočichů. V současné době jsou registrovány a používány pouze fungicidní přípravky na bázi mědi, a to síran měďnatý (modrá skalice) a oxichlorid mědi (např. Kuprikol 50). Halogenované monocyklické aromatické uhlovodíky Do této skupiny patří HCB (hexachlorcyklobenzen), PCP (pentachlorfenol), PCNB (pentachlornitrobenzen), dinocap a další. HCB, PCNB a PCP patří mezi perzistentní organochlorované uhlovodíky. Z toho vyplývá, že mají všechny jejich negativní vlastnosti - pomalou degradaci a biotransformaci s potenciálem kumulovat se v tukové tkáni. Používání těchto látek bylo omezeno v 70. letech minulého století. Úplně zakázány byly v průběhu 80. let minulého století. Ftalimidy (chloroalkylthiodikarboximidy) Tato skupina zahrnuje široké spektrum fungicidů (captan, chlorothalonil, folpet aj.). Jejich akutní toxicita je nízká. Při metabolizaci captanu a folpetu vzniká velmi reaktivní a nestabilní thiofosgen. Thiofosgen je cytotoxický a v testech na myších způsobuje záněty a tumory v žaludku. Ukazuje se však,

26

že u jiných zvířat (potkan, pes) a velmi pravděpodobně i u člověka, thiofosgen velmi rychle reaguje s thiolovými skupinami a vzniká málo toxický metabolit, který je vylučován močí. Folpet je proto možným karcinogenem u člověka pouze po déletrvajícím perorálním příjmu vyšších dávek. Chlorothalonil má nízkou akutní toxicitu pro savce, ale je vysoce toxický pro ryby a toxický pro ptáky. Chlorothalonil patří mezi podezřelé karcinogeny a u lidí vyvolává dermatitidy, iritaci očí a podráždění GIT. Anilinopyrimidiny Mají nízkou toxicitu, nemají genotoxický ani karcinogenní potenciál a neovlivňují vývoj plodu. Pyrimethanil, pesticid patřící do této skupiny, je schopen snižovat produkci thyroidních hormonů. Karbamáty a dithiokarbamáty Do této skupiny fungicidů patří deriváty kyseliny karbamové. Většina těchto fungicidů má nízkou až střední toxicitu. Výjimku tvoří carbofuran, pesticid, který se používal jako insekticid a jako fungicid k moření osiva. Toxicita carbofuranu je poměrně vysoká. Použití carbofuranu je vzhledem k jeho vysoké toxicitě a vzhledem k tomu, že byla prokázána jeho rezidua ve vodě, od roku 2008 zakázáno. Deriváty kyseliny karbamové jsou schopny alterace thyroidních hormonů a působí toxicky na vývoj plodu. Akutní působení těchto látek spočívá v inhibici acetylcholinesterázy a je popsáno v kapitole Insekticidy. Azoly, benzimidazoly Azoly (cyproconazol, difenoconazol, prochloraz a další) mají nízkou až střední akutní toxicitu. Jsou široce využívány v zemědělství a některé z nich se používají také ve formě antimykotických mastí při léčbě plísňových onemocnění. Benzimidazoly mají nízkou až střední akutní toxicitu a některé z nich patří mezi podezřelé endokrinní disruptory. Amidy Mají nízkou akutní toxicitu, zatím nebyl prokázán genotoxický ani karcinogenní potenciál. Některé z nich patří mezi endokrinní disruptory.

27

4.3 Insekticidy 4.3.1 Organochlorované insekticidy Chlorované insekticidy jsou nejstarší skupinou syntetických insekticidů. Dříve byly široce využívány v zemědělství, v současné době jsou zařazeny do skupiny perzistentních organických polutantů (POPs) a jejich používání je ve vyspělých zemích zakázáno. Podrobně jsou organochlorované pesticidy popsány v kapitole Perzistentní organické polutanty. 4.3.2 Organofosfáty, karbamáty (Anticholinesterázové insekticidy) Základní charakteristika a výskyt v prostředí Organofosfáty (OP) a karbamáty se používají především jako insekticidy v zemědělství, jako biocidy v domácnostech a jako antiparazitika u zvířat. Častou příčinou otrav těmito látkami jsou chyby v užití, dávkování a skladování. Některé toxické karbamáty (carbofuran) bývají zneužívány k úmyslným otravám. V současné době je známo nejméně 13 typů (skupin) organofosfátů. Většina z nich se používá jako pesticidy (insekticidy, defolianty, herbicidy) a veterinární léčiva, některé z nich však patří mezi bojové látky. Jako bojové látky se používají především fluorofosfáty (sarin, soman, cyklosarin) a fosforothioáty (agent VX). Karbamáty jsou estery karbamové kyseliny. Jsou používány jako pesticidy (insekticidy, fungicidy, herbicidy) a jako léčiva v humánní (Alzheimerova choroba, myasthenia gravis, glaukom) a veterinární medicíně (antiparazitika). Alkaloid fyzostigmin, který se stal předlohou pro syntézu karbamátů, se využívá jako antidotum při otravě botulotoxinem. Rozmezí toxicity jednotlivých OP a karbamátů je velmi široké, některé z těchto látek (např. carbofuran) jsou vysoce toxické, jiné mají nízkou toxicitu. Toxicita Většina OP a karbamátů se dobře vstřebává všemi cestami. Rychlost vstřebání je ovlivněna liposolubilitou a formou přípravku. Organofosfáty a karbamáty jsou oxidovány a hydrolyzovány pomocí esteráz (konkrétně karboxyesteráz a paraoxonáz), které se nacházejí v játrech a v plasmě. Mnoho OP, především thiofosfáty a dithiofosfáty, obsahují síru vázanou dvojmocnou vazbou s fosforem (P=S). V hepatocytech, působením cytochromu P450, je síra vyměněna za kyslík a vznikají vysoce toxické oxony, které jsou více toxické než původní látka. Organofosfáty a karbamáty se vážou na cholinesterázové enzymy a tím inhibují rozklad acetylcholinu. OP se vážou na cholinesterázy ireverzibilně, narozdíl od karbamátů, které se po určitě době spontánně uvolňují z této vazby. Inhibovaná acetylcholinesteráza nemůže odbourávat acetylcholin na cholin a acetát, acetylcholin se hromadí na synapsích a dochází tak k neustálému dráždění muskarinových receptorů v parasympatiku a nikotinových receptorů na nervosvalové ploténce. Karbamáty a dithiokarbamáty mají navíc methemoglobinizační účinky a kromě toho inhibují acetaldehyddehydrogenázu. Tento enzym se podílí na odbourávání alkoholu a v důsledku 28

toho při konzumaci alkoholu při práci s karbamáty hrozí tzv. acetaldehydový syndrom (kumulace acetaldehydu v organismu). Otrava OP a karbamáty probíhá ve třech stádiích: První příznaky prodromálního stádia akutní otravy zahrnují náhlý neklid a úzkost, abdominální diskomfort, nahrbený postoj a záškuby končetin. Poté následuje muskarinové stadium (účinek acetylcholinu na parasympaticus), kdy zesiluje salivace a lakrimace provázená stále častějším močením a kálením (tyto příznaky jsou obvykle popisovány zkratkou SLUD - salivace, lakrimace, urinace, defekace). Důležitým příznakem je výrazné zúžení zornic (mióza). V nikotinovém stádiu (účinek acetylcholinu na nervosvalovou ploténku) počáteční mírný svalový tremor postupně zesiluje a prohlubuje se a vede ke generalizovaným křečím a ataxii. Postupně sílící dyspnoe je způsobena nárůstem bronchiální sekrece a bronchokonstrikcí. Záchvaty křečí následuje koma, deprese dýchání a smrt. Jednotlivá stadia se vzájemně prolínají a mohou probíhat souběžně. Termínem intermediární syndrom se označují klinické příznaky projevující se muskulární slabostí, která je patrná několik dní po otravě OP nebo karbamáty. Intermediární syndrom je způsoben perzistující nízkou aktivitou cholinesteráz. Insekticidy patřící mezi OP a karbamáty jsou rychle metabolizovány a během několika dní vyloučeny z organismu, pokles aktivit cholinesteráz je však patrný ještě přibližně dva týdny po otravě. Intravitální diagnostika otravy je založena na stanovení aktivity acetylcholinesterázy (v erytrocytech nebo CNS), případně butyrylcholinesterázy (v krevním séru nebo plazmě) nebo stanovení účinné látky ve zvratcích, moči nebo podezřelém materiálu. Postmortální diagnostika využívá stanovení účinné látky v játrech, mozku a žaludku pomocí vysokoúčinné kapalinové nebo plynové chromatografie. Léčba otravy těmito pesticidy spočívá v podání atropinu. Atropin se váže v parasympatiku na stejné muskarinové receptory jako acetylcholin. Jedná se o kompetici (soutěžení) o stejný vazebný receptor. Atropin má však na tyto receptory opačný účinek než acetylcholin. Aplikace atropinu vede ke zmírnění muskarinových příznaků, ale nepůsobí na nikotinové příznaky. Při otravách OP se mohou podat oximy, reaktivátory cholinestrázy, které vytěsňují OP z vazby s cholinestarázou tak, že se samy na OP vážou. Tato léčba je však vhodná jen v začátku otravy, než dojde k fosforylaci a vytvoření kovalentní vazby mezi OP a enzymem. (Pozdější podání je neúčinné, oximy vzniklou vazbu nerozštěpí). Používání oximů při otravách karbamáty se nedoporučuje, stejně jako jejich nadměrná dávka, protože nadměrné množství oximů může samo způsobit inhibici cholinesterázy.

29

4.3.3 Pyretroidy Základní charakteristika a výskyt v prostředí Pyretriny a pyretroidy jsou široce využívanou skupinou insekticidů. V současné době tvoří asi čtvrtinu všech celosvětově používaných insekticidů. Stejně jako OP a karbamáty se i pyretroidy používají jako antiparazitika ve veterinární i humánní medicíně, jako biocidy v domácnostech i jako pesticidy v zemědělství. Syntetické pyretroidy jsou vyráběny na základě přírodních insekticidů, které se nazývají pyretrum. Pyretrum obsahuje směs šesti insekticidně aktivních látek (pyretrinů) obsažených v květech kopretin Chrysanthemum (Pyrethrum)cinerariifolium a Ch. coccineum. Synteticky vyrobené pyretroidy jsou více stabilní a více účinné než přírodní pyretriny. Podle chemické struktury se pyretroidy rozdělují na pyretroidy typu T (neobsahují α-kyanoskupinu) a typu CS (obsahují α-kyanoskupinu). Pyretroidy typu T jsou označeny podle toho, že vyvolávají tremor, pyretroidy typu CS podle toho, že vyvolávají choreoatetózu (taneční pohyby) a salivaci. Pyretroidy typu CS jsou více účinné. Toxicita Pyretriny a pyretroidy jsou po perorálním příjmu absorbovány ze 40 – 60 %; perkutánně prostupuje méně než 2 % a absorpce je mnohem pomalejší než perorální cestou. Pyretroidy zůstávají v kůži a pouze pomalu se uvolňují do krevního oběhu. Jsou lipofilní, proto se dostávají do tkání s vysokým obsahem tuku a do centrálního a periferního nervového systému, mimo to jsou však distribuovány i do dalších tkání a do mléka. V gastrointestinálním traktu jsou pyretroidy rychle hydrolyzovány. Po vstřebání jsou hydrolyzovány působením monooxigenáz v systému cytochromu P450 a následně konjugovány v druhé fázi detoxikace (především s glukuronátem). Převážná část pyretroidů a jejich metabolitů je vyloučena z organismu během 12 až 48 hodin močí a stolicí. Pyretroidy se vážou na membrány axonů nervových buněk v blízkosti sodných kanálů, zpomalují jejich otevírání a zavírání a tím ovlivňují akční potenciál na membráně a šíření vzruchu. Na membráně axonu nemůže docházet k repolarizaci a prodlužuje se depolarizace. Zpoždění uzavírání sodných kanálů je výraznější u pyretroidů typu CS. Proto u pyretroidů typu T převládá repetitivní propustnost sodných kanálů, kdežto u pyretroidů typu CS převládá membránová depolarizace. Výsledkem přímého vlivu pyretroidů na senzorická nervová zakončení je parestezie, způsobená opakovaným drážděním nervových vláken. Pyretroidy typu CS také ovlivňují chloridové kanály řízené GABA. Kontaminace potravin Při snižování reziduí pyretroidů v ovoci a zelenině má velký význam loupání a odstraňování povrchových vrstev, které snižují obsah reziduí o 60 až 100 %. Efektivní je také mytí, zvláště s přídavkem soli nebo detergentů. Ve šťávě z ošetřeného ovoce a zeleniny je až o 70–100 % menší obsah pyretroidů než v čerstvých surovinách. Obsah pyretroidů se snižuje také při mražení a vaření. Při tepelných úpravách, při kterých se používá olej, však redukce není tak výrazná.

30

5. Toxické látky rostlinného původu Z. Široká

Úvod Ve výživě člověka hrají rostliny a jejich produkty významnou roli. Nejdůležitější obsahové látky, pro které rostliny využíváme, jsou makronutrienty, jako sacharidy, proteiny a tuky. Rostliny ale neprodukují pouze produkty primárního metabolismu, čili makronutrienty, ale i produkty sekundárního metabolismu. Ty tvoří ohromné spektrum látek, které mají svůj význam nejen ve výživě člověka a zvířat (např. mikronutrienty, vitamíny aj.), ale mohou mít i mnohé farmakologické, antinutriční nebo dokonce toxické účinky. V rostlinách slouží tyto sekundární metabolity k mnoha účelům, ale nejčastější je obranná funkce proti parazitům, plísním apod., proto rostliny často nemůžeme šlechtit tak, aby tyto látky neobsahovaly. Při běžné konzumaci většiny potravin rostlinného původu ale u zdravých lidí nedochází k nežádoucím nebo toxickým projevům, které by tyto látky způsobovaly. Ty se objevují pouze u několika z těchto látek, a to často při předávkování, nedostatečné tepelné úpravě nebo při kombinaci s dalšími potencujícími faktory. Je proto nutno zdůraznit, že je potřeba dbát na správnou úpravu potravin a na pestrost rostlinné potravy, aby nedocházelo k jednostranné konzumaci jednoho typu potenciálně nebezpečných obsahových látek. V následující kapitole jsou popsány nejdůležitější antinutriční (snižují výživovou hodnotu potravin) či toxické (mohou způsobit poškození organismu) látky nacházející se v potravinách rostlinného původu.

5.1 Glykoalkaloidy brambor Charakteristika, výskyt Steroidní glykoalkaloidy jsou látky, které se skládají z cukerné části (glykonu) a necukerné části (aglykonu), kterou tvoří steroidní struktura, ve které se nachází molekula dusíku (pseudoalkaloid). Tyto dvě části molekuly jsou spojeny glykosidickou vazbou, steroidní glykoalkaloidy je tedy možno řadit i mezi glykosidy. Tyto alkaloidy se nacházejí v rostlinách rodu Solanum (lilek). Z potravin je jejich výskyt důležitý v bramborách a rajčatech. V rajčatech se vyskytují alkaloidy odvozené od aglykonu tomatidinu, nejvíce je zastoupen αtomatin. Ten se nachází v celé rostlině, pouze ve zralých plodech je jeho množství velmi nízké (se zráním plodu obsah tomatinu klesá), a proto je tato část rostliny poživatelná a bezpečná. V bramborách je obsaženo mnoho glykoalkaloidů, nejvýznamnější jsou solanin a chaconin, které jsou shodně tvořeny aglykonem solanidinem, ale liší se cukernou částí. Jsou obsaženy ve všech částech rostliny, v hlízách je jich obvykle nejméně a nacházejí se zde hlavně ve slupce. Obsah alkaloidů závisí na odrůdě, zralosti, ale i okolních podmínkách a stresu. V celé rostlině, ale i v již uskladněných hlízách, může jejich množství v nepříznivých podmínkách 31

narůstat. V hlízách je nejvíce alkaloidů, pokud jsou zelené, protože podobné podmínky, které vedou k tvorbě chlorofylu (zelená barva), vedou i k tvorbě alkaloidů, které slouží jako obranný prostředek proti stresu a infekci. Vysoké množství alkaloidů je i v klíčcích, kde slouží jako ochrana před napadením škůdci v době klíčení rostliny.

Toxické účinky Glykoalkaloidy brambor se špatně vstřebávají z trávicího traktu, proto je většina jejich účinků spojena s lokálním působením ve střevě. Zde dráždí, vedou k zánětu, krvácení ze sliznice až tvorbě vředů. Pozorována je bolest břicha, zácpa nebo průjem. Po vstřebání se alkaloidy dostávají do krve a jejich cílem je nervová tkáň. Působí jako inhibitory cholinesteráz a tím dochází k nárůstu množství acetylcholinu na synapsích. To vede k nervovým příznakům, jako jsou ataxie, apatie, slabost, třesy, křeče, koma. Může se objevit i zvýšené slinění a samovolný únik moči.

Význam ve výživě člověka Tyto alkaloidy jsou termostabilní, neničí se varem, pečením, ani sušením. Při vaření ve vodě se ale část glykoalkaloidů vyluhuje. Otravy jsou u člověka popisovány, ale záznamů vážných otrav z hlíz je poměrně málo, což může být způsobeno několika faktory:    

Tyto alkaloidy jsou špatně vstřebávány, celkové zdravotní obtíže se objevují zřídka; trávicí obtíže (lokální působení těchto alkaloidů) člověk málokdy spojuje s konzumací brambor; tyto alkaloidy jsou částečně natráveny a při rozštěpení glykosidické vazby se uvolňují aglykony, které jsou méně toxické než celý glykoalkaloid; metabolismus a vyloučení vstřebaných glykoalkaloidů jsou rychlé.

Konzumace brambor s vysokým obsahem alkaloidů je vzácná, protože od obsahu 140 mg alkaloidů/kg brambor je chuť hlíz hořká, při ještě vyšších koncentracích se dostavuje i silné pálení v ústech a jícnu, což vyloučí konzumaci většího množství takových brambor. Problémem tedy zůstává konzumace klíčků či jiných částí rostliny, kde je obsah alkaloidů mnohem vyšší než v hlízách. Požití i malé části rostliny může vést k závažné otravě.

5.2 Kyanogenní glykosidy Charakteristika, výskyt Tyto látky jsou také tvořeny dvěma částmi – cukerným glykonem a necukerným aglykonem, který je tvořen α-hydroxynitrilem (obsahuje kyano skupinu).

32

Vyskytují se v mnoha rostlinách (více než 2000 druhů) mnoha čeledí. Pro člověka je důležitý výskyt v rostlinách, jako jsou peckovice (mandle, meruňky, broskve, švestky, třešně aj. – glykosid amygdalin), lněném semínku a manioku (linamarin, lotaustralin), čiroku (dhurrin) atd. Pro zvířata je důležitý jejich výskyt v jeteli (linamarin, lotaustralin) a čiroku.

Toxické účinky Kyanogenní glykosidy se v kyselém prostředí a/nebo v přítomnosti hydrolytických enzymů štěpí za vzniku volného kyanovodíku (HCN). Tento proces se nazývá kyanogeneze a probíhá ve dvou krocích – nejprve se odštěpí cukerná část, a poté se aglykon rozštěpí na aldehyd či keton a kyanovodík. Tento proces může probíhat jak v trávicím traktu člověka a zvířat, tak přímo v pletivech rostlin. V rostlinách vzniká kyanovodík z kyanogenních glykosidů při poškození (např. při zpracování potravin mletím, sušením apod.) a promísení obsahu vakuol (za fyziologických podmínek jsou kyanidy a enzymy je štěpící skladovány v rostlině odděleně). Uvolněný kyanovodík je buněčným jedem, protože blokuje mnoho důležitých enzymů, z nichž nejpodstatnější je inhibice dýchacího enzymu cytochromoxidázy v mitochondriích. Tkáně a buňky tak neumějí využít kyslík, který je transportován krví, a dochází k vnitřnímu dušení. Při akutní otravě velkým množstvím kyanidů může dojít až k úmrtí, při chronické otravě z příjmu nízkých dávek kyanovodíku dochází k neurologickým problémům jako je třes, poruchy paměti, nebo záněty periferních nervů. Tyto příznaky jsou způsobeny dlouhodobým nedostatkem kyslíku v buňkách, na což je nervová tkáň velmi citlivá. Při metabolismu kyanovodíku v těle živočichů dochází k reakci se sirnými sloučeninami za vzniku thiokyanátů (viz glukosinoláty). Význam ve výživě člověka Otravy jsou typické hlavně v tropických oblastech po konzumaci manioku (také nazývaný kasáva či cassava) nebo po konzumaci semen v peckách zmíněných peckovin (dříve taky z hořkých odrůd mandlí, které mají vysoký obsah kyanogenních glykosidů). Kyanovodík je těkavý, proto při kuchyňské úpravě potravin, jako je vaření v otevřené nádobě nebo fermentace, dochází ke snížení obsahu kyanidů v potravinách. V našich podmínkách jsou nejběžnějším zdrojem kyanidů kompoty z nevypeckovaného ovoce, ve kterých dochází k uvolnění kyanovodíku ze semen, ale v uzavřeném prostoru nemůže vyprchat.

5.3 Methylxanthiny Charakteristika, výskyt Hlavními methylxanthiny, které se vyskytují v potravinách rostlinného původu, jsou kofein a theobromin. Theofyllin je zastoupen pouze minoritně. Tyto látky se nacházejí v mnoha rostlinách a potravinách, ale z hlediska výživy člověka mají význam pouze káva (kofein), čaj (kofein, theobromin i theofyllin), kakao (theobromin, kofein) a výrobky, které ho obsahují 33

(např. čokoláda). Dále jsou zdrojem kofeinu kolové nápoje, v nichž už ale většinou není jednou z obsahových složek extrakt z kolovníku, ale pouze čistý izolovaný kofein.

Toxické účinky Methylxanthiny ovlivňují oběhovou soustavu, mají účinek na cévy, srdce a tvorbu moči. Zvyšují krevní tlak, srdeční kontraktilitu, a diurézu. Může dojít k akutnímu předávkování, zvracení, křečím až smrti na respirační selhání. Pro zvířata je velmi toxický theobromin, který je z jejich organismu jen velmi pomalu vylučován.

Význam ve výživě člověka Kofein je často přidáván do nápojů, je i součástí mnoha potravních doplňků ke zlepšení výkonu a hubnutí. Nadměrná chronická konzumace může být spojena s rizikem nemocí oběhové soustavy, vysokým tlakem, jsou popsány i případy, kdy došlo k infarktu myokardu. Další zdravotní komplikací vyplývající z nadměrné konzumace nápojů s obsahem kofeinu je možný vliv na vznik obezity, protože kofeinové a kolové nápoje obsahují často velké množství cukrů.

5.4 Fytoestrogeny Charakteristika, výskyt Fytoestrogeny jsou rostlinné látky, které nemají chemickou strukturu steroidů, ale přesto mají schopnost aktivovat estrogenní receptory. Jejich afinita a aktivita na estrogenních receptorech je ale mnohem slabší, než v případě přirozených ligandů, např. estradiolu. V rostlinách fungují jako ochrana před mikroorganismy a živočišnými škůdci. Vyskytují se v mnoha druzích rostlin (jetel, hrách, fazole, vojtěška, obiloviny, jablka, třešně, kokosové ořechy, arašídy, mrkev, petržel, brambory, česnek aj.), nejvyšší koncentrace jsou nacházeny v sóji. Nadměrná konzumace sóji pak může u člověka vést k nežádoucím účinkům. Chemicky se fytoestrogeny dělí na několik skupin:    

Izoflavony Prenylované flavonoidy Kumestany Lignany

Izoflavony jsou odvozeny od flavonoidů a vyskytují se převážně v luštěninách (čeleď bobovité, Fabaceae), hlavním zdrojem je sója. Dále se vyskytují v semenech máku, slunečnice, v pícninách (jetel). Nejdůležitějšími izoflavony jsou daidzein, genistein a formonetin. V rostlinách se vyskytují hlavně ve formě glykosidů, glykonem je glukóza. Prenylované deriváty vznikají prenylací izoflavonů nebo flavonoidů. Prenylované izoflavony se nacházejí v rostlinách čeledi Fabaceae, prenylované flavonoidy pak ve zralých samičích 34

šišticích chmele a dostávají se tak do piva. Estrogenně nejúčinnější jsou prenylnaringeniny, které vznikají až po konzumaci piva činností střevní mikroflóry nebo jater. Nejvýznamnější prenylovaná sloučenina v pivu – xanthohumol – estrogenní účinky nemá. Kumestany, z nichž nejvýznamnější je kumestrol, vznikají v rostlinách z izoflavonů jako reakce rostliny na stres. Nejvyšší koncentrace se nacházejí v klíčících semenech. Jedná se o látky typické pro luštěniny a pícniny (vojtěška, jetel). Lignany patří mezi složité dimerní fenolické sloučeniny. Ve formě glykosidů se nacházejí hlavně v semenech – sezamovém a lněném, v celozrnných cereálních výrobcích, rýži, luštěninách, ořeších, ovoci a zelenině.

Toxické účinky Účinky fytoestrogenů na organismus se liší podle toho, zda se jedná o muže či ženy a zda jsou ženy v reprodukčním období nebo již po menopauze. Obecně dochází po konzumaci vysokých dávek u plodných žen k hypertrofii dělohy, mléčné žlázy, u mužů k feminizaci. Tyto změny jsou obvykle reverzibilní a mizí několik týdnů po přechodu na dietu neobsahující fytoestrogeny.

Význam ve výživě člověka Konzumace malých dávek fytoestrogenů je pro člověka prospěšná. Předpokládá se vliv na mírné snižování hladiny cholesterolu v krvi. U žen po menopauze nahrazují fytoestrogeny chybějící estradiol a v přiměřených dávkách vedou ke snížení rizika kardiovaskulárních chorob a osteoporózy. Zkoumá se také jejich role v protinádorovém působení.

5.5 Látky ovlivňující metabolismus mikronutrientů Oxaláty

Charakteristika, výskyt Oxaláty, neboli šťavelany, se vyskytují v mnoha rostlinách. Některé čeledi a druhy je obsahují ve velkém množství. V rostlinách mohou být přítomny ve formě volné kyseliny šťavelové, rozpustných sodných či draselných solí či nerozpustného kalciumoxalátu – vápenaté soli. Nejvyšší výskyt oxalátů je ve špenátu, rebarboře, řepných listech, čaji, kakau a výrobcích z něj. Také některé další druhy zeleniny jako salát, celer, zelí, květák, mrkev, brambory, hrách a fazole mají určitý obsah šťavelanů. Oxaláty jsou také tvořeny v organismu v průběhu metabolismu kyseliny askorbové (vitamínu C) a aminokyseliny glycinu. Za normálních okolností pochází většina oxalátů, které jsou vylučovány močí, z endogenních zdrojů.

35

Toxické účinky Oxaláty snižují dostupnost minerálů, hlavně vápníku, z potravy. Kromě toho vážou vápník v krvi, dochází tím ke vzniku nerozpustných kalciumoxalátů a snížení množství dostupného vápníku v těle. To ovlivní činnost srdeční i kosterní svaloviny. Nadměrné vylučování oxalátů močí vede ke vzniku oxalátových ledvinových či močových kamenů. U člověka jsou vzácné případy akutního předávkování oxaláty, obvykle se ale jedná o chronický příjem nadměrných dávek. Význam ve výživě člověka Při příjmu rostlinné stravy bohaté na oxaláty je nutno dbát na dostatečnou suplementaci vápníku např. z mléčných výrobků, dostatečný příjem vitamínu D a také na vhodný pitný režim, aby se předešlo tvorbě ledvinových kamenů.

Fytáty

Charakteristika, výskyt V semenech luštěnin a obilnin je zásobní formou fosforu kyselina fytová (myoinozitol hexafosfát) a její soli s mono- a divalentními ionty. Fytáty jsou důležité zásobní látky pro klíčení semen. Toxické účinky Fytáty vytvářejí nerozpustné komplexy s mnoha minerály, protože kyselina fytová je svou povahou chelatační látka. Vazba je nejsilnější se zinkem a mědí a vede ke snížení dostupnosti těchto esenciálních kovů z potravy u člověka a monogastrických zvířat. Minerály jsou dále komplexovány i s oxaláty (viz výše), vlákninou a polyfenoly. To znamená, že tyto látky potencují účinek fytátů. Kromě toho kyselina fytová komplexuje i s některými proteiny, enzymy a polysacharidy. Inhibuje např. pepsin, α-amylázu, méně i trypsin, aj. Snižuje tím stravitelnost škrobů a proteinů. Nedostatek cukrů, aminokyselin a některých stopových prvků vede u člověka k malnutrici. Význam ve výživě člověka Fytáty snižují stravitelnost převážně škrobů a ovlivňují glykémii. Dále dochází k minerálním disbalancím. Na druhé straně je ale jedním z rozkladných produktů kyseliny fytové inozitol trifosfát (IP3), který slouží jako buněčný posel a stimuluje aktivitu NK (natural killer) buněk a tím posiluje nespecifickou imunitu. IP3 je také považován za modulátor, který je schopný ovlivnit karcinogenezi tím, že zesiluje diferenciaci maligních buněk a tím snižuje progresi nádorů. Fytáty jsou poměrně termostabilní. Jejich množství se snižuje hlavně při klíčení semen a při fermentaci, při vaření jen cca o 50 %.

36

Glukosinoláty

Charakteristika, výskyt Jedná se o látky, které obsahují dva atomy síry a nacházejí se převážně v rostlinách čeledi brukvovité (např. zelí, ředkve, ředkvičky, tuřín, hořčice, květák, růžičková kapusta, brokolice, kedluben, řepka olejka aj.). Jsou tvořeny dvěma částmi – cukerným glykonem, který je obvykle tvořen glukózou, a necukerným aglykonem s obsahem síry. Protože jsou tyto části spojeny S-glykosidickou vazbou, lze glukosinoláty řadit také mezi glykosidy. Glukosinoláty jsou zodpovědné za typickou chuť a vůni těchto rostlin. Nejznámějšími glukosinoláty jsou např. progoitrin, sinigrin, glukonapin, glukobrasicin, glukosinalbin aj. V rostlině jsou glukosinoláty skladovány odděleně od enzymu, který se nazývá myrozináza (synonymum thioglukosidáza). Při mechanickém poškození rostliny při zpracování či žvýkání potravy dochází ke kontaktu glukosinolátů s tímto enzymem, a myrozináza odštěpí cukernou část molekuly glukosinolátu. Samotný aglykon pak rostlině slouží jako repelent a pesticid, regulátor růstu či zdroj dusíku či síry pro další metabolické pochody. V dalším kroku metabolismu glukosinolátů dochází podle pH a přítomných enzymů k tvorbě nitrilů, thiokyanátů či isothiokyanátů.

Toxické účinky Isothiokyanáty jsou nestabilní a cyklizují např. do sloučeniny nazývané goitrin (goiter je anglický název pro strumu). Glukosinoláty, respektive produkty jejich metabolismu, tak ve vysokých dávkách působí jako strumigeny. To znamená, že inhibují vstřebávání jódu do štítné žlázy a poškozují syntézu hormonu thyroxinu. Organismus na nedostatek tohoto hormonu reaguje zvětšováním štítné žlázy, aby zachytila více jódu, a tak vzniká hypertrofie nazývaná struma. Poškození štítné žlázy je ireverzibilní. Některé produkty rozkladu glukosinolátů, např. nitrily, jsou i hepatotoxické a nefrotoxické.

Význam ve výživě člověka Konzumace velkého množství brukvovitých rostlin může vést k rozvoji strumy. V běžné populaci se s tímto problémem nesetkáváme, v riziku jsou ale vegetariáni a vegani. Glukosinoláty je možno částečně odstranit nebo inaktivovat kuchyňskou úpravou. Vaření inaktivuje myrozinázu a odstraňuje některé těkavé metabolity. U řepky olejky jsou již vyšlechtěny kultivary bez obsahu glukosinolátů. Nejúčinnější metodou inaktivace je fermentace, např. v kysaném zelí dochází k úplnému rozkladu glukosinolátů. Na druhé straně, některé produkty metabolismu glukosinolátů mají i pozitivní účinky na zdraví. Některé z isothiokyanátů aktivují enzymy druhé fáze detoxifikace v játrech a střevní stěně a vedou ke zrychlené eliminaci některých toxických látek. Byl pozorován i jejich tlumivý účinek na růst chemicky indukovaných nádorů (tj. u rakoviny vyvolané příjmem karcinogenů v potravě, ne u geneticky podmíněné), tyto látky podporují apoptózu nádorových

37

buněk. Nejslibnější účinek byl pozorován u rakoviny tlustého střeva. Bohužel jsou tyto prospěšné metabolity také ve velké míře inaktivovány vařením.

Antivitamíny

Charakteristika, výskyt Antivitamíny tvoří široká skupina látek, které vedou ke snížené dostupnosti až nedostatku určitých vitamínů z potravy. S vitamíny mohou soutěžit o receptory, tvořit komplexy nebo je degradovat, ale také může jít o látky, jejichž konzumace v těle vyvolává zvýšené požadavky na suplementaci určitým vitamínem. Thiamináza se vyskytuje v potravinách živočišného původu, např. v rybách, ale i v některých rostlinách jako jsou borůvky, černý rybíz, červená řepa, růžičková kapusta či červené zelí. Na destrukci thiaminu se podílí i třísloviny (taniny) a katecholy - kyselina kávová a chlorogenová (v zelené kávě, slunečnicových semenech) či methylsinapát (semena řepky a hořčice). Askorbát oxidáza se nachází v ovoci a zelenině – okurky, dýně, salát, chřest, broskve, banány, rajčata, brambory, mrkev, zelené fazolky aj. Antagonisté pyridoxinu se nacházejí hlavně v houbách (jedlých, nejedlých i považovaných za léčivé, např. shiitake), lněném semínku aj. Jedná se hlavně o látky strukturálně odvozené z hydrazinů.

Toxické účinky Thiamináza a další antithiaminy rozkládají thiamin (vitamín B1), což vede k nervovým příznakům. Askorbát oxidáza vede k rozkladu kyseliny askorbové (vitamín C) na dehydroaskorbovou kyselinu a dále až na šťavelany (oxaláty). Důsledkem je snížená antioxidační ochrana organismu, snížená imunita. Tento enzym se ničí tepelnou úpravou. Antagonisté pyridoxinu reagují s pyridoxinem a mění ho na neúčinné produkty. Důsledkem mohou být poruchy příjmu potravy, nervové příznaky.

Význam ve výživě člověka Při konzumaci běžné pestré stravy tyto látky nemají na zdraví člověka žádný závažný vliv. Při konzumaci v nadměrných množstvích může být pozorován nedostatek zmiňovaných vitamínů a mírné klinické příznaky této deficience.

38

5.6 Inhibitory enzymů Inhibitory proteáz

Charakteristika, výskyt Inhibitory proteáz (proteázy jsou enzymy štěpící proteiny/bílkoviny) se vyskytují v podstatě ve všech typech buněk – živočišných, rostlinných i mikrobiálních. Plní zde fyziologickou funkci, jejímž hlavním úkolem je zabránit poškození tkáně nechtěnou proteolýzou při uvolnění proteáz ze zásobních organel. Inhibitory proteáz se dělí podle několika kritérií. Nejčastěji se rozdělují podle typu inhibovaných enzymů na inhibitory serinových proteáz (serinové proteázy jsou např. trypsin, chymotrypsin), cysteinových proteáz (cysteinová proteáza je např. pepsin) a metaloproteáz. Tyto antinutriční látky se vyskytují v mnoha významných rostlinných potravinách, jako jsou cereálie (obiloviny, rýže, čirok, pohanka), brambory, některé druhy zeleniny (zelí, salát, rajčata, cibule, mrkev aj.) a ovoce (banány, jablka, pomeranče, hrozny), čaj a káva, ale také v živočišných produktech (mléko, mléčné výrobky, maso). Nejvýznamnějším zdrojem inhibitorů proteáz jsou luštěniny (hlavně sója), které obsahují převážně inhibitory serinových proteáz.

Toxické účinky Nejvíce je prostudovaná konzumace syrových nebo nedostatečně upravených luštěnin, která vede ke sníženému trávení bílkovin v gastrointestinálním traktu a zhoršené dostupnosti dusíku a aminokyselin v organismu. Tělo se pak snaží nedostatek kompenzovat a stimuluje slinivku k větší produkci trávicích enzymů, hlavně proteáz. To vede k hypertrofii a hyperplazii slinivky. Protože je komplex inhibitor-proteáza vyloučen výkaly, dochází časem k další významné ztrátě aminokyselin i v důsledku toho, že slinivkou vylučované proteázy jsou vlastně také proteiny a obsahují aminokyseliny. Výsledkem ztráty aminokyselin a jejich nedoplňování v důsledku špatného trávení bílkovin je snížený růst. Stav se zhoršuje i tím, že samotné tepelně neupravené proteiny luštěnin jsou obecně špatně stravitelné. Účinek na slinivku je dále potencován konzumací velkého množství tuků, hlavně s obsahem volné kyseliny linolové, taninů, fytátů a vlákniny, které také mohou inhibovat nebo vázat proteázy.

Význam ve výživě člověka Inhibitory proteáz hrají ve výživě člověka menší roli než ve výživě zvířat. Největší riziko spočívá v nadměrné konzumaci produktů obsahujících sóju. Obecně pro člověka platí, že veškeré luštěniny je potřeba dostatečně tepelně zpracovat (nejlépe vlhkým teplem). Pak zůstává zbytková aktivita inhibitorů proteáz na nízké úrovni a neovlivňuje zdraví člověka.

39

Inhibitory amyláz

Charakteristika, výskyt Inhibitory pankreatických amyláz se nacházejí hlavně v obilninách (pšenice, žito) a luštěninách (převážně fazole). Jedná se o glykoproteiny, které jsou obvykle termostabilní (nacházejí se tedy i v pečivu a dalších produktech z obilovin, či tepelně upravených fazolích), ale jsou citlivé k inaktivaci pepsinem v žaludeční šťávě. Fyziologická role těchto látek v rostlině není přesně známa. Jistý efekt mají proti amylázám hmyzu, a protože se nacházejí hlavně v semenech, je možná jejich role v ochraně před hmyzem v době do vyklíčení semene. Toxické účinky Inhibitory amyláz ve střevě vytvářejí komplex s pankreatickou α-amylázou. Ovlivňují trávení škrobu, hladinu glukózy v krvi a některé další metabolické aktivity. Při chronické konzumaci vysokých dávek vedou k poruchám růstu. Význam ve výživě člověka Toxikologický význam mají pouze ve velkých množstvích. V tomto případě se jich část nestačí inaktivovat pepsinem v žaludku a přejde do střeva, kde pak může negativně působit.

5.7 Taniny Charakteristika, výskyt Taniny patří mezi třísloviny ze skupiny polyfenolů. Polyfenoly jsou látky, které živočichové obecně neumí syntetizovat a jejich výhradním zdrojem jsou rostliny. Polyfenoly odvozené od flavonoidů se vyskytují v ovoci, zelenině, některých obilninách, luštěninách, čaji, čokoládě či červeném vínu. V semenech se nacházejí hlavně ve slupkách. Toxické účinky Taniny vytvářejí komplexy s proteiny. Na kůži a sliznicích vyvolávají svíravý, adstringentní pocit a účinek. Konzumace vysokých dávek vede k inhibici trávicích enzymů (trypsin, amylázy), k poruchám růstu (problémy s trávením bílkovin a snížená dostupnost aminokyselin), poškození sliznice trávicího traktu, změnám v sekreci některých iontů, a v závažných případech může způsobit i smrt.

Význam ve výživě člověka Taniny mohou u člověka způsobit malnutrici. Jsou to podezřelé karcinogeny, zkoumá se jejich podíl na vzniku nádorů dutiny ústní a jícnu. Při technologických procesech dochází ke

40

snižování jejich koncentrace v potravině loupáním obilnin, tím ale dochází ke ztrátě jiných potřebných nutrientů. Taniny se částečně ničí varem a při klíčení. Na druhé straně mají ale třísloviny i antioxidační potenciál, protože jsou schopny vychytávat volné kyslíkové radikály. Tento účinek se pozitivně projevuje při peroxidačních reakcích lipidů a vede ke snížení intenzity těchto reakcí a léčebným účinkům např. při ateroskleróze nebo některých jaterních chorobách. V kontrastu k podezření z lokálního karcinogenního působení v trávicím traktu se předpokládá i částečné protinádorové působení, protože volné radikály jsou často jednou z příčin zhoubného bujení.

5.8 Látky způsobující favismus Charakteristika, výskyt Onemocnění zvané favismus je způsobeno látkami, které se nacházejí v bobu obecném (Vicia faba). Bob se pěstuje hlavně na Blízkém Východě a v severní Africe. Obsahuje glykosidy vicin a konvicin, které se nacházejí hlavně v nezralých semenech. V průběhu zrání jejich obsah klesá.

Toxické účinky Střevní mikroflórou jsou vicin a konvicin hydrolyzovány na divicin a isouramil, což jsou látky s potenciálem k tvorbě mnoha kyslíkových radikálů. Radikály pak způsobují peroxidaci lipidů poškozují metabolismus v mitochondriích a mohou se účastnit na poškození slinivky a vzniku diabetu.

Význam ve výživě člověka Favismus je onemocnění, které se objevuje u osob s deficiencí enzymu glukóza-6-fosfát dehydrogenázy, což je genetické metabolické onemocnění člověka hojně rozšířené v oblastech kolem Středozemního moře a na Blízkém Východě. Enzym je důležitý pro správnou funkci červených krvinek, protože udržuje dostatek redukovaného glutathionu a NADPH. Při jejich chybění v důsledku vadného enzymu jsou pak červené krvinky náchylné k napadení oxidačními látkami a radikály a dochází k jejich poškození až rozpadu – hemolýze. To vede k anémii, nedostatku kyslíku v krvi, žloutence, poškození ledvin, jater, často se objevuje vysoká horečka. Při požití velkého množství bobu pak může být hemolýza velmi masivní a může dojít i k úmrtí. Vařením se množství favických glykosidů nesnižuje, obsah lze částečně snížit pouze namáčením.

41

5.9 Toxické aminokyseliny Lathyrogeny

Charakteristika, výskyt Lathyrogeny jsou toxické aminokyseliny a jejich deriváty, které jsou obsaženy v rostlinách z čeledi Fabaceae, převážně rodu Lathyrus (hrachor) a Vicia (bob, vikev). Způsobují onemocnění zvané lathyrismus, které má dvě formy – neurolathyrismus (typický u lidí) a osteolathyrismus (častější u zvířat). Nejznámějším osteolathyrogenem je β-aminopropionitril (BAPN), nejznámějším neurolathyrogenem je β-N-oxalylamino-L-alanin (BOAA).

Toxické účinky Osteolathyrogeny jsou převážně nitrily a hydraziny a působí tak, že zabraňují zesíťování stavebních molekul v pojivových tkáních. Dochází ke zvýšené rozpustnosti kolagenu, deformitám kostí, zeslabení elastinu a tím ke snížení odolnosti aorty. Neurolathyrogeny jsou deriváty aminokyselin a jejich konzumace vede ke spastickým parézám až paralýzám, mohou se objevit i křeče. Důvodem je poškození neuronů, dochází k vakuolární degeneraci neuronů v oblastech mozku, které nejsou chráněny hematoencefalickou bariérou. Pro svou podobnost s glutamátem pak BOAA také interferuje s transportem pro glutamát a aspartát a působí disbalance neurotransmiterů v nervové tkáni, hlavně v míše. Příznaky se často objevují či zhoršují při únavě, a také v chladu a ve vlhkém prostředí. To může být způsobeno i tím, že rostliny z rodu Lathyrus nezahnívají v době povodní a nepříznivého počasí a často se pak v těchto dobách stávají majoritní součástí potravy.

Význam ve výživě člověka Otravy se objevují již od starověku, ale spíše endemicky. V Evropě je význam těchto látek malý. Dnes jsou největším problémem na indickém subkontinentu, nejvíce jsou postiženi mladí muži. BOAA je ale problematický, protože ho žádnou technologií zpracování nelze úplně odstranit, pouze dlouhodobým vařením v nadbytku vody a slitím této vody se lze zbavit do 80 % této látky. Metody dekontaminace pro osteolathyrogeny nejsou uváděny.

5.10 Lektiny Charakteristika, výskyt Lektiny se nazývají také fytohemaglutininy, protože mají schopnost aglutinovat (shlukovat) erytrocyty. Mají charakter proteinů nebo glykoproteinů. Nacházejí se v rostlinných i

42

živočišných tkáních. Z potravin rostlinného původu je nejdůležitější jejich výskyt v luštěninách, kde mohou tvořit až 10 % bílkovinného obsahu. Lektiny jsou pravděpodobně důležité pro symbiózu rostlin s bakteriemi rodu Rhizobium fixujícími dusík, a také slouží v rostlině jako ochrana před hmyzem.

Toxické účinky Kromě aglutinace červených krvinek mohou lektiny reagovat také s nádorovými buňkami, ovlivňovat (hlavně zesilovat) mitogenezi a často mají silné toxické účinky. Účinky vycházejí z jejich schopnosti reagovat s určitými sacharidovými strukturami na povrchu buněčných membrán, reakce je podobná reakcím s protilátkami. Tyto struktury jsou často receptory, a tak mohou lektiny buď napodobovat navázání přirozeného ligandu a indukovat přenos signálu, nebo naopak bránit navázání přirozeného ligandu a následné reakci. Příjem lektinů v potravinách (luštěninách) se může projevit hlavně snížením chuti k jídlu, poruchami růstu, protože pravděpodobně mění permeabilitu buněk střeva, které jsou zodpovědné za absorpci živin. Některé lektiny indukují proliferaci buněk střevního epitelu, dochází k hypertrofii a hyperplazii. Častý je také pocit gastrointestinálního diskomfortu a průjem. Ten může být vyvolán např. již při požití 4–5 syrových fazolí. Spekuluje se také o jejich schopnosti navozovat alergie na jiné podněty nebo se podílet na autoimunitních reakcích (např. u celiakie).

Význam ve výživě člověka Pro člověka je podstatné, aby byly luštěniny vhodně a dostatečně tepelně upravované. Většina lektinů může být zničena vařením (vlhké teplo), část je jich také inaktivována pepsinem v žaludku. Ostatní lektiny, které nejsou takto odstraněny nebo zneškodněny, přecházejí do střeva. Při konzumaci vyvážené stravy je ale jejich účinek na zdraví člověka minimální.

5.11 Toxické mastné kyseliny Charakteristika, výskyt Nejznámější toxickou mastnou kyselinou je kyselina eruková. Nachází se hlavně v rostlinách čeledi brukvovité. Velké množství se nachází v semenech hořčice a řepky.

Toxické účinky Kyselina eruková působí toxicky na srdce, způsobuje kumulaci tuku v srdečním svalu ve formě kapének, protože inhibuje β-oxidaci mastných kyselin v mitochondriích. Dále dochází k problémům s oxidací i u jiných substrátů a důsledkem je pokles produkce ATP. Účinek je specifický pro buňky myokardu, v jiných orgánech se neprojevuje. Prvními příznaky příjmu

43

této látky bývají poruchy růstu. V případě příjmu vysokého množství kyseliny erukové může dojít až k srdečnímu selhání.

Význam ve výživě člověka Protože se řepkový olej používá v potravinářství stále častěji, byly vyšlechtěny odrůdy řepky, které mají nízký obsah kyseliny erukové nebo jsou tzv. bezerukové.

Závěr Antinutričními a toxickými účinky potravin rostlinného původu jsou ohroženi hlavně vegani, lidé konzumující převážně či výhradně syrovou stravu a lidé s intolerancí některých druhů potravin, protože spektrum jimi konzumovaných jídel je velmi omezené a často dochází k jednostranné zátěži, která navíc není kompenzována dodáváním chybějících živin z jiných zdrojů. Tyto skupiny tedy musí věnovat velkou pozornost tomu, jaké potraviny a v jaké úpravě konzumují. K dosažení vyvážené stravy bez nežádoucích zdravotních účinků a deficience některých nutrientů je u nich doporučována konzultace s odborníky na výživu.

44

6. Kovy H. Modrá

Úvod Kovy se dostávají do potravin dvojím způsobem: Mohou být obsaženy v surovinách díky kontaminaci životního prostředí nebo se do potravin dostávají při zpracování a balení potravin. Kovy a jejich sloučeniny jsou přirozenou součástí ekosystému. Jejich výskyt v životním prostředí je výsledkem přírodních procesů a antropogenní činnosti (spalování fosilních paliv, zpracování kovových rud, průmyslová a zemědělská výroba). V životním prostředí jsou kovy málo degradabilní a mohou se kumulovat v biotickém i abiotickém systému. Ke zvýšení biologické dostupnosti a zvýšení toxického potenciálu kovů může docházet acidifikací nebo kovalentní vazbou s uhlíkem (metylace, alkylace), která vede ke vzniku organických sloučenin kovů. Organické sloučeniny kovů mají vyšší mobilitu, schopnost akumulace a ve většině případů také vyšší toxicitu. U jednotlivých sloučenin kovů platí, že absorpce kovu ze střeva je ovlivněna individuálními faktory, jako jsou věk, zdravotní stav a tělesná kondice, chemická forma a množství kovu a přítomnost dalších látek ovlivňujících jejich vstřebávání. Vstřebávání kovů mohou ovlivnit také vzájemné interakce mezi kovy. Kovy a jejich sloučeniny v organismu poškozují řadu orgánů a systémů a to především CNS, hematopoetický systém, játra a ledviny. Řada kovů vytváří v těle depozita ve tkáních. Některé kovy a ionty kovů (Fe2+, Cu+, Cr5+, Ni2+, Mn2+, Co, V) jsou schopny katalyzovat tvorbu hydroxylových iontů (OH-) a extrémně reaktivních a nebezpečných hydroxylových radikálů (HO•) redukcí endogenního peroxidu vodíku (HOOH). Tato reakce se nazývá Fentonova reakce a je znázorněna na příkladu působení Fe2+: HOOH + Fe2+ → Fe3+ + HO- + HO•

Fentonova reakce vede k místně specifické akumulaci volných radikálů (ROS - reactive oxygen species) a iniciuje poškození biomolekul. Volné radikály jsou molekuly nebo fragmenty molekul, které obsahují jeden nebo více nepárových elektronů v jejich vnějším obalu. Pokud jejich produkce překoná mechanismy určené k jejich likvidaci (zhášeče volných kyslíkových radikálů), hydroxylové radikály vedou k tvorbě dalších hydroxylových radikálů a dalších reaktivních sloučenin jako jsou superoxidy. Superoxidy reagují s oxidy dusíku a vytvářejí peroxynitrit, který je stejně škodlivý jako hydroxylový radikál. Oba typy radikálů poškozují a ničí proteiny a DNA, dochází k inhibici jejich normální funkce a poškození jejich reparace. Volné kyslíkové radikály indukují peroxidaci lipidů, která, pokud není napravena působením zhášečů, může vést k řetězové reakci destrukce lipidů a zničení vitálních buněčných membrán v mitochondriích, jádru a na periferii buněk. Celkově mohou tyto efekty vést k apoptóze, orgánovému poškození a smrti.

45

Při léčbě otrav toxickými kovy se používají látky, které na sebe kovy vážou a přitom vytvářejí netoxické sloučeniny, které mohou být z organismu snadno vyloučeny močí nebo žlučí. Používají se různé chelátotvorné látky. Ideální chelátotvorná látka je rozpustná ve vodě, je rezistentní k metabolizaci, může pronikat na místa v organismu, kde se kov ukládá, je schopná vyvázat ionty kovů z endogenních ligand a vytváří netoxické exkretabilní cheláty stabilní při fyziologickém pH. Navíc nesmí chelátotvorné látky vázat vápenaté ionty v plazmě ani jiné ionty kovů důležité pro normální funkci organismu. 6.1 Rtuť

Zdroje a charakteristika toxinu Rtuť se vyskytuje přirozeně v prostředí ve velmi nízkých koncentracích. Získává se zpracováním sulfidu HgS (rumělka - cinabarit). Více než 80 % rtuti, která se vyskytuje v životním prostředí, se do prostředí dostává činností člověka. Rtuť se uvolňuje při spalování fosilních paliv, z důlního a hutního průmyslu a při spalování odpadu. Rtuť existuje ve formě kovové, anorganické a organické. Kovová rtuť se používala jako náplň do teploměrů a tlakoměrů, v bateriích, zářivkových trubicích, amalgamových zubních výplních (rtuť ve slitině s Ag, Cu a Sn) a podobně. Sloučeniny rtuti se používaly jako fungicidy k moření obilí (sloučeniny etyl- a fenylrtuti), laxativa, antiparazitika, antiseptika a dezinficiencia. Protože jsou sloučeniny rtuti poměrně toxické, jejich použití do teploměrů a v zemědělství (jako fungicidy) je zakázáno. Více toxické jsou organické sloučeniny rtuti. Tyto sloučeniny vznikají po vazbě rtuti s uhlíkem. Nižší toxicitu vykazují arylsloučeniny před alkylsloučeninami, které čím mají kratší uhlíkatý řetězec, tím jsou toxičtější. Nejvíce toxickou organickou sloučeninou rtuti je metylrtuť, která vzniká v životním prostředí působením bakterií ve vodních sedimentechz anorganických forem rtuti. Metylrtuť se bioakumuluje v tělech vodních organismů a dostává se do potravního řetězce. Na konci potravního řetězce, u dravých ryb, jsou zjišťovány nejvyšší koncentrace metylrtuti. Otrava lidí metylrtutí je známá jako tzv. Minamata disease. Tento případ se stal v 50. letech 20. století v Japonsku v zálivu Minamata. Do zálivu byly vypouštěny odpadní vody z průmyslových závodů, které obsahovaly vysoké koncentrace různých sloučenin rtuti. Bakterie v sedimentech dna přeměnily anorganické sloučeniny na organickou metylrtuť, která se kumulovala ve vodních organismech. Protože hlavním zdrojem obživy lidí žijících v zátoce byly kontaminované ryby, došlo k vážné otravě u tisíců lidí. Někteří lidé v důsledky otravy zemřeli. U otrávených lidí docházelo k poškození nervového systému, rtuť se však u těhotných žen dostávala přes placentu i do plodu. Následkem otravy se postiženým matkám rodily děti s poškozením nervového systému. Otravy organickými sloučeninami rtuti se vyskytly v 60. a 70. letech v Iráku a Guatemale. Příčinou byla záměna osiva mořeného fungicidy na bázi organických sloučenin rtuti za obilí určené ke konzumaci. Jako fungicidy se používaly různé organické sloučeniny, nikdy se však

46

nepoužívala metylrtuť z důvodu příliš vysoké akutní toxicity. Několik případů otrav lidí bylo spojeno také s konzumací svaloviny zvířat, kterým bylo podáno mořené osivo. Toxikokinetika a mechanismus účinku Absorpce rtuti z trávicího systému, plícemi nebo přes kůži závisí na typu přijaté sloučeniny (tab. 2). Kovová (elementární) rtuť se výborně vstřebává plícemi, ale velmi málo se vstřebává z trávicího traktu. Jakmile je rtuť vstřebána do krevního oběhu, je rychle distribuována do tkání a nejvíce do ledvin, kde se akumuluje. Kovová rtuť může přetrvávat v těle několik týdnů až měsíců. Díky lipofilitě snadno přechází encefalickou a transplacentární bariéru. Jakmile se kovová rtuť dostane do mozku, je rychle přeměněna na anorganickou dvojmocnou formu, která v těle zůstává déle. Absorbovaná kovová rtuť je vylučována močí a stolicí, ale může být obsažena i v mléce. Anorganické sloučeniny rtuti jsou absorbovány z trávicího traktu z 10 až 40 %. Stejně jako kovová rtuť jsou distribuovány do různých tkání, nejvíce jsou však kumulovány v ledvinách. Anorganické sloučeniny nesnadno přecházejí přes bariéry. Vylučují se močí a trusem, v mléce jsou obsaženy pouze ve stopových množstvích. Organické sloučeniny rtuti (metylrtuť) se výborně vstřebávají z trávicího traktu. Distribuce metylrtuti v těle je stejná jako u předchozích forem, výborně však přechází přes encefalickou a transplacentární bariéru a akumuluje se v mozku a ve fétu. V mozku je metylrtuť přeměněna na dvojmocnou anorganickou formu. V anorganické formě se vylučuje několik měsíců stolicí, přechází také do moči a mléka.

Tab. 2: Absorpce různých typů sloučenin rtuti do organismu různými cestami vstupu Elementární rtuť (Hg0)

Anorganické soli

Organické sloučeniny

Plíce

téměř 100 %

různě

téměř 100 %

GIT

zanedbatelně

10-40 %

téměř 100 %

Kůže

zanedbatelně

zanedbatelně

středně až vysoce

Mechanismus účinku všech typů sloučenin rtuti je stejný. Hlavními cílovými orgány jsou ledviny a specifická místa v mozku. Rtuťnatý kation má vysokou afinitu k thiolovým nebo sulfhydrylovým skupinám proteinů, což vede k inaktivaci různých enzymů, stavebních a transportních proteinů a alteraci permeability buněčných membrán. Díky vazbě na thiolové nebo sulfhydrylové skupiny může rtuť indukovat nárůst oxidativního stresu, mitochondriální dysfunkci, změny v metabolismu hemu, depleci glutathionu, vzestup permeability přes encefalickou bariéru, narušení stavby mikrotubulů ledvin, narušení syntézy proteinů, replikace DNA, DNA-polymerázové aktivity, homeostázy vápníku, synaptické transmise a imunitní odpovědi.

47

Nejcitlivější tkání k působení rtuti je nervový systém. Stupeň poškození závisí na množství a typu vstřebané sloučeniny. Ve vysokých dávkách je poškození mozku ireverzibilní. Účinky působení rtuti u lidí jsou dobře prostudovány díky hromadným otravám lidí metylrtutí z kontaminovaných ryb (Minamata, Japonsko) a otravám lidí fungicidními přípravky po konzumaci mořeného obilí nebo drůbeže, které bylo zkrmováno mořené obilí (Írán). Působení rtuti u zvířat i člověka je stejné. Typické klinické nervové příznaky, které vznikají při otravě metylrtutí, jsou důsledkem selektivní inhibice syntézy proteinů v mozku. Protože se rtuť akumuluje také v ledvinách, způsobuje jejich poškození, které závisí na dávce přijaté rtuti. Klinické příznaky 

Inhalační příjem par kovové rtuti: nevolnost, zvracení, průjem, vzestup krevního tlaku, svědění kůže, oční iritace.



Perorální příjem anorganických sloučenin rtuti:

poškození ledvin; podráždění GIT – nevolnost, průjem, poškození sliznice GIT; vzestup krevního tlaku; vysoké dávky – poškození mozku, poškození plodu. 

Perorální dlouhodobý příjem vysokých dávek organických sloučenin rtuti:

poškození ledvin, poškození GIT, změny krevního tlaku, poškození plodu, spermiogeneze, předčasné porody a spontánní potraty. 

Všechny formy: poškození nervového systému – porucha koordinace pohybů, třes a částečné ochrnutí končetin, smyslové poruchy včetně poruch zraku. Diagnostika Množství rtuti v těle člověka získané z potravy lze zjistit na základě obsahu rtuti ve vlasech a v plné krvi. Toto stanovení se využívá v epidemiologických studiích. Po expozici kovovou rtutí lze detekovat rtuť také v moči. Kontaminace potravin Obsah rtuti ve většině potravin je nízký. Výjimku tvoří ryby a to především volně žijící dravé mořské ryby. Koncentrace rtuti v rybách souvisí vždy s kontaminací lokality, na které ryby žijí. V České republice je významně kontaminovanou lokalitou vodní nádrž Skalka na řece Ohři u Chebu, kde jsou u dravých ryb překročeny hygienické limity pro obsah rtuti v rybách. Vyšší koncentrace rtuti může být také v jedlých houbách, měkkýších a korýších. Na příjmu rtuti dietou se rozhodující měrou podílí konzumace ryb. Vzhledem k přestupu rtuti přes placentární bariéru se doporučuje těhotným ženám omezit v období těhotenství konzumaci ryb. U hospodářsky chovaných druhů ryb (kapr, pstruh) jsou koncentrace rtuti nízké, což souvisí s nízkým obsahem rtuti v komerčně vyráběných krmivech pro ryby.

48

6.2 Olovo

Zdroje a charakteristika toxinu Olovo je měkký, velmi těžký, toxický kov používaný člověkem již po staletí. Ve většině anorganických sloučenin se olovo vyskytuje v mocenství Pb2+, možné jsou však i oxidační stavy Pb0 a Pb4+. Mezi nejdůležitější minerály obsahující olovo patří galenit (PbS). Vysoké odolnosti olova vůči korozi bylo využíváno ve starověku ke konstrukci části vodovodních rozvodů a při výrobě nádobí. Olovo z trubek a nádobí, které kontaminovalo vodu, nápoje a potraviny vyvolávalo hromadné otravy u lidí již v období Římské říše. Ještě v nedávné minulosti se olovo využívalo také jako přídavek do barev a jako aditivum do benzínu (tetraetylolovo). V současnosti se nejvíce olova spotřebuje při výrobě elektrických akumulátorů. Sloučeniny olova se využívají také jako složka keramických glazur a emailů, při výrobě zápalek, skla a jako součást pyrotechnických materiálů. Olovo velmi účinně pohlcuje rentgenové záření a gama paprsky, proto slouží jako ochrana na pracovištích, kde se s tímto zařízením pracuje. Olovo se také využívá při výrobě střeliva. Zdrojem environmentální kontaminace olovem je hutnictví, důlní průmysl a odpady při použití olova. V USA a v mnoha dalších zemích se až do roku 1977 používaly barvy s vysokým obsahem olova. Vysoké koncentrace olova jsou proto stále obsaženy v nátěrech starších budov a mohou ovlivnit zdraví obyvatel. Ohroženy jsou zejména malé děti, které vdechují prachové částice z odloupaných nátěrů a nemají také dostatečné hygienické návyky, takže mohou částečky barev konzumovat. Nejcitlivější k působení olova jsou děti, zejména batolata a embrya a plody v období intrauterinního vývoje. V potravinách se olovo vyskytuje v méně toxické anorganické formě, a to především ve formě solí, oxidů nebo sulfhydrylových komplexů. Soli a oxidy olova jsou nerozpustné ve vodě a jejich absorpce z GIT je nízká. Otrava olovem nebo jeho sloučeninami u člověka se nazývá saturnismus podle římského boha setby Saturna. Toxikokinetika a mechanismus účinku Hlavní cestou vstupu olova do organismu je perorální příjem. Absorpce přes GIT závisí na typu sloučeniny olova a fyziologickém stavu organismu. Organické sloučeniny se vstřebávají mnohem lépe než anorganické soli nebo kovové slitiny. Na rozdíl od anorganických solí a kovových sloučenin se organické sloučeniny také vstřebávají přes kůži. Jemné částice olova (<0,5 µm) obsažené v kouři, které jsou vdechnuty do plic, se dostávají mukociliárním transportem do hrtanu, kde jsou následně vykašlány a polknuty. Částice olova jsou rozpuštěny v kyselém prostředí žaludku a jsou absorbovány především v tenkém střevě. Absorpce olova trávicím traktem se zvyšuje v přítomnosti vysokého obsahu tuku a při nedostatku vápníku, železa a proteinů a při vysoké dávce vitamínu D. Absorpce 49

anorganických sloučenin olova z potravy se pohybuje u dospělých lidí průměrně okolo 10 %, u dětí okolo 40 %. Olovo přestupuje přes placentární i hematoencefalickou bariéru. Po absorpci se převážné množství olova naváže na membránu erytrocytů, zbytek na sulfhydrylové skupiny bílkovin a pouze malé množství zůstává v séru. Olovo je distribuováno do všech orgánů a měkkých tkání, ale jeho největší množství se ukládá v kostech, kde se vytvoří poměrně inertní rezervoár olova. Tento rezervoár může být mobilizován kojením, těhotenstvím nebo přítomností chelátotvorných látek. Vstřebané olovo se z těla vylučuje pomalu. Přirozeně se vylučuje žlučí, při použití chelátotvorných látek se zvyšuje jeho množství v moči. Poločas vylučování olova z kostí je vyšší než 20 let, v krvi je to 27 dní. Díky tomu, že se olovo váže na sulfhydrylové a jiné nukleofilní funkční skupiny, inhibuje řadu enzymů a působí změny v metabolismu vápníku a vitamínu D. Olovo se také podílí na oxidativním stresu a inhibuje několik enzymů podílejících se na tvorbě hemové složky hemoglobinu. Z tohoto důvodu vzniká při chronické otravě anémie, která je prohloubena také zvýšenou fragilitou erytrocytů. Při akutní otravě olovem dochází ke vzniku edému mozku, protože olovo narušuje prostupnost hematoencefalické bariéry. U dětí dochází ke vzniku encefalopatie. Klinické příznaky Klinické příznaky otravy olovem závisí na délce příjmu a množství vstřebaného olova. Nejvíce jsou postiženy gastrointestinální trakt, CNS, hematopoéza a činnost ledvin. Postižení GIT (tzv. saturninská kolika): abdominální bolestivost, průjem, anorexie, zvracení. Postižení CNS: deprese, slabost, ataxie, svalový tremor, bolest hlavy, slepota, křeče, smrt. Postižení periferních nervů: polyneuropatie, demyelinizace. Chronická otrava se může projevit nespecifickými klinickými příznaky jako je abdominální diskomfort, slabé gastrointestinální poruchy, anorexie, letargie, ztráta hmotnosti a změny chování. Diagnostika Při chronické otravě jsou zjišťovány charakteristické hematologické změny: bazofilně tečkované erytrocyty, normocytární nebo mikrocytární anémie a snížené množství hemoglobinu v krvi. Koncentrace olova v těle se stanovuje v plné krvi, ve vlasech a nehtech. Normální koncentrace olova v krvi je menší než 0,02 mg/l. Kromě toho se může stanovovat koncentrace kyseliny δ-aminolevulové v moči. Tento biomarker je zvýšený v důsledku narušení syntézy hemu v hemoglobinu. Kontaminace potravin Obecně lze konstatovat, že nejvíce olova obsahují měkkýši a korýši a následně ryby. Mléko, ovoce a zelenina a maso z nekontaminovaných lokalit obsahují nízké koncentrace olova. U

50

zvířat na pastvě v kontaminovaných oblastech je obsah olova v ledvinách a játrech vyšší než ve svalovině. Potraviny balené v konzervách obsahují signifikantně vyšší obsah olova než potraviny balené ve skle nebo hliníkových obalech. Olovo přestupuje do potravin přes pájené spoje konzerv především u kyselých potravin jako je např. rajčatový protlak. Z tohoto důvodu se přechází na použití dražších konzervačních obalů bez pájených spojů, především u dětské výživy.

6.3 Kadmium

Zdroje a charakteristika toxinu Kadmium je měkký, lehce tavitelný, toxický kovový prvek. Slouží jako součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí. Vzhledem k jeho toxicitě je jeho praktické využití omezováno na nezbytné minimum. Velmi významné využití nachází kadmium doposud v elektronickém průmyslu při výrobě pájek. Dále se kadmium využívá v nikl-kadmiových akumulátorech a při výrobě malířských pigmentů (jako kadmiová žluť). Kadmium se snadno dostává do atmosféry. Uvolňuje se především při spalování fosilních paliv, z hutního průmyslu, při výrobě železa a oceli, při hutním zpracování zinku a kontaminuje okolí těchto provozů. V kontaminovaných oblastech je chronická otrava kadmiem spojena s emisemi zinku, olova a dalších kovů. Do půdy se kadmium dostává také při aplikaci přírodních fosfátových hnojiv. Kadmium se akumuluje v rostlinách i živočiších. Kadmium má schopnost se bioakumulovat v měkkých tkáních dobytka, především na pastvě v kontaminovaných oblastech. Vysoké koncentrace kadmia jsou zjišťovány především v ledvinách a játrech. U člověka tvoří nezanedbatelný podíl na příjmu kadmia kouření. Je jednoznačně prokázáno, že v náhodně vybraném vzorku populace obsahují ledviny silného kuřáka minimálně desetkrát více kadmia než u nekuřáka. Z výše uvedených faktů pak jasně vyplývá, že kuřák je kromě běžně uváděné rakoviny plic ohrožen i rakovinou nebo chronickým selháním činnosti ledvin. Toxikokinetika a mechanismus účinku Nejvyšší příjem kadmia získává člověk z potravy. Ve srovnání s jinými dvojmocnými kationty jako je železo a zinek, se však kadmium vstřebává jen z 1 až 6 %. Kadmium navázané na methalothioneiny v potravinách živočišného původu je absorbováno mnohem méně než anorganické soli kadmia. Po absorpci se kadmium váže na plasmatické proteiny a je distribuováno do všech tkání. Nejvyšší koncentrace jsou však zjišťovány v játrech a v ledvinách. V těchto tkáních indukuje kadmium produkci metalothioneinů, na které se váže a takto vázané je méně toxické než kadmium volné. Kadmium téměř nepřechází do mléka a neprostupuje placentární bariérou. 51

Exkrece kadmia z těla je velmi pomalá. U lidí je poločas vylučování delší než 10 let. Po experimentálním podání se kadmium akumuluje v řadě orgánů, vyvolává poškození jater, ledvin a v některých případech i varlat. Uvnitř buněk se kadmium váže na sulfhydrylové skupiny, narušuje buněčný cyklus, odčerpává glutathion a vyvolává intracelulární oxidační poškození. Díky své podobnosti s vápníkem a zinkem způsobuje narušení funkce těchto prvků v organismu. Negativní působení kadmia na kosti, které se projevuje osteomalácií a osteoporózou, je způsobeno interferencí kadmia s parathormonem, který omezuje vylučování vápníku ledvinami. Proto dochází ke zvýšení vylučování vápníku močí. Kadmium dále působí redukci aktivace vitamínu D v ledvinách, redukci intestinální absorpce kalcia, interferuje s depozicí kalcia v kostech a s produkcí kostního kolagenu. Kadmium je považováno za humánní karcinogen. Klinické příznaky Chronický vyšší příjem kadmia způsobuje poruchy ledvin, osteomalácii a osteoporózu. Prvním příznakem poškození renálních tubulů je proteinurie. Mezi další změny, ke kterým dochází, patří poškození jater, emfyzém (po inhalačním příjmu), neurologické změny, poškození pankreatu, varlat, nadledvin a anémie. Vzhledem k tomu, že kadmium působí poruchy fertility a poškození varlat u samců, uvažovalo se v minulosti o jeho použití ve veterinární praxi k chemické kastraci samců. Chronická otrava kadmiem u lidí nazývaná Itai-Itai, která se vyskytovala v první polovině 20. století v Japonsku, souvisela s těžbou a zpracováním kovových rud v provincii Toyama. V této oblasti byly kontaminovány povrchové toky, v důsledku kontaminace hynuly ryby a kadmium se ukládalo dlouhou dobu do sedimentů. Voda z kontaminovaných toků se používala k zavlažování polí s rýží. Kadmium přecházelo do rýže a u lidí se po konzumaci kontaminované rýže projevovaly intenzivní bolesti kostí, patologické fraktury kostí a především u starších žen osteoporóza a poškození ledvin. Diagnostika Koncentrace kadmia v plné krvi je dobrým indikátorem recentní expozice, koncentrace kadmia v moči je indikátorem dlouhodobého příjmu. Nespecificky je možno diagnostikovat v séru vysoké množství metalothioneinů. Postmortálně je nejvyšší množství kadmia zjišťováno v ledvinách. Kontaminace potravin Normální koncentrace kadmia v potravinách je velmi nízká. Ve srovnání s jinými potravinami je vyšší koncentrace kadmia obsažena v mořských bezobratlých a v ledvinách a játrech.

52

6.4 Chróm

Zdroje a charakteristika toxinu Toxicita chrómu závisí významně na typu sloučeniny chrómu. Trojmocný chróm je esenciální prvek, který zajišťuje optimální funkce živého organismu a je nezbytný pro metabolismus bílkovin, tuků a cukrů. Cr3+ zesiluje účinky inzulinu a stabilizuje energetickou rovnováhu organismu, protože stimuluje přeměnu cukrů. Napomáhá využití aminokyselin, urychluje syntézu bílkovin a má příznivý vliv na procesy látkové výměny. Z tohoto důvodu jsou trojmocné sloučeniny chrómu součástí potravinových doplňků. Cr3+ je nejméně toxický ve srovnání s prvky jako jsou měď, jód, zinek, mangan a selen. Šestimocné sloučeniny chrómu jsou na rozdíl od Cr3+ vysoce toxické a dostávají se do prostředí s odpady z průmyslu. Trojmocný chróm se uplatňuje ve výrobě pálených cihel pro průmyslové pece a v kožedělném průmyslu při prvotním opracování kůží. Šestimocný chróm je charakteristický pro výrobu pigmentů, galvanické pokovování povrchů, k moření a leptání kovů, využíval se také v prostředcích na ochranu dřeva. V menším množství se sloučeniny chrómu využívají jako inhibitory koroze a rzi, při barvení tkanin a do tonerů kopírovacích strojů. Chróm se využívá také v gumárenském průmyslu, při výrobě leteckého benzínu, metanolu, třaskavin, ve fotoprůmyslu, výrobě zrcadel a také jako oxidační činidlo v chemickém průmyslu. Slitiny chrómu s niklem (NiCr) se vyznačují vysokou elektrorezistencí. Nachází se i v chladicích systémech elektráren. Radioizotopem 56Cr se označují erytrocyty při sledování doby jejich přežívání. Chróm, stejně jako kobalt, se nachází v materiálech, ze kterých se zhotovují úplné endoprotézy kyčelního kloubu, což se projevuje zvýšenou koncentrací chrómu v krvi pacientů s těmito endoprotézami. Chróm se používá na tetování kůže a je složkou cigaretového kouře (cigarety obsahují 300 µg/kg chrómu). Přirozený výskyt chrómu v půdě České Republiky je nízký. Člověk může být vystaven toxickým koncentracím chrómu konzumací kontaminované pitné vody, nebo pokud žije v blízkosti rizikových odpadních míst kontaminovaných chrómem, či továren využívajících chróm. Hlavní cestou vstupu chrómu do lidského organismu je vdechování chromového prachu a kontakt s pokožkou během používání tohoto prvku na pracovišti. Vdechování a příjmem chrómu orální nebo kožní cestou může mít dopad na zvýšené ukládání chrómu v játrech, ledvinách, srdci a plicích. Chróm obsažený v mateřském mléce může přecházet do organismu kojeného dítěte a u gravidních žen je možná kontaminace plodu přes placentu. Chemické směsi obsahující šestimocný chróm jsou klasifikovány jako lidský karcinogen. Toxikokinetika a mechanismus účinku Sloučeniny šestimocného chrómu jsou v těle méně stabilní než sloučeniny chrómu trojmocného a jsou také lépe vstřebávány. Absorpce chrómu je nepřímo úměrná obsahu chrómu v potravě. Schopnost střevní absorpce je však nízká a pohybuje se přibližně v rozsahu 53

0,5 až 2 %. Organické sloučeniny chrómu se vstřebávají lépe než anorganické. Z tohoto důvodu je obvykle Cr3+ v potravních doplňcích obsažen v komplexu s kyselinou pikolinovou. Po vstřebání je trojmocná forma chrómu v plazmě vázána na transferiny. Šestimocný chróm je v krvi vychytáván erytrocyty, redukován a navázán především na hemoglobin. Šestimocná forma se lehce vstřebává do krevního systému, přechází přes biologické membrány a reaguje s bílkovinami a nukleovými kyselinami uvnitř buňky. Přítomné antioxidanty, jako jsou například glutathion nebo kyselina askorbová, Cr6+ rychle redukují na chróm trojmocný. Škodlivost Cr6+ je dána schopností buněk přijímat více chróm šestimocný než trojmocný. Chromový anion může vstupovat do buňky difuzí přes nespecifické anionové kanály. Vstřebávání trojmocného chrómu se děje pomocí pasivní difuze a fagocytózou. Šestimocná forma je v těle nestabilní a je uvnitř buněk redukována na velmi reaktivní pětimocný a následně na trojmocný chróm. Šestimocný chróm má schopnost měnit DNA. Přechodné formy, stejně jako další produkty redukce (aktivní kyslík, hydroxidové radikály, singletový O2, superoxidové aniony) a síra (thiolové radikály), jsou zodpovědné za genotoxické působení šestimocného chrómu. Je potvrzeno, že Cr6+ zvyšuje množství adduktů DNA, způsobuje genové mutace, inhibuje replikaci DNA a zastavuje buněčný cyklus. Předpokládá se, že genotoxická může být nestabilní forma pětimocného chrómu vnitrobuněčného původu, který vzniká v organismu při změně šestimocné formy Cr na trojmocnou. Chróm z krve je relativně rychle absorbován kostmi, hromadí se také ve slezině, játrech a ledvinách. Chróm obsažený v těle je v první řadě vylučován glomerulární filtrací močí. Klinické příznaky Šestimocný chróm může vyvolat astmatické záchvaty a dokonce anafylaktický šok. Akutní otrava šestimocným chrómem vede k ledvinovému selhání. Kontakt šestimocného chrómu s pokožkou může zapříčinit kožní vyrážku a dlouhodobější působení pak dráždivé dermatitidy a hnisání. Šestimocný chróm způsobuje u člověka vznik nádorů. Karcinogeneze se může objevit dlouho poté, kdy k působení látky došlo. Diagnostika Protože obsah chrómu v organismu je velmi nízký, byly dostatečně citlivé metody pro analýzu chrómu v biologickém materiálu vyvinuty poměrně nedávno. Protože se chróm vylučuje močí, může být vyšetření moči na obsah chrómu použito v biologickém monitoringu lidské populace. Kontaminace potravin Koncentrace chrómu v potravinách a surovinách je velmi variabilní. Ke kontaminaci potravin chrómem může dojít kontaktem s kovovými materiály (např. nerezavějící ocelí). Chróm se nehromadí v potravním řetězci a ani se nekumuluje v tělech ryb. Dobrými zdroji chrómu ve výživě člověka jsou technologicky opracovaná masa, celozrnné výrobky, luštěniny, kakao, ústřice, víno a koření. Při technologickém procesu a kuchyňském zpracování potravy však

54

koncentrace chrómu výrazně klesá. Tepelné úpravy pokrmů zničí až 80% jeho původního obsahu a při zpracování pšeničné mouky a rafinaci cukru se ztratí až 90 %. Obecně lze konstatovat, že obsah chrómu v lidské výživě je nízký ze dvou důvodů. Jedním je úbytek chrómu při technologickém zpracování potravin a druhým je nízká absorpce tohoto prvku z trávicího traktu. Jednou z možností, která může vést k překročení doporučovaných dávek chrómu je dlouhodobé užívání minerálních doplňků s vysokým obsahem chrómu. Podle doporučení Světové zdravotnické organizace (WHO) nesmí suplementační dávka trojmocného chrómu přesáhnout u dospělého člověka dávku 200 μg na den. Poměrně málo je prokázán účinek chromových doplňků v metabolismu minerálních látek. Vztah mezi chrómem a železem byl zkoumán nejvíce, protože oba tyto minerály jsou transportovány vázané na transferin. Při nízkém nasycení železa se váže chróm i železo do odlišných vazebných míst. Když se však koncentrace železa zvýší, tyto dva prvky o vazebné místo soupeří. Proto nižší retence chrómu byla lépe detekována u pacientů s hemachromatózou, než u zdravých jedinců nebo pacientů s deficitem železa. Vysoká koncentrace chrómu může narušit metabolismus železa při nadměrném příjmu chrómpikolinátu a chromových doplňků, což se projeví snížením koncentrace železa ve tkáních. V lidské výživě je chróm doporučován také jako prostředek ke snížení tělesné hmotnosti a obsahu tuku v organismu. Výsledky vědeckých studií však ukazují na poměrně malý účinek chróm-pikolinátu ve srovnání s placebem na redukci tělesné hmotnosti.

6.5 Arzen

Zdroje a charakteristika toxinu Arzen je široce rozšířený toxický prvek, jehož toxicita je ovlivněna jeho chemickou formou. Trojmocná forma As3+ je desetkrát více toxická než pětimocná forma As5+. Některé organické sloučeniny arzenu (např. arsenobetain, arsenocholin) jsou málo toxické, protože se špatně vstřebávají z trávicího traktu. Arzen byl tradičně spojován s travičstvím a kriminální vědou. Otravy arzenem se vyskytovaly v pracovním prostředí, ale i po léčbě některými sloučeninami arzenu. V minulosti byly používány sloučeniny obsahující arzen jako herbicidy, fungicidy, mořidla dřeva, insekticidy, rodenticidy, byly užívány i jako součást léčebných koupelí u ovcí. Díky vysoké toxicitě a perzistenci arzenu v přírodě podléhá v současné době v mnoha zemích jeho používání přísné regulaci. V USA a některých dalších zemích je povoleno používat organické sloučeniny arzenu jako aditiva do krmiv pro drůbež (kuřata a krůty). Účelem podávání těchto aditiv je zvýšení přírůstků a zvýšení konverze krmiva díky snížení parazitárních onemocnění. Hladiny arzenu ve svalovině takto krmených kuřat jsou nízké, arzen je však obsažen ve vyšších koncentracích

55

v odpadech z těchto farem a tím dochází ke zvyšování koncentrace arzenu v životním prostředí. Arsen vstupuje do životního prostředí hlavně v důsledku hutní činnosti, spalování uhlí a ze dřeva konzervovaného sloučeninami arsenu. Vodní organismy silně akumulují sloučeniny arsenu z vody a transformují je metylací na arsenobetain, arsenocholin a další organické sloučeniny. Tyto organické sloučeniny jsou považovány za netoxické, protože se velmi málo vstřebávají z trávicího traktu. Při podání extrémně nízkých dávek si tělo vytváří na arzen toleranci. As2O3 (arzenik, otrušík) se používal jako konzervační prostředek při zpracování kůží a v zemědělství k hubení škůdců. Ve veterinární a humánní medicíně se používal terapeuticky pro zlepšení celkového zdravotního stavu. Arzenik je také jedem, který používají hrdinové řady známých románů a dramat (Maryša bratrů Mrštíkových) a který v historických dobách využívaly známé travičky k otravám svých politických nepřátel (Kateřina Medicejská). Toxikokinetika a mechanismus účinku Trojmocné sloučeniny arzenu způsobují onemocnění charakterizované poškozením GIT a kapilár. Pětimocné organické formy způsobují poškození nervového systému. Pětimocné sloučeniny arzenu jsou v GIT vstřebávány lépe než trojmocné. Malé množství arzenu se vstřebává přes kůži, kde zůstává uloženo a neprostupuje do krevního řečiště. Toxicita sloučenin arzenu je závislá na velikosti částic. Arzen vázaný ve větších částicích má nízkou toxicitu, protože se téměř nevstřebává. Arzen, který se vstřebá, je primárně akumulován v játrech a odtud je pomalu uvolňován do dalších orgánů. Arzen se akumuluje také v ledvinách, slezině a plicích. Arzen prostupuje přes placentární bariéru. Při chronické otravě je arzen ukládán v kostech, kůži a tkáních bohatých na keratin jako jsou vlasy a nehty. As5+ je vylučován močí ze 40 až 70 % během 48 hodin, As3+ je vylučován velmi pomalu prostřednictvím žluči do féces. Arzen je především protoplasmatický jed. As3+ se váže na sulfhydrylové skupiny proteinů mnoha enzymů a jejich inhibicí ovlivňuje řadu enzymatických procesů především buněčného metabolismu a respirace. As3+ inhibuje α-ketooxidázy, které obsahují dithiolové skupiny a účastní se oxidace pyruvátu. Tímto způsobem As3+ narušuje Krebsův cyklus. As3+ indukuje vazodilataci a způsobuje poškození kapilár. As5+ rozpojuje oxidativní fosforylaci tím, že v této reakci nahrazuje fosfát. Organické pentavalentní sloučeniny arzenu pravděpodobně interferují s vitamíny B6 a B1, což způsobí demyelinizaci a následnou degeneraci axonů. Ačkoli jsou sloučeniny arzenu u lidí klasifikovány jako karcinogeny, toto působení nebylo potvrzeno u zvířat. Pravděpodobnou příčinou kancerogenního působení arzenu je oxidace DNA. Vysoké koncentrace arzenu v pitné vodě se nacházejí v některých oblastech Indie a Bangladéše. Jsou způsobeny uvolňováním arzenu z geologického podloží bohatého na tento 56

prvek. U lidí, kteří pijí vodu z kontaminovaných studní, způsobuje arzen rakovinu kůže, močového měchýře a plic. Klinické příznaky Klinické symptomy otravy As3+ se projevují dilatací a nárůstem permeability kapilár, především střevních. Perakutní otravy po pozření vysoké dávky arzenitanu v roztoku vedou k náhlé smrti během několika minut až hodin. Akutní otrava se projeví abdominální bolestivostí nebo kolikou, zvracením, ztuhlou chůzí a slabostí, inkoordinací, rychlým slabým pulzem a šokem, průjmem, po kterém následuje kolaps a smrt. Po dermálním kontaktu dochází k poškození kůže - vzniku puchýřů, edému, prasklin a krvácenin, což následně vede k sekundární infekci. Chronická otrava se projevuje ztrátou chuti, hubnutím, gastrointestinálními poruchami, záněty periferních nervů, konjunktivitidou, hyperkeratózou a melanózou kůže. Pohyb je ztížený, strnulý a nekoordinovaný. Stolice je tmavá a vodnatá, někdy s příměsí krve. Může docházet k hematurii. Diagnostika Otravu lze intravitálně diagnostikovat na základě obsahu arzenu v moči. Terapie Velmi důležité je zahájení terapie co nejdříve po příjmu toxické látky. Pokud ještě nedošlo k projevům otravy, doporučuje se evakuace a výplach žaludku. Podává se mléko, vaječný bílek nebo thiosulfát sodný. V druhé fázi terapie se podává dimercaprol a thiosulfát sodný. Kontaminace potravin Arzen je obsažen ve vyšších koncentracích v mořských živočiších a to především v korýších a měkkýších (ústřice, chobotnice, krevety, humr). V těchto potravinách je však obsažen arzen v organických sloučeninách (především ve formě arzenobetainu a arzenocholinu), které se málo vstřebávají z trávicího traktu a proto neznamenají pro člověka významné riziko. Z potravin rostlinného původu se vyšší množství arzenu vyskytuje v ovsu a rýži, případně některých vínech.

6.6 Selen

Zdroje a charakteristika toxinu Selen je esenciální prvek, který má v organismu úzkou hranici mezi nedostatkem a množstvím, které může být toxické. Selen je součástí řady velmi významných enzymů, jako jsou glutathion peroxidáza (GSH), thioredoxin reduktáza (nepřímo redukuje některé oxidované molekuly) a dejodáza (nezbytná při přeměně thyroidních hormonů).

57

Obsah selenu v potravinách a potravinových surovinách je závislý na obsahu tohoto prvku v půdě. Koncentrace selenu v půdě a jeho dostupnost se v závislosti na geografických podmínkách značně liší. V Evropě je obsah selenu v půdě nízký, proto je v naší populaci problém s karencí tohoto prvku ve výživě a selen je běžnou složkou potravních doplňků. Otrava selenem u zvířat se vyskytuje v oblastech, kde je vysoký obsah tohoto prvku v alkalických půdách (např. v některých státech USA, Kanadě, Kolumbii, Mexiku, Austrálii, Alžíru, Izraeli). V těchto oblastech dochází k otravám býložravců rostlinami, které mají schopnost akumulovat selen z půdy. S otravou selenem u lidí se můžeme setkat při předávkování potravinovými doplňky. Toxikokinetika a mechanismus účinku Největší množství selenu je absorbováno v duodenu. Organické sloučeniny selenu jako je selenomethionin a selenocystein jsou lépe dostupné než Se4+ nebo Se6+. Málo rozpustné sloučeniny selenu (Se0 a Se2-) se vstřebávají obtížně. Vstřebaný selen je využit při tvorbě selenoproteinů (selenocysteinu, selenomethioninu) a zabudován do tkáňových proteinů nebo eliminován z organismu. Nejvyšší inkorporace probíhá ve tkáních s vysokou intenzitou produkce proteinů. Díky tomu si vytváří organismus dlouhodobou rezervu selenu. Nejvyšší obsah selenu je zjišťován v ledvinách a játrech. Selen snadno přechází přes placentu do plodu a vylučuje se také do mléka. Selen se vylučuje močí. Při nadměrném příjmu selenu, pokud je překonána prahová hodnota pro vyloučení selenu ledvinami, se část selenu vylučuje plícemi ve vydechovaném vzduchu. Existuje několik teorií, které vysvětlují mechanismus toxického účinku působení vysokých dávek selenu. První mechanismus spočívá v tom, že dojde k spotřebování substrátů potřebných při metabolismu selenu, jako je glutathion a S-adenosylmethionin, čímž je následně narušena jejich funkce v organismu. Druhý mechanismus může spočívat v tom, že selen reaguje s thioly a jejich nedostatek vede k produkci volných radikálů a následnému oxidativnímu poškození tkání. Třetí mechanismus účinku spočívá v tom, že selen nahradí síru ve struktuře proteinů, čímž naruší buněčné funkce. Klinické příznaky Chronická otrava selenem u zvířat se nazývá alkalická choroba a je výsledkem dlouhodobého příjmu píce z rostlin kumulujících selen. Klinicky se projevuje slabostí, vyhublostí, anémií, ztrátou srsti, anorexií, průjmem a abnormalitami kopytní stěny. Chronická otrava může způsobit poruchy reprodukčního cyklu, poškození plodu, případně aborty nebo předčasné porody. Diagnostika Nadměrný příjem selenu v potravních doplňcích u člověka lze diagnostikovat na základě obsahu selenu v nehtech.

58

Obsah v potravinách Z potravin živočišného původu jsou na selen bohaté mořské ryby, měkkýši a korýši a sladkovodní ryby. Selen je zde obsažen ve formě selenocysteinu. U jatečných zvířat je selen obsažen především v ledvinách a dalších vnitřnostech a jeho obsah souvisí s obsahem v krmivu zvířat. V ČR se provádí suplementace selenem u selat z důvodu jeho karence. Selen je obsažen také ve vaječném žloutku. Obsah selenu v potravinách rostlinného původu je až na výjimky nízký. V rostlinách silně akumulujících selen se tento prvek vyskytuje vázaný na volné aminokyseliny a peptidy. Hlavní formou selenu v potravinách rostlinného původu je selenomethionin. Vyšší obsah selenu je v česneku, kde je ve formě selenocysteinu a organických selenidech, a v houbách.

6.7 Měď

Zdroje a charakteristika toxinu Měď je kov načervenalé barvy, používaný člověkem již od starověku. Měď jako součást bronzu sloužila již v době bronzové ke zhotovování zbraní, různých předmětů a ozdob. Měď se vyznačuje velmi dobrou tepelnou a elektrickou vodivostí, dobře se mechanicky zpracovává a je odolná proti atmosférické korozi. Je základní součástí řady velmi důležitých slitin a je tedy mimořádně důležitá pro elektrotechniku. Měďné sloučeniny jsou látky často špatně rozpustné nebo úplně nerozpustné ve vodě. Měďnaté sloučeniny jsou látky ve vodě většinou dobře rozpustné. CuO se používá k barvení skla a smaltu a v keramickém průmyslu k přípravě emailů. Síran měďnatý, krystalizující z vodného roztoku jako pentahydrát CuSO4 · 5 H2O neboli modrá skalice, působí silně fungicidně. Proto se přípravky s vysokým podílem modré skalice používají k ošetřování zemědělských plodin nebo osiva na ochranu proti plísňovým infekcím. Směs modré skalice s vápencem se nazývá Bordeauxská jícha a používala se jako fungicid v ovocnářství, směs s uhličitanem amonným se používala jako prevence před opadáváním semenáčků. CuCO3 se používá do malířských barev, v ohňostrojích a v barvířství. Ředěný roztok modré skalice se používá také ke koupelím ryb při léčbě parazitárních onemocnění. Tento roztok působí také proti řasám a inhibuje růst bakterií (např. E. coli). V zemědělství se jako fungicid na bázi mědi nejvíce využívá oxychlorid měďnatý (oxichlorid mědi), méně pak hydroxid měďnatý, síran měďnatý a bordeauxská jícha. Měď patří mezi prvky s významným vlivem na živý organismus. Vyskytuje se v řadě enzymatických cyklů nezbytných pro správnou funkci životních pochodů. Tyto enzymy například ovlivňují metabolismus sacharidů v organismu, ovlivňují vytváření kostní hmoty a krvetvorbu a ovlivňují i fungování nervového systému. Měď je nezbytná pro všechny buňky těla a je součástí mnoha důležitých enzymů, jako jsou cytochrom-C-oxidáza, superoxiddismutáza, lysyloxidáza a monoaminooxidázy. Mezi potraviny bohaté na měď patří mořské ryby, čokoláda a kakao.

59

U lidí se vyskytuje dědičné onemocnění, které vede ke kumulaci mědi v organismu. Toto onemocnění se nazývá Wilsonova choroba a je způsobeno deficitem měď transportující ATPázy. Měď se nemůže vylučovat z organismu žlučí, je navázána na apoceruloplasmin a ukládá se v různých orgánech, především však v mozku a játrech, které jsou jejím působením nejvíc postiženy. Toxikokinetika a mechanismus účinku Měď je absorbována v tenkém střevě a transportována v krvi vázaná na transkuprein a albumin, které slouží ke snížení oxidativního efektu dvojmocné mědi. V játrech je měď vázána v lysozomech a vyloučena do žluče nebo inkorporována do ceruloplasminu. Ceruloplasmin je transportní protein, který přenáší měď k buňkám v různých částech těla. Fyziologicky je koncentrace mědi v buňce udržována na velmi nízké hladině pomocí vazby na proteiny jako je metalothionein nebo glutathion. Při nadbytku mědi dojde v buňce k překonání těchto vazebných mechanismů a k uvolnění volné mědi. Volná měď se naváže na další proteiny a nukleové kyseliny. Měď nakumulovaná v orgánech způsobuje tvorbu reaktivních forem kyslíku a hydroxylových radikálů, což vede k peroxidaci membránových lipidů a poškození proteinů bohatých na SH skupiny a poškození nukleových kyselin. Klinické příznaky Při akutní otravě dochází k iritaci a poškození gastrointestinálního traktu, jater a ledvin. Při chronické otravě dochází k poškození jater, červených krvinek a ledvin. Klinicky se otrava projevuje salivací, gastroenteritidou a abdominální bolestivostí, následuje dehydratace, šok a smrt. Wilsonova choroba má dvě formy: jaterní a neurologickou. Jaterní forma se může projevovat jako akutní nebo chronická hepatitida, jaterní steatóza, fulminantní jaterní selhání nebo cirhóza. Při neurologicko-psychiatrické formě se může objevit třes různé intenzity, postižení řeči, rigidita a hyperkineze. Diagnostika Základním screeningovým vyšetřením je stanovení hladiny ceruloplasminu v séru. Snížení ceruloplasminu se vyskytuje u 80 % nemocných Wilsonovou chorobou. Pro potvrzení diagnózy Wilsonovy choroby slouží biopsie jater, ve kterých je zvýšené množství mědi. Terapie Léčba akutní otravy je podpůrná a symptomatická a je zaměřena na léčbu šoku a poškození GIT. U lidí s Wilsonovou chorobou se podává penicilamin (β-β dimethylcystein), který vytváří s mědí chelát, který je vylučován močí. Penicilamin má navíc schopnost reaktivovat enzymy obsahující SH skupiny. Další možností je podávání zinku. Zinek stimuluje syntézu metalothioneinu ve střevních buňkách, vytvoření slizničního bloku pro resorpci mědi a tím exkreci mědi stolicí. Léčba Wilsonovy choroby je celoživotní a nesmí být přerušena.

60

Obsah v potravinách Použití fungicidních přípravků na bázi mědi může způsobit zvýšený obsah mědi v ošetřených hroznech. Příčinou kontaminace potravin mědí může být také používání nádob pro zpracování potravinářských surovin (např. v pivovarnictví). Ionty mědi působí v potravinách jako katalyzátor oxidace některých nutričních složek jako jsou kyselina askorbová nebo lipidy. Přirozeně vyšší obsah mědi vázané v komplexních sloučeninách s bílkovinami a nízkomolekulárními ligandy se nachází v játrech, luštěninách a některých houbách. Přestože je biologická využitelnost mědi z mateřského mléka vysoká, je její přirozený obsah v mléce nízký. 6.8 Železo

Zdroje a charakteristika toxinu Železo je čtvrtý nejrozšířenější prvek na Zemi. Je to esenciální prvek nezbytný pro život živočichů i rostlin. Železo funguje jako přenašeč kyslíku v hemoglobinu a myoglobinu a podílí se na řadě biologických oxidačně-redukčních reakcí včetně fotosyntézy. Železo je obsaženo také v cytochromu P450, který se uplatňuje v 1. fázi metabolismu mnoha endogenních látek i xenobiotik v játrech, ledvinách a dalších orgánech. Železo vázané na protein se v elektronovém mitochondriálním transportu podílí na oxidativní fosforylaci a produkci energie. Obsah železa v rostlinách závisí na typu rostliny a obsahu železa v půdě. Vysoké koncentrace železa ve vodě způsobují rezavou barvu a kovovou chuť vody. Nedostatek železa v organismu se projevuje anémií. Toxikokinetika a mechanismus účinku Železo se vstřebává z trávicího traktu z 5 až 15 %. Toto množství se zvyšuje při nedostatku železa v organismu. Množství absorbovaného železa je nepřímo úměrné koncentraci sérového feritinu. Železo je absorbováno enterocyty tenkého střeva ve formě Fe2+, v séru je konvertováno na Fe3+ a navázáno na transferin a feritin. Pokud je železo jednou absorbováno do organismu, k jeho exkreci dochází velmi pomalu. Většina železa obsaženého ve stolici je železo, které nebylo absorbováno. Pokud jsou vyčerpány proteiny, které jsou schopné vázat železo (feritin, transferin), Fe2+ se vyskytuje v organismu ve volné formě. Fe2+ je vysoce reaktivní ion, který je schopen vyvolat tvorbu vysoce reaktivních volných kyslíkových radikálů (ROS - reactive oxygen species) a způsobit vážné buněčné poškození jak je podrobně uvedeno v úvodní části kapitoly kovy. ROS způsobí lipoperoxidaci membrán, poškození proteinů, DNA a apoptózu. K největším ztrátám železa z organismu dochází při krvácení. Do mléka se železo vylučuje ve vazbě na laktoferin.

61

Klinické příznaky Při nadměrném příjmu železa, pokud je vyčerpána vazebná kapacita pro železo a Fe2+ se nachází ve volné formě, dochází k oxidačnímu poškození sliznice GIT, poškození jater, myokardu a dalších tkání. Pozření toxické dávky železa způsobí nekrózu buněk sliznice v GIT, následuje ztráta tekutin, přímé kardiotoxické působení a poškození všech orgánů v důsledku působení volných kyslíkových radikálů. V důsledku ztráty tekutin a poškození srdce následuje cirkulační šok. Akutní otrava železem probíhá ve 4 stádiích: 1. stádium (0–6 hodin): zvracení, průjem, abdominální bolestivost, deprese. 2. stádium (6–24 hodin): přechodné zlepšení klinického stavu. 3. stádium (12–96 hodin): zvracení, průjem, abdominální bolestivost, krvácení v GIT, únava, šok, případně smrt. 4. stádium (2–6 týdnů): fibróza a obstrukce GIT. Diagnostika Obecně může být otrava železem diagnostikována na základě obsahu železa v séru nebo plazmě. Terapie Léčba otravy je symptomatická a podpůrná. Protože aktivní uhlí železo neváže, je potřeba odstranit zbytky železa z trávicího traktu jiným způsobem. Schopnost organismu vyloučit absorbované železo je velmi omezená, proto se na podporu exkrece podává specifická chelátotvorná látka - deferoxamin. Protože se deferoxamin málo vstřebává po perorálním podání, aplikuje se parenterálně. U pacientů s renální nedostatečností, se musí přistupovat k podání deferoxaminu s nejvyšší opatrností. Obsah v potravinách Potravinami bohatými na železo jsou vnitřnosti, maso, vejce, luštěniny, čaj a kakao. Průměrný obsah mají ryby, drůbež, cereálie a ořechy, nízký obsah je v mléce a mléčných výrobcích, bramborách a většině ovoce. V živočišných tkáních je vázáno železo na hemovou složku hemoglobinu a myoglobinu, v rostlinách se železo vyskytuje vázané na různé komplexy, zvláště s kyselinou fytovou, alifatickými hydroxykyselinami, aminokyselinami a dalšími látkami.

6.9 Cín

Zdroje a charakteristika toxinu Organické sloučeniny cínu (např. trifenylcín, tributylcín) byly používány v zemědělství jako fungicidy a našly široké uplatnění jako prostředky k ochranným nátěrům dřeva. Organické

62

sloučeniny cínu jsou vysoce toxické pro vodní organismy, mají vysokou perzistenci a mobilitu a mohou kontaminovat podzemní vody. Jejich lipofilita vede ke schopnosti bioakumulace v potravním řetězci. Anorganický cín a jeho soli jsou ve srovnání s organickými sloučeninami cínu málo toxické díky nízké absorpci a rychlému vylučování. Nejvíce toxické jsou di- a tri-substituované organické sloučeniny cínu. Organické sloučeniny cínu se používaly k nátěrům lodí. Díky uvolňování cínu z nátěrů velkých lodí vznikl problém kontaminace sedimentů přístavů sloučeninami cínu. Toxikokinetika a mechanismus účinku Organické sloučeniny cínu díky své lipofilitě lehce přestupují přes membrány, přecházejí také přes hematoencefalickou bariéru a jsou toxické pro CNS. Organické sloučeniny cínu působí na vnitrobuněčné úrovni tak, že narušují oxidativní fosforylaci. V CNS organické sloučeniny cínu narušují hladiny neurotransmiterů (katecholaminy, indolaminy, dopamin). Trifenylcín a tributylcín působí také jako silné endokrinní disruptory, což vede k poškození reprodukce. Klinické příznaky Sloučeniny cínu působí neurotoxicky, hepatotoxicky, imunotoxicky a dermatotoxicky. Při akutní otravě dochází k poškození CNS, které se projevuje podobně jako otrava organickými sloučeninami rtuti. Klinicky se chronická otrava organickými sloučeninami cínu projeví iritací kůže, očí a sliznic, zvýšenou náchylností k infekcím, poklesem tvorby T-lymfocytů a poruchami činnosti jater a ledvin. Diagnostika Intravitálně jsou při otravě cínem zjišťovány zvýšené hladiny sloučenin cínu v moči. Obsah v potravinách Přirozený obsah cínu v potravinách je nízký. Vyšší obsah cínu může být obsažen v kyselých potravinách balených v pocínovaných plechovkách, což je způsobeno narušením ochranné vrstvy laku. Z tohoto důvodu se upouští od balení ovocných šťáv a kompotů do těchto typů obalů. Stopy organokovových sloučenin cínu byly zjištěny ve vínech přepravovaných v nádobách z PVC.

6.10 Zinek

Zdroje a charakteristika toxinu Díky své relativně malé toxicitě je zinek široce využíván v řadě oborů a v současnosti je čtvrtým nejvíce používaným kovem. Zinek se využívá jako prevence proti korozi při výrobě oceli, při výrobě slitin, v automobilovém průmyslu, je součástí barev, opalovacích krémů,

63

mastí, deodorantů, přípravků k ochraně dřeva, aditiv do plastových hmot apod. Oxid zinku se používá v mastech k léčbě opruzenin. Zinek je obsažen také v rodenticidním přípravku, fosfidu zinku. Toxické účinky této sloučeniny však nejsou způsobeny tímto prvkem. Zinek je pro organismus esenciálním prvkem a je součástí přibližně 200 metaloenzymů. Zinek se stává toxickým v dávkach, které jsou vyšší než 1000 mg/kg. Toxikokinetika a mechanismus účinku Po perorálním příjmu je zinek absorbován z duodena a střeva přibližně z 25 až 50 %. Absorpce zinku je ovlivněna řadou faktorů, mimo jiné i náplní žaludku. Rostlinné fytáty mohou zinek vázat a v kyselém prostředí žaludku s ním vytvářet nerozpustné komplexy. Absorpce zinku také klesá v přítomnosti fosfátů nebo vápníku v dietě. Naopak absorpce zinku se zvyšuje v přítomnosti peptidů, aminokyselin a EDTA. Absorbovaný zinek se v krvi váže na plasmatické albuminy a makroglobuliny a je transportován do jater. Z jater je uvolněn do krevního řečiště a distribuován opět do jater, do pankreatu, ledvin a sleziny, kde je akumulován. Tyto orgány, stejně jako svaly a prostata indukují syntézu metalothioneinů v buňkách. Při normálním příjmu zinku v dietě je zinek vylučován stolicí, v menší míře močí a slinami. Exkrece zinku je však limitována a po nadměrném příjmu může dojít k otravě. Ve vysokých koncentracích zinek ovlivňuje ukládání a využití mědi a železa, což způsobí supresi hematopoézy. Nadměrný příjem zinku vyvolává intravaskulární hemolýzu a gastroenteritidu. Letální dávka solí zinku (např. chlorid zinečnatý, síran zinečnatý) je přibližně 100 mg/kg ž. hm. Oxidy zinku jsou toxické méně. Klinické příznaky Při otravě zinkem dochází k projevům různého stupně hemolytické anémie, často s regenerativní erytrocytární odpovědí. Následuje poškození ledvin s hematurií a proteinurií. Kromě toho může otrava zinkem vyvolat akutní renální selhání. Poškození ledvin se projeví hyperkreatinemií, azotemií a hyperfosfatemií. Mezi další příznaky akutní otravy patří pankreatitis a artritis. Chronická otrava u člověka po dlouhodobém příjmu vysokých dávek zinku v potravě vede k anémii, která je typická při nedostatku mědi, protože zinek je antagonistou mědi. Výskyt v potravinách Koncentrace zinku v potravinách je velmi variabilní a pohybuje se v hodnotách přibližně 1 až 50 mg/kg. Vysoký obsah bílkovin a vlákniny zvyšuje resorpci zinku z potravy, naopak kyselina fytová snižuje jeho využitelnost organismem.

64

6.11 Hliník

Zdroje a charakteristika toxinu Hliník je lehký kov bělavě šedé barvy. Je třetím nejvíce zastoupeným prvkem v zemské kůře. Nejznámější hliníkovou rudou vyskytující se v přírodě je bauxit (Al2O3). Hliník je velmi dobrý vodič elektrického proudu, je široce používaný v elektrotechnice a ve formě slitin v leteckém průmyslu a mnoha dalších aplikacích. Kovový hliník nalézá uplatnění především díky své poměrně značné chemické odolnosti a nízké hmotnosti. Proto se z něj vyrábějí např. některé drobné mince, ale i běžné kuchyňské nádobí a příbory. Tenká hliníková fólie se nazývá alobal. Společně se stříbrem slouží hliník ve formě velmi tenké folie jako záznamové médium v kompaktních discích (CD). Hliník se používá také v medicíně. Je součástí antacid a potravinových aditiv. Fosfid hliníku je používán jako rodenticid. Síran hlinitý je využíván na úpravnách pitné vody ke snížení obsahu organických látek ve vodě. V poslední době se sloučeniny hliníku (síran hlinitý, polyaluminiumchlorid) aplikují přímo do vodního prostředí k odstranění následků eutrofizace. V ČR nachází široké uplatnění při odstraňování následků eutrofizace přípravek PAX-18, který obsahuje polyaluminiumchlorid. Aplikací dochází ke zlepšení průhlednosti vody, snížení koncentrace fosforu a zabránění rozvoje vodního květu sinic a řas. Polyaluminiumchlorid je anorganická látka, která po přídavku do vody hydrolyzuje a vytváří vločky hydroxidu hlinitého. V eutrofizovaných vodách tvoří hydroxid hlinitý s fosforem nerozpustné komplexy a tyto sloučeniny už pro sinice nepředstavují zdroj živin. Vločky se pak usazují na dno a během sedimentace na sebe navazují rozptýlené sinice, řasy a nečistoty, které tímto odstraní z vodního sloupce. U dna se vytvoří ochranná bariéra, která dále brání živinám, zejména fosforu, aby se uvolňoval ze sedimentů zpět do vody. Zbylé sinice a řasy pak v důsledku nedostatku živin zastavují svůj růst a rozmnožování a voda se stává výrazně čistší. Toxikokinetika a mechanismus účinku Hliník se špatně vstřebává z trávícího nebo respiračního traktu a téměř se nevstřebává přes kůži. Biologická dostupnost hliníku závisí na typu sloučeniny, ve které je obsažen. Z trávícího traktu se lépe vstřebávají sloučeniny rozpustné ve vodě. Kyselé pH žaludku zvyšuje rozpustnost sloučenin hliníku. Hliník je primárně absorbován v duodenu a jejunu. Po absorpci je hliník vázán do komplexu s různými molekulami. Po dlouhodobé expozici se nejvyšší koncentrace hliníku nacházejí v kostech, mozku, ledvinách, játrech a hematopoetické tkáni. Ze svých depozit v kostech je hliník uvolňován velmi pomalu. V krvi je hliník vázán na plasmatické proteiny, predevším na transferin. Hliník přestupuje přes hematoencefalickou i transplacentární bariéru. Po inhalaci vstupuje hliník do mozku dvěmi mechanismy: přes smyslová nervová vlákna čichových nervů a přes nosní sliznici.

65

Hliník je vylučován močí, ve stolici se nachází nevstřebaný hliník po perorálním příjmu. Pouze malé množství hliníku je vylučováno do mléka. Hlavními cílovými orgány působení hlíníku jsou kosti a CNS. Je prokázáno, že hliník vyvolává encefalopatii a amyotrofickou sklerózu podobnou Alzheimerově chorobě. Hliník narušuje řadu fyziologických funkcí spojených s metabolismem vápníku, železa a hořčíku. Hliník nahrazuje vápník na membránách synapsí, narušuje uvolňování transmiterů a alteruje neurotransmiterový systém. Hliník se váže na mnoho epiteliálních a endoteliálních membrán a narušuje jejich vlastnosti a integritu. Navzdory odlišnému oxidačnímu číslu se hliník váže místo hořčíku na transferin a citrát v krevním řečišti. Hliník dále ovlivňuje systém druhého posla v buňce a ireverzibilně se váže na komponenty buněčného jádra. Kromě toho hliník inhibuje tvorbu neuronálních mikrotubulů. V neuronech se hliník váže na kyselinu glutamovou a vytváří stabilní komplex Al-glutamát, který není schopen detoxikovat amoniak vznikající v buňce a dochází k odumření neuronů. Na neurotoxicitě hliníku na molekulární úrovni se podílí také akumulace hliníku v lysozomech a hyperfosforylace neurofilament. Klinické příznaky Vysoké koncentrace hliníku způsobují: 

Poruchy syntézy hemu vedoucí k anémii.



Poškození myokardu způsobující infarkt myokardu.



Poškození mozku a neurotoxicitu.



Poškození plodu.

Diagnostika Intravitálně může být hliník stanovován v plasmě, moči nebo stolici. Terapie Při léčbě otravy hliníkem neexistuje specifické antidotum. Léčba je podpůrná a symptomatická, příznivé účinky může mít podání aktivního uhlí. Výskyt v potravinách Přirozeně je koncentrace hliníku vyšší v potravinách rostlinného původu než v potravinách živočišného původu. Vyšší obsah hliníku mají čajové listy a některé druhy koření z důvodu schopnosti akumulovat hliník z půdy. Hliník obsažený v čaji je rozpustný v horkém nálevu přibližně z jedné třetiny. Hliník se může uvolňovat do potravin z hliníkových nádob v kyselém pH zvláště při vyšších teplotách.

66

7. Mykotoxiny H. Modrá

Úvod Mykotoxiny jsou sekundární metabolity mikroskopických hub (plísní), které se mohou dostávat do organismu člověka potravou, inhalací nebo přes kůži. Onemocnění vyvolané mykotoxiny se nazývá mykotoxikóza, onemocnění vyvolané přímo mikroskopickou plísní se nazývá mykóza. Plísně rostou za příznivých podmínek na rostlinných i živočišných surovinách, kontaminují plodiny při pěstování i při skladování za nevhodných podmínek. Plísně se snadněji zachytí na plodinách, které jsou napadeny škůdci, kteří poškodí povrchovou integritu plodiny. Následně mohou tyto plísně za vhodných podmínek začít produkovat mykotoxiny. Různé druhy plísní mohou produkovat stejný mykotoxin, jeden druh plísně může produkovat více mykotoxinů. Plodina kontaminovaná toxinogenní plísní nemusí vždy obsahovat mykotoxiny, protože plísně produkují mykotoxiny pouze za určitých podmínek. Z tohoto důvodu je při diagnostice mykotoxinů důležitější průkaz mykotoxinů než průkaz původce. Mykotoxiny tvoří velmi variabilní skupinu látek. Mají různou chemickou strukturu i fyzikálně-chemické vlastnosti, ovlivňují různé orgánové systémy díky nejrůznějším mechanismům účinků. Mykotoxiny se dostávají do potravního řetězce z kontaminovaných plodin, které mohou být přímo konzumovány člověkem nebo mohou být použity ke krmení zvířat a následně se mohou dostávat do tkání a orgánů zvířat, odkud přechází do masa, mléka a vajec. Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) odhaduje, že přibližně 25 % světové produkce obilnin je kontaminováno mykotoxiny. Nejčastější příčinou kontaminace plodin mykotoxiny je nevhodná praxe při pěstování a sklizni, nedostatečné dosoušení plodin, nevhodné balení a nevhodné podmínky při skladování a transportu. Mykotoxiny nelze ve významnější míře zničit při technologických úpravách. Proto je nejdůležitější provádět preventivní opatření, která zabrání kontaminaci plodin plísněmi. Mezi preventivní opatření patří pěstování odolných odrůd, ošetření plodin fungicidy, střídání plodin, sklizeň v optimální zralosti, dosoušení a skladování při nízké teplotě a vlhkosti. Mykotoxiny jsou produkovány plísněmi mnoha rodů, nejvýznamnějšími producenty nebezpečných zdraví ohrožujících mykotoxinů jsou plísně rodu Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Fusarium a Claviceps. Každý rod plísní preferuje jiné podmínky při svém růstu a jiné hostitelské plodiny.

67

7.1 Aflatoxiny Zdroje a charakteristika toxinu Aflatoxiny mají strukturu difuranokumarinů. Jsou produkovány převážně dvěma druhy plísní rodu Aspergillus sekce Flavi. Tyto plísně rostou v teplém, vlhkém klimatu. Díky požadavku na vyšší teplotu nedochází ke kontaminaci plodin aflatoxiny v oblasti České republiky a aflatoxiny jsou označovány jako dovozové mykotoxiny. V oblastech výskytu dochází ke kontaminaci plodin těmito plísněmi (mykotoxiny) při pěstování i skladování. Rozlišujeme 4 hlavní druhy aflatoxinů: aflatoxin B1, B2, G1 a G2. Aflatoxiny B fluoreskují v UV světle modře (Blue), aflatoxiny G zeleně (Green). Všechny aflatoxiny jsou termostabilní a odolávají teplotám až do 250 °C. Toxické účinky Nejvíce toxickým aflatoxinem je aflatoxin B1 (AFB1). AFB1 je metabolizován enzymy cytochromu P450 v játrech na epoxy formy, které se mohou vázat na DNA a vytvářet tak addukty, které mohou vést ke vzniku tumorů. Kromě toho může být AFB1v játrech metabolizován na aflatoxin M1, který se vylučuje do mléka. Aflatoxiny B1, B2, G1 a G2 jsou zařazeny mezi prokázané karcinogeny pro člověka. AFM1 je klasifikován jako možný karcinogen. Aflatoxiny mají genotoxické účinky a primárně poškozují játra. Otravu aflatoxiny (aflatoxikózu) rozdělujeme na akutní a chronickou. Akutní otravy lidí aflatoxiny jsou v současnosti ojedinělé a vyskytují se sporadicky v rozvojových zemích, pokud jsou potraviny kontaminovány vysokými koncentracemi aflatoxinů. Takový případ se stal v roce 2004 v Keni po konzumaci kontaminované kukuřice. Koncentrace aflatoxinů v kukuřici se pohybovala od 20 do 8 000 µg/kg. Aflatoxikóza se projevila zvracením, abdominální bolestivostí, edémem plic nebo mozku a nekrózou a ztučněním jater. Další příznaky u nemocných lidí byly vyhublost, žloutenka, průjem a fotosenzitivita. Chronická otrava po dlouhodobém příjmu relativně nízkých dávek je spojována s řadou onemocnění lidí, jako je: 





Karcinom jater – onemocnění vzniká po synergickém působení virů hepatitidy B nebo C a aflatoxinů. (Vyskytuje se u lidí především v jihovýchodní Asii a střední a západní Africe.) Ovlivnění reprodukčního systému – projevuje se u mužské populace. Dochází k opožděnému vývoji varlat, degeneraci varlat, poklesu reprodukční schopnosti, morfologickým změnám varlat, snížení počtu živých spermií, snížení koncentrace testosteronu v plazmě a dalším příznakům. Ovlivnění imunitního systému – aflatoxiny snižují rezistenci organismu k sekundárním bakteriálním, plísňovým a parazitárním infekcím. Dochází k poklesu aktivity B a T lymfocytů, narušení funkce makrofágů a neutrofilů, ovlivnění syntézy cytokinů. Aflatoxiny způsobují remise infekcí a snížení imunitní odpovědi na vakcinaci. 68





Encefalopatie s tukovou degenerací orgánů připomínající Reyův syndrom – vliv aflatoxinů na vzniku Reyova syndromu (tuková infiltrace jater, ledvin a srdce) je stále předmětem výzkumu. Pulmonální intersticiální fibróza – toto onemocnění vzniká pravděpodobně po inhalaci aflatoxinů.

Kontaminace potravin Aflatoxiny jsou velmi stabilní a neničí se ani při technologických procesech jako je pražení, pečení, extruze a vaření. Nejčastěji kontaminovanými potravinami jsou ořechy (včetně pražených), výrobky z ořechů a semena, ovoce a zelenina, bylinky a koření, cereálie a pečivo.

7.2 Ochratoxin A Zdroje a charakteristika toxinu Ochratoxin A (OTA) je mykotoxin produkovaný plísněmi rodu Aspergillus a Penicillium. Hlavními druhy patřícími k rodu Aspergillus je sekce Circumdati a Nigri, z rodu Penicillium je to P. verrucosum a P. nordicum. Rod Penicillium má nižší požadavky na minimální teplotu než rod Aspergillus, plísně rodu Penicillium rostou i v chladničkových teplotách, optimální teplota pro růst je ale 20 až 30 °C. Ochratoxin A je derivát dihydroizokumarinu vázaný peptidickou vazbou na molekulu fenylalaninu. Hydrolýzou OTA vzniká ochratoxin α, kterému chybí molekula fenylalaninu.

Toxické účinky OTA je nejtoxičtější ochratoxin. Díky strukturální podobnosti OTA s fenylalaninem inhibuje OTA enzymy, které využívají jako substrát fenylalanin a to především fenylalanin-tRNA syntetázu. Toto působení vede k inhibici proteosyntézy. OTA poškozuje mitochondrie, způsobuje oxidační poškození, peroxidaci lipidů a interferuje s oxidativní fosforylací. Navíc způsobuje OTA apoptózu různých typů buněk. OTA se vylučuje žlučí a má enterohepatální cirkulaci. Poločas vylučování u člověka je asi 35 dní. OTA je klasifikován jako možný karcinogen pro člověka. Hlavním cílovým orgánem toxického působení OTA jsou ledviny. Způsobuje vznik nefropatií spojených často s nádory močových cest. OTA má také teratogenní, genotoxické a imunotoxické vlastnosti. Ochratoxin A je také pravděpodobně jednou z příčin onemocněním lidí nazývaným balkánská endemická nefropatie, které se vyskytuje v oblasti Chorvatska, Bosny a Hercegoviny, Srbska, Rumunska a Bulharska. Poprvé bylo toto onemocnění popsáno na konci 50. let 20. století a zahrnovalo karcinomy ledvin a horních cest močových. Symptomy onemocnění se 69

projevovaly jako anémie, proteinurie, žloutenka, bolest hlavy, nechutenství a urémie. Jako původce onemocnění byl určen OTA na základě podobnosti příznaků s porcinní mykotoxickou nefropatií u prasat vyvolanou OTA a na základě průkazu vysokých koncentrací OTA v potravě, plazmě a moči lidí. Ze zvířat jsou nejcitlivějším druhem k toxickým účinkům OTA prasata.

Kontaminace potravin a surovin OTA se vyskytuje v potravinách rostlinného i živočišného původu. Z potravin rostlinného původu se vyskytuje především v obilovinách, koření, kakau, sušeném ovoci, kávě i vínu. Z obilovin se vyskytuje nejvíce v žitě, následuje oves a pšenice. Díky enterohepatální cirkulaci se OTA může vyskytovat také v mase a krvi zvířat, především prasat. OTA je termostabilní mykotoxin, který nelze zničit běžnými teplotami při úpravě potravin. Ke snížení koncentrace OTA dochází až za několik minut při teplotách vyšších než 250°C. OTA se vylučuje do mateřského mléka, což představuje významný zdroj pro kojence.

7.3 Fusariové mykotoxiny Fusariové mykotoxiny produkují množství různých druhů plísní rodu Fusarium. Nejčastěji se vyskytujícími fusariovými mykotoxiny v potravinách jsou fumonisiny, trichoteceny, zearalenon a skupina mykotoxinů nazývaná „emerging“ (nově objevené) mykotoxiny, která zahrnuje beauvericin, enniatiny, fusaproliferin a moniliformin. Fusariové mykotoxiny mohou být prokazovány samostatně nebo se vyskytují společně s dalšími mykotoxiny (aflatoxiny, ochratoxiny) v obilovinách a výrobcích z obilovin. Plísně rodu Fusarium preferují střídání teplot a vysokou vlhkost a většinou se jedná o tzv. polní plísně, které vznikají při pěstování plodin.

7.3.1 Fumonisiny Zdroje a charakteristika toxinu Fumonisiny se strukturálně podobají sfinganinu, který tvoří skelet sfingolipidů. Přestože je známo nejméně 12 fumonisinů, nejvýznamnějšími z nich jsou fumonisiny B (B1, B2 a B3). Z toxikologického hlediska je nejdůležitější fumonisin B1 (FB1). Toxické účinky FB1 inhibuje enzym ceramid syntázu (sfingosin-N-acyltransferáza), který katalyzuje acylaci sfinganinu a recyklaci sfingosinu. Inhibice ceramid syntázy způsobuje nárůst koncentrací sfinganinu a dalších sfingoidních bazí v buňce, což vede k jejímu poškození. Předpokládá se, že tento mechanismus je zodpovědný za toxicitu a pravděpodobnou karcinogenitu

70

fumonisinů. Na základě tohoto působení se využívá jako biochemický marker působení fumonisinů změna poměru sfinganinu a sfingosinu ve tkáních, moči a krvi. Akutní a chronická toxicita fumonisinů byla studována u mnoha druhů zvířat. FB1 je nádorový promotor, ale slabý iniciátor. FB1 nemá genotoxické účinky. Na základě sledování u zvířat byl FB1 klasifikován jako možný karcinogen. Zdá se, že FB1 nemá vysokou akutní toxicitu a pro vyvolání akutních toxických účinků jsou potřeba vysoké dávky. Hlavními cílovými orgány jsou játra a ledviny. U koní a příbuzných druhů zvířat vyvolávají fumonisiny onemocnění nazvané equinní leukoencefalomalácie charakterizované přítomností nekrotických ložisek v mozku a z toho vyplývajícím poškozením nervového systému. U prasat způsobují fumonisiny edém plic. Skot a drůbež je méně citlivá k působení fumonisinů než koně, prasata, králíci nebo laboratorní hlodavci. U lidí je chronické působení fumonisinů spojováno s nádory jícnu (v oblasti jižní Afriky) a nádory jater (v Číně).

Kontaminace potravin a surovin Fumonisiny se vyskytují především v kukuřici pěstované především v teplejších oblastech. Jsou produkovány plísněmi před sklizní nebo na začátku skladování. S výjimkou extrémních podmínek nevznikají již při delším skladování. Fumonisiny jsou poměrně stabilní a jejich množství se výrazněji snižuje až při teplotách nad 150°C. Jsou málo degradabilní při fermentaci. Některé tepelné úpravy a extruze kukuřice snižují koncentraci fumonisinů. Obecně lze konstatovat, že výrobky určené pro přímou lidskou výživu, jako jsou např. cornflakes, mají nižší obsah fumonisinů, než kukuřice, ze které byly vyrobeny.

7.3.2 Zearalenon Zdroje a charakteristika toxinu Zearalenon produkují různé druhy plísní rodu Fusarium (F. graminearum, F. culmorum, F. cerealis, F. equiseti, F. verticillioides, F. incarnatum a další). Obecně tyto druhy plísní preferují vlhké a chladnější klima a napadají plodiny během květu, ale mohou kontaminovat plodiny i při skladování za nevhodných podmínek. Tyto druhy plísní mohou produkovat také menší množství příbuzných metabolitů, z nichž nejdůležitější je α- a β-zearalenol. Plísně produkující zearalenon rostou na obilovinách, nejčastěji však kontaminují kukuřici.

Toxické účinky Všechny zearalenony mají estrogenní účinky, nejsilnějším estrogenem je α-zearalenol, následuje zearalenon a β-zearalenol. Zearalenon a jeho metabolity se vážou na estrogenní receptory a narušují reprodukční cyklus především u samic různých druhů zvířat. Zearalenon

71

způsobuje předčasnou pubertu u dívek. U samců zvířat zearalenon snižuje hladinu testosteronu, ovlivňuje spermatogenezi, způsobuje feminizaci a snižuje pohlavní libido.

Kontaminace potravin a surovin Zearalenon se vyskytuje v obilovinách. Vyšší koncentrace se nacházejí v pšeničných otrubách, v rostlinném oleji (především v kukuřičném klíčkovém oleji). Zearalenon je stabilní do teploty 150 °C. Při vyšší teplotě nebo v alkalickém prostředí se obsah zearalenonu snižuje.

7.3.3 Trichoteceny Zdroje a charakteristika toxinu Trichoteceny tvoří skupinu strukturně podobných látek seskviterpenoidní povahy. Celkem bylo identifikováno asi 170 trichotecenů, které se rozdělují do 4 skupin (A-D) podle různé funkční hydroxylové a acetoxy- skupiny. Mezi typ A patří HT-2 toxin a T-2 toxin, nejvýznamnějším trichotecenem typu B je deoxynivalenol (DON). Typ C a D zahrnuje toxikologicky méně významné trichoteceny.Ve srovnání s T-2 a HT-2 toxinem má DON nižší toxicitu, ale je to celosvětově nejčastěji se vyskytující mykotoxin na cereáliích. HT-2 toxin, T-2 toxin i DON jsou produkovány různými druhy rodu Fusarium (F. graminearum, F. culmorum, F. cerealis), které jsou přítomny v půdě a jsou významnými patogeny polních plodin. Vyskytují se především v oblastech mírného podnebí. V České republice jsou jedněmi z nejčastěji se vyskytujících polních plísní.

Toxické účinky Trichoteceny inhibují proteosyntézu tím, že inhibují enzym peptidyltransferázu. V organismu je T-2 toxin rychle metabolizován na HT-2 toxin. Trichoteceny mají imunosupresivní a cytotoxické účinky. Extrémně toxické jsou pro kůži a sliznice. Prolongovaný příjem trichotecenů člověkem vyvolává onemocnění nazvané alimentární toxická aleukie, které má tyto symptomy:  



Několik hodin po konzumaci kontaminované potravy dochází k pálení na sliznici dutiny ústní a hltanu, potom následuje pálení v jícnu a žaludku; Za 1 až 3 dny vzniká otok sliznice žaludku a střeva provázený průjmem, nevolností, zvracením a bolestí břicha. V některých případech se dostavuje hypersalivace, bolest hlavy, slabost, závrať, pocení a zrychlení srdeční činnosti. Toto období trvá asi 9 dní. Následuje období destrukce buněk kostní dřeně, které je bez klinických symptomů. V tomto období dochází ke snížení všech typů bílých krvinek.

72





Vzniká imunosuprese, která vede k sepsi a horečce. Objevují se podkožní krváceniny v oblasti hrudníku a dalších částech těla, následované nekrózami v kůži a svalech. Nejprve jsou krváceniny lokalizovány v malých oblastech, postupně se však rozšiřují do větších okrsků. V těžkých případech se vyvinou ulcerace a gangrény v hltanu, které vedou ke ztrátě hlasu a smrti udušením. Postižení lidé mají těžké krváceniny na sliznici dutiny nosní, ústní, žaludku a střeva. V posledním stádiu se může vyvinout bronchopneumónie provázená krvácením do plic a nakonec může dojít ke smrti.

Postižené osoby potřebují poměrně dlouhou dobu na rekonvalescenci. Na obnovu normální funkce kostní dřeně je potřeba nejméně dva měsíce.

Kontaminace potravin a surovin Trichoteceny se vyskytují především v obilovinách a to nejčastěji v kukuřici a pšenici. HT-2 toxin tvoří asi dvě třetiny celkového množství T-2 a HT-2 toxinu. Zpracování obilovin vede ke snížení obsahu T-2/HT-2 toxinu díky redistribuci v různých frakcích. Stejně jako jiné mykotoxiny, T-2/HT-2 toxin je obsažen nejvíce ve slupce plodu obilovin, to znamená, že největší množství je obsaženo ve vedlejších produktech při zpracování zrna, jako jsou např. otruby. Trichoteceny jsou velmi stabilní. Jejich množství se nesnižuje při vaření nebo tepelné úpravě potravin.

7.4 Nově objevené fusariové mykotoxiny Zdroje a charakteristika toxinu Mezi tyto mykotoxiny patří fusaproliferin, enniatiny, beauvericin, moniliformin a další. Znalosti o působení těchto mykotoxinů jsou limitované nejen z důvodu pozdějšího objevu těchto látek, ale také proto, že jejich role jako mykotoxinů byla pochopena mnohem později. Mykotoxiny patřící do této skupiny mají rozdílnou chemickou strukturu. Fusaproliferin je seskviterpen, enniatiny a beauvericin patří mezi cyklické hexadepsipeptidy a moniliformin jesilná kyselina.

Toxické účinky Fusaproliferin je toxický pro lidské B lymfocyty. Enniatiny a beauvericin jsou cytotoxické a jejich nepolární povaha jim umožňuje se včlenit do buněčných membrán vytvořením kation selektivních kanálů, čímž naruší intracelulární iontovou homeostázu. Moniliformin působí jako inhibitor několika thiamin pyrofosfát dependentních enzymů, z nichž je nejvíce studována inhibice pyruvát dehydrogenázy. Tato inhibice vede k narušení glukoneogeneze. Navíc bylo zjištěno, že moniliformin inhibuje glutathion peroxidázu a reduktázu, čímž zvyšuje citlivost organismu k oxidačnímu poškození.

73

Kontaminace potravin a surovin Výzkumy sledující výskyt fusaproliferinu, enniatinů a beauvericinu jsou zatím omezeny na různé části Evropy. Vysoké koncentrace enniatinů a beauvericinu byly zjištěny v pšenici, ječmeni a kukuřici. Bylo zjištěno, že beauvericin se vyskytuje méně často na obilovinách v chladnějším klimatu, vyšší koncentrace se nacházejí v jižní Evropě a severní Africe.

7. 5 Patulin Zdroje a charakteristika toxinu Patulin, strukturně patřící do skupiny toxických laktonů, je produkován různými rody plísní jako je Penicillium, Aspergillus, Byssochlamys, Eupenicillium a Paecilomyces. Nejvýznamnějším producentem patulinu je však Penicillium expansum, plíseň, která kontaminuje poškozené ovoce.

Toxické účinky Patulin má afinitu k sulfhydrylovým skupinám a tím inhibuje aktivitu řady enzymů. Patulin negativně ovlivňuje také imunitní systém. Akutní otrava patulinem se projevuje nevolností, zvracením a dalším poškozením GIT. Tyto příznaky bývají provázeny selháním ledvin a imunotoxicitou. V chronických testech na zvířatech má patulin neurotoxické, imunotoxické a genotoxické účinky a způsobuje iritaci GIT.

Kontaminace potravin a surovin Nejčastěji kontaminovanou potravinou jsou jablka a výrobky z jablek. Ostatní ovoce může být také kontaminované patulinem, ale výskyt a koncentrace patulinu jsou nižší. Nejvyšší koncentrace patulinu jsou v kontaminovaném jablečném džusu. Výskyt patulinu v jablečných džusech a výrobcích z jablek je indikátorem špatných vstupních surovin. Nejdůležitější preventivní opatření je pečlivé třídění ovoce. Množství patulinu v potravinách se snižuje mražením nebo zahřátím nad teplotu 85 °C po dobu 20 minut.

7.6 Námelové alkaloidy Zdroje a charakteristika toxinu Námelové alkaloidy jsou mykotoxiny produkované plísněmi rodu Claviceps. V Evropě je nejvýznamnějším producentem námelových alkaloidů Claviceps purpurea (paličkovice

74

nachová). Paličkovice nachová tvoří mycelium (podhoubí) v semeníku obilovin – především žita – a mění ho v tmavý kyjovitý pevný útvar nazývaný sklerocium (námel). Sklerocium má hnědou a fialově-černou barvu. Mezi námelové alkaloidy obsažené ve sklerociu patří ergometrin, ergotamin, ergosin, ergocristin, ergocryptin, ergocornin a další příbuzné epimery. Námelové alkaloidy patří mezi klavinové alkaloidy, lysergové kyseliny, amidy kyseliny lysergové nebo peptidické alkaloidy. Toxické účinky Otrava námelovými alkaloidy se nazývá ergotismus. Ergotismus se vyskytuje u lidí od středověku. Ergotismus byl nazýván také jako „oheň Svatého Antonína“. Příčinou onemocnění byla žitná mouka vyrobená z žita, které obsahovalo námel. Ergotismus se vyskytuje ve dvou formách: konvulzivní a gangrenózní. Rozdílnost obou forem je dána typem a množstvím alkaloidů, které převládají ve sklerociu. Účinek námelových alkaloidů na nervovou soustavu je způsoben jejich agonistickou nebo antagonistickou aktivitou na α-adrenergní, serotoninové a dopaminové receptory. Klinicky se konvulzivní forma projevuje závratěmi, malátností, nevolností a zvracením. U gangrenózní formy dochází k vasokonstrikci periferních cév. Následkem vasokonstrikce malých cév v akrálních částech těla (končetin a ušních boltců) dojde k ischémii tkáně, gangréně a nakonec ztrátě těchto částí těla. Ergotamin se využívá také v humánní medicíně.

Kontaminace potravin a surovin Námel se vyskytuje na žitě, ale také na dalších druzích obilí. Námelové alkaloidy jsou málo tepelně stabilní a jejich množství se snižuje při pečení a vaření.

7.7 Další mykotoxiny prokazované v potravinách Cyklopiazonová kyselina (CPK) je produkovaná plísněmi rodu Penicillium a Aspergillus. Zjistilo se, že může kontaminovat arašídy, kukuřici a sýry. Často se vyskytuje společně s aflatoxiny. Zdravotní rizika spojené s příjmem kyseliny cyklopiazonové jsou pravděpodobně malá, ačkoli se prokázalo, že ve vysokých dávkách má CPK u zvířat negativní vliv na vývoj plodu a způsobuje poškození jater, sleziny, ledvin a dalších orgánů. Citrinin je produkován plísněmi rodu Penicillium, Aspergillus a Monascus. Byl identifikován v ovoci, ječmeni, kukuřici, sýru a potravních doplňcích. Znalosti o účincích citrininu jsou omezené na výsledky testů u zvířat, na které má citrinin nefrotoxický a teratogenní efekt. Alternariové mykotoxiny jsou produkty plísní rodu Alternaria. Vyskytují se v předsklizňovém období i po sklizni u ovoce a zeleniny, kontaminují obiloviny, semena slunečnice, čirok, řepku a olivy. Nejtoxičtějšími mykotoxiny z této skupiny jsou alternariol a alternariol monomethylether, které mají cytotoxické a synergické účinky.

75

8. Bakteriální toxiny Bakteriální toxiny jsou produkty bakterií. Vyvolávají poškození fyziologických funkcí vyšších organismů včetně člověka. Bakteriální toxiny se dělí na dvě základní skupiny:  

Exotoxiny – uvolňované příslušnými bakteriemi mimo buňku. Endotoxiny – uvolňované až při lýze buněčných stěn.

Rozdílné vlastnosti toxinů těchto dvou skupin jsou následující: exotoxiny

endotoxiny

vysoce toxické

méně toxické

Gram-pozitivní a Gram-negativní bakterie

Gram-negativní bakterie

polypeptidy

převážně lipopolysacharidy

relativně nestabilní

relativně stabilní

účinkem teploty nad 60 °C se rapidně snižuje teplota nad 60 °C působící po delší dobu toxicita nevyvolá ztrátu toxicity konvertují na netoxické toxoidy*

nekonvertují na toxoidy

*Toxoid (toxoidum) je toxinu podobný antigenní avšak netoxický derivát toxinu. Toxoid je uměle upravený toxin bakterií, který se používá k výrobě vakcín. Je to látka zbavená negativních účinků, avšak se zachovanou antigenní strukturou a je tedy schopná vyvolat tvorbu protilátek.

Z hlediska toxikologie potravin jsou významné exotoxiny. Podle toxických účinků je lze rozdělit na:   

Enterotoxiny – poškozují sliznici střeva a vyvolávají průjmy. Cytotoxiny – poškozují buňky exponovaného organismu. Neurotoxiny – poškozují přenos nervových vzruchů.

Mezi nejzávažnější exotoxiny z hlediska toxikologie potravin patří: stafylokokový enterotoxin B a klostridiové toxiny (botulotoxiny). Stafylokokový enterotoxin B Je produktem bakterie Staphylococcus aureus. Jeho účinek se uplatňuje ve střevě, a proto je zařazen mezi enterotoxiny. Vyvolává alimentární otravy u lidí po požití kontaminované potravy (výrobky z majonézy a vajec, zeleninové saláty, cukrářské výrobky). Onemocnění se nazývá stafylokoková enterotoxikóza. Zdrojem nákazy je člověk, který má v nosohltanu stafylokoky produkující enterotoxin anebo člověk s hnisavými kožními afekty, který

76

připravuje jídla. Inkubační doba je velmi krátká 1 až 6 hodin. Enterotoxikóza se projeví nevolností, zvracením, průjmem a bolestí břicha. Stafylokokový enterotoxin B je pyrogenní a tak lze pozorovat zvýšení teploty. Léčení je založeno na rehydrataci organismu a na snížení teploty je doporučován paracetamol. Důležité je dodržování prevence, tj. dodržovat hygienické zásady při přípravě jídel, vyloučit jedince s kožními afekty z práce s potravinami a zamezit delšímu přechovávání jídel při vyšší teplotě, která umožňuje pomnožení stafylokoků produkujících enterotoxin. V létě potom omezit riziková jídla (majonézy, saláty) na minimum. 8.1 Klostridiové toxiny Mezi nejzávažnější klostridiové toxiny z hlediska toxikologie potravin patří botulotoxiny. Botulotoxiny Zdroje a charakteristika toxinů (včetně toxicity) Botulotoxiny jsou produkovány bakterií Clostridium botulinum. Jedná se o Gram-pozitivní sporulující anaerobní bakterii. Tato pohyblivá tyčka je běžně rozšířena v půdě, v sedimentech dna, v trávicím ústrojí zvířat. Spory C. botulinum jsou velmi rezistentní k vysokým teplotám, snesou i několikahodinový var. Botulotoxiny jsou produkovány až vegetativními formami bakterií. K produkci botulotoxinu dochází za anaerobních podmínek. Optimální podmínky pro jejich tvorbu jsou pH 4,8 až 8,5 a teplota okolo 30 °C, avšak k tvorbě toxinů může docházet i při nižších teplotách. Jsou rezistentní v kyselém prostředí, zatímco alkálie je ničí. Sporocidní účinek mají také oxidační činidla. Ke zmrazení a rozmrazení jsou spory poměrně odolné. Botulotoxiny jsou polypeptidy složené z 19 aminokyselin a jsou značně termolabilní. K inaktivaci dochází při teplotě 80 °C již po 10 minutách, při teplotě 100 °C za několik sekund. Botulotoxiny se rozdělují na 8 antigenně odlišných sérotypů (A, B, C1, C2, D, E, F, G). Pro člověka jsou zvlášť toxické typy A, B, E a F (v Evropě nejčastěji typ B), u ptáků převážně typ C1. Hlavní příčinou otravy botulotoxinem je perorální příjem (alimentární botulismus). Botulotoxin je lidově také nazýván klobásový jed. V nedostatečně sterilizovaných masových, zeleninových a ovocných konzervách v anaerobním prostředí může dojít k pomnožení C. botulinum a k masivní produkci botulotoxinu. Dalším typem je botulismus kojenecký způsobený absorpcí botulotoxinu v trávicím traktu kojenců po pomnožení C. botulinum ve střevě. Příčinou ranného botulismu je infekce ran C. botulinum, který v anaerobním prostředí začíná produkovat toxin. Do lidského organismu se také může botulotoxin dostat dýchacími cestami. Botulotoxin ve formě aerosolu patří mezi nejobávanější potenciální biologické zbraně. Pokud jde o toxicitu botulotoxinu, tak nejvyšší toxicitu pro člověka má botulotoxin typu A. Letální dávka je odhadována na 1µg/kg ž. hm. člověka.

77

Toxikokinetika a mechanismus účinku Botulotoxin se z kontaminované potraviny uvolňuje již v žaludku a je bezprostředně poté absorbován. Botulotoxin je typickým resorpčním jedem, tzn. nepoškozuje sliznici žaludku ani střeva a bezprostředně přechází do krve. Krví je distribuován na nervové synapse periferního cholinergního systému, kde se selektivně váže na proteinové receptory na motorických nervových zakončeních. Botulotoxin je složen ze dvou bílkovinných jednotek. Jedna jednotka se s vysokou afinitou váže na presynaptickou membránu motorického nervového zakončení a zprostředkuje prostup proteinů membránou. Druhá jednotka má proteázovou aktivitu a inaktivuje proteiny nutné pro uvolnění vezikul obsahujících acetylcholin. Dochází ke generalizované nervosvalové blokádě v důsledku inhibice uvolňování acetylcholinu na cholinergních zakončeních. K rozvoji otravy dochází obvykle do 24 hodin po pozření toxinu, doba nástupu závisí na velikosti dávky. Znemožní se přenos nervového impulzu na svalové vlákno a dojde k ochrnutí svalu. Aerosol botulotoxinu je rovněž velmi rychle vstřebáván přes dýchací aparát, účinek je stejný jako u alimentárního botulismu. Nástup otravy a paralytické symptomy se dostavují o něco později. Zatímco prognóza alimentárního a aerosolem vyvolaného botulismu je velmi nepříznivá, prognóza kojeneckého a ranného botulismu je příznivá. Klinické příznaky Prvním příznakem je poškození bulbárního svalstva. To se projeví mydriázou, zdvojeným viděním, nemožností akomodace a světloplachostí. Následuje svalová hypotonie (závratě) až paralýza, poruchy polykání a řeči, suchost v dutině ústní a nosní, nevolnost, zvracení a bolesti břicha. Horečka zpravidla nebývá. Vědomí zůstává zachováno. Příčinou smrti je paralýza dýchacího svalstva. Patomorfologický nález Nález není specifický, může být zjišťován megaesophagus a aspirační pneumonie. Diagnostika Suspektní diagnóza se stanoví na základě klinických příznaků. Průkaz toxinu lze provést chemickými analýzami (metodou ELISA nebo PCR), ale nejčastěji používanou a nejdůležitější metodou je biologický pokus na laboratorních myších. Čtyřem laboratorním myším se intraperitoneálně aplikuje krevní sérum postiženého jedince. Dvě myši navíc dostávají antitoxin. V pozitivním případě dojde během 24 až 48 hodin k úhynu myší, kterým bylo aplikováno pouze sérum vyšetřovaného jedince. Zatímco skupina, které byl podán antitoxin, přežívá. Terapie První pomocí je urychleně vyvolat zvracení nebo výplach žaludku. Toto opatření se týká alimentárního botulismu a má význam pouze tehdy, pokud je provedeno včas. Dále je nutno monitorovat základní životní funkce, zejména dýchání. Pokud dojde k paralýze svalů je nutno pacienta ošetřovat na jednotce intenzivní péče a je potřeba zahájit řízenou ventilaci s endotracheální intubací. Současně i výživa se podává žaludeční sondou. V terapii botulismu má největší význam aplikace botulinového antitoxinu. Ovšem aplikace antitoxinu je účinná

78

pouze v případě, že botulotoxin ještě nepronikl do motorických nervů, tzn. před plným rozvinutím klinických příznaků. Antitoxin se podává intravenózně, ale je zde riziko anafylaktického šoku. Proto před podáním antitoxinu se provádí kožní test intradermální aplikací zředěného antitoxinu. Je-li test pozitivní, nesmí se antitoxin aplikovat. Nově se vyvíjí monoklonální protilátky, zde by nebylo nebezpečí anafylaktického šoku. Dále je doporučeno podávání látek, které podporují uvolňování acetylcholinu na nervových zakončeních (diaminopyridin) nebo látek, které inhibují acetylcholinesterázu (např. fyzostigmin). Prevence Protože botulismus je mimořádně nebezpečný, otravy bývají často letální, je nutno dodržovat preventivní opatření. Jedním z nejdůležitějších opatření je zamezit růstu bakterií C. botulinum. Mezi faktory limitující růst těchto bakterií v potravinách patří snížení aktivity vody, zvýšení obsahu chloridu sodného případně dusitanů a uchovávání potravin při nízkých teplotách. Otravě lze také předejít tepelným opracováním potravin. Specifická vakcína obsahující toxoid není pro člověka k dispozici. Využití botulotoxinu ve farmakologii a kosmetice Botulotoxin může být využíván jako lék pro léčbu některých křečových stavů (např. při křečovém stahu víček, při spastickém tortikolis – stáčení hlavy k jedné straně). Také při nadměrném pocení v podpaží lze injekcí botulotoxinu vyřadit cholinergní inervaci potních žláz. V poslední době se uplatňuje i v kosmetice proti hlubokým vráskám v obličeji. Botulotoxin svalový tonus oslabuje a tím se povrch kůže vyrovnává.

Poznámka: Botulismus se vyskytuje u některých druhů potravinových zvířat, zejména kachen domácích i divokých na eutrofních rybnících a u kuřecích brojlerů. Vyvolávajícím faktorem na eutrofních rybnících je anaerobní prostředí, které je vhodné pro růst C. botulinum. Zdrojem botulismu u brojlerů je kontaminované krmivo a zejména kontaminovaná podestýlka. Z hlediska ochrany zdraví lidí je pozitivní ta skutečnost, že botulismus drůbeže (ptáků) je vyvoláván sérotypem C1. Tento typ botulotoxinu není pro člověka nebezpečný.

79

9. Alkoholy H. Modrá

9.1 Etanol Zdroje a charakteristika toxinu (včetně toxicity) Etanol je obsažen v různých koncentracích v alkoholických nápojích, v parfémech nebo ústních vodách. Může vznikat také při kynutí těsta nebo hnití ovoce. V pivu je koncentrace etanolu 2–5 %, ve víně 7–20 % (obvykle 13 %), v destilátech 30–45 %. Toxická dávka etanolu závisí na věku, toleranci a zdravotním stavu člověka. Letální dávka pro dospělé je 5–6 g etanolu/kg hm., u alkoholiků to však může být až 13 g/kg hm. Děti jsou výrazně citlivější. Díky svým fyzikálně-chemickým vlastnostem etanol lehce prostupuje lipidovými bariérami a dostává se do CNS. Toxikokinetika a mechanismus účinku Etanol se vstřebává z 20 % již v žaludku, zbytek se resorbuje v tenkém střevě. Nejrychleji se vstřebávají nalačno alkoholické nápoje s obsahem alkoholu 20 %, pomaleji se alkohol vstřebává po tučném jídle. Vstřebávání urychlují nápoje sycené CO2. Maximální hladina alkoholu v krvi se nachází za půl až jednu hodinu po požití alkoholického nápoje. Krví bohatě zásobené orgány, jako jsou mozek, plíce, játra a ledviny, dosahují stejné koncentrace etanolu jako je v krvi. Zvyšující se koncentrace etanolu v krvi způsobuje různý stupeň deprese CNS od deprese motorických funkcí až po snížení vědomí, hypotermii, hypotenzi a kóma. Smrt nastává v důsledku deprese respirace a v důsledku kardiovaskulárního kolapsu. Kromě toho etanol způsobuje rozšíření kožních cév a v důsledku toho poškození tepelné regulace a ztrátu tepla. V žaludku a střevním systému způsobuje etanol zúžení cév. Etanol ovlivňuje cytoplasmatickou membránu buňky tím, že se částečně rozpouští v lipidové části fosfolipidů této membrány. Tím dochází ke změně fluidity (tekutosti) cytoplasmatické membrány. Nejcitlivějšími membránami na působení etanolu jsou buněčné systémy s vysokou vzrušivostí (centrální nervstvo, příčně pruhované kosterní a srdeční svalstvo). Vyšší koncentrace etanolu membrány labilizují až destruují. Mechanismus účinku alkoholu v CNS spočívá pravděpodobně v inhibici NMDA (N-metyl-D-aspartátových) receptorů pro glutamát. Etanol má také vliv na snížení sekrece vazopresinu v hypofýze, což vede ke snížení reabsorpce vody z primární moči v ledvinách a pocitu žízně. Stejně jako ostatní alkoholy a glykoly je po vstřebání etanol odbouráván v játrech alkoholdehydrogenázou na acetaldehyd, který je následně odbouráván acetaldehyd-dehydrogenázou na acetát. Acetát vstupuje do citrátového cyklu a přeměňuje se na CO2 a vodu. Kromě toho se

80

spotřebovává na syntézu mastných kyselin a podmiňuje ztučnění jater u alkoholiků. Část etanolu se v jaterních buňkách oxiduje působením cytochromu P450 (obr. 4).

Obr. 4: Odbourávání etanolu v organismu (Lüllmann a kol., 2002)

Odbourávání etanolu začíná ihned po požití. V nezměněné formě se ledvinami, plícemi a kůží vylučuje pouze minimální množství etanolu. Rychlost biotransformace etanolu není úměrná jeho koncentraci v krvi. Za časovou jednotku se odbourává stále stejné množství: u mužů je to 0,1 g/kg hm. a u žen 0,085 g/kg hm. za hodinu. Rychlost odbourávání alkoholu se však může individuálně lišit až o 30 %, pro stejnou osobu je však konstantní. Etanol interaguje s celou řadou léků a dalších látek. Zesiluje tlumící účinek na CNS v případě kombinace se sedativy, hypnotiky, trankvilizéry, antiepileptiky, antihistaminiky, morfinovými deriváty, kanabinoidy a organickými rozpouštědly. Některé látky (např. disulfiram – Antabus,

81

karbamáty, chloramfenikol, metronidazol, koprin v houbě hnojníku inkoustovém) inhibují acetaldehyd-dehydrogenázu, která se uplatňuje v druhé fázi odbourávání alkoholu. Acetaldehyd, který vzniká v 1. fázi biotransformace etanolu se potom hromadí v organismu a vzniká tzv. acetaldehydový syndrom Klinické příznaky Klinické příznaky při akutní otravě korelují s množstvím etanolu v krvi:  

 





Subklinické stádium (0,2–0,5 ‰, alkoholici do 1 ‰): – alkohol je cítit z dechu, projevuje se pouze lehká euforie. Euforické stádium (0,5–1 ‰, alkoholici do 3 ‰): – lehká podnapilost, vzestup sebedůvěry, odstranění zábran, lehká svalová inkoordinace, zpomalení reakčního času, snížení pozornosti. U dětí je euforické stádium krátké a brzy dochází k útlumu a svalové hypotonii. Excitační stádium (1–2 ‰) – střední opilost, ztráta sebekontroly, emoční labilita, mnohomluvnost, ztráta kritického úsudku, poruchy koordinace a rovnováhy. Konfusní stádium (2–3 ‰, alkoholici do 5 ‰) – těžká opilost, zmatenost, výrazné poruchy chápání, chůze i zraku, málo srozumitelná řeč, pokles vnímání bolesti, apatie. U dětí může nastat kóma, častější je hypoglykémie vedoucí ke křečím. Stuporózní stádium (3–4 ‰) – vážná otrava, neschopnost chůze, hlubší poruchy vědomí nebo spánek, nevolnost, zvracení, někdy průjem, inkontinence moči i stolice, pokles krevního tlaku, tachykardie, cyanóza a hypotermie. Komatózní stádium (od 4 ‰, alkoholici až od 5 ‰) – deprese respirace, většinou bezvědomí, hypo- až areflexie, extenční rigidita končetin, trismus, křeče, nystagmus, hypotermie, cyanóza, hypoglykémie, metabolická acidóza.

Smrt nastává v důsledku zástavy dechu, méně často zástavou srdce. Smrt může být způsobena také aspirační pneumónií nebo prochlazením. Po chronickém příjmu alkoholu se vytváří závislost. Následkem chronického abúzu nápojů s vyšším obsahem alkoholu je gastritis. U alkoholiků se častěji vyskytuje karcinom epitelu dutiny ústní, hrtanu, hltanu a jícnu. Mezi obecné následky alkoholismu patří jaterní cirhóza, dále může docházet k poruchám funkce pankreatu, narušení erytropoézy, myopatiím, alkoholové polyneuritidě z nedostatku vitamínu B1 a poruchám činnosti mozku. Po náhlém vysazení alkoholických nápojů u alkoholiků se může vyskytnout delirium tremens (alkoholická psychóza). V tomto život ohrožujícím stavu dochází k halucinacím, tremoru, poruchám psychomotoriky, někdy vznikají epileptické záchvaty. Diagnostika Diagnóza a prognóza se stanoví na základě koncentrace alkoholu v krvi. Terapie Terapie je podpůrná a symptomatická. Doporučuje se napojení opilého člověka na umělý respirační systém pomocí endotracheální trubice. Pacient musí být udržován v teple

82

a musí být kontrolována acidobazická rovnováha. Při otravě alkoholem se nevyvolává zvracení ani se nepodává aktivní uhlí, protože neovlivňuje vstřebávání alkoholu.

9.2 Metanol Zdroje a charakteristika toxinu (včetně toxicity) Metanol se používá jako rozpouštědlo a je součástí nemrznoucích směsí. Protože technický metanol je mnohem levnější než etanol, může se vyskytnout záměna metanolu za etanol. Metanol je nejvíce toxický pro člověka a primáty, ostatní savci jsou k jeho působení méně citliví. Smrtící otravu u člověka může vyvolat již množství 30–50 g. Toxikokinetika a mechanismus účinku Metanol se velmi rychle vstřebává z trávicího traktu, může se vstřebávat také respirační cestou a přes kůži. Metanol je metabolizován pomocí alkoholdehydrogenázy na formaldehyd, ten je následně přeměněn formaldehyddehydrogenázou na kyselinu mravenčí. Kyselina mravenčí se pak oxiduje folátovou metabolickou dráhou na oxid uhličitý (obr. 5). Člověk má nízkou koncentraci tetrahydrofolátu v játrech, proto je odbourávání kyseliny mravenčí pomalejší a působení metanolu je pro něj toxické.

Obr. 5: Odbourávání metanolu v organismu (Lüllmann a kol., 2002)

Hlavním rizikem při otravě metanolem u člověka je metabolická acidóza. Je způsobena hromaděním kyseliny mravenčí a v pozdější fázi také kyseliny mléčné. Dochází k útlumu CNS. Pravděpodobně působením kyseliny mravenčí se poškozuje sítnice a může dojít k úplné trvalé slepotě.

83

Klinické příznaky Klinické příznaky otravy metanolem jsou totožné s příznaky u otravy etanolem a zahrnují depresi CNS a metabolickou acidózu. Může se také vyskytnout zvracení a abdominální bolestivost. U člověka po počáteční nauzei a depresi CNS následuje fáze latence, po které se dostaví metabolická acidóza a poškození zraku. Diagnostika Při otravě lze v krvi prokázat metanol a kyselinu mravenčí. Terapie U člověka se otrava léčí hemodialýzou, případně podáním 4-metylpyrazolu (fomepizol), který působí jako inhibitor alkoholdehydrogenázy nebo etanolu. Při léčbě etanolem se využívá kompetitivní vazby metanolu a etanolu na alkoholdehydrogenázu. Etanol má k tomuto enzymu asi 10krát vyšší afinitu než metanol.

84

10. Literatura Cohen, S.M., Gordon, E.B., Singh, P., Arce, G.T., Nyska, A., 2010. Carcinogenic mode of action of folpet in mice and evaluation of its relevance to humans. Critical Reviews in Toxicology 40: 531–545. Davídek, J., Janíček, G., Pokorný, J., 1983. Chemie potravin. Praha: SNTL, 630 s. de Wit, C.A., 2002. An overview of brominated flame retardants in the environment. Chemosphere 46: 583-624. Deshpande, S.S., 2002. Handbook of food toxicology. New York: Marcel Dekker Inc., 903 p. EFSA, 2008. Perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorooctanoic acid (PFOA) and the salts. Scientific opinion of the Panel on contaminants in the food chain. The EFSA Journal 653: 1–131. Flanagan, R.J., Jones, A.L., 2001. Antidotes. London: Taylor & Francis, 326 p. Giesy, J.P., Naile, J.E., Khim, J.S., Jones, P.D., Newsted, J.L., 2010. Aquatic toxicology of perfluorinated chemicals. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 202: 1–52. Harrad S. (Ed.) 2010. Persistent organic pollutants. Chichester: Wiley, 277 p. Hrdina, V., Hrdina, R., Jahodář, L., Martinec, Z., Měrka, V., 2004. Přírodní toxiny a jedy. Praha: Galén, 302 s. Chauhan, R., Kumari, B., Rana, M.K., 2014. Effect of fruit and vegetable processing on reduction of synthetic pyrethroid residues. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 229: 89–110. Lüllmann, H., Mohr, K., Wehling, M., 2002. Farmakologie a toxikologie. Praha: Grada, 696 s. Marin, S., Ramos, A.J., Cano-Sancho, G., Sanchis, V., 2013. Mycotoxins: Occurence, toxicology, and exposure assessment. Food and Chemical Toxicology 60: 218–237. Malíř, F., Ostrý, V. a kol., 2003. Vláknité mikromycety (plísně), mykotoxiny a zdraví člověka. Brno: NCO NZO, 349 s. Mikula, P., Svobodová, Z., 2006. Brominated flame retardants in the environment: their sources and effects (a review). Acta Veterinaria Brno 75: 587-599. Modrá, H., Svobodová, Z. 2009. Speciální veterinární toxikologie. VFU Brno, 165 s. Nařízení komise (EU) č. 1259/2011, kterým se mění nařízení (ES) č. 1881/2006, pokud jde o maximální limity pro dioxiny, PCB s dioxinovým efektem a PCB bez dioxinového efektu v potravinách. Otten J.J., Hellwig J.P., Meyers L.D. (Eds.) 2006. Dietary Reference Intakes. The Essential Guide to Nutrient Requirements. Washington: The National Academies Press, 543 p. Papež, M., Lacina, O., Lanková, D., Pulkrabová, J., Hajšlová, J., 2011. Nové organohalogenové kontaminanty ve vodním ekosystému. Chemické Listy 105: 51–54.

85

Preedy, V.R., Watson R.R., 2003. Reviews in food and nutrition toxicity, volume 1. BocaRaton: CRC Press, 458 p. Preedy, V.R., Watson R.R., 2005. Reviews in food and nutrition toxicity, volume 4. BocaRaton: CRC Press, 304 p. Stockhlom convention on persistent organic pollutants (POPs) as amended in 2009. 64 pp. . Svobodová, Z. a kol., 2008. Veterinární toxikologie v klinické praxi. Praha: Profi Press, 253 s. Šťástková, Z., Karpíšková, R., Bogdanovičová, K., 2011. Růst Staphylococcus aureus a produkce enterotoxinu SEA v masných výrobcích. Maso 5: 51–52. Velíšek, J., Hajšlová, J., 2009. Chemie potravin I. Havlíčkův Brod: Ossis, 580 s. Velíšek, J., Hajšlová, J., 2009. Chemie potravin II. Havlíčkův Brod: Ossis, 644 s. Walker C. H., 2009. Organic Pollutants. An Ecotoxicological Perspective. Boca Raton: CRC Press, 2nd Edition, 414 p. Watson, D.H., 2004. Pesticide, veterinary and other residues in food. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, p. 436-472. WHO (World Health Organisation) (1996). Trace elements in human nutrition and health. A Report of a re-evaluation of the role of trace elements in human health and nutrition. Geneva, 361 p. WHO, 1997. Environmental health criteria 192. Flame retardants: general introduction. World Health Organization, Ženeva, 133 p. www.tis-cz.cz

86

Autoři:

Doc. MVDr. Helena Modrá, Ph.D. Prof. MVDr. Zdeňka Svobodová, DrSc. Mgr. Zuzana Široká, Ph.D. Ing. Jana Blahová, Ph.D.

Název:

Toxikologie potravin – vybrané kapitoly

Ústav:

Ústav veřejného veterinářství, ochrany zvířat a welfare

Počet stran:

85

Vydání:

1.

Povoleno:

Rektorátem VFU Brno

Podpořeno:

Projektem OPVK reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0287

Vydavatel:

Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

ISBN 978-80-7305-751-0

87