Vymezení předmětu toxikologie potravin, mechanismus působení jedů, metody hodnocení toxicity, klasifikace jedů, historické údaje Prof. MVDr. Zdeňka Svobodová, DrSc.
Toxikologie potravin • Toxikologie je věda zabývající se studiem nepříznivých účinků toxických látek na živý organismus. • Velká část toxikologicky významných látek se k člověku dostane právě přes potravinové řetězce a následně může ohrozit nebo poškodit jeho zdraví. • Moderní toxikologie se zaměřuje na detailní pochopení toxického účinku těchto látek v organismu a následně na sledování jejich výskytu, prevenci a snížení dopadu na lidské zdraví. • Toxikologie potravin se zaměřuje na analýzu a toxické účinky bioaktivních látek a jejich výskyt v potravinách. Zabývá se látkami přirozeně se vyskytujícími v potravinách i látkami kontaminujícími.
Historie • Původ toxikologie lze zařadit už do prehistorických dob, kdy se člověk učil, co může zařadit do svého jídelníčku. • Jedy a jejich využití k otravám hrály významnou roli v historii již u starověkých kultur. • Mezi nejstarší nalezené doklady o znalosti jedů a jejich použití patří Eberský papyrus (starověký Egypt, asi 1500 př.n.l).
Osobnosti věnující se studiu jedů • Hippocratés – zabýval se biodostupností, předávkováním a záměrnými otravami jedy (v té době v Římě často využívané aristokratickými ženami k odstranění nechtěného manžela)
• Paracelsus (1493-1541) – alchymista, astrolog a lékař – Res omnes venena suut dosis sola facit vevenum. Všechny látky jsou jedy. Pravá dávka odlišuje jed od léku.
Historie - známé otravy • Sokratés, Řecko, 399 př.n.l – jedna z nejvýznamnějších postav evropské filosofie, athénský filosof, učitel Platóna – vynucená sebevražda, vypil jed z bolehlavu
– Bolehlav plamatý (Conium maculatum) - obsahuje alkaloid koniin - působí obrnu svalstva a smrt udušením při plném vědomí
• Král Mitrhidates VI Pontský, asi 75 př.n.l
– od mládí posedlý jedy, bral malé množství řady jedů (asi 50 druhů) – snaha vytvořit si rezistenci k nim – později chtěl spáchat sebevraždu – pozřel jed, ale účinek nebyl dostatečný, musel požádat sluhu, aby ho zabil – termín mitrhidatismus – tolerance k jedům získaná požíváním postupně se zvyšujících dávek • Kateřina Medičejská (1519-1589) – francouzská královna, manželka krále Jindřicha II.
• Tofana (1653-1719), Itálie – aqua tofana (arsen; ?olovo, rulík zlomocný?) - bezbarvá tekutina bez chuti – snadno se smíchala s vodou nebo vínem
• Rasputin (1869 -1916) – vrazi se jej snažili otrávit kyanidem ve víně a koláčích - jed nepůsobil. Poté jej čtyřikrát střelili, z toho dvakrát do srdce, jednou do zad a do hlavy, a tělo vhodili do řeky. Když byl vhozen do řeky ještě žil, pokusil se dostat i ven z řeky, nakonec zemřel na utopení. • Viktor Juščenko (*1954) – otrava dioxiny
Případy závažných otrav • Minamata disease (Japonsko, 1950 – 1960) – průmyslovým znečištěním zálivu Minamata rtutí z chemické továrny – otrava lidí a zvířat metylrtutí – nervové příznaky, postižené děti • Itai-Itai disease (Japonsko, 50. léta 20. století) – otrava kadmiem – selháním ledvin, postižení kostí – bolestivost (itai-itai, v překladu „bolí-bolí“) • Yusho disease (Japonsko, 1968) – otrava PCB z rýžového oleje • Irák (60. léta 20. století – otrava fenylrtutí z namořeného obilí
Obecná toxikologie Mechanismus působení jedů
Faktory ovlivňující toxicitu: – Playeho princip CCC (DCC): • Koncentrace (Concentration - Doses) • Komplexace (Complexation) • Kompetice (Competition) – koncentrace: • obvykle čím větší dávka, tím větší efekt; • hormeze – jiný efekt při malých a jiný při velkých dávkách
– komplexace • obecně platí - nerozpustné sloučeniny se nevstřebávají, nemají v organismu účinek • využití v terapii otrav – kompetice • „soutěžení“ o jeden enzym, receptor, vazebné místo • využití v terapii otrav
Synergismus x antagonismus • látky, které se dostanou do organismu vstupují do vzájemných interakcí a jejich následné působení může být odlišné od působení jedné individuální látky • synergismus – kombinace dvou látek má větší účinek – adiční: součet působení obou látek (2+3=5) – potenciační: kombinace dvou látek má větší účinek než jaký by odpovídal účinku součtu složek samotných (2+3=9)
• antagonismus – látky jsou dohromady méně toxické než individuálně (2+3=1)
Toxikokinetika • se zabývá osudem látky v organismu - studuje rychlost průniku, distribuci v organismu, časový průběh koncentrace toxické látky v krvi a orgánech, její biotransformaci a s tím spojenou přeměnu na netoxické produkty (detoxikace) či naopak přeměnu na látku toxičtější (letální syntéza) a exkreci.
• Absorpce toxických látek – hl. trávicím traktem, plícemi, kůží
• Distribuce a transport toxických látek – přestup především pasivní difuzí nebo speciálním transportem – transport často volně v krvi nebo navázaný (albumin,..) – často afinita k některým tkáním (tuk, játra, ledviny, kosti)
• Exkrece toxických látek – hl. játra (žluč), trávicí trakt (faeces), ledviny (moč), plíce • Biotransformace toxických látek – některé látky vyloučeny beze změn – většina látek podléhá biotransformaci – k biotransformaci dochází v řadě orgánů, nejdůležitější jsou játra
• Biotransformace probíhá ve 3. fázích – 1 fáze: především oxidace (redukce, hydrolýza) • cytochrom P450, aminoxidázy • většinou vznikají hydrofilní a méně toxické látky, které se snadněji vylučují z organismu (mohou vznikat i látky toxičtější) – 2 fáze: konjugace • tox. látky nebo jejich metabolity konjugovány s endogenními látkami a následně vyloučeny z organismu • endogenní substrát (kyselina glukuronová, sírová, octová, glutathion nebo aminokyselina – glycin, cystein, methionin)
– 3 fáze: exkrece • přenos konjugátů nebo jejich metabolit z buňky do extracelulárního prostoru (krve) pomocí MDRP (multidrug rezistance protein)
