Utjecaj stranih supstanci ksenobiotika na ljudski organizam. Ksenobiotici - šta je to? Klasifikacija i karakteristike
SADRŽAJ.
UVOD 3
KSENOBIOTSKI PROFIL ŽIVOTNE SREDINE 4
MISTERIOZNA I NENAMJERNA OPASNOST. 5
PROCESIJA DIOKSINA NA PLANETI 9
"OPERACIJA RANČ HAND" - ZLOČIN OD 9 GODINA
ŠTA SE ZNA O SVOJSTVAMA DIOKSINA. jedanaest
TOKSIČNOST DIOKSINA SA JEDNIM UVODOM. 12
DIOKSIN I NJEGOVI TRAGOVI U VIJETNAMU. 13
NEMOJTE AKUMULIRATI DIOKSIN U BIOSFERI! petnaest
BIBLIOGRAFIJA. 17
UVOD
Razvoj industrije je neraskidivo povezan sa širenjem spektra hemikalija koje se koriste. Povećanje količine upotrebljenih pesticida, đubriva i drugih hemikalija karakteristično je za modernu poljoprivredu i šumarstvo. To je objektivni razlog stalnog porasta hemijske opasnosti po životnu sredinu, koja se krije u samoj prirodi ljudske delatnosti.
Prije nekoliko decenija, otpad hemijske proizvodnje jednostavno je bačen u okoliš, a pesticidi i gnojiva su prskani gotovo nekontrolirano, na osnovu utilitarnih razloga, po ogromnim teritorijama. Istovremeno se vjerovalo da bi se plinovite tvari trebale brzo raspršiti u atmosferi, tekućine bi se trebale djelomično otopiti u vodi i odnijeti dalje od mjesta ispuštanja. I iako su se čvrsti proizvodi uglavnom akumulirali u regionima, potencijalna opasnost od industrijskih emisija smatrana je niskom. Upotreba pesticida i đubriva dala je višestruko veći ekonomski efekat od štete koju su prirodi prouzrokovali toksikanti.
Međutim, već 1962. godine pojavila se knjiga Rachel Carson Silent Spring u kojoj autorica opisuje slučajeve masovnog uginuća ptica i riba od nekontrolirane upotrebe pesticida. Carson je zaključio da uočeni efekti zagađivača na divlje životinje nagoveštavaju predstojeću katastrofu i za ljude. Ova knjiga je privukla pažnju svih. Pojavila su se društva za zaštitu životne sredine, državni propisi koji regulišu oslobađanje ksenobiotika. Ova knjiga je, zapravo, započela razvoj nove grane nauke - toksikologije.
Ekotoksikologiju je kao samostalnu nauku izdvojio Rene Trout, koji je prvi put, 1969. godine, povezao dva potpuno različita predmeta: ekologiju (prema Krebsu, nauku o odnosima koji određuju distribuciju i stanovanje živih bića) i toksikologiju. . Naime, ovo polje znanja uključuje, pored navedenih, elemente drugih prirodnih nauka, kao što su hemija, biohemija, fiziologija, populacijska genetika itd.
Postojala je tendencija da se termin ekotoksikologija koristi samo da se odnosi na korpus znanja o efektima hemikalija na ekosisteme, isključujući ljude. Prema tome, prema Walkeru et al. (1996), ekotoksikologija je proučavanje štetnih efekata hemikalija na ekosisteme. Eliminirajući ljudske objekte iz kruga objekata koje ekotoksikologija razmatra, ova definicija određuje razliku između ekotoksikologije i toksikologije životne sredine, određuje predmet proučavanja potonje. Predlaže se da se termin toksikologija životne sredine koristi samo za proučavanje direktnih efekata zagađivača životne sredine na ljude.
U procesu proučavanja uticaja hemikalija prisutnih u životnoj sredini na čoveka i ljudske zajednice, toksikologija životne sredine operiše sa već utvrđenim kategorijama i konceptima klasične toksikologije i po pravilu primenjuje svoju tradicionalnu eksperimentalnu, kliničku, epidemiološku metodologiju. Predmet istraživanja su mehanizmi, dinamika razvoja, manifestacije štetnih efekata toksikanata i proizvodi njihove transformacije u životnoj sredini na čoveka.
Dijeleći ovaj pristup općenito i pozitivno ocjenjujući njegov praktični značaj, međutim, treba napomenuti da se metodološke razlike između ekotoksikologije i toksikologije okoliša potpuno brišu kada se istraživaču postavi zadatak da procijeni indirektne učinke zagađivača na ljudsku populaciju (npr. zbog toksične modifikacije biote), ili, naprotiv, da se otkriju mehanizmi djelovanja kemikalija u okolišu na predstavnike određene vrste živih bića.
KSENOBIOTSKI PROFIL ŽIVOTNE SREDINE
Sa stanovišta toksikologa, abiotički i biotički elementi onoga što nazivamo životnom sredinom su složeni, ponekad organizirani na poseban način, aglomerati, mješavine bezbrojnih molekula.
Za ekotoksikologiju su od interesa samo molekule sa bioraspoloživošću, tj. sposoban da nemehanički stupa u interakciju sa živim organizmima. U pravilu su to jedinjenja koja su u plinovitom ili tekućem stanju, u obliku vodenih otopina, adsorbirana na česticama tla i raznim površinama, čvrstim tvarima, ali u obliku fine prašine (veličine čestica manje od 50 mikrona), i na kraju tvari koje u organizam ulaze hranom.
Neka od bioraspoloživih jedinjenja organizmi koriste, učestvujući u procesima njihove plastične i energetske razmene sa okolinom, tj. djeluju kao resurs za okoliš. Drugi, ulazeći u organizam životinja i biljaka, ne koriste se kao izvori energije ili plastičnog materijala, već su, djelujući u dovoljnim dozama i koncentracijama, u stanju značajno modificirati tok normalnih fizioloških procesa. Takva jedinjenja se nazivaju vanzemaljci ili ksenobiotici (strani životu).
Ukupnost stranih supstanci sadržanih u životnoj sredini (voda, tlo, vazduh i živi organizmi) u obliku (agregatnom stanju) koji im omogućava da stupe u hemijske i fizičko-hemijske interakcije sa biološkim objektima ekosistema čine ksenobiotički profil biogeocenoze. . Ksenobiotički profil treba posmatrati kao jedan od najvažnijih faktora životne sredine (uz temperaturu, osvetljenost, vlažnost, trofičke uslove itd.), koji se može opisati kvalitativnim i kvantitativnim karakteristikama.
Važan element ksenobiotskog profila su strane tvari sadržane u organima i tkivima živih bića, jer ih sve prije ili kasnije konzumiraju drugi organizmi (tj. imaju bioraspoloživost). Naprotiv, hemikalije fiksirane u čvrstim, nedisperzivnim u vazduhu i nerastvorljivim u vodi objektima (stene, čvrsti industrijski proizvodi, staklo, plastika, itd.) nemaju bioraspoloživost. Mogu se smatrati izvorima formiranja ksenobiotskog profila.
Ksenobiotički profili životne sredine, formirani tokom evolucionih procesa koji su se dešavali na planeti milionima godina, mogu se nazvati prirodnim ksenobiotičkim profilima. Oni su različiti u različitim regionima Zemlje. Biocenoze koje postoje u ovim regijama (biotopi) su u određenoj mjeri prilagođene odgovarajućim prirodnim ksenobiotičkim profilima.
Različiti prirodni sudari, a posljednjih godina i ljudska ekonomska aktivnost, ponekad značajno mijenjaju prirodni ksenobiotički profil mnogih regija (posebno urbaniziranih). Hemijske tvari koje se akumuliraju u okolišu u neuobičajenim količinama i uzrokuju promjene u prirodnom ksenobiotskom profilu djeluju kao ekozagađivači (zagađivači). Promjena ksenobiotičkog profila može biti rezultat prekomjerne akumulacije jednog ili više ekozagađivača u okolišu (Tabela 1).
Tabela 1. Lista glavnih eko-zagađivača
Zagađivači zraka | Zagađivači vode i tla |
plinovi: čestice prašine: | Metali (olovo, arsen, kadmijum, živa) |
To ne dovodi uvijek do štetnih posljedica po divlje životinje i populaciju. Samo ekozagađivač akumuliran u okolišu u količini dovoljnoj da pokrene toksični proces u biocenozi (na bilo kojem nivou organizacije žive tvari) može se označiti kao ekotoksikant.
Jedan od najtežih praktičnih zadataka ekotoksikologije je određivanje kvantitativnih parametara po kojima se ekozagađivač pretvara u ekotoksikant. Prilikom njegovog rješavanja potrebno je uzeti u obzir da u realnim uslovima cjelokupni ksenobiotički profil životne sredine djeluje na biocenozu, modificirajući biološku aktivnost pojedinog zagađivača. Dakle, u različitim regijama (različiti profili ksenobiotika, različite biocenoze) kvantitativni parametri transformacije zagađivača u ekotoksikant su striktno različiti.
Ekotoksikokinetika - dio ekotoksikologije koji razmatra sudbinu ksenobiotika (ekozagađivača) u okolišu: izvore njihove pojave; distribucija u abiotičkim i biotičkim elementima životne sredine; ksenobiotska transformacija u životnoj sredini; eliminacija iz okoline.
MISTERIOZNA I NENAMJERNA OPASNOST.
U VODAMA Bajkala, u ribama, zoo- i fitoplanktonu, kao iu jajima ptica koje nastanjuju obale i ostrva "svetog mora", pronađeni su dioksini i spojevi slični dioksinima. Nazivaju se i "hormoni degradacije" ili "hormoni preranog starenja". Dioksini su klasifikovani kao posebno opasni postojani organski zagađivači, jer su vrlo otporni na fotolitičku, hemijsku i biološku degradaciju. Kao rezultat toga, mogu dugo opstati u okolini. Istovremeno, za dioksine ne postoji “prag djelovanja”, odnosno čak i jedan molekul je sposoban da pokrene abnormalnu ćelijsku aktivnost i izazove lanac reakcija koje remete funkcije tijela. Poznato je da je npr. U vojnim operacijama u Vijetnamu, američke oružane snage aktivno su koristile, između ostalih vrsta hemijskog oružja, herbicid Orange Agent, koji sadrži dioksin. Ova droga je izazvala vještačko opadanje lišća u džungli, lišavajući vijetnamske gerilce njihovog prirodnog i glavnog skloništa.
Djelovanje dioksina na čovjeka je posljedica njihovog djelovanja na receptore, endokrinih i hormonalnih poremećaja, promjene sadržaja polnih hormona, hormona štitnjače i gušterače, što povećava rizik od razvoja dijabetesa, remeti procese puberteta i razvoja fetusa. Djeca zaostaju u razvoju, teško se školuju, mladi razvijaju bolesti koje su karakteristične za starost. Općenito, povećava se vjerojatnost neplodnosti, spontanog pobačaja, kongenitalnih malformacija i drugih anomalija. Mijenja se i imunološki odgovor, što znači da se povećava osjetljivost organizma na infekcije, povećava se učestalost alergijskih reakcija i onkoloških bolesti.
U toksikologiji, termin "dioksin" označava derivat ovog jedinjenja, odnosno 2,3,7,8-tetrahlorodibenzo-para-dioksin, koji je predstavnik velike grupe izuzetno opasnih ksenobiotika iz redova polihlorisanih policikličnih jedinjenja. Veoma opasne supstance iz redova polihlorisanih aromatičnih jedinjenja sa kondenzovanim ciklusima. Kada uđu u organizam, aktiviraju (indukuju) sintezu enzima koji sadrže željezo - citokroma P-450, što obično dovodi do metaboličkih poremećaja i oštećenja pojedinih organa i tkiva. Posjedujući visoku simetriju, takva jedinjenja mogu postojati u tijelu dugo vremena. Dioksin je jedan od najpodmuklijih otrova poznatih čovječanstvu. Nasuprot tome, povijest čovječanstva poznaje mnoge slučajeve pojave u biosferi velikih količina potencijalno opasnih tvari. Utjecaj ovih stranih spojeva (ksenobiotika) na žive organizme ponekad je bio uzrok tragičnih posljedica, a primjer je priča o insekticidu DDT. Još ozloglašeniji je bio dioksin, koji se pojavio u okruženju brojnih zapadnih zemalja 50-60-ih godina, kao iu Južnom Vijetnamu tokom hemijskog rata koji su SAD vodile od 1961. do 1972. Dioksin se u organskoj hemiji naziva šesteročlani heterocikl, u kojem su dva atoma kisika povezana s dvije dvostruke veze ugljik-ugljik. U toksikologiji, termin "dioksin" označava derivat ovog jedinjenja, odnosno 2,3,7,8-tetrahlorodibenzo-para-dioksin, koji je predstavnik velike grupe izuzetno opasnih ksenobiotika iz redova polihlorisanih policikličnih jedinjenja. Veoma opasne supstance iz redova polihlorisanih aromatičnih jedinjenja sa kondenzovanim ciklusima. Kada uđu u organizam, aktiviraju (indukuju) sintezu enzima koji sadrže željezo - citokroma P-450, što obično dovodi do metaboličkih poremećaja i oštećenja pojedinih organa i tkiva. Posjedujući visoku simetriju, takva jedinjenja mogu postojati u tijelu dugo vremena.
Dioksin je jedan od najpodmuklijih otrova poznatih čovječanstvu. Za razliku od konvencionalnih otrova, čija je toksičnost povezana sa supresijom određenih tjelesnih funkcija, dioksin i slični ksenobiotici djeluju na organizam zbog sposobnosti da u velikoj mjeri povećaju (induciraju) aktivnost niza oksidativnih enzima koji sadrže željezo (monooksigenaza), što dovodi do narušavanja metabolizma mnogih vitalnih supstanci i potiskivanja funkcija niza tjelesnih sistema. Dioksin je opasan iz dva razloga. Prvo, on se skladišti u životnoj sredini, efikasno se prenosi kroz lance ishrane i tako dugo utiče na žive organizme. Drugo, čak. u količinama relativno bezopasnim za organizam, dioksin uvelike povećava aktivnost visoko specifičnih jetrenih monooksigenaza, koje mnoge tvari sintetičkog i prirodnog porijekla pretvaraju u otrove opasne za organizam. Stoga, čak i male količine dioksina predstavljaju opasnost od oštećenja živih organizama normalno bezopasnim ksenobioticima koji su prisutni u prirodi. Već iz gornjeg kratkog opisa vidljivo je koliko je važan i složen problem zaštite od ovog opasnog ksenobiotika. Stoga, u Sjedinjenim Državama, gdje je značajna količina dioksina unesena u okoliš, samo savezna vlada izdvaja 5 miliona dolara godišnje za proučavanje ovog problema.
Od 1971 O problemu dioksina i njemu srodnih jedinjenja redovno se raspravlja u SAD na specijalnim konferencijama, koje se odnedavno održavaju svake godine kao međunarodni forumi naučnika iz zainteresovanih zemalja, a pažnja ovom problemu ogleda se i u bogatoj naučnoj literaturi o dioksinu, delimično sažeto u zbirkama: aspekti. N.Y.-Ln, 1978, v.1; Dioksini. Izvori, izloženost, transport i kontrola. Ohajo, 1980, v.1,2. Tokom proteklih 10-12 godina, naučni aspekti ovog problema su bili široko razmatrani. Sve što smo saznali o dioksinu svjedoči o izuzetnoj opasnosti ove tvari za ljude, posebno u uvjetima kroničnog trovanja, te nam omogućava da formuliramo glavne zadatke koji stoje pred čovječanstvom u vezi s pojavom ovog ksenobiotika u prirodi. Međutim, problem dioksina ima i društvene, političke i vojne aspekte. Zato se u nekim zapadnim zemljama, a posebno u SAD-u, namjerno pokušavaju zamagliti pojedine aspekte problema, ne iznoseći u javnost informacije koje otkrivaju opasnost od ovog otrova za čovječanstvo, koristeći rezultate pogrešnih eksperimenata za stvaranje sudova o dioksina itd.
Istorija dioksina usko je povezana sa problemima isplative asimilacije polihlorisanih benzena, koji su otpadni proizvodi brojnih velikih hemijskih industrija. Početkom 1930-ih, Dow Chemical (SAD) je razvio metodu za proizvodnju poliklorofenola iz polihlorobenzena alkalnom hidrolizom na visokoj temperaturi pod pritiskom i pokazalo se da su ti preparati, nazvani daucidi, djelotvorna sredstva za očuvanje drva. Već 1936. bilo je izvještaja o masovnim oboljenjima među radnicima. Mississippi se bavi konzervacijom drva pomoću ovih sredstava. Većina njih patila je od teške kožne bolesti - hlorakne, ranije uočene kod radnika u proizvodnji hlora. Godine 1937. opisani su slučajevi sličnih bolesti među fabričkim radnicima u Midlandu (Mičigen, SAD), zaposlenim u proizvodnji daucida. Istraživanje uzroka oštećenja u ovim i mnogim sličnim slučajevima dovelo je do zaključka da je hloraknogeni faktor prisutan samo u tehničkim daucidima, a čisti poliklorofenoli nemaju takav učinak. Proširenje obima uništavanja poliklorofenola u budućnosti bilo je zbog njihove upotrebe u vojne svrhe. U Drugom svjetskom ratu, u SAD. Ovi lijekovi su razvijeni da unište vegetaciju Japana i usvojila ih je američka vojska ubrzo nakon rata. Istovremeno, ove kiseline, njihove soli i estri počele su da se koriste za hemijsko uklanjanje korova u usevima žitarica, a mešavine estera 2,4-D i 2,4,5-T - za uništavanje nepoželjne vegetacije drveća i grmlja. . To je omogućilo američkim vojno-industrijskim krugovima da stvore veliku proizvodnju 2,4-dihloro-, 2,4,5-triklorofenola i 2,4-D i 2,4,5-T kiselina na njihovoj osnovi. Na sreću, proizvodnja i upotreba 2,4-D nije imala negativne posljedice po čovječanstvo. Naprotiv, proučavanje svojstava 2,4-D i njegovih derivata bilo je snažan podsticaj razvoju moderne herbicidne hemije.
Događaji povezani sa proširenjem opsega proizvodnje i upotrebe 2,4,5-T razvili su se sasvim drugačije. Već 1949. dogodila se eksplozija u fabrici u Nitrou (W. Virginia, SAD), koja proizvodi 2,4,5-triklorofenol. 250 ljudi je teško povrijeđeno. Istina, ta činjenica postala je poznata tek krajem 70-ih godina, a što se tiče posljedica eksplozije po lokalno stanovništvo i okolinu, one su još uvijek obavijene velom misterije. Pedesetih godina 20. stoljeća bilo je izvješća o čestim oštećenjima tehničkim 2,4,5-T i triklorofenolom u hemijskim postrojenjima u Njemačkoj i Francuskoj, te o posljedicama eksplozija u Ludwigshafenu (1953., BASF fabrika) i Grenobleu (1956., fabrika kompanije "Ron Poulenc") opširno i detaljno se raspravljalo. Brojni slučajevi ozljeđivanja radnika od triklorofenola 1950-ih dogodili su se i u SAD (u pogonima Dow Chemical, Monsanto, Hooker, Diamond i drugih). Međutim, ovi incidenti nisu objavljeni sve do kraja 70-ih godina. Period od 1961. do 1970. godine, kada su 2,4,5-T fabrike radile punim kapacitetom zbog masovnih kupovina vojske od strane američke vojske, bio je posebno bogat događajima vezanim za dioksine. Masovna razaranja izazvana eksplozijama u fabrikama dogodila su se u SAD, Italiji, Velikoj Britaniji, Holandiji i Francuskoj. Svi ovi incidenti (sa izuzetkom onih koji su se dogodili u Francuskoj) nisu objavljeni u štampi sve do kraja 70-ih godina. Posebno strašne bile su posledice eksplozije u fabrici Philips Duffard u Amsterdamu (1963.), nakon koje je uprava fabrike bila prinuđena da demontira opremu, proizvodne pogone i poplavi ih u okean.Poslednja decenija takođe nije prošla bez brojnih incidenata u pogoni za proizvodnju i preradu 2,4,5-triklorofenola. Najstrašnija je bila katastrofa u gradu Seveso (1976, Italija), od koje su stradali ne samo radnici, već i lokalno stanovništvo. Da bi se otklonile posljedice ovog incidenta, sa velike površine je morao biti uklonjen površinski sloj tla.
Način da se izbjegne kontaminacija zemlje dioksinima je da se sve radi po pravilima. Shema stvaranja dioksina tijekom alkalne hidrolize tetraklorobenzena. Ova reakcija se obično izvodi u rastvoru metanola (CH 3 OH) pod pritiskom na temperaturi iznad 165 o C. Natrijum trihlorfenolat koji nastaje na atomu uvek se delimično pretvara u predioksin, a zatim u dioksin. S povećanjem temperature na 210 ° C, brzina ove nuspojave naglo raste, a u težim uvjetima dioksin postaje glavni proizvod reakcije. U ovom slučaju, proces je nekontrolisan i u proizvodnim uslovima se završava eksplozijom. Razlozi poraza radnika uključenih u proizvodnju i preradu 2,4,5-triklorofenola utvrđeni su 1957. godine. gotovo istovremeno tri grupe naučnika. G. Hoffmann (Nemačka) izolovao je hloraknogeni faktor tehničkog trihlorfenola u čistom obliku, proučavao njegove osobine, fiziološku aktivnost i pripisao mu strukturu tetrahlorodibenzofurana. Sintetizirani uzorak ovog spoja zaista je imao isti učinak na životinje kao tehnički triklorofenol. Istovremeno, K. Schultz (Njemačka), specijalista za kožne bolesti, skrenuo je pažnju na činjenicu da su simptomi oštećenja njegovog klijenta, radeći sa kloriranim dibenzo-para-dioksinima, identični simptomima oštećenje tehničkog triklorofenola. Njegove studije su pokazale da je hloraknogeni faktor tehničkog triklorofenola zaista 2,3,7,8-tetrahlorodibenzo-para-dioksin (dioksin), neizbježan nusproizvod alkalne obrade simetričnog tetraklorobenzena. Kasnije su informacije K. Schultza potvrđene u radovima drugih naučnika. Visoka toksičnost dioksina utvrđena je 1957. godine. i u SAD. To se dogodilo nakon nesreće s američkim hemičarem J. Dietrichom, koji je, dok se bavio sintezom dioksina i njegovih analoga, zadobio tešku ozljedu, nalik onoj od tehničkog triklorofenola, te je dugo bio hospitaliziran. Ova činjenica, kao i mnogi drugi incidenti u proizvodnji triklorofenola u Sjedinjenim Državama, bila je skrivena od javnosti, a halogenirani dibenzo-p-dioksini koje je sintetizirao američki hemičar zaplijenjeni su za proučavanje od strane vojnog odjela. Tako je krajem 1950-ih utvrđen uzrok čestih povreda tehničkim triklorofenolom i utvrđena je činjenica toksičnosti dioksina i tetraklorodibenzofurana. Štaviše, 1961. godine K. Schultz je objavio detaljne informacije o izuzetno visokoj toksičnosti dioksina za životinje i pokazao posebnu opasnost od kroničnog oštećenja ovog otrova. Tako je 25 godina nakon pojave u prirodi dioksin prestao biti nepoznati "hloraknogeni faktor". Do tog vremena, uprkos visokoj toksičnosti, 2,4,5-triklorofenol je prodro u mnoga područja proizvodnje. Njegove soli natrijuma i cinka, kao i proizvod njegove prerade, heksahlorofen, našle su se u širokoj upotrebi kao biocidi u inženjerstvu, poljoprivredi, tekstilnoj i papirnoj industriji, medicini itd. Na bazi ovog fenola pripremani su insekticidi, preparati za potrebe veterinarske medicine, tehničke tečnosti za različite namene. Međutim, 2,4,5-triklorofenol je našao najširu primjenu u proizvodnji 2,4,5-T i drugih herbicida namijenjenih ne samo u miroljubive, već iu vojne svrhe. Kao rezultat toga, do 1960 proizvodnja triklorofenola dostigla je impresivan nivo - mnogo hiljada tona godišnje.
PROCESIJA DIOKSINA NA PLANETI
Nakon objavljivanja radova K. Schultza moglo se očekivati da će se zatvoriti pogoni za proizvodnju triklorofenola ili razviti nove tehnološke sheme za dobijanje ovog proizvoda koje neće dozvoliti akumulaciju tako jakog otrova u njemu. . Međutim, to ne samo da se nije dogodilo, već su, suprotno zdravom razumu, daljnje publikacije o fiziološkoj aktivnosti i načinima stvaranja dioksina i tetraklorodibenzofurana jednostavno prestale. Istovremeno, gotovo da nije bilo izvještaja o slučajevima da su ljudi bili pogođeni triklorofenolom i njegovim derivatima, iako su u tom periodu, kako se kasnije saznalo, oni bili najčešći.
Istovremeno, proizvodnja triklorofenola i proizvoda njegove prerade po staroj tehnološkoj shemi iz 1950-ih godina u zapadnim zemljama, a posebno u SAD-u, značajno je proširena, zadržan je visok nivo potrošnje ovog opasnog proizvoda, a njen izvoz kontinuirano raste. Biocidni, insekticidni i herbicidni preparati na bazi 2,4,5-triklorofenola stigli su u mnoge zemlje američkog kontinenta, u neke zemlje Afrike i jugoistočne Azije, u Australiju i Okeaniju. Zajedno s njima, dioksin se kontinuirano unosio u tla i vodene prostore, gradove i mjesta velikih područja svijeta. Posebno velike količine dolazile su sa otpadnim vodama u okolinu područja gdje su se nalazile fabrike za proizvodnju triklorofenola. Rezultati ove aktivnosti nisu dugo čekali: kasnih 60-ih i ranih 70-ih godina u Sjedinjenim Državama zabilježeni su brojni slučajevi masovnog uništavanja peradi, pa čak i potomaka divljih životinja.
Kasnije se pokazalo da herbicidi tipa 2,4,5-T, koji su 1960-ih ušli na domaće i strano tržište SAD-a, sadrže dioksin u koncentracijama od 1 do 100 dijelova na milion (ppm), odnosno u količinama, koji premašuju dozvoljeni gv desetine, stotine pa čak i hiljade puta. Ako uzmemo u obzir da su proizvodi prerade triklorofenola koji se koriste u miroljubive svrhe sadržavali samo 10 ppm dioksina, onda je u ovom slučaju, u deceniji koja je prošla od utvrđivanja razloga toksičnosti ovih proizvoda, stotine kilograma ovog otrova unesena u američko okruženje zajedno sa hiljadama tona pesticida. Slična količina dioksina pojavila se i na teritoriji zemalja koje su uvozile ove proizvode iz Sjedinjenih Država.
"OPERACIJA RANČ RUKA" - ZLOČIN DOBA
Američki vojni program za korištenje proizvoda prerađenih s triklorofenolom pokazao se posebno opsežnim. Do 1960-ih, američko vojno ministarstvo je završilo široki plan proučavanja herbicida kao potencijalnog oružja za borbu protiv okoliša, koji je trebao biti izveden na teritoriji Indokine pod kodnim nazivom "Operation Ranch Hand". Štaviše, do tada su već odabrane formulacije herbicida, razvijene su metode i načini njihove primjene, a obavljena su opsežna ispitivanja u uvjetima koji simuliraju tropske zone Indokine. Tokom perioda testiranja, glavna pažnja vojnih stručnjaka bila je posvećena herbicidnim formulacijama koje sadrže estre 2,4,5-T.
Kada se okrenemo materijalima iz 1960-ih, posebno nas zapanjuju razmjeri propagande ove vrste oružja za masovno uništenje vođene u Sjedinjenim Državama. Za njega je odabran bezopasni naziv "defolijanti", odnosno sredstva koja uzrokuju opadanje lišća biljaka. U stvarnosti, međutim, američka vojska je imala samo herbicidne formulacije dizajnirane da u potpunosti ubiju biljke. U otvorenim uputstvima američke vojske, "defolijantima" je dodijeljena uloga demaskiranja gerilaca i suzbijanja njihove prehrambene baze. Štampa je veličala "humanost" ove nove vrste oružja. U izjavama visokih predstavnika vojske, pa i američke administracije, zagarantovana je potpuna sigurnost njegove upotrebe za životnu sredinu, ljude i životinje.
Šta se dogodilo u stvarnosti? U ljeto 1961. godine, u prisustvu predstavnika Bijele kuće, američko ratno zrakoplovstvo počelo je s implementacijom "Operacije Ranch Hand" u Južnom Vijetnamu, a tri godine kasnije završilo je njenu prvu fazu. Bilo je potrebno oko 2 hiljade tona herbicida da bi se riješili glavni zadaci prve faze koji se odnose na izbor najefikasnijih formulacija, metoda, taktika i strategija njihove primjene. U jesen 1964 Američko ratno zrakoplovstvo započelo je sistematsko masovno uništavanje okoliša Vijetnama, nakon čega je naučnoj zajednici postalo jasno da američka vojska u Vijetnamu provodi opsežna testiranja novih vrsta oružja za masovno uništenje - oružja za ekocid i genocid. . Za čast progresivnih američkih naučnika, oni su prvi podigli glas u znak protesta protiv hemijskog rata u Vijetnamu. Međutim, ni njihove izjave u štampi niti kolektivne peticije američkoj administraciji nisu uzete u obzir.
Nakon 1965. godine, razmjeri hemijskog djelovanja su počeli da se povećavaju, a desetine hiljada tona herbicida bacano je u šume i polja Vijetnama svake godine. Prema nepotpunim zvaničnim podacima, u hemijskom ratu 1961-1972. Sjedinjene Američke Države su koristile oko 96 hiljada tona herbicida, od čega su 57 hiljada tona bile formulacije koje sadrže dioksin. Podaci o obimu upotrebe herbicida u periodu 1970-1972. ostali su povjerljivi. u Vijetnamu i skala tretmana herbicidima u Laosu i Kampučiji. Međutim, iz bilansa proizvodnje i potrošnje herbicida proizilazi da je povećanje proizvodnje 2,4,5-T 60-ih godina, zbog kupovina američke vojske, dostiglo 50 hiljada tona, više od 100 hiljada tona samo herbicidne formulacije koje sadrže dioksin.
Prilikom procjene količine dioksina unesenog u okoliš Vijetnama, mora se uzeti u obzir da je njegova koncentracija u 2,4,5-T tehničkim esterima određena tehnologijom proizvodnje koja je bila nepromijenjena 50-ih i 60-ih godina i dovela do visok sadržaj otrova. Iz velike većine primarnih izvora proizlazi da je koncentracija dioksina u herbicidnim formulacijama američke vojske dostigla nekoliko desetina ppp. Ovo se slaže sa podacima o kontaminaciji etera 2,4,5-T proizvedenim 60-ih godina, citiranim u radu K. Rappea (do 100 ppm) iu izvještaju Nacionalne akademije nauka SAD (do 50 ppm). To potvrđuju i službeni podaci američkog ratnog zrakoplovstva o sadržaju dioksina u ljubičastim, ružičastim i zelenim formulacijama američke vojske (33-66 ppm). Američki naučnici koji su proučavali svojstva formulacije Orange Agenta koristili su tipične uzorke koji sadrže 15-30 ppm dioksina. Samo službeni podaci američkog ratnog zrakoplovstva koje je A. Yang dobio za "Orange Agent" u oštroj su suprotnosti s gornjim podacima: oni navode da je prosječan sadržaj dioksina u ovoj najčešće korištenoj formulaciji u Vijetnamu blizu 2 ppm. Međutim, prema zvaničnim podacima Ministarstva poljoprivrede SAD-a, estri 2,4,5-T ovog stepena čistoće nisu uvek dobijani u SAD čak ni početkom 1970-ih, kada je faza prečišćavanja trihlorfenola bila uključeno u tehnološku šemu.
Tek nakon uvođenja sheme s dvostrukim pročišćavanjem triklorofenola, bilo je moguće dobiti proizvode sa sadržajem dioksina ispod 1 ppm. A. Yang i drugi predstavnici američkih zvaničnih krugova tvrde da je prečišćavanje triklorofenola od dioksina u SAD-u uključeno u tehnološku shemu od sredine 60-ih. Međutim, iz tehničke i patentne literature proizilazi da je poboljšanje u proizvodnji triklorofenola počelo nakon 1970. Proračuni koje je napravio A. Yang zasnovani su na kvalitetu 2,4,5-T estera proizvedenih 1971-1973. Sve to omogućava vjerodostojnijim smatrati podatke o visokom sadržaju dioksina u herbicidima tipa 2,4,5-T proizvedenim 1960-ih godina. Tako je 57 tisuća tona formulacija na bazi 2,4,5-T, čija je upotreba u Vijetnamu službeno priznata u Sjedinjenim Državama, donijelo više od 500 kg dioksina na relativno malu teritoriju Indokine. Postoji velika opasnost da se ovaj broj barem udvostruči da bi se dobila prava slika.
Prilikom procjene stepena zagađenja životne sredine dioksinom potrebno je uzeti u obzir i mogućnost njegovog sekundarnog stvaranja nakon upotrebe derivata trihlorfenola. Sada je prikazana nedvosmislena termička transformacija u dioksin predioksina, koji je inače prisutan u tehničkim preparatima na bazi trihlorfenola. Prinos dioksina je visok tokom termolize drugih nehlapljivih derivata triklorofenola, uključujući 2,4,5-T.
Negativni rezultati koji se navode u literaturi povezani su ili sa upotrebom hlapljivih prekursora dioksina ili sa postojanjem uslova za njihovo efikasno uklanjanje iz reakcione sfere. Kako se triklorofenol i 2,4,5-T esteri brzo pretvaraju u nehlapljive derivate u raznim objektima okoliša, razni materijali konzervirani biocidima, kao i ostaci biljaka zahvaćenih herbicidima tipa 2,4,5-T , očigledno su izvori dodatne količine dioksina. Vjerojatnost sekundarnog stvaranja dioksina u uvjetima kemijskog rata, koji je vođen u Vijetnamu, mora se smatrati posebno visokom. Ovdje je, tokom perioda neprijateljstava, spaljeno više od 500 hiljada tona napalma (uključujući i ogromna područja pogođenih šuma), dignuto je u zrak više od 13 miliona tona avionskih bombi, granata i mina. Zbog toga je dioksin ušao u vijetnamsko okruženje u mnogo većim količinama nego što ga sadrže desetine hiljada tona herbicida koje koristi američka vojska. Kako bismo zamislili posljedice nakupljanja dioksina u okolišu, čitatelja ćemo detaljnije upoznati sa svojstvima ovog opasnog otrova.
ŠTA SE ZNA O SVOJSTVAMA DIOKSINA.
Struktura, fizička i hemijska svojstva. Molekula dioksina je ravna i visoko simetrična. Raspodjela elektronske gustine u njemu je takva da je maksimum u zoni atoma kiseonika i hlora, a minimum u centrima benzenskih prstenova. Ove karakteristike strukture i elektronskog stanja određuju uočena ekstremna svojstva molekula dioksina.
Dioksin je kristalna supstanca visoke tačke topljenja (305 o C) i vrlo niske isparljivosti, slabo rastvorljiva u vodi (2x10-8% na 25 o C) i bolje u organskim rastvaračima. Odlikuje se visokom termičkom stabilnošću: njegovo raspadanje se primjećuje samo kada se zagrije iznad 750 o C, a efikasno se provodi na 1000 o C.
Dioksin je hemijski inertna supstanca. Ne razlaže se sa kiselinama i alkalijama čak ni kada se prokuha. Ulazi u reakcije hlorisanja i sulfoniranja karakteristične za aromatična jedinjenja samo u veoma teškim uslovima i u prisustvu katalizatora. Zamjena atoma klora u molekuli dioksina drugim atomima ili grupama atoma provodi se samo u uvjetima reakcija slobodnih radikala. Neke od ovih transformacija, kao što su interakcija s natrijum naftalenom i reduktivna dehloracija ultraljubičastim zračenjem, koriste se za uništavanje malih količina dioksina. Kada se oksidira u bezvodnim uvjetima, dioksin lako donira jedan elektron i pretvara se u stabilan kation radikal, koji se, međutim, lako reducira vodom u dioksin je njegova sposobnost da formira jake komplekse s mnogim prirodnim i sintetičkim policikličkim spojevima.
toksična svojstva. Dioksin je totalni otrov, jer čak iu relativno malim dozama (koncentracijama) djeluje na gotovo sve oblike žive tvari - od bakterija do toplokrvnih. Toksičnost dioksina u slučaju najjednostavnijih organizama očito je posljedica kršenja funkcija metaloenzima, s kojima stvara jake komplekse. Mnogo teže je poraz viših organizama dioksinom, posebno toplokrvnih. Kod toplokrvnih organizama dioksin u početku ulazi u masno tkivo, a zatim se redistribuira, akumulirajući se uglavnom u jetri, zatim u timusu i drugim organima. Njegovo uništenje u tijelu je beznačajno: izlučuje se uglavnom nepromijenjeno, u obliku kompleksa neidentifikovane prirode.
Poluživot se kreće od nekoliko desetina dana (miš) do godinu dana ili više (primati) i obično se povećava sa sporim unosom. Sa povećanjem zadržavanja u tijelu i selektivnim nakupljanjem u jetri, povećava se osjetljivost pojedinaca na dioksin.
Kod akutnog trovanja životinja uočavaju se znaci općeg toksičnog djelovanja dioksina: gubitak apetita, fizički i
Od djetinjstva mnogi od nas su upoznati sa serijom o nepobjedivoj ratnici, princezi Xeni (Xena), koja se bori protiv sila zla. Da li ste znali da "Xena" na grčkom znači "vanzemaljac"?
Pored militantne princeze, isto ime ima i porodica štetnih, vanzemaljskih supstanci.
Upoznajte ksenobiotike!
Ksenobiotici su antibiotici, pesticidi, herbicidi, sintetičke boje, deterdženti, hormoni i druga hemijska jedinjenja. Nalaze se u zemljištu, vodi, hrani, vazduhu. Ove tvari tuđe našem tijelu, ulazeći u tijelo, potkopavaju imuni sistem i postaju uzročnici i. Nažalost, danas je jednostavno nerealno potpuno se izolovati od njihovog štetnog uticaja.
Ksenobiotici uzrokuju poremećaj u radu mnogih organa i kao rezultat toga postaju uzročnici bolesti probavnog sistema, disanja, kardiovaskularnog sistema i bubrega. Uz produženo izlaganje ljudima, ksenobiotici uzrokuju maligne tumore.
Majka priroda je obezbedila mehanizme za zaštitu od stranaca. Uništavaju ih ćelije imunog sistema, jetra, čak postoje i ćelijske barijere za razne toksične supstance.
I čovječanstvo, koje je smislilo ove ksenobiotike, također je smislilo crijevne sorbente (Enterosgel). Zahvaljujući enterosorbentima, "štetne" molekule se apsorbiraju i, osiguravajući puno funkcioniranje jetre, štite stanice od štetnih faktora.
Da bi odbrana bila jaka, tijelu su potrebni pomagači - nutrijenti. Ko bi to mogao biti?
vitamini
Vitamini štite imune ćelije od oštećenja.
Glavni izvori vitamina: povrće, voće, žitarice, morske alge, zeleni čaj.
Minerali
Za imunitet su odgovorni elementi u tragovima: selen, magnezijum i cink.
Ovi minerali se nalaze u žitaricama, mahunarkama, morskim plodovima, jetri, jajima.
holesterol i fosfolipidi
Ove supstance su "građevinski blokovi" staničnih membrana, posebno - ćelija jetre. Dovoljan unos ovih fosfolipida hranom osigurava „otpor“ ćelija jetre prema „strancima“. Masne kiseline, holin, "dobar" holesterol nalaze se u morskoj ribi, orašastim plodovima, žumancima, semenkama lana.
Vjeverice
Rad jetre je direktno povezan sa onim što jedemo svaki dan. Nedovoljnim unosom proteinske hrane smanjuje se aktivnost jetre.
Odakle tijelo nabavlja potrebne proteine?
U orašastim plodovima, zelenilu, mahunarkama, jajima, mesu peradi, riječnoj i morskoj ribi, nemasnom siru, mlijeku.
Celuloza
Započinjući borbu protiv ksenobiotika, ne smijemo zaboraviti na dobrobiti dijetalnih vlakana. Oni, poput Enterosgela, zadržavaju veliku količinu toksina i kancerogena na svojoj površini.
Dijetalnim vlaknima (vlaknima) bogati su pirei od voća i povrća, marmelada, zobene i pšenične mekinje, morske alge.
Phytoncides
Svi znaju prednosti fitoncida. O njima se uvek mnogo priča tokom borbe protiv gripa i drugih virusnih infekcija. Najviše fitoncida ima u luku i belom luku. Bogat fitoncidima:
Šargarepa, ren, paradajz, paprika, jabuka Antonovka,.
Bobice: borovnice, kupine, dren, viburnum;
Đumbir, kurkuma.
Štetni proizvodi: lista
Veliki dio ksenobiotika ulazi u organizam „zahvaljujući“ našim kulinarskim navikama. Da se ne bi izložili neopravdanom riziku, odustanimo od junk fooda!
Dakle, na "crnoj" listi:
kobasice, kobasice, dimljeno meso;
margarin, majonez, sirće;
Konditorski proizvodi i slatka gazirana pića;
Da li to znači da ih treba isključiti iz prehrane? Vaše zdravlje, pa "mislite sami, odlučite sami!"
Nažalost, nije uvijek moguće izbjeći proizvode sa "hit" liste - upravo za takve slučajeve postoji enterosorbent broj 1 - Enterosgel! Ovaj lijek, stvoren po nalogu Ministarstva odbrane SSSR-a, pomaže u efikasnoj i zdravstvenoj borbi protiv trovanja, alergija, štetnih aditiva u hrani, pa čak.
Predmet ksenobiologije, problemi i zadaci, povezanost sa drugim naukama
Ksenobiotici se nazivaju vanzemaljcima, koji se ranije nisu nalazili u tijelu organskih i neorganskih spojeva. Takve supstance uključuju, na primjer, lijekove, pesticide, industrijske otrove, industrijski otpad, aditive za hranu, kozmetiku itd. Budući da tkiva obično sadrže tragove mnogih anorganskih elemenata čija je biološka funkcija nepoznata, anorganske tvari se mogu klasificirati samo kao ksenobiotici. ako nisu neophodni za metaboličke procese.
Živi organizam je otvoren sistem. Među supstancama koje dolaze iz okoline u organizam razlikuju se prirodni protok (hranjivih materija) i protok supstanci prirodnog i sintetičkog porekla, koje nisu deo datog organizma. Ovi tokovi su u interakciji na svim nivoima tijela (molekularni, ćelijski, organski). Višak toksičnih stranih spojeva (ksenobiotika) usporava ili zaustavlja procese rasta, razvoja i razmnožavanja. Za održavanje homeostaze u tijelu postoje regulatorni mehanizmi.
Ksenobiologija proučava zakonitosti i načine ulaska, izlučivanja, distribucije, transformacije stranih hemijskih jedinjenja u živom organizmu i mehanizme bioloških reakcija izazvanih njima.
Ksenobiologija se deli na uže oblasti - ksenobiofiziku, ksenobiohemiju, ksenofiziologiju itd. Zadaci ksenobiofizike su proučavanje procesa interakcije egzogenih ksenobiotika sa transportnim sistemima tela, sa različitim ćelijskim strukturama, prvenstveno sa plazmalemom, i mehanizama unosa ksenobiotika.
Predmet proučavanja ksenobiohemije je metabolizam ksenobiotika u organizmu. Ovaj pravac ksenobiologije obuhvata niz sekcija biološke, organske i analitičke hemije, farmakologije, toksikologije i drugih nauka. Zadatak statičke ksenobiohemije je da ustanovi strukturu molekula ksenobiotskih metabolita nastalih u organizmu, da prouči njihovu distribuciju, lokalizaciju u organizmima i tkivima. Dinamička ksenobiokemija istražuje mehanizme ksenobiotske transformacije u tijelu, strukturu i katalitička svojstva enzima uključenih u te transformacije.
Ksenofiziologija proučava životne procese i funkcije živih organizama tokom njihovog razvoja pod dejstvom ksenobiotika. Ksenofitofiziologija proučava osobine unosa i izlučivanja, specifičnosti procesa biotransformacije i akumulacije ksenobiotika u biljnom organizmu.
Ksenobiologija je vezana za biotehnologiju, koja koristi principe ksenobiotskog metabolizma, posebno enzimske katalize, u sintezi organskih supstanci. Povezanost ksenobiologije s medicinom osigurava sigurnost liječenja kao rezultat proučavanja mehanizma djelovanja i metabolizma novih lijekova.
Sve veća relevantnost problema koji se razmatraju u ksenobiologiji posljedica je brzog porasta broja sintetičkih spojeva uključenih u kruženje supstanci u prirodi. Među ksenobioticima postoji niz korisnih supstanci neophodnih za medicinu, uzgoj biljaka, stočarstvo itd. Stoga je jedan od zadataka ksenobiologije razvoj tehnika i pristupa za stvaranje sistema za određivanje biološke aktivnosti ksenobiotika.
Vrste ksenobiotika, njihova klasifikacija prema stepenu opasnosti i toksičnosti
Postoje sljedeće vrste supstanci koje uzrokuju globalno hemijsko zagađenje biosfere:
gasovite supstance;
Teški metali;
Gnojiva i hranjive tvari;
organska jedinjenja;
Radioaktivne supstance (radionuklidi) su predmet proučavanja radiobiologije.
Mnogi ksenobiotici i zagađivači su visoko toksične tvari.
U najširem smislu, otrovi su hemikalije egzogenog porijekla (sintetičke i prirodne), koje nakon prodiranja u organizam izazivaju strukturne i funkcionalne promjene, praćene razvojem karakterističnih patoloških stanja.
Ovisno o izvoru porijekla i praktičnoj primjeni, otrovne tvari (otrovi) dijele se u sljedeće grupe:
Industrijski otrovi: organski rastvarači (dihloretan, ugljen-tetrahlorid, aceton itd.), supstance koje se koriste kao gorivo (metan, propan, butan), boje (anilin i njegovi derivati), freoni, hemijski reagensi, intermedijeri organske sinteze itd.;
Kemijska gnojiva i sredstva za zaštitu bilja, uključujući pesticide;
Medicinski proizvodi i poluproizvodi farmaceutske industrije;
Hemikalije za domaćinstvo koje se koriste kao insekticidi, boje, lakovi, parfemi i kozmetika, aditivi za hranu, antioksidansi;
Biljni i životinjski otrovi;
Ratni otrovi.
Ovisno o pretežnom oštećenju relevantnih organa i tkiva osobe, otrovi se dijele u sljedeće kategorije: srčani otrovi, nervni otrovi, otrovi za jetru, otrovi za bubrege, otrovi krvi (hemičke), gastrointestinalni otrovi, otrovi pluća, otrovi koji djeluju na imuni sistem, otrovi koji utiču na kožu.
Toksičnost- mjera nekompatibilnosti tvari sa životom, recipročna vrijednost apsolutne vrijednosti srednje smrtonosne doze ili koncentracije.
Vrijednosti LC50 ili LD5 o su koncentracija ili doza tvari koja uzrokuje polovinu supresije zabilježene reakcije (na primjer, smrt 50% organizama).
Opasnost od strane materije- vjerovatnoća nastanka štetnih posljedica po zdravlje u realnim uslovima njihove proizvodnje i upotrebe.
Štetne tvari s kojima osoba dolazi u kontakt dijele se u četiri klase prema stepenu opasnosti (toksičnosti):
I. izuzetno opasan (izuzetno otrovan);
II veoma opasan (visoko otrovan);
III.umjereno opasan (umjereno otrovan);
IV nisko opasan (nisko otrovan).
Kriterijumi za klasifikaciju ksenobiotika prema stepenu njihove toksičnosti:
Vrijednost vrijednosti LD 5 o ili LC50;
Putevi ulaska (udisanje, kroz kožu);
vrijeme izloženosti;
Svojstvo uništavanja u životnoj sredini ili transformacije u živim organizmima (biotransformacija).
Osim toksičnosti i opasnosti, svaki učinak ksenobiotika na objekt može se okarakterizirati nekim karakteristikama njegovog biološkog djelovanja:
Po vrsti biološkog efekta na metu
U smislu LD 5 o ili LC50;
Po vrsti toksičnosti i opasnosti
Selektivnošću djelovanja ksenobiotika (supstance mogu biti toksične za neke organizme, a netoksične za druge);
Prema graničnim koncentracijama (graničnim vrijednostima) toksičnih i/ili opasnih efekata;
Po prirodi farmakološkog djelovanja (hipnotici, antipsihotici, hormoni itd.).
Slične informacije.
Sada je, vjerovatno, većina čitalaca pomislila: - „Kakva je ovo naučna riječ?! Vjerovatno nešto što se nedavno pojavilo...nešto što nam nije poznato i čime se još nismo bavili! Ali, ne, žurim da vas uznemirim - svako od nas je upoznat sa ksenobioticima, samo ih svi znaju pod malo drugačijim imenima! Evo, na primjer, nekih od nama poznatijih naziva koji su dio ove grupe supstanci - teški metali, nitrati, pesticidi, naftni derivati, itd. Znam da sam sad šokirao mnoge, ali pokušajte pogoditi - koji ksenobiotik je najčešći u posljednjih sto godina?!
Tačan odgovor je droga. Da, da, nemojte se toliko iznenaditi, apsolutno svi lijekovi, kao i sve gore navedene otrovne tvari, su strani našem tijelu, tj. ksenobiotici. Izraz "ksenobiotik" dolazi od 2 grčke riječi "xenos" i "bios" što znači "van životu". Stranost pojedinih supstanci ukratko se može objasniti promjenama ili kršenjem unutrašnjih procesa ili komponenti na različitim nivoima (molekularnom, ćelijskom, organskom). Nakon toga, sve ove promjene mogu uzrokovati i uzrokovati (samo je pitanje vremena) alergijske reakcije, generičke mutacije, rijetke i vrlo specifične bolesti i još mnogo toga!
Predlažem da razmotrimo glavne grupe ksenobiotika za veću opasnost za ljude:
1. Fizički ksenobiotici:
Ova grupa uključuje faktore kao što su buka, vibracije, zračenje, razne vrste zračenja. Nemojte žuriti da izdahnete s olakšanjem - kažu, ništa od ovoga me se ne tiče, jer. U životu nemam buku, vibracije, radijaciju! Sve ovo ima apsolutno u svakom domu! Evo najjednostavnijeg primjera za vas - bežičnu Wi-Fi mrežu. Ne pozivam sada da prestanete koristiti bežične tehnologije, ali budite oprezni i „ne spavajte na Wi-Fi adapteru“ ...! Ili evo još jednog popularnog izuma u našem veku - mikrotalasne pećnice! Čak smo pisali o njemu i njegovom djelovanju na organizam, obavezno pročitajte!
Jasno je da cijela ova grupa nije prirodnog porijekla, već je umjetno stvorena od strane čovjeka. Još jedna karakteristična karakteristika ove grupe je da svi ovi ksenobiotici imaju vanjski učinak na osobu, odnosno prodiru u ljudsko tijelo kontaktom s površinom tijela.
2. Biološki ksenobiotici:
Ova grupa ksenobiotika je prirodnog porijekla, iako mnoge bakterije i virusi mutiraju pod utjecajem posljedica ljudske aktivnosti! Biološki ksenobiotici u osobu najčešće ulaze ili preko pluća ili kroz gastrointestinalni trakt.
3. Hemijski ksenobiotici:
To uključuje:
1. proizvodi ljudske ekonomske aktivnosti (industrija i poljoprivreda);
2. kućne hemije;
3. lijekovi;
Vrlo opsežna grupa ksenobiotika i prilično strašna sa stanovišta imaginarne sigurnosti svih supstanci koje su u njoj uključene!
- Od navedenog, vjerovatno samo prvi (proizvodi privredne aktivnosti) pomalo izaziva zabrinutost u široj javnosti. Pa čak i tada, o ovoj temi ima vrlo malo informacija i vrlo su kontradiktorne! Činjenica je da se poslednjih nekoliko decenija istraživanja u oblasti poljoprivrede u našoj zemlji praktično nisu sprovodila, a 95% đubriva i zasada se uvozi! Zato jedemo zelene krastavce sa crvenim paradajzom i ne znamo šta nam zapravo dolazi u stomak...
A tek rijetki napisi u novinama da su opet negdje u blizini Volgograda zatvorili farmu kineskih povrtara koji su uzgajali povrće u plastenicima koristeći tone neshvatljivih kineskih gnojiva, a nakon kontrolne analize njihovih proizvoda, višak nitrata i insekticida U njemu su pronađeni kancerogeni i druge strašne supstance na desetine puta, ukazuju na to da "nije sve korisno što vam je ušlo u usta..." Jedan od ovih članaka objavljeno u našoj grupi u Kontaktu. Ne zaboravite da se pretplatite na našu grupu! :)
- Nažalost, većina nas uopće ne razmišlja o opasnosti koja leži u sljedećoj podgrupi hemijskih ksenobiotika - kućnim hemikalijama.
A jedan od najstrašnijih predstavnika ovih ksenobiotika su deterdženti za pranje posuđa! Koliko god ispirali tanjure i pribor za jelo nakon upotrebe ovih proizvoda, ipak ih nećete moći u potpunosti isprati! I vrlo brzo će biti zajedno sa vašom hranom u vašoj kašičici, a zatim u vašem stomaku...
Rijetko ko obraća pažnju na sastav određenog deterdženta, i to vrlo uzalud! Možda je bar neko izgubio želju da kupi ovu "hemijsku fabriku". Pa, poslušajte, na primjer, samo neke od sastojaka - tenzide, fenole, krezole, naftne destilate, triklosan, amonijak, ftolat, formaldehid i još mnogo toga. Neću sada svima opisivati štetu, ali vjerujte mi na riječ - ništa vam se dobro neće dogoditi od ovih hemikalija! Inače, posuđe je savršeno oprano sodom ili senfom u prahu! :)
— Tako smo došli do treće, mnogima tako omiljene, podgrupe - droge. Znam da ću naići na neodobravanje mnogih koji svoje zdravlje povjeravaju „čarobnoj piluli“, ali ipak slušaju. Da, a i argumenti poput ovih: „uzeo sam lijek i sve je nestalo“ ovdje nisu sasvim primjereni, a evo i zašto: farmaceutika je ogromna industrija u kojoj rade milioni ljudi, skoro svaki dan se pojavi još jedan novi lijek sa divno ime i većini nas nerazumljiv sadržaj. Teško je ući u trag uticaju novostvorenih hemijskih jedinjenja na čoveka tokom njegovog kratkog života. I gotovo je nemoguće procijeniti stepen toksičnosti supstanci koje nastaju iz ove "hemije" u ljudskom tijelu kroz metaboličke procese!
Ova grupa ksenobiotika je, po mom mišljenju, najstrašnija i najopasnija zbog prividne korisnosti za ljude i aktivno promovirane potrebe za korištenjem svega navedenog!
Najvažniji!
Kao zaključak, želio bih reći da naše tijelo troši kolosalnu količinu vitalne energije na neutralizaciju i uklanjanje ksenobiotika koji slučajno ili namjerno uđu u organizam. Ne razumijem zašto ionako kratak ljudski život činiti još kraćim?!
Čovjek je heterotrof, tj. prima nutrijente i energiju izvana u obliku organskih jedinjenja (vidi tabelu 1).
Tabela 1 Glavne komponente
|
Ugljikohidrati |
vitamini, elementi |
|||
|
Energetska vrijednost |
1g = 4,1 kcal |
1 g putera = 9,3 kcal (39,0 kJ) |
1g = 4,1 kcal 1 g alkohola = 7,1 kcal |
|
|
biološki vrijednost |
50% životinjskih proteina, tk. |
25% biljnih ulja, jer sadrže polinezasićene masne kiseline |
vlakna |
vitamini, elementi |
Postoje dva načina da proizvodi probave hrane, uključujući ksenobiotike, uđu u unutrašnje okruženje tela: komponente rastvorljive u vodi ulaze u portalni sistem jetre i jetru; tvari topljive u mastima ulaze u limfne žile, a zatim u krv kroz torakalni limfni kanal.
Za ksenobiologiju je važan koncept antialimentarnih faktora ishrane. Ovaj izraz se odnosi na supstance prirodnog porekla koje su deo hrane. To uključuje:
1) inhibitori digestivnih enzima (Kunitz inhibitor tripsina soje, porodica inhibitora soje Bauman-Birk, porodice hemotripsina krompira i tripsina I i II, porodica inhibitora tripsina/α-amilaze);
2) cijanogeni glikozidi su glikozidi nekih cijanogenih aldehida i ketona, koji pri enzimskoj ili kiseloj hidrolizi oslobađaju cijanovodičnu kiselinu (limarin belog graha, amigdalin koštičavog voća);
3) biogeni amini (serotonin u voću i povrću, tiramin i histamin u fermentisanoj hrani);
4) alkaloidi (dietilamid lizerginske kiseline - halucinogen iz ergota, morfijum iz soka glavica maka, kofein, teobromin, teofilin iz zrna kafe i listova čaja, solanini i čakonini iz krompira);
5) antivitamini (leucin remeti metabolizam triptofana i vitamina PP, indoloctena kiselina - niacin antivitamin, biljna askorbat oksidaza - antivitamin askorbinske kiseline, riblja tiaminaza - tiamin antivitamin, laneno seme - laneno seme - piridoksin antagonin itd. );
6) faktori koji smanjuju apsorpciju minerala (oksalna kiselina, fitin - inozitolheksafosforna kiselina iz mahunarki i žitarica, tanini);
7) otrovi peptidne prirode (deset toksičnih ciklopeptida iz blede žabokrečine, najotrovniji je α-amanitin);
8) lektini - glikoproteini koji menjaju propusnost membrana (toksični ricin (lektin iz semena ricinus), toksin kolere);
9) etanol - kršenje normalnih biohemijskih procesa stvaranja i upotrebe energije sa prelaskom na psihološku i biološku zavisnost od egzogenog alkohola.
Ljudska hrana sadrži mnoge hemikalije, od kojih su neke ksenobiotici. Ksenobiotici mogu biti normalna komponenta hrane, mogu obogatiti hranu tokom pripreme (npr. aditivi za hranu) i mogu, iz bilo kojeg razloga, biti kontaminanti kuhane hrane. Neki aditivi za hranu se namjerno dodaju hrani kako bi se optimizirala priprema hrane. Hemikalije (indirektni aditivi u hrani) koriste se u tehnologijama njene pripreme, skladištenja, konzerviranja itd. Zagađivači (živa, arsen, selen i kadmijum) dolaze iz okoline i rezultat su urbanizacije društva. Iz prirodnih izvora moguće je dobiti glavne komponente hrane (proteini, masti, ugljeni hidrati); tvari koje mogu promijeniti funkcionisanje organa i tkiva (alergija, razvoj gušavosti, inhibitori proteolize itd.); tvari koje su otrovi za potrošača hrane.
Aditivi za hranu su prirodne ili sintetičke, fiziološki aktivne i inertne hemikalije koje se namerno ili slučajno dodaju hrani. Direktni aditivi za hranu uključuju supstance koje se dodaju hrani tokom njene pripreme kako bi joj dale određene karakteristike. Takvi aditivi za hranu uključuju antioksidanse, konzervanse, vitamine, minerale, arome, boje, emulgatore, stabilizatore, zakiseljače itd.
Prisustvo aditiva za hranu po odluci zemalja Evropske unije mora biti naznačeno na etiketi. Istovremeno, može se označiti kao pojedinačna supstanca ili kao predstavnik određene funkcionalne klase u kombinaciji sa šifrom E. Prema predloženom sistemu digitalne kodifikacije aditiva za hranu, njihova klasifikacija je sljedeća: E100–E182 - boje; E200 i dalje - konzervansi; E300 i dalje - antioksidansi (antioksidansi); E400 i dalje - stabilizatori konzistencije; E500 i dalje - regulatori kiselosti, prašak za pecivo; E600 i dalje - pojačivači ukusa i arome; E700-800 - indeksi rezervi; E900 i dalje - sredstva za glaziranje, poboljšivači kruha; E1000 - emulgatori. Za upotrebu aditiva za hranu potrebno je poznavanje maksimalno dozvoljene koncentracije stranih supstanci - MAC (mg/kg), dozvoljene dnevne doze - ADI (mg/kg tjelesne težine) i dozvoljenog dnevnog unosa - ADI (mg/dan), izračunatog kao proizvod ADI po prosečnoj telesnoj težini - 60 kg.
Indirektni aditivi za hranu uključuju tvari koje su nenamjerno uključene u hranu (na primjer, kada hrana dođe u kontakt s opremom za preradu ili materijalom za pakovanje). Od zagađivača hrane najčešće se razmatraju tri grupe: 1) aflatoksini; 2) pesticide; 3) dioksini i olovo.
Posebno je interesantna upotreba hemijskih komponenti hrane (vitamini, minerali) za lečenje specifičnih bolesti u dozama koje prevazilaze dnevne potrebe. Klinička upotreba željeza, fluora, joda je dovoljno detaljno proučavana. Bezbednost upotrebe vitamina i minerala kao dodataka hrani ili komponenti lekova zavisi od: 1) citotoksičnosti hemikalije; 2) njegov hemijski oblik; 3) ukupan dnevni unos; 4) trajanje i redovnost potrošnje; 5) morfofunkcionalno stanje ciljnih tkiva i ljudskih organa. Vitamini rastvorljivi u mastima su toksičniji od onih rastvorljivih u vodi zbog njihove povećane akumulacije u lipidnoj fazi ćelijskih membrana i niske stope eliminacije.
Niacin u visokim dozama (gramima) se koristi za snižavanje nivoa holesterola u krvi. U gotovo svim slučajevima upotrebe nikotinske kiseline javljaju se nuspojave (crvenilo kože, valovi vrućine u glavi).
Bakar je najotrovniji, ali najvažniji element u tragovima. U tragovima, bakar se nalazi u gotovo svim prehrambenim proizvodima, što ne uzrokuje intoksikaciju, s izuzetkom Wilson-Konovalovove bolesti (oštećenje zglobova jetre i jezgra hipotalamusa). Ljudi su manje osjetljivi na bakar od sisara (ovca). Toksičnost bakra bi trebala biti povezana s njegovom interakcijom sa željezom, cinkom i proteinima.
Iron u obliku oksida daje boju hrani. U SAD-u su fosfati, pirofosfati, glukonati, laktati, željezni sulfati i redukovano željezo dozvoljeni kao dodaci prehrani. Apsorpcija ne-hem željeza je strogo kontrolirana u crijevnoj sluznici. Prekomjeran unos željeza iz hrane i djelovanje supstanci koje ubrzavaju njegovu apsorpciju mogu dovesti do nakupljanja željeza u tijelu. Zadržavanje i akumulacija željeza u ljudskom tijelu je vrlo individualno i nije podržano općim obrascima.
Cink u obliku nekoliko jedinjenja koristi se u dodacima ishrani. Hranjenje živine i stoke hranom obogaćenom cinkom može dovesti do akumulacije ovog metala u mesnoj hrani. Poznato je da je individualna netolerancija na cink kod ljudi vrlo varijabilna. Međutim, korištenje srednjih koncentracija cinkovih soli u hrani kao aditiva u hrani, u pravilu, nije praćeno razvojem intoksikacije.
Selen jedan je od najotrovnijih elemenata. Potreba za selenom do sada nije naučno potkrijepljena, a široka upotreba selena u dodacima ishrani zasniva se na intuitivnim pretpostavkama. Geografske pokrajine sa različitim nivoima selena u objektima životne sredine treba uzeti u obzir prilikom upotrebe dodataka prehrani obogaćenim selenom kako bi se sprečile komplikacije. Nedostatak selena u tijelu je možda jedan od vodećih razloga zašto običan zrak postaje naš strašni neprijatelj. U uslovima nedostatka selena kiseonik u vazduhu preko svojih aktivnih oblika uništava većinu vitamina u organizmu, remeti aktivnost imunog sistema i sistema za neutralizaciju unutrašnjih toksina u organizmu. Imuni sistem u uslovima nedostatka selena gubi agresivnost prema patogenima i ćelijama raka, a o njemu zavisna štitna žlezda, koja reguliše većinu metaboličkih procesa, smanjuje svoju funkcionalnu aktivnost, što negativno utiče na rast i razvoj organizma.
Ukupni rezultat nedostatka selena u ljudskom organizmu je pojava i razvoj desetina teških bolesti, počevši od povećane krhkosti kapilara i nepokretnosti spermatozoida, preranog gubitka kose i neplodnosti, a završava se anemijom, dijabetesom, endemskom gušavošću, hepatitisom, infarkt miokarda i moždani udar, niz onkoloških bolesti.
Selen je široko rasprostranjen u objektima životne sredine. Nedostatak selena je u okolišu na Novom Zelandu iu nekim regijama Kine, višak u nekim regijama Kine i u državi Sjeverna Dakota (SAD). Biljke mogu akumulirati selen. U njima prelazi u sastav organskih jedinjenja. Kada biljka umre, selen se vraća u tlo i koriste ga druge biljke. Žitarice mogu akumulirati velike količine selena iz tla obogaćenog selenom. U takvim krajevima životinje na ispaši mogu dovesti do intoksikacije životinja, a u slučaju kroničnog trovanja može se razviti oštećenje vida i „alkalna bolest“. Prekomjernim unosom selena javljaju se poremećaji u digestivnom traktu i hepatobilijarnom sistemu. U Kini je opisana kronična intoksikacija stanovnika selenom. Glavni simptomi: lomljiva kosa, nedostatak pigmentacije nove kose, lomljivi nokti sa mrljama, uzdužne pruge kože. Neurološki simptomi su pronađeni kod polovine oboljelih. Slični simptomi su opisani i kod Venecuelanaca koji žive u regijama obogaćenim selenom.
Razmotrimo neke ksenobiotike koji se koriste za poboljšanje organoleptičkih i fizičko-hemijskih svojstava hrane.
1. Saharin 300-500 puta slađe od saharoze. Ne akumulira se
u tkivima, ne metaboliše se i izlučuje se iz organizma nepromenjen. Nema mutageno dejstvo. U nekim slučajevima doprinosi razvoju eksperimentalnih tumora (karcinom bešike). Međutim, u epidemiološkim studijama opasnost od razvoja tumora još nije potvrđena.
2. Ciklamat koristi se kao zaslađivač. Njegov metabolizam ovisi o crijevnoj mikroflori. Nakon prve doze, ciklamat se izlučuje u velikim količinama bez promjena. Uz ponovljene doze, metaboliti se pojavljuju u crijevima, što može biti povezano s negativnim učincima lijeka: razvoj raka mokraćne bešike u eksperimentu na štakorima. I premda se ovaj učinak nije reproducirao kod pasa, miševa, hrčaka i primata, 1969. godine upotreba ciklamata je zabranjena u Sjedinjenim Državama.
3. Aspartam kao zamjena za šećer, manje je toksičan, jer se njegovom hidrolizom stvaraju fenilalanin i asparaginska kiselina. Akumulacija fenilalanina može pogoršati stanje pacijenata sa felylpiruvičnom oligofrenijom (fenilketonurijom).
Najčešće korišćeni zaslađivači su: sorbitol, acesulfam kalijum (Sunet), aspartam (Sanekta, Nutrasvit, Sladeks), ciklamska kiselina i njene soli (sporin, ciklomati), izomalt (izomalt), saharin i njegove soli, sukraloza (triklorogalaktosukroza). taumatin, glicirizin, neohesperidindihidrohalkon (neohesperidin DS), maltitol i maltitol sirup, laktitol, ksilitol.
4. Boje za hranu uključuju prirodne i sintetičke tvari. Prirodni uključuju karmin, papriku, šafran i kurkumu. Neki nutrijenti daju boju hrani (karoteni, riboflavin, hlorofili) i dio su sokova, ulja i ekstrakata povrća i voća. Sintetička jedinjenja se unose u hranu u fazama njene pripreme i sertifikovana su od strane države. Neke od potencijalnih boja mogu biti uključene u malignitet ćelija (najčešće nisu karcinogeni, već promotori). Sintetičke boje za hranu i neke arome (metil salicilat) mogu uzrokovati hiperaktivnost kod djece. Slučajevi hiperaktivnosti mogu rezultirati lokalnim oštećenjem mozga (moždani udar). Međutim, problem bojenja hrane, kako zbog njene atraktivnosti, tako i zbog biomedicinske primjene, i dalje je aktuelan u današnje vrijeme. Neovlašćeno unošenje aditiva koji poboljšavaju izgled i tržišnu vrijednost prehrambenih proizvoda postalo je veoma rašireno i zahtijeva obaveznu regulaciju državnih nadzornih organa.
5. konzervansi uključuju antioksidanse i antimikrobne agense. Antioksidansi inhibiraju razvoj promjena boje, nutritivne vrijednosti i oblika hrane inhibirajući lipidnu peroksidaciju lipida membrane hrane, kao i slobodnih masnih kiselina. Antimikrobna sredstva inhibiraju rast mikroorganizama, kvasca, čiji produkti metabolizma uzrokuju intoksikaciju ili razvoj infektivnog procesa, a također mijenjaju fizičko-hemijska svojstva prehrambenih proizvoda. Hemijskim konzervansima se suprotstavljaju metode konzerviranja hrane na niskim temperaturama ili korištenje metode ozračivanja hrane. Međutim, tehnička sredstva i dalje gube u odnosu na hemijska zbog visokih troškova i radiofobije ljudi.
5.1. Antioksidativni dodaci ishrani uključuju askorbinsku kiselinu, palmitinski ester askorbinske kiseline, tokoferole, butilirani hidroksianizol (BHA) i butilirani hidroksitoluen (BHT), etoksikin, propil ester galne kiseline i t-butil hidrokinon (TBHQ). Antimikrobna sredstva koja se široko koriste (nitriti, sulfiti) imaju i antioksidativna svojstva. Dugi niz godina, BHA i BHT se smatraju potencijalno opasnim supstancama. Oba su antioksidansi topljivi u mastima i u stanju su povećati aktivnost određenih jetrenih enzima u krvnoj plazmi. Antioksidansi pružaju zaštitu od određenih elektrofilnih molekula koji se mogu vezati za DNK i biti mutageni i inducirati rast tumora. Unošenje BHA u velikim dozama (2% ishrane) uzrokuje hiperplaziju ćelija, papilome i malignitet ćelija u želucu nekih životinja. Istovremeno, BHA i BHT štite ćelije jetre od djelovanja kancerogena, dietilnitrozouree.
5.2. Antimikrobna sredstva (nitriti i sulfiti). Nitriti inhibiraju rast Clostridium botulinum i na taj način smanjuju rizik od botulizma. Nitriti reaguju sa primarnim aminima i amidima da bi formirali odgovarajuće N-nitrozo derivate. Mnoga, ali ne sva, N-nitrozo jedinjenja su kancerogeni. Askorbinska kiselina i drugi redukcioni agensi inhibiraju ove reakcije nitrita, posebno u kiseloj sredini želuca. Neki nitrozamini se proizvode tokom kuvanja, ali većina nitrozamina se proizvodi u želucu. Ne-kancerogeni toksični efekti nitrita pojavljuju se u njihovoj visokoj koncentraciji. Ljudi koji dugo konzumiraju relativno velike količine nitrita razvijaju methemoglobinemiju.
Sumpor dioksid i njegove soli koriste se za prevenciju posmeđivanja, izbjeljivanje, širokog spektra antimikrobnog djelovanja i kao antioksidansi. Sulfiti su vrlo reaktivni, pa je zbog toga dozvoljen samo mali njihov sadržaj u hrani. Sulfiti mogu uzrokovati astmu kod osjetljivih osoba. Oko 20 smrtnih slučajeva povezano je s ljudskom idiosinkrazijom na nitrite (posebna osjetljivost na pića koja sadrže sulfite). Približno 1-2% pacijenata sa bronhijalnom astmom pokazuje preosjetljivost na sulfite. Patogeneza astme izazvane sulfitom još nije jasna. Patogenetska uloga IgE posredovanih reakcija je moguća.
Otrovne prehrambene supstance prvi put su sažete u listu "Supstanci koje su općenito priznate kao sigurne" - GRAS supstance 60-ih godina prošlog stoljeća. Stalno se dopunjuje i igra važnu ulogu u osiguravanju sigurnosti hrane za ljude i životinje.
Odavno je uočeno da niskokalorična ishrana produžava život mnogih organizama – od jednoćelijskih do primata; na primjer, pacovi koji unose 30-50% manje kalorija nego inače žive ne tri godine, već četiri. Mehanizam fenomena još nije potpuno jasan, iako je poznato da postoji neka opšta promena u metabolizmu, u kojoj je smanjeno stvaranje slobodnih radikala (mnogi naučnici ih okrivljuju za starenje). Osim toga, smanjuje se koncentracija glukoze i inzulina u krvi, što ukazuje na učešće neuroendokrinog sistema u ovim procesima. Moguće je da umjereni post djeluje i kao blagi stres koji mobilizira skrivene rezerve tijela.
Američki mikrobiolozi su radili s kvascem, čiji je životni vijek određen brojem mogućih dioba. Pokazalo se da se u okruženju sa niskim sadržajem nutrijenata broj generacija u njima povećava za 30%. Istovremeno, mikroorganizmi značajno povećavaju intenzitet disanja, što je ključna točka, jer kvasac s defektnim genom za protein uključen u respiratorni lanac ne postaje dugovječan.
Imajte na umu da kvasac dobija energiju na dva načina – disanjem i fermentacijom. Kada u okolini ima dovoljno glukoze, geni koji kontrolišu disanje su tihi i fermentacija glukoze u etanol se odvija anaerobno, odnosno bez sudjelovanja kisika. Ako je glukoze u nedostatku, uključuje se disanje - mnogo efikasniji proces dobivanja energije.
Govorništvo kao prototip novinarstva
Citati o Napoleonu - dslinkov — LiveJournal
Moja osveta Čovek na buldožeru je uništio grad