Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne Przygotowała: Diana Frontkiewicz

Slide 2

WWA to także Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAH Polynuclear Aromatics PNAs Polycyclic Organic Matter POM

Slide 4

Właściwości WWA grupa związków o budowie pierścieniowej, zawierają od 2 do 13 skondensowanych pierścieni benzenowych w ułożeniu liniowym, kątowym lub klastrowym. W stanie czystym WWA -w postaci bezbarwnych, białych, jasnożółtych lub jasnozielonych kryształów. Słabo rozpuszczalne w wodzie, lepiej w rozpuszczalnikach organicznych. Istnieje ich ponad 100 jednak 17 powszechnie występuje w środowisku (są to: acenaften, acenaftylen,antracen, benzoaantracen, benzoapiren, benzoepiren, benzobfluoranten,benzojfluoranten, benzokfluoranten, benzog,h,iperylen, chryzen, dibenzoa,hantracen, fluoranten, fluoren, fenantren, piren i indeno1,2,3-cdpiren) Wszechobecne w środowisku człowieka (składniki naturalnych kopalin, powstają w procesie pirolizy substancji organicznych, w smole węglowej, paku węglowym, olejach mineralnych, smole pogazowej, asfaltach, sadzy, smoły i oleju kreozotowym. Mogą także powstawać podczas przemian substancji organicznych przez mikroorganizmy glebowe.

Slide 5

Podkreślić należy, że związki te nie występują pojedynczo, lecz zawsze w mieszaninie. Liczne badania potwierdzają, że obecność jednego ze związków z grupy WWA w próbie środowiskowej wskazuje na to, że inne związki tej grupy też są obecne. Najlepiej przebadanym węglowodorem z grupy WWA jest benzoapiren, który ze względu na siłę działania rakotwórczego oraz powszechność występowania w środowisku uznany został za wskaźnik całej grupy WWA.

Slide 6

Źródła narażenia Występuje głownie w gałęziach przemysłu oraz w procesach produkcyjnych: koksownictwo, produkcja sadzy technicznej, gazowanie paliw stałych, odgazowanie węgla, hutnictwo żelaza, hutnictwo aluminium, odlewnictwo, przemysł gumowy, niektóre gałęzie przemysłu petrochemicznego. WWA- główna grupa związków zanieczyszczająca środowisko- spalanie paliw w silnikach, ogrzewanie mieszkań, wybuchy wulkanów, wielkie pożary lasów, ścieranie opon, asfaltu, palenie papierosów. DYM TYTONIOWY ZAWIERA PONAD 150 RÓŻNYCH RODZAJÓW WWA ORAZ ICH POCHODNYCH METYLOWYCH I ALKILOWCH.

Slide 7

Wchłanianie: Trzy drogi: Układ oddechowy- w postaci par lub zaadsorbowane na cząstkach pyłu Przez skórę- w warunkach ekspozycji zawodowej wskutek bezpośredniego kontaktu. Układ pokarmowy- ze spożywaną żywnością lub wodą pitną.

Slide 8

Metabolizm Po wniknięciu do organizmu (niezależnie od drogi wchłaniania) są szybko przenoszone z krwią do tkanek i narządów Dzięki dobrej rozpuszczalności w lipidach łatwo przenikają przez białkowo-lipidowe błony komórkowe. Mogą tworzyć depozyty w tkance tłuszczowej lub gruczole sutkowym. W procesie biotransformacji bierze udział mikrosomalny układ monooksygenaz z udziałem cytochromów P-450, katalizujący przechodzenie nieczynnych chemicznie węglowodorów do reaktywnych związków elektrofilowych, zdolnych do tworzenia wiązań kowalencyjnych ze strukturami komórkowymi (DNA, RNA, białka).

Slide 9

Metabolizm: Wśród zachodzących przemian przeważają procesy epoksydacji i hydroksylacji Powstałe przejściowe metabolity zawierające czynne chemicznie grupy ulegają z kolei reakcjom polegającym na sprzęganiu ze związkami endogennymi (kwas siarkowy, glukuronowy, glutation), dając związki łatwo wydalane z ustroju

Slide 10

Metabolizm: WWA są metabolizowane głównie przez specyficzne systemy enzymatyczne do epoksydów, które, jak się uważa, są aktywnymi substancjami rakotwórczymi. Z drugiej strony, takie enzymy, jak hydrolaza epoksydowa i transferaza glutationowa, unieczynniają powstające epoksydy, tak więc prawdopodobieństwo indukcji nowotworowej po narażeniu na prokancerogen jest wynikiem względnych szybkości działania układów enzymatycznych: aktywującego i unieczynniającego

Slide 11

Metabolizm benzo(a)pirenu W reakcjach I fazy tworzy liczne metabolity przejściowe (tlenki arenowe, fenole, chinony, dihydrodiole, fenodiole,). Najważniejszym z nich, ze względu na wykazywane działanie jest 7,8-diol-9,10-epoksybenzo(a)piren, z czterech izomerów to właśnie on wykazuje silne właściwości mutagenne i karcerogenne. Metabolity WWA po reakcjach I fazy sprzęgają się z kwasami siarkowym, glukuronowym, glutationem. Ulegają wydalaniu głównie z zółcią w mniejszym stopniu z moczem. Obecność WWA i ich metabolitów w moczu i krwi ludzi w następstwie zawodowej ekspozycji inhalacyjnej oraz dermalnej są dowodem na to, że związki te są wchłaniane do organizmu.

Slide 12

Schemat biotransformacji benzo(a)pirenu

Slide 13

Toksyczność WWA są metabolizowane głównie przez specyficzne systemy enzymatyczne do epoksydów, które jak się uważa, są aktywnymi substancjami rakotwórczymi. Metabolity WWA są substancjami silnie alkilującymi zasady DNA i RNA a także wiele innych receptorów o charakterze nukleofilowym. Mechanizm powstawania nowotworów pod wpływem WWA polega na kowalencyjnym związaniu się metabolitów z DNA lub RNA komórki. WWA mogą także indukować enzymy związane z mikrosomalnym systemem monooksygenaz, przez co mogą w zasadniczym stopniu zmieniać szybkość i kierunek biotransformacji ksenobiotyków jak i zmieniać ich działanie.

Slide 14

Działania kancerogenne Aktywne metabolity WWA o charakterze związków elektrofilowych są silnymi czynnikami alkilującymi zasady DNA i RNA oraz wiele innych receptorów o charakterze nukleofilowym. Mechanizm powstawania nowotworów pod wpływem działania WWA polega na kowalencyjnym wiązaniu metabolitów z DNA lub RNA komórki. Własnościami takimi są obdarzone, powstające w procesie I fazy metabolizmu, epoksydy dioli, a zwłaszcza te, których wiązanie epoksydowe znajduje się w rejonie zatokowym. Obszar ten charakteryzuje się zwiększoną reaktywnością chemiczną i biologiczną . Badania mmutagenności, kancerogenności, wiązania z DNA kilkunastu metabolitów WWA wskazują, że epoksydiole powstające w tym rejonie są substancjami posiadającymi własności mutagenne i kancerogenne.

Slide 15

Działania kancerogenne Epoksydiole mogą się tworzyć także w innych niż region zatokowy obszarach cząsteczki. Wiązania epoksydowe mogą się tworzyć również w cząsteczkach podstawionych jedną lub trzema grupami hydroksylowymi (fenole lub triole). Metabolity te, co wykazano w badaniach in vitro, zdolne są również do tworzenia wiązań kowalencyjnych z kwasami nukleinowymi. Własności mutagenne niektórych z nich (np. anty-8,9-diol-10,11epoksybenzo(a)antracen) były jednak wielokrotnie mniejsze niż epoksydioli powstających w regionie zatokowym . Nie oznacza to jednak, że niektóre z nich nie okażą się substancjami rakotwórczymi

Slide 16

Metabolizm WWA i łączenie się aktywnych metabolitów z DNA

Slide 17

Zatrucia Ostrych zatruć WWA nie stwierdzono Badania prowadzone nad WWA dotyczą wzrost liczby zgonów spowodowanych nowotworem płuc u pracowników narażonych na emisję pyłów i dymów, a także palaczy tytoniu. IARC uznał pracę w przemyśle: koksowniczym, stalowym, gumowym, hutnictwie aluminium jako czynnik sprzyjający powstaniu chorób nowotworowych.

Slide 18

WWK- względny współczynnik karcerogenności W 1992 r Nisbet i LaGoy opublikowali tzw. względne współczynniki kancerogenności dla poszczególnych WWA. Koncepcja autorów opiera się na założeniu, że benzo(a)piren jest związkiem wskaźnikowym, a siła działania kancerogennego innych związków obliczana jest w stosunku do BaP.

Slide 19

W wielu krajach narażenie na lotne związki paku i smoły węglowej, emitowane do powietrza stanowisk pracy, kontrolowane jest przez oznaczanie stężeń substancji smołowych w próbce pyłu jako frakcji rozpuszczalnej w benzenie lub cykloheksanie. Odpowiednie, zalecane lub obowiązujące dopuszczalne poziomy narażenia:

Slide 20

Drugim wskaźnikiem zanieczyszczeń powietrza WWA jest stężenie benzoapirenu. Do1995 roku tylko trzy państwa Finlandia, Szwecja i Rosja posiadały dopuszczalne stężenie dla BaP na stanowiskach pracy. W 1975 r. zaproponowano w ówczesnym Związku Radzieckim dla stanowisk pracy wartość 0,15 μgm3, która obowiązuje od 1976 roku W 1995r określono w Polsce wartość NDS dla benzoapirenu na poziomie 2.0 μgm3, w 1998r wprowadzono NDS dla dibenzo(a,h)antracenu na poziomie 4 μgm3.

Slide 21

POLSKA: W krajowym przemyśle hutniczym na stanowiskach pracy występują zróżnicowane poziomy stężeń benzo(a)pirenu, obejmujące zakres od 0.003 do 4.80 μgm3. Około 2 jednostkowych wyników pomiarów stężeń WWA przekracza aktualną krajową wartość NDS tj. 2 μgm3. Obserwuje się: a) najwyższe narażenie na WWA na stanowiskach pracy murarzy przemysłowych na stalowni oraz wytapiaczy (garowych) wydziału wielkich pieców (od 0.5 do powyżej 1 NDS); b) najniższe narażenie na WWA na wydziale elektrociepłowni, spiekalni oraz na wydziale walcowni blach grubych (stwierdzone tylko jakościowo).

Slide 22

Bibliografia: Sapota Andrzej Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne Akademia Medyczna Łódź Seńczuk Witold Toksykologia, PZWL, 2002 Smolik Ewa Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, Sosnowiec