Ksenobiotyki i ich wpływ na organizm człowieka.
Czym są Ksenobiotyki? Choć nazwa ta może brzmieć tajemniczo, to w rzeczywistości otwiera przed nami drzwi do zrozumienia, jak substancje pochodzenia obcego oddziałują na nasze życie i zdrowie.
Ksenobiotyki to nic innego jak substancje chemiczne, które pochodzą spoza organizmu, często wchodząc w interakcje z naszymi biologicznymi systemami. W trakcie tego wykładu przyjrzymy się bliżej różnorodności ksenobiotyków, ich wpływowi na nasze zdrowie oraz metodom, jakie stosujemy, aby je kontrolować.
Nazwa pochodzi z greckiego ksenos, czyli obcy i bios, czyli życie. Najkrócej mówiąc, są to substancje obce egzogenne lub antropogenne.
Związki te dostają się do organizmu przez skórę, układ pokarmowy i oddechowy. Powodują uszkodzenie tkanek i narządów wewnętrznych. Mogą występować w postaci jonów nieorganicznych (jony metali, azotany i fosforany) lub zanieczyszczeń organicznych (węglowodory aromatyczne polichlorowane, bifenyle, dioksyny itp.)
Do najczęstszych źródeł ksenobiotyków w środowisku zaliczamy:
• zanieczyszczone powietrze atmosferyczne
• zanieczyszczoną wodę
• żywność
• powietrze pomieszczeń zamkniętych
• zanieczyszczoną glebę
• odpady
• hałas
• promieniowanie jonizujące i niejonizujące
Ze względu na kierunek działania podzielić je możemy na:
• hepatotoksyczne, czyli oddziałujące na wątrobę
• nefrotoksyczne oddziałujące na nerki
• embriotoksyczne oddziałujące na płód
• genotoksyczne oddziałujące na DNA
• neurotoksyczne oddziałujące na układ nerwowy.
Podczas całego życia człowieka organizm ludzki narażony jest na wiele różnych związków chemicznych, które są dla niego obce. Należą do nich właśnie ksenobiotyki, wśród których wymienić można pestycydy, leki, środki owadobójcze czy czynniki zanieczyszczające środowisko.
Ksenobiotyki, które dostaną się do organizmu, ulegają metabolizmowi.
Wyróżniamy 4 fazy przemian, które przechodzą ksenobiotyki;
1. Wchłanianie inaczej absorpcja, która zachodzi przez układ pokarmowy, oddechowy bądź też drogą skórną.
2. Dystrybucja, czyli rozmieszczenie w organizmie. Odbywa się ono głównie drogą krwi i chłonki.
3. Biotransformacja, czyli przemiany chemiczne ksenobiotyków, które zachodzą głównie w obrębie wątroby, ale również w niewielkim stopniu w nerkach, przewodzie pokarmowym, płucach czy skórze. Głównym zadaniem biotransformacji jest utworzenie związków łatwiej usuwalnych z organizmu. Jednak w wyniku tych przemian powstają również metabolity, które mogą być toksyczne lub trwalsze niż pierwotne substancje.
4. Eliminacja-czyli usuwanie z organizmu ksenobiotyków, które odbywa się różnymi drogami z powietrzem, potem, śliną, żółcią, moczem czy mlekiem matki.
Każdy dorosły człowiek spożywa pod postacią różnych dodatków konserwujących i smakowych około 6 do 8 kg szkodliwych związków rocznie. Dodatkowo niepotrzebna i szkodliwa chemia trafia do naszych organizmów z lekami, pestycydami, narkotykami, odpadami produkcyjnymi itp.
Dioksyny to ogólna nazwa bardzo silnie trujących i szkodliwych związków chemicznych, które należą do rodzaju chlorowanych węglowodorów aromatycznych. Powstają wskutek działalności produkcyjnej człowieka lub z odpadami środowiskowymi.
Związki te są niebezpieczne dla ludzi, nawet w bardzo małych dawkach powodują zaburzenia gospodarki hormonalnej, niszczą estrogen, testosteron, insulinę, hormony tarczycy. Powodują problemy z płodnością, a także z prawidłowym rozwojem płodu. Są w stanie wywołać choroby nowotworowe jak rak jądra rak piersi.
Podstawowym źródłem dioksyn w organizmie człowieka jest jego pożywienie. Dioksyny rozpuszczają się w substancjach hydrofobowych zwłaszcza tłuszczach. Dlatego też głównym źródłem tych szkodliwych związków są tłuszcze zwierzęce pochodzące z mięsa i jego przetworów nabiału, a także ryb.
Do ksenobiotyków zaliczymy również mykotoksyny substancje wytwarzane przez niektóre gatunki grzybów pleśniowych, które mogą znaleźć się między innymi w produktach spożywczych. Jak większość ksenobiotyków wnikają do organizmu przeważnie drogą pokarmową, ale także przez skórę czy drogi oddechowe. Mykotoksyny to substancje toksyczne wytwarzane przez różne gatunki pleśni. Opisywane toksyny wykazują działanie mutagenne rakotwórcze teratogenne oraz immunotoksyczne. Dobrym przykładem będzie tutaj Aflatoksyna zanieczyszczająca zboża i orzechy ziemne, która przyczynia się do rozwoju zwłóknienia wątroby, marskości wątroby oraz raka wątroby.
Kolejnym ksenobiotykiem, na który warto zwrócić uwagę, są heterocykliczne aminy aromatyczne (HCA). Wykazują one największy wpływ na rozwój raka jelita grubego. HCA powstają w wysokich temperaturach podczas reakcji między substancjami zawartymi w mięsie. Ich działanie mutagenne wzrasta wraz z temperaturą oraz poziomem zrumienienia produktów spożywczych poddawanych tej obróbce. Warto więc wiedzieć, że smażenie czy grillowanie prowadzi do tworzenia większej ilości HCG niż gotowanie tradycyjne lub gotowanie na parze albo duszenie.
Podczas obróbki mięsa wysokich temperaturach, powstają również inne ksenobiotyki jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Można je znaleźć również w mięsie peklowanym i żywności wędzonej. Największe działanie rakotwórcze wykazuje wśród nich benzopiren.
Związek ten jest również obecny w dymie papierosowym. Ciągłe narażanie się na spożywanie z żywnością bądź kontakt z toksyną niesie ze sobą negatywne konsekwencje, do których zaliczyć możemy stan zapalny, działanie rakotwórcze, a także rozwój schorzeń układu krwionośnego.
Bisfenol A (BPA) ten związek jest na pewno państwu dobrze znany to również ksenobiotyk.
Związek chemiczny używany na szeroką skalę do produkcji polimerów syntetycznych. Człowiek, spożywając produkty pakowane w opakowania zawierające BPA, narażony jest na przedostanie się bisfenolu A do organizmu. Na szczęście świadomość co do tego związku jest coraz większa i dzięki temu producenci zmuszeni są do produkowania opakowań niezawierających BPA, gdyż konsumenci coraz częściej zwracają na to uwagę. Chcąc ukazać państwu skalę zagrożenia, przytoczę pewien przykład: pracownik obsługujący kasę fiskalną przez 10 godzin dziennie może średnio dostarczyć do organizmu 71 mikrogramów BPA na dzień. To naprawdę bardzo dużo.
Obecnie wiadomo, że ekspozycja na tak wysokie stężenie może wpływać na działanie ligand receptorów estrogenowych. Dlatego zalicza się ten związek do związków endokrynnie czynnych, które zaburzają naturalną czynność hormonów, ponadto wykazuje on również działanie rakotwórcze.
Rtęć również zaliczymy do ksenobiotyków, jest to metal ciężki, który działa toksycznie na organizm ludzki. Niestety źródło rtęci znajduje się w tak lubianych przez nas rybach. Na szczycie znajdują się tuńczyk, miecznik czy rekin, które mogą gromadzić w swoich tkankach znaczne ilości tego metalu.
Glin powszechnie zwany jako aluminium. Metal używany na szeroką skalę do produkcji opakowań żywności. Poza tym drogie panie jest on też dodawany do kosmetyków w tym antyperspirantów i leków. Niestety znajdziemy go też w dużych ilościach w herbacie, ziołach czy tak lubianym przez nas kakao, a także przyprawach. Prowadzone też były badania, w których wykazano podwyższone stężenie Glinu w suplementach diety na bazie mikroalg jak spirulina czy chlorella.
Wchłanianie glinu z przewodu pokarmowego nie jest zbyt wielkie, gdyż większość usuwana jest wraz z moczem, jednak osoby chorujące na niewydolność nerek mogą być bardziej podatne na toksyczne działanie tego metalu.
Jednak w obliczu tych zagrożeń nie jesteśmy tak całkiem bezradni. Natura daje nam możliwości korzystania z żywności zawierającej naturalne substancje, które pomagają usuwać ksenobiotyki z organizmu. Jednym z nich jest skwalen.
Co to jest skwalen?
Jest to węglowodór wielonienasycony, triperten, który znajdziemy w oleju z wątroby rekina, owocach morza, oliwie z oliwek i ziarnach amarantusa.
Skwalen jest płynem bezbarwnym bez smaku i zapachu. Nie może być produkowany syntetycznie, więc naturalne oleje są jedynym jego źródłem. Występuje też naturalnie w organizmie człowieka, najwięcej znajduje się go w komórkach skóry oraz komórkach tętnic odprowadzających krew do mózgu. W 100 gramach tłuszczu skóry człowieka znajduje się przeciętnie 30 mg skwalenu, natomiast w składzie lipidów mleka kobiecego stanowi on 0,12%. Niestety wraz z wiekiem ilość skwalenu w naszym organizmie znacząco spada, natomiast jego zapotrzebowanie rośnie. Niedobór tego składnika prowadzi do niepłodności u kobiet. Dzienna ilość spożywanego skwalenu może wynosić od 30 do 200 mg, a nawet 1000 mg dziennie, co z reguły dotyczy się osób mieszkających w krajach śródziemnomorskich, odżywiających się jedną z najzdrowszych diet, która bazuje na oliwie z oliwek. Skwalen spożywany wraz z pożywieniem wchłaniany jest przez organizm w ilości 60 – 85% przyjętej dawki. W organizmie człowieka spełnia on bardzo ważną funkcję jako odtrutka ułatwiająca usuwanie z organizmu licznych trucizn, głównie omawianych dziś właśnie ksenobiotyków. Skwalen jest w stanie wiązać i blokować pestycydy-aldrynę i dieldrynę, a także eliminować strychninę, arszenik i omawiane na początku dioksyny. Wiele trucizn bardzo łatwo rozpuszcza się w skwalenie, dzięki czemu są usuwane z organizmu podczas wypróżniania.
Warto wiedzieć, że skwalen podawany jest również jako antidotum w przypadku nadużycia leków.
Za minimalną dawkę skwalenu w diecie uważa się 11 mg dziennie, natomiast dawki od 2000 do 5000 mg skwalenu uważa się za lecznicze w zwalczaniu nowotworów. Dawki do 500 mg dziennie pomagają regulować poziom cholesterolu w organizmie zwiększając tym samym ilość dobrego cholesterolu HDL i redukując LDL. Natomiast przyjmowanie 860 mg dziennie skwalenu przez 20 tygodni u osób z hipercholesterolemią powoduje spadek ogólnego cholesterolu, frakcji LDL i trójglicerydów.
Mówiąc o skwalenie, warto, jest wspomnieć o amarantusie, który od niedawna zagościł też na naszych półkach sklepowych. Nasiona amarantusa pod względem składników odżywczych przewyższają najlepsze zboże, którym dotychczas była pszenica. Charakteryzuje się on wysoką wartością odżywczą i oddziaływaniem prozdrowotnym. Zawiera tylko 7 do 7,7% tłuszczu, ale skład tego tłuszczu jest niezwykle cenny, gdyż oprócz nienasyconych kwasów tłuszczowych znajdziemy tam witaminę E w postaci tokoferoli oraz tokotrienoli, fitosterole oraz właśnie ten unikalny składnik, jakim jest wcześniej wspomniany skwalen.
Oprócz skwalenu wśród naszej żywności znajda się też inne prozdrowotne produkty wspomagające organizm w usuwaniu ksenobiotyków.
Chociażby polifenole związki pochodzenia roślinnego, które mogą wpływać na zmianę aktywności cytochromu P450.
One też odgrywają ważną rolę w metabolizmie ksenobiotykow. Jest to możliwe poprzez bezpośrednie interakcje z enzymami lub oddziaływanie na ekspresję genów CYP. Cytochromy biorą udział w utlenianiu i aktywowaniu czynników rakotwórczych, pochodzących ze środowiska zewnętrznego więc w tym przypadku obniżenie aktywności CYP wiąże się z działaniem prozdrowotnym.
Również flawonoidy inne związki organiczne obecne w roślinach wykazują zdolność do obniżenia ekspresji i aktywności CYP. Konsekwencją czego jest zredukowana produkcja metabolitów o działaniu mutagennym.
Podsumowując ksenobiotyki to związki obce dla naszego organizmu, a człowiek podczas swojego życia jest narażony na spożywanie bardzo dużych ilości tych związków z żywnością, wodą czy też powietrzem. Jednak dzięki metabolizmowi organizm jest w stanie przekształcić te związki i wydalać je z organizmu co zapobiega zatruciu. Ważne jest, aby świadomie dobierać składniki naszej diety, by w jak najmniejszym stopniu obciążać swój organizm, jednocześnie poprzez wprowadzenie odpowiednich produktów wspomagać go w usuwaniu szkodliwych metabolitów.