2. Biotranszformáció. 3. Kiválasztás A koncentráció csökkenése, az. A biotranszformáció fıbb mechanizmusai. anyagmennyiség kiválasztása nélkül

Átírás

1 2. Biotranszformáció 1. Kiválasztást fokozza 2. Az anyagot kevésbé toxikus formába alakítja (detoxifikáció ) 3. Az anyagot toxikusabb formába alakítja (aktiváció, parathion - paraoxon) Szerves anyagok A biotranszformáció fıbb mechanizmusai I. fázis II. fázis Oxidációredukció Metabolit Kiválasztás Vízoldhatóság nı Konjugáció Biometiláció (pl. [(CH3)2Se] ) Raktározás (zsírdepó) Kacsa dieldrin mérgezés csak a nıstények Fémek és mikroelemek Biomineralizáció (pl. váz, érzékszervek) Metallothioneinekhez (vagy más ligandokhoz) való kötés Kiválasztás vagy elzárás Miért? Magyarázat: költéshez zsírdepó dieldrin raktár vér dieldrin szint 0,02 ug/ml-rıl 0,5 ug/ml-re nı mérgezés 3. Kiválasztás A koncentráció csökkenése, az anyagmennyiség kiválasztása nélkül 10 µmol / g 5 µmol / g 1

2 Állatok Vizelet Ürülék Kopoltyú Vedlés stb. Kiválasztás módjai Növények Lemosódás Evaporáció Elszáradás Legelés stb. Szennyezıanyagok mozgásának mérése bonyolult rendszerekben Egy kis kompartmentanalízis C C t = C 0 e -kt koncentráció idı Két kompartmentes modell Környezetszennyezés alaptípusai Izom (1) Máj (2) k 1 k 2 1. Szétoszló (flow) 2. Felhalmozódó (stock): Teljesen, maradéktalanul felhalmozódó Felhalmozódó, de lassan lebomló C t = C 1(0) e k 1t + C 2(0) e -k 2t 2

3 A szennyezettség mérése 1. Fizikai-kémiai módszerekkel Jellemzıi: mőszeres méréseken alapul, könnyen ismételhetı, gyors, viszonylag egyszerő, de 2. Biológiai, ökotoxikológiai módszerek Jellemzıi: bonyolultak, lassúak, drágák, de jól mutatják az élıvilágra gyakorolt tényleges hatásokat az élıvilágra gyakorolt hatásokat csupán nagy vonalakban jelzi Biomarkerek Hatás becslése, a mérıeszközök Végpont (end point) amivel a hatás mértékét becsüljük Klasszikusan ez a mortalitás. Számos egyéb végpont lehet (növekedés, szaporodás stb.) Biomarkerek jellemzıi 1. A biomarker kimutatás legyen egyszerő, olcsó 2. Legyen érzékeny 3. A hatás-válasz reakció legyen egyértelmő (okokozat) 4. A hatásmechanizmusokat ismerjük 5. A szervezetre gyakorolt hosszú távú toxikus hatásokat jelezze Hogyan döglik a légy? 3

4 Dózis-válasz modellek A dózis-hatás modellek a biológiai változók normális eloszlásán alapulnak Mortalitás meghatározott idı után (pl. 2 nap) A populációs válaszok a toxikus anyagokra rendszerint balra aszimmetrikusak Az egyedek toleranciájának különbsége a dózis-válasz modell alapja A modell lognormális eloszlást (szigmoid görbét) eredményez LC, EC, NOEC, LOEC és társaik 1. Letális dózis (LD), letális koncentráció (LC), effektív dózis (ED), effektív koncentráció (EC) 2. Mértéke: LD50, LD10, LC50, LC10, EC50, EC10 stb. 4

5 1. Legnagyobb, hatás nélküli koncentráció (NOEC, non observable effect concentration = dosis tolerata maxima DTM) LC50 2. Legkisebb hatásos koncentráció (LOEC, Lowest observable effect concentration = dosis LC10 letalis minima DLM) NOEC LOEC Nehézfémszennyezési kísérletek Kézi illesztés (hand fitted) A fajok érzékenysége különbözı Kompolt, Szelenit, Összes, NOEC? LOEC? Reprodukció 40 Egyedszám (db) * 20 * 15 Átlag * 10 5 ** *** 70,65 144,5 0 Kontroll 3,88 8,89 16,75 33,15 Vizsgált koncentrációk (mg/kg) 5

6 Idı-válasz modell A hormézisz A hormézisz a szennyezıanyag kis koncentrációjára adott pozitív válasz. Oka: Direkt stimuláció A homeosztázis megzavarásának kompenzációja 1. Stimuláció Magyarázat A környezeti kár kockázatának becslése 2. Túlkompenzálás Kritikák. (Homeopátia) Környezeti koncentráció Kockázati hányados (RQ) = Hatás a rendszerben elıre jelezhetı környezeti koncentráció (PEC) / károsan még nem ható, elıre jelezhetı koncentráció (PNEC) 6

7 PEC és PNEC becslése Kibocsátás PEC: Környezeti koncentráció modell 1. PEC = eloszlás modellezése PNEC NOEC Laboratóriumi kísérletek Indikátor fajok stb. alapján 2. PNEC = extrapoláció Hatás Kibocsátás 100 Kg/ha/év PNEC = extrapoláció ismert adatok (pl. laboratóriumi kísérletek eredményei) alapján Vízbe (levegıbe, talajba) jut: Kibocsátás (Kg/ha/év) * faktor (%) Faktor függ: Eloszlás Oldódóképesség Vízáramlás Adszorpció/deszorpció stb. Hatás Alkalmazott teszt Három különbözı trofikus szint élılényeivel legalább 1-1 akut toxicitási teszt (LC50: hal, alga, Daphnia) Legalább egy krónikus NOEC mérés hal vagy Daphnia tesztorganizmussal Két különbözı NOEC mérés, két különbözı trofikus szint élılényeivel (hal és/vagy alga és/vagy Daphnia) Három trofikus szint élılényeivel meghatározott krónikus NOEC értékek Biztonsági faktor Szabadföldi adatok vagy mikrokozmosz kísérletek egyedi felmérés A PNEC érték becsléséhez alkalmazott biztonsági faktorok és tesztek vízi ökoszisztéma esetén (EU-TGD, 1996) 7