GENETICKÁ EKOTOXIKOLOGIE Sledování genotoxických účinků faktorů prostředí (fyzikálních i chemických) a popis jejich biologických účinků na živé organismy v akvatickém (voda) a terestrickém (půda a vzduch) systému: O/ovlivnění půdní mikroflóry O/poškození genofondu populací rostlin a živočichů O/prevence nádorových onemocnění (somatické b.) O/prevence poškození dalších generací (gametické b.) PRINCIPY EKOTOXIKOLOGIE Studium rysů a účinků toxických substancí na ekosystém. Základní výzkum probíhá na úrovni laboratorních a polních metod. O/1969 zavedl Truhaut termín ekotoxikologie O/vliv toxických substancí na populační dynamiku O/environmentální chemie a chemodynamika (vzduch, voda, půda, chemický transport, fáze voda-vzduch...) O/akutní a chronická expozice, letální a subletální dávky O/využití biomarkerů O/interakce chemických látek O/modelování GENETICKÁ EKOTOXIKOLOGIE TOXICITA GENOTOXICITA TOXIKOGENOMIKA Studium závislostí mezi strukturou a aktivitou genomu a nepříznivým biologickým vlivem exogenních agens. Studium zahrnuje produkty vznikající činností genomu na všech úrovních: O/DNA, mRNA O/proteiny O/metabolity TOXIKOLOGIE Toxicita je obecně intenzita, s jakou látka působí chorobné změny v organizmu. Změny mohou být na: O/somatické úrovni O/gametické úrovni GENETICKÁ TOXIKOLOGIE Studium rysů a účinků toxických substancí na genetickou informaci živých organizmů - genotoxicita: O/základní výzkum probíhá na úrovni laboratorních metod O/zabývá se mutagenními efekty chemických látek a záření na lidské zdraví O/definuje mutageny indukující poškození DNA MUTAGEN Každý činitel, způsobující mutace DNA u živých organizmů O/Fyzikální faktory O/Chemické faktory (157/1998) (v roce 1995 evidováno v CAS 5 milionů chemických látek, dnes asi 21 milionů) FAKTA I. Odhaduje se, že asi 10% živě narozených dětí nese nějaký vrozený defekt O/20% z nich pouze genetické příčiny (50% polygenní, 10% genové, 1% chromozomální) O/20% z nich environmentální příčiny O/60% obojí příčiny FAKTA II. Genetické změny mohou vést k mnoha malým změnám, které jsou obtížně sledovatelné O/Procesy stárnutí O/Reprodukční procesy O/Větší náchylnost k chorobám (alergie, imunitní poruchy) DŮVODY SLEDOVÁNÍ EXPOZICE U LIDÍ O/Vzrůst počtu mutací v lidských gametách (předávány na další generace) O/Vzrůst počtu mutací v somatických buňkách (příčina nádorové konverze) GENOTOXICKÉ LÁTKY - VODA O/Produkty zemědělské výroby (dusíkaté hnojiva, pesticidy - chlorované uhlovodíky, organofosfáty ...) O/Odpady průmyslové výroby (rezidua, těžké kovy - Pb, P, As, Hg ...) O/Chlorování vody (chloroform, tetrachlorethylen... při zvýšeném obsahu organických látek) GENOTOXICKÉ LÁTKY - OVZDUŠÍ O/Oxid siřičitý (zvýšená koncentrace působí teratogenně, siřičitanové ionty - vysoká reaktibilita s DNA) O/PAH (produkty nedokonalého spalování - dálkové přenosy) O/PCB, DDT, formaldehyd... GENOTOXICKÉ LÁTKY - PŮDA O/Produkty zemědělské výroby (dusíkaté hnojiva, pesticidy, růstové regulátory) O/Průmyslové odpady (těžké kovy, organické sloučeniny...) GENOTOXICKÉ LÁTKY - POTRAVINY Nejzávažnější příčinou karcinogeneze, přímý dopad na výskyt nádorů zažívacího a vylučovacího traktu. Množství mutagenů koreluje s délkou přípravy a teplotou. O/PAH vznikají při vysoké teplotě úpravy O/Pyrolyzáty z AM při nízké teplotě O/Mykotoxiny O/Rostlinné mutageny (alkaloidy, flavonidy) HISTORIE Počátek moderní éry výzkumu na poli mutací 1927, J.H. Müller, rentgenové záření SLRL u D. melanogaster O/1928 L.R. Stadler mutagenita rentgenového záření u rostlin O/1930 mutageneze u somatických buněk O/1942 C. Auerbach a J.M. Robson mutagenita uv-záření O/1948 F. Oehlkers první mutagenní chemická látka - močovina ČASOPISY Z OBLASTI GENETICKÉ TOXIKOLOGIE O/Mutation research (Mut. Res.) O/Environmental and Molecular Mutagenesis (Environ. Mol. Mutag.) O/Mutagenesis O/Carcinogenesis ČASOPISY Z OBLASTI EKOTOXIKOLOGIE O/Environmental and Health Perspectives (Environ. Health Persp.) O/Environmental and Toxicological Chemistry (Environ. Toxicol. Chem.) O/Chemical Research Toxicology (Chem. Res. Toxicol.) O/Toxicology