Streszczenie

Pestycydy są powszechnie stosowane do ochrony roślin, produktów roślinnych, a także są wy­korzystywane w wielu gałęziach przemysłu. Zaliczane są do związków szkodliwych. Mimo ist­niejących rygorystycznych kontroli ich stosowania istnieje duże ryzyko, że pestycydy oraz ich pochodne mogą przedostawać się do środowiska naturalnego zanieczyszczając wodę, glebę i żyw­ność, stanowiąc tym samym zagrożenie dla zdrowia człowieka. Prowadzone badania w wie­lu ośrodkach naukowych koncentrują się na wyjaśnieniu mechanizmów działania pestycydów. Toksyczność pestycydów może być związana m.in. z indukcją stresu oksydacyjnego i nagroma­dzeniem się wolnych rodników w komórce. Długotrwały, bądź nasilony stres oksydacyjny jest szkodliwy dla komórki, ponieważ wywołuje zaburzenia jej metabolizmu. Prowadzić to może do powstania trwałych zmian w strukturze białek, lipidów i DNA. W wyniku utlenienia wiele białek może utracić lub zwiększyć swoją aktywność, a także tworzyć agregaty mogące hamować syste­my odpowiedzialne za ich degradację, co sprzyja nagromadzeniu się zmienionych białek w ko­mórkach. Wzrost utleniania lipidów komórkowych wywołuje uszkodzenia i depolaryzację błon cytoplazmatycznych. W wyniku działania wolnych rodników tlenowych na cząsteczkę DNA do­chodzi do powstania licznych uszkodzeń oksydacyjnych (uszkodzeń pojedynczych zasad azoto­wych, pęknięć nici DNA, tworzenia adduktów). Stres oksydacyjny wymieniany jest jako jedna z przyczyn chorób neurodegeneracyjnych (choroba Alzheimera, Parkinsona) i nowotworowych, a także bezpłodności.

Słowa kluczowe:pestycydy • stres oksydacyjny • utlenienie białek i DNA • peroksydacja lipidów • choroby neurodegeneracyjne • nowotworowe • bezpłodność

Summary

Pesticides are used to protect plants and numerous plant products. They are also utilized in se­veral industrial branches. These compounds are highly toxic to living organisms. In spite of clo­se supervision in the use of pesticides there is a serious risk that these agents are able to spread into the environment and contaminate water, soil, food, and feedstuffs. Recently, more and more studies have been focused on understanding the toxic mechanisms of pesticide actions. The data indicate that the toxic action of pesticides may include the induction of oxidative stress and ac­cumulation of free radicals in the cell. Long-lasting or acute oxidative stress disturbs cell meta­bolism and is able to produce permanent changes in the structure of proteins, lipids, and DNA. The proteins that are oxidized may lose or enhance their activity. Moreover, the proteins oxidi­zed are able to form aggregates that inhibit the systems responsible for protein degradation and lead to alterations of proteins in the cell. Once oxidized, lipids have the capacity to damage and depolarize cytoplasmic membranes. Free oxygen radicals are harmful to DNA including damage to single nitric bases, DNA strand breaks and adduct production. Many studies indicate that oxi­dative stress may accelerate development of numerous diseases including cancer and neurode­generative ones such as Alzheimer’s and Parkinson’s disease and may also be responsible for infertility.

Key words:pesticides • oxidative stress • protein oxidation • lipid peroxidation • DNA oxidation • neurodegenerative diseases • cancer • infertility

Wykaz skrótów:

ADI – akceptowane dzienne pobranie (acceptable daily intake); ARfD – ostra dawka referencyjna (acute reference dose); c-fos, c-jun, c-myc – protoonkogeny; DOPA – 3,4-dihydroksyfenyloalanina; GSH – zredukowany glutation; GSSG – ulteniony glutation; 4-HNE – trans-4-hydroksynonenal; MDA – dialdehyd malonowy; NDP – najwyższy dopuszczalny poziom; PC – białkowe grupy karbonylowe (protein carbonyl groups); PD – choroba Parkinsona (Parkinson’s disease); PSTI – Predicted Short Term Intake; RFT – reaktywne formy tlenu; TBARS – związki reagujące z kwasem tiobarbiturowym (thiobarbituric reactive substances).

Wstęp

Pestycydy są związkami powszechnie stosowanymi na ca­łym świecie w rolnictwie i w wielu gałęziach przemysłu. W krajach Unii Europejskiej, tylko do ochrony roślin, zu­żywa się ponad 140 000 ton pestycydów rocznie. Z danych statystycznych UE wynika, że w latach 1993-2003 roczne zużycie pestycydów nie zmniejszyło się [15]. Pestycydy po­winny charakteryzować się wysoką toksycznością w sto­sunku do szkodników, natomiast niską w stosunku do pozo­stałych organizmów, głównie człowieka oraz organizmów zamieszkujących środowisko wodne. Powinny być odpo­wiednio trwałe, podatne na biodegradację tak, aby po speł­nieniu swojej funkcji nie były szkodliwe dla środowiska oraz nie dochodziło do ich kumulacji. W Polsce pestycy­dy podzielono na 5 klas toksyczności, a o zakwalifikowa­niu do poszczególnej grupy decyduje wartość LD₅₀. Jest to dawka śmiertelna wyrażona w ilości miligramów substan­cji toksycznej na kilogram masy ciała, która po jednora­zowym podaniu powoduje śmierć 50% badanej populacji zwierząt. Dane te dotyczą badań prowadzonych na zwie­rzętach i związane są z wyznaczeniem toksyczności ostrej.

Jest wiele kryteriów, według których dzielimy pestycydy, np. w zależności od zwalczanego organizmu pestycydy dzieli się na: zoocydy (środki do zwalczania szkodników zwierzęcych), bakteriocydy (środki do zwalczania bakte­rii), herbicydy (środki do zwalczania chwastów) oraz fungi­cydy (środki grzybobójcze). Często stosuje się podział pe­stycydów ze względu na budowę chemiczną, tj. pestycydy nieorganiczne (insektydy arsenowe i insektydy fluorkowe) oraz pestycydy organiczne (chloroorganiczne, fosforoorga­niczne, karabiminiany, pochodne kwasu fenoksyoctowego oraz pochodne triazynowe).

Ze względu na coraz powszechniejsze stosowanie pestycy­dów, także przy przechowywaniu żywności, jesteśmy stale narażeni na ich pozostałości w produktach spożywczych, a także w wodzie pitnej. Tylko niewielka część stosowa­nych w krajach Unii Europejskiej pestycydów jest objęta programem monitorowania, podczas gdy prawie 50% owo­ców, warzyw i zbóż dostępnych na rynku jest zanieczysz­czonych pozostałościami pestycydów, a ponad 25% bada­nej żywności zawiera pozostałości przynajmniej dwóch pestycydów. Również żywność przetworzona, w tym tak­że jedzenie przeznaczone dla niemowląt, jest zanieczysz­czona pozostałościami pestycydów [15,51].

Według FAO/WHO, pozostałość pestycydów w żywności definiuje się jako sumę związków chemicznych obecnych w produkcie spożywczym w wyniku stosowania pestycy­dów (substancja macierzysta oraz produkty jej przemiany lub rozkładu). Celem ochrony zdrowia ludności opracowa­no tzw. Najwyższe Dopuszczalne Poziomy Pozostałości Pestycydów w poszczególnych surowcach i produktach spo­żywczych (tzw. NDP). Wartości te wyrażane są w mg/kg produktu. Od 1 września 2008 r. we wszystkich krajach Unii Europejskiej obowiązują ujednolicone przepisy w zakresie dopuszczalnego poziomu pozostałości pestycydów w żyw­ności. Przepisy te mają chronić konsumentów i ułatwić wy­mianę handlową między krajami, zapewniając jednocześnie najwyższy poziom bezpieczeństwa żywności. Akty praw­ne dotyczące NDP dla pestycydów są dostępne na stronie internetowej:
http://ec.europa.eu/sanco_pesticides/public/index.cfm?event=substance.selection&ch=1ie.

W krajach Unii Europejskiej, w tym również w Polsce, w przypadku przekroczeń NDP w badanych próbkach z ob­rotu dokonuje się oceny ryzyka wynikającego z narażenia krótkoterminowego obliczając tzw. wartość przewidywane­go krótkoterminowego pobrania z żywnością na podstawie wyniku badania próbki – PSTI (predicted short term intake from sampling result) i porównując ją z tzw. ostrą dawką referencyjną (ARfD), bądź w przypadku jej braku z akcep­towanym dziennym pobraniem (ADI). Ocenę tę przepro­wadza się dla tzw. populacji generalnej (w praktyce jest to grupa osób dorosłych) oraz tzw. populacji krytycznej, najbardziej wrażliwej na skutki narażenia na pozostałości pestycydów, tzn. dzieci w wieku 1,5-6 lat i kobiet w ciąży [64]. Zgodnie z definicją WHO, ADI to jest ilość substan­cji [mg/kg m.c × dzień^-1], która może być bezpiecznie po­brana przez człowieka z żywnością i wodą pitną przez całe życie bez ryzyka dla zdrowia [71]. ARfD jest to ilość sub­stancji w żywności lub wodzie pitnej wyrażona w mg/kg m.c., która nie może być pobrana w czasie nie dłuższym niż 24 godziny bez ryzyka dla zdrowia konsumenta, osza­cowana na podstawie wszystkich faktów znanych w cza­sie dokonywania oceny [65,72]. Zarówno wartość ADI, jak i ARfD są ustalone niezależnie, zarówno na pozio­mie FAO/WHO, jak również na etapie rejestracji substan­cji czynnych w UE. Zgodnie z zaleceniami UE wartość ARfD powinna być wyznaczona dla każdego pestycydu.

W Polsce badania przeprowadzone przez Laboratorium Badania Pozostałości Środków Ochrony Roślin w Rzeszowie [60] wykazały obecność pozostałości pestycydów w wie­lu dostępnych na rynku owocach i warzywach. Na tere­nie południowo-wschodniej Polski pobrano próbki świe­żych oraz mrożonych owoców i warzyw przeznaczonych na eksport i na rynek krajowy, w tym także do produkcji odżywek dla dzieci (607 próbek). Pozostałości aktywnych środków ochrony roślin wykryto w 173 próbkach (28%), przy czym w 23 próbkach (4%) przekroczyły one poziom NDP (najwyższy dopuszczalny poziom pozostałości sub­stancji aktywnych środków ochrony roślin) obowiązujący w Polsce. W 8 próbkach stwierdzono pozostałości substan­cji aktywnych pochodzących ze środków ochrony roślin nie­zalecanych, bądź też objętych czasowym zakazem [57,58].

W latach 1988-1994 w USA przeprowadzono badania, któ­rych celem była przybliżona ocena liczebności populacji narażonej na pestycydy i ich pozostałości. Badania te wy­kazały, że w moczu większości przebadanych osób obecne są wykrywalne stężenia fosforanu metylu, fosforanu etylu i innych metabolitów pestycydów [15,46]. Takich badań nie przeprowadzono dotychczas w krajach Europy, dlatego też nie można dokładnie określić liczebności populacji osób narażonych na pozostałości pestycydów w tych rejonach.

Badania prowadzone w laboratoriach koncentrują się na wy­jaśnieniu mechanizmów działania pestycydów. Toksyczność pestycydów może być związana m.in. z indukcją stresu oksydacyjnego i nagromadzeniem się wolnych rodników w komórce. Długotrwały, bądź nasilony stres oksydacyj­ny jest szkodliwy dla komórki, ponieważ wywołuje zabu­rzenia jej metabolizmu.

Zaburzenia metabolizmu komórkowego mogą prowadzić do trwałych zmian w strukturze DNA, RNA, białek, lipi­dów i cukrów, czego konsekwencją jest najczęściej utra­ta ich biologicznych funkcji i w dalszej kolejności rozwój procesów chorobowych. Stres oksydacyjny jest uważany za główną przyczynę wielu chorób, takich jak: miażdżyca, cukrzyca, katarakta, choroby neurodegeneracyjne (choro­ba Alzheimera, Parkinsona), autoimmunologiczne, a także choroby nowotworowej. Jest on także jednym z istotniej­szych czynników odpowiedzialnych za proces starzenia, a ponadto może być przyczyną bezpłodności [1,27,68].

Utlenianie białek

W wyniku utlenienia reszt aminokwasowych w łańcuchu polipeptydowym może dojść do jego rozerwania, utwo­rzenia wiązań krzyżowych w obrębie tego samego lub kil­ku łańcuchów polipeptydowych, a także modyfikacji reszt aminokwasowych [56,63]. W wyniku tego procesu wiele białek może stracić lub zwiększyć swoją aktywność biolo­giczną. Utlenione białka łatwo tworzą agregaty, które z ko­lei mogą hamować układy enzymatyczne odpowiedzialne za ich degradację. Wymienione procesy sprzyjają nagro­madzeniu się zmienionych białek w komórkach [34,56].

Za oksydacyjne modyfikacje białek odpowiedzialne są przede wszystkim, nadtlenek wodoru (H₂O₂), rodnik hy­droksylowy (•OH) oraz anionorodnik ponadtlenkowy (O₂^•-). Reakcje utlenienia reszt aminokwasowych przedstawiono na ryc. 1. Rodnik hydroksylowy zapoczątkowuje utlenianie łańcucha polipeptydowego odrywając atom wodoru przy węglu α aminokwasu. W wyniku tej reakcji powstaje rod­nik alkilowy, który reaguje gwałtownie z tlenem tworząc rodnik alkilonadtlenkowy, a następnie alkilowodoronad­tlenek. Z powstałego alkilowodoronadtlenku utworzony zostaje rodnik alkoksylowy, który może się przekształcić w hydroksylowaną przy węglu a resztę aminokwasową lub może doprowadzić do fragmentacji łańcucha polipeptydo­wego [13,56]. Wytworzone w przebiegu powyższych re­akcji rodniki: alkilowy, alkilonadtlenkowy i alkoksylowy mogą reagować z innymi resztami aminokwasowymi tego samego lub innego łańcucha polipeptydowego, powodując w ten sposób powstawanie kolejnych rodników. Przy nie­doborze tlenu, rodniki alkilowe mogą reagować ze sobą, prowadząc do powstania wiązań krzyżowych między łań­cuchami polipeptydowymi [34,56,63].

Ryc. 1. Utlenianie łańcucha polipeptydowego przy węglu α

Wszystkie reszty aminokwasowe obecne w białkach są po­datne na utlenianie, jednak największą wrażliwość na dzia­łanie reaktywnych form tlenu (RFT) wykazują: cysteina, metionina, tyrozyna i tryptofan. Modyfikacje aminokwa­sów przez reaktywne formy tlenu przedstawiono na ryc. 2. Reszty cysteinowe są utleniane do reszt disiarczkowych, a metioninowe do sulfotlenku metioniny. Te modyfikacje aminokwasów w białkach in vivo są jedynymi, które mogą zostać naprawione przez swoiste reduktazy [13]. Utlenienie reszt tyrozynowych prowadzi do powstania 3,4-dihydrok­syfenyloalaniny (DOPA) lub do utworzenia wiązań krzy­żowych między dwiema cząsteczkami tego aminokwasu z utworzeniem 2,5-dityrozyny [13]. W wyniku utlenienia tryptofanu powstaje formylokinurenina i kinurenina, nato­miast reszty histydyny zostają utlenione do 2-oksohistydy­ny, kwasu asparaginowego i asparaginy [13,56].

Ryc. 2. Modyfikacje aminokwasów pod wpływem reaktywnych form tlenu (wg [29] zmodyfikowano)

Inną grupą aminokwasów o podwyższonej podatności na utlenianie przez RFT są aminokwasy z wolną grupą ami­nową, amidową i hydroksylową (lizyna, arginina, tyrozy­na). W wyniku ich utlenienia powstają pochodne karbo­nylowe. Dotyczy to również proliny, której pierścień ulega rozerwaniu w czasie utlenienia [13]. Powstałe pochodne karbonylowe aminokwasów mogą reagować z wolnymi grupami aminowymi reszt lizyny w tej samej lub innej cząsteczce białka. W wyniku tej reakcji utworzone zo­staje wiązanie krzyżowe [13,56]. Pochodne karbonylowe mogą także powstawać w reakcjach reszt aminokwaso­wych z produktami peroksydacji lipidów i cukrami niere­dukującymi [13,56,63].

Wiele aminokwasów jest utlenianych również przez nad­tlenoazotyn (ONOO^–) [5]. Na działanie rodnika nadtleno­azotynowego szczególnie narażone są aminokwasy siar­kowe: cysteina, metionina oraz aminokwasy aromatyczne: tyrozyna i tryptofan. Nadtlenoazotyn może również odpo­wiadać za podstawienie grupy nitrowej (^–NO₂) w pierście­niu aromatycznym aminokwasów [41,56].

Przy wysokim stężeniu RFT, a jednocześnie obniżonej ak­tywności układów proteolitycznych, dochodzi w komórce do nagromadzenia utlenionych białek. Ich obecność wykry­to w wielu tkankach. Wykazano, że stres oksydacyjny oraz modyfikacje białek zachodzące pod wpływem RFT odgry­wają rolę zarówno w procesie starzenia, jak i w patogene­zie wielu chorób [56]. Znacznikiem mówiącym o poziomie oksydacyjnych uszkodzeń białek jest stężenie białkowych grup karbonylowych (PC) obecnych w pochodnych amino­kwasów o charakterze aldehydów lub ketonów. Pochodne te powstają na skutek utlenienia reszt aminokwasowych za­wierających wolną grupą aminową, amidową lub hydrok­sylową (lizyna, arginina, tyrozyna) oraz reszt tryptofanu oraz proliny. Grupy karbonylowe powstają również na sku­tek przerwania łańcucha polipeptydowego, gdy w środo­wisku pojawi się rodnik alkoksylowy. Grupy karbonylowe białek, powstające w wyniku utleniania białek, są stosun­kowo stabilne chemicznie, dzięki czemu możliwe jest ich jakościowe i ilościowe oznaczenie, co pozwala na ocenę stopnia uszkodzenia białek [20,56]. Z piśmiennictwa wia­domo, że toksyczność niektórych powszechnie stosowanych pestycydów z grupy ditiokarbaminianów: np. zinebu, tiu­ramu, a także disulfiramu wiązana jest m.in. z ich nieko­rzystnym wpływem na strukturę białek, o czym świadczy obserwowany wzrost stężenia białkowych grup karbony­lowych [6,32,33].

Peroksydacja lipidów błonowych

Peroksydacja lipidów jest procesem utleniania, przede wszystkim wielonienasyconych kwasów tłuszczowych wchodzących w skład fosfolipidów, będących podstawo­wym składnikiem budulcowym błon biologicznych (głów­nie fosfatydyloetanoloaminy i fosfatydylocholiny) prowa­dzącym do powstania nadtlenków tych związków. Proces ten ma charakter lawinowy oraz wolnorodnikowy. Reakcje peroksydacji nasilają się w komórkach narażonych na dzia­łanie stresu oksydacyjnego, np. w czasie infekcji, w stanach zapalnych, w procesach starzenia, chorobach neurodegene­racyjnych i nowotworowych [3,7,10,53,66]. Mechanizmy cytotoksycznego działania niektórych pestycydów z gru­py ditiokarbaminianów: np. manebu, zinebu lub tiuramu związane są z indukcją w komórkach procesów peroksyda­cji lipidów [6,33,35]. W wyniku tego procesu dochodzi do uszkodzenia i depolaryzacji błon cytoplazmatycznych oraz błon mitochondrialnych, co skutkuje wzmożonym wytwa­rzaniem wolnych rodników tlenowych w komórce [40,52].

Peroksydacja lipidów jest procesem składającym się z trzech faz: inicjacji, propagacji i terminacji. W fazie inicjacji atom wodoru zostaje oderwany od cząsteczki wielonienasyco­nego kwasu tłuszczowego (L) lub reszty takiego kwasu wchodzącego w skład fosfolipidu pod wpływem np. rodni­ka hydroksylowego -•OH, rodnika: nadtlenkowego -LOO•, alkoksylowego -LO• bądź alkilowego -L• lub ksenobio­tyków. Reakcje peroksydacji lipidów mogą też inicjować: O₃, NO, NO₃, SO₂ i kationorodniki – ferrylowy bądź nad­ferrylowy oraz kompleks Fe²⁺-O₂-Fe³⁺ [9]. W wyniku re­akcji inicjacji z cząsteczki kwasu tłuszczowego powstaje wolny rodnik alkilowy – L•.

Reakcje fazy propagacji przedstawiono na ryc. 3. W reak­cjach tych wolne rodniki alkilowe L• reagują z tlenem, two­rząc wolne rodniki nadtlenkowe -LOO• (reakcja 1 na ryc. 3), które odrywają atomy wodoru od kolejnych, nieuszko­dzonych cząsteczek nienasyconych kwasów tłuszczowych. W wyniku tej reakcji powstaje nadtlenek kwasu tłuszczo­wego LOOH i kolejny rodnik alkilowy, który może utleniać kolejną cząsteczkę kwasu tłuszczowego (reakcja 2 na ryc. 3). Powyższe reakcje mogą się powtarzać wielokrotnie, co do­prowadza do przekształcenia w nadtlenki – kilku, kilkudzie­sięciu, a nawet kilkuset cząsteczek kwasów tłuszczowych.

Ryc. 3. Reakcje fazy propagacji w procesie peroksydacji lipidów

Terminacja procesu peroksydacji lipidów polega na reakcji między wolnymi rodnikami (rekombinacji wolnych rodni­ków) i prowadzi do powstania produktu, który nie jest wol­nym rodnikiem (ryc. 4). Produktami etapu terminacji są dimery kwasów tłuszczowych (w błonach biologicznych dimery fosfolipidów) oraz okso- lub hydroksykwasy – a więc zmodyfikowane, uszkodzone cząsteczki lipidów [9].

Ryc. 4. Reakcje fazy terminacji w procesie peroksydacji lipidów

Dalsze przemiany produktów peroksydacji zachodzące m.in. za pośrednictwem β-eliminacji, prowadzą do rozpadu reszt wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i powstania kilku- lub kilkunastowęglowych fragmentów (ryc. 5). Produktami końcowymi powyższych reakcji są m.in. dialdehyd malo­nowy (MDA) i trans-4-hydroksynonenal (4-HNE), które mogą uszkadzać cząsteczki kwasów nukleinowych i białek. W wyniku peroksydacji lipidów powstają również inne al­dehydy i hydroksyaldehydy, w tym 4-hydroksyalkenal, 2-al­kenal, hepta-2,4-dienal, 5-hydroksyoktanal i wiele innych, a także węglowodory, takie jak etan i pentan. Spośród wy­mienionych produktów peroksydacji lipidów, 4-HNE jest najbardziej toksyczny, natomiast MDA wykazuje muta­genność wobec licznych komórek bakteryjnych i komórek ssaków, a ponadto jest kancerogenny dla szczurów [68,75]. Podwyższone stężenie związków reagujących z kwasem tio­barbiturowym TBARS (thiobarbituric reactive substances) odzwierciedla zwiększoną peroksydację lipidów i jest para­metrem wykorzystywanym do badania peroksydacji lipidów.

Ryc. 5. Proces peroksydacji lipidów

Produkty peroksydacji lipidów zmieniają właściwości fi­zyczne błon komórkowych. Do fosfolipidów znajdujących się wewnątrz podwójnej warstwy lipidowej, wprowadzone zostają polarne grupy nadtlenkowe, ketonowe, aldehydowe lub hydroksylowe. Powoduje to obniżenie hydrofobowo­ści lipidowego wnętrza błon komórkowych, a także zmia­nę organizacji podwójnej warstwy lipidowej, co prowadzi do zaburzenia asymetrii lipidowej błon [48]. W wyniku pe­roksydacji lipidów dochodzi również do zahamowania ak­tywności enzymów błonowych i białek transportujących, np. (Ca²⁺-Mg²⁺)-ATP-azy. Ostatecznie reakcje peroksyda­cji mogą spowodować zaburzenia integralności błon ko­mórkowych [3,9,36,42,48,76].

Utlenianie DNA i cukrów

W wyniku działania RFT na cząsteczkę DNA dochodzi do powstania licznych uszkodzeń oksydacyjnych, m.in. uszko­dzeń pojedynczych zasad azotowych, pęknięć nici DNA oraz tworzenia adduktów [17,73].

Nadtlenek wodoru i anionorodnik ponadtlenkowy nie dzia­łają bezpośrednio na składniki kwasów nukleinowych. Za oksydacyjne uszkodzenia DNA odpowiedzialny jest przede wszystkim rodnik hydroksylowy (•OH). Reakcje rodnika hydroksylowego z kwasami nukleinowymi prowadzą do uszkodzenia zasad azotowych, reszt cukrowych lub po­wstania pęknięć nici kwasów nukleinowych, a także do powstania wiązań poprzecznych DNA-białko.

Najbardziej podatne na reakcje z rodnikiem hydroksylo­wym są reszty tymidyny. W wyniku reakcji z •OH powstają wolne rodniki reszt tymidyny, które reagują z tlenem i two­rzą odpowiednie nadtlenki (ryc. 6). W wyniku tych reakcji powstają trzy izomery nadtlenku tymidyny, mające grupę nadtlenkową w pozycji 5 lub 6 pierścienia pirymidynowego lub związaną z węglem grupy metylowej, są to: cis-6-hydroksy-5-hydroperoksy-5,6-dihydrotymidyna, cis-5-hydroksy-6-hydroperoksy-5,6-dihydrotymidyna oraz 5-hy­droperoksymetylo-2′-deoksyurydyna [9].

Ryc. 6. Reakcja rodnika hydroksylowego (·OH) z guaniną (wg [17] zmodyfikowano)

Kolejną zasadą azotową, która bardzo łatwo ulega utle­nieniu jest guanina. Produktem reakcji rodnika hydroksy­lowego z cząsteczką guaniny jest 8-hydroksyguanina (8-OH-G), która jest najczęściej spotykanym mutagennym uszkodzeniem cząsteczki DNA [45]. Wynikiem powyż­szej zmiany jest indukcja mutacji typu transwersji, w któ­rej para zasad guanina-cytozyna (G-C) przechodzi w parę tymina-adenina (T-A): G-C–>T-A [38].

Powstawanie innych oksydacyjnie zmienionych zasad, m.in. form dipirymidynowych, adduktów adeniny i gu­aniny doprowadza do transwersji G-C–>C-G. Utlenienie wiązań podwójnych w pozycji 5 i 6 pierścienia me­tylocytozyny prowadzi do powstania glikolu tyminy, związku odpowiedzialnego za powstanie mutacji typu tranzycji, gdzie cytozyna przechodzi w tyminę: C–>T. 5-Hydroksyuracyl, powstający w wyniku utlenienia gru­py metylowej tyminy w DNA, wpływa na oddziaływa­nie DNA z wieloma czynnikami transkrypcyjnymi, co może zmieniać ekspresję genów. Rodnik hydroksylowy może również reagować z deoksyrybozą w DNA, w wy­niku czego powstają pojedyncze i podwójne pęknięcia w niciach DNA [19].

Stres oksydacyjny jako przyczyna wielu chorób

Choroby neurodegeneracyjne

Wiele ze stosowanych obecnie pestycydów uszkadza układ nerwowy. Wyjątkowo niekorzystnie mogą one wpływać na mózg człowieka w czasie jego rozwoju, zwłaszcza w okre­sie życia płodowego. Mózg w tej fazie jest znacznie bar­dziej wrażliwy w porównaniu z mózgiem osoby dorosłej.

Objawy charakterystyczne dla choroby Parkinsona zaob­serwowano u ludzi stale narażonych na działanie m.in. pe­stycydów z grupy ditiokarbaminanów [24,37]. Dotyczy to przede wszystkim rolników mających stały kontakt z ma­nebem (etylenobisditiokarbaminian). Maneb w swojej czą­steczce zawiera atom manganu. Dane literaturowe wska­zują na związek manebu z rozwojem choroby Parkinsona (PD) [49]. PD jest drugą co do częstości występowania chorobą neurodegeneracyjną, dotykającą 1-3% populacji ludzi. Objawy choroby wywołane są zanikiem neuronów istoty czarnej, jednak przyczyny i mechanizmy neurode­generacji są wciąż niewyjaśnione. W licznych opracowa­niach dotyczących patogenezy PD zwraca się uwagę na istotną rolę stresu oksydacyjnego. Maneb jest związkiem rozprzęgającym łańcuch oddechowy w mitochondriach [23]. Jak wspomniano, zaburzenia funkcji mitochondriów są związane z generowaniem wolnych rodników i w kon­sekwencji prowadzą do zaburzenia równowagi oksydore­dukcyjnej komórki.

Neurony dopaminergiczne są w sposób szczególny na­rażone na stres oksydacyjny, ponieważ zachodzi w nich synteza i metabolizm dopaminy. W trakcie tych procesów powstaje duża ilość wolnych rodników [8,23,39]. Wyniki badań post mortem mózgów osób chorych na PD wyka­zywały zmiany w parametrach stresu oksydacyjnego [30]. Poziom grup karbonylowych (PC) – wskaźnika oksyda­cji białek, był dwukrotnie większy u chorych na PD niż w neuronach istoty czarnej osób zdrowych [30]. Poziomy wybranych produktów peroksydacji lipidów [74] i utle­nienia nukleotydów [77] były odpowiednio 8- i 16-krotnie wyższe u osób chorych w porównaniu z grupą kontrolną. Dodatkowo w mózgach osób chorych na PD stwierdzono podwyższone stężenie żelaza i jednocześnie obniżone zre­dukowanego glutationu (GSH) [22,39,31,34,62].

Zaburzenia równowagi oksydoredukcyjnej w komórce są również jedną z przyczyn choroby Alzheimera. Choroba ta objawia się przede wszystkim u osób powyżej 70 roku ży­cia [14,44]. Za rozwój choroby odpowiedzialne jest współ­działanie wielu różnych czynników, m.in. genetycznych, bodźców neurotoksycznych, wpływ reaktywnych form tle­nu, występowanie odczynów zapalnych, a także obecność glinu. Ponieważ choroba Alzheimera występuje u osób w podeszłym wieku, zwrócono uwagę na powiązanie efek­tów działania stresu oksydacyjnego w komórce z proce­sem starzenia. W osoczu osób chorujących na Alzheimera stwierdzono podwyższone stężenie związków reagują­cych z kwasem tiobarbiturowym (TBARS), odzwiercie­dlających zwiększoną peroksydację fosfolipidów osocza. Ponadto w erytrocytach stwierdzono wzrost stężenia utle­nionej formy glutationu (GSSG), wzrost peroksydacji bia­łek [61], co wskazywało na obecność stresu oksydacyjne­go w komórkach obwodowych [69]. W mózgu pacjentów z chorobą Alzheimera zaobserwowano wzrost peroksyda­cji białek [61] i zmiany w mitochondrialnym DNA [50].

Choroba nowotworowa

Mimo że dla wielu z powszechnie stosowanych pestycydów nie udowodniono właściwości kancerogennych, to wiado­mo, że niektóre z nich są odpowiedzialne za rozwój pew­nych typów nowotworów.

Zaobserwowano, że wśród osób zawodowo narażonych na wysokie stężenia pestycydów (rolnicy, ogrodnicy, osoby pracujące przy produkcji pestycydów) znacznie częściej pojawiają się niektóre typy nowotworów, takie jak nowo­twory krwi, rak żołądka, warg, płuca i prostaty, a także no­wotwory złośliwe skóry np. czerniak [18].

Trwałe zmiany w genomie komórek powstałe m.in. na sku­tek działania stresu oksydacyjnego to pierwszy etap cha­rakterystyczny dla procesu mutagenezy, kancerogenezy i starzenia się komórek. Pojawienie się mutacji w DNA to krytyczny etap w procesie kancerogenezy. W różnego ro­dzaju guzach nowotworowych zaobserwowano wzrost licz­by oksydacyjnych uszkodzeń w DNA.

W komórkach nowotworowych zidentyfikowano ponad 100 produktów powstałych w wyniku utlenienia DNA [12,40,55]. Jednym z najlepiej poznanych typów oksydacyjnych uszko­dzeń DNA jest 8-hydroksyguanina, która uważana jest za mar­ker w procesie kancerogenezy (stosunkowo łatwo powstaje i jest silnie mutagenna). W wyniku uszkodzeń DNA może dojść do indukcji lub zatrzymania procesu transkrypcji, po­wstania błędów podczas procesu replikacji, a także niestabil­ności genomu. Każdy z tych procesów ma istotny związek z indukcją procesu kancerogenezy [47,67,68]. Powszechnie uważa się, że za proces kancerogenezy odpowiedzialne są uszkodzenia w DNA jądrowym. Ostatnio jednak coraz więcej uwagi poświęca się uszkodzeniom, które powstają w DNA mitochondrialnym. Zaobserwowano, że w wielu różnych typach ludzkich nowotworów obecne są mutacje w genach DNA mitochondrialnego, kodujących enzymatyczne kom­pleksy łańcucha oddechowego: I, III, IV i V [68].

Ze względu na właściwości chemiczne uważa się RFT za ważną klasą kancerogenów, odgrywających istotną rolę w procesie inicjacji, promocji i progresji nowotworów [68]. W inicjacji procesu kancerogenezy najważniejszą rolę od­grywa rodnik hydroksylowy •OH, który jest odpowiedzial­ny za inaktywację genów supresorowych, aktywację on­kogenów w wyniku powstania m.in. mutacji punktowych i aktywację niektórych chemicznych kancerogenów [24]. Na etapie promocji kancerogenezy, RFT mogą indukować proliferację lub apoptozę klonów komórek inicjujących. Pod wpływem RFT w komórkach dochodzi do znacznego zwiększenia stężenia jonów Ca²⁺, które następnie mogą aktywować niektóre protoonkogeny: c-fos, c-jun i c-myc, a także kinazę białkową C i w ten sposób nasilać proli­ferację komórek oraz etap promocji nowotworów [25].

Bezpłodność

Z badań ostatnich lat wynika, że częstość występowania nie­płodności w krajach rozwiniętych w latach 1960-2001 zwięk­szyła się o 50-60%, czego jedną z przyczyn jest wzrost zanie­czyszczenia środowiska [2,16,59,70]. Istotną rolę w skażeniu otaczającego nas środowiska odgrywają pestycydy i ich po­zostałości, głównie z grupy związków fosforoorganicznych i karbaminianów. To właśnie te związki są stosowane w du­żych, często niereglamentowanych ilościach w nowoczesnym rolnictwie. Astis i wsp. [6] zaobserwowali, że u szczurów narażonych na działanie związków, takich jak: zineb (fun­gicyd), glifosat (herbicyd) i dimetoat (insektycyd) wzrastają markery stresu oksydacyjnego w osoczu, wątrobie i jądrach. Stwierdzili ponadto, że badane przez nich pestycydy wpływa­ją na aktywność hormonów związanych z procesem rozmna­żania. Niekorzystny wpływ pestycydów na badane parame­try stresu oksydacyjnego u szczurów wzrastał, gdy zwierzęta były narażone na działanie więcej niż jednego pestycydu.

Ze względu na swoją specyficzną budowę i funkcję, plem­niki są szczególnie wrażliwe na działanie RFT. Komórki plemników charakteryzują się niewielkim stężeniem zre­dukowanego glutationu i małą aktywnością enzymów an­tyoksydacyjnych. Ponadto ich błony są bogate w wielo­nienasycone kwasy tłuszczowe, szczególnie podatne na działanie reaktywnych form tlenu. Jednocześnie ze względu na większą niż w innych komórkach liczbę mitochondriów, plemniki wytwarzają w procesach utleniania komórkowe­go większe ilości RFT, które muszą być sprawnie usuwa­ne z komórki, mimo obniżonej aktywności enzymów anty­oksydacyjnych i niskim poziomie GSH. Ponadto, plemniki mają mniej sprawne niż inne komórki mechanizmy napra­wiające uszkodzenia powstałe w cząsteczce DNA [4,11].

W badaniach przeprowadzonych w ostatnich latach zaobser­wowano u wielu mężczyzn znaczący wzrost nieprawidło­wości związanych z funkcjonowaniem jąder. Stwierdzono podwyższony poziom RFT w ponad 40% próbek nasie­nia pobranych od bezpłodnych mężczyzn [6]. Wydaje się, że wzrost stężenia RFT prowadzić może do istotnych za­burzeń równowagi oksydoredukcyjnej w komórce plem­nika, co może dalej skutkować uszkodzeniami jego struk­tur komórkowych i w konsekwencji prowadzić do zmian chorobowych [2,6,54]. Wynikiem tego mogą być zabu­rzenia w procesie spermatogenezy mogące prowadzić do przedwczesnej apoptozy komórek spermatozoa i tym sa­mym wpłynąć na liczbę i jakość plemników [2,6,59,70].

Większość badań opisujących problemy z płodnością u lu­dzi dotyczy mężczyzn, którzy są stale narażeni na działanie pestycydów [21,43]. Natomiast wiedza na temat przyczyn bezpłodności kobiet jest niepełna. Jedną z przyczyn może być to, że mechanizm cyklu owulacyjnego u kobiet jest sła­biej poznany niż proces spermatogenezy u mężczyzn [16].

Ekspozycja kobiet na pestycydy powoduje zaburzenia cy­klu owulacyjnego na różnym jego etapie. Farr i wsp.[28] w swoich badaniach zaobserwowali, że kobiety stale nara­żone na działanie pestycydów miały różnego rodzaju za­burzenia cyklu w porównaniu do kobiet, które nigdy nie miały kontaktu z pestycydami. W innych badaniach zaob­serwowano, że kobiety pracujące w rolnictwie oraz w prze­myśle i mające kontakt z pestycydami mają znacznie czę­ściej kłopoty z płodnością [16].

Podsumowanie

Pestycydy należą do grupy związków chemicznych, które ze względu na swoje właściwości chemiczne muszą być stosowane według ściśle określonych norm i procedur.

W wielu badaniach wykazano jednak, że tak się nie dzie­je i obecność wielu pestycydów stwierdza się w niektó­rych produktach żywnościowych dostępnych na rynku. Wykazano że pestycydy, a także ich pozostałości są rów­nież stale obecne w wodzie i glebie. Przyczyną tego jest intensywny rozwój rolnictwa i przemysłu spożywczego, co wymusza na producentach zwiększone zapotrzebowa­nia na nowe, skuteczniejsze środki ochrony. Wiele z do­tychczas używanych związków znajduje również nowe, pozarolnicze zastosowanie. W związku z tym jesteśmy stale narażeni na działanie pestycydów, często w sposób nieświadomy. Konsekwencją tego jest rozwój wielu cho­rób cywilizacyjnych, których jedną z przyczyn jest zabu­rzenie równowagi oksydoredukcyjnej w komórkach i in­dukcja stresu oksydacyjnego.

W celu zmniejszenia potencjalnego zagrożenia dla zdrowia ludzi i środowiska, należy przede wszystkim prowadzić za­krojoną na szeroka skalę akcję informacyjną mającą na celu uświadamianie przede wszystkim rolników o niebezpieczeń­stwie, jakie niesie za sobą nieprzestrzeganie norm dotyczą­cych przechowywania, stosowania i utylizacji pestycydów.

PIŚMIENNICTWO

[1] Abdollahi M., Ranjbar A., Shadnia A., Nikfar S., Rezaie A.: Pesticides and oxidative stress: a review. Med. Sci. Monit., 2004; 10: RA141-RA147
[PubMed]  

[2] Agarwal A., Saleh R.A., Bedaiwy M.A.: Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil. Steril., 2003; 79: 829-843
[PubMed]  

[3] Agha A.M., Gad M.Z.: Lipid peroxidation and lysosomal integrity in different inflammatory models in rats: the effects of indomethacin and naftazone. Pharmacol. Res., 1995; 32: 279-285
[PubMed]  

[4] Aitken R.J.: Free radicals, lipid peroxidation and sperm function. Reprod. Fertil. Dev., 1995; 7: 659-668
[PubMed]  

[5] Alvarez B., Radi R.: Peroxynitrite reactivity with amino acids and proteins. Amino Acids, 2003; 25: 295-311
[PubMed]  

[6] Astiz M., de Alaniz M.J., Marra C.A.: The impact of simultaneous intoxication with agrochemicals on the antioxidant defense system in rat. Pestic. Biochem. Physiol., 2009; 94: 93-99
[Full Text PDF]  

[7] Banerjee B.D., Seth V., Bhattacharya A., Pasha S.T., Chakraborty A.K.: Biochemical effects of some pesticides on lipid peroxidation and free-radical scavengers. Toxicol. Lett., 1999; 107: 33-47
[PubMed]  

[8] Barlow B.K., Lee D.W., Cory-Slechta D.A., Opanashuk L.A.: Modulation of antioxidant defense systems by the environmental pesticide maneb in dopaminergic cells. Neurotoxicology, 2005; 26: 63-75
[PubMed]  

[9] Bartosz G.: Peroxynitrite: mediator of the toxic action of nitric oxide. Acta Biochim. Pol., 1996; 43: 645-659
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[10] Bartsch H.: Keynote address: exocyclic adducts as new risk markers for DNA damage in man. IARC Sci. Publ., 1999; 150: 1-16
[PubMed]  

[11] Bauché F., Fouchard M.H., Jégou B.: Antioxidant system in rat testicular cells. FEBS Lett., 1994; 349: 392-396
[PubMed]  

[12] Behrend L., Henderson G., Zwacka R.M.: Reactive oxygen species in oncogenic transformation. Biochem. Soc. Trans., 2003; 31: 1441-1444
[PubMed]  

[13] Berlett B.S., Stadtman E.R.: Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress. J. Biol. Chem., 1997; 272: 20313-20316
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[14] Birkner E., Zalejska-Fiolka J., Antoszewski Z.: Aktywność enzymów antyoksydacyjnych i rola witamin o charakterze antyoksydacyjnym w chorobie Alzheimera. Postępy Hig. Med. Dośw., 2004; 58: 264-269
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[15] Bjorling-Poulsen M., Andersen H.R., Grandjean P.: Potential developmental neurotoxicity of pesticides used in Europe. Environ. Health, 2008; 7: 50
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[16] Bretveld R.W., Thomas C.M., Scheepers P.T., Zielhuis G.A., Roeleveld N.: Pesticide exposure: the hormonal function of the female reproductive system disrupted? Reprod. Biol. Endocrinol., 2006; 4: 30
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[17] Cadet J., Douki T., Gasparutto D., Ravanat J.L.: Oxidative damage to DNA: formation, measurement and biochemical features. Mutat. Res., 2003; 531: 5-23
[PubMed]  

[18] Cancer Trends Report, National Cancer Institute U.S. National Institutes of Health.
www.cancer.gov

[19] Cooke M.S., Evans M.D., Dizdaroglu M., Lunec J.: Oxidative DNA damage: mechanisms, mutation, and disease. FASEB J., 2003; 17: 1195-1214
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[20] Dalle-Donne I., Rossi R., Giustarini D., Milzani A., Colombo R.: Protein carbonyl groups as biomarkers of oxidative stress. Clin. Chim. Acta, 2003; 329: 23-38
[PubMed]  

[21] de Cock J., Westveer K., Heederik D., te Velde E., van Kooij R.: Time to pregnancy and occupational exposure to pesticides in fruit growers in the Netherlands. Occup. Environ. Med., 1994; 51: 693-699
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[22] Dexter D.T., Wells F.R., Lees A.J., Agid F., Agid Y., Jenner P., Marsden C.D.: Increased nigral iron content and alterations in other metal ions occurring in brain in Parkinson’s disease. J. Neurochem., 1989; 52: 1830-1836
[PubMed]  

[23] Domico L.M., Zeevalk G.D., Bernard L.P., Cooper K.R.: Acute neurotoxic effects of mancozeb and maneb in mesencephalic neuronal cultures are associated with mitochondrial dysfunction. Neurotoxicology, 2006; 27: 816-825
[PubMed]  

[24] Drechsel D.A., Patel M.: Role of reactive oxygen species in the neurotoxicity of environmental agents implicated in Parkinson’s disease. Free Radic. Biol. Med., 2008; 44: 1873-1886
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[25] Dreher D., Junod A.F.: Role of oxygen free radicals in cancer development. Eur. J. Cancer, 1996; 32A: 30-38
[PubMed]  

[26] Ducrocq C., Blanchard B., Pignatelli B., Ohshima H.: Peroxynitrite: an endogenous oxidizing and nitrating agent. Cell. Mol. Life Sci., 1999; 55: 1068-1077
[PubMed]  

[27] Etemadi-Aleagha A., Akhgari M., Abdollahi M.: A brief review on oxidative stress and cardiac diseases. Mid. East. Pharmac., 2002; 10: 8-9

[28] Farr S.L., Cooper G.S., Cai J., Savitz D.A., Sandler D.P.: Pesticide use and menstrual cycle characteristics among premenopausal women in the Agricultural Health Study. Am. J. Epidemiol., 2004; 160: 1194-1204
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[29] Favier A.: Le stress oxydant: Intéret conceptuel et expérimental dans la compréhension des méchanismes des maladies et potentiel thérapeutique. mécanismes biochimiques. L’actualité Chimique. 2003; 108-115

[30] Floor E., Wetzel M.G.: Increased protein oxidation in human substantia nigra pars compacta in comparison with basal ganglia and prefrontal cortex measured with an improved dinitrophenylhydrazine assay. J. Neurochem., 1998; 70: 268-275
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[31] Good P.F., Olanow C.W., Perl D.P.: Neuromelanin-containing neurons of the substantia nigra accumulate iron and aluminum in Parkinson’s disease: a LAMMA study. Brain Res., 1992; 593: 343-346
[PubMed]  

[32] Grosicka E., Czeczot H., Skrzycki M., Szumiło M., Podsiad M., Rahden-Staroń I.: Wpływ tiuramu i disulfiramu na stan redox w komórkach fibroblastów płuca chomika chińskiego. Brom. Chem. Toksykol., 2006; 4: 383-390

[33] Grosicka E., Sadurska B., Szumiło M., Grzela T., Łazarczyk P., Niderla-Bielińska J., Rahden-Staroń I.: Effect of glutathione depletion on apoptosis induced by thiram in Chinese hamster fibroblasts. Int. Immunopharmacol., 2005; 5: 1945-1956
[PubMed]  

[34] Grune T., Davies K.J.: The proteasomal system and HNE-modified proteins. Mol. Aspects Med., 2003; 24: 195-204
[PubMed]  

[35] Gupta S.P., Patel S., Yadav S., Singh A.K., Singh S., Singh M.P.: Involvement of nitric oxide in maneb- and paraquat-induced Parkinson’s disease phenotype in mouse: is there any link with lipid peroxidation? Neurochem. Res., 2010; 35: 1206-1213
[PubMed]  

[36] Halliwell B., Gutteridge J.M.: The definition and measurement of antioxidants in biological systems. Free Radic. Biol. Med., 1995; 18: 125-126
[PubMed]  

[37] Hoogenraad T.U.: Dithiocarbamates and Parkinson’s disease. Lancet, 1988; 1: 767
[PubMed]  

[38] Hsu G.W., Ober M., Carell T., Beese L.S.: Error-prone replication of oxidatively damaged DNA by a high-fidelity DNA polymerase. Nature, 2004; 431: 217-221
[PubMed]  

[39] Jankowski M.: Rola szlaku JNK w rodzinnych postaciach choroby Parkinsona. Postępy Biochem., 2007; 53: 297-303
[PubMed]  

[40] Kang D., Hamasaki N.: Mitochondrial oxidative stress and mitochondrial DNA. Clin. Chem. Lab. Med., 2003; 41: 1281-1288
[PubMed]  

[41] Khan J., Brennand D.M., Bradley N., Gao B., Bruckdorfer R., Jacobs M.: 3-Nitrotyrosine in the proteins of human plasma determined by an ELISA method. Biochem. J., 1998; 330: 795-801
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[42] Kourie J.I.: Interaction of reactive oxygen species with ion transport mechanisms. Am. J. Physiol., 1998; 275: C1-C24
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[43] Larsen S.B., Giwercman A., Spano M., Bonde J.P.: A longitudinal study of semen quality in pesticide spraying Danish farmers. The ASCLEPIOS Study Group. Reprod. Toxicol., 1998; 12: 581-589
[PubMed]  

[44] Leszek J.: Immunopatologia choroby Alzheimera – kierunki terapeutyczne. Farm. Psych. Neurol., 1995; 2-3: 21-30

[45] Lindahl T.: Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 1993; 362: 709-715
[PubMed]  

[46] Mage D.T., Allen R.H., Gondy G., Smith W., Barr D.B., Needham L.L.: Estimating pesticide dose from urinary pesticide concentration data by creatinine correction in the Third National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES-III) J. Expo. Anal. Environ. Epidemiol., 2004; 14: 457-465
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[47] Marnett L.J.: Oxyradicals and DNA damage. Carcinogenesis, 2000; 21: 361-370
[PubMed]  

[48] McConnell E.J., Bittelmeyer A.M., Raess B.U.: Irreversible inhibition of plasma membrane (Ca²⁺ + Mg²⁺)-ATPase and Ca²⁺ transport by 4-OH-2,3-trans-nonenal. Arch. Biochem. Biophys., 1999; 361: 252-256
[PubMed]  

[49] Meco G., Bonifati V., Vanacore N., Fabrizio E.: Parkinsonism after chronic exposure to the fungicide maneb (manganese ethylene-bis-dithiocarbamate). Scand. J. Work Environ. Health, 1994; 20: 301-305
[PubMed]  

[50] Mecocci P., MacGarvey U., Beal M.F.: Oxidative damage to mitochondrial DNA is increased in Alzheimer’s disease. Ann. Neurol., 1994; 36: 747-751
[PubMed]  

[51] Monitoring of Pesticide Residues in Products of Plant Origin in the European Union, Norway, Iceland and Liechtenstein, 2005. Commision staff working document (19.05.2011)
http://ec.europa.eu/food/fvo/specialreports/pesticide_residues/report_2005_en.pdf

[52] Nigam S., Schewe T.: Phospholipase A(2)s and lipid peroxidation. Biochim. Biophys. Acta, 2000; 1488: 167-181
[PubMed]  

[53] Niki E., Yoshida Y., Saito Y., Noguchi N.: Lipid peroxidation: mechanisms, inhibition, and biological effects. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2005; 338: 668-676
[PubMed]  

[54] O’Flaherty C., de Lamirande E., Gagnon C.: Reactive oxygen species modulate independent protein phosphorylation pathways during human sperm capacitation. Free Radic. Biol. Med., 2006; 40: 1045-1055
[PubMed]  

[55] Pelicano H., Carney D., Huang P.: ROS stress in cancer cells and therapeutic implications. Drug Resist. Update, 2004; 7: 97-110
[PubMed]  

[56] Ponczek M.B., Wachowicz B.: Odziaływanie reaktywnych form tlenu i azotu z białkami. Postępy Biochem., 2005; 51: 140-145
[PubMed]  

[57] Rozporządzenie (WE) nr 396/2005 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 lutego 2005 r. zmieniającym dyrektywę Rady 91/414/EWG w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów w żywności i paszy pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz na ich powierzchni.

[58] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 16 maja 2007 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów, które mogą się znajdować w środkach spożywczych lub na ich powierzchni (Dz.U. 2007, nr 119, poz. 817) z późniejszymi zmianami.

[59] Sikka S.C., Gurbuz N.: Reproductive toxicology of organophosphate and carbamate pesticides, in: Toxicology of Organophosphate and Carbamate Compounds, Section IV – Organ Toxicity, 2006; 447-462

[60] Słowik-Borowiec M., Machowska A., Rogozińska K., Rupar J., Szpyrka E.: Pozostałości środków ochrony roślin w owocach i warzywach z terenu południowo-wschodniej Polski. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin, 2009; 49: 1931-1937

[61] Smith M.A., Rudnicka-Nawrot M., Richey P.L., Praprotnik D., Mulvihill P., Miller C.A., Sayre L.M., Perry G.: Carbonyl-related posttranslational modification of neurofilament protein in the neurofibrillary pathology of Alzheimer’s disease. J. Neurochem., 1995; 64: 2660-2666
[PubMed]  

[62] Sofic E., Lange K.W., Jellinger K., Riederer P.: Reduced and oxidized glutathione in the substantia nigra of patients with Parkinson’s disease. Neurosci. Lett., 1992; 142: 128-130
[PubMed]  

[63] Stadtman E.R., Levine R.L.: Free radical-mediated oxidation of free amino acids and amino acid residues in proteins. Amino Acids, 2003; 25: 207-218
[PubMed]  

[64] Struciński P., Góralczyk K., Czaja K., Hernik A., Korcz W., Ludwicki J.K.: Ocena ryzyka dla konsumenta przy przekroczeniach najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów (NDP) w żywności. Rocznik PZH, 2007; 58: 377-388
[PubMed]  

[65] Struciński P., Góralczyk K., Czaja K., Hernik A., Korcz W., Ludwicki J.K.: Ocena ryzyka związana z narażeniem na pozostałości pestycydów w żywności pochodzenia roślinnego na etapie środka ochrony roślin. Rocznik PZH, 2006; 57: 303-315
[PubMed]  

[66] Uchida K.: 4-Hydroxy-2-nonenal: a product and mediator of oxidative stress. Prog. Lipid Res., 2003; 42: 318-343
[PubMed]  

[67] Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T., Mazur M., Telser J.: Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 2007; 39: 44-84
[PubMed]  

[68] Valko M., Rhodes C.J., Moncol J., Izakovic M., Mazur M.: Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chem. Biol. Interact., 2006; 160: 1-40
[PubMed]  

[69] Vina J., Lloret A., Orti R., Alonso D.: Molecular bases of the treatment of Alzheimer’s disease with antioxidants: prevention of oxidative stress. Mol. Aspects Med., 2004; 25: 117-123
[PubMed]  

[70] Wang X., Sharma R.K., Sikka S.C., Thomas A.J.Jr., Falcone T., Agarwal A.: Oxidative stress is associated with increased apoptosis leading to spermatozoa DNA damage in patients with male factor infertility. Fertil. Steril., 2003; 80: 531-535
[PubMed]  

[71] WHO: Guidelines for predicting dietary intake of pesticide residues (revised). Global Environment Monitoring System Food contamination Monitoring and Assessment programme (GEMS/Food) in collaboration with Codex Committee on Pesticide Residues Programme of Food Safety and Food Aid, WHO, Geneva 1977

[72] WHO/FAO: Further guidance of derivation of the acute RFD. Pesticide residues in food – 2002. FAO Plant production and protection paper, 2002; 172: 4-8
[Full Text PDF]  

[73] Williams G.M., Jeffrey A.M.: Oxidative DNA damage: endogenous and chemically induced. Regul. Toxicol. Pharmacol., 2000; 32: 283-292
[PubMed]  

[74] Yoritaka A., Hattori N., Uchida K., Tanaka M., Stadtman E.R., Mizuno Y.: Immunohistochemical detection of 4-hydroxynonenal protein adducts in Parkinson disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996; 93: 2696-2701
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[75] Zarkovic N.: 4-hydroxynonenal as a bioactive marker of pathophysiological processes. Mol. Aspects Med., 2003; 24: 281-291
[PubMed]  

[76] Zdolsek J.M., Svensson I.: Effect of reactive oxygen species on lysosomal membrane integrity. A study on a lysosomal fraction. Virchows Arch. B Cell Pathol. Incl. Mol. Pathol., 1993; 64: 401-406
[PubMed]  

[77] Zhang J., Perry G., Smith M.A., Robertson D., Olson S.J., Graham D.G., Montine T.J.: Parkinson’s disease is associated with oxidative damage to cytoplasmic DNA and RNA in substantia nigra neurons. Am. J. Pathol., 1999; 154: 1423-1429
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

Autorka deklaruje brak potencjalnych konfliktów interesów.

Full text