Regina Oledzka

NUTRACEUTYKI, ZYWNOSC FUNKCJONALNA –ROLA I BEZPIECZENSTWO STOSOWANIA*)

Katedra i Zakład Bromatologii Akademii Medycznej w WarszawieKierownik: prof. dr hab. Andrzej Tokarz

Hasła kluczowe: nutraceutyki, zywnosc funkcjonalna, regulacje prawne bezpiecz-nego stosowania.

Key words : nutraceuticals, functional foods, law regulation of safety uses.

Koncepcja produkcji zywnosci posiadajacej, obok podstawowych składnikow odzywczych, dodat-kowe substancje o działaniu fizjologicznym na organizm powstała w Japonii w poczatkach latosiemdziesiatych XX wieku. Miała ona na celu otrzymanie zywnosci, dostarczajacej nie tylko składnikipotrzebne do normalnego rozwoju i funkcjonowania organizmu ale rowniez, podnoszacej kondycjezdrowotna. Idea ta została nastepnie rozpowszechniona w Stanach Zjednoczonych i w Europie.Zaproponowana koncepcja zakładała wprowadzenie „optymalnego zywienia”, ktorego celem jestpolepszenie funkcji fizjologicznych dla osiagniecia maksymalnie lepszego samopoczucia i stanuzdrowia oraz jednoczesnego zmniejszenia ryzyka choroby (1 – 7). Inspiracja do podjecia takiej koncepcjirozwoju produkcji zywnosci był z jednej strony intensywny wzrost badan nad fizjologicznymiwłasciwosciami składnikow zywnosci i wykazanie ich funkcji prozdrowotnych, a z drugiej stronyalarmujace statystyki zapadalnosci i smiertelnosci z powodu chorob cywilizacyjnych, powstałychw wyniku niewłasciwego stylu zycia i odzywiania.

Powstałe produkty zyskały nazwe „zywnosci funkcjonalnej”, „nutraceutykow” itp. Argumentemprzemawiajacym za promowaniem nutraceutykow i zywnosci funkcjonalnej jest mozliwosc poprawystanu zdrowia i profilaktyka chorob przewlekłych (7, 8).

Troche dziwnym moze wydac sie fakt, ze pojecia „nutraceutyki” czy „zywnosc funkcjonalna” saobecnie mało popularne w Japonii, natomiast przyjeły sie one w innych krajach przemysłoworozwinietych głownie w Stanach Zjednoczonych i obecnie w Europie. Nalezy jednak wspomniec, ze samtermin „zywnosc funkcjonalna” pochodzi oczywiscie z Japonii, gdzie w 1984 r. Ministerstwo Edukacjizainicjowało program badawczy poswiecony rozwojowi jej produkcji. Uzywanie tej nazwy jednakzostało pozniej zaniechane, jako stwarzajace mozliwosc wprowadzania w bład konsumenta i myleniaz funkcja lecznicza. Natomiast sama koncepcja „zywnosci funkcjonalnej” została wykorzystanaw utworzonym programie/systemie „zywnosci specjalnego zdrowotnego stosowania” („Foods forSpecified Health Use” czyli FOSHU system), ktory obejmuje regulacje prawne jej produkcji i bez-pieczenstwa stosowania (5).

D e f i n i c j e n u t r a c e u t y k o w i z y w n o s c i f u n k c j o n a l n e j

Termin nutraceutyki (nutraceuticals) powstał z połaczenia dwoch słow „nutrition” i „farmaceutical”i wprowadził go w 1989 r. S. DeFelice – przewodniczacy amerykanskiej organizacji „Fundacji dlaInnowacji w Medycynie”, majacej cele szkoleniowe w zakresie popierania nowosci w medycynie (6).Nazwa ta szybko przyjeła sie w badaniach biomedycznych. Definicja „nutraceutykow” sformułowana

*) Referat plenarny wygłoszony na Ogolnopolskim Sympozjum Bromatologicznym „Bezpieczna Zywnosc –Racjonalne Zywienie”, Ustron, 8–9 czerwca 2006.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 1 – 8

przez DeFelicego (6, 9, 10) okresla „nutraceutyk – jako kazda substancje, ktora moze byc uwazana zazywnosc lub czesc zywnosci i dostarcza korzysci zdrowotne, właczajac zapobieganie i/lub leczeniechorob”.

Do nutraceutykow mozna zaliczyc izolowane składniki z zywnosci, suplementy diety, produktyziołowe, a głownie substancje izolowane z zioł (substancje fitochemiczne). Moga byc one stosowanepojedynczo lub w połaczeniach. Sa sprzedawane w postaci farmaceutycznej – tabletek, kapsułek,syropow, proszkow itp. lub/ i stosowane jako dodatek do srodkow spozywczych. Jest wiec to produktusytuowany pomiedzy zywnoscia a lekiem. Nutraceutyki nie sa oczywiscie lekami i sa uwazane zazywnosc. Posiadaja substancje aktywne biologicznie, ktore moga wzmacniac osłabiac lub modyfikowacfunkcje fizjologiczne i metaboliczne organizmu a tym samym oddziaływac korzystnie na organizmdzieki zapobieganiu przed powstaniem chorob przewlekłych (3, 6, 7, 8).

Pojecie zywnosci funkcjonalnej okreslane jest roznie, a sformułowanie dobrej definicji jest trudne,biorac pod uwage roznorodnosc produktow zywnosci, ktore w przyszłosci moga byc zywnosciafunkcjonalna oraz mnogosc roznych składnikow funkcjonalnych poprawiajacych stan zdrowia lubdziałajacych profilaktycznie. Oryginalna definicja powstała w Japonii w ramach programu FOSHUw 1991 r. (2). Podawała ona, ze jest to „zywnosc, ktora w oparciu o udokumentowana wiedze dotyczacaistnienia dowodow zaleznosci pomiedzy zywnoscia lub jej składnikami a zdrowiem moze mieckorzystny wpływ na stan zdrowia. Fakt ten upowaznia do odpowiedniego oznakowana zywnoscistwierdzajacego, ze ludzie ja stosujacy dla szczegolnych celow zdrowotnych moga oczekiwac uzyskaniasprecyzowanych rezultatow”.

The International Food Information Council (IFIC) definiuje zywnosc funkcjonalna jako „zywnoscdajaca korzysci zdrowotne poza zywieniowymi (odzywczymi)” (11, 12).

Najszerzej opracowana definicja zywnosci funkcjonalnej została opublikowana w 1998 r. w wynikuprzyjetego Konsensusu Naukowej Koncepcji Zywnosci Funkcjonalnej. Był on rezultatem pracyEuropejskiej Komisji „Functional Food Science in Europe” (FUFOSE), koordynowanej przez ILSIEurope (International Life Science Institute) (13 – 16). Definicja ta brzmi nastepujaco: „Zywnosc mozebyc okreslona jako funkcjonalna, jesli naukowo udowodniono, korzysci zdrowotne ponad odpowiedniowystarczajacy efekt zywieniowy oraz ze posiada ona składniki działajace w zakresie poprawy jednej lubwiecej funkcji organizmu człowieka, wpływajac korzystnie na stan zdrowia i samopoczucia i / lub naobnizenia ryzyka choroby”, jednoczesnie dodajac, ze „działanie to musi byc udowodnione metodaminaukowymi” (13 – 16).

Nalezy jednak stwierdzic, ze „zywnosc funkcjonalna” jest raczej „koncepcja” niz dobrze zdefiniowa-na grupa zywnosci. Pojecie to jednak zostało zaakceptowane, jako rozniace zywnosc funkcjonalna odinnych nowo wprowadzonych produktow zywnosci takich jak „nutraceuticals, pharmafood, medifood,designer food lub vitafood”. Nie obejmuje tez suplementow. Jest akceptowana przez producentowi konsumentow w wiekszym stopniu niz inne propozycje nazw nadawane zywnosci o tych cechach.Wynika z nich, ze za zywnosc funkcjonalna mozna uznac taka zywnosc, ktora ma wprowadzoneskładniki o znanych własciwosciach fizjologicznych, ma tez działac profilaktyczne ale nie leczyc.Według Europejskiego Konsensusu Naukowej Koncepcji dla Zywnosci Funkcjonalnej musi onaposiadac nastepujace własciwosci:

1. pozostaje ona zywnoscia konwencjonalna, naleza wiec do niej produkty spozywcze przeznaczonedo ogolnego, codziennego stosowania i jest czescia normalnej diety czyli nie moze byc podawanaw formie tabletek, drazetek, kapsułek itp.,

2. powinna posiadac obok naturalnych składnikow zwiekszone stezenie składnika aktywnego w niejwystepujacego lub dodatek takiego składnika aktywnego, ktory nie jest zawarty w danym srodkuspozywczym,

3. powinna posiadac naukowo udowodnione korzystne działanie na stan zdrowotny organizmu ponadefekt zywieniowy, wynikajacy ze spozycia takiej zywnosci w ilosciach charakterystycznych dladanego srodka spozywczego,

4. moze polepszac samopoczucie i stan zdrowia lub obnizac ryzyko choroby, wpływajac na poprawejakosci zycia,

5. ma posiadac odpowiednie oswiadczenia zywieniowe i zdrowotne oparte na badaniach naukowychz zastosowaniem odpowiednich bio-markerow, charakterystycznych dla okreslonego procesuprzemian lub funkcjonowania narzadu (14, 16).

Wprowadzenie tych nowych nazw i definicji zywnosci spowodowało pewne zamieszanie w ichzrozumieniu przez konsumentow. Wynika ono z braku niektorych unormowan prawnych. Uzywane

2 Nr 1R. Oledzka

bowiem od pewnego czasu pojecia takie jak „zywnosc wzbogacona” „fortyfikowana” mieszcza sieczesciowo w koncepcji stworzonej dla zywnosci funkcjonalnej. Natomiast „suplementy zywnosci”roznia sie zasadniczo od zywnosci funkcjonalnej przyjeta forma produktu, ale odpowiadaja onew pewnym zakresie pojeciu nutraceutykow (2). Sprawa ta jest jednak dosc skomplikowana i wymagaodrebnego omowienia.

P r z y k ł a d y n u t r a c e u t y k o w i z y w n o s c i f u n k c j o n a l n e j

Do „nutraceutykow” zaliczane sa substancje biologicznie czynne o udowodnionym działaniuprozdrowotnym (7, 12, 17 – 19). Naleza do nich: błonnik pokarmowy, oligosacharydy a zwłaszczafruktany, bakterie kwasu mlekowego – wazne dla poprawy funkcjonowania przewodu pokarmowego;wielonienasycone kwasy tłuszczowe (olej rybi), białka, peptydy, aminokwasy, ketokwasy, substancjeantyoksydacyjne (w tym witaminy o takim działaniu), skoniugowany kwas linolowy (CLA), flawonoidyi inne zwiazki fenolowe, karotenoidy (beta-karoten i likopen), roslinne sterole i stanole, stilbeny (3, 7,11, 18, 20).

Zgodnie z podana definicja zywnoscia funkcjonalna sa owoce i warzywa w stanie nieprzetworzonym.Naleza do nich, np. brokuły i inne warzywa z rodziny Cruciferae, marchew czy pomidory, a takzeszpinak, kapusta czerwona bogate w aktywne fizjologiczne substancje takie jak suforafan, beta-karoten,likopen, czy luteina. Mozna tez do zywnosci funkcjonalnej zaliczyc czarna i zielona herbate bogataw polifenole oraz soje a takze produkty z owsa z beta-glukanem – redukujace poziom cholesterolucałkowitego i cholesterolu LDL, jak rowniez sok zurawinowy działajacy odkazajaco na flore bakteryjnaw przewodach moczowych. Lista przykładow takich produktow jest dosc duza (17).

Produkcja zywnosci funkcjonalnej polega na wzbogaceniu srodkow spozywczych w substancjeaktywne fizjologicznie i/lub eliminacji a takze na stosowaniu zamiennikow składnikow niepozadanych(np. tłuszczu). Do najczesciej spotykanych tego typu produktow naleza:

– fermentowane produkty mleczne lub zawierajace dodatek bakterii probiotycznych – lactobacillus,bifidobacterium,

– tłuszcze do smarowania pieczywa, zawierajace estry fitosteroli i fitostanoli – powodujace obnizeniepoziomu LDL-chol. i zmniejszajace ryzyko chorob krazenia (Benecol),

– napoje wzbogacone o zawartosc witamin A, C i E lub wapn, magnez – zmniejszajace ryzykomiazdzycy, opozniajace procesy starzenia sie oraz osteoporozy,

– wołowina wzbogacona obecnoscia skoniugowanego kwasu linolowego (CLA), ktory moze zapobie-gac postaniu nowotworow,

– jaja wzbogacone w wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 (EPA i DHA) – podwyzszajacepoziom HDL-cholesterolu, obnizajace cisnienie krwi – zmniejszajace ryzyko chorob krazenia (12,19, 21 – 23).

R y n e k z y w n o s c i f u n k c j o n a l n e j i n u t r a c e u t y k o w

Rozwoj rynku zywnosci funkcjonalnej i nutraceutykow jest zroznicowany w zaleznosci od krajui wielkosci popytu. Najbardziej dynamicznie rozwinał sie on w Stanach Zjednoczonych, a nastepniew Japonii. Szacuje sie, ze globalna wartosc rynku zywnosci funkcjonalnej wynosiła w 2000 r. – 33 mld $z czego 50% przypadało na Stany Zjednoczone. Prawie połowa populacji Amerykanow, bo około 158mil osob regularnie spozywa suplementy dla podtrzymania lub/i poprawienie stanu zdrowia. Wielkoscsprzedazy suplementow (tylko) osiagneła sume 29,5 mld $ w 2004 r. co stanowi podwojenie popytuw ciagu 10 lat (od 1994 r). Sprzedaz nutraceutykow w Stanach Zjednoczonych ocenia sie na około30 mld $ US rocznie przy 5% wzroscie (3). Stanowi to około 2% w stosunku do całego rynku handluzywnoscia. W 2006 r. rynek zywnosci funkcjonalnej i suplementow oceniany jest łacznie odpowiedniona 63,3 mld $ i 71,9 mld $ (24, 25).

W Stanach Zjednoczonych najwiekszym powodzeniem ciesza sie produkty obnizajace zapadalnosc nachoroby sercowo-naczyniowe, zawierajace błonnik roznego pochodzenia, białka soi i roslinne estrysteroli i stanoli oraz kwasy tłuszczowe ε-3, oraz takze produkty zapobiegajace powstawaniu nowo-tworow (26, 27).

W Japonii liczba produktow zywnosci funkcjonalnej zatwierdzonej przez FOSHU w 2000 r.obejmowała 174 produkty wartosci około 2 mld $ US. Całkowita ilosc produktow wprowadzonych narynek w latach 1988 – 1998 obejmuje 1700 produktow. O dynamice wzrostu popytu na produktyzatwierdzone przez FOSHU swiadczy osiagnieta wartosc rynku w 2005 r. oceniana na 5,7 mld $ (5).Ponad 90% zywnosci o potwierdzonej jakosci przez FOSHU dotyczy regulacji funkcjonowania

Nr 1 3Neutraceutyki, zywnosc funkcjonalna

przewodu pokarmowego, a nastepnie duza grupa sa produkty obnizajace cisnienie krwi i zawartosclipidow w surowicy krwi (27).

W Europie produkcja zywnosci funkcjonalnej w 2000 r. obejmowała około 1% globalnego rynkuzywnosci i napojow. Pod wzgledem wielkosci rynku zywnoscia funkcjonalna do przodujacych krajoww Europie naleza Niemcy, Francja, Wielka Brytania i Holandia (24).

W Europie dominuja w handlu produkty pomagajace w funkcjonowaniu przewodu pokarmowego,a w szczegolnosci probiotyki. Druga grupa najczesciej spozywanych produktow np. w Niemczech saniealkoholowe napoje zawierajace dodatek witamin A, C i E oraz innych składnikow funkcjonalnych.Ostatnio rosnie popyt na tłuszcze do smarowania pieczywa zawierajace estry fitosteroli. Rozwija sietakze popyt na zywnosc funkcjonalna dla małych dzieci a dotyczy produktow niskoalergizujacych orazpre- i probiotykow (24).

R e g u l a c j e l e g i s l a c y j n e p r o d u k t o w p r o z d r o w o t n y c h w J a p o n i i

Sprawa tak gwałtownego rozwoju rynku zywnoscia o cechach majacych walory zdrowotne wymagałastworzenia odpowiednich regulacji prawnych chroniacych konsumenta przed roznymi nieprzewidziany-mi skutkami zdrowotnymi. Najwczesniej i dosc konsekwentnie działało w tym zakresie MinisterstwoZdrowia w Japonii. Nastepujace po sobie regulacje ustawowe produkcji i obrotu tego typu zywnosciaw 1991 r., 1999 r., a nastepnie w 2001 r. doprowadziły do utworzenia jednoznacznych przepisowprawa. I tak w 2001 r. jako kontynuacja systemu tzw. „Zywnosci FOSHU” z 1991 r. („foods forspecified health use”) powstał nowy system regulacji „zywnosci z oswiadczeniami zdrowotnymi”(foods with health claims – FNFO (5).

Nastepnie w 2005 r. Ministerstwo Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej dokonało zmian tworzacpodsystemy FOSHU: 1. produkt standaryzowany GMP, 2. kwalifikowany FOSHU i 3. produkt FOSHUz oswiadczeniami obnizenia ryzyka choroby.

E u r o p e j s k a r e g u l a c j a p r a w a s t o s o w a n i a n u t r a c e u t y k o w, s u p l e m e n t o wi z y w n o s c i f u n k c j o n a l n e j

Brak jest wydzielonych aktow prawnych dotyczacych nutraceutykow i zywnosci funkcjonalnejw Prawie Zywnosciowym Unii Europejskiej. Podlegaja one regulacjom zawartym w Rozporzadzeniu(WE) nr 178/2002 Europejskiego Parlamentu i Rady z 28.01.2002 (28), ustanawiajace ogolne zasadyprawa zywnosciowego w zakresie Europejskiego Bezpieczenstwa Zywnosciowego, powołujace Europej-ski Urzad ds. Bezpieczenstwa Zywnosci oraz ustanawiajace procedury w zakresie bezpieczenstwazywnosci. Celem Rozporzadzenia jest „ustalenie podstaw zapewnienia wysokiego poziomu ochronyzdrowia ludzi i interesow konsumentow w odniesieniu do zywnosci. Przedstawione sa zasadyodpowiedzialnosci oparte na podstawach naukowych, sprawnej organizacji i procedurach, czyniaczywnosc i pasze bezpiecznymi”.

Regulacja odnosi sie do wszystkich srodkow spozywczych i obejmuje dodatkowo własciwoscifunkcjonalne zywnosci (stad np. „zywnosc funkcjonalna, nutraceutyki, suplementy zywnosci”). Za-stosowanie odpowiednich przepisow zalezy od natury i własciwosci srodka spozywczego. Pod-stawowym warunkiem jest zachowanie bezpieczenstwa zywnosci. Dlatego powinna byc ona poddanaocenie zwiazanej z ryzykiem istnienia niebezpieczenstwa dla zdrowia a wiec ocenie analizy ryzyka,oszacowania ryzyka, zarzadzania ryzykiem oraz komunikacji ryzyka (29, 30).

W interpretacji tego rozporzadzenia Gulati (29) podaje, ze przepisy odnoszace sie do srodkowspozywczych specjalnego przeznaczenia zywieniowego (PARNUTS), jak rowniez przepisy dotyczace„nowej zywnosci moga miec pewne zastosowanie do zywnosci funkcjonalnej” w zaleznosci od czasu jejstosowania (tzn. w stosunku do preparatow zarejestrowanych w UE przed 15 maja 1997 r.) (30).

Rozporzadzenie 2002/46/EC (31) – dotyczace suplementow zywnosci moze byc stosowane donutraceutykow. Umozliwia to takze „Ustawa o bezpieczenstwie zywnosci i zywienia z dnia 25 sierpnia2006 r.” (32). Definicja tam podana stwierdza, ze „suplementem diety jest srodek spozywczy, ktoregocelem jest uzupełnienie normalnej diety, bedacy skoncentrowanym zrodłem witamin i składnikowmineralnych lub innych substancji wykazujacych działanie odzywcze lub inne fizjologiczne, pojedyn-czych lub złozonych, wprowadzonych do obrotu w formie umozliwiajacej dawkowanie, w postaci:kapsułek, tabletek, drazetek i w innych podobnych postaciach, saszetek z proszkiem , ampułek z płynem,butelek z kroplomierzem i w innych podobnych postaciach płynow i proszkow przeznaczonych dospozywania w małych, odmierzanych ilosciach jednostkowych, z wyłaczeniem produktow posiadaja-cych własciwosci produktu leczniczego w rozumieniu przepisow prawa farmaceutycznego”.

4 Nr 1R. Oledzka

I aczkolwiek nutraceutyki podobnie, jak suplementy zaliczane sa do srodkow spozywczych, tooczywiscie nie rozwiazuje to sprawy rozgraniczenia produktow o zaleceniach medycznych od suplemen-tow zalecanych za wzgledow zywieniowych. Waznym elementem branym pod uwage w poszukiwaniupodobienstw miedzy nutraceutykami a suplementami jest to, ze produkty te powinny zawieracsubstancje o zywieniowym fizjologicznym działaniu oraz, ze wg prawa zywnosciowego suplementypodobnie jak nutraceutyki powinny byc w formie koncentratow podawanych w mierzalnych, dozowa-nych ilosciach. Rozporzadzenie okresla pierwszy stopien harmonizacyjnego procesu, ktory obejmujetylko witaminy i składniki mineralne. Dla innych substancji stosowanych jako suplementy komisja jestzobowiazana przedstawic wnioski nie pozniej niz do 12.06.2007 r. Europejskiemu Parlamentowii Radzie czyli raport odpowiedzialnych ustalen specjalistycznych odnosnie ich roli przedstawiajacodpowiednie pozytywne listy dla innych kategorii srodkow odzywczych oraz substancji o fizjologicz-nych i zywieniowych własciwosciach (30).

W przypadku stwierdzenia działania szkodliwego dla zdrowia zywnosci funkcjonalnej lub nut-raceutykow powinny byc one wycofane z obrotu. Jezeli natomiast istnieja podejrzenia o szkodliwedziałanie ktorejs z substancji czynnej, to powinna ona znalezc sie na liscie zwiazkow niebezpiecznychi ponowne jej wprowadzenie bedzie mozliwe po uzyskaniu odpowiednich danych i zebraniu opiniiekspertow o jej bezpiecznym zastosowaniu.

W 1998 r. w Unii Europejskiej powstał raport przeprowadzony na zlecenie Komisji Europejskiej,a sporzadzony przez Europejskie Stowarzyszenie Przemysłu Medycznego (AESGP) stwierdzajacy, zemiedzy krajami członkowskimi brak jest uzgodnien dotyczacych identycznosci stosowania i działanialeczniczego w obrebie tych samych produktow pochodzenia roslinnego (29).

R e g u l a c j e p r a w n e n u t r a c e u t y k o w p o c h o d z e n i a r o s l i n n e g ow U n i i E u r o p e j s k i e j

Wazna sprawa jest regulacja prawna stosowania nutraceutykow pochodzenia roslinnego (zioła), ktorajest dosc skomplikowana ze wzgledu na ich skład i działanie. Istnieje cały szereg problemowzwiazanych z uzyskaniem surowca a nastepnie wykazaniem ilosciowym i jakosciowym substancjiczynnej fizjologicznie, na jej odpowiednim wyizolowaniu oraz przeprowadzeniu badan in vitro i in vivopod katem wykazania roli zdrowotnej i wyznaczenia zakresu dawki bezpiecznej. Wymagania, ktore saim stawiane to: jakosc, bezpieczenstwo i skutecznosc. Nutraceutyki zawierajace materiał pochodzeniaroslinnego stanowia wiekszosc wszystkich tego typu produktow. Moga one zwierac całe fragmentyroslin, alg, grzybow, porostow lub/i preparaty wyekstrahowane z tego materiału poddane destylacji,frakcjonowaniu, oczyszczaniu, zatezaniu i innym procesom. Sprawa regulacji statusu substancjipochodzenia botanicznego jest zroznicowana w krajach Unii Europejskiej. W jednych z nich sa onesprzedawane jako zywnosc lub sa wprowadzane do zywnosci funkcjonalnej/ fortyfikowanej albo sasuplementami zywnosci, wobec czego nie posiadaja oswiadczen zdrowotnych. W innych krajach tepreparaty sa postrzegane jako zioła lecznicze wprowadzane do obrotu po uzyskaniu pozytywnej opiniiw rygorystycznym procesie rejestracji (29).

Z dotychczasowych regulacji i zarzadzen wynika, ze nutraceutyki ziołowe moga byc dodawane dozywnosci np. funkcjonalnej jako dodatki w oparciu o Rozporzadzenie dotyczace Nowej Zywnoscii składnikow Nowej Zywnosci z 1997 r. (32), ratyfikowanej przez Stały Komitet Unii Europejskiejw 2005 r. Z ustalen tych wynika, ze te przepisy moga miec zastosowanie do tego typu zywnosci, ktorabyła stosowana w Unii Europejskiej przed 15 maja 1997 r. Zgodnie z ustaleniami moze byc ona nadalsprzedawana, ale tylko w tej samej kategorii zywnosci jak do 1997 r. Jesli producent bedzie chciałzmienic rodzaj kategorii zywnosci i stosowana substancje czynna dodac do innej kategorii zywnosci np.do napoju, to musi uzyskac pozwolenie w oparciu o badania toksykologiczne. Jesli substancjepochodzace z zioł były uzywane tylko w suplemencie, czy nutraceutyku przed 1997 r. to prawdopodob-nie bedzie potrzebnie uzupełnienie danych dla uzyskania zgody na stosownie ich do zywnosci. Poziomi typ substancji czynnej w nutraceutyku majacym zastosowanie jako dodatek do zywnosci – musiodpowiadac jej ilosci w normalnym zywieniu oraz nie moze byc klasyfikowany jako „srodek leczniczyprzez funkcje”, poniewaz taka klasyfikacja wyklucza jego uzycie w zywnosci (30).

Trwaja prace nad unormowaniem prawnym lekow roslinnych a zwłaszcza zioł stosowanych jakosuplementy zywnosci i maja byc zakonczone w 2012 r. Zaproponowano utworzenie list pozytywnychzioł, ktore moga byc dodawane do zywnosci oraz list negatywnych zabraniajacych stosowanianiektorych z nich jako dodatki do zywnosci.

Roznorodnosc problemow powstajacych przy stosowaniu składnikow pochodzacych z surowcowroslinnych zwłaszcza posiadajacych substancje czynne jest niezmiernie duza. Poza wymienionymi

Nr 1 5Neutraceutyki, zywnosc funkcjonalna

musza byc wziete pod uwage. mozliwosci wystapienia ich interakcji z lekami czy suplementami. Naogoł lekarze i pacjenci nie posiadaja wiedzy o działaniu składnikow suplementow czy nutraceutykow.Fakt ten moze byc przyczyna zaburzen organizmu w wyniku niepozadanych działan ubocznych. Istniejatez substancje o zawezonej granicy bezpiecznego stosowania. Przykładem moze byc preparat otrzymanyz przesli – Ephedra sp. uzywany w medycynie chinskiej w dawkach niskich i nie toksycznych. Ephedrazostała dopuszczona przez DSHEA w Stanach Zjednoczonych jako suplement do zywnosci redukujacejmase ciała. Jednak młodzi sportowcy stosowali ten suplement w ilosciach przekraczajacych zalecanedawki dla otrzymania szybszego efektu, co spowodowało przypadki smiertelne. Wobec czego w 2004 r.stosowanie tego preparatu zostało zabronione (11).

Rozpatrujac sprawe badan nad nutraceutykami pochodzenia roslinnego nalezy wziac pod uwage fakt,ze czesto zawieraja one substancje izolowane z produktu roslinnego i stanowia pojedynczy składnik.Powoduje to, ze wynik badan nad skutecznoscia ich działania bywa odwrotny od oczekiwanego zewzgledu na uzycie oczyszczonego materiału botanicznego. Przykładem takiego efektu sa badaniakliniczne działania β-karotenu w zapobieganiu wystepowania raka płuc. W badaniach tego typupowinny byc brane pod uwage interakcje zachodzace miedzy składnikami diety (11).

B a d a n i e b e z p i e c z e n s t w a s t o s o w a n i a n u t r a c e u t y k o w i z y w n o s c if u n k c j o n a l n e j p o s i a d a j a c y c h s k ł a d n i k i p o c h o d z e n i a b o t a n i c z n e g o

Bezpieczenstwo stosowania tego typu zywnosci wymaga badan przeprowadzanych zarowno in vitro(izolowane komorki, mikroorganizmy, enzymy, receptory i DNA) oraz in vivo na zwierzetach (badanietoksycznej ostrej, przewlekłej, reprodukcji, genotoksycznosci), ktore moga wykazywac potencjalneniebezpieczenstwo dla ludzi. Wazne sa tez badania kliniczne w ktorych zwraca sie baczna uwage nawystepowanie działan niepozadanych w wyniku stosowania danych substancji. Badania epidemiologicz-ne sa wymagane zwłaszcza w odniesieniu do zywnosci funkcjonalnej (30, 33). Przeprowadzone sa tezbadania skutecznosci działania, co zwiazane jest scisle z oswiadczeniami producentow zywnosciumieszczanymi na etykietach i reklamach. Dla ochrony konsumentow wazne sa tresci oswiadczenzywieniowych i zdrowotnych przedstawionych w przekazach o charakterze komercyjnym. Stosowanietych oswiadczen powinno byc potwierdzone ogolnie akceptowanym danymi naukowymi (16, 30, 34).Ostateczne dane powinny byc weryfikowane dokładna analiza doboru metod stosowanych w badaniachoraz doboru grup (np. osob) badanych, analiza wiarygodnosci i powtarzalnosci wynikow oraz krytycznaocena sformułowanych wnioskow z uzyciem odpowiednich biomarkerow w ocenie działania zywnoscifunkcjonalnej (16, 33).

Okreslono trzy grupy biomarkerow: wskazniki ekspozycji na organizm składnika funkcjonalnego,markery biologicznej odpowiedzi organizmu na obecnosc składnika aktywnego, markery efektuzdrowotnego, wywołanego działaniem tego składnika. Ten ostatni nalezy do najwazniejszych.

Pierwszy z wymienionych markerow daje odpowiedz charakteryzujaca poziom wskaznikow bio-chemicznych – jest to informacja niewystarczajaca. Markery biologicznej odpowiedzi organizmu naobecnosc składnika aktywnego daja wiedze dotyczaca docelowego jego działania np. gestosc mineralnakosci, jako wskaznik spozycia produktow zawierajacych wapn. Markery efektu zdrowotnego okreslanesa przez badanie powstałych zmian procesu fizjologicznego zwiazanego ze spodziewanym efektem np.pomiar wskaznika BMI, jako dowodu zmniejszania ryzyka otyłosci w wyniku podawania diety,zawierajacej składnik o takim działaniu (16).

P r z y s z ł o s c r o z w o j u p r o d u k c j i n u t r a c e u t y k o w i z y w n o s c i f u n k c j o n a l n e j

Obecna wielkosc produkcji i popytu na nutraceutyki i zywnosc funkcjonalna wskazuje na dalszyintensywny ich rozwoj. Sa nimi zainteresowani zarowno konsumenci, jak i producenci zywnoscipomimo, iz obecnie brak jest jednolitych uregulowan prawnych. W dalszym rozwoju nutraceutykowi zywnosci funkcjonalnej znaczaca role beda odgrywac badania naukowe.

Wiele składnikow zywnosci funkcjonalnej jest znanych z ich działania prozdrowotnego, ale jeszczewieksza grupa zwiazkow jest mało lub niezupełnie poznana pod wzgledem ich własciwosci fizjologicz-nych – prozdrowotnych. Potrzebne jest wypracowanie odpowiednich metod identyfikacji samychsubstancji, jak i opracowanie biomarkerow charakterystycznych dla kazdej z nich w organizmieczłowieka. Do waznych czynnikow warunkujacych dalszy rozwoj naleza: dobra jakosc produkcjii bezpieczenstwo produktow oparte na rzetelnych podstawach naukowych, opracowanie odpowiednichwielkosci podazy substancji stosowanych jako nutraceutyki, aby nie spowodowac działan niepozada-nych, stały rozwoj nowoczesnych metod kontroli bezpieczenstwa zywnosci (35).

6 Nr 1R. Oledzka

Istnieja tez pewne watpliwosci w odniesieniu do szerokiego stosowania zywnosci funkcjonalnej jaki nutraceutykow. Wielu specjalistow wyraza obawy, ze zywnosc funkcjonalna jest zbytnio przesyconadodawanymi składnikami odzywczymi i funkcjonalnymi. Dlatego niezbedne sa badania, ktore rozstrzyg-na, ktore dodatki do zywnosci zawierajace substancje biologicznie aktywne i jakie ich ilosci sa korzystnelub wrecz szkodliwe dla ludzi w roznych przedziałach wiekowych, zarowno dla ludzi zdrowych jaki chorych. Dotyczy to zwłaszcza tych składnikow, ktore powinny byc stosowane regularnie i w długimokresie czasu (36).

Nalezy tez stwierdzic, ze o ile w produkcji zywnosci funkcjonalnej bedzie głownie uczestniczyłprzemysł spozywczy, to w produkcja nutraceutykow odbywac sie bedzie w wiekszym stopniuw wytworniach farmaceutycznych pod nadzorem farmaceutycznym, a mniejszym stopniu pod nadzoremprawa zywnosciowego. Dalszy rozwoj tych produktow spowoduje pojawienie sie nowych regulacjiprawnych dbajacych o bezpieczenstwo konsumenta.

R. O l e d z k a

NUTRACEUTICALS, FUNCTIONAL FOOD – THE ROLE AND SAFETY OF USING

PISMIENNICTWO

1. Kwak N.S., Jukes D.J.: Functionał Foods. Part 1.: The development of regulatory concept, FoodControl, 2001; 12: 99-107. – 2. Kwak N.S., Jukes D.J.: Functional Foods. Part 2: The impact of currentregulatory terminology, Food Control, 2001; 12: 109-117. – 3. Andlauer W., Furst P.: Nutraceuticals:a piece of history, present status and outlook, Food Research, 2002; 35: 171-176. – 4. Hardy G.:Nutraceuticals and functional foods: introduction and meaning, Nutrition, 2000; 16: 688-689. – 5. OhamaH., Ikeda H., Moroyoshi H.: Health foods and foods with health claims in Japan, Toxicol, 2006; 221:95-111. – 6. DeFelice S.L.: The nutraceutical initiative: a recommendation for use economic and regulatoryreforms, Genetic Enginering News 1992; 12: 13-25. – 7. Jones P.: Clinical Nutrition: 7. Functional foods– more than nutrition. CMAJ; 2002; 166(12): 1555-1563. – 8. Hasler C.M.: Functional foods: their role indisease prevention and health promotion, Food Technol., 1998; 52: 63-70. – 9. DeFelice S.L.: Thenutraceutical revolution, its impot on food industry research and development Trends Food Sci. Technol.1995; 6: 59-61. – 10. DeFelice S.L.: http://www.fimdefelice.org/archives/arc. researchact.html.-9

11. Barnes S., Prasain J.: Current progress in the use of traditional medicines and nutraceuticals.Current Opinion in Plant Biology, 2005; 6: 324-328. – 12. Position of the American Dietetic Association:Functional Foods. J. Am. Diet. Assoc., 2004; 104: 814-126. – 13. Bellisle F.,Diplock S.T., Hornstra G.,Kolezko B., Roberfroid M.B., Salmine S., Saris W.H.M.: Functional Food Science in Europe ConsensusDokument., Brit. J. Nutr., 1998; 80(81): 1-80. – 14. Roberfroid M.B.: A Europan Consensus of ScienificConcepts of Functional Foods, Nutr. 2000; 16(7/8): 689-691. – 15. Diplock A.T.,Aggett P.J., AshwellM.,Bornet F., Fern E.B., Roberfrioid M.P.: Scientific concepts of functional foods in Europe: consensusdokument. Br. J. Nutr. 1999; 81(S1): 1-32. – 16. Ashwell M.: Concepts of functional foods.ILSI Europe2002. – 17. Pennington J.A.T.: Food composition databases for bioactive components. J. Food Comp.Anal., 2002; 15: 419-434. – 18. Kritchevsky D., Chen C.S.: Phytosterols-health benefis and potentialconcerns: a review. Nutrit. Res. 2005; 25: 413-429. – 19. Stanczak A., Ochocki Z.: Zywnoscfunkcjonalna i nutraceutyki. Bromat. Chem. Toksykol. 2003; 36: 185-101. – 20. Gosslau A., Chen K.Y.:Nutraceuticals, apoptosis and disease prevention. Nutr. 2004; 20: 95-102.

21. Hasler C.M.: The chanching face of functional foods. J. Amer. Coll. Nutr. 2000; 19: 499S-506S.– 22. Kolanowski W.: Zywnosc funkcjonalna – nowe propozycje. Bromat. Chem. Toksykol. 2003; 36:185-191. – 23. Ferrari C.K.B, Torres E.A.F.S.: Biochemical pharmacology of functional foods andprevention of chronic diseases of aging. Biomed. Pharmacotherapy 2003; 57: 251-260. – 24. Menrad K.:Market and marketing of functional food in Europe. J. Food Ingin. 2003; 56: 181-188. – 25. Bagchi D.:Nutraceuticals and functional foods regulations in the Unites States and around the Word. Toxicol. 2006;221: 1-3. – 26. Noonan Ch., Noonan P.W.: Marketing dietary supplements in the United States: A reviewof requirements for new dietary ingredients Toxicol. 2006; 221: 4-8. – 27. Hilliam M.: Functional food.How big is the market? The World of Food Ingredients 2000; 12: 50-52. – 28. Regulation (EC) No.

Nr 1 7Neutraceutyki, zywnosc funkcjonalna

178/2002 of the European Parliament and the Council of 28 January 2002 – laying down the generalprinciples and requirements of food law, establishing the European Food Safety Authority and layingdown procedures in matters of food safety. Official Journal L. 031, 01/02/2002, str. 0001-0024. – 29.Gulati O.P., Ottaway P.B.: Legistlation relating to nutraceuticals in the European Union with a particularfocus on botanical – sourced products. Toxicol. 2006; 221: 75-87. – 30. Coppens P., da Silva M.F.,Pettman S.: European regulation on nutraceuticals dietary supplements and functional foods: A frame-work based on safety. Toxicol. 2006; 221: 59-74.

31. Directive 2002/46/EC of the European Parliament and of Council of 10 June 2002 on theapproximation of the laws of the Member States relating to food supplements. Official Journal L 183.12/07/2002, str. 0051-0057. – 32. Ustawa o bezpieczenstwie zywnosci i zywienia z dnia 25 sierpnia.Dz.U. z 2006 r. Nr 171, poz. 1225. – 33. Kruger C.L., Mann S.W.: Safty evaluation of functionalingredients. Food Chem. Toxicol., 2003; 41: 793-805. – 34. Rozporzadzenie (WE) Nr 1924/2006Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie oswiadczen zywieniowychi zdrowotnych dotyczacych zywnosci. – 35. Noonan W.P., Noonan Ch.: Legal requirements for„functional foods” claims. Toxicol. Letters, 2004; 150: 19-24. – 36. Erbersdobler H.F.: Summarisinglecture and prospects for future research and development. Food Res. Internat., 2002; 35: 323-325.

Adres: 02-097 Warszawa, ul. Banacha 1.

8 Nr 1R. Oledzka

Dorota Przybylska, Anna Długosz

WPŁYW FLUORKU SODU NA PROCESY WOLNORODNIKOWE

Katedra i Zakład Toksykologii Akademii Medycznej we WrocławiuKierownik: prof. dr hab. A. Długosz

Przeprowadzono badania nad wpływem fluorku sodu na parametry stresu oksydacyj-nego w mitochondriach z łozysk ludzkich. Zaobserwowano, ze fluorek sodu powodujezwiekszenie stezenia dialdehydu malonowego i zmniejszenie zawartosci grup tiolowychbiałek, natomiast nie wpływa na generacje rodnika hydroksylowego (•OH).

Hasła kluczowe: fluorek sodu, wolne rodniki, stres oksydacyjny.Key words: sodium fluoride, free radicals, oxidative stress.

Fluor i zwiazki fluoru sa substancjami toksycznymi. Moga pochodzic ze zrodełnaturalnych – minerałow skorupy ziemskiej (fosforyty, apatyty), gleb powulkanicz-nych, duzych zbiornikow wodnych, wod gruntowych i zrodeł o zwiekszonejzawartosci fluoru. Kolejnym zrodłem fluoru sa, zwiazane z działalnoscia człowie-ka, emisje przemysłowe oraz komunalne i przemysłowe spalanie wegla (1).Zwiazki fluoru wystepuja takze w zywnosci. Stwierdzono ich obecnosc w herbacie,miesie ryb, lisciastych warzywach, napojach chłodzacych, np. coca coli (2).Odrebnym zrodłem fluoru sa srodki stosowane w terapii osteoporozy oraz do egzo-i endogennej profilaktyki prochnicy zebow w postaci past do zebow, roztworow dowcierania w powierzchnie zebow albo do płukania ust, fluorowych zeli, pianek,lakierow, a takze woda sztucznie fluorowana lub tabletki zawierajace zwiazkifluoru (3). Fluor i jego pochodne dostaja sie do organizmu droga oddechowa i przezprzewod pokarmowy.

Fluor podawany w duzych dawkach hamuje oddychanie tkankowe, przemianyweglowodanow, lipidow, synteze hormonow gruczołow przytarczycznych, tarczycyoraz przysadki (4). Zwiazki fluoru wykazuja takze działanie mutagenne; przyczynajest zahamowanie aktywnosci enzymu odbudowujacego DNA. Zmniejszaja inten-sywnosc procesu fagocytozy o ok. 50%, w efekcie czego zwieksza sie podatnosc nainfekcje, szczegolnie w tkankach i narzadach, z ktorymi fluor bezposrednio siekontaktuje (2). Zatrucie fluorkami jest zwiazane z osłabieniem produkcji energiipoprzez zahamowanie cyklu Krebsa, zanik miesni, uszkodzenie watroby i nerek (5).Mechanizm toksycznego oddziaływania fluoru na organizm nie jest całkowiciewyjasniony. Prawdopodobne jest, ze jednym z mechanizmow moze byc generacjaprzez zwiazki fluoru wolnych rodnikow, w tym reaktywnych form tlenu i wpływ narownowage oksydacyjno-redukcyjna organizmu.

W prezentowanej pracy badano in vitro wpływ fluorkow na procesy wolnorod-nikowe i dokonano podsumowania dotychczasowych badan. Celem było okreslenie

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 9 – 14

wpływu fluorku sodu na niektore parametry stresu oksydacyjnego, tj. stezeniedialdehydu malonowego (MDA), zawartosc grup tiolowych białek czy zdolnosc dogenerowania rodnika hydroksylowego (•OH). Chociaz wiele wiemy o toksycznoscifluorkow nie jest poznany ich wpływ na procesy wolnorodnikowe w komorkachludzkich. Badania in vivo na zwierzetach wskazuja na zdolnosc fluorkow dogeneracji wolnych rodnikow.

MATERIAŁ I METODY

Badania przeprowadzono na modelu in vitro – mitochondriach z łozysk ludzkich. Łozyska uzyskanood pacjentek z Kliniki i Katedry Rozrodczosci i Połoznictwa we Wrocławiu. Mitochondria izolowanometoda Radi i Lass i przechowywano w temp. –80°C do momentu wykonania oznaczen (nie dłuzejjednak niz 3 mies.) (6, 7). Stopien peroksydacji lipidowej mierzony był stezeniem MDA, ktoreoznaczono metoda z kwasem tiobarbiturowym (TBARS). Stopien uszkodzenia białek oszacowano przezoznaczenie zawartosci grup tiolowych białek metoda Ellmana. Generacje rodnika hydroksylowego(•OH) badano przez pomiar stopnia degradacji dezoksyrybozy (8).

Do badan uzyto fluorku sodu (cz.d.a M:41,99 g/mol POCh Gliwice,) w roztworach wodnycho nastepujacych stez. µmol/dm3: 3, 6, 12 i 24.

O c e n a w p ł y w u f l u o r k u s o d u n a s t e z e n i e M D A w m i t o c h o n d r i a c hZawiesine mitochondrialna w ilosci 1 cm3 pobudzano poprzez inkubacje z 30 mm3 1% roztworu

nadtlenku t-butylu (t-BOOH) w temp. 37°C przez 30 min. i oznaczenia wykonano analogicznie jakopisano poprzednio (9). Zawartosc grup tiolowych białek oznaczono za pomoca odczynnika Ellmanametoda wg. Rice-Evans i wspołpr. (8).

A n a l i z a s t a t y s t y c z n aWyniki oceniono statystycznie za pomoca programu Statistica PL 6,0. Zmiennosc rozkładu spraw-

dzono testem Lilleforsa. Istotnosc roznic badanych zmiennych o rozkładzie normalnym oceniono testemt-Studenta. Roznice uznawano z istotne statystycznie przy p < 0,05.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Wpływ fluorku sodu na peroksydacje lipidow oceniano przez pomiar MDA. Wszystkie zastosowanew doswiadczeniu stezenia fluorku sodu, a mianowicie 3-, 6-, 12- i 24 µmol/dm3 powodowały istotnystatystycznie (p = 0,00004 – 0,02146) wzrost poziomu MDA w mitochondriach w stosunku do kontroliK1 (ryc. 1).

Otrzymane wyniki potwierdzaja inne badania in vitro nad apoptoza w komorkach Hl-60 indukowanafluorkiem sodu. Wykazały one, ze po narazeniu na fluorek sodu wzrasta stezenie MDA, 4-hydroksy-nonenalu (4-HNE) i spada potencjał błonowy mitochondrium. Nastepował znaczacy wzrost cytochromuc w cytozolu. Antyoksydanty, tj. N-acetylocysteina (NAC) czy glutation (GSH) ochraniały komorkiprzed zmiana potencjału błonowego i uwalnianiem cytochromu c, co sugerowało, ze antyoksydantymoga zapobiegac apoptozie indukowanej przez NaF. Doswiadczenie pozwala wnioskowac, ze byc mozeNaF indukuje apoptoze w komorkach nowotworowych przez zwiekszenie poziomu stresu oksydacyj-nego, czego skutkiem była peroksydacja lipidow i kaskada kaspazy prowadzaca do apoptotycznejsmierci komorek HL-60 (10). Podobne wyniki dotyczace wpływu NaF na peroksydacje uzyskanoz badan in vivo. Podawanie osmiotygodniowym samcom szczurow Wistar fluorku sodu w wodzie pitnejw stez. 5 i 25 mg/dm3 przez 12 tyg. spowodowało wzrost stezenia MDA w nerkach, watrobie, mozgu,jadrach i krwi w stopniu zaleznym od dawki i czasu narazenia oraz znaczacy spadek aktywnosciperoksydazy glutationowej (GPx) (11). Takze w mozgu szczurow z chroniczna fluoroza wykazanowzrost zawartosci MDA i zuzycia tlenu w tkankach mozgowych oraz zmniejszenie ilosci wielo-nienasyconych kwasow tłuszczowych (12). Podawano rowniez szczurom rasy Wistar fluorki w dawce 30lub 100 ppm w wodzie pitnej podczas ich zycia płodowego, po odstawieniu od karmienia az doosiagniecia dojrzałosci płciowej. Wyniki odnoszono do grup kontrolnych, ktorym podawano dopuszczal-na dawke (0,5 ppm) fluorkow. Zaobserwowano wzrost poziomu MDA u szczurow suplementowanych

10 Nr 1D. Przybylska, A. Długosz

Ryc. 1. Wpływ fluorku sodu – NaF na poziom MDA w zawiesinie mitochondrialnej.* wyniki statystycznie istotnie rozne od proby kontrolnej K1 (p = 0,00004 – 0,02146).

Fig. 1. Effect of natrium fluoride (NaF) on MDA concentration in the mitochondrial suspension.* statistically significant difference when compared to the control sample K1 (p = 0,00004 – 0,02146).

fluorkami w dawce 100 ppm, natomiast 30 ppm fluorku nie powodowało znaczacych zmian w poziomieMDA w krwinkach czerwonych (13). W obydwu grupach traktowanych fluorkiem wzrosła aktywnoscperoksydazy glutationowej w krwinkach, szczegolnie przy dawce 100 ppm. Aktywnosc dysmutazyponadtlenkowej (SOD) w krwinkach czerwonych (RBC) obnizyła sie znaczaco po wysokich dawkachfluorku, natomiast stosunek zredukowanego do całkowitego glutationu w RBC i poziom kwasumoczowego obnizyły sie w obu grupach. Wyniki tych badan sugeruja, ze długoterminowe narazenie nafluorki we wczesnych stadiach rozwojowych zwieksza stres oksydacyjny we krwi, zaburzajac antyok-sydacyjna obrone u szczurow. Wzrost stresu oksydacyjnego moze byc jednym z posrednich czynnikoww patogenezie toksycznych objawow powodowanych przez fluorki. Prezentowane wyniki dowodza, zefluorek sodu moze wywoływac stres oksydacyjny u szczurow lub w komorkach ludzkich in vitro. Redyi wspołpr. badajac obrone antyoksydacyjna (enzymatyczna i nieenzymatyczna) i peroksydacje lipidowzarowno u ludzi z obszarow objetych endemiczna fluoroza (5 ppm fluorku w wodzie pitnej) i u krolikowotrzymujacych wode zawierajaca 150 ppm przez 6 mies., nie zaobserwowali znaczacych roznicw poziomie peroksydacji lipidow, glutationu i witaminy C we krwi wzgledem kontroli. Nie zanotowalirowniez zmian w aktywnosci katalazy, dysmutazy ponadtlenkowej, peroksydazy glutationowej i trans-ferazy S-glutationowej (14). Wyniki te roznia sie od innych dotyczacych stresu oksydacyjnego wefluorozie. Wiekszosc badaczy wskazuje na stres oksydacyjny jako jeden z mechanizmow toksycznegodziałania fluorkow.

Wyniki badan nad wpływem fluorku sodu na peroksydacje lipidowa skłaniaja do podjecia probywyjasnienia mechanizmu tego zjawiska. Wazne jest zidentyfikowanie rodzaju rodnikow wytwarzanychpod wpływem fluorku sodu. Dotychczas nie opisano badan nad wpływem fluorkow na generacje rodnikahydroksylowego. Natomiast nieliczne prace wskazuja na stymulowanie przez fluorki generacji anionoro-dnika ponadtlenkowego. Dlatego przeprowadzono badania własne nad wpływem fluorku sodu nawytwarzanie rodnika hydroksylowego (•OH). W badaniach tych stwierdzono, ze NaF w zastosowanychstezeniach nie powoduje istotnego statystycznie wzrostu wytwarzania tego rodnika w porownaniuz kontrola K3 (ryc. 2).

Ryc. 2. Wpływ fluorku sodu – NaF na poziom rodnika hydroksylowego (•OH)w zawiesinie mitochondrialnej.

* wyniki statystycznie istotnie rozne od proby kontrolnej K3 (p < 0,05).

Fig. 2. Effect of natrium fluoride (NaF) on hydroxyl radical (•OH) concentrationin the mitochondrial suspension.

* statistically significant difference when compared to the control sample K3 (p < 0.05).

Nr 1 11Fluorek sodu a procesy wolnorodnikowe

Mechanizm zwiekszania peroksydacji moze byc zwiazany z wpływem na faze inicjacji poprzez np.generacje rodnika hydroksylowego. Moze tez polegac na hamowaniu aktywnosci enzymow SOD, GPxczy katalazy, co skutkuje zwiekszonym wytwarzaniem anionorodnika ponadtlenkowego i nadtlenkuwodoru. Wyniki naszych badan przemawiaja za drugim mechanizmem oddziaływania fluorku sodu. Dotakiego wniosku skłaniaja takze badania in vitro na mastocytach izolowanych ze szczurow i in-kubowanych z fluorkiem, ktore wykazały, ze komorki te pod wpływem fluorkow uwalniały histamineoraz wytwarzały anionorodnik ponadtlenkowy. Proces był tak intensywny, ze nie hamowało go nawetdodanie adenozyny, znoszacej wpływ na neutrofile znanego induktora wytwarzania nadtlenku, jakim jestN-formylometionyloleucylo-fenyloalanina (fMLP) (15).

Dla sprawnego usuwania nadtlenku wodoru, wytwarzanego m.in. z anionorodnika ponadtlenkowego,potrzebny jest zredukowany glutation. Interesujacym wydało sie zbadanie wpływu fluorkow na grupytiolowe białek, co posrednio pozwala okreslic ich wpływ na zredukowany glutation. W nastepnym etapiebadan oznaczono zawartosc grup tiolowych białek w błonach mitochondrialnych. Wyniki wykazały, zefluorek sodu w dawkach 3 – 12 µmol/dm3 powoduje istotne statystycznie (p = 0,001857 – 0,031779)zmniejszenie zawartosci grup tiolowych w błonach mitochondrialnych (ryc. 3).

Moze to swiadczyc o wzmozeniu procesow utlenienia grup SH pod wpływem fluorkow. Działaniatakiego nie zaobserwowano natomiast przy zastosowaniu dawki NaF rownej 24 µmol/dm3.

Ryc. 3. Wpływ fluorku sodu – NaF na zawartosc grup tiolowych w zawiesinie mitochondrialnej.* wyniki statystycznie istotnie rozne od proby kontrolnej K2 (p = 0,002 – 0,03).

Fig. 3. Effect of natrium fluoride (NaF) on sulfhydryl groups concentrationin the mitochondrial suspension.

* statistically significant difference when compared to the control sample K2 (p = 0,002 – 0,03).

Rezultaty badan wykonanych in vitro koreluja z wynikami badan in vivo, przeprowadzonych naszczurach, ktorym podawano fluorek sodu (Wang i wspołpr.). Wykazano, ze nadmierne ilosci fluorkumoga indukowac peroksydacje lipidow, ktora powoduje zmniejszenie ilosci wielonienasyconychkwasow tłuszczowych, a przez to wpływa na funkcje i skład błony komorkowej. Doniesiono rowniez, zefluorki moga obnizac aktywnosc dysmutazy ponadtlenkowej i peroksydazy glutationowej, co mozepowodowac duze nagromadzenie wolnych rodnikow. Badanie wykazało, ze obnizony poziom fos-folipidow i nienasyconych kwasow tłuszczowych oraz spadek ilosci ubichinonu moze byc zwiazanez peroksydacja lipidow wynikajaca z ataku wolnych rodnikow na składniki błony komorkowej (16).Poziom całkowitego glutationu, zredukowanego glutationu i kwasu askorbowego był podwyzszonyw homogenatach mozgow szczurow otrzymujacych 30 ppm fluorku, podczas gdy poziomy te obnizyłysie u zwierzat przyjmujacych 100 ppm tego zwiazku. Aktywnosc peroksydazy glutationowej byłaznaczaco podwyzszona w obu przypadkach (30 i 100 ppm). Aktywnosc S-transferazy glutationowejw mozgu wzrosła zarowno przy dawce 30, jak i 100 ppm, jednak wiekszy wzrost wystepował przydawce 30 ppm NaF. Rezultaty te wskazuja, iz fluorki zwiekszaja stres oksydacyjny w mozgu, co mozebyc jednym z rozwazanych czynnikow w patogenezie toksycznosci fluorkow (17).

Efekty działania fluorkow na peroksydacje lipidow, uszkodzenie DNA i apoptoze badane na modeluin vitro – komorkach hepatocytow płodow ludzkich zdaja sie potwierdzac uzyskane w naszej pracywyniki. Poziom lipidowych produktow peroksydacji (LPO), zredukowanego glutationu (GSH), uszko-dzenie DNA, apoptoza i analiza cyklu komorkowego były mierzone po narazeniu komorek na fluoreksodu w dawkach 40 – 160 µg/cm3. Fluorek powodował podwyzszenie poziomu LPO i obnizenie poziomuGSH zawartego w komorkach oraz uszkodzenie DNA i apoptoze (18).

12 Nr 1D. Przybylska, A. Długosz

WNIOSKI

1. Fluorek sodu w stez. 3, 6, 12 i 24 µmol/dm3 powoduje wzrost poziomuperoksydacji lipidow w mitochondriach mierzonej stezeniem dialdehydu malono-wego.

2. Fluorek sodu w stez. 3, 6, 12 µmol/dm3 powoduje obnizenie zawartosci gruptiolowych w błonie mitochondrialnej, co moze byc zwiazane ze zwiekszonympoziomem stresu oksydacyjnego.

3. Fluorek sodu w stez. 3, 6, 12 i 24 µmol/dm3 nie powoduje zwiekszeniawytwarzania rodnika hydroksylowego (•OH).

4. Mechanizm zwiekszania peroksydacji lipidowej przez fluorek sodu wydajesie byc bardziej zwiazany z ewentualna generacja anionorodnika ponadtlenkowegoi obnizeniem zawartosci grup tiolowych białek niz zwiekszeniem generacji rodnikawodorotlenowego.

D. P r z y b y l s k a, A. D ł u g o s z

INFLUENCE OF NATRIUM FLUORIDE ON FREE RADICAL PROCESSES

S u m m a r y

Increasing presence of fluorine compounds in the environment and the growing human exposurerequire continuous monitoring. The aim of the study was to assess natrium fluoride (NaF) influence onsome of the oxidative stress parameters, such as: malonedialdehyde (MDA) concentration, content ofprotein sulfhydryl groups (SH) and the ability to generate the hydroxyl radical, (•OH). The assays wereperformed by spectrophotometry on mitochondria from human placenta. It was noted that NaF causedMDA level increase, SH groups content decrease, and had no influence on hydroxyl radical generation.To sum up, the mechanism of lipid peroxidation increase caused by NaF seems to be connected withgeneration of superoxide radical and reduction of SH groups content rather than with increased hydroxylradical generation.

PISMIENNICTWO

1. Machoy-Mokrzynska A.: Znaczenie toksycznosci wziewnej zwiazkow fluoru w Polsce. Bromat.Chem. Toksykol., 2000; 33(2): 133-136. – 2. Brandys J.: Toksykologia wybrane zagadnienia.Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellonskiego Krakow, 1999; 236-239. – 3. Opydo-Szymaczek J.:Znaczenie oceny ekspozycji na fluorki w profilaktyce stomatologicznej. Stomatologia Wspołczesna,2003; 10(5): 44-48. – 4. Senczuk W.: Toksykologia. Panstwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich,Warszawa, 2003; 546-549. – 5. Ghosh D., Das Sarkar S., Maiti R., Jana D., Das U.B.: Testicular toxicityin sodium fluoride treated rats: association with oxidative stress. Reprod. Toxicol., 2002; 16(4): 385-390.– 6. Radi R., Sims S., Cassina A., Turrens J.R.: Role of catalase and cytochrome c in hydroxyperoxide-dependent lipid peroxidation and chemiluminescence in rat heart and kidney mitochondria. Free Rad.Biol. Med., 1993; 15: 653-659. – 7. Długosz A., Piotrowska D.: Lipid peroxidation stimulated bySolvesso, Bavanol and methanol and its counteraction by antioxidants in human placental mitochondria.Toxicol. in Vitro, 2002; 16: 649-656. – 8. Bartosz G.: Druga twarz tlenu. Wydawnictwo Naukowe,PWN, Warszawa 1995; 301-302 i 365. – 9. Długosz A., Sawicka E., Marchewka Z.: Styrene and ethyleneglycol have a synergetic effect on lipid peroxidation that is better protected than repaired by CoQ10.

Toxicol. in Vitro, 2005; 19: 581-588. – 10. Anuradha C.D., Kanno S., Hirano S.: Oxidative damage tomitochondria is a preliminary step to caspase-3 activation in fluoride-induced apoptosis in HL-60 cells.Free Radic. Biol. Med., 2001; 31(3): 367-373.

11. Inkielewicz I., Krechniak J.: Fluoride effects on glutathione peroxidase and lipid peroxidation inrats. Fluoride, 2004; 37(1): 7-12. – 12. Shao Q., Wang Y., Guan Z.: Influence of free radical inducer on

Nr 1 13Fluorek sodu a procesy wolnorodnikowe

the level of oxidative stress in brain of rats with fluorosis. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi, 2000;34(6): 330-332. – 13. Shivarjashankara Y.M., Shivarshankara A.R., Bhat P.G., Rao S.H.: Lipidperoxidation and antioxidant systems in the blood of young rats subjected to chronic fluoride toxicity.Indian J. Exp. Biol., 2003; 41(8): 857-860. – 14. Reddy G.B., Khandare A., Reddy P.Y., Rao G.S.,Balakrishna N., Srivalli I.: Antioxidant defense system and lipid peroxidation in patients with skeletalfluorosis and in fluoride-intoxicated rabbits. Toxicol. Sci., 2003; 72(2): 363-368. – 15. Rzeuski R.,Chlubek D., Machoy Z.: Interactions between fluoride and biological free radical reactions. Fluoride,1998; 31(1): 43-45. – 16. Wang Y.N., Xiao K.Q., Liu J.L., Dallner G., Guan Z.Z.: Effect of long termfluoride exposure on lipid composition in rat liver. Toxicology, 2000; 146(2-3): 161-169. – 17.Shivarajashankara Y.M., Shivashankara A.R., Bhat P.G., Rao S.H.: Brain lipid peroxidation andantioxidant systems of young rats in chronic fluoride intoxication. Fluoride, 2002; 35(3): 197-203. – 18.Wang A.G., Xia T., Chu Q.L., Zhang M., Liu F., Chen X.H., Yang K.D.: Effects of fluoride on lipidperoxidation, DNA damage and apoptosis in human embryo hepatocytes. Biomed. Environ. Sci., 2004;17(2): 217-222.

Adres: 50-417 Wrocław, ul. Traugutta 57/59.

14 Nr 1D. Przybylska, A. Długosz

Elzbieta Rusinek, Anna Czech

ZAWARTOSC AZOTANOW(V) I (III)ORAZ METALI CIEZKICH

W WYBRANYCH WARZYWACH KORZENIOWYCHW ZALEZNOSCI OD CZASU PRZECHOWYWANIA

CZESC I

Katedra Biochemii i Toksykologii Akademii Rolniczej w LublinieKierownik: prof. dr hab. J. Truchlinski

Celem pracy było okreslenie zawartosci azotanow(V) i (III) oraz kadmu i ołowiuw swiezych korzeniach marchwi, pietruszki, selera oraz buraka i po szesciomiesiecznymprzechowywaniu w kopcu ziemnym. Szesciomiesieczne przechowywanie warzyw wpłynełona wzrost zawartosci azotanow(III) i (V) w korzeniu pietruszki i selera, kadmu w korzeniumarchwi i buraka, a ołowiu w korzeniu marchwi i pietruszki.

Hasła kluczowe: warzywa korzeniowe, metale ciezkie, azotany(V), azotany(III),przechowywanie.

Key words: root vegetables, heavy metals, nitrates V, nitrates III, storage.

Warzywa sa bogatym zrodłem witamin, zwiazkow mineralnych oraz błonnika,odgrywaja istotna role w prawidłowym zywieniu człowieka, powinny byc obokskładnikow budulcowych i energetycznych stałym składnikiem diety. Oproczskładnikow odzywczych, warzywa moga byc zrodłem substancji niepozadanych.Mozemy tu wyroznic m.in. azotany(V) i (III) oraz metale ciezkie. Czynnikami,ktore w istotny sposob wpływaja na zawartosc azotanow w warzywach sa: warunkisrodowiskowe, gatunek i odmiana rosliny, sposob uprawy, rodzaj gleby, jejwilgotnosc i pH, nawozenie, wegetacja, zawartosc mikroelementow, czas i warunkiprzechowywania (1, 2). Metale ciezkie zaliczane sa do zanieczyszczen zywnosci,ktorych wspolna cecha jest zdolnosc do kumulowania sie w organizmie i długiokres biologicznego połtrwania (3). Uprawy warzyw oraz ich przechowywaniepowinny byc zlokalizowane na glebach niezanieczyszczonych, o niskiej naturalnejzawartosci tych metali. Z uwagi na duza popularnosc i wysokie spozycie warzyw,jak rowniez na wzrastajace zanieczyszczenie srodowiska zasadne staje sie ciagłekontrolowanie tych produktow.

Celem pracy było okreslenie zawartosci azotanow(V) i (III) oraz kadmu i ołowiuw swiezych warzywach korzeniowych i po szesciomiesiecznym przechowywaniuw kopcu ziemnym.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 15 – 21

MATERIAŁ I METODY

Materiał badawczy stanowiły swieze i przechowywane warzywa korzeniowe: marchew, pietruszka,seler, burak. Warzywa pozyskano z terenu działki połozonej w odległosci 1 km od trasy szybkiego ruchuw czasie koncowego okresu wegetacyjnego (1.07.2004) oraz po szesciomiesiecznym przechowywaniuw kopcu ziemnym, niemetylowanym, o temp. sredniej 278 K i wilgotnosci wzglednej powietrza 87%.Analizy przeprowadzono przed zakopcowaniem warzyw i po otwarciu kopca, tj. po szesciu miesiacach.Dla kazdego warzywa w obydwu okresach pobrano po 5 probek w celu oznaczenia zawartosciazotanow(V) i (III) oraz kadmu i ołowiu. Oznaczenia wykonano w dwoch powtorzeniach. Przebadanow sumie 40 probek warzyw. Oznaczanie zawartosci azotanow(III) i (V) przeprowadzono metodakolorymetryczna wg PN-92/A-75112, polegajacej na pomiarze intensywnosci zabarwienia, jakie dajajony azotanowe(III) z odczynnikiem Griessa (4). Zawartosc ołowiu i kadmu oznaczono technikabezpłomieniowa, metoda atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej (ASA). Uzyskane dane liczbowepoddano analizie statystycznej z wykorzystaniem programu Statistica wersja 5. Istotnosc roznic miedzysrednimi wyznaczono testem analizy wariancji jednoczynnikowej ANOVA, przyjmujac poziom istotno-sci 0,05.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Korzenie selera i buraka cechowały sie istotnie wyzsza koncentracja azotanow(V) odpowiednio1924,2 i 1790,3 mg kg–1 s.m (13422,5 i 11713,6 mg kg–1 w przeliczeniu na sucha mase) w porownaniudo korzenia marchwi oraz pietruszki (tab. I). W badaniach Lisiewskiej i Kmiecika (5) zawartoscazotanow(V) w warzywach korzeniowych była natomiast bardzo zroznicowana w zaleznosci od rokuzbioru i była zblizona do wynikow uzyskanych w prezentowanej pracy. Zawartosc azotanow(V)w korzeniu marchwi, pietruszki, selera i buraka była znacznie wyzsza od ilosci, jakie otrzymała z uprawekologicznych Rutkowska (6).

Srednia zawartosc azotanow(V) zarowno w miekiszu, jak i skorce marchwi była mało zroznicowanai wynosiła srednio 442,3 ± 4,85 mg kg1 s.m (2530,8 ± 41 mg kg–1 s.m), (tab. I). Miekisz pietruszki orazburaka cechował sie istotnie wyzsza zawartoscia azotanow(V) w porownaniu do skorki odpowiednioo ok. 81% i 165% (w swiezej masie) oraz 84% i 83% (w suchej masie). Natomiast zarowno w swiezej,jak i suchej masie w miekiszu selera ilosc tego składnika była o ok. 45% mniejsza niz w skorce (tab. I).Jak podaje Lisiewska i Kmiecik (5) wysokie zawartosci azotanow V wykazuja z reguły te czesci roslin,ktore biora udział w transporcie substancji odzywczych.

W czasie okresu szesciomiesiecznego przechowywania nastapił istotny wzrost zawartosci azota-now(V) w pietruszce i selerze odpowiednio o 46,5% i 120%, co zostało potwierdzone w wynikachuzyskanych w przeliczeniu na s.m. Natomiast w marchwi i buraku zaobserwowano istotny spadekzawartosci tego składnika odpowiednio: o 47% oraz 32,5% w swiezej masie oraz (o 49% i 29% w suchejmasie), (tab. I). Według Grobelnej i wspołpr. (7) zawartosc azotanow(V) w ciagu 3 lat badan miesciła siew przedziale: marchew bezposrednio po zbiorze 160 – 1500 mg kg–1 s.m, marchew po przechowaniu270 – 1170 mg kg–1 s.m. W badaniach Gonczarenki i Grzelki cytowanych przez Lisiewska i Kmiecika (5)obserwowano rowniez obnizenie ilosci azotanow (V) w burakach podczas kilkumiesiecznego prze-chowywania. Hata oraz Machackova i wspołpr. cytowani przez tych samych autorow (5) stwierdzili, zepodczas krotkoterminowego przechowywania warzyw obserwuje sie wzrost poziomu azotanow(V).Według Hillera i wspołpr. (8) podstawowa przyczyna pojawienia sie tych zwiazkow lub zwiekszania sieich ilosci jest mikrobiologiczna redukcja azotanow(V) do azotanow(III) i zalezy ona od warunkowprzechowywania. Redukcje ta przyspieszaja podwyzszona temperatura, dłuzszy czas przechowywania,niskie stezenie tlenu i duza liczba bakterii redukujacych. Ponadto wykazał on rowniez, ze w prze-chowywanych warzywach, w ktorych stwierdzono wysoka zawartosc azotanow(III) dochodzi doobnizenia miana coli.

Korzen buraka i selera w porownaniu z pozostałymi warzywami cechował sie wieksza kumulacjaazotanow(III) srednio: 4,00 ± 0,55 mg kg1 s.m (27,3 ± 3,3 mg kg–1 s.m) w porownaniu z korzeniempietruszki, w ktorym to zawartosc tego składnika wynosiła 2,41 mg kg–1 s.m (12,72 mg kg–1 s.m).Istotnie mniejsza ilosc azotanow(III) w porownaniu do korzenia buraka i selera zanotowano w korzeniumarchwi 0,73 mg kg–1 s.m oraz 4,17 mg kg–1 s.m. Zblizone ilosci azotanow(III) w pietruszce i burakuzanotowali Szymczak i Prescha (2). W badaniach Lisiewskiej i Kmiecika (5) zawartosc azotanow(III)w warzywach korzeniowych była bardzo zroznicowana w zaleznosci od roku zbioru, ale była ona

16 Nr 1E. Rusinek, A. Czech

Nr 1 17Azotany(V) i (III) w warzywach korzeniowych. Cz. I.

zblizona do wartosci uzyskanych w prezentowanej pracy. W badaniach Rutkowskiej (6) zawartoscazotanow(III) w korzeniu marchwi, pietruszki, selera oraz buraka zarowno w uprawach ekologicznychjak i konwencjonalnych była znacznie mniejsza w porownaniu do prezentowanych wynikow.

W skorce pietruszki srednia zawartosc azotanow(III) była wyzsza i wynosiła 2,19 mg kg–1 s.m (11,61mg kg–1 s.m) niz w miekiszu 0,21 mg kg–1 s.m (1,12 mg kg–1 s.m). W pozostałych warzywach wartoscizarowno w skorce jak i miekiszu kształtowały sie na zblizonym poziomie (tab. I).

Podczas okresu przechowywania doszło do wzrostu ilosci tego składnika zarowno w przeliczeniu naswieza jak i sucha mase w pietruszce (p ≥ 0,05) i selerze (p ≤ 0,05), natomiast w buraku i marchwizanotowano spadek ilosci azotanow(III) (tab. I). Podobne rezultaty uzyskali Zalewski i wspołpr. (9),ktorzy zaobserwowali znaczny spadek zawartosci azotanow(III) w przechowywanej marchwi, rowniezSikora i Miedzybrodzka (10) podczas przechowywania marchwi w kopcu ziemnym zanotowali obnizeniezawartosci azotanow(III) o ok. 99%. W badaniach Bresia i wspołpr. (11) zawartosc azotanow(III)w marchwi, pietruszce i selerze była zroznicowana i zalezała od terminu zbioru, ale była nieco nizsza odzawartosci tego składnika w prezentowanej pracy.

Wysokie nagromadzenie azotanow(III) i (V) w warzywach mogło byc wynikiem niewłasciwejtechnologii uprawy warzyw, zwłaszcza błedow w nawozeniu oraz w przechowywaniu i transporciewarzyw (11).

Srednia zawartosc kadmu w (marchwi, pietruszce, selerze, buraku) była zroznicowana. W pietruszceoraz buraku wynosiła ok. 0,072 mg kg–1 s.m (0,48 mg kg–1 s.m) i była istotnie wyzsza od jego zawartosciw marchwi oraz selerze. Zawartosc kadmu w korzeniu pietruszki w badaniach Sokołowskiej i Kacprzaka(12) była zblizona do prezentowanych wynikow (wynosiła srednio 0,058 mg kg–1 s.m). W badaniachZalewskiego i wspołpr. (13) zawartosc kadmu w burakach (srednio 0,203 mg kg–1 s.m) była znaczniewyzsza od prezentowanych wynikow, natomiast zblizona ilosc tego metalu (0,026 – 0,054 mg kg–1 s.m)była w korzeniu selera oraz pietruszki (0,043 – 0,089 mg kg–1 s.m).

Najwyzsza zawartosc kadmu stwierdzono w skorce pietruszki (0,056 mg kg–1 s.m), natomiast (0,30mg kg–1 s.m) w skorce buraka, a najnizsza w skorce marchwi. W miekiszu pietruszki zawartosc kadmubyła o 53% nizsza w porownaniu do skorki. Rowniez zawartosc kadmu w miekiszu buraka i selera byłanizsza odpowiednio o 26 ± 3% w porownaniu do skorki zarowno dla swiezej jak i suchej masy (tab. II).Natomiast w marchwi zawartosc tego pierwiastka w miekiszu była o ok. 45% (dla swiezej masy) i 50%(dla suchej masy), wyzsza niz w skorce. Wyzsze zawartosci kadmu w skorce marchwi (0,115 mg kg–1

s.m) w porownaniu do miekiszu (0,027 mg kg–1 s.m) uzyskali Wieczorek i Kostrzewa (14), ktorzystwierdzili, ze kadm gromadzi sie warstwowo w całym korzeniu warzyw, jednak jego wieksze ilosciwystepuja w skorce, w porownaniu do rdzenia. Zwiazane jest to z wieksza absorpcja pierwiastkow przezskorke warzyw. W procesie obierania warzyw dochodzi do utraty ze skorka do 19% kadmu (14).

Okres przechowywania wpłynał istotnie na wzrost tego pierwiastka w marchwi oraz burakuodpowiednio o 45% i 28% w przeliczeniu na swieza mase oraz 53% i 29% w przeliczeniu na suchamase. Natomiast w pietruszce i selerze w czasie przechowywania jego ilosc uległa obnizeniuodpowiednio o 18% i 1,7% w przeliczeniu na swieza mase oraz 15% i 5% w przeliczeniu na sucha mase(tab. II). W dostepnej literaturze nie napotkano danych dotyczacych wpływu okresu przechowywania nazawartosc tego metalu.

Srednia zawartosc ołowiu w marchwi, pietruszce oraz selerze kształtowała sie na zblizonym poziomie(0,073 ± 0,001 mg kg–1 s.m) (0,43 ± 0,06 mg kg–1 s.m) i była ona o ponad 100% wyzsza niz w buraku(tab. II). Wyzsze wyniki zawartosci ołowiu w korzeniu pietruszki z upraw konwencjonalnych (od0,21 do 0,56 mg kg–1 s.m) uzyskała Leszczynska (15), rowniez w warzywach z upraw ekologicznychilosc tego metalu była wyzsza (od 0,23 do 0,33 mg kg–1 s.m). Uprawy konwencjonalne cechowały sieznacznie wyzsza zawartoscia ołowiu w korzeniach marchwi i buraka w porownaniu z otrzymanymiwynikami (15). W badaniach Zalewskiego i wspołpr. (13) zawartosc ołowiu w korzeniu pietruszki byłanizsza, od uzyskanych w prezentowanych badaniach podobnie jak i zawartosc tego metalu w korzeniachmarchwi, buraka oraz selera.

W skorce marchwi oraz selera srednia zawartosc ołowiu była znacznie nizsza (o ponad 100%)w porownaniu z miekiszem. W miekiszu pietruszki i buraka ilosc tego pierwiastka była znacznie nizszaw porownaniu do skorki odpowiednio o około 69% i 42% (tab. II). W badaniach Wieczorek i Kostrzewy(14) zawartosc ołowiu w skorce marchwi (0,075 mg kg–1 s.m) była znacznie wyzsza niz w miekiszu.Zatem w procesie obierania usuwane jest wraz ze skorka srednio 25% ołowiu.

Podczas przechowywania zawartosc ołowiu w marchwi oraz pietruszce wzrosła odpowiednio o ok.96% i 13% dla swiezej masy oraz 93% i 11% w przeliczeniu na sucha mase. Natomiast zawartosc tegopierwiastka w korzeniach selera oraz buraka istotnie obnizyła sie odpowiednio o ok. 44% i 32%. Jak

18 Nr 1E. Rusinek, A. Czech

Nr 1 19Azotany(V) i (III) w warzywach korzeniowych. Cz. I.

podaje Pajdowski (16) przechowywanie warzyw w roznych warunkach moze wpłynac na zawartoscmetali ciezkich i np. przetrzymywanie marchwi w formie kostki w wodzie o temperaturze pokojowejw ciagu 24 h, zmniejszyła maksymalnie zawartosc ołowiu o 40%, a kadmu o 67% w stosunku dozawartosci stwierdzonej w surowcu. Wieksze wymywanie kadmu z warzyw moze wynikac z lepszejrozpuszczalnosci soli tego pierwiastka w wodzie w porownaniu z solami ołowiu (16).

WNIOSKI

1. Istotnie wyzsza zawartoscia azotanow(III) i (V) cechował sie korzen burakai selera w porownaniu do korzenia marchwi i pietruszki, natomiast istotnie nizszakumulacje ołowiu zanotowano w korzeniu buraka, a kadmu w korzeniu marchwioraz selera w porownaniu do pozostałych warzyw.

2. Szesciomiesieczne przechowywanie warzyw korzeniowych w kopcu ziem-nym wpłyneło na wzrost zawartosci azotanow(III) i (V) w korzeniu pietruszkii selera, kadmu w korzeniu marchwi i buraka, a ołowiu w korzeniu marchwii pietruszki.

3. Miekisz pietruszki i buraka cechował sie mniejsza kumulacja azotanow(III),kadmu i ołowiu, a wieksza azotanow(V) w porownaniu do skorki, natomiastw miekiszu marchwi i selera znajdowała sie mniejsza ilosc azotanow(V), a wiekszaołowiu.

E. R u s i n e k, A. C z e c h

NITRATE (V), NITRATE (III) AND HEAVY METAL CONTENTS IN SELECTED ROOTVEGETABLES DEPENDING ON THE SHELF LIFE

(PART I)

S u m m a r y

The aim of this work was to analyse the contents of nitrates V, nitrates III, lead and cadmium in thefresh roots of carrot, parsley, celery and beet, and in the roots of the same vegetables stored during sixmonths in the clamp. The beet root and celery were characterised by significantly higher levels ofnitrates V and III compared with the carrot and parsley roots, while a significantly lower accumulation oflead was noted in the beet root, and of cadmium in carrot and celery compared with other studiedvegetables. The six month storage of the selected root vegetables in the clamp increased theconcentration of nitrates V and III in the root of parsley and celery, and of lead in the carrot and parsleyroots. Compared with their skin, the parsley and the beet parenchyma showed lower nitrate III, cadmiumand lead accumulation, while in the parenchyma of carrot an celery there was less nitrates V and morelead.

PISMIENNICTWO

1. Mocko A., Wacławek W.: Ocena zawartosci metali ciezkich oraz azotanow (III) i (V) w wybranychgatunkach warzyw ogrodow działkowych miasta Ozimek. Bromat. Chem. Toksykol., 2005; 38 (1):41-46. – 2. Szymczak J., Prescha A.: Zawartosc azotanow i azotynow w warzywach rynkowych weWrocławiu w latach 1996 – 1997. Roczn. PZH, 1999; 50(1): 17-23. – 3. Czech A., Rusinek E.: Zawartoscmetali ciezkich oraz azotanow i azotynow w wybranych warzywach z rejonu Lubelszczyzny. Roczn.PZH, 2005; 56(3): 229-236. – 4. Polska Norma. Owoce, warzywa i ich przetwory. Oznaczaniezawartosci azotanow i azotynow. PN-92/A-75112. – 5. Lisiewska Z., Kmiecik W.: Azotany i azotynyw warzywach. Cz. I. Wpływ roznych czynnikow na zawartosc azotanow i azotynow w warzywachswiezych. Postepy Nauk Rolniczych, 1991; 3: 11-23. – 6. Rutkowska G.: Badania zawartosci azotanow

20 Nr 1E. Rusinek, A. Czech

i azotynow w warzywach uprawianych konwencjonalnie i ekologicznie. Przem. Spoz., 1999; 6: 47-49.– 7. Grobelna M., Machoy Z., Niewiarowska-Pawlus L., Polawska H., Skucinski S.: Zawartosc azotanowi azotynow w wybranych warzywach z terenu wojewodztwa szczecinskiego. Roczn. PZH, 1983; 34(5-6):481-486. – 8. Hiller A., Skolimowska U., Grzelka M.: Stan mikrobiologiczny przechowywanychw okresie jesienno-zimowym i narazonych na przemarzniecie. Bromat. Chem. Toksykol., 1987; 20(1):1-7. – 9. Zalewski W.: Zagadnienia wystepowania roznych form azotu w warzywach w zwiazkuz nawozeniem azotowym. Bromat. Chem. Toksykol., 1971; 4: 399-405. – 10. Sikora E., MiedzybrodzkaA.: Wpływ niektorych czynnikow na zawartosc azotanow i azotynow w korzeniach marchwi i bulwachziemniaka w czasie przechowywania. Cz. I. Wpływ czasu i warunkow przechowywania. Bromat. Chem.Toksykol., 1988; 21: 257-263.

11. Bres W., Komosa A., Golcz A., Kozik E., Roszyk J., Tyksinski W.: Zawartosc azotanow i azotynoww warzywach z targowisk w Poznaniu. Prace Komisji Nauk Rolniczych i Komisji Nauk Lesnych, 1991;71: 3-9. – 12. Sokołowska J., Kacprzak H.: Zywnosc ekologiczna i kontrolowana dla Slaska – koncepcjei doswiadczenia. Seminarium Polskiego Towarzystwa Ekologicznego, Gliwice czerwiec 1995; 1-5. – 13.Zalewski W., Oprzadek K., Syrocka K., Lipinska J., Jaroszynska J.: Zawartosc pierwiastkow szkodliwychdla zdrowia w owocach i warzywach uprawianych w wojewodztwie siedleckim. Roczn. PZH, 1994;45(1-2): 19-26. – 14. Wieczorek C., Kostrzewa M.: Wpływ procesu kulinarnego na zawartosc ołowiui kadmu w marchwi. Roczn. PZH, 1997; 48(2): 186-191. – 15. Leszczynska T.: Porownanie zawartosciwybranych metali ciezkich w warzywach pochodzacych ze sklepow z zywnoscia ekologiczna orazplacow targowych Krakowa. Bromat. Chem. Toksykol., 1999; 32 (2):191-196. – 16. Pajdowski L.:Chemia ogolna. Cz. II. Wyd. PWN, 1985; 379, 524.

Adres: 20-950 Lublin, ul. Akademicka 13.

Nr 1 21Azotany(V) i (III) w warzywach korzeniowych. Cz. I.

strona22 - wakat

Anna Czech, Elzbieta Rusinek, Kinga Kołodziej

ZAWARTOSC PIERWIASTKOW SLADOWYCHW WYBRANYCH WARZYWACH KORZENIOWYCHW ZALEZNOSCI OD CZASU PRZECHOWYWANIA

CZESC II

Katedra Biochemii i Toksykologii Akademii Rolniczej w LublinieKierownik: prof. dr hab. J. Truchlinski

Metoda absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (ASA) oznaczono zawartosc miedzi,cynku, manganu i zelaza w probkach swiezych i przechowywanych w kopcu ziemnymprzez okres szesciu miesiecy warzyw korzeniowych (marchwi, pietruszki, selera, buraka)z rejonu Lubelszczyzny. Szesciomiesieczne przechowywanie warzyw korzeniowych wpły-neło na wzrost zawartosci miedzi i zelaza w korzeniach wszystkich analizowanychwarzyw, natomiast manganu w korzeniu selera i buraka. Spadek zawartosci cynku poszesciomiesiecznym przechowywaniu zanotowano we wszystkich badanych warzywach.

Hasła kluczowe: warzywa korzeniowe, miedz, cynk, mangan, zelazo, przechowy-wanie.

Key words: root vegetables, copper, zinc, manganese, iron, storage.

Warzywa sa waznym elementem diety człowieka oraz zrodłem witamin i skład-nikow mineralnych. Niedobor, jak i nadmiar pierwiastkow sladowych jest szkod-liwy i prowadzic moze do wyniszczenia organizmu, a nawet smierci. Z uwagi naduza popularnosc i wysokie spozycie warzyw, jak rowniez na wzrastajace zanie-czyszczenie srodowiska zasadne staje sie ciagłe kontrolowanie tych produktow(1, 2).

Celem pracy było okreslenie zawartosci miedzi, cynku, manganu oraz zelazaw swiezych warzywach korzeniowych i po szesciomiesiecznym przechowywaniuw kopcu ziemnym.

MATERIAŁ I METODY

Rodzaj materiału badawczego, liczbe prob, miejsce oraz warunki pobrania i przechowywania warzywprzedstawiono w (cz. I). Pobrane do oznaczen warzywa przygotowano i spalono metoda sucha w temp.450oC, a nastepnie roztwarzano w kwasie solnym o stez. 6 mol/dm3. W otrzymanym mineralizacieoznaczono zawartosc miedzi, cynku, manganu i zelaza technika płomieniowa, metoda atomowejspektrofotometrii absorpcyjnej ASA. Uzyskane dane liczbowe poddano analizie statystycznej z wyko-rzystaniem programu Statistica wersja 5. Istotnosc roznic miedzy srednimi wyznaczono testem analizywariancji jednoczynnikowej ANOVA, przyjmujac poziom istotnosci 0,05.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 23 – 29

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

W korzeniu buraka zanotowano istotnie wyzsza (p ≤ 0,05) koncentracje miedzi w porownaniu dokorzenia marchwi i selera, gdzie zawartosc tego mikroelementu wahała sie srednio na poziomie 1,55± 0,34 mg kg–1 s.m (tab. I). Nie zanotowano takiej zaleznosci w przeliczeniu na sucha mase, gdzienajwieksza koncentracje miedzi odnotowano w korzeniu buraka 31,96 mg kg–1 w suchej masie.W pozostałych warzywach ilosc tego pierwiastka była znacznie mniejsza (p ≤ 0,05). Najnizsza iloscmiedzi w porownaniu do analizowanych warzyw stwierdzono w korzeniu pietruszki (0,66 mgkg–1 s.m)(tab. I). Była ona znacznie nizsza od ilosci, jakie otrzymała z upraw ekologicznych i konwencjonalnychLeszczynska (3). Natomiast zawartosc miedzi w korzeniu marchwi i buraka była znacznie wyzszaw porownaniu zarowno z iloscia tego składnika w warzywach z upraw ekologicznych, jak i konwenc-jonalnych. Odmienne rezultaty uzyskał Zalewski i wspołpr. (4), gdzie zawartosc miedzi była znacznienizsza w korzeniu marchwi, selera i buraka, natomiast w korzeniu pietruszki zanotowano istotnie wyzszakoncentracje miedzi w porownaniu do wartosci uzyskanych w prezentowanej pracy.

Zawartosc miedzi zarowno w miekiszu, jak i skorce pietruszki była mało zroznicowana i wynosiłasrednio: 0,33 ± 0,02 mgkg–1 s.m (1,91 ± 0,12 mg kg–1 w przeliczeniu na sucha mase), (tab. I). Miekiszmarchwi i selera cechował sie wyzsza zawartoscia tego mikroelementu w porownaniu do skorkiodpowiednio o ok. 119% i 23% zarowno w przeliczeniu na swieza, jak i sucha mase. Natomiastw miekiszu buraka zawartosc miedzi była o ok. 65% mniejsza niz w skorce (tab. I). Jak podaje Beuggerti wspołpr. (5) miedz w marchwi koncentruje sie warstwowo, najwieksze stezenie tego mikroelementuwystepuje kolejno w miekiszu, skorce i rdzeniu.

W czasie okresu przechowywania w korzeniu marchwi nastapił ok. 5% wzrost zawartosci miedziw przeliczeniu na swieza mase oraz 9,7% wzrost tego pierwiastka w przeliczeniu na sucha mase,(p ≥ 0,05), natomiast w pozostałych badanych warzywach: pietruszka, seler i burak wzrost ten był istotny(p ≤ 0,05) i wynosił odpowiednio ok. 93%, 157% i 183% w przeliczeniu na swieza mase, natomiastw przeliczeniu na sucha mase wynosił: 102%, 173% i 197%, (tab. I).

W korzeniu marchwi zanotowano istotnie wyzsza (p ≤ 0,05) koncentracje cynku w porownaniuz korzeniem selera, w ktorym to ilosc tego mikroelementu kształtowała sie na poziomie 1,66 mgkg–1

s.m., natomiast najmniejsza koncentracja cynku cechował sie korzen buraka, (0,83 mg kg–1 s.m). Inaczejkształtuje sie zaleznosc koncentracji cynku w badanym materiale w przeliczeniu na sucha mase.W korzeniu marchwi i selera zawartosc tego mikroelementu kształtowała sie na zblizonym poziomie(12,6 ± 1,3 mg kg–1 s.m.) i była ona istotnie wyzsza w porownaniu do korzenia pietruszki i buraka (5,6± 0,2 mg kg–1 s.m). W badaniach Zalewskiego i wspołpr. (4), a takze Szymczaka i wspołpr. (6) zawartosccynku była znacznie wyzsza w porownaniu z iloscia tego mikroelementu w prezentowanej pracy.Natomiast w badaniach Leszczynskiej (3) zawartosc cynku w korzeniu marchwi, pietruszki i buraka,zarowno w warzywach z upraw ekologicznych, jak i konwencjonalnych była znacznie nizsza.

Zawartosc cynku zarowno w miekiszu, jak i skorce selera była mało zroznicowana i wynosiła srednio:0,83 ± 0,01 mgkg–1 s.m (5,65 ± 0,12 mg kg–1 s.m). Skorka pietruszki i buraka zarowno w przeliczeniu naswieza, jak i sucha mase cechowała sie wyzsza zawartoscia tego mikroelementu w porownaniu domiekiszu odpowiednio o ok. 140% i 17%. Natomiast w skorce marchwi zawartosc cynku była o ok. 34%nizsza niz w miekiszu (tab. I). W czasie okresu przechowywania nastapił istotny spadek (p ≤ 0,05)zawartosci tego mikroelementu we wszystkich badanych warzywach (pietruszka, burak, seler, marchew)odpowiednio o 9%, 22%, 57% i 73%, zarowno w przeliczeniu na swieza jak i sucha mase (tab. I).

Jak podaje Błoniarz i wspołpr. (7) zawartosc manganu w roslinach, poza własciwosciami gatun-kowymi uwarunkowanymi genetycznie, moze zalezec od wielu czynnikow, np. od typu i profilu gleby,nawozenia, zmian klimatycznych oraz od zanieczyszczenia gleb przez pestycydy, a srodowiska przezpyły i gazy z roznych emiterow. Dopuszczalny poziom manganu w zywnosci, jak dotychczas nie zostałokreslony, chociaz z badan WHO wynika, ze zarowno niedobor, jak i nadmiar tego pierwiastkaw pozywieniu ma niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka. Zawartosc manganu w korzeniu marchwibyła odpowiednio wyzsza w przeliczeniu na swieza i sucha mase o ok. 83% i 68,82% od pozostałychwarzyw, w ktorych to zawartosc tego mikroelementu wynosiła srednio 5,4 ± 0,2 mgkg–1 s.m (33,68± 2,6 mg kg–1 w suchej masie) (tab. II). Według Zalewskiego i wspołpr. (4) zawartosc manganuw warzywach korzeniowych była zroznicowana i zalezała od roku zbioru i kształtowała sie na poziomiesrednio 6,0 mg kg–1 s.m w korzeniu buraka, natomiast w korzeniu marchwi 2,8 mg kg–1 s.m.

W skorce marchwi i pietruszki zanotowano istotny wzrost (o ponad 100%) zawartosci manganuw porownaniu z miekiszem zarowno w przeliczeniu na swieza, jak i sucha mase. Natomiast w skorceselera i buraka ilosc tego mikroelementu była istotnie nizsza (o ok. 48 %), (tab. II). Jak podaje Beuggert

24 Nr 1A. Czech i inni

Nr 1 25Pierwiastki sladowe w warzywach korzeniowych. Cz. II.

i wspołpr. (5) rosliny pobieraja mangan dwuwartosciowy z rozpuszczonych jego soli znajdujacych siew roztworze glebowym oraz zwiazanym wymiennie z kompleksem sorpcyjnym. Pewien wpływ napobieranie manganu przez rosliny maja jony wapnia, magnezu i zelaza. Jony wapnia moga obnizacpobieranie tego mikroelementu, natomiast jony magnezu osłabiaja przyswajanie tego składnika przezrosliny. Rosliny prawdopodobnie pobieraja mangan niemal do konca okresu wegetacji, jednakzeszybkosc jego pobierania nie jest rownomierna. Najwieksze ilosci manganu zostaja przyswojonew okresie przed kwitnieniem. Rosliny zdolne sa pobierac mangan nie tylko przez korzenie, ale rowniezprzez liscie zarowno w formie rozpuszczalnych soli, jak i chelatow. Sposrod warzyw szczegolniewysokie stezenie manganu wystepuje w ziemniakach i burakach (8).

W czasie szesciomiesiecznego przechowywania w kopcu ziemnym (tab. II) zawartosc manganuistotnie wzrosła (p ≤ 0,05) w selerze i buraku, odpowiednio o ok. 151% i 39% w przeliczeniu na swiezamase, natomiast o 166% i 46% w przeliczeniu na sucha mase. W korzeniu marchwi i pietruszkizawartosc tego mikroskładnika obnizyła sie o ok. 13% i 69%, zarowno w przeliczeniu na swieza, jaki sucha mase. Według Michałojc (9) przyswajalnosc manganu maleje wraz ze wzrostem pH gleby.Według Szteke i wspołpr. (10) srednie zawartosci manganu w roslinach jadalnych w tym marchwipobranych w kolejnych latach (2001 – 2003) i w roznych rejonach Polski sa na ogoł zblizone, dlatego tezuzyskane rezultaty moga wskazywac na wpływ okresu przechowywania na zawartosc tego mikroskład-nika.

Najwieksza ilosc zelaza zanotowano w korzeniu marchwi (srednio 21,32 mg kg–1 s.m oraz 123,3mg kg–1 w przeliczeniu na sucha mase), była ona wyzsza o ok. 36% (w przeliczeniu na swieza mase)i ok. 31% (w przeliczeniu na sucha mase) niz w pozostałych warzywach korzeniowych (pietruszka, seler,burak). W badaniach Zalewskiego i wspołpr. (4) zawartosc zelaza w korzeniu marchwi była znaczniewyzsza od uzyskanych w badaniach własnych, natomiast w korzeniach pozostałych warzyw zawartosctego mikroskładnika kształtowała sie na zblizonym poziomie. Jak podaje Michałojc (9) waznymczynnikiem, ktory ma wpływ na zawartosc zelaza w roslinach jest odczyn gleby. Przy niskim pHprzyswajalnosc tego mikroelementu jest znacznie wyzsza niz przy wysokim.

W miekiszu marchwi, selera, pietruszki i buraka srednia zawartosc zelaza zarowno w swiezej, jaki suchej masie była istotnie nizsza (p ≤ 0,05) niz w skorce odpowiednio o ok. 74%, 71%, 54%, i 50 %,(tab. II).

Okres przechowywania wpłynał na wzrost zawartosci zelaza w korzeniach wszystkich badanychwarzyw. W przeliczeniu na swieza i sucha mase zanotowano odpowiednio: w korzeniu selera wzrostjedynie o 0,8% i 6,85%, w pietruszce o 55% i 58% , w marchwi o 64% i 71%, a w korzeniu buraka, azo 150% i 163,32%. Mogło byc to spowodowane niskim pH gleby, w ktorym były zakopcowane warzywa(9). Nalezy wspomniec, ze zelazo ma ogromny wpływ na zmniejszenie toksycznego działania ołowiuw organizmie, a takze jest jednym z czynnikow, ktory wpływa na zmniejszenie absorpcji kadmuz zywnosci (11).

Pomimo duzego zroznicowania w obiegu gleba-roslina obserwuje sie pewne prawidłowosci okres-lajace stopien bioprzyswajalnosci pierwiastkow oraz bioakumulacyjne własciwosci roslin. Zawartoscpierwiastkow sladowych w roslinach zalezy od chemicznego składu srodowiska, a wiec, od gleby, wodyi powietrza. Dodatkowymi istotnymi czynnikami sa specyficzne biochemiczne własciwosci roslin orazgeochemiczne własciwosci kazdego pierwiastka (12). Analizowane warzywa były hodowane i prze-chowywane w kopcach ziemnych na tym samym terenie. Dlatego tez mozna przypuszczac, ze zmianyw zawartosci analizowanych składnikow mineralnych w roslinach bezposrednio po zbiorze oraz poszesciomiesiecznym przechowywaniu w kopcu ziemnym nie były spowodowane składem mineralnymgleby. Według Miedzybrodzkiej i wspołpr. (13) w procesie przechowywania warzyw w kopcu ziemnymnastepuje z reguły obnizenie poziomu azotanow III i V lub zmiany zawartosci tych zwiazkow sa małoistotne, nie napotkano niestety w dostepnej literaturze wynikow dotyczacych wpływu przechowywaniana zawartosc mikroelementow w warzywach korzeniowych, dlatego trudne sa do zinterpretowaniauzyskane wyniki. Przypuszczac mozna, ze wzrost zawartosci miedzi i zelaza, a takze manganu (korzenselera i buraka) po szesciomiesiecznym przechowywaniu mogł byc spowodowany długotrwałymkontaktem z gleba, natomiast obnizenie zawartosci cynku mogło byc zawiazane z działaniem anta-gonistycznym w stosunku do miedzi (14).

26 Nr 1A. Czech i inni

Nr 1 27Pierwiastki sladowe w warzywach korzeniowych. Cz. II.

WNIOSKI

1. Korzen marchwi kumulował istotnie wyzsze ilosci cynku, manganu i zelazaw porownaniu do korzenia pietruszki, selera i buraka, natomiast w korzeniu burakawystepowała znacznie wyzsza zawartosc miedzi w porownaniu do pozostałychwarzyw.

2. Szesciomiesieczne przechowywanie warzyw korzeniowych w kopcu ziem-nym wpłyneło na istotny wzrost zawartosci miedzi i zelaza w korzeniach wszyst-kich analizowanych warzyw, natomiast manganu w korzeniu selera i buraka.Spadek zawartosci cynku po szesciomiesiecznym przechowywaniu zanotowano wewszystkich badanych warzywach.

3. Zawartosc zelaza była wyzsza w skorce wszystkich analizowanych warzywkorzeniowych (marchew, pietruszka, seler, burak), manganu w skorce marchwii pietruszki, cynku w skorce pietruszki, natomiast miedzi w skorce burakaw porownaniu do miekiszu.

A. C z e c h, E. R u s i n e k, K. K o ł o d z i e j

TRACE ELEMENT CONTENTS IN THE SELECTED ROOT VEGETABLESDEPENDING ON THE SHELF LIFE

S u m m a r y

The aim of this study was to analyse the contents of copper, zinc, manganese and iron in the roots ofcarrot, parsley, celery and beet, fresh and after six month storage in the clamp. The beet root wascharacterised by significantly higher content of copper as compared with the carrot, parsley and celeryroots, while the accumulation of zinc was lower in the root of the beet, and of manganese and iron in theroot of celery, beet and parsley as compared with the carrot. The six-month storage of the vegetable rootsin the clamp increased the content of iron and copper in all analysed vegetables, and of manganese in theroots of celery and beet. The content of zinc was lower after the storage in all analysed vegetables. Thelevel of iron in all analysed vegetables (carrot, parsley, celery, beet root) was higher in the skin; thecontent of manganese was higher in the skins of carrot and parsley; that of zinc was higher in the skin ofparsley, while copper level was higher in the skin of the beet root as compared with the parenchyma.

PISMIENNICTWO

1. Kozłowski H.: Metale w biologii, medycynie i srodowisku. Wiad. Chem., 1994; 48: 24-35. – 2.Lipinska J., Oprzadek K.: Ocena zawartosci metali w warzywach z siedleckich ogrodow działkowych.Roczn. PZH, 1996; 47: 211-216. – 3. Leszczynska T.: Porownanie zawartosci wybranych metali ciezkichw warzywach pochodzacych ze sklepow z zywnoscia ekologiczna oraz placow targowych Krakowa.Bromat. Chem. Toksykol., 1999; 32(2): 191-196. – 4. Zalewski W., Oprzadek K., Syrocka K., Lipinska J.,Jaroszynska J.: Zawartosc pierwiastkow szkodliwych dla zdrowia w owocach i warzywach uprawianychw wojewodztwie siedleckim. Roczn. PZH, 1994; 45(1-2): 19-26. – 5. Beuggert H., Andrey D.,Guggisberg H., Herman A., Huber D.: Monitoring – Programm „Schwermetalle in Lebensmitteln” VI.Blei, Cadmium, Kupfer und Zink in Schweizer Karotten. Mitt. Gebiete Lebensm. Hyg. 1993; 84: 37-45.– 6. Szymczak J., Ilow R., Regulska-Ilow B.: Zawartosc miedzi i cynku w warzywach, owocach i zbozachpochodzacych z terenow o zroznicowanym zanieczyszczeniu przemysłowym oraz ze szklarni. Roczn.PZH, 1993; 44(4): 347-359. – 7. Błoniarz J., Zareba S., Kostka M.: Badania zawartosci wybranychmikroelementow (Zn, Cu i Mn) w ziołach i naparach z tych zioł stosowanych u dorosłych i dzieci.Bromat, Chem. Toksykol, 2003; 36 (1): 29-37. – 8. Litynski T., Jurkowska H.: Zyznosc glebyi odzywianie sie roslin. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 1982. – 9. Michałojc Z.: Wpływ nawozeniaazotem i potasem oraz terminu uprawy na plonowanie i skład chemiczny sałaty, rzodkiewki oraz

28 Nr 1A. Czech i inni

szpinaku. Rozprawa habilitacyjna. Wyd. AR, Lublin, 2000. – 10. Szteke B., Jedrzejczak R., ReczajskaW.: Zawartosc zelaza i manganu w wybranych roslinach jadalnych. Roczn. PZH, 2004, 55 sup., 21-27.

11. Wojtasik A., Baryłko-Piekielna N.: Interakcje metali ciezkich ze składnikami odzywczymi. Zyw.Człow. Metab., 1992; 19(4): 273-281. – 12. Kabata-Pendias A., Szteke B.: Pierwiastki sladowew układzie gleba-roslina. Inzynieria Ekologiczna, 16, 28-29. – 13. Miedzybrodzka A., Cieslik E., SikoraE.: Zmiany zawartosci azotanow i azotynow w korzeniach marchwi podczas przechowywania w kopcuziemnym. Roczn. PZH, 1992; 43(1): 33-37. – 14. Zaporowska H.: Mikroelementy w zyciu zwierzati ludzi. Wyd. UMCS, Lublin 2002.

Adres: 20-950 Lublin ul. Akademicka 13.

Nr 1 29Pierwiastki sladowe w warzywach korzeniowych. Cz. II.

strona 30 - wakat

Jozef Szkoda, Jan Zmudzki, Agnieszka Grzebalska

ZAWARTOSC WYBRANYCH PIERWIASTKOWW MIODZIE PSZCZELIM

Zakład Farmakologii i Toksykologii Panstwowego Instytutu WeterynaryjnegoPanstwowy Instytut Badawczy w Puławach

Kierownik: prof. dr hab. J. Zmudzki

Badaniom w kierunku zawartosci ołowiu, kadmu, rteci, arsenu, cynku, zelaza i miedzipoddano 201 probek miodu pszczelego pobranego na terenie całego kraju w latach2001 – 2005 pod nadzorem Inspekcji Weterynaryjnej. Stwierdzone stezenia pierwiastkowtoksycznych (Pb, Cd, Hg i As) były niskie i nie stanowiły zagrozenia dla zdrowiakonsumentow. Oznaczone zawartosci badanych mikroelementow (Zn, Fe, Cu) byłyzblizone do stezen stwierdzanych w pracach innych autorow i nie budziły zastrzezenhigieniczno-toksykologicznych.

Hasła kluczowe: miod, pierwiastki sladowe.Key words: honey, trace elements.

Miod nalezy do produktow zywnosciowych, ktore powinny odznaczac sieszczegolnie wysokimi standardami jakosciowymi. Wynika to miedzy innymiz tego, ze znaczna czesc konsumentow miodu siega po ten produkt w momencieswoich problemow zdrowotnych. Mozliwosc skazenia miodu zanieczyszczeniamisrodowiskowymi (metale ciezkie, pestycydy) czy lekami weterynaryjnymi jestwysoce prawdopodobne. Zwłaszcza zanieczyszczenia pierwiastkami toksycznymi(Pb, Cd, Hg, As), ktore odznaczaja sie własciwosciami kumulacyjnymi w po-szczegolnych elementach srodowiska i stosunkowo łatwo moga pojawic siew miodzie (1, 2, 3, 4, 5, 6).

Dla zabezpieczenia zdrowia konsumentow w wiekszosci krajow wprowadzonobadania monitoringowe zanieczyszczen chemicznych w zywnosci, w tym rowniezw miodzie (7, 8, 9, 10, 11, 16).

Zgodnie z Dyrektywa Rady 96/23/EC z 29 kwietna 1996 r. oraz Rozpo-rzadzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 19 kwietna 2004 r. (Dz. U. Nr76) miod znalazł sie na liscie produktow pochodzenia zwierzecego, w ktorychprowadzi sie urzedowe badania kontrolne zanieczyszczen chemicznych w tympierwiastkow toksycznych (12).

MATERIAŁ I METODY

W latach 2001 – 2005 badaniom w kierunku zawartosci ołowiu, kadmu, rteci, arsenu, cynku, zelazai miedzi poddano 201 probek miodu. Kazdego roku zgodnie z wielkoscia produkcji (ok. 13000 ton) do

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 31 – 35

badan pobierano 40 probek. Na terenie kazdego wojewodztwa z pasiek o wysokiej produkcji podnadzorem Inspekcji Weterynaryjnej pobierano kilka probek tego produktu.

Oznaczenia ołowiu, kadmu, rteci i arsenu oraz cynku, zelaza i miedzi przeprowadzono za pomocaabsorpcyjnej spektrometrii atomowej. Probki miodu mineralizowano na sucho w piecu elektrycznymw temp. 450oC. Ołow i kadm oznaczano z atomizacja w piecu grafitowym (13) natomiast do oznaczenarsenu wykorzystano metode generowania wodorkow (14). Cynk, zelazo i miedz oznaczano metodapłomieniowa z atomizacja w płomieniu acetylenowo-powietrznym. Analize rteci wykonywano zapomoca bezpłomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej w analizatorze rteci AMA-254.

Stosowane w tych oznaczeniach procedury zostały opracowane i zwalidowane w laboratoriumZakładu Farmakologii i Toksykologii Panstwowego Instytutu Weterynaryjnego-Panstwowego InstytutuBadawczego (PIWet-PIB) w Puławach zgodnie z wymaganiami Polskiej Normy PN-EN ISO/IEC 17025,2001. Procedury oznaczania ołowiu, kadmu, rteci i arsenu zostały poddane procesowi akredytacjii uzyskały pozytywna ocene. Zakres akredytacji dotyczacy oznaczen metali w materiale biologicznymzostał okreslony w certyfikacie akredytacji Polskiego Centrum Akredytacji (Nr AB 485).

Stosowane procedury analityczne objete sa programem zapewnienia jakosci badan poprzez analizeprobek kontrolnych, certyfikowanych materiałow referencyjnych, a takze regularny udział w krajowychi miedzynarodowych badaniach biegłosci.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Stwierdzone zawartosci analizowanych pierwiastkow tj. ołowiu, kadmu, rteci, arsenu, cynku, zelazai miedzi zestawiono w tab. I oraz na ryc. 1 i 2.

Wartosci maksymalnych poziomow zanieczyszczen dla ołowiu i kadmu w tkankach zwierzati zywnosci zwierzecego pochodzenia obowiazujace aktualnie w Polsce okreslone zostały w Rozpo-rzadzeniu Ministra Zdrowia z dnia 30 kwietnia 2004 r. (15). Rozporzadzenie to jest zgodnez uregulowaniami prawnymi obowiazujacymi w Unii Europejskiej (Commision Regulation of 8 March2001, setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs, EC. No 466/2001 oraz CommisionRegulation of 19 January 2005, EC No 78/25 amending Regulation (EC) No 466/2001 as regards heavymetals) (16). Obowiazujace uregulowania prawne nie okreslaja jednak dopuszczalnej zawartoscipierwiastkow toksycznych w miodzie. Z raportu badan kontrolnych pozostałosci chemicznych i bio-logicznych przeprowadzonych w 2004 r. wynika, ze poszczegolne kraje członkowskie Unii Europejskiejustalaja własne limity dopuszczalnej zawartosci metali w miodzie. Odznaczaja sie one dosc szerokimzakresem, np. dla ołowiu od 30 do 1000 µg/kg, dla kadmu od 20 do 1000 µg/kg (17). Obowiazujacew Polsce do dnia akcesji do Unii Europejskiej Rozporzadzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003roku okreslało maksymalne poziomy zanieczyszczen w produktach pochodzenia zwierzecego w tymrowniez w miodzie dla czterech pierwiastkow toksycznych, tj. ołowiu, kadmu, rteci i arsenu (18). Przyomawianiu wynikow tej pracy posługiwano sie limitami okreslonymi w tym Rozporzadzeniu, ktoreobecnie zostały przyjete jako poziomy działania w Krajowym Programie Badan Kontrolnych Pozostało-sci Chemicznych, Biologicznych i Lekow Weterynaryjnych, realizowanym przez Ministra Rolnictwai Rozwoju Wsi (19).

W badaniach prowadzonych na przestrzeni pieciu lat (2001 – 2005) wykazano, ze pierwiastkitoksyczne (Pb, Cd, Hg, As) w tym produkcie wystepuja jedynie w sladowych ilosciach. Z przed-stawionych w tab. I wartosci wynika, ze najwyzsze stezenia stwierdzono dla ołowiu. Zawartosc sredniatego pierwiastka (0,037 mg/kg) była jednak o rzad wielkosci nizsza od wartosci limitowanej, ktoraokreslona była na poziomie 0,30 mg/kg. Najnizsze stezenie tego pierwiastka stwierdzono w roku 2003,ktore kształtowało sie na poziomie 0,024 mg/kg i było ono prawie dwukrotnie nizsze od wartosciotrzymanej w badaniach prowadzonych w pozostałych latach (ryc. 1).

Stezenia srednie pozostałych badanych pierwiastkow toksycznych tj. kadmu, rteci i arsenu w badanymmiodzie (tab. I, ryc. 1) kształtowały sie na poziomie niskich tysiecznych czesci mg/kg i nie przekraczałylimitow obowiazujacych dla tego produktu (18). Jedynie w 3 indywidualnych probkach miodustwierdzono przekroczenie dopuszczalnej zawartosci kadmu, ktora dla tego pierwiastka okreslonazostała na poziomie 0,03 mg/kg. Z dostepnego pismiennictwa wynika, ze na terenie innych krajowstwierdzano nieco wyzsze stezenia metali szczegolnie ołowiu i kadmu. W badaniach prowadzonych naterenie Turcji przez Demirezena i Aksoya (10) ołow wykryto w zakresie stezen od 0,10 do 0,85 mg/kgnatomiast kadm wystepował w zakresie od 0,11 do 0,18 mg/kg. W badaniach prowadzonych na terenieHiszpanii przez Terraba i wspołpr. (20) srednie zawartosci ołowiu i kadmu wynosiły odpowiednio:

32 Nr 1J. Szkoda i inni

T a b e l a IZawartosc pierwiastkow w miodzie (2001–2005), n = 201

T a b l e IContent of the elements in bee honey (2001–2005), n = 201

Wskazniki Ołow Kadm Rtec Arsen Cynk Zelazo Miedz

X, mg/kg 0,037 0,004 0,001 0,003 3,28 1,46 0,17

SD, mg/kg 0,044 0,006 0,001 0,003 5,34 1,30 0,28

Maks., mg/kg 0,284 0,041 0,006 0,020 31,32 7,25 1,37

Mediana, mg/kg 0,023 0,002 0,001 0,002 1,33 1,04 0,065

Ryc. 1. Zawartosc pierwiastkow toksycznych w miodzie (2001 – 2005).

Fig. 1. Content of toxic elements in bee honey (2001-2005).

Ryc. 2. Zawartosc mikroelementow w miodzie (2001 – -2005).

Fig. 2. Content of trace elements in bee honey (2001-2005).

Nr 1 33Wybrane pierwiastki w miodzie pszczelim

0,08 mg/kg i 0,04 mg/kg. We wczesniejszych badaniach miodu, prowadzonych na terenie naszego krajuprzez Przybyłowskiego i wspołpr. (3) wskazywano na znaczne zanieczyszczenie tego produktu ołowiemi kadmem.

Uzyskane w tej pracy wyniki swiadcza o nieznacznym zanieczyszczeniu polskiego miodu pierwiast-kami toksycznymi.

Srednie zawartosci badanych mikroelementow (Zn, Fe, Cu) wykazywały zroznicowanie w po-szczegolnych latach badan szczegolnie dla cynku i zelaza (ryc. 2), ale nie budziły one zastrzezenhigieniczno-toksykologicznych. Podobne zakresy stezen tych mikroelementow stwierdzano w badaniachinnych autorow (1, 9, 11). W dostepnym pismiennictwie znane sa rowniez prace swiadczace o niecowyzszej zawartosci tych pierwiastkow w miodzie (10).

W wielu krajach w tym rowniez w Polsce miod jest wykorzystywany jakobioindykator skazen chemicznych srodowiska (1, 3, 5, 6, 7, 21). Obecne badania niewykazały istotnych zaleznosci miedzy stezeniami badanych metali, a miejscempochodzenia miodu.

Przeprowadzone badania wskazuja, ze stwierdzone stezenia pierwiastkow tok-sycznych w miodzie sa niskie i nie stanowia zagrozenia dla zdrowia konsumentow.

J. S z k o d a, J. Z m u d z k i, A. G r z e b a l s k a

CONCENTRATIONS OF TRACE ELEMENTS IN BEE HONEY

S u m m a r y

During 2001-2005, levels of lead, cadmium, mercury, arsenic, zinc, iron and copper in 201 samples ofbee honey were determined. Different techniques of atomic absorption spectrometry were used for thedeterminations. The mean concentrations of the analysed elements were: lead 0.037 mg/kg, cadmium0.004 mg/kg, mercury 0.001 mg/kg, arsenic 0.003 mg/kg, zinc 3.28 mg/kg, iron 1.46 mg/kg and copper0.17 mg/kg. The results of this study indicate that the concentrations of the toxic elements (Pb, Cd, Hg,As) were generally low and were below the maximum admissible limits for those elements. The highestconcentration among the toxic elements was found for lead. Nevertheless, the mean concentration (0.037mag/kg) of this element was by one order of magnitude lower than the admissible limit value of 0.30mg/kg. The concentrations of the remaining elements (Zn, Fe, Cu) were also well within the valuesspecified by current hygienic standards. Our results show that the toxic elements at the concentrationsdetected in the bee honey are not dangerous to human health.

PISMIENNICTWO

1. Celli G., Maccagnani B.: Honey bees as bioindicators of environmental pollution. Bulletin ofInsectology, 2003; 56: 137-139. – 2. Zareba S., Krzysia K.: Ocena poziomu miedzi i zelazaw preparatach pszczelich. Bromat. Chem. Toksykol. Suplement, 2005; 37-39. – 3. Przybyłowski P.,Wilczynska A., Stasiuk E.: Zawartosc wybranych metali w miodach pszczelich. Bromat. Chem.Toksykol. – Suplement, 2003; 339-342. – 4. Yilmaz H., Yavuz Ö.: Content of some trace metals in honeyfrom south-eastern Anatolia. Food Chemistry, 1999; 65: 475-476. – 5. Antonescu C., Mateescu C.:Environmental pollution and its effects on honey quality. Roum. Biotechnol. Lett., 2001; 5: 371-379. – 6.Bratu L., Georgescu C.: Chemical contamination of bee honey – identifying sensor of the environmentpollution. J. Central European Agriculture, 2005; 6: 467-470. – 7. Bulinski R., Wyszogrodzka-Koma L.,Marzec Z.: Badanie zawartosci niektorych pierwiastkow sladowych w produktach pszczelich krajowegopochodzenia. Bromat. Chem. Toksykol., 1995; 28: 151-154. – 8. Caroli S., Forte G., Alessandrelli M.,Cresti R., Spagnoli M., D’Ilio S., Pauwels J., Kramer G.N.: A pilot study for the production of eacertified reference material for trace elements in honey. Microchem. J., 2000; 67: 227-233. – 9.Hernández O.M., Fraga J.M.G., Jiménez A.I., Jiménez F., Arias J.J.: Characterization of honey from the

34 Nr 1J. Szkoda i inni

Canary Island: determination of the mineral content by atomic absorption spectrometry. Food Chemistry,2005; 93: 449-458. – 10. Demirezen D., Aksoy A.: Determination of heavy metals in bee honey using byinductively coupled plasma optical emission spectrometry (ISP-OES). G.U. J. Sci., 2005; 18: 569-575.

11. Fernández-Torres R., Pérez-Bernal J.L., Bello-Lopez M.Á., Callejon-Mochon M., Jiménez-Sánchez J.C., Guiraúm-Pérez A.: Mineral content and botanical origin of Spanish honeys. Talanta, 2005;65: 686-691. – 12. Rozporzadzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 19 kwietnia 2004 r.w sprawie sposobu postepowania z substancjami niedozwolonymi, pozostałosciami chemicznymi,biologicznymi, produktami leczniczymi i skazeniami promieniotworczymi u zwierzat i w produktachpochodzenia zwierzecego (Dz.U. Nr 76, poz. 723). – 13. Szkoda J., Zmudzki J.: Determination of leadand cadmium in biological material by graphite furnace atomic absorption spectrometry method. Bull.Vet. Inst. Pulawy, 2005; 49: 89-92. – 14. Szkoda J., Zmudzki J., Grzebalska A.: Determination of arsenicin biological material by hydride generation atomic absorption spectrometry method. Bull. Vet. Inst.Pulawy (w druku). – 15. Rozporzadzenie Ministra Zdrowia z dnia 30 kwietnia 2004 r. w sprawiemaksymalnych poziomow zanieczyszczen chemicznych i biologicznych, ktore moga znajdowac siew zywnosci, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach pomagajacych w przetwarzaniualbo na powierzchni zywnosci (Dz.U. Nr 120, poz. 1257). – 16. Commision Regulation of 8 March 2001,setting maximum levels for certain cotaminants in foodstuffs (EC No 466/2001). – 17. Infoview.http://tracesdwh.cec.eu.int/wijsp/. – 18. Rozporzadzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r.w sprawie maksymalnych poziomow zanieczyszczen chemicznych i biologicznych, ktore mogaznajdowac sie w zywnosci, składnikach zywnosci, dozwolonych substancjach dodatkowych, substanc-jach pomagajacych w przetwarzaniu albo na powierzchni zywnosci (Dz. U. Nr 37, poz. 325 i 326). – 19.Zmudzki J., Niewiadowska A., Wojton B.: Weterynaryjny krajowy program badan kontrolnych pozostało-sci w tkankach zwierzat i zywnosci pochodzenia zwierzecego. Medycyna Wet., 2005; 61: 649-653. – 20.Terrab A., Recamales A.F.: Contribution to the study of avocado honeys by their mineral contents usinginductively coupled plasma optical emission spectrometry. Food Chemistry, 2005; 92: 305-309.

21. Buldini P.L., Cavalli S., Mevoli A., Sharma J.L.: Ion chromatografic and volumetric determinationof heavy and transition metals in honey. Food Chemistry, 2001; 73: 487-495.

Adres: 24-100 Puławy, Al. Partyzantow 57.

Nr 1 35Wybrane pierwiastki w miodzie pszczelim

strona 36 - wakat

Lech Rodziewicz

ZASTOSOWANIE CHROMATOGRAFII CIECZOWEJORAZ CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ – SPEKTROMETRII MAS

DO OZNACZANIA POZOSTAŁOSCI SULFONAMIDOWW PRODUKTACH POCHODZENIA ZWIERZECEGO

Pracownia Badan Chemicznych Srodkow SpozywczychZakładu Higieny Weterynaryjnej w Białymstoku

Kierownik: dr L. Rodziewicz

Hasła kluczowe: sulfonamidy, pozostałosci, metody chromatograficzne, zywnosc.Key words: sulphonamides, residue, chromatography methods, foodstuffs.

Z grupy sulfonamidow w lecznictwie weterynaryjnym znalazły zastosowanie głownie amidy kwasu4-aminobenzenosulfonowego. Sulfonamidy (SAs) działaja wyłacznie bakteriostatycznie hamujac po-działy komorek bakteryjnych. Odznaczaja sie one dosc szerokim spektrum działania obejmujacymliczne drobnoustroje Gram-dodatnie i Gram-ujemne. Efekt działania utrzymuje sie w trakcie wy-stepowania ich bakteriostatycznego stezenia w ustroju. Całkowita likwidacja zakazenia jest uzaleznionawyłacznie od sprawnosci układu odpornosciowego organizmu. Niekontrolowane i nadmierne stosowanieSAs powoduje biokumulacje ich w organizmie zwierzat. Biorac to pod uwage SAs moga przedostawacsie z pozywieniem (mieso, mleko, jaja, miod) do organizmu człowieka i byc przyczyna zatruc orazalergii (1).

Dyrektywa 96/23/WE z dnia 29 kwietnia 1996 nakazuje monitorowanie pozostałosci SAs w tkankachzwierzat i produktach pochodzenia zwierzecego (2). Według dyrektywy 2002/657/WE obowiazujacej oddnia 14 sierpnia 2002 r. SAs zostały zakwalifikowane do grupy B (leki weterynaryjne i zanieczysz-czenia) czyli maja wyznaczona maksymalna dopuszczalna pozostałosc (ang. maximum residua limits– MRL) i moga byc stosowane w lecznictwie weterynaryjnym (3). MRL dla sumy SAs w produktachpochodzenia zwierzecego wynosi 100 µg/kg (4). Dyrektywa (3) wprowadza rowniez rodzaje technikpomiaru (układy) jakie mozna stosowac w metodach potwierdzajacych dla grupy B. Wsrod metodinstrumentalnych przy oznaczaniu pozostałosci SAs w produktach pochodzenia zwierzecego najczesciejsa stosowane nastepujace układy: LC-UV, LC-DAD, LC-FLD oraz LC-MS, LC-MS/MS.

P r z y g o t o w a n i e p r o b e k d o a n a l i z y. Procedura przygotowania probek do badan napozostałosci SAs w produktach pochodzenia zwierzecego metoda chromatografii cieczowej orazchromatografii cieczowej sprzezonej z spektrometrem mas składa sie przewaznie z nastepujacychetapow: ekstrakcja wstepna czyli izolacja SAs z badanego materiału, usuniecie lipidow przy uzyciuheksanu, oczyszczanie i zatezanie otrzymanego ekstraktu oraz przypadku układu LC-FLD reakcjaderywatyzacji.

Najczesciej stosowana metoda ekstrakcji probki jest homogenizacja lub ekstrakcja ultradzwiekamiw obecnosci rozpuszczalnikow po czym nastepuje jej oddzielenie czesci stałych od roztworu w procesiewirowania. Do ekstrakcji SAs z tkanek zwierzat, mleka i jaj najczesciej stosowano acetonitryl, octanetylu, metanol, aceton lub ich mieszaniny. W przypadku miodu stosowano przewaznie kwas fosforowy(pH = 2) (5, 6), 10% kwas trojchloroctowy (7) lub bufor octanowy o pH = 5 (8, 9).

Mało jest prac, w ktorych dokonano porownan odzyskow SAs z produktow pochodzenia zwierzecegow zaleznosci od stosowanych do ekstrakcji rozpuszczalnikow. Przy zastosowaniu jednokrotnej ekstrakcjiSAs z tkanek zwierzat octanem etylu lub acetonitrylem przy wzmocnieniu na poziomie 5 µg/kg

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 37 – 43

otrzymano odzysk ok. 40%. Stosujac dwukrotna ekstrakcje octanem etylu otrzymano odzysk ok. 55%.Przy dwukrotnej ekstrakcji – pierwsza octanem etylu a druga acetonem uzyskano odzysk ok. 80% (10).W przypadku zastosowania trzykrotnej ekstrakcji SAs octanem etylu z tkanek zwierzat, przy wzmoc-nieniu 500 µg/kg otrzymane odzyski wynosiły kolejno: po pierwszej ekstrakcji 83 – 84, po drugiej12 – 13, a po trzeciej 2 – 3% (11). W celu usuniecia lipidow z probki stosowano ekstrakcje heksanem.

Kolejnym etapem w analizie SAs jest oczyszczanie i zatezanie probek, ktore prowadzono przewazniemetoda ciecz-ciało stałe (SPE). Sposrod faz stacjonarnych stosowanych w badaniach pozostałosci SAsmetoda SPE wymienic nalezy kolumienki wypełnione faza chemicznie zwiazana odwrocona oktadecylC18, normalna amino NH2, jonowymienna SCX oraz polimeryczna typu LiChlorlut EN, Oasis MCX,Oasis LB.

Niewiele jest prac w ktorych porownywano odzyski sulfonamidow w zaleznosci od rodzajustosowanych kolumienek. Przy zastosowaniu kolumienek C18 i NH2, odzyski sulfonamidow wynosiły

Ryc. 1. Chromatogram sulfonamidow w ekstrakcie z miesni kurczaka po oczyszczeniu na kolumienceC18. Kolumna Hyprsil ODS C18 (5 µm, 250 × 4 mm); faz ruchoma acetonitryl-bufor octanowy, pH = 5;

przepływ 1 ml/min; gradient t=0 (min), B = 95%, t = 22, B = 60; detektor DAD.

Fig. 1. Chromatogram of sulfonamide extract from chicken meat after clean-up with an C18 cartridge.5 µm, 250 × 4 mm Hypersil ODS column; acetonitile/acetate buffer mobile phase; pH = 5; 1 cm3/min.

flow rate; gradient t = 0 (min.) B = 95%, t = 22 B = 60; detektor DAD.

38 Nr 1L. Rodziewicz

80 – 90%. Duzym ograniczeniem dla stosowania kolumienek C18 jest ich trwałosc w waskim zakresie pH2 – 8 (niskie pH – hydroliza zwiazanych faz, wyzsze pH > 12 rozpuszczanie krzemionki). Stosujackolumienki wypełnione faza normalna cjanao (CN), diol (COHCOH) i jonowymienna kwas karbok-sylowy (COOH) uzyskano odzysk mniejszy niz 20% (11).

Kolumienki SPE wypełnione faza chemicznie odwrocona C18 znalazły zastosowanie w tkankachzwierzat (12, 13), jajach (12), miodzie (8, 9, 13), NH2 w tkankach zwierzat, miesniach ryb, jajach (11),SCX w miodzie (14), polimeryczne Oasis MCX i Lichrolut EN w tkankach zwierzat (15, 16) oraz SCXw połaczeniu z Oasis HLB w miodzie (6).

W przypadku stosowania kolumienek C18 ogolny schemat postepowania przy oznaczaniu SAs jestnastepujacy: kondycjonowanie kolumienek kolejno rozpuszczalnikami metanolem, woda i roztworemkwasu trichlorooctowego, nanoszenie ekstraktu na kolumienki, wymywanie zanieczyszczen przy uzyciuwody, elucja analitu z kolumienki roztworem amoniaku w acetonitrylu (12). Na ryc. 1 przedstawionochromatogram SAs w probce miesni kurczaka po ekstrakcji acetonitrylem i oczyszczeniu na kolumienceC18 uzyskany przy zastosowaniu układu LC-DAD.

Innym mniej stosowanym sposobem oczyszczania i zatezania probek przy oznaczaniu SAs jestmetoda rozpraszanie probki w fazie stałej (ang. matrix solid-phase dispersion – MSPD), rozpraszanieekstraktu probki w fazie stałej (ang. dispersive solid-phase extraction) oraz ekstrakcja w stanienadkrytycznym ( ang. supercritical fluid extraction – SFE).

Metoda MSPD polega na ucieraniu probki z okreslona iloscia fazy C18 lub Al2O3. Przygotowanamieszanine umieszcza sie w kolumienkach, a nastepnie prowadzi sie elucje rozpuszczalnikami. MSPDzastosowano do oznaczania SAs w tkankach zwierzat, mleku i jajach. Kolumienki przygotowane przezwymieszanie probki z adsorbentem C18, przemywano heksanem, a elucje prowadzono chlorkiemmetylenu (17). Przy stosowaniu Al2O3 do oznaczania SAs prowadzono elucje 70% metanolem bezprzemywania heksanem (18).

Metoda rozpraszania ekstraktu probki w fazie stałej polega na ekstrakcji SAs z probki rozpuszczal-nikiem, a nastepnie wymieszaniu uzyskanego ekstraktu z faza stała. Metode ta stosowano przyoznaczaniu SAs w tkankach zwierzat. Ekstrakcje prowadzono acetonitrylem, zas jako faze stałastosowano C-18 (19).

Ekstrakcja w stanie nadkrytycznym polega poddaniu probki działaniu fluidu nadkrytycznego. Do zalettej metody nalezy fakt iz charakteryzuje sie ona małym zuzyciem probki i krotkim czasem analizy.Metode SFE zastosowano do oznaczenia SAs w tkankach zwierzat (20) i jajach (22). Ekstrakcjeprowadzono dwutlenkiem wegla.

C h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w aChromatografia cieczowa jest technika szczegolnie rozpowszechniona w analizie pozostałosci SAs.

Dzieki odpowiedniemu dobraniu fazy ruchomej i kolumny chromatograficznej mozna uzyskac selektyw-ny rozdział poszczegolnych SAs.

W analizie SAs rozdział prowadzono w odwroconym układzie faz z zastosowaniem zarowno elucjigradientowej jak i izokratycznej. Najczesciej stosowano kolumny chromatograficzne wypełnione fazachemicznie odwrocona C18. Jako faze ruchoma stosowano wodne roztwory kwasu fosforowego orazbufor fosforanowy lub octanowy (pH 2– 7) w połaczeniu z polarnymi rozpuszczalnikami acetonitrylemlub metanolem.

W analizie pozostałosci SAs w metodach potwierdzajacych ma zastosowanie detektor spektrofotomet-ryczny (UV), diodowy (DAD), oraz fluorescencyjny (FLD), ktore w połaczeniu z chromatografemcieczowym stanowia układy LC-UV, LC-DAD i LC-FLD (3).

Układ LC-UV stosowano do oznaczania pozostałosci SAs w tkankach zwierzat (12, 22), miesniachryb i jajach (11) oraz mleku (23). Przy zastosowaniu ekstrakcji octanem etylu i oczyszczaniu za pomocakolumienek NH2 przy detekcji λ = 268 nm w tkankach zwierzat i jajach oznaczano 3 SAS i uzyskanoLOD w zaleznosci od oznaczanego SAs, ktory wynosił 10 – 20 µg/kg, zas odzysk przy wzmocnieniu napoziomie 100, 200 µg/kg wynosił odpowiednio 81 i 98% (11). W mleku przy ekstrakcji chloroform--aceton i przy detekcji λ = 275 nm oznaczano 6 SAs. LOD wynosiło w zaleznosci od oznaczanego SAs4 – 16 µg/kg, zas odzysk przy wzmocnieniu 50 µg/kg 65 – 94% (23).

Według dyrektywy (3) układ LC-UV (pojedyncza długosc fali) moze byc stosowany w metodachpotwierdzajacych tylko w przypadku uzycia co najmniej dwoch niezaleznych systemow chromato-graficznych lub drugiej niezaleznej metody wykrywania. Dlatego tez metod gdzie stosowano tylko układLC-UV (pojedyncza długosc fali) moga byc traktowane wyłacznie jako metody przesiewowe wymagaja-ce potwierdzenia.

Nr 1 39Sulfonamidy w produktach pochodzenia zwierzecego

Układ LC-DAD stosowano do oznaczania pozostałosci SAs w tkankach zwierzat (15, 24) oraz jajach(25). W tkankach zwierzat przy detekcji λ = 260 – 294 nm z zastosowaniem do ekstrakcji wstepnejacetonitrylu, oczyszczania ekstraktow za pomoca kolumienek Oasis MCX oznaczano 12 SAs. LODwynosił 1 µg/kg dla wszystkich oznaczanych SAs (11).

Zastosowanie układu LC-FLD do oznaczania SAs mozliwe jest po przeprowadzeniu reakcjiderywatyzacji, poniewaz SAs nie wykazuja naturalnej fluorescencji. Układ LC-FLD stosowano dooznaczania pozostałosci SAs w tkankach zwierzat (10,19, 26) oraz w miodzie (5, 8, 9, 14). Dootrzymania pochodnej stosowano przewaznie fluorescamine przy detekcji Eex = 405 nm i Eem = 495 nm.Pozwoliło to zwiekszyc czułosc i specyficznosc oznaczenia. LOD przy zastosowaniu detektora FLD jestok. 100-krotnie nizszy niz w detektorze DAD. Niektorzy autorzy prac przy oznaczaniu SAs w tkankachzwierzat prowadzili reakcje derywatyzaci przedkolumnowo (26) oraz w miodzie pokolumnowo (5, 14).

LOD dla 6 oznaczanych SAs w miesniach kurczaka przy zastosowaniu do ekstrakci wstepnejacetonitrylu, oczyszczania metoda rozpraszania ekstraktu probki w fazie stałej wynosił 1 – 5 µg/kg, zassredni odzysk przy wzmocnieniu 50 – 150 µg/kg wynosił powyzej 90% (6). W miodzie przy za-stosowaniu do hydrolizy kwasu fosforowego, oczyszczaniu za pomca kolumienek SCX i Oasis HLB.

LOD dla 8 oznaczanych SAs wynosił 2 – 10 µg/kg w zaleznosci od oznaczanego SAs, zas odzysk74 – 94% (23).

C h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a – s p e k t r o m e t r i a m a sSzczegolne znaczenia dla zapewnienia jednoznacznej identyfikacji SAs maja metody potwierdzajace

gdzie zastosowanie znalazły układy LC-MS i LC-MS/MS.Analize probek SAs prowadzono w obecnosci standardu wewnetrznego dodanego bezposrednio do

probki przed homogenizacja. Jako standard wewnetrzny stosowano przewaznie izotopy wegla i deutero-we np. 13C6-sulfametazyna, d7-sulfadimidyna.

Do analizy w LC-MS lub LC-MS/MS stosowano krotkie kolumny chromatograficzne, ktore spełniałyrole wstepnego rozdziału probki. Stosowano przy tym kolumny standardowe o srednicy 3 – 5 mm orazkolumny mikroborowe o srednicy 1 – 2 mm. Kolumny były wypełnione przewaznie faza C18. Jako fazeruchoma stosowano mieszanine wody z acetonitrylem z dodatkiem octanu amonu lub kwasu mrow-kowego. Stosowano układ faz z zastosowaniem zarowno elucji gradientowej, jak i izokratycznej. Probkianalizowano stosujac układy LC-MS lub LC-MS/MS. Układy te pracowały w trybie jonow dodatnich.

Przy zastosowaniu układu LC-MS jonizacje prowadzono przewaznie technika rozpylania w poluelektrycznym (ang. electrospray ionisation – ESI) czyli układ LC-ESI-MS oraz chemiczna podcisnieniem atmosferycznym (ang. atmospheric pressure chemical ionization – APCI) LC-APCI-MS.Dane chromatograficzne SAs zbierano metoda przemiatania (pełny skan w zakresie m/z 110 – 320) orazmonitorowania wybranych jonow (ang. selected ion monitoring – SIM) [M+ H]+ i [M+ Na]+ (27). UkładLC-ESI-MS stosowano do identyfikacji oraz oznaczania ilosciowego SAs w tkankach zwierzat (27),miodzie (13) zas LC-APCI-MS w tkankach zwierzat (16, 28, 29).

Przy zastosowaniu LC-ESI-MS do oznaczania ASa w tkance miesniowej LOD wynosił 10 µg/kg (23),a w miodzie 25 µg/kg (27), zas przy LC-APCI-MS w tkankach zwierzat LOD wynosił 5 µg/kg (16).Wykazano, ze układ LC-APCI-MS jest bardziej czuły niz LC-ESI-MS (31).

Układ LC-APCI-MS i LC-ESI-MS spełniaja kryteria zawarte w dyrektywie (3), ktora dla metodpotwierdzajacych wymagaja aby przy rejestracji pełnego skanu obecne były co najmniej 4 jonyo wzglednym natezeniu ≥ 10% jonu podstawowego, zas przy SIM 3 punkt identyfikacyjne (3 wybranejony). Przedstawione wyzej metody spełniaja te warunki.

Wraz z rozwojem spektrometrii mas układ LC-MS został zastapiony przez LC-MS/MS (tzw. tandemspektrometrii mas). W układzie tym jonizacje SAs prowadzono przewaznie technika ESI. W celuwywołania wtornej fragmentacji stosowano metode rozpadu przez kolizje (ang. collisiom induceddissociation – CID). Analize jakosciowa i ilosciowa prowadzono w systemie monitorowania wybranychreakcji tworzenia wybranych jonow metastabilnych w obecnosci standardow wewnetrznych (ang.metastable reaction monitoring – MRM)

Na ryc. 2 przedstawiono schemat wtornej fragmentacji SAs przy zastosowaniu ESI-MS/MS-CID powybraniu w pierwszy spektrometrze jonu macierzystego [M + H]+ dla wszystkich SAs oprocz sul-fanilamidyny [M+ NH4]+. Jony potomne powstałe z fragmentacji jonu macierzystego [M + H]+ zawierajatrzy podstawowe fragmenty pochodzace od kwasu p-aminobenzenosulfonowego [M– RNH2]+ (m/z 156),[M– RNH2-SO]+ (m/z 108), [M– RNH2-SO2]+ (m/z 92) oraz jony zawierajace grupe aminowa RNH3

[MH– 155]+. W niektorych sulfonamidach mozliwy jest rozpad w wyniku ktorego powstaja dwadodatkowe jony [MH– 93]+, ([O2SNHR]+) oraz [MH– 66]+, ([MH – H2SO4]+). Jon macierzysty [M + H]+

40 Nr 1L. Rodziewicz

Ryc. 2. Schemat fragmentacji SAs (30).

Fig. 2. Pattern of SAs fragmentation (30).

T a b e l a IPrzykłady analitycznych technik LC, LC-MS i LC-MS/MS w oznaczaniu sulfonamidow

w produktach pochodzenia zwierzecego

T a b l e ISome LC, LC-MS and LC-MS/MS analytical techniques used to determine sulfonamides (SAs)

in food products of animal origin

Matryca Stosowany układ Kolumna Faza ruchomaLOD

(µg/kg)Literatura

Miesnie,jaja

LC-UVλ = 272 nm

Wakosil 5C-18(5 µm, 250 × 4,6 mm)

Acetonitryl – 0,02 M kwasfosforowy

(pH=3, 24:76 v:v)

10 –20 11

Miesnie,watroba,nerki

LC-DADλ = 260–294 nm

Hypersil ODS(5 µm, 250 × 4,6 mm)

Acetonitryl – 0,01 M octanamonu

(pH=4,6, gradient)

1,0 15

Miesnie LC-FDLλex = 405 nm,λem = 490 nm,

Chrompack 100 RP-18 ODS(5 µm, 250 × 4 mm)

Acetonitryl – 0,01 M kwasfosforowy

(pH=3, 35:65 v/v)

0,5 10

Miod LC-FDLλex = 405 nm,λem = 495 nm

Phenomenex Luna C-18(5 µm, 250 × 4,6 mm)

Acetonitryl – 2% v/v kwasoctowy (gradient)

0,1–0,2 9

Miesnie LC-APCI-MS Phenomenex ODS2(5 µm, 250 × 2,5 mm)

Acetonitryl – woda – 0,1 Moctan amonu(15:35:50 v/v)

5,0 16

Mleko LC-ESI-MS/MS Waters Symmetry C-18(5 µm, 150 × 3 mm)

Acetonitryl – 10 mM octanamonu

(pH=3,5, gradient)

5,0 –10 33

Miod LC-ESI-MS/MS Nucleosil C-18 HD(3 µm, 50 × 2 mm)

5% acetonitryl w wodzie –0,3% kwas mrowkowy

(gradient)

5,0 –10 7

Nr 1 41Sulfonamidy w produktach pochodzenia zwierzecego

oraz trzy jony potomne (m/z = 156, 108, 92) maja zastosowanie do identyfikacji i oznacza ilosciowegoSAs (30).

Układ LC-ESI-MS-MS oraz ww. przejscia stosowano przy identyfikacji i oznaczaniu SAs w tkancezwierzat (31), jajach (32), mleku (33) i miodzie (7, 34, 35). LOD w tkankach zwierzat dla 8 oznaczanychSAs wynosił 5 – 13,5 µg/kg przy odzysku 78 – 82% (31). W mleku dla 6 SAs LOD wyniosł 5 – 10 µg/kgz odzyskiem 70 – 92% (33), zas w miodzie dla 10 SAs 5 – 10 µg/kg oraz 49 – 68% odzysku (7). Metodyte spełniaja kryteria dla metod potwierdzajacych wg dyrektywy (3). Przy zastosowaniu układuLC-MS/MS przy wykorzystaniu zbierania danych w systemie MRM wymagane sa 3 punkty iden-tyfikacyjne czyli jeden jon macierzysty i 2 jony potomne co daje 4 punkty.

W tab. I przedstawiono przykłady analitycznych technik chromatograficznych do oznaczania SAsw produktach pochodzenia zwierzecego.

PODSUMOWANIE

Najwieksze zastosowanie w praktyce analitycznej oznaczania SAs w produktachpochodzenia zwierzecego ma chromatografia cieczowa. Według Dyrektywy Unij-nej 2002/657/WE metody oznaczania SAs (grupa B) w ktorych znalazł za-stosowanie układ LC-UV (pojedyncza długosc fali) nalezy traktowac jako przesie-wowe wymagajace potwierdzenia. Metody z zastosowaniem układow LC-DAD,LC-FLD, LC-MS i LC-MS/MS uznac mozna za metody potwierdzajace. Szczegol-ne znaczenia dla zapewnienia jednoznacznej identyfikacji SAs maja metodypotwierdzajace z zastosowaniem układu LC-MS i LC-MS/MS.

L. R o d z i e w i c z

THE APPLICATION OF LC-MS/MS ANALYTICAL TECHNIQUESTO DETERMINE SULFONAMIDE RESIDUES IN FOOD PRODUCTS OF ANIMAL ORIGIN

PISMIENNICTWO

1. Garbulinski T.: Farmakologia weterynaryjna. PWRiL, Warszawa 1984. – 2. Dyrektywa Rady96/23/EC z dnia 29 kwietnia 1996 o srodkach przyjetych dla monitorowania pewnych substancji i ichpozostałosci u zwierzat zywych i w produktach pochodzenia zwierzecego. – 3. Decyzja Komisji z dnia14 sierpnia 2002 r. 2002/657/WE wykonujaca dyrektywe Rady 96/23 dotyczaca wynikow metodanalitycznych i ich interpretacji. – 4. McEvoy J.: Contamination of animal feedingstuffs as a cause ofresidues in food: a review of regulatory aspects, incidence and control. Anal. Chim. Acta 2002; 473:3-26. – 5. Maudens K., Zhang G., Lambert.: Quantitative analysis of twelve sulfonamides in honey afteracid hydrolysis by high-performance liquid chromatography with postcolumn derivatization andfluorescence detection. J. Chromatogr. A. 2004; 1047: 85-92. – 6. Pang G., Cao Y., Fan C.: Liquidchromatography-fluorescence detection for simultaneous analysis of sulfonamides residues in honey.Anal. Bional. Chem. 2003; 376: 534-541. – 7. Verzegnassi L., Savoy M., Stadler R.: Application of liquidchromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry to the detection of 10 sulfonamidesin honey. J. Chromatogr. A. 2002; 977: 77-87. – 8. Posyniak A., Sniegocki A., Zmudzki J.: Solid phaseextraction and liquid chromatography analysis of sulfonamide residues in honey. Bull. Vet. Inst. Puławy2002; 46: 111-117. – 9. Posyniak A., Zmudzki J., Niedzielska J.: Sulfonamide residues in honey. Controland development of analytical procedure. Apiacta 2003; 38: 249-256. – 10. Stoev G., Michailova A.:Quantitative determination of sulfonamides residues in food of animal orgin by high-performance liquidchromatography with florescence detection. J. Chromatogr. A. 2000; 871: 37-42.

11. Ikai Y., Oka H., Kawamura N., Hayakawa J.: Yamada M.: Application of an amino cartride to thedetrmnination of residual sulphonamide antibacterials in meat, fish and egg. J. Chromatogr. 1991; 541:

42 Nr 1L. Rodziewicz

393-400. – 12. Juszkiewicz T.: Metody analizy pozostałosci lekow w zywnosci zwierzecego po-chodzenia. PIW, Puławy 1994. – 13. Krivohlavek A., Smit Z., Bastinac M.: The determination ofsulfonamides in honey by high performance liquid chromatography-mass spectrometry method(LC/MS). J. Sep. Sci. 2005; 28: 1434-1439. – 14. Maudeens K., Zhang G., Lambert W.: Quantitativeanalysis of twelve sulfonamides in honey after acidic hydrolysis by high-performance liquid withpost-column derivatization and fluorescence detection. J. Chromatogr. A. 2004; 1047: 85-89. – 15. HeleW., Brandtner M., Widek R.: Determination of sulfonamides in animal tissues using cation exchangereversed phase for sample cleanup and HPLC-DAD for detection. Food Chemistry 2003: 83; 601-608.– 16. Kim D., Choi J., Kim J.: Determination of sulfonamides in meat by liquid chromatography coupledwith atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry. Bull. Korean. Chem. Soc. 2002; 23:1590-1594. – 17. Barker S.: Matrix solid-phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2000; 885: 115-127. – 18.Kishida K., Furusawa N.: Matrix solid-phase dispersion extraction and high-perfomence liquidchromatographic determination of residual sulfonamides in chicken. J. Chromatogr A. 2001; 937; 49-55.– 19. Posyniak A., Zmudzki J., Mitrowska K.: Dispersive soli-phase extraction for the determination ofsulfonamides in chicken muscel by liquid chromatographry. J. Chromatogr. A. 2005; 1087: 259-264.– 20. Maxwell R., Lightfield A.: Multiresidue supercritical fluid extraction method for the recovery at lowppb levels of three sulfonamides from fortified chicken liver. J. Chromatogr. B, 1998; 715: 431-435.

21. Pensabene J., Fiddler W., Parks O.: Isolation of sulfonamides from whole egg by supercriticalfluid extraction. J. Chromatogr. Science. 1997; 35: 270-274. – 22. Horii S., Momma C., Miayahara K.,Maruyama T.: Liquid chromatographic determination of three sulfonamides in animal tissues and egg. J.Assoc. Off. Anal. Chem. 1990; 73: 990-992. – 23. Perez N., Gutierrez R., Noa M.: Liquidchromatographic determination of multiple sulfonamides, nitrufuranes and chloramphenicol residues inpasteurized milk. J. AOAC Int. 2002; 85: 20-24. – 24. Pecorelli I., Bibi R., Fioroni L.: Validation ofa confirmatory method for determination of sulphonamides in muscle according to the European Unionregulation 2002/657/EC. 2004; 1032: 23-29. – 25. Furusawa N.: Determination in sulfonamides in eggsby liquid chromatography. J. AOAC Int. 2002; 85: 848-852. – 26. Salisbury C., Sweet J., Munro R.:Determination of sulfonamide in tissues of food animals using automated precolumn derivatization andliquid chromatography with fluorescence detection. J. AOAC Int. 2004; 87: 1264-1268. – 27. Fuh M.,Chan S.: Quantitative determination of sulfonamide in meat by liquid chromatography-elektrospray-mass spectrometry. Talanta 2001; 55: 1127-1139. – 28. Combus M., Ashraf-Khorassani M., Taylor L.:HPLC/atmospheric pressure chemical ionization-mass spectroscopy of eight regulated sulfonamides. J.Pharm. Biomed. Anal. 1999; 25: 301-308. – 29. Kim D., Lee D.: Comprarasion of separation conditionsand ionization methods for the liquid chromatography-mass spectrometric determination of sulfo-namides. J. Chromatogr. A 2003; 984: 153-158. – 30. Balizs G., Hewitt A.: Determination of veterinarydrug residues by liquid chromatography and tandem mass spectrometr. Anal. Chim. Acta 2003; 493:105-131.

31. Eeckhout N., Pereze J., Van Peteghem C.: Determination of eight sulfonamides in bovine kidneyby liquid chromatography/tandem mass spectrometry with on-line extraction and extraction and sampleclean-up. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2000; 14: 2331-2338. – 32. Bogialli S., Curini R., Di CociaA., Nazzari M., Polci M.: Rapid confomation assay for determination 12 sulfonamide antimicrobials inmilk and eggs by matrix solid-phase dispersion and liquid chromatography-mass spectrometry. J. AgricFood Chem. 2003; 16: 4225-4257. – 33. Van Rhijn J., Lasaroms J., Berendsen B., Brinkman U.: Liquidchromatographic – tandem mass spectrometric determination of selected sulphonamides in milk. J.Chromatogr. 2002; 960: 121-133. – 34. Kaufmann A., Roth S., Ryser B.: Quantitative LC/MS-MSdetermination of sulfonamides and some other antibiotics in honey. J. AOAC Int. 2002; 85: 853-860.– 35. Thompson T., Noot D.: Determination of sulfonamides in honey by liquid chromatography-tandemmass spectrometry. Anal. Chem. Acta 2005; 551: 168-176.

Adres: 15-959 Białystok, ul. Zwyciestwa 26A.

Nr 1 43Sulfonamidy w produktach pochodzenia zwierzecego

strona 44 - wakat

Magdalena Tokar, Barbara Klimek

ROSLINY Z RODZAJU FORSYTHIA JAKO ZRODŁONATURALNYCH ANTYOKSYDANTOW I FITOESTROGENOW

Katedra i Zakład Farmakognozji Uniwersytetu Medycznego w ŁodziKierownik: prof. dr hab. M. Wolbis

Hasła kluczowe: Forsythia, forsycja, lignany, fitoestrogeny, antyoksydanty, ruto-zyd, fenyloetanoidy.

Key words: Forsythia, lignans, antioxydants, phytoestrogens, rutoside, phenyle-thanoids.

Rodzaj Forsythia Vahl (Oleaceae) reprezentowany jest przez trzynascie gatunkow roslin, znanychi uprawianych jako wczesnie kwitnace krzewy ozdobne. Prawie wszystkie gatunki nalezace do wyzejwymienionego rodzaju pochodza z rejonow połnocno-wschodniej Azji (Chiny, Japonia, Korea).W Europie na stanowiskach naturalnych (połnocna czesc Albanii oraz przylegajace obszary Serbiii Czarnogory) wystepuje jedynie gatunek endemiczny Forsythia europaea Degen et Baldacci (1).

Krzewy forsycji dorastaja do wysokosci ok. 3 m. Pedy ich wypełnione sa blaszkowatym rdzeniem,tylko u F. suspensa miedzywezla sa puste. Liscie pojedyncze, u niektorych gatunkow trojdzielne(F. suspensa), o brzegach zwykle piłkowanych. Krzewy forsycji kwitna złociscie-zołto lub czerwono--zołto wczesna wiosna, przed rozwojem lisci. Kwiaty obupłciowe, o dzwonkowatym kielichu złozonymz czterech działek i czterech do pieciu płatkow korony. Cecha charakterystyczna jest roznosłupkowoscw obrebie jednego gatunku. Owocem sa twarde, dwuklapowe, wydłuzone torebki, zawierajaceoskrzydlone nasiona. Owoce pozostaja zima na pedach. W klimacie umiarkowanym forsycje czestonie owocuja, poniewaz okres kwitnienia przypada na czas kiedy z powodu chłodow ilosc i aktywnoscowadow jest jeszcze minimalna (2, 3). Mozna to takze tłumaczyc wysadzaniem w danym rejonie roslino tym samym rodzaju kwiatow (4).

Rosliny uprawiane w Europie naleza do nastepujacych gatunkow(3):• F. suspensa (Thunb.) Vahl – forsycja zwisła,• F. viridissima Lindl. – forsycja zielona oraz• F. × intermedia Zabel – forsycja posrednia.

Tworza one odmiany hodowlane rozniace sie miedzy soba głownie barwa i kształtem lisci.Forsycje znane były jako rosliny lecznicze juz trzy tysiace lat przed nasza era. W starozytnych

Chinach stosowano owoce tych roslin jako srodek łagodnie przeczyszczajacy, tonizujacy a takzemoczopedny, przeciwzapalny i pobudzajacy miesiaczkowanie. W tradycyjnej medycynie japonskiejsurowiec znalazł zastosowanie w puchlinie wodnej, zimnicy, robaczycy, niektorych chorobach skoryoraz przy powiekszonych wezłach chłonnych (4). Ekstrakt z wysuszonych owocow forsycji uzywany byłmiedzy innymi w leczeniu rzezaczki, rozy, zapalenia gardła i migdałkow oraz wrzodow. Przypisuje siemu takze aktywnosc przeciwwirusowa, zołciotworcza i przeciwgoraczkowa (5). Aktywnosc przeciwbak-teryjna owocow forsycji zwisłej została potwierdzona doswiadczalnie w stosunku do Staphylococcusaureus (6).

Orientalny surowiec Forsythiae fructus (pod japonska nazwa „rengyo” a chinska „Lianqiao”) mozebyc owocami F. suspensa Vahl lub F. viridissima Lindl. Wspołczesnie jest zamieszczony w farmakopeijaponskiej (7) i stosowany jako lek moczopedny, przeciwzapalny i odtruwajacy (8).

Aktywnosc wyciagow z surowca została potwierdzona badaniami farmakologicznymi.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 45 – 55

Według ostatnich badan znaczna aktywnosc przeciwzapalna i przeciwbolowa wykazuje zarownoekstrakt metanolowy, jak i n-heksanowy z owocow forsycji zwisłej (9).

Wodny wyciag z owocow F. suspensa Vahl hamuje agregacje płytek krwi (10). Wyciag metanolowyz Forsythiae fructus wykazuje takze działanie hepatoprotekcyjne (11), hipotensyjne i sedatywne (12).

Rosliny nalezace do rodzaju Forsythia syntetyzuja szereg metabolitow wtornych biologicznieaktywnych z wielu roznych grup chemicznych, m.in.: flawonoidy, glikozydoestry fenyloetanoidowe,lignany oraz triterpeny. Wiekszosc z nich została wyizolowana w postaci jednorodnej i zdefiniowanachemicznie za pomoca nowoczesnych metod.

K w i a t y f o r s y c j i j a k o z r o d ł o r u t o z y d u

Zwiazkiem flawonoidowym dominujacym nie tylko w rodzaju Forsythia, ale takze w pozostałychrodzajach z rodziny Oleaceae, okazał sie rutozyd (13).

Ryc. 1. Rutozyd [3-O-(-α-ramnozylo)-1→6-β-glukozyd kwercetyny].

Fig. 1. Rutin [quercetin 3-O-(-α-ramnopyranosyl-1→6-β-glucopyranoside)].

Pierwsze doniesienia pismiennictwa dotyczace wyodrebnienia i oznaczania zawartosci tego glikozyduflawonolowego w kwiatach forsycji pochodza z konca lat czterdziestych ubiegłego stulecia (14, 15).

Naghski i wspołpr. (14) podaja, ze zawartosc rutozydu oznaczona w swiezych kwiatach F. fortuneiLindl. wynosi 4,29%, natomiast surowiec z pozniejszego zbioru z tego samego zrodła wykazywałjedynie slady oznaczanego zwiazku.

W roku 1954 Olechnowicz-Stepien (16) przeprowadziła oznaczenia zawartosci rutozydu w kwiatachforsycji wykorzystujac metode Valentina i Wagnera. W wyniku przeprowadzonych oznaczen autorkastwierdziła, ze kwiaty forsycji posredniej zawieraja 5,0–5,5% rutozydu, natomiast kwiaty forsycjizwisłej 6,0–6,5% badanego zwiazku. Ponadto autorka sugeruje, ze w surowcu kwiatowym podczassuszenia moga zachodzic procesy enzymatyczne prowadzace nawet do zaniku tego zwiazku (17).

Analiza jakosciowa i ilosciowa rutozydu stanowiła takze czesc duzego zakresu badan kwiatow i lisciforsycji hodowanych w Polsce, ktore zostały przez nas przeprowadzone w latach 90 ubiegłego stulecia(18). Z kwiatow F. suspensa wyodrebniono rutozyd z wydajnoscia 2,8%, przy czym procedura izolacjirutozydu z tego surowca okazała sie prosta i mało czasochłonna (8).

Oznaczenia ilosciowe rutozydu wykazały, ze zawartosc tego zwiazku w kwiatach jest ponad dwukrotniewyzsza niz w lisciach tego samego taksonu. Wyniki otrzymane metoda spektrofotometryczna wg FPV były srednio ok. 40% wyzsze niz otrzymane za pomoca HPLC. Moze to wynikac z roznicyrozpuszczalnosci rutozydu i kwercetyny w uzytych do analizy rozpuszczalnikach, jak tez z zawyzeniawynikow metody farmakopealnej przez inne zwiazki o podobnych układach chromoforowych obecnew surowcu. Stosujac metode HPLC wykazano, ze zawartosc rutozydu w kwiatach forsycji jest najwyzszaw surowcu zebranym w stadium pakow i wynosi w tym okresie 2,67% w F. suspensa, 2,62% w F. × in-termedia i 2,79% w F. viridissima. Pod koniec okresu kwitnienia obserwowano z reguły spadek zawartoscitego zwiazku w kwiatach forsycji, ktory moze nawet siegac ok. 30%. W lisciach zawartosc rutozydu jestnizsza i wynosi w zaleznosci od gatunku od 0,62 do 1,23% przy zastosowaniu metody HPLC (tab. I).

Podobne zawartosci rutozydu w kwiatach (3,09%) i znacznie wiecej w lisciach (2,48%) oznaczyliToker i wspołpr. w materiale pochodzacym z forsycji zielonej (F. viridissima) rosnacej w Turcji (19).Wyniki te uzyskali za pomoca metody HPLC, natomiast metoda roznicujacej polarografii pulsacyjnejwykazała wyzsza zawartosc rutozydu (20).

Na podstawie przedstawionych powyzej wynikow oznaczen mozna uznac kwiaty i liscie forsycji zajedno z bogatszych zrodeł rutozydu.

46 Nr 1M. Tokar, B. Klimek

T a b e l a IZawartosc rutozydu, fenyloetanoidow i lignanow oznaczona metoda HPLC

(w surowcu wysuszonym) w kwiatach i lisciach forsycji

T a b l e IContent of rutoside, phenylethanoids and lignans in dry material

of the flowers and leaves of Forsythia determined by HPLC

Takson Kwiaty (%) Liscie (%)

Rutozyd

F. suspensa 1,71–2,67 0,66–1,17

F. viridissima 1,78–2,79 0,91–1,23

F. × intermedia 1,66–2,62 0,62–1,06

Fenyloetanoidy

F. suspensaforsytozyd A 6,04–11,59 2,85–4,46

F. viridissimawerbaskozyd 4,58–7,74 4,93–7,40

F. × intermediaforsytozyd A + werbaskozyd

6,05–8,62 4,42–6,24

Lignany

F. suspensafilyryna 0,51–0,92 3,57–4,33glukozyd (+)–pinorezynolu 4,32–6,99 0,79–1,62

F. viridissimaarktyina 5,69–8,38 4,03–4,33

F. × intermediafilyryna – 1,51–2,75glukozyd (+)–pinorezynolu 1,04–1,11 0,14–0,25arktyina 8,37–10,08 1,45–2,31

Rutozyd jest glikozydem flawonoidowym o duzym rozpowszechnieniu w swiecie roslin, ale wysokajego zawartoscia odznacza sie zaledwie kilka gatunkow. Maja one znaczenie badz jako surowcelecznicze, badz jako materiały wyjsciowe do izolacji rutozydu (Sophorae flos). Rutozyd (Rutoside)stosowany jest w postaci substancji naturalnej izolowanej z roslin oraz połsyntetycznej pochodnej– hydroksyetylorutozydu (Venoruton). Aktywnosc rutozydu jako leku uszczelniajacego kapilary i wzma-cniajacego naczynia jest znana i dostatecznie udokumentowana badaniami farmakologicznymi. Udowo-dniono, ze mechanizm działania rutozydu ma zwiazek z jego wpływem na płytki krwi a w szczegolnosciz hamowaniem uwalniania substancji aterogennych i mediatorow procesow zapalnych i alergicznych,takich jak: tromboksan A2, PAF (czynnik aktywujacy płytki krwi), metabolity lipoksygenazy, PDGF(plateled derived growth factor) (21–24).

W ostatnich latach udowodniono, ze rutozyd posiada zdolnosc wychwytywania wolnych rodnikow(25–26), spełnia role ochronna dla erytrocytow przed ich oksydacyjna hemoliza (27), hamujehiperproliferacje komorek (28). Dzieki własciwosciom antywolnorodnikowym, przeciwzapalnym i anty-agregacyjnym rutozyd moze nie tylko zapobiegac zmianom miazdzycowym w naczyniach, ale takzeprzyczyniac sie do przywrocenia normalnego funkcjonowania komorek srodbłonka, objetych zmianamimiazdzycowymi, włacznie z przywroceniem syntezy prostacykliny i EDRF (endothelium derivedrelaxing factor – czyli NO) (29).

Takze najnowsze doniesienia wskazuja, ze rutozyd nalezy do grupy substancji o wyraznychwłasciwosciach antyoksydacyjnych (30, 31), zwłaszcza w odniesieniu do uwalniania wolnych rodnikow(32) oraz do procesow utleniania lipidow (33).

W y s t e p o w a n i e p o c h o d n y c h k w a s u k a w o w e g o w f o r s y c j a c h i i c h w p ł y wn a a k t y w n o s c s u r o w c a

Kwas kawowy, ktorego pochodne naleza oprocz flawonoidow do najsilniejszych antyoksydantowroslinnych, wystepuje w forsycjach w postaci zwiazanej z cukrami i alkoholem 3,4-dihydroksyfenylo-

Nr 1 47Rosliny z rodzaju Forsythia

werbaskozyd (= akteozyd)

forsytozyd A (= forsycjazyd)

forsytozyd B (= 6′-O-β-apiozylowerbaskozyd)

Ryc. 2. Pochodne kwasu kawowego wystepujace w forsycjach.

Fig. 2. Caffeic acid derivatives in Forsythia species.

etylowym. Do zwiazkow tych, okreslanych mianem fenyloetanoidow, naleza wystepujace w forsycjach:werbaskozyd (= akteozyd), forsytozyd A (= forsycjazyd) oraz forsytozyd B (34, 35).

Z naszych badan wynika, ze zawartosc glikozydow fenyloetanoidowych zarowno w kwiatach, jaki w lisciach forsycji jest wysoka (moze przekraczac 10%) (36). Surowcem dogodniejszym do ichwyodrebnienia moga byc kwiaty, ktore zawieraja mniej substancji smolistych i prawie nie zawierajachlorofilu, jednakze masa surowca uzyskana z jednego egzemplarza rosliny jest znacznie nizsza nizw przypadku lisci, co moze decydowac o opłacalnosci zbioru.

Zawartosc werbaskozydu w kwiatach forsycji zielonej oznaczona metoda HPLC siega 7,74%,w lisciach tego gatunku dochodzi do 8,18%. Zawartosc forsytozydu A wyznaczona ta sama metodaw kwiatach forsycji zwisłej moze siegac 11,59%, a w lisciach 4,46%.

W kwiatach forsycji posredniej zawartosc sumy fenyloetanoidow moze osiagac wartosc 9,17%,natomiast w lisciach tego samego taksonu 6,24%.

Na podstawie wynikow oznaczen mozna wnioskowac, ze liscie i kwiaty forsycji stanowia jednoz najbogatszych dotychczas poznanych zrodeł werbaskozydu i zwiazkow o podobnej strukturze. Dlaporownania w kwiatach Verbascum thapsiforme Schrad. (Scrophulariaceae) zawartosc werbaskozyduwynosi 0,58%, w kwiatostanach Verbascum lychnitis L. (Scrophulariaceae) 2,37% (37), a w zieluVerbena officinalis L. (Verbenaceae) 1,8% (38).

48 Nr 1M. Tokar, B. Klimek

Glikozydy fenyloetanoidowe sa dosc szeroko rozpowszechnione w swiecie roslin. Szczegolnie czestowystepuja u przedstawicieli rodzin Oleaceae, Scrophulariaceae, Verbenaceae i Lamiaceae, ale ichzawartosc jest przewaznie nizsza.

Według danych pismiennictwa werbaskozyd odznacza sie wielokierunkowa aktywnoscia farmakolo-giczna. Zwiazek ten działa antyoksydacyjnie (39, 40) zapobiegajac utlenianiu sie lipidow orazhepatoochronnie (41, 42), przeciwdziała utlenianiu frakcji LDL juz w niskich stezeniach (ED50

= 1 µmol/dm3) (43).Własciwosci antyoksydacyjne akteozydu wynikaja głownie z jego zdolnosci do wymiatania wolnych

rodnikow, ktora została udokumentowana przez licznych autorow (44, 45).Według autorow chinskich werbaskozyd wpływał znaczaco na kurczliwosc miesni szkieletowych

stymulowana elektrycznie in vitro (46), co przypisano własciwosciom antyoksydacyjnym.Werbaskozyd i forsytozyd A wykazały inhibicyjny wpływ na aktywnosc kinazy białkowej C (PKC α),

enzymu bedacego istotnym elementem komorkowych mechanizmow przekaznictwa sygnałow (47).Akteozyd hamował proliferacje komorek P-388 (mysie komorki białaczki limfatycznej). Autorzy

uwazaja, ze aktywnosc przeciwnowotworowa tego glikozydu fenyloetanoidowego moze miec czesciowozwiazek z inhibicja kinazy białkowej C – PKC α (48).

Werbaskozyd wywierał zalezny od dawki wpływ na proliferacje komorek sledziony (49), a takzekomorek nowotworowych takich, jak: MGc 80-3 czy promielocytarnej białaczki HL-60 (50, 51).

Istnieja takze doniesienia o własciwosciach przeciwzapalnych werbaskozydu (52), miedzy innymiw kłebuszkowym zapaleniu nerek (53).

Na podstawie badan przeprowadzonych na izolowanych komorkach aorty sugeruje sie rowniezkorzystne działanie tego zwiazku w chorobach układu krazenia spowodowanych arterioskleroza (54).

Zblizone strukturalnie i biosyntetycznie do fenyloetanoidow zwiazki, lecz posiadajace w czesciaglikonowej układ cykloheksanu w miejsce układu aromatycznego, wyizolowano z owocow Forsythiasuspensa i nazwano rengiozydami A-C (55), ich aktywnosc nie jest znana.

L i g n a n y w f o r s y c j a c h i i c h w ł a s c i w o s c i

Forsycje nagromadzaja takze inne zwiazki polifenolowe o znaczacej aktywnosci farmakologicznej,a mianowicie lignany. Ich struktura jest zroznicowana: obok bisepoksylignanow biosyntetyzowane saw tych roslinach lignanolidy, zarowno w formie wolnych aglikonow jak tez połaczen glikozydowych.

Zwiazkami o charakterze bisepoksylignanow stwierdzonymi w forsycjach sa filygenina, (+)-pinorezy-nol i (+)-epipinorezynol wystepujace głownie w postaci glikozydow (8).

Strukture lignanolidow reprezentuja arktygenina i matairezynol oraz ich glikozydy (56).

R = H(+)-pinorezynol filygenina

R = glukozaβ-glukozyd (+)-pinorezynolu filyryna

Ryc. 3a. Bisepoksylignany w forsycjach.

Fig. 3a. Bisepoxylignans in Forsythia species.

Nr 1 49Rosliny z rodzaju Forsythia

R = H(+)-epipinorezynol

R = glukozaβ-glukozyd (+)-epipinorezynolu

Ryc. 3b. Bisepoksylignany w forsycjach.

Fig. 3b. Bisepoxylignans in Forsythia species.

Przeprowadzone przez nas badania wykazały, ze zawartosc lignanow zarowno w kwiatach, jaki w lisciach forsycji hodowanych w Polsce jest wysoka. W kwiatach F. suspensa oznaczono 6,99%β-D-glukozydu (+)-pinorezynolu i 0,92% filyryny, a w lisciach tego gatunku odpowiednio 1,62% i 4%(metoda HPLC) (57).

W kwiatach F. × intermedia zawartosc arktyiny siega 10%, β-D-glukozydu (+)-pinorezynolu 1%(metoda j.w.), natomiast w lisciach oznaczono po ok. 2% filyryny i arktyiny oraz 0,25% β-D-glukozydu(+)-pinorezynolu.

Szczegolnie wysoka zawartoscia arktyiny odznacza sie gatunek F. viridissima. W kwiatach forsycjizielonej zawartosc arktyiny siega 8,38%, a w lisciach tego taksonu 4%.

Lignany roslinne sa zwiazkami wykazujacymi, w zaleznosci od budowy, rozne typy aktywnosci.Niektore, na przykład podofilotoksyna, sa silnie cytotoksyczne i stały sie produktami wyjsciowymi dosyntezy lekow przeciwnowotworowych takich, jak Etopozyd, Tenipozyd, Etopophos. Inne zwiazkiw trakcie prowadzonych systematycznie badan takze wykazuja znaczaca aktywnosc antyproliferacyjnai cytostatyczna. Naleza do nich m. in. arktygenina, matairezynol, honokiol, machillina (58). Lignanymaja takze własciwosci chroniace miazsz watroby przed szkodliwym wpływem roznych czynnikow

R = Harktygenina matairezynol

R = glukozaarktyina matairezynozyd

Ryc. 4. Lignanolidy w forsycjach.

Fig. 4. Lignanolids in Forsythia species.

50 Nr 1M. Tokar, B. Klimek

Nr 1 51Rosliny z rodzaju Forsythia

chemicznych (59), wiele zwiazkow z tej grupy zostało uznanych za antyoksydanty (60). Innawłasciwoscia lignanow jest mozliwosc transformacji do struktur czesto wykrywanych w organizmieczłowieka tj. enterolaktonu i enterodiolu.

Udowodniono w badaniach in vitro, ze takie zwiazki, jak: matairezynol, sekoizolarycirezynol,larycirezynol i pinorezynol sa metabolizowane przez mikroflore przewodu pokarmowego poprzez rozneformy posrednie do enterolaktonu i enterodiolu, ktore wykazuja aktywnosc estrogenna. Te samefitoestrogeny powstaja w nastepstwie przeobrazen enzymatycznych lignanow zawartych w ziarnachzboz, szczegolnie zyta oraz w nasionach lnu. Produkty te sa uwazane za naturalne zrodło prekursorowfitoestrogenow i sa składnikami suplementow zywnosci czy tzw. zdrowej zywnosci, jako czynnikichroniace przed nowotworami hormono-zaleznymi.

Wyniki badan ostatnich lat dowodza, ze takze forsycje moga dostarczac surowca do wytwarzania tegorodzaju produktow, poniewaz zawartosc prekursorow enterolaktonu i enterodiolu w lisciach, owocachi kwiatach jest wyzsza niz w nasionach lnu i ziarnach zboz, a liscie forsycji w niektorych zrodłachjaponskich sa wymieniane wsrod produktow jadalnych. Zespoł autorow japonskich i finskich (61) napodstawie przeprowadzonych szczegołowych badan biochemicznych sugeruje wykorzystanie forsycjijako zrodła fitoestrogenow na przykład w postaci „herbatki” z lisci. Podobne zastosowanie mogłybyznalezc kwiaty forsycji.

I n n e s k ł a d n i k i c h e m i c z n e

Kwasy triterpenowe: kwas ursolowy, oleanolowy i betulinowy (8), β-sitosterol (62) oraz 3-O-β-D-glukopiranozyd (6′-O-palmitoilo)-sitosterolu (63) sa składnikami owocow i lisci forsycji o mniejszymznaczeniu. Kwiaty zawieraja natomiast znaczna ilosc weglowodanow o charakterze hydrozeli, ktorewykazuja aktywnosc cytostatyczna (64).

R1 = H, R2 = CH3 kwas ursolowy kwas betulinowyR1 = CH3, R2 = H kwas oleanolowy

Ryc. 6. Kwasy triterpenowe wystepujace w forsycjach.

Fig. 6. Triterpenoid acids in Forsythia species.

PODSUMOWANIE

Lignany znane sa nie tylko jako cytostatyki o roznym nasileniu aktywnosci aletakze jako prekursory fitoestrogenow enterolaktonu i enterodiolu, ktore podobniejak izoflawony maja własciwosci chemoprewencyjne. Dotychczas matairezynoli sekoizolaricirezynol, wystepujace w znaczacych ilosciach w nasionach lnu,sezamu oraz w czarnej herbacie, nasionach fasoli i niektorych owocach (65),uznawane były za zwiazki ulegajace przemianom do fitoestrogenow. Najnowszebadania dowodza, ze takze inne lignany, takie, jak pinorezynol, ktory wystepuje

52 Nr 1M. Tokar, B. Klimek

w forsycjach, podlegaja przeobrazeniom przez flore bakteryjna do enterolaktonui enterodiolu, a produktami posrednimi sa miedzy innymi matairezynol i sekoizola-ricirezynol (66).

Na podkreslenie zasługuje fakt, ze zawartosc lignanow w kwiatach , lisciachi owocach forsycji jest wyzsza niz w innych surowcach np. w nasionach lnu, ktoreuzywane sa jako składniki suplementow diety stosowanych w celu prewencjichorob hormono-zaleznych do ktorych zaliczane sa: rak piersi u kobiet i rakprostaty u mezczyzn, a niekiedy takze choroba wiencowa serca.

Dodatkowa zaleta surowcow pozyskiwanych z forsycji jest wysoka zawartoscrutozydu i fenyloetanoidow, ktore wykazuja wysoka aktywnosc antyoksydacyjnai umiarkowana cytostatyczna.

W Japonii trwaja prace nad wykorzystaniem materiału roslinnego dostarczanegoprzez krzewy forsycji do produkcji suplementow diety (61).

Poniewaz w Europie rosliny z rodzaju Forsythia nie sa znane jako tradycyjnerosliny lecznicze ani jadalne, ich zastosowanie jako materiału do wytwarzanialekow lub suplementow diety byłoby mozliwe dopiero po przeprowadzeniuodpowiednich badan farmakologicznych w celu okreslenia stosunku korzysci doewentualnego ryzyka ich stosowania a conajmniej wykazania braku efektowtoksycznych.

M. T o k a r, B. K l i m e k

FORSYTHIA PLANTS AS A SOURCE OF NATURALANTIOXIDANTS AND PHYTOESTROGENS

PISMIENNICTWO

1. Kim K.J.: Molecular phylogeny of Forsythia (Oleaceae) based on chloroplast DNA variation. Plant.Syst. Evol., 1999; 218(1-2): 113-123. – 2. Seneta W., Dolatowski J.: Dendrologia. PWN, Warszawa,2000; 462-465. – 3. Strzelecka H., Kowalski J.: Encyklopedia zielarstwa i ziołolecznictwa. PWN,Warszawa, 2000; 146-148. – 4. Hegi G.: Illustrierte Flora von Mittel-Europa. Bd. V/3, Lehmanns,München, 1926. – 5. Rouf A.S.S., Ozaki Y., Rashid M.A., Rui J.: Dammarane derivatives from the driedfruits of Forsythia suspensa. Phytochemistry 2001; 56: 815-818. – 6. Kitagawa S., Tsukamoto H., HisadaS., Nishibe S.: Studies on the Chinese Crude Drud „Forsythiae Fructus”. VII. A new caffeoyl glycosidefrom Forsythia viridissima. Chem. Pharm. Bull. 1984; 32(3): 1209-1213. – 7. Japanese Pharmacopoeia,14th ed, Ministry of Health and Welfare, Tokio 2002; Official Monographs for Part II, p. 920. – 8. KlimekB., Tokar M.: Biologically active compounds from the flowers of Forsythia suspensa Vahl. Acta Polon.Pharm., 1998; 55(6): 499-504. – 9. Ozaki Y., Rui J., Tang Y.T.: Antiinflammatory effect of Forsythiasuspensa Vahl and its active principle. Biol. Pharm. Bull. 2000; 23(3): 365-367. – 10. Iwakami S., WuJ.B., Ebizuka Y., Sankawa U.: Platelet activating factor (PAF) antagonists contained in medicinal plants:lignans, and sesquiterpenes. Chem.Pharm.Bull. 1992; 40(5):1196-1198.

11. Kumazawa N., Ohta S., Ishizuka O., Sakurai N., Kamogawa A., Shinoda M.: Protective effects ofvarious methanol extracts of crude drugs on experimental hepatic injury induced by carbon tetrachloridein rats. Yakugaku Zasshi 1990; 110(12): 950-957, PMID; 2074541. – 12. Nikaido T., Ohmoto T.,Kinoshita T., Sankawa U., Nishibe S., Hisada S.: Ihibition of cyclic AMP phosphodiesterase by lignans.Chem. Pharm. Bull. 1981; 29(12): 3586-3592. – 13. Harborne J.B., Green P.S.: A chemotaxonomicsurvey of flavonoids in leaves of the Oleaceae. Bot. J. Linn. Soc., 1980; 81: 155-167. – 14. Naghski J.,Porter W.L., Couch J.F.: Isolation of rutin from two varieties of Forsythia. J. Am. Chem. Soc., 1947; 69:572-573. – 15. Plouvier V., Sosa A.: Biochemical study of the flowers of various species of Forsythia(family Oleaceae). Bull. Soc. Chim. Biol., 1948; 30: 273-278, CA 42:8885f. – 16. Olechnowicz-Stepien

Nr 1 53Rosliny z rodzaju Forsythia

W.: Kwiaty forsycji jako zrodło rutyny. Acta Pol. Pharm., 1957; 14(1): 33-40. – 17. Olechnowicz-StepienW.: Przyczynek do badan nad metabolizmem rutyny w kwiatach Forsythia sp. Acta Pol. Pharm., 1960;17(2): 131-138. – 18. Klimek B., Tokar M.: Oznaczenia rutyny metoda HPLC w kwiatach i lisciachforsycji – Forsythia species. Herba Polonica, 2000; 46(4): 261-266. – 19. Toker G., Türköz S.,Erdemoglu N.: High performance liguid chromatographic analysis of rutin in plants I. Pharmazie, 1998;53(7): 494-495. – 20. Temizer A., Kir S., Toker G., Baykal T., Sener B.: Differential pulse polarographicdetermination of flavonoids, I: Total flavonoids in Forsythia viridissima Lindl. Arch. Pharm. (Wein-heim), 1989; 322: 79-81.

21. Swies J., Robak J., Dabrowski L., Duniec Z., Michalska Z., Gryglewski R.J.: Antiaggregatoryeffects of flavonoids in vivo and their influence on lipoxygenase and cyclooxygenase in vitro. Pol. J.Pharmacol. Pharm., 1984; 36(5): 455-463. – 22. Galvez J., Cruz T., Crespo E., Ocete M.A., LorenteM.D., Sanchez de Medina F., Zarzuelo A.O.: Rutoside as mucosal protective in acetic acid-induced ratcolitis. Planta Medica, 1997; 63(5): 409-414. – 23. Guardia T., Rotelli A.E., Juarez A.O., Pelzer L.E.:Anti-inflammatory properties of plant flavonoids. Effects of rutin, quercetin and hesperidin on adjuvantarthritis in rat. Farmaco., 2001; 56(9): 683-687. – 24. Cruz T., Galvez J., Ocete M.A., Crespo M.E.,Sanchez de Medina L.H., Zarzuelo A.O.: Oral administration of rutoside can ameliorate inflammatorybowel disease in rats. Life Science, 1998; 67(9): 687-695. – 25. Lee M.H., Lin R.D., Shen L.Y., Yang L.L.,Yen K.Y., Hou W.C.: Monoamine oxidase B and free radical scavenging activities of natural flavonoidsin Melastoma candidum D. Don. J. Agric. Food Chem., 2001; 49(11): 5551-5555. – 26. Burda S.,Oleszek W.: Antioxidant and antiviral activities of flavonoids. J. Agric. Food Chem., 2001; 49(6):2774-2779. – 27. Grinberg L.N., Rachmilewitz E.A., Newmark H.: Protective effects of rutin againsthemoglobin oxidation. Biochem. Pharmacol., 1994; 48(4): 643-649. – 28. Deschner E.E., Ruperto J.,Wong G., Newmark H.L.: Quercetin and rutin as inhibitors of azoxymethanol-induced colonic neoplasia.Carcinogenesis, 1991; 12: 1193-1196. – 29. Gryglewski R.J., Korbut R., Robak J., Swies J.: On themechanism of antithrombotic action of flavonoids. Biochem. Pharmcol., 1987; 36(3): 317-322. – 30.Boyle S.P., Dobson V.L., Duthie S.J., Hinselwood D.C., Kyle J.A., Collins A.R.: Bioavailability andefficiency of rutin as an antioxidant: a human supplementation study. Eur. J. Clin. Nutr., 2000; 54:774-782.

31. Javernik S., Kreft S., Strukelj B., Vrecer F.: Oxidation of lovastatin in the solid state and itsstabilization with natural antioxidants. Pharmazie, 2001; 56(9): 738-740. – 32. Zhao C., Shi Y., Lin W.,Wang W., Jia Z., Yao S., Fan B., Zheng R.: Fast repair of the radical cations of dCMP and poly C byquercetin and rutin. Mutagenesis, 2001; 16: 271-275. – 33. Cos P., Calomme M., Sindambiwe J.B., DeBruyne T., Cimanga K., Pieters L., Vlietinck A.J., Vander Berghe D.: Cytotoxicity and lipidperoxidation-inhibiting activity of flavonoids. Planta Medica, 2001; 67(6): 515-519. – 34. Kitagawa S.,Hisada S., Nishibe S.: Phenolic compounds from Forsythia leaves. Phytochemistry, 1984; 23(8):1635-1636. – 35. Endo K., Takahaski K., Abe T., Hikino H.: Structure of forsythoside B, an antibacterialprinciple of Forsythia koreana stems. Heterocycles, 1982; 19(2): 261-264. – 36. Klimek B., Tokar M.:Isolation and quantitative determination of lignans and phenylethanoids in flowers and leaves ofForsythia sp. VI Ogolnopolska Konferencja Naukowa na temat: Zastosowanie metod chromatograficz-nych w badaniach fitochemicznych i biomedycznych, P-15, Lublin, 1997. – 37. Klimek B.: Verbascosidein the flowers of some Verbascum species. Acta Polon. Pharm., 1991; 48(3-4): 51-54. – 38. Hansel R.,Sticher O., Steinegger E.: Pharmacognosie-Phytopharmazie. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1999.– 39. Xiong Q., Kadota S., Tani T., Namba T.: Antioxidative effects of phenylethanoids from Cistanchedeserticola. Biol. Pharm. Bull., 1996; 19(12): 1580-1585. – 40. Li J., Wang P.F., Zheng R., Liu Z.M., JiaZ.: Protection of phenylpropanoid glycosides from Pedicularis against oxidative hemolysis in vitro.Planta Medica, 1993; 59(4): 315-317.

41. Xiong Q., Hase K., Tezuka Y., Tani T., Namba T., Kadota S.: Hepatoprotective activity ofphenylethanoids from Cistanche deserticola. Planta Medica, 1998; 64(2): 120-125. – 42. Xiong Q., HaseK., Tezuka Y., Namba T., Kadota S.: Acteoside inhibits apoptosis in D-galactosamine and lipopolysac-charide – induced liver injury. Life Science, 1999; 65(4): 421-430. – 43. Seidel V., Verholle M., MalardY., Tillequin F., Fruchart J.C., Duriez P., Bailleul F., Teissier E.: Phenylpropanoids from Ballota nigraL. inhibit in vitro LDL peroxidation. Phytother. Res., 2000; 14(2): 93-98. – 44. Wang P., Kang J., ZhengR., Yang Z., Lu J., Gao J., Jia Z.: Scavenging effects of phenylpropanoid glycosides from Pedicularis onsuperoxide anion and hydroxyl radical by the spin trapping method. Biochem. Pharmacol., 1996; 51(5):687-691. – 45. Heilmann J., Calis I., Kirmizibelimez H., Schühly W., Harput S., Sticher O.: Radicalscavenger activity of phenylethanoid glycosides in FMLP stimulated human polymorphonuclearleukocytes: structure – activity relationships. Planta Medica, 2000; 66(8): 746-748. – 46. Liao F., Zheng

54 Nr 1M. Tokar, B. Klimek

R.L., Gao J.J., Jia Z.J.: Retardation of skeletal muscle fatique by the two phenylpropanoid glycosides:verbascoside and martynoside from Pedicularis plicata maxim. Phytother. Res., 1999; 13(7): 621-623.– 47. Zhou B.N., Bahler B.D., Hofmann G.A., Mattern M.R., Johnson R.K., Kingston D.G.I.:Phenylethanoid glycosides from Digitalis purpurea and Pestemon linarioides with PKC α – inhibitoryactivity. J. Nat. Prod., 1998; 61(11): 1410-1412. – 48. Pettit G.R., Numata A., Takemura T., Ode R.H.,Narula A.S., Schmidt J.M., Cragg G.M., Pase C.P.: Antineoplastic agents, 107. Isolation of acteoside andisoacteoside from Castilleja linariaefolia. J. Nat. Prod., 1990; 53(2): 456-458. – 49. Klimek B., StepienH.: Effect of some constituents of mullein (Verbascum sp.) on proliferation of rat splenocytes in vitro.Eur. J. Pharm. Sci., 1994; 2(1,2): 123. – 50. Li J., Zheng Y., Zhou H., Su B., Zheng R.: Differentation ofhuman gastric adenocarcinoma cell line MGc 80-3 induced by verbascoside. Planta Medica, 1997; 63(6):499-502.

51. Inoue M., Sakuma Z., Ogihara Y., Saracoglu I.: Induction of apoptotic cell death in HL-60 cells byacteoside, a pheylpropanoid glycoside. Biol. Pharm. Bull., 1998; 21(1): 81-83. – 52. Murai M.,Tamayama Y., Nishibe S.: Phenylethanoids in the herb of Plantago lanceolata and inhibitory effect onarachidonic acid – induced mouse ear edema. Planta Medica, 1995; 61(5): 479-480. – 53. Hayashi K.,Nagamatsu T., Ito M., Hattori T., Suzuki Y.: Acteoside, a component of Stachys sieboldii MIQ, may bea prommising antinephritic agent (3): effect of acteoside on expression of intercellural adhesionmolecule-1 in experimental nephritic glomeruli in rats and cultured endothelial cells. Jpn. J. Pharmacol.,1996; 70(2): 157-168. – 54. Wong I.Y., Huang Y., He Z.D., Lau C.W., Chen Z.Y.: Relaxing effects ofLigustrum purpurascens extract and purified acteoside in rat aortic rings. Planta Medica, 2001; 67(4):317-321. – 55. Seya K., Endo K., Hikino H.: Structure of rengyosides A, B and C, three glucosides ofForsythia suspensa fruits. Phytochemistry, 1989; 28(5): 1495-1498. – 56. Tokar M., Klimek B.: Isolationand identification of biologically active compounds from Forsythia viridissima flowers. Acta Polon.Pharm., 2004; 61(3): 191-197. – 57. Tokar M., Klimek B.: The content of lignan glycosides in Forsythiaflowers and leaves. Acta Polon. Pharm., 2004; 61(4): 273-278. – 58. Vlietinck A.J., Bruyne T.D., ApersS., Pieters L.A.: Plant-derived compounds for chemotherapy of human immunodeficiency virus (HIV)infection. Planta Medica, 1998; 64(2): 97-109. – 59. Li L.N.: Biologically active components fromtraditional Chinese medicines. Pure App. Chem., 1998; 70(3): 547-554. – 60. Jeng K.C.G., Hou R.C.W.:Sesamin and sesaminol: nature’s therapeutic lignans. Current Enzyme Inhibition, 2005; 1 (1): 11-20.

61. Nishibe S., Deyama T., Hayashi K., Kawamura T., Tanaka T., Sakai E., Heinonen S., AdlercreutzH.: Uses of Forsythia leaves as phytoestrogen source. 1st International Conference on Polyphenols andHealth, Abstracts books, France 2003; P59. – 62. Chiba M., Tsukamoto H., Hisada S., Nishibe S.: Studieson the Chinese crude drug „Forsythiae fructus” (IV). On the constituents of fruits of Forsythia koreanaand Forsythiae fructus from Korea on the market. Shoyakugaku Zasshi, 1979; 33(3): 150-154. – 63.Chen Y., Xiang J., Xu M., Tao L., Gu W.: Studies on chemical constituents from Forsythia suspensa.Zhongguo Zhong Yao Zazhi, 1999; 24(5): 296-319, CA 132:47510. – 64. Moon C.K., Park K.S., LeeS.H., Ha B.J., Iee B.G.: Effects of antitumor polysaccharides from forsythia corea on the immunefunction. Arch. Pharmacal Res., 1985; 8(1): 31-38, CA 103:153483e. – 65. Bhathena S.J., VelasquezM.T.: Beneficial role of dietary phytoestrogens in obesity and diabetes. Am. J. Clin. Nutr., 2002; 76:1191-1201. – 66. Heinonen S., Nurmi T., Liukkonen K., Poutanen K., Wahala K., Deyama T., Nishibe S.,Adlercreutz H.: In vitro metabolism of plants lignans: new precursors of mammalian lignansenterolactone and enterodiol. J. Agri. Food Chem. 2001; 49(7): 3178-3186.

Adres: 90-151 Łodz, ul. Muszynskiego 1.

Nr 1 55Rosliny z rodzaju Forsythia

strona 56 - wakat

Iwona Kozlicka, Juliusz Przysławski

WPŁYW CYNKU NA WYSTEPOWANIE I PRZEBIEGPROCESOW CHOROBOWYCH U DZIECI

Katedra i Zakład Bromatologii Akademii Medycznej w PoznaniuKierownik: prof. AM dr hab. J. Przysławski

Hasła kluczowe: cynk, odzywianie, mukowiscydoza, niedozywienie.Key words: zinc, nutrition, cystic fibrosis, malnutrition.

R o l a c y n k u w p r o c e s a c h f i z j o l o g i c z n y c h i b i o c h e m i c z n y c h o r g a n i z m ul u d z k i e g o

Cynk (Zn) jest mikropierwiastkiem, ktory znalezc mozna we wszystkich tkankach i płynachustrojowych organizmow zywych. Jest pierwiastkiem niezbednym do prawidłowego funkcjonowaniaorganizmu ludzkiego. Przecietna jego ilosc u człowieka dorosłego waha sie od 1,4 g do 2,3 g, z czego60% zawieraja miesnie szkieletowe, 30% – kosci, a 4 do 6% – skora i włosy; 1% ogolnej ilosci cynkuw organizmie zawiera krew (1). Istnieja dobowe wahania stezenia cynku w organizmie – najwyzszestezenia wystepuja rano; najnizsze – w nocy (2). Srednie stezenie cynku w tkankach wynosi 30 mcg/gi jest rozne w roznych tkankach. Najwieksze stezenie cynku stwierdza sie w spermie i w naczyniowceoka (3). Cynk dostaje sie do organizmu droga pokarmowa, przez układ oddechowy oraz przez skore (4).Z pokarmem wchłania sie w roznym stopniu; poziom absorpcji waha sie od 10% do 40% i zalezy m.in.od wieku, składu diety, biodostepnosci. Wchłanianie cynku z pokarmow zachodzi w jelicie cienkim przyudziale kwasu pikolinowego (zinc-binding ligand), ktory ma zdolnosc wiazania i transportowania tegopierwiastka. Frakcja endogenna cynku, to cynk wydzielany do swiatła jelita, a jego głownym zrodłemjest trzustka (5).

Cynk uczestniczy w wielu przemianach enzymatycznych i metabolicznych. Wystepuje jako elementstruktury enzymu, stabilizator lub katalizator dla ponad 200 enzymow (4, 6). Naleza do nich m. in.oksydoreduktazy, transferazy (np. polimerazy: DNA i RNA), izomerazy, hydrolazy, liazy. Najwazniej-sze enzymy cynkozalezne to: fosfataza zasadowa (regulacja wechu i smaku), anhydraza weglanowa,dehydrogenaza mleczanowa i alkoholowa, karboksypeptydazy A i B (składniki soku trzustkowego) (7).Cynk uczestniczy w produkcji testosteronu i jest czynnikiem wpływajacym na rozwoj i funkcjonowaniekanalikow nasiennych. Zmniejszone stezenie testosteronu w nastepstwie niedoboru cynku, skutkujewzrostem stezenia hormonu luteinizujacego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH). Z koleipodwyzszenie stezenia hormonu wzrostu sprzyja wiazaniu sie cynku z histydyna i wydalaniu tegopierwiastka z moczem (3).

Uczestniczy w ekspresji genow, stabilizuje błony i struktury kosci (8, 9). Niedobor cynku przyczyniasie do spadku aktywnosci polimerazy DNA i RNA, co w konsekwencji prowadzi do zahamowaniasyntezy DNA oraz zahamowania procesow replikacji i transkrypcji materiału genetycznego, a takze dowzrostu ilosci rybonukleazy w surowicy (10).

Jako kofaktor gustyny, białka obecnego w receptorach smakowych, cynk ma bezposredni wpływ naczucie smaku i stymuluje apetyt (11).

Wpływa na funkcjonowanie takich hormonow, jak: insulina, hormon wzrostu, testosteron, gonado-tropina. Pierwiastek ten bierze udział w biosyntezie insuliny. Posiada rowniez zdolnosc wiazania siez insulina za posrednictwem reszt imidazolowych histydyny, wspołtworzac forme krystaliczna insuliny.Tak zwiazany wystepuje w komorkach alfa lub beta wysp Langerhansa w trzustce. Moze wtedy działac

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 57 – 62

hiperglikemizujaco lub hipoglikemizujaco. W stanach niedoboru cynku obserwuje sie uposledzenietolerancji glukozy (12).

Z n a c z e n i e c y n k u w c h o r o b a c h w i e k u d z i e c i e c e g o

Uwaza sie, ze najczestsza przyczyna wystepowania niedoboru mikropierwiastkow, w tym rowniezcynku, jest niedozywienie. Niedobory cynku wystepuja najczesciej łacznie ze zbyt niska podaza energiioraz białka w codziennej diecie. Dotycza przede wszystkim niemowlat, dzieci i młodziezy. W tychgrupach wiekowych niedobory stwierdzono u ponad 50% populacji (6).

Niedobor cynku jest powszechny u dzieci w krajach wysoko rozwinietych (13). Wpływ na to majatakie czynniki, jak: brak spozycia zywnosci pochodzenia zwierzecego, duza zawartosc fitynianoww diecie, ktory obniza przyswajalnosc cynku, niezbilansowane diety oraz wysokie straty cynkuwywołane biegunkami (13, 14).

Cynk wpływa na układ odpornosciowy i stan sluzowki w przewodzie pokarmowym. Suplementacjatym pierwiastkiem okazała sie skuteczna w zapobieganiu i leczeniu biegunek oraz zapalenia płuc (13).Duggan zauwaza, ze u dzieci w fazie ostrej malarii poziom cynku w osoczu jest bardzo niski (15).Badania przeprowadzone przez Shankara wsrod dzieci z rejonu Papua Nowa Gwinea, wskazuja, zesuplementacja cynkiem moze obnizac smiertelnosc u dzieci w wieku do 6 lat, chorych na malariespowodowana przez Plasmodium falciparum (16).

Od 2001 r. WHO zaleca podawanie cynku w ramach leczenia biegunek u dzieci. Zaplanowanasuplementacja cynkiem niemowlat o niskiej masie urodzeniowej, znacznie obnizała smiertelnosc. Ponadtouwaza sie, ze niedobor cynku moze powodowac zaburzenia wzrostu u dzieci oraz niedorozwoj umysłowy(17, 18). Mechanizm wpływu niedoboru cynku na wystepowanie roznic w aktywnosci neuropsychologicz-nej i w rozwoju motorycznym u dzieci nie jest do konca wyjasniony. Wydaje sie, ze cynk uczestniczyw powstawaniu nerwow, tworzeniu synaps oraz w przekazywaniu impulsow nerwowych. Jego niedoborzaburza przewodnictwo nerwowe i wpływa na zmiany zachowan neuropsychicznych. Niedobor cynkuw okresie płodowym powoduje wady układu nerwowego oraz opoznienie wzrostu (19).

Terapie cynkiem zastosowano u dzieci z objawami łysienia (alopecia). Etiopatogeneza tego schorze-nia nie jest do konca jasna, nie ma efektywnych metod skutecznego leczenia tych zaburzen. Wykazanojednak wysoka skutecznosc terapii cynkiem. Przypuszcza sie, ze łysienie u dzieci jest efektem zatruciaorganizmu dziecka metalami ciezkimi, głownie kadmem i ołowiem. Metale te obnizaja wchłanianiecynku z przewodu pokarmowego, doprowadzajac do jego niedoborow (7). Suplementacja cynkiemspowodowała spadek poziomu ołowiu i kadmu we krwi i jednoczesny wzrost poziomu cynku.W efekcie, w niektorych przypadkach zaobserwowano odrastanie włosow, co potwierdzałoby skutecz-nosc terapii cynkiem w przypadku tego schorzenia u dzieci (20, 21).

Choroba wieku dzieciecego, na ktora zachorowalnosc w ostatnim czasie znacznie wzrosła jest astma.Skłania to do intensywnych poszukiwan nowych metod leczenia tej choroby. Uwaza sie, ze doczynnikow odpowiedzialnych za rozwoj zachorowan naleza niewatpliwie zanieczyszczenie srodowiskai ewolucja nawykow zywieniowych, ktore pociagaja za soba szereg takich zmian, jak np. obnizenie siebioprzyswajalnosci składnikow diety. Wsrod wielu zwiazkow o prawdopodobnym działaniu terapeuty-cznym wymienia sie rowniez cynk. Wskazuje sie na jego role jako tego czynnika, ktory warunkujewłasciwe funkcje układu odpornosciowego. Chociaz wpływ diety na etiologie astmy jest nie do koncawyjasniony, naukowcy sa zgodni, ze konieczne sa dalsze badania nad ewentualnym wpływem takichczynnikow zywieniowych, jak: obecnosc w diecie antyoksydantow, magnezu oraz skład i kompozycjakwasow tłuszczowych. Podkresla sie znaczenie urozmaiconej i dobrze zbilansowanej diety, w szczegol-nosci zaleca sie spozycie swiezych owocow i warzyw (22, 23).

Duze niedobory lub całkowity brak cynku wystepuja rowniez u dzieci z Acrodermatitis enteropathica(AE), u dzieci ze zmianami skornymi o podobnych do AE objawach oraz u dzieci z alergiamipokarmowymi, a takze u dzieci z mukowiscydoza (24). W przypadku AE niedobor cynku jestnastepstwem wrodzonego uposledzenia jego wchłaniania. W pozostałych dwoch przypadkach podobnedo AE zmiany skorne sa efektem niedoboru cynku z powodu złego stanu odzywienia. Zmiany skornepodobne do AE moga wystapic u tych niemowlat karmionych piersia, ktorych matki miały niski poziomcynku w swoim mleku. W alergii pokarmowej zaburzenia odzywiania i biegunki, moga takzedoprowadzic do powaznego deficytu cynku (25).

Wiele badan zdaje sie potwierdzac pozytywny wpływ długoterminowej suplementacji cynkiemniedozywionych dzieci z objawami biegunki lub z infekcjami układu pokarmowego, ktorych nastepst-wem rowniez sa biegunki. U dzieci w wieku od 1 do 5 lat, u ktorych stwierdzono zakazenie bakteriaz rodzaju Shigella, odnotowano zadowalajace efekty juz po 14-dniowej terapii cynkiem w ilosci 20 mg

58 Nr 1I. Kozlicka, J. Przysławski

dziennie. Odnotowano wzrost poziomu limfocytow oraz Ipa-specyficznych immunoglobulin G w osoczukrwi u dzieci poddanych terapia cynkiem (26).

Prawdopodobny mechanizm wpływu niedoboru cynku na pobudzenie regulatora błonowego kanałuchlorkowego (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) został opisany jako potencjalnieprzyczyniajacy sie do powstawania biegunek. Sugeruje sie, ze niedobor cynku zwieksza poziomuroguanyliny w nastepstwie zwiekszonej sekrecji preprouroguanylinowego mRNA. Uroguanylina jestjednym z hormonow peptydowych, ktorych sekrecja nastepuje w komorkach jelitowych, i ktoreodpowiadaja za regulacje wydalania kationow sodowych z moczem i rownowage płynow w jelitach.Chociaz wiadomo, ze stan homeostazy w jelitach jest procesem bardziej złozonym i zalezy rowniez odpoziomu cGMP, cAMP oraz NO (27, 28), to jednak wydaje sie, ze bezposrednia zaleznosc pomiedzyniedoborem cynku, a wzrostem poziomu uroguanyliny zasługuje na dalsze badania (ryc. 1).

Ryc. 1. Hipotetyczny model potencjalnego wpływu niedoboru cynku na poziomenzymow zewnatrzkomorkowych (modyfikacja własna wg Raymonda i wspołpr.) (29).

Fig. 1. A hypothetical model of the possible influence of zinc deficiencyon the extracellular enzymes (author’s modification of the method by Raymond et al., 29).

Deficyt cynku powoduje spadek ilosci jonow cynkowych wewnatrz komorki i/lub poza nia.Powodowac to moze spadek wiazania jonow cynku przez hormonalnie aktywowana, zewnatrzkomor-kowa metalopeptydaze i w konsekwencji spadek jej aktywnosci. W wyniku prawdopodobnego efektuautokrynnego przypuszczalnie nastepuje spadek poziomu aktywnej uroguanyliny i wzrost uroguanilowe-go mRNA (29).

C y n k a m u k o w i s c y d o z a

Mukowiscydoza (cystic fibrosis, CF) to najczestsza uwarunkowana genetycznie choroba rasy białej.Przyczyna choroby sa mutacje genu, ktory koduje białko CFTR. Kodowane przez gen białko wystepujew komorkach nabłonka wydzielniczego płuc, trzustki, watroby, slinianek, jelita grubego oraz gruczołowpotowych. Pełni ono role błonowego kanału chlorkowego (cystic fibrosis transmembrane conductanceregulator), regulujac wymiane jonow chlorku, sodu, potasu, wody i glutationu (30, 31).

U ok. 30% niemowlat chorych na mukowiscydoze, leczonych na oddziale pediatrycznym Uniwer-sytetu w Kolorado, w USA, w roku 2000, stwierdzono niski poziom cynku w osoczu. W zwiazku z tymwykonano badania przy uzyciu nieradioaktywnych izotopow cynku, w celu okreslenia gospodarki tympierwiastkiem w organizmach osob z CF. Absorpcja cynku netto była ujemna we wszystkich badanychprzypadkach. Stwierdzono, ze straty cynku endogennego sa tym wieksze, im wiecej tłuszczu znajdowałosie w badanych probkach kału. Znaleziono w ten sposob przyczyne zaburzonej rownowagi cynkuw organizmach osob chorych na mukowiscydoze i niedoboru tego pierwiastka w stosunku do osobzdrowych (32).

Nr 1 59Wpływ cynku na proces chorobowy u dzieci

Podobnie jak u dzieci zdrowych, niedobor cynku u chorych na mukowiscydoze zaburza wzrosti ogolny rozwoj organizmu. Zbyt niska absorbcja tłuszczu z diety, ktora obserwuje sie czesto u dzieciz mukowiscydoza, moze powodowac uposledzenie wchłaniania cynku (33). Prawidłowosc te zdaja siepotwierdzac rowniez badania Krebs i wspołpr., ktorzy wykazali, ze ilosc wydalanego tłuszczu korelujez iloscia wydalanego cynku endogennego. Stwierdzili oni ponadto, ze niski poziom cynku wystepujew surowicy krwi w ok. 30% przypadkow chorych na mukowiscydoze. Wczesniejsze badania,prowadzone pod kierunkiem Krebs, dotyczyły niemowlat i noworodkow chorych na CF. Wykazanowtedy, ze szczegolnie u niemowlat zasadne jest wprowadzenie terapii cynkiem, gdyz u wielu z nichstwierdzano niedobory cynku. Zastosowanie enzymow trzustkowych poprawiało poziomy cynkuw osoczu niemowlat juz po kilku tygodniach (34).

Badano zaleznosc pomiedzy poziomem cynku, a stanem odzywienia i stopniem zaawansowaniazmian w płucach. Badania przeprowadzono na grupie 53 pacjentow w wieku od 15 miesiecy do 10,7 lat.W 30% przypadkow stwierdzono niski poziom cynku w erytrocytach, tylko w 10% przypadkow niskipoziom cynku w osoczu (35, 36). Moze to nasuwac przypuszczenie, ze niski poziom cynkuw erytrocytach nie jest nastepstwem niedoboru enzymow trzustkowych, lecz raczej wynikiem upo-sledzenia mechanizmu wprowadzajacego cynk do erytrocytow. Kwas DIDS (kwas 4,4-diizotiocyjanos-tilbeno-2,2 disulfonowy) hamuje kanały chlorkowe i moze znacznie obnizac przenikanie cynku doerytrocytow (37). Nieznane sa konsekwencje niskiego poziomu cynku w erytrocytach, wiadomo jednak,ze jest on kofaktorem takich enzymow w erytrocytach, jak anhydraza weglanowa, czy dysmutazaponadtlenkowa (SOD). Uposledzenie aktywnosci SOD sprzyja powstawaniu mechanizmu stresuoksydacyjnego. Mozna rowniez załozyc, ze przewlekłe stany zapalne, powodujac wzrost aktywnosciSOD, wyczerpuja zapasy cynku z erytrocytow (38).

Najczestsza przyczyna smierci wsrod osob z mukowiscydoza sa powikłania wynikajace z zakazendrog oddechowych bakteria z rodzaju Pseudomonas aeruginosa. Dzieje sie tak pomimo obecnosciw płucach osob z CF innych patogennych szczepow. Pseudomonas aeruginosa wytwarza m.in. elastazei metaloproteaze cynkowa, ktore maja zdolnosc rozkładania białka – D (SP-D). Białko to produkowanejest przez komorki nabłonka pecherzykowego typu II i jest jednym z czterech lipoprotein, ktore okreslasie mianem surfaktantu płucnego. Jest ono odpowiedzialne za regulowanie funkcji odpornosciowychw układzie oddechowym poprzez np. agregacje bakterii i oczyszczanie z nich drog oddechowych.Wykazano, ze elastaza i metaloproteaza powoduje fragmentacje SP-D. Jednym z produktow jestczasteczka 35-kDa, ktora nie wykazuje działania analogicznego do SP-D i jest oporna na wysokatemperature, czas i leki (39).

Wczesniejsze badania, dotyczace zmienionej, komorkowej odpowiedzi immunologicznej u dzieciz mukowiscydoza w przebiegu infekcji powodowanej przez Pseudomonas aeruginosa, dotyczyłybiologicznego znaczenia cynku dla aktywnosci tymuliny (ZnFTS), hormonu wytwarzanego przezgrasice i majacego wpływ na odpornosc komorkowa oraz regulacje wzrostu. Obnizona aktywnosc tegohormonu u dzieci z CF wzgledem zdrowych moze byc efektem obnizonej biodostepnosci cynku u dziecichorych (40).

Niedobor cynku, wystepujacy w mukowiscydozie moze byc nastepstwem zmniejszonej absorpcjicynku w jelicie i/lub niedozywienia. Pozytywne efekty czteromiesiecznej terapii siarczanem cynkuskłaniaja do dalszych badan nad wpływem tego pierwiastka na poprawe stanu skory u chorych namukowiscydoze (41).

Powers (42) wykazał, ze dzieci chore na mukowiscydoze, spozywaja dziennie tylko 89% całkowitegozapotrzebowania energetycznego. Wystepuja ponadto niedobory energii pochodzacej z tłuszczow.Zaleca sie, aby o 20% zwiekszyc podaz energii w diecie w odniesieniu do zalecanej normy na energiedla dzieci zdrowych. Udział tłuszczu w diecie powinien wahac sie na poziomie 35% do 40% ogolnejpodazy energii. Warunkiem koniecznym do zastosowania diety wysokotłuszczowej jest przyjmowanieprzez pacjenta własciwej dawki enzymow trzustkowych, co w konsekwencji zwieksza absorbcje cynku.Warto rowniez pamietac, ze absorpcja cynku moze byc zaburzona, gdy pacjent nie przyjmuje własciwejdawki enzymow trzustkowych (43, 44). Satysfakcjonujacy jest poziom spozycia białka, ktory dlaniemowlat powinien byc nawet 2,5 razy wyzszy od wartosci zalecanego, dziennego spozycia dlazdrowych niemowlat. Nie zaobserwowano natomiast niedoborow cynku. Wszystkie badane dzieciprzyjmowały z dieta dawke dzienna cynku, odpowiadajaca poziomowi bezpiecznemu dla dziecizdrowych.

Pozniejsze badania, w ktorych porownywano dzieci z CF bez ekspresji klinicznej choroby z dziecmizdrowymi, wykazały, ze podstawowa przemiana materii (PPM) u dzieci chorych była porownywalna doPPM u zdrowych. Całkowite zapotrzebowanie energetyczne było nieznacznie nizsze u dzieci chorych

60 Nr 1I. Kozlicka, J. Przysławski

wzgledem zdrowych. Z posrod mikroelementow, oznaczano poziom spozycia cynku w diecie, a uzys-kane wartosci były az w 64% przypadkow ponizej normy. Skłania to do dalszych poszukiwanodpowiedzi na pytanie, jak zmodyfikowac skład diety, aby w maksymalnym stopniu dostosowac ja dopotrzeb pacjentow z mukowiscydoza (45).

N o r m y z a p o t r z e b o w a n i a c z ł o w i e k a n a c y n k o r a z s p o s o b y z a p o b i e g a n i an i e d o b o r o m

Wpływ cynku na wystepowanie i przebieg wielu chorob u dzieci oraz osob dorosłych skłania doszczegolnej dbałosci o to, aby nie dopuscic do niedoborow tego mikropierwiastka w diecie. Cynkwystepuje zarowno w produktach pochodzenia zwierzecego, jak i roslinnego. Jego bioprzyswajalnoscjest rozna i zalezy od zawartosci w diecie fitynianow oraz błonnika pokarmowego. Dieta bogataw produkty roslinne, wysokoprzetworzone i w białko pochodzenia zwierzecego sprzyja wchłanianiucynku na poziomie 20–40%, natomiast wysoka podaz w diecie ziaren zboz i błonnika pokarmowego,powoduje spadek absorpcji cynku z diety do poziomu 10–15%. W zwiazku z powyzszym w raporcieWHO z 1973 r. zalecane normy spozycia cynku okreslono na trzech poziomach: 10%, 20% oraz 30%w zaleznosci od biodostepnosci tego mikropierwiastka w dziennej racji pokarmowej.

Zalecana, dzienna norma spozycia cynku przy załozeniu, ze wchłania sie na poziomie 40%, wynosiodpowiednio: – dla niemowlat do 12 miesiaca zycia: 5 mg; – dla dzieci w wieku od 1 roku do 9 lat:10 mg; – dla dziewczat i chłopcow do 18 roku zycia odpowiednio; 13 mg i 16 mg; – dla mezczyzn:16 mg a dla kobiet: 13 mg. Kobiety ciezarne winny przyjmowac dziennie 16 mg cynku, a karmiace– 21 mg (3, 46).

Do najlepszych zrodeł tego mikropierwiastka naleza: watroba wieprzowa (4,5 mg), biała fasola(3,8 mg), maka zytnia, razowa (3,7 mg), ser zołty, pełnotłusty (3,7 mg), drozdze piekarskie (2,8 mg),mieso wołowe (2,8 mg), orzechy włoskie (2,7 mg), szynka wieprzowa, surowa (1,9 mg), jajo kurze(1,8 mg), ryz (1,7 mg). Podane wartosci odnosza sie do 100 g czesci jadalnych produktu (3).

Osoby, ktore ze wzgledu na stan zdrowia, tryb zycia lub stosowanie diety eliminacyjnej (np.wegetarianie) sa narazone na niedobory cynku, powinny rozwazyc zastosowanie suplementacji lubzwiekszyc udział w codziennej racji pokarmowej produktow bogatych w cynk.

I. K o z l i c k a, J. P r z y s ł a w s k i

THE EFFECT OF ZINC ON THE INCIDENCEAND SEVERITY OF DISEASES IN CHILDREN

PISMIENNICTWO

1. Kulikowska E., Moniuszko-Jakoniuk J., Miniuj K.: Rola cynku w procesach fizjologicznychi patologicznych organizmu. Pol. Tyg. Lek. 1991; 46: 470. – 2. Harper H.: Zarys chemii fizjologicznej.PZWL, Warszawa, 1983: 185. – 3. Ziemlanski S.: Normy zywienia człowieka. Fizjologiczne podstawy.PZWL, Warszawa, 200: 398-408. – 4. Kłos A., Bertrandt J., Stezycka E., Schlegel-Zawadzka M.:Provision of young soldiers organizm demands for zinc through its intake with daily food ration. 5th

International Symposium on trace elements in human. New Perspective, Atens 2005: 662-665. – 5.Sandstrom B., Arvidsson B., Cederblad A.: Zinc absorbcion from composite meals. Am. J. Clin. Nutr.1997; 33: 739. – 6. Brzozowska A.: Składniki mineralne w zywieniu człowieka. Wydawnictwo ARw Poznaniu, Poznan, 2002; 23-38. – 7. Gertig H., Przysławski J.: Bromatologia. Zarys nauki o zywnoscii zywieniu. PZWL, Warszawa, 2006; 216-220. – 8. Schlegel-Zawadzka M.: Cynk – aspekty zdrowotnei lecznicze, przyczyny i objawy niedoborow. Farm. Pol., 2002; t. 58: 452-459. – 9. Odutuga A.A.: Effectsof low – zinc status and essential fatty acid deficiency on bone development and mineralization. Comp.Biochem. Physiol. A., 1982; 71(3): 383-8. – 10. Brown K.H., Wuehler S.E.: Zinc and human health.Micronutr. Initiative 2000; 8-15.

11. Bales C., Steinmam L. i wspołpr.: The effects of age on plasma zinc uptake and taste acuity. Am. J.Clin. Nutr. 1986; 44: 664. – 12. Zajac J., Boznanski A.: Rola cynku w gospodarce weglowodanowej. Pol.Tyg. Lek. 1991; 46: 474. – 13. Bhatnagar S., Natchu U.C.: Zinc in child health and disease. Indian J.

Nr 1 61Wpływ cynku na proces chorobowy u dzieci

Pediatr. 2004; 71(11): 991-5. – 14. Bahl R., Bhandari N. i wspołpr.: Plasma zinc as a predictor ofdiarrhea and respiratory morbidity children in an urban slum setting. Am. J. Clin. Nutr. 1998; 68 (Suppl2): 414-417. – 15. Duggan C. i wspołpr.: Plasma zinc concentrations are deppressed during the acutephase response in children with falciparum malaria. J. Nutr. 2005; 135: 802-807. – 16. Shankar AH.,Genton B. i wspołpr.: The influence of zinc suplementation on morbidity due to Plasmodium falciparum:a randomized trial in preschool children in Papua New Gwine. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2000; 62: 663-9.– 17. Bhatnagar S., Natchu U.C.: Zinc in child health and disease. Indian J. Pediatr. 2004; 71(11): 991-5.– 18. Mahalanabis D., Lahiri M. i wspołpr.: Randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trialof the efficency of treatment with zinc or vitamin A in infants and young children with severe acutelower respiratory infection. Am. J. Clin. Nutr. 2004; 79(3): 430-36. – 19. Hamułka J., Wawrzyniak A.:Wpływ wybranych składnikow mineralnych na rozwoj i zdolnosci poznawcze u dzieci. Bromat. Chem.Toksykol. 2005; 3: 287-291. – 20. Naginiene R., Ryselis S.I. i wspołpr.: Repeated measures of heavycontent in organism of children with alopecia after the zinc supplementation. 5th InternationalSymposium on trace elements in human. New Perspective. Atens 2005; 94-99.

21. McDonagh A.J. Messenger A.G.: The pathogenesis of alopecia areata. Dermatol. Clin. 1996; 14-4:661-70. – 22. Fogarty A., Britton J.: The role of diet in the etiology of asthma. Clin. Exp. Allergy. 2000;30: 615-27. – 23. Fogarty A., Briton J.: Nutritional issues and asthma. Curr. Opin. Pulm. Med. 2000; 6:86-9. – 24. Crone J., Huber W.D., Eichler I., Grandisch G.: Acrodermatitis enteropatica-like eruption asthe presenting sign of cystic fibrosis: case report and review of the literature. Eur. J. Pediatr. 2002; 161:475-78. – 25. Martin D.P., Tangsinmankong N. i wspołpr.: Acrodermatitis enteropathica-like eruptionand food allergy. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2005; 94(3): 398-401. – 26. Bhutta Z.A. i wspołpr.:Therapeutic effects of oral zinc in acute and persistent diarrhea in children in developing countries:pooled analysis of randomized controlled trials. Am. J. Clin. Nutr. 2000; 72: 1516-22. – 27. Chao A.C.,de Sauvage F.J. i wspołpr.: Activation of intestinal CFTR Cl-channel by heat-stable enterotoxin andguanylin via cAMP-dependent protein kinase. EMBO J. 1994; 13: 1065-72. – 28. Cui L., Takagi Y.,Wasa M. i wspołpr.: Induction of nitric oxide synthase in rat intestine by interleukin-1α may explaindiarrhea associated with zinc deficiency. J. Nutr. 1997; 127: 1729-36. – 29. Raymond K., Blanchard.,Cousins R.J.: Regulation of intestinal gene expression by dietary zinc: introduction of uroguanylinmRNA by zinc deficiency. J. Nutr. 2000; 130(5SSupl): 1393S-8S. – 30. Cantin A.M.: Potential forantioxidant therapy of cystic fibrosis. Curr. Opin. Med. 2004; 10(6): 531-6.

31. Kerem E., Kerem B.: Genotype-Phenotype Correlations in Cystic Fibrosis. Pediatr. Pulmunol.1996; 22: 387-95. – 32. Krebs N.F., Westcott J.E. i wspołpr.: Abnormalities in zinc homeostasis in younginfants with cystic fibrosis. Pediatr. Res. 2000; 48(2): 256-61. – 33. Krebs N.F., Miller L.V. i wspołpr.:Excessive fecal losses of endogenous zinc infants with cystic fibrosis. Pediatr. Res. 1993; 32: 102A.– 34. Krebs N.F., Sontag M., Acuruso F.: Low plasma zinc concentration in young infants with cysticfibrisis. J. Pediatr. 1998; 133(6): 761-4. – 35. Akandi L., Lowenthal D.B., Gjonaj S., Dozor A.J.: Plasmaand red blond cell zinc in cystic fibrosis. Pediatr. Pulmunol. 2003; 35(1): 2-7. – 36. Krebs N.F.:Overview of zinc absorpcion and excretion in the human gastrointestinal tract. J. Nutr. 2000; 130:1374-1377. – 37. Braunstein G.M. i wspołpr.: Cystic fibrosis transmembrane conductance regulatorfacilitates ATP release by stimulating a separate ATP release channel for autocrine control of cellvolume regulation. J. Biol. Chem. 2001; 276: 6621-6630. – 38. Dominguez C., Gartner S. i wspołpr.:Enhanced exidative damage in cystic fibrosis patients. Biofactors 1998; 8: 149-153. – 39. Alcorn J.F.,Wright J.R.: Degradation of pulmonary surfactant protein D by Pseudomonas aeruginosa rlastaseabrogates immune function. J. Biol. Chem. 2004; 279(29): 30871-9. – 40. Mocchegiani E., ProvincialiM., Di Stefano i wspołpr.: Role of low zinc bioavailibity on cellular immune effectiveness in cysticfibrosis. Clin. Immunol. Immunopatol. 1995; 75(3): 214-24.

41. Mazzocchi C. i wspołpr.: Zinc deficiency in mucoviscidosis. Arch. Pediatr. 2000; 7(10): 1081-4.– 42. Powers S.W., Patton S.R.: A comparison of nutrient intake between infants and toddlers with andwithout cystic fibrosis. Am. Diet. Assoc. 2003; 103(12): 1620-5. – 43. Borowitz D., Baker R.D., StallingsV.: Consensus raport on nutrition for pediatric patients with cystic fibrosis. J. Pediatr. Gastroenterol.Nutr. 2002; 35: 246-59. – 44. Walkowiak J., Przysławski J.: Five year prospective analysis of dietaryintake and clinical status in malnutrished cystic fibrosis patients. J. Hum. Nutr. Dietet. 2003; 16: 225-31.– 45. Marin V.B., Zelandia S. i wspołpr.: Energy expenditure, nutrition status and body composition inchildren with cystic fibrosis. Nutrition, 2004; 20(2): 181-6. – 46. Ziemlanski S., Bułhak-Jachymczyk B.i wspołpr.: Normy zywienia dla ludnosci w Polsce. Nowa Medycyna, 1998; 5,4: 1-27.

Adres: 60-354 Poznan, ul. Marcelinska 42.

62 Nr 1I. Kozlicka, J. Przysławski

Anna Hordyjewska, Kazimierz Pasternak,Małgorzata Kiełczykowska, Andrzej Borzecki1)

WPŁYW CHLORKU RTECI(II) NA STEZENIE MAGNEZU,WAPNIA I KRZEMU W WYBRANYCH TKANKACH SZCZUROW

Katedra i Zakład Chemii Medycznej Akademii Medycznej w LublinieKierownik: prof. dr hab. n. med. K. Pasternak

1) Katedra i Zakład Higieny Akademii Medycznej w LublinieKierownik: prof. dr hab. A. Borzecki

Badano wpływ doustnego 8 tyg. narazenia szczurow na rtec (150 mg/dm3 w przelicze-niu na czysty metal) wprowadzana do ustroju w postaci roztworu HgCl2 na tkankowestezenia magnezu, wapnia i krzemu. W wiekszosci tkanek stwierdzono statystycznie istotnezmiany w przypadku stezenia magnezu i wapnia, natomiast nie zaobserwowano zmianw stezeniu krzemu.

Hasła kluczowe: rtec, magnez, wapn, krzem, szczury.Key words: mercury, magnesium, calcium, silicon, rats.

Składniki mineralne odgrywaja wazna role w prawidłowym funkcjonowaniuorganizmu. Przy zaburzeniu ich homeostazy dochodzi do zmian i nieprawidłowegofunkcjonowania komorek, dlatego waznym problemem badawczym jest znajomoscich biodostepnosci (1, 2). Jedna z substancji obcych, ktora moze wpływac naprzyswajalnosc, a tym samym biodostepnosc składnikow mineralnych jest rtec.Rtec w srodowisku pojawia sie na skutek emisji do atmosfery w trakcie spalaniaproduktow ropy naftowej, wegla, przy produkcji papieru oraz przedostawania sie dogleby i wody ze stosowanych pestycydow lub zapraw nasiennych (1). W wynikuzanieczyszczen wody gruntowe zawieraja 20–50 mg Hg/dm3, wody powierzch-niowe do 200 mg Hg/dm3, natomiast w powietrzu znajduje sie kilka mg Hg/m3

(w miastach przemysłowych ok. 50 mg Hg/m3) (3). Rtec moze ulegac kumulacjii biomagnifikacji w łancuchu troficznym, przez co powraca w wiekszym stezeniudo człowieka i innych konsumentow na wyzszych poziomach pokarmowych. Okresbiologicznego połtrwania rteci w narzadach szacuje sie na 30–60 dni (3). Badaniazywnosci wskazuja, iz głownymi zrodłami rteci sa: mieso i jego przetwory, mlekoi jego przetwory, ryby oraz niektore warzywa i produkty zbozowe. Przecietnazawartosc rteci w zywnosci kształtuje sie od kilku do 50 µg/kg. W rejonach,w ktorych uzywa sie rteci w procesach technologicznych zawartosc jej jestznamiennie podwyzszona (4, 5, 6).

Zanieczyszczenie srodowiska metalami szkodliwymi, w tym rtecia, stanowiryzyko dla zdrowia ludzi i zwierzat. Wapn, magnez i krzem sa waznymi pierwiast-

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 63 – 66

kami dla organizmu, poniewaz odgrywaja istotna role w wielu procesach metaboli-cznych, a zmiany w ich stezeniu moga doprowadzic do zaburzen funkcjonowaniaorganizmu. Celem pracy było okreslenie wpływu rteci podawanej w postaciwodnego roztworu chlorku rteci (II) na stezenie wapnia, magnezu i krzemuw wybranych tkankach szczurow.

MATERIAŁ I METODY

Badania przeprowadzono na szczurach rasy Wistar podzielonych na dwie grupy po dziesiec zwierzatkazda. Grupa pierwsza otrzymywała do picia jony rteci w postaci wodnego roztworu chlorku rteci (II)w stez. 150 mg/dm3 (w przeliczeniu na czysty metal), natomiast druga grupa była kontrolnai otrzymywała do picia wode redestylowana. Wszystkie grupy zwierzat zywione były standardowa paszagranulowana LSM i pojone ad libidum. Po 8 tyg. doswiadczenia szczury usypiano ketamina podawanadootrzewnowo. Do dalszych badan pobierano mozg, serce, watrobe, sledzione, nerki oraz miesien uda,ktore nastepnie homogenizowano w buforze Tris-HCl o stez. 0,1 mol/dm3 (pH 7,4) i odwirowywanoprzez 30 min. przy 5000 obr./min. W otrzymanych nadsaczach, oznaczano całkowite stezenie wapniai magnezu metoda spektrofotometryczna w automatycznych analizatorach przy uzyciu diagnostycznychzestawow Ca-Cormay oraz Mg-Cormay, a całkowite stezenie krzemu przy zastosowaniu spektrofoto-metrycznej metody Wielkoszynskiego (7). Wyniki analizowano statystycznie z zastosowaniem testuCochrana-Coxa, przyjmujac za istotne p<0,05.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Zmiany w stezeniach pierwiastkow koniecznych do prawidłowego funkcjonowania organizmu zalezaod wielu czynnikow, a wsrod nich od stopnia ich wchłaniania i wykorzystania. Obecnosc metali mozepowodowac zmiany w stezeniu innych pierwiastkow wielu tkanek i narzadow, co z kolei wiaze sie z ichgorsza praca i wystapieniem objawow chorobowych (1, 2, 4). Z danych literaturowych wynika, iz błonakomorkowa jest pierwszym miejscem atakowanym przez rtec. Zmiany, jakie wywołuje rtec polegajagłownie na wiazaniu sie z lipidami błony komorkowej i wiazaniu z grupami tiolowymi aminokwasow,peptydow i białek. Wiazanie rteci z białkami błony komorkowej, powoduje zmiany jej ładunkuelektrycznego, prowadzac do zaburzen aktywnego transportu substratow do wnetrza komorki (8, 9, 10,11). Z kolei wiazanie sie jonow rteci z grupami tiolowymi aminokwasow, peptydow i białek powodujenieprawidłowosci w transporcie przezbłonowym pierwiastkow i zwieksza mozliwosc napływu jonowrteci do komorki (10, 11).

Feng i wspołpr. wykazali, ze rtec u szczurow dorosłych kumuluje sie głownie w nerkach, watrobiei sercu, natomiast w przypadku nowonarodzonych szczurow dodatkowo jeszcze w sledzionie. Wykazalirowniez, wzrost molowych wspołczynnikow rteci w stosunku do biopierwiastkow, w tym wapniai magnezu (Hg/Ca, Hg/Mg) (12). Z kolei Yeh i wspołpr. wykazali, ze rtec wpływa na wewnatrzkomor-kowy poziom Ca2+ poprzez aktywacje kanałow potasowych, uwalniajac nagromadzony wapn z retiku-lum endoplazmatycznego oraz powodujac jego zewnatrzkomorkowy napływ (2, 13, 14, 15, 16, 17).Wyniki przeprowadzonych badan wskazuja, iz narazenie szczurow na rtec przez 8 tyg. prowadziło dozaburzenia w ich organizmie metabolizmu magnezu oraz wapnia (tab. I). Stezenie magnezu w mozgu,sercu, watrobie oraz sledzionie szczurow narazonych na chlorek rteci (II) ulegało statystycznieistotnemu obnizeniu w porownaniu z grupa kontrolna. W nerce natomiast odnotowano statystycznieistotny wzrost stezenia magnezu, co mogło byc skutkiem przesuniec tkankowych tego biopierwiastka.W przypadku wapnia zaobserwowano statystycznie istotne zmiany (obnizenie stezenia) jedyniew mozgu oraz w sercu. W pozostałych tkankach jego stezenie nie uległo statystycznie istotnym zmianomw porownaniu do grupy kontrolnej.

Krzem bierze udział w syntezie kolagenu oraz prawidłowym rozwoju koscca. Jego najwiekszazawartosc stwierdzono w scianie aorty, sledzionie, sciegnach oraz skorze (18, 19). W przeprowadzonymdoswiadczeniu nie stwierdzono zmian w stezeniu krzemu w wybranych tkankach, co sugerujekoniecznosc dalszych badan w celu potwierdzenia, badz wykluczenia mozliwosci wzajemnych interakcjirteci i krzemu.

64 Nr 1A. Hordyjewska i inni

T a b e l a IWpływ rteci na stezenie magnezu, wapnia i krzemu w wybranych tkankach szczura

T a b l e IMercury influence on the concentration of magnesium, calcium and silicon in selected tissues of the rats

Grupa

Stezenie Mg (µmol/g tkanki) w badanych tkankach

mozg serce watroba sledziona nerki miesien udaX ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD

Kontrola 28,50 ± 2,74 6,18 ± 0,70 24,20 ± 1,85 36,67 ± 3,23 6,34 ± 0,73 6,29 ± 0,81I – Hg 150 mg/dm3 21,00 ± 1,78*↓ 4,64 ± 0,62*↓ 16,57 ± 1,68*↓ 17,30 ± 2,23*↓ 15,59 ± 1,53*↑ 8,02 ± 1,27

Grupa

Stezenie Ca (µmol/g tkanki) w badanych tkankach

mozg serce watroba sledziona nerki miesien udaX ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD

Kontrola 5,23 ± 0,97 5,62 ± 0,79 7,42 ± 0,85 4,86 ± 0,51 2,37 ± 0,41 12,01 ± 1,47I – Hg 150 mg/dm3 1,25 ± 0,19*↓ 1,46 ± 0,24*↓ 5,92± 0,86 3,96 ± 0,57 2,84 ± 0,35 14,45 ± 1,65

Grupa

Stezenie Si (µmol/g tkanki) w badanych tkankach

mozg serce watroba sledziona nerki miesien udaX ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD X ± SD

Kontrola 1,74 ± 0,30 2,43 ± 0,27 1,04 ± 0,16 1,24 ± 0,19 3,1 ± 0,71 2,55 ± 0,40I – Hg 150 mg/dm3 1,87 ± 0,61 2,74 ± 0,89 0,85 ± 0,12 1,32± 0,22 2,7 ± 0,93 2,33 ± 0,61

* Roznica statystycznie istotna w porownaniu z kontrola przy p < 0,05; X ± SD – srednia i odchylenie standardowe.

WNIOSKI

1. Intoksykacja rtecia powodowała obnizenie stezenia magnezu w badanychtkankach (z wyjatkiem nerki, gdzie odnotowano wzrost jego stezenia oraz tkankimiesniowej, w ktorej stezenie magnezu nie uległo zmianie).

2. Podawanie przez 8 tyg. chlorku rteci (II) spowodowało spadek stezeniawapnia tylko w mozgu oraz sercu.

3. Nie stwierdzono istotnych zmian stezenia krzemu w tkankach, co wskazuje napotrzeby dalszych badan w zakresie wzajemnych interakcji rteci i krzemu w or-ganizmie zwierzecym.

A. H o r d y j e w s k a, K. P a s t e r n a k, M. K i e ł c z y k o w s k a, A. B o r z e c k i

THE INFLUENCE OF MERCURY CHLORIDE (II) ON MAGNESIUM, CALCIUMAND SILICON CONCENTRATION IN SELECTED TISSUES OF THE RAT

S u m m a r y

This study addresses the problem of environmental and occupational exposures to mercurycompounds and their effect on the bioavailability of selected elements, such as magnesium, calcium andsilicon. Those are elements important for the humans, as they play a crucial role in many aspects ofmetabolism, and changes in their levels may lead to the development of some disorders. Twenty maleWistar rats were used in the experiment. They were divided into two groups, one receiving 150 mgl Hgas HgCl2, while the other (control) received redistilled water. The chronic mercury poisoning during8 weeks decreased the levels of magnesium and calcium, while the changes in silicon concentration wereinsignificant.

Nr 1 65Chlorek rteci(II) a stezenie magnezu, wapnia i krzemu

PISMIENNICTWO

1. Affelska-Jercha A.: Toksyczne działanie rteci w narazeniu zawodowym i srodowiskowym. Med.Pr., 1999; 4: 305-314. – 2. Oledzka R.: Wpływ metali i innych substancji obcych na biodostepnoscmikroelementow. Bromat. Chem. Toksykol., 1999; 50: 207-213. – 3. Zahir F., Rizwi S.J., Haq S.K.,Khan R.H.: Low dose mercury toxicity and human health. Environ. Toxicol. Pharmacol., 2005; 20:351-360. – 4. Ilow R., Grajeta H., Regulska-Ilow B., Szymczak J.: Dzienne racje pokarmowe i oznaczeniaanalityczne zawartosci rteci w wybranych rynkowych produktach spozywczych jako podstawa oszaco-wania pobrania rteci. Bromat. Chem. Toksykol., 2000; 33: 49-53. – 5. Marzec Z.: Analitycznai obliczeniowa ocena pobrania kadmu, rteci i ołowiu z całodziennymi racjami pokarmowymi osobdorosłych. Bromat. Chem. Toksykol., 1999; 32: 247-251. – 6. Marzec Z.: Ocena narazenia osobdorosłych z wojewodztwa lubelskiego na ołow, kadm i rtec przyjmowane z całodobowymi racjamipokarmowymi. Bromat. Chem. Toksykol., 2002; 35: 55-60. – 7. Wielkoszynski T.: Zmodyfikowanaspektrofotometryczna metoda oznaczania krzemu w materiale biologicznym. Diagn. Lab., 2000; 36:377-385. – 8. Issa Y., Watts D.C., Duxbury A.J., Brunton P.A., Watson M.B., Walters C.M.: Mercuricchloride: toxicity and apoptosis in human oligodendriglial cell line MO3. 13. Biomaterials, 2003; 24:981-987. – 9. Ben-Ozer E.V., Rosenspire A.J., McCabe Jr. M.J., Worth R.G., Kindzelskii A.L., WarraN.S., Petty H.R.: Mercuric chloride damages cellular DNA by a non-apoptotic mechanism. Mut. Res.,2000; 470: 19-27. – 10. Van Campen D.R.: Effect of zinc, cadmium, silver and mercury on thedistribution of copper-64 in rats. J. Nutr., 1996; 126: 125-130.

11. Diamond G.L., Zalups R.K.: Understanding renal toxicity of heavy metals. Toxicol. Pathol., 1998;26: 92-103. – 12. Feng W., Wang M., Li B., Liu J., Chai Z., Zhao J., Deng G.: Mercury and trace elementdistribution in organic tissues and regional brain of fetal rat after in utero and weaning exposure to lowdose of inorganic mercury. Toxicol. Letters, 2004; 152: 223-234. – 13. Yeh J.H., Chung H.M., Ho Ch.M.,Jan Ch.R.: Mercury – induced Ca2+ increase and cytotoxicity in renal tubular cell. Life Sci., 2004; 74:2075-2083. – 14. Bootman M.D., Berridge M.J., Roderick H.L.: Calcium signaling: more messengers,more channels, more complexity. Curr. Biol., 2002; 12: R563-R565. – 15. Kim S.H., Sharma R.P.:Cytotoxicity of inorganic mercury in murine T and B lymphoma cell lines: involvement of reactiveoxygen species, Ca2+ homeostasis, and cytokine gene expression. Toxicology in Vitro. 2003; 17:385-395. – 16. Sakamoto M., Ikegami N., Nakano A.: Protective effects of Ca2+ channel blockers againstmethyl mercury toxicity. Pharmacol. Toxicol., 1996; 78: 193-201. – 17. Graeme K.A., Pollack Jr.C.V.:Heavy metal toxicity. Part I: Arsenic and mercury. J. Emerg. Med., 1998; 16: 45-56. – 18. Exley Ch.:Silicon in life: A bioinorganic solution to bioorganic essentiality. J. Inorg. Biochem., 1998; 69: 139-144.– 19. Perry C.C., Keeling-Tucker T.: Aspects of bioinorganic chemistry of silicon in conjunction with thebiometals calcium, iron and aluminium. J. Inorg. Biochem., 1998; 69: 181-191.

Adres: 20-081 Lublin, ul. Staszica 4.

66 Nr 1A. Hordyjewska i inni

Lucyna Ostrowska, Ewa Stefanska, Danuta Czapska, Jan Karczewski

PODAZ CHROMU W DIECIE OSOB OTYŁYCH Z CUKRZYCALUB ZABURZENIAMI LIPIDOWYMI

Zakład Higieny i Epidemiologii Akademii Medycznej w BiałymstokuKierownik: prof. dr hab. J. Karczewski

W pracy Autorzy podjeli sie oceny podazy tego pierwiastka w tygodniowych jadło-spisach ludzi otyłych oraz korelacji miedzy zawartoscia chromu w spozywanych produk-tach i potrawach a poziomem glukozy, cholesterolu całkowitego, LDL-cholesterolu,HDL-cholesterolu i triglicerydow w surowicy krwi badanych. Srednia podaz chromuw diecie osob otyłych była zadowalajaca, budziły zastrzezenia indywidualne przypadkiniskiego spozycia chromu, zwłaszcza u kobiet.

Hasła kluczowe: otyli, zywienie, chrom, odchudzanie.Key words: obese, diet, chromium, slimming.

Chrom jest pierwiastkiem sladowym, ktorego biologiczna rola znana jest od1959 roku dzieki badaniom Schwarza i Mertza (1). Kompleks Cr (III) z dwiemaczasteczkami kwasu nikotynowego i z trzema aminokwasami (wyekstrachowanyz drozdzy piwnych) nazywany jest „czynnikiem tolerancji glukozy” (GTF) (2).U zwierzat doswiadczalnych niedobor chromu powoduje nietolerancje glukozy,szybko narastajaca hiperglikemie, podwyzszony poziom lipidow w surowicy krwi(zwłaszcza cholesterolu całkowitego, LDL-cholesterolu i apolipoproteiny B) orazobnizone wiazanie insuliny z receptorami komorkowymi (3). Ocene wpływu dietysuplementowanej chromem na poziom glukozy i działanie insuliny badał Andersoni wspołpr. (4). Natomiast Liu i wspołpr. stwierdzili, ze dodatek chromu do dietyubogiej w ten pierwiastek w postaci bogatych w ten metal preparatow drozdzypiwnych, ogranicza szybkosc wzrostu stezenia cholesterolu we krwi (5).

Spozycie chromu z pokarmem powinno skompensowac straty wydalonegoz moczem pierwiastka i winno wynosic od 20–500 µg Cr/dzien, w zaleznosci odprzyswajalnosci zwiazkow chromu w jakich wystepuje w zywnosci (6). W czesciprzeprowadzonych badan zawartosc tego pierwiastka w całodziennych dietach byłaniska i kształtowała sie w zakresie 30–60 µg (7, 8, 9, 10, 11). W badaniachoceniajacych pobranie chromu z pozywieniem w latach 1993–2004 wykazano, zeok. 21% racji pokarmowych kobiet zawierała chrom w ilosci mniejszej niz 50 µg,a w ostatnich dwu latach ilosc ta zwiekszyła sie do 59%. W grupie mezczyznjedynie ok. 8% diet zawierało mniej niz 50 µg tego pierwiastka (12).

Chrom stał sie „modnym” pierwiastkiem suplementowanym w diecie osobodchudzajacych sie, a zwłaszcza u otyłych z cukrzyca typu II. Postanowiono ocenic

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 67 – 71

zawartosc tego pierwiastka w diecie pacjentow z nadmierna masa ciała, abyodpowiedziec na pytanie czy potrzebne jest tym osobom dodatkowe podawaniepreparatow chromu.

MATERIAŁ I METODY

Badaniem objeto 100 osob (89 kobiet w wieku 18–67,0 lat; srednia 44,8 ± 11,3 i 11 mezczyznw wieku 35,0–70,0 lat; srednia 53,4 ± 12,5) leczonych z powodu nadwagi lub otyłosci w PodlaskimOsrodku Kardiologii i Leczenia Otyłosci w Białymstoku (losowy dobor do grupy metoda losowaniasystematycznego co 3 pacjent z listy). Wszyscy pacjenci byli zwazeni i zmierzeni na wadze lekarskiej(stopien odzywienia oceniono na podstawie BMI – kg/m2). BMI kobiet wahało sie w zakresie 25,0–47,5kg/m2 (sr. 32,9 ± 5,4), natomiast mezczyzn 25,0–38,0 kg/m2 (sr. 32,4 ± 4,5). Badane osoby z nadmiernamasa ciała podzielono na grupe I (chorzy z cukrzyca t. II; n = 21) i grupe II (grupa kontrolna bezcukrzycy; n = 79). Nastepnie wsrod badanych osob wyodrebniono grupe III (z hyperlipidemia; n = 39)i grupe IV – kontrolna (bez zaburzen lipidowych; n = 61).

Oceny zywienia badanych osob dokonano na podstawie prowadzonych przez pacjentow tygo-dniowych dzienniczkow zywieniowych. Wartosc energetyczna oraz zawartosc poszczegolnych skład-nikow odzywczych w dziennych racjach pokarmowych obliczono za pomoca programu FOOD 2opracowanego przez IZZ w Warszawie (nastepnie dane usredniono). Pobranie chromu z dietaoszacowano za pomoca programu FOOD, opracowanego w Instytucie Zywnosci i Zywienia i zawieraja-cego dane o zawartosci chromu w 225 podstawowych produktach spozywczych opublikowanew tabelach wydanych w 1992 r. (13). Zadna z badanych osob nie stosowała suplementacji dietychromem organicznym.

Oceny parametrow biochemicznych w surowicy krwi (glukoza, cholesterol całkowity, cholesterolHDL, triglicerydy TG, cholesterol LDL) dokonano metoda paskowa przy uzyciu analizatora REFLO-TRON firmy Roche.

Wyniki zestawiono w postaci srednich, SD, wartosci procentowych, wspołczynnikow korelacji. Doanalizy statystycznej wykorzystano test Manna-Whitney’a, przyjmujac za istotne statystycznie tewartosci, gdzie poziom istotnosci p<0,05.

OMOWIENIE WYNIKOW I DYSKUSJA

Na podstawie przeprowadzonej przez Marca oceny pobrania chromu z badanymi dziennymi racjamipokarmowymi w latach 1993–2004 stwierdzono, ze nie stwarzaja one zagrozenia zywieniowegoz powodu zbyt duzego pobrania tego pierwiastka, a ryzyko wystapienia jego niedoborow jest znikomei dlatego zarowno suplementacja zywieniowa chromem (preparaty farmaceutyczne z chromem), jaki korekta składu diety pod katem pobrania chromu sa nieuzasadnione (14). Potwierdzaja to rownieznasze badania. Pobranie chromu w diecie kobiet z nadwaga lub otyłoscia wynosiło srednio 71,3 ± 28,3µg/dobe (25,5–250,3 µg/dobe), a u mezczyzn 77,5 ± 15,9 µg/dobe (55,6–109,5 µg/dobe). Nie stwier-dzono tez roznic istotnych statystycznie w zawartosci tego pierwiastka w zaleznosci od płci.Obserwowano jednak roznice w indywidualnej podazy chromu w diecie badanych osob, zwłaszczau kobiet. Srednia wartosc energetyczna jadłospisu tygodniowego u kobiet wynosiła 1963,7 (± 872,5)kcal/dobe, a u mezczyzn 2046,6 (± 804,8) kcal/dobe. Odmienne wyniki uzyskała Czerwinska i wspołpr.(15) oceniajac srednie spozycie chromu w grupie osob starszych w wieku 75–80 lat zdrowych i chorychna cukrzyce. W tych badaniach ilosc spozywanego chromu zalezała w sposob istotny statystycznie odpłci ankietowanych, była istotnie nizsza u kobiet niz u mezczyzn. Zaobserwowano tam niskie poziomyspozycia chromu w zakresie 36,2–58,7 µg/osobe/dzien podczas gdy zalecana dzienna dawka wynosi50–200 µg/osobe/dzien. Najnizsze spozycie chromu zanotowano wsrod kobiet zdrowych (36,2 ± 13,5µg/osobe/dzien), nieco wiecej chromu spozywały kobiety chore na cukrzyce (42,1 ± 18,7 µg/oso-be/dzien). Zadna z grup kobiet nie realizowała zalecen. Natomiast u obu grup mezczyzn sredniespozycie chromu miesciło sie w dolnym zakresie poziomu spozycia. Najwieksze spozycie chromuzanotowano w grupie mezczyzn chorych na cukrzyce (58,7 ± 11,3 µg/osobe/dzien vs 52,1 ± 17,0µg/osobe/dzien). Roznice te nie były istotne statystycznie. W naszych badaniach wykazano, zewystepowanie cukrzycy nie miało istotnego statystycznie wpływu na ilosc spozywanego chromu,

68 Nr 1L. Ostrowska i inni

chociaz podaz tego pierwiastka u osob chorych na cukrzyce była wyzsza (81,3 ± 19,5 µg/dobe) nizu osob zdrowych (65,9 ± 20,3 µg/dobe), a roznice były bliskie istotnosci statystycznej (p = 0,0617).Wyniki przedstawiono w tab. I. Nie obserwowalismy tez istotnych korelacji pomiedzy zawartosciachromu w diecie badanych, a ich poziomem glukozy w surowicy krwi (tab. II).

T a b e l a IZawartosc chromu w diecie w poszczegolnych grupach

T a b l e IDietary chromium content in the respective groups

Zawartoscchromuw diecie

(µg/dobe)

Badani z cukrzycagrupa I (n = 21)

Badani bez cukrzycygrupa II (n = 79) p

srednia ± SD zakres srednia ± SD zakres

81,3 ± 19,5 34,3–123,0 65,9 ± 20,3 25,5–141,7 0,0617

Badani z hiperlipidemiagrupa III (n = 39)

Badani bez zaburzen lipidowychgrupa IV (n = 61)

61,7 ± 21,7 27,0–123,0 70,7 ± 20,7 25,5–141,7 0,832

T a b e l a IIWspołczynniki korelacji (r) pomiedzy zawartoscia chromu w diecie

a wybranymi parametrami biochemicznymi w surowicy krwi otyłych grupy I i II

T a b l e IICoefficient of correlation (r) between dietary chromium content and selected

biochemical indices of blood serum in obese subjects group I and II

Cechy badanePacjenci z cukrzyca

(grupa I)Pacjenci bez cukrzycy

(grupa II)

Cr w diecie/glukoza r = 0,0828 r = 0,0515w surowicy krwi p = 0,736 p = 0,661

W badaniach Czerwinskiej (15) głownymi zrodłami chromu, zarowno w diecie osob chorych, jaki zdrowych były mieso, ryby i ich przetwory, dostarczajace 18–21% całkowicie spozywanego chromu,a takze produkty zbozowe (19–22%). Znaczacych ilosci chromu dostarczały rowniez warzywai przetwory warzywne (12–15%), ziemniaki (10–14%) oraz mleko i produkty mleczne (10–12%). Dlacukrzykow istotnym zrodłem chromu były rowniez owoce i przetwory owocowe dostarczajace 12%chromu (15). W naszych badaniach nie obserwowano roznic istotnych statystycznie (chociaz widocz-nych) w spozyciu weglowodanow miedzy badanymi z cukrzyca (srednio 276,9 ± 152,3 g/dobe) i bezcukrzycy (srednio 241,2 ± 104,5 g/dobe); p = 0,721. Stwierdzilismy jednak, ze poziom chromu w diecieistotnie korelował ze spozyciem weglowodanow (u kobiet r = 0,3083; p = 0,003 i u mezczyzn r = 0,8260;p = 0,002) oraz u kobiet dodatkowo ze spozyciem błonnika pokarmowego (r = 0,3650; p = 0,000).

Poniewaz chrom jest pierwiastkiem o udowodnionym wpływie na gospodarke lipidowa postanowionoocenic, czy istnieja roznice w zawartosci tego pierwiastka w diecie osob z hyperlipidemia. Szacujacpobranie chromu w diecie osob otyłych z hyperlipidemia (grupa III) stwierdzilismy, ze jest ono nizsze(61,7 ± 21,7 µg/dobe) niz u osob z grupy IV (70,7 ± 20,7 µg/dobe). Roznice jednak nie były istotnestatystycznie (tab. I).

Przy ocenie spozycia poszczegolnych składnikow odzywczych przez pacjentow z hiperlipidemiai prawidłowa gospodarka lipidowa zaobserwowano, ze grupy rozniły sie jedynie istotnie statystycznienizszym spozyciem kwasow tłuszczowych wielonienasyconych u osob z hiperlipidemia (10,8 ± 5,5g/dobe vs 15,7 ± 8,4 g/dobe). Nie obserwowalismy tez istotnych korelacji pomiedzy podaza chromuw diecie badanych a poziomami poszczegolnych frakcji cholesterolu i triglicerydow w surowicy krwi(tab. III).

Nalezy rowniez zaznaczyc, ze obrobka technologiczna zywnosci moze modyfikowac zawartoscchromu w produktach spozywczych. Na skutek kontaktu ze sprzetem gospodarstwa domowego (noze,naczynia, roboty i inne urzadzenia mechaniczne) moze dochodzic do przenikania chromu do zywnosci

Nr 1 69Chrom w diecie osob otyłych z cukrzyca

(15). W ten sposob ilosc chromu w przetwarzanych produktach zwieksza sie, chociaz niektorzy dowodzasytuacje przeciwna (16). W badaniach Marca ilosc chromu przyjmowanego w ciagu doby przez kobietywynosiła przecietnie: wg analizy diety – w 1995 r. 81 ± 22 µg (wg obliczen – 72 ± 17 µg), a w 1996 r.64 ± 15 µg (obliczenia – 55 ± 38 µg). Podobnie w grupie mezczyzn srednie dobowe pobranie chromuw 1995 r. wynosiło 111 ± 21 µg (wg obliczen – 102 ± 21 µg), a rok pozniej 77 ± 18 µg (obliczenia– 69 ± 16 µg). Powyzsze rezultaty moga wskazywac na wpływ procesow kulinarnych na zawartoscchromu i niklu w gotowych posiłkach w stosunku do produktow, z ktorych je wykonano (17).

T a b e l a IIIWspołczynniki korelacji (r) pomiedzy zawartoscia chromu w diecie a wybranymi

parametrami biochemicznymi w surowicy krwi otyłych grupy III i IV

T a b l e IIICoefficient of correlation (r) between dietary chromium content and selected

biochemical indices of blood serum in obese subjects group III and IV

Cechy badanePacjenci z zaburzeniami

lipidowymi (grupa III)Pacjenci bez zaburzenlipidowych (grupa IV)

Cr w diecie/cholesterolcałkowity w surowicy krwi

r = –0,1727p = 0,293

r = 0,1702p = 0,202

Cr w diecie/chol. HDLw surowicy krwi

r = –0,2227p = 0,192

r = 0,1200p = 0,422

Cr w diecie/chol. LDLw surowicy krwi

r = –0,1995p = 0,243

r = 0,0435p = 0,771

Cr w diecie/TGw surowicy krwi

r = 0,1359p = 0,409

r = 0,1412p = 0,290

W swietle najnowszych badan wystarczajace pobranie chromu to ok. 30–40 µg, a maksymalnie100 µg/dzien (18, 19, 20). Dlatego tez podaz chromu w diecie wiekszosci badanych osob otyłychchorych i zdrowych nie budzi naszych zastrzezen.

WNIOSKI

1. Stwierdzono zadowalajaca srednia zawartosc chromu w diecie badanych osobz nadwaga lub otyłoscia.

2. Podaz chromu w diecie była wyzsza u osob otyłych z cukrzyca, natomiastnizsza u pacjentow z hyperlipidemia (brak istotnosci statystycznych).

3. Zawartosc chromu w diecie korelowała w istotny sposob ze spozyciemweglowodanow (u kobiet rowniez ze spozyciem błonnika pokarmowego).

4. Wydaje sie, ze suplementacja diety chromem moze byc wskazana tylkow indywidualnych przypadkach i wymaga wiekszych badan populacyjnych.

L. O s t r o w s k a, E. S t e f a n s k a, D. C z a p s k a, J. K a r c z e w s k i

CHROMIUM SUPPLY IN THE DIETS OF OBESE SUBJECTSWITH DIABETES OR LIPID DISORDERS

S u m m a r y

One hundred of random-selected patients seeking medical advice for the treatment of overweight orobesity were enlisted in the study. Since organic chromium has been increasingly used as a weight-reduction enhancing element, it seems interesting to find out whether dietary intakes of organicchromium in obese people are low, and thus whether dietary supplementation of those people withorganic chromium would be advisable (the subjects had never taken organic chromium). The 24-recall

70 Nr 1L. Ostrowska i inni

during the week preceding the treatment was used to assess the diets. Selected biochemical indices ofblood (glucose, cholesterol fractions) were also determined. The subjects were classified into patientswith type II diabetes and those treated for lipid disorders. It has been shown that chromium supply washigher in the obese diabetic patients than in the obese patients without the diabetes (p = 0.0167), while itwas lower in the obese patients with hyperlipidaemia (difference statistically insignificant). Nosignificant correlations were observed between chromium levels in the patients’ diet and the level ofglucose or individual cholesterol or triglyceride fractions in blood serum. Mean dietary supply of thechromium ranged from 25.5 µg/24 h to 250.3 µg/24 h in the women, and from 55.6 µg/24 h to109.5 µg/24 h in the men, suggesting that indications for chromium supplementation should be handledindividually for each case and that, therefore, additional monitoring is required.

PISMIENNICTWO

1. Schwarz K., Mertz W.: Chromium (III) and glucose tolerance factor. Arch. Biochem. Biophys.,1959; 85: 292-295. – 2. Mertz W.: Chromium occurrence and function in biological systems. Physiol.Rev., 1969; 49: 163-239. – 3. Krejpcio Z.: Essentiality of chromium for human nutrition and health. Pol.J. Environ. Stud., 2001; 6: 399-404. – 4. Anderson R.A., Cheng N., Bryden N.A., Polansky M.M., ChengN., Chi J., Feng J.: Elevated intakes of supplemental chromium improve glucose and insulin variables inindividuals with type 2 diabetes. Diabetes, 1997; 46: 1786-1791. – 5. Liu V. J.K., Nordström J., KohrsM.B., Loran E., Dowdy R.: Effects of high chromium yeast extract supplementation on serum lipids,serum insulin and glucose tolerance in older women. Fed. Proc., 1977; 36: 1123-1126. – 6. NationalResearch Council: RDA – Recommended dietary allowances – 10th edition, National Academy PressWashington, 1989. – 7. Cauwenbergh R., Hendrix P., Robberecht H., Deelstra H.: Daily dietarychromium intake in Belgium, using duplicate portion sampling. Z. Lebensm. Unters. Forsch., 1996; 203:203-206. – 8. Marzec Z.: Analityczna i obliczeniowa ocena pobrania chromu, niklu i selenuz całodziennymi racjami pokarmowymi osob dorosłych. Bromat. Chem. Toksykol., 1999; 32(2):185-189. – 9. Nielsen F.H.: Beyond cooper, iodine, selenium and zinc: other elements that will be foundimportant in human nutrition in the year 2000. Trace Elem. Man Animals, 1997; 9: 653-655. – 10. BussD.H., Rose H.J.: Dietary intake of nutrient trace elements. Food Chem., 1992; 43: 209-212.

11. Kumpulainen J.T.: Chromium content of foods and diets. Biol. Trace Elem. Res., 1992; 32: 9-18.– 12. Marzec Z.: Ocena pobrania chromu z całodobowymi dietami osob dorosłych. J. Elementol., 2004;9(3): 429-436. – 13. Marzec Z., Kunachowicz H., Iwanow K., Rutkowska U.: Tabele zawartoscipierwiastkow sladowych w produktach spozywczych. IZZ Warszawa, 1992; 14-110. – 14. Marzec Z.:Ocena pobrania chromu z całodobowymi dietami osob dorosłych. J. Elementol., 2004; 9(3): 429-436.– 15. Czerwinska D., Zadruzna M.: Ocena spozycia chromu i jego głownych zrodeł w diecie osobstarszych chorych na cukrzyce. Zyw. Człow. Metab., 2003; 3-4: 816-821. – 16. Mertz W.: Chromium inhuman nutrition: A review. J. Nutr., 1993; 123: 626-633. – 17. Marzec Z.: Analityczna i obliczeniowaocena pobrania chromu, niklu i selenu z całodziennymi racjami pokarmowymi osob dorosłych. Bromat.Chem. Toksykol., 1999; 2: 185-189. – 18. Anderson R.A.: Chromium as an Essential Nutrient forHumans. Regul. Toxicol. Pharmacol., 1997; 26: 35-38. – 19. Anderson R.A.: Chromium, glucoseintolerance and diabetes. J. Am. Coll. Nutr., 1998; 17(6): 548-555. – 20. Stoecker B.J.: Chromiumabsorption, safety, and toxicity. J. Trace Elem. Exp. Med., 1999; 12: 163-169.

Adres: 15-089 Białystok, ul. Mickiewicz 2c.

Nr 1 71Chrom w diecie osob otyłych z cukrzyca

strona 72 - wakat

Aleksandra Damasiewicz-Bodzek, Beata Janoszka,Danuta Bodzek

ANTYBIOTYKI CHINOLINOWE W ZYWNOSCI

CZ. I. STRUKTURA, MECHANIZM DZIAŁANIA,FARMAKOKINETYKA I TOKSYCZNOSC

Katedra i Zakład Chemii Wydziału Lekarskiego w Zabrzu Slaskiej Akademii MedycznejKierownik: prof. zw. dr hab. D. Bodzek

Hasła kluczowe: chinolony, fluorochinolony, mechanizm działania, farmakokinety-ka, toksycznosc, lekoopornosc.

Key words: quinolones, fluoroquinolones, mechanism of action, pharmacokinetics,toxicity, drug-resistance.

Historie chinolonow zapoczatkowało zsyntetyzowanie w 1960 r. kwasu nalidiksowego, ktory jakopreparat Negram wprowadzono do terapii zakazen drog moczowych (1). Kwas nalidiksowy i jegopochodne nie znalazły jednak szerszego zastosowania w lecznictwie z uwagi na waskie spektrumdziałania, niska aktywnosc przeciwbakteryjna, nieterapeutyczne stezenia w innych, poza moczem,płynach ustrojowych oraz liczne działania niepozadane i szybko narastajaca opornosc drobnoustrojow.Własciwa era chinolonow rozpoczeła sie dopiero wtedy, gdy do podstawowej struktury czasteczkiwprowadzono atom fluoru. Fluorowane chinolony (fluorochinolony) uzyskały znacznie korzystniejszewłasciwosci antybakteryjne i farmakokinetyczne, co sprawiło, ze stały sie partnerami klasycznychantybiotykow w leczeniu wielu zakazen układowych (1). Od tamtej pory zsyntetyzowano bardzowiele fluorochinolonow i stale poszukuje sie nowych pochodnych o coraz to korzystniejszychwłasciwosciach (2). Gwałtownie narastajaca liczba tych zwiazkow stworzyła potrzebe ich klasyfikacji.Czesc autorow stosuje podział chinolonow na 4 generacje: I – stare (niefluorowane) chinolony, II – tzw.klasyczne fluorochinolony, III – fluorochinolony o poszerzonej aktywnosci wobec bakterii Gram-dodatnich i IV – najnowsze fluorochinolony o zwiekszonej aktywnosci wobec bakterii beztlenowych(tab. I) (1, 20).

T a b e l a IPodział chinolonow (wg Hryniewicz W., Mészáros J.)

T a b l e IClassification of quinolones (by Hryniewicz W., Mészáros J.)

Generacja Przykłady

I kwas nalidiksowy, kwas oksolinowy, cinoksacyna, kwas pipemidowy*

II ciprofloksacyna*, enoksacyna, fleroksacyna, lewofloksacyna*, lomefloksacyna, norfloksacyna*,ofloksacyna*, pefloksacyna*, temafloksacyna

III gatifloksacyna, grepafloksacyna, pazufloksacyna, sparfloksacyna*, tosufloksacyna

IV klinafloksacyna, moxifloksacyna*, trowafloksacyna

* dostepne w Polsce.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 73 – 77

S t r u k t u r a c h e m i c z n a

Chinolony to quasi-aromatyczne heterocykliczne zwiazki azotu. Zasadniczym elementem ich budowyjest chinolina (czasteczki leku zawieraja wtedy jeden atom azotu), cynolina (dwa atomy azotu) lubpirydopirymidyna (trzy atomy azotu) (23). Obecnosc atomu fluoru przy 6 atomie wegla roznifluorochinolony od chinolonow. Grupy karboksylowa i karbonylowa przy 3 i 4 atomie wegla saniezbedne dla transportu leku do wnetrza komorki bakteryjnej i dla jego wiazania sie z kompleksemenzym-DNA (1). Wzory najwazniejszych fluorochinolonow przedstawiono na ryc. 1. Głowne modyfika-cje podstawowego układu dotycza wprowadzania do czasteczek tych zwiazkow dodatkowych grupalkilowych lub arylowych. Obecnosc grupy karboksylowej powoduje, ze fluorochinolony maja włas-ciwosci kwasowe. Niektore z nich, posiadajace rodnik 7-piperazynylochinolinowy, zawieraja dodatkowegrupy aminowe i wykazuja własciwosci zasadowe. W roztworach wodnych moga one wystepowacw formie kationow, jonow obojnaczych lub anionow, podczas gdy pozostałe chinolony – jedyniew formie obojetnej lub anionow (23). Formy zasadowe maja wieksze zastosowanie terapeutyczne.

M e c h a n i z m d z i a ł a n i a i s p e k t r u m a k t y w n o s c i p r z e c i w b a k t e r y j n e j

Fluorochinolony maja szeroki zakres działania przeciwbakteryjnego. Sa aktywne wobec wiekszoscitlenowych bakterii Gram-ujemnych (zwłaszcza pałeczek jelitowych), w tym rowniez opornych naantybiotyki beta-laktamowe i aminoglikozydy. Sposrod bakterii Gram-dodatnich wrazliwe sa m.in.gronkowce i tlenowe paciorkowce. Najnowsze fluorochinolony cechuje rowniez wzmozona aktywnoscwobec bakterii beztlenowych i atypowych patogenow oddechowych, jak chlamydie czy mykoplazmy(1).

Fluorowane chinolony maja działanie bakteriobojcze. Mechanizm przeciwbakteryjnego działaniafluorochinolonow wynika z ich powinowactwa do dwoch enzymow bakteryjnych: gyrazy DNAi topoizomerazy IV (3). Pierwszy wprowadza ujemny superhelikalny skret do nici DNA, co mazasadnicze znaczenie podczas replikacji i transkrypcji, a drugi umozliwia rozdzielenie chromosomowi ich przejscie do komorki potomnej. Chinolony hamuja aktywnosc tych enzymow poprzez nieodwracal-na stabilizacje połaczenia enzym-DNA, czego skutkiem jest zahamowanie syntezy DNA i nastepowasmierc komorki (3). Pomimo istnienia w komorce bakteryjnej dwoch punktow uchwytu, wiekszoscstosowanych obecnie fluorochinolonow ma zdecydowanie wieksze powinowactwo tylko do jednegoz tych enzymow (roznego w roznych typach bakterii). Obecnie syntetyzowane leki maja zblizonepowinowactwo do obu enzymow, co znacznie utrudnia narastanie wsrod bakterii opornosci na te grupezwiazkow (4).

F a r m a k o k i n e t y k a i t o k s y c z n o s c

Fluorochinolony dobrze wchłaniaja sie z przewodu pokarmowego (80–100%), osiagajac w ciagu 1–2godz. maksymalne stezenie w surowicy. W niewielkim stopniu wiaza sie z białkami osocza (10–30%)i dobrze przenikaja przez bariery biologiczne osiagajac wysoka koncentracje w tkankach. Przenikajarowniez bariere łozyskowa, a stezenie w mleku kobiecym moze wynosic ponad 75% stezeniaw surowicy. Fluorochinolony sa w roznym stopniu metabolizowane w watrobie za posrednictwemenzymow cytochromu P-450, ale wiele z nich (zwłaszcza fluorochinolony III i IV generacji) wydalanychjest z moczem w formie zupełnie niezmienionej (1, 21). Leki te sa na ogoł dobrze tolerowane, nie sajednak wolne od, niekiedy powaznych, działan niepozadanych. Do najczestszych naleza reakcje zestrony przewodu pokarmowego (nudnosci, wymioty, bole brzucha, biegunki, brak łaknienia), osrod-kowego układu nerwowego (bole i zawroty głowy, zaburzenia snu i nastroju, rzadziej zaburzeniaswiadomosci, drzenia i drgawki) i skory (swiad, roznego typu osutki polekowe, zmiany krwotoczne,fototoksycznosc nasilana przez obecnosc halogenu w czasteczce leku) (1, 8, 9, 10, 11). Rzadko mozedochodzic rowniez do zaburzen czynnosci watroby, nerek i układu krazenia (1, 11, 12). U ok. 1%leczonych rozwijaja sie przejsciowe dolegliwosci stawowe (bol, sztywnosc, obrzek), dotyczace szcze-golnie stawow poddawanych obciazeniu (13, 14). Efekt taki moga wywoływac wszystkie chinolonyi dotyczy on przede wszystkim ludzi młodych, przed 30 rokiem zycia. Badania na zwierzetach wykazały,ze mechanizm powstawania tych zaburzen polega na uszkadzaniu chrzastek stawowych spowodowanymwychwytem magnezu przez chinolony (15, 19). U zwierzat rosnacych chondrotoksyczne działaniechinolonow ma charakter nieodwracalny (16) i dlatego stosowanie chinolonow u dzieci jest dopuszczal-ne tylko w warunkach absolutnej koniecznosci.

74 Nr 1A. Damasiewicz-Bodzek i inni

Ryc. 1. Wzory najwazniejszych fluorochinolonow.

Fig. 1. Structures of the major fluoroquinolones.

Nr 1 75Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. I.

L e k o o p o r n o s c b a k t e r i i

Dzieki swoim własciwosciom (szeroki zakres działania, korzystna farmakokinetyka i rzadkiewystepowanie powaznych działan niepozadanych) fluorochinolony stanowia bardzo atrakcyjne narze-dzie w reku lekarza. Leki te powinny byc jednak stosowane z wielkim umiarem, poniewaz szybkonarastajaca lekoopornosc drobnoustrojow moze stac sie w krotkim czasie przyczyna nieskutecznoscicałej grupy tych zwiazkow, zwłaszcza ze opornosc bakterii na fluorowane chinolony jest bardzo trwała,o wiele bardziej niz opornosc na inne grupy antybiotykow. Na przykład gronkowiec złocisty, ktorywskutek pojedynczych lub mnogich mutacji uzyskał opornosc na fluorochinolony, utrzymuje ja stabilnieprzez co najmniej 500 pokolen pasazowanych w srodowisku wolnym od tych zwiazkow (18).

Podstawowy mechanizm opornosci na fluorochinolony polega na zmianie budowy enzymu bakteryj-nego, co powoduje zmniejszenie lub utrate powinowactwa leku do czasteczki białka enzymatycznego(1). Modyfikacja ta jest zwykle wynikiem spontanicznych mutacji w genomie bakterii. Nasilenieopornosci zalezy od charakteru mutacji (tzn. od tego, jaki aminokwas został wbudowany w miejscewystepujacego naturalnie), od liczby mutacji (dotyczace pojedynczego aminokwasu moga prowadzicjedynie do osłabienia wrazliwosci, a mutacje dotyczace kilku aminokwasow – powodowac zupełnautrate powinowactwa do danego enzymu) oraz od tego, czy dotycza one tylko jednego czy tez obydwuenzymow bedacych punktami uchwytu dla chinolonow (1). Drugi mechanizm opornosci na chinolonyma charakter transportowy i polega na powstawaniu w błonie komorki bakteryjnej pompy czynnieusuwajacej te zwiazki z komorki (5, 6). Badania wykazały, ze pompa taka moze powstawac nie tylkow odpowiedzi na kontakt z chinolonami. Bakterie stykajace sie w srodowisku ze znacznym stezeniemsubstancji lipofilnych, np. weglowodorow ropy naftowej, rowniez uruchamiaja mechanizm usuwania ichz komorki. Stwierdzono, ze pałeczki Pseudomonas aeruginosa izolowane z gleby zanieczyszczonejweglowodorami ropy naftowej sa oporne na fluorochinolony (7). Tak wiec skazenie srodowiska mabardzo duze znaczenie dla narastania opornosci na te grupe lekow. Opornosc na chinolony ma charakterkrzyzowy, a od 1998 r. wiadomo rowniez, iz moze byc ona przenoszona przez plazmidy (1, 27, 28).

C h i n o l o n y a z y w n o s c

Do zmniejszania sie wrazliwosci bakterii na chinolony przyczynia sie nie tylko wspomniane juzwczesniej skazenie srodowiska i zastosowanie w medycynie. Ordynowanie ich w niewłasciwychwskazaniach, zbyt krotki czas leczenia czy zbyt małe dawki moga powodowac przezywanie szczepowbedacych nosnikami warunkujacych opornosc mutacji. Istotnym zagrozeniem dla skutecznosci działaniatych lekow jest rowniez stosowanie chinolonow w rolnictwie, hodowli i weterynarii. W prze-prowadzonych w Hiszpanii badaniach wrazliwosci na antybiotyki bakterii izolowanych z wod rzecznychwykazano, ze bakterie oporne na antybiotyki beta-laktamowe i aminoglikozydy wystepuja przedewszystkim w probkach wod pobranych w niewielkiej odległosci od miast. Obecnosc bakterii opornychna fluorochinolony stwierdzono natomiast rowniez w znacznym oddaleniu od obszarow urbanistycznych(17). Powodem tego moze byc dostawanie sie chinolonow do rzek poza sciekami miejskimi (ktoregozrodłem moze byc rolnictwo) oraz ich bardzo duza trwałosc w srodowisku. Fluorochinolony sa obecnieszeroko stosowane do zwalczania infekcji drog oddechowych u zwierzat hodowlanych (bydło, trzodachlewna, drob), infekcji układu moczowo-płciowego i skory u psow i kotow oraz jako srodkizapobiegajace rozwojowi roznorodnych infekcji w hodowlach ryb, w tym łososi (24). W weterynariifluorochinolony stosuje sie takze jako tzw. promotory wzrostu (przyrostu masy ciała) zwierzathodowlanych przeznaczonych do produkcji zywnosci (25). Prowadzi to do powstawania szczepowbakteryjnych opornych na te leki, ktore za posrednictwem roznych produktow pochodzenia zwierzecegomoga byc przyczyna sprawiajacych trudnosci terapeutyczne zakazen człowieka. Ponadto stosowaneu zwierzat antybiotyki (w tym chemicznie stabilne fluorochinolony) osiagaja niejednokrotnie znaczacestezenia w tkankach zwierzecych. Zywnosc pochodzenia zwierzecego staje sie wowczas zrodłemekspozycji ludzi na te zwiazki. Nastepstwami takiej ekspozycji sa z jednej strony toksycznosc (np.fluorochinolonow w okresie wzrostu) i liczne odczyny alergiczne, a z drugiej – dalszy rozwojlekoopornosci (22, 26).

76 Nr 1A. Damasiewicz-Bodzek i inni

A. D a m a s i e w i c z-B o d z e k, B. J a n o s z k a, D. B o d z e k

QUINOLINIC ANTIBIOTICS IN FOOD.PART I: STRUCTURE, MECHANISMS OF ACTION, PHARMACOKINETICS AND TOXICITY

PISMIENNICTWO

1. Hryniewicz W., Mészáros J.: Chinolony przeciwbakteryjne. W: Antybiotyki w profilaktycei leczeniu zakazen. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2001; 2002: 305-355. – 2. Walker R.C.:The fluoroquinolones, Mayo Clin. Proc., 1999; 74: 1030-1037. – 3. Hooper D.C.: Mechanisms of actionand resistance of older and newer fluoroquinolones, Clin. Infec. Dis. 2000; 31 (supl 2): 24-28. – 4. PanX.S., Fisher L.M.: DNA gyrase and topoisomerase IV are dual targets of clinafloxacin action inStreptococcus pneumoniae, Antimicrob. Ag. Chemother. 1998; 42: 2810-2816. – 5. Poole K.:Efflux-mediated resistance to fluoroquinolones in Gram(+) bacteria and the mycobacteria, Antimicrob.Ag. Chemother. 2000; 44: 2595-2599. – 6. Poole K.: Efflux-mediated resistance to fluoroquinolones inGram(–) bacteria, Antimicrob. Ag. Chemother. 2000; 44: 2233-2241. – 7. Alonso A., Rojo F., MartinezJ.L.: Environmental and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa show pathogenic and biodeg-radative properties irrespective of their origin, Envir. Microbiol. 1999; 1: 421-430. – 8. Lipsky B.A.,Baker C.A.: Fluoroquinolone toxicity profiles: a review focusing on newer agents, Clin. Inf. Dis. 1999;28: 352-364. – 9. Stahlman R.: Safety profile of the quinolones, J. Antimicrob. Chemother. 1990; 26(supl D): 31-44. – 10. Ball P., Tillotson G.: Tolerability of fluoroquinolone antibiotics: past, present andfuture, Drug Safety, 1995; 13: 343-358.

11. Wolfson J.S., Hooper D.C.: Overview of fluoroquinolone safety, Am. J. Med. 1991; 91 (supl 6A):1535-1561. – 12. Rosenstiel N., Adam D.: Quinolone antibacterials: an update of their pharmacology andtherapeutic use, Drugs 1994; 47: 872-901. – 13. Hayem G., Carbon C.: A reappraisal of guinolonetolerability: the experience of their musculoskeletal adverse effects, Drug Safety 1995, 13: 338-342.– 14. Takayama S., Hirohashi M., Kato M., Shimada H.: Toxicity of quinolone antimicrobial agents. J.Tox. Environ. Health 1995; 45: 1-45. – 15. Stahlmann R., Forster C., Shakibaei M., Vormann J., GuntherT., Merker H.J.: Magnesium deficiency induces joint cartilage lesions in juvenile rats which are identicalto quinolone-induced arthropathy, Antimicrob. Ag. Chemother. 1995; 39: 2013-2018. – 16. BurkhardtJ.E., Hill M.A., Carlton W.W.: Morphologic and biochemical changes in articular cartilages of immaturebeagle dogs dosed with difloxacin, Toxicol. Pathol. 1992; 20: 246-252. – 17. Goni-Urriza M., CapdepuyM., Arpin C., Raymond M., Caumette P., Quentin C.: Impact of an urban effluent on antibiotic resistanceof riverine Enterobacteriaceae and Aeromonas spp., Appl. Environ. Microbiol. 2000; 66: 125-132. – 18.Jones M.E., Boenink N.M., Verhoef J., Kohrer K., Schmitz F.J.: Multiple mutations conferringciprofloxacin resistance in Staphylococcus aureus demonstrate long-term stability in an antibiotic-freeenvironment, J. Antimicrob. Chemother. 2000; 45: 353-356. – 19. Stahlmann R.: Children as a specialpopulation at risk – quinolones as an example for xenobiotics exhibiting skeletal toxicity, Arch. Toxicol.2003; 77: 7-11. – 20. Owens R.C. Jr, Ambrose P.G.: Clinical use of the fluoroquinolone, Med. Clin.North Am. 2000; 84: 1447-69.

21. Oliphant C.M., Green G.M.: Quinolones: a comprehensive review, Am. Fam. Physician 2002; 65:455-464. – 22. Phillips I., Casewell M., Cox T., De Groot B., Friis C., Jones R., Nightingale C., PrestonR., Waddell J.: Does the use of antibiotics in food animals pose a risk to human health? A critical reviewof published data, J. Antimicrob. Chemother. 2004; 53: 28-52. – 23. Hernandez-Arteseros J.A., BarbosaJ., Compano C., Prat M.D.: Analysis of quinolone residues in edible animal products, J. Chromatogr.A 2002; 945: 1-24. – 24. Ramos M., Aranda A., Garcia E., Renvers T., Hooghuis H.: Simple andsensitive determination of five quinolones in food by liquid chromatography with fluorescence detection,J. Chromatogr. B 2003; 789: 373-381. – 25. Jimenez-Lozano E., Roy D., Barron D., Barbosa J.:Effective sorbents for solid phase extraction in the analysis of quinolones in animal tissues by capillaryelectrophoresis, Electrophoresis 2004; 25: 65-73. – 26. Wegener H.C., Aarestrup F.M., Gerner-Smidt P.,Buger F.: Transfer of antibiotic resistant bacteria from animals to man, J. Am. Vet. Med. Assoc. 1999;92: 51-57. – 27. Martinez-Martinez L., Pascual A., Jacoby G.A.: Quinolone resistance from a transferab-le plasmid, Lancet 1998; 351: 797-799. – 28. Tran J.H., Jacoby G.A.: Mechanism of plasmid-mediatedquinolone resistance, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002; 99: 5638-5642.

Adres: 41-808 Zabrze, ul. H. Jordana 19.

Nr 1 77Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. I.

strona 78 - wakat

Beata Janoszka, Aleksandra Damasiewicz-Bodzek,Lidia Warzecha

ANTYBIOTYKI CHINOLONOWE W ZYWNOSCI

CZ. II. WYSTEPOWANIE W ZYWNOSCI, METODY OZNACZANIA

Katedra i Zakład Chemii Wydziału Lekarskiego w Zabrzu Slaskiej Akademii MedycznejKierownik: prof. zw. dr hab. D. Bodzek

Hasła kluczowe: chinolony, analiza zywnosci, chromatografia.Key words: quinolones, food analysis, chromatography.

Chinolony stanowia grupe chemoterapeutykow, ktore ze wzgledu na duza aktywnosc bakteriobojcza,znalazły powszechne zastosowanie w medycynie i weterynarii. Spektrum ich działania obejmuje wieleszczepow bakterii gram-dodatnich i gram ujemnych (1). W weterynarii chinolony wykorzystywane saw leczeniu i prewencji infekcji u zwierzat domowych i hodowlanych oraz jako promotory przyrostumasy ciała zwierzat (1–5). Zuzycie chinolonow w weterynarii w 30 najbardziej uprzemysłowionychkrajach swiata w roku 1998 wyniosło ok. 900 ton, z czego w celach leczniczych zastosowano zaledwie10% tej ilosci (2, 3). Ze wzgledu na mozliwosc gromadzenia sie tych chemoterapeutykow w organiz-mach zwierzat oraz w pozyskiwanych z nich produktach zywnosciowych, istnieje duze prawdopodo-bienstwo narazenia człowieka na te zwiazki (6, 7, 8).

Ekspozycja na chinolony moze powodowac uodparnianie sie bakterii patogennych dla człowieka, jakrowniez wystepowanie u ludzi roznych odczynow alergicznych i toksycznych (6, 7). Dodatkowymproblemem jest, wynikajace z duzej stabilnosci chemicznej chinolonow, zagrozenie długoterminowegozalegania tych zwiazkow lub produktow ich przemian metabolicznych w roznych elementach srodowis-ka, m.in. w sciekach, nawozach naturalnych, glebach, wodach (2).

W y s t e p o w a n i e c h i n o l o n o w w z y w n o s c i

W krajach Unii Europejskiej, w ramach działan podejmowanych dla zapewnienia bezpieczenstwazdrowia człowieka narazonego na wpływ substancji obecnych w zywnosci, wprowadzono ProgramKontroli Pozostałosci w Zywnosci (European Residue Plan for the Surveillance in Food), ktoryuwzglednia m.in. oznaczanie stezen lekow stosowanych w weterynarii w roznych produktach spozyw-czych (4). Rozporzadzenia obowiazujace w Unii (Council Regulation 2377/90), jak rowniez rozpo-rzadzenia wprowadzone przez działajacy przy FAO/WHO Komitet Ekspertow ds. Dodatkow doZywnosci (Joint Expert Committee on Food Additives – JECFA) scisle okreslaja wartosci dopuszczal-nych stezen pozostałosci (Maximum Residue Limits – MRL) chinolonow w zywnosci (4, 9–12). Od2000 r. okreslenie wartosci MRL jest wymagane dla kazdej substancji, ktora w krajach Unii Europejskiejjest komercyjnie stosowana w weterynarii (9).

W tab. I przedstawiono obowiazujace limity zawartosci lekow chinolonowych w wybranychproduktach spozywczych pochodzenia zwierzecego (9, 11, 12). Rozporzadzenia unijne (tab. I)uwzgledniaja koniecznosc oznaczenia zawartosci enrofloksacyny łacznie z jej głownym metabolitemciprofloksacyna, tj. z chinolonem przeznaczonym do leczenia człowieka (13).

Wsrod chinolonow najczesciej oznaczanych w produktach spozywczych wymienic nalezy ichfluoropochodne: enrofloksacyne, ciprofloksacyne, marbofloksacyne, danofloksacyne i sarafloksacyne,norfloksacyne, ofloksacyne (6, 12, 14, 15–21), orbifloksacyne (trifluorochinolon stosowany w Australii

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 79 – 87

T a b e l a IMaksymalne dopuszczalne wartosci pozostałosci chinolonow w produktach pochodzenia zwierzecego

(MRL – maximum residue limits) ustalone przez Unie Europejska (EU) oraz Zjednoczony Komitetd/s Dodatkow do Zywnosci (JECFA) z FAO/WHO (9)

T a b l e IMaximum residue limits (MRL) of quinolones in food established by European Union (EU)

and Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) with FAO/WHO (9)

Antybiotykchinolonowy

Gatunki zwierzathodowlanych

Probka MRL(EU) MRL (JECFA)zywnosci µg/kg µ/kg

bydło, kurczak

mieso 200 200tłuszcz 100 100

watroba, nerka 400 400mleko 30 –

Danofloksacyna

trzoda chlewna

miesnie 100 100tłuszcz – 100watroba 200 50nerka 200 200

mieso 400 –bydło tłuszcz 100 –

trzoda chlewna watroba 1400 –nerka 800 –

Difloksacynamieso 300 –

kurczak tłuszcz 400 –indyk watroba 1900 –

nerka 600 –

mieso, tłuszcz 100 –bydło watroba 300 –

Enrofloksacyna owce nerka 200 –+ mleko 100 –

Ciprofloksacynatrzoda chlewna mieso, tłuszcz 100 –

drob watroba 200 –krolik nerka 300 –

mieso 200 500bydło tłuszcz 300 1000owce watroba 500 1000

trzoda chlewna nerka 1500 3000mleko 50 –

Flumechinamieso 400 500

kurczak tłuszcz – 1000indyk watroba 800 1000

nerka 1000 3000

łosos mieso 600 500

mieso, watroba,Marbofloksacyna bydło nerka 150 –

trzoda chlewna tłuszcz 50 –mleko 75 –

bydło mieso 100 –trzoda chlewna tłuszcz 50 –

Kwas oksolinowy kurczak watroba, nerka 150 –jajka 50 –

ryby mieso 300 –

kurczak

mieso – 10tłuszcz – 20watroba 100 80

Sarafloksacyna nerka – 80

mieso – 10indyk tłuszcz – 20

watroba, nerka – 80

80 Nr 1B. Janoszka i inni

do leczenia infekcji u kotow i psow) (22), jak rowniez chinolony starszej generacji m.in. kwasynalidyksowy i oksolinowy (19, 20, 22, 23).

Z przegladu pismiennictwa z okresu ostatnich kilku lat wynika, ze stezenia pozostałosci lekowchinolonowych w poddawanych kontroli produktach spozywczych sa nizsze od wartosci MRLobowiazujacych w Unii Europejskiej (6, 9, 18).

M e t o d y o z n a c z a n i a c h i n o l o n o w w p r o b k a c h z y w n o s c i

Wprowadzenie norm dotyczacych zawartosci pozostałosci antybiotykow w zywnosci wiaze siez koniecznoscia monitoringu ich stezen w roznych produktach spozywczych. Probki zywnosci, dlaktorych uzyskano, przy zastosowaniu szybkich testow mikrobiologicznych, wynik wskazujacy naobecnosc antybiotykow, powinny byc poddane szczegołowej analizie jakosciowo-ilosciowej. Koniecz-nosc taka, wynika z roznic w wartosciach stezen MRL chinolonow ustalonych dla poszczegolnychtkanek zwierzecych, jak rowniez z mozliwosci obciazenia badanych produktow antybiotykami innyminiz chinolonowe (4, 24).

Badania nad opracowaniem procedur analitycznych oznaczania chinolonow w zywnosci zmierzaja dowyznaczenia optymalnych warunkow analitycznych pozwalajacych na jednoczesna identyfikacje i anali-ze ilosciowa sladowych pozostałosci maksymalnej liczby zwiazkow z tej grupy antybiotykow, rowniez

Ryc. 1. Ogolny schemat analizy chinolonow w probkach zywnosci.

Fig. 1. General pattern for analysis quinolones in food samples.

Nr 1 81Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. II.

tych, ktore dotychczas nie zostały uwzglednione w rozporzadzeniach unijnych (4, 6, 12, 16–23, 25–28).Ze wzgledu na sladowe zawartosci chinolonow w zywnosci, prace analityczne prowadzono przy uzyciuprobek zywnosci wzbogaconych w znane ilosci wybranych chinolonow, ktore analizowano rownoleglez probkami rzeczywistymi.

Jednym z najwazniejszych, a zarazem najtrudniejszych etapow analizy zywnosci jest wyekstrahowa-nie frakcji zawierajacej chinolony i oczyszczenie uzyskanego ekstraktu ze składnikow biomatrycy, coma na celu wyodrebnienie koncentratu zawierajacego badane zwiazki. Opracowane dotychczas metodyoznaczania chinolonow w zywnosci oparte sa głownie o techniki ekstrakcyjne (ekstrakcja ciecz-cieczi ekstrakcja do fazy stałej) i chromatograficzne. Na ryc. 1 przedstawiono ogolny schemat proceduryoznaczania tych zwiazkow w zywnosci, z uwzglednieniem etapow wyodrebniania, oczyszczaniai zatezania oraz identyfikacji.

Warunki analizy chinolonow uzaleznione sa w znacznej mierze od ich budowy chemicznej.Chinolony sa aromatycznymi heterocyklicznymi zwiazkami azotu, pochodnymi chinoliny, naftyrydyny,cynoliny lub pirydopirymidyny. Obecnosc w ich czasteczkach grupy ketonowej, karboksylowej lubpodstawnika piperazynowego, jak rowniez dodatkowych grup aminowych lub podstawnika fluorowegodecyduje o własciwosciach kwasowo-zasadowych tych zwiazkow.

W zaleznosci od pH w roztworach wodnych chinolony z podstawnikiem piperazynylowym mogawystepowac jako kationy, jony obojnacze lub aniony, podczas gdy pozostałe chinolony moga tworzyctylko forme obojetna lub anionowa (9). Wzory struktur tych zwiazkow w zaleznosci od pH przed-stawiono poprzez rownania rownowagi na ryc. 2 (9).

Ryc. 2. Rownania rownowagi w roztworach wodnych chinolonow.

Fig. 2. Chemical equilibrium in aqueous solutions of quinolones.

Zakresy pKa dla pochodnych piperazynowych wynosza pK1: 5,5–6,6 i pK2: 7,2–8,9, natomiast dlapozostałych zwiazkow z tej grupy pKa mieszcza sie w zakresie 6,0–6,9.

P r z y g o t o w a n i e p r o b e k z y w n o s c i d o a n a l i z y c h i n o l o n o w

Duza złozonosc matrycy probek zywnosci pochodzenia zwierzecego decyduje o tym, ze stanowi onabardzo trudny materiał analityczny. Ze wzgledu na obecnosc białka i tłuszczu ekstrakcja cieczowachinolonow moze zachodzic z powstawaniem emulsji i pian powodujacych obnizenie wydajnosci tegoprocesu. Znaczacym utrudnieniem moze byc rowniez tworzenie sie trwałych połaczen pomiedzylipoproteinami i antybiotykami. Dlatego tez w poczatkowym etapie oznaczania chinolonow w zywnosci

82 Nr 1B. Janoszka i inni

wprowadza sie proces usuniecia lipidow i protein polegajacy na ultrafiltracji probki (12) lub hydrolizieprzy uzyciu roztworow kwasu fosforowego (V) (18, 16 ), octowego (29), solnego (17), trichloro- (12, 21)badz trifluorooctowego (27), zwykle w obecnosci acetonitrylu (25, 26). Analiza probek stałych wymagawprowadzenia dodatkowego etapu rozdrobnienia i homogenizacji (4, 6, 9, 13, 18, 26). Tak przygotowa-ny materiał poddaje sie ekstrakcji cieczowej przy zastosowaniu płuczki ultradzwiekowej lub wirowaniai mieszania, badz metoda przyspieszonej ekstrakcji rozpuszczalnikowej (Accelerated Solvent Extraction– ASE) (4, 19, 20). Do ekstrakcji uzywa sie najczesciej wodnych roztworow acetonitrylu (12, 22, 25,29), roztworow kwasu fosforowego (III) lub jego soli zawierajacych acetonitryl (tj. roztworowbuforowych o wartosci pH od ok. 2,6 do 9) (4, 18–20, 26).

Yorke i Froc (20) przeprowadzili badania nad wpływem pH na wydajnosc ekstrakcji chinolonowzawierajacych w czasteczce podstawnik piperazynylowy. Odzyski wynoszace ponad 70% uzyskanoprowadzac ekstrakcje przy wartosciach pH 4.65 i 9.18. Uwzgledniajac fakt, ze chinolony te posiadajadwie wartosci pKa (ok. 6 i ok. 9) (ryc. 3), w srodowisku kwasnym wystepuja one głownie w formiekationowej, a w zasadowym – w formie anionowej. Przy wartosci pH ok. 7 wystepuja w formie jonowobojnaczych, słabo rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach polarnych. Ekstrakcje chinolonow z uzyciemłatwych do odparowania rozpuszczalnikow organicznych stosuje sie rzadko ze wzgledu na niskawydajnosc tego procesu (do 40%) (5, 20).

M e t o d y w y o d r e b n i a n i a z e k s t r a k t u i z a t e z a n i a f r a k c j i c h i n o l o n o w

W celu usuniecia endogennych składnikow matrycy probki zywnosci, m.in. tłuszczu i barwnikowi uzyskania koncentratu chinolonow, w ktorym w dalszej kolejnosci beda mogły zostac oznaczoneindywidualne zwiazki, konieczne jest poddanie wyodrebnionego z zywnosci ekstraktu procesowidoczyszczenia (20, 22). Etap ten realizowany jest najczesciej metoda ekstrakcji do fazy stałej (SolidPhase Extraction – SPE) (19, 22). Do wyodrebnienia frakcji chinolonow uzywano m.in. zelukrzemionkowego modyfikowanego łancuchami oktadecylowymi (tzw. faza chemicznie wiazanaRP-C18) (4, 5, 16, 17, 21), fazy polimerowej polistyrenowo-diwinylobenzenowej (SDB) (5, 12, 21) orazwypełnienia mieszanego złozonego z fazy chemicznie wiazanej C8 i wymieniacza jonowego (12).Zastosowanie kolumn wypełnionych makroporowatymi polimerami (np. SPE-Oasis, firmy Waters)stwarza mozliwosc selektywnej adsorpcji wszystkich chinolonow obecnych w badanych probkachzywnosci. Pecorelli i wspołpr. (5, 19) oznaczyli 13 zwiazkow z grupy chinolonow w koncentraciewyodrebnionym przy uzyciu tej fazy z probek ryb i wieprzowiny. Posyniak i wspołpr. (21) prze-prowadzili badania nad okresleniem optymalnych warunkow ekstrakcji do fazy stałej fluorochinolonowobecnych w ekstraktach wyodrebnionych z watroby i miesa drobiowego. Rozdziały przeprowadzono nakolumnach wypełnionych faza RP-C8, RP-C18, faza styrenowo-diwinylobenzenowa (SDB), aminowa(NH2) lub benzenosulfonowa (C6H5SO3H). Badania wykazały, ze zastosowanie fazy benzenosulfonowejpozwala najskuteczniej oczyscic frakcje chinolonow, m.in. z barwnikow i innych substancji obecnychw matrycy biologicznej i uzyskac koncentrat tych zwiazkow z wydajnoscia ok. 80% (21).

Obszerne badania dotyczace doboru optymalnych warunkow ekstrakcji do fazy stałej chinolonow,ktorych stezenia (MRL) w produktach spozywczych powinny byc monitorowane zgodnie z rozpo-rzadzeniami unijnymi, zostały opisane przez Jiménez-Lozano i wspołpr. (5). Autorzy porownalimateriały adsorbujace chinolony wg roznych mechanizmow retencji, tj. faze RP-C18, fazy polimerowe:styrenowo-diwinylobenzenowe (SDB), diwinylobenzeno-N-winylopirolidynowe firmy Waters (Oasis--HLB) oraz faze HLB modyfikowana grupami dimetylobutyloaminowymi Oasis Max-Waters. Wykaza-no, ze obecnosc grup funkcyjnych: karboksylowej, aminowej i podstawnika piperazynylowego w czas-teczce chinolonu pozwala, poprzez zastosowanie fazy ruchomej o odpowiednim pH, na selektywnaelucje tych zwiazkow. Badania przy uzyciu mieszanin wzorcowych siedmiu chinolonow oraz przyzastosowaniu ekstraktow wyodrebnionych z probek miesa wzbogaconego w te wzorce wykazały, zepolimerowe fazy SDB oraz Oasis Max charakteryzuja sie najwieksza selektywnoscia ekstrakcjichinolonow i pozwalaja osiagnac wydajnosc tego procesu, wynoszaca ponad 80% (5).

Caro i wspołpr. (30) opracowali nowa metode wydzielania enrofloksacyny i jej metabolituciprofloksacyny z mieszaniny chinolonow, polegajaca na ich selektywnej sorpcji do polimeru modyfiko-wanego czasteczkami enrofloksacyny. Metoda ta oznaczana jest skrotem MIP, z ang. MolecularImprinted Polymer. Zastosowanie systemu SPE złozonego z w/w fazy oraz z kolumny z wypełnieniempolimerowym Oasis HLB do wyodrebnienia chinolonow z probek moczu ludzkiego i watrobywieprzowej umozliwiło oznaczenie enrofloksacyny i ciprofloksacyny w zakresie stezen nizszym odwartosci MRL (tab. I) obowiazujacych w Unii Europejskiej.

Nr 1 83Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. II.

Z przegladu pismiennictwa wynika, ze w procedurach analizy chinolonow w zywnosci etap SPE byłczasami zastepowany ekstrakcja rozpuszczalnikowa przy uzyciu heksanu lub mieszaniny heksanuz eterem etylowym. Rozpuszczalniki te pełniły role zarowno ekstrahenta, jak i czynnika usuwajacegotłuszcz z badanego ekstraktu (21, 23).

M e t o d y o z n a c z e n j a k o s c i o w o - i l o s c i o w y c h

Do oznaczania chinolonow w probkach zywnosci stosowano najczesciej technike wysokosprawnejchromatografii cieczowej (HPLC) (4, 16, 17, 21, 23, 27). Rozdzielenie frakcji zawierajacej chinolonyprowadzono przy zastosowaniu kolumn z faza chemicznie wiazana RP-18 (4, 12, 13, 17, 22), C-5 (19)lub C-8 (21, 27, 28) jak rowniez kolumn z faza modyfikowana rodnikami fenylowymi (16, 29) lubgrupami amidowymi (9). Ze wzgledu na mozliwosc wystapienia tzw. „ogonowania” sygnałow nachromatogramach, spowodowanego silnym oddziaływaniem polarnych chinolonow z faza stacjonarna,stosowano najczesciej kolumny z faza polimerowa (9) lub kolumny typu „endcappted”, zawierajacefaze, w ktorej aktywne grupy funkcyjne na powierzchni zelu krzemionkowego zostały zdezaktywowanegrupami niepolarnymi np. metylowymi (12). Fazy ruchome wykorzystywane do rozdzielenia mieszaninchinolonow były najczesciej roztworami wodnymi metanolu (6, 13) lub acetonitrylu (4, 12, 16–18,21–23, 27) o wartosciach pH w zakresie 2-4 uzyskiwanych poprzez zastosowanie buforow fos-foranowych lub roztworow kwasu cytrynowego badz szczawiowego. W układach złozonych z chromato-grafu cieczowego i detektora masowego (LC-MS) kwasowe pH eluentu zapewniano poprzez dodateklotnych składnikow do fazy ruchomej, m.in. kwasu octowego, octanu amonu lub mrowczanu amonu (9).

Detekcje chinolonow rozdzielanych metoda HPLC prowadzono najczesciej za pomoca detektorafluorescencyjnego (4, 6, 12, 13, 16, 18, 19, 21, 23, 26, 27, 29), spektrofotometrycznego UV (12, 32) lubdetektora UV z matryca fotodiodowa UV-DAD (Ultra Violet – Diode Array Detector) (17, 19, 28). Dodetekcji fluorescencyjnej wykorzystywano pasmo wzbudzenia przy długosci fali swiatła λ = 325 nmi emisji w zakresie 350–400 nm dla chinolonow kwasnych oraz odpowiednio 275–280 nm (wzbudzenie)i 440–500 nm (emisja) dla pochodnych piperazynylowych. Ponadto w zakresie od 245 nm do 290 nmchinolony posiadaja waskie, specyficzne pasmo absorpcji promieniowania, ktore moze byc wykorzys-tywane do selektywnej analizy indywidualnych zwiazkow. Formy kationowe chinolonow, w ktorychzwiazki te wystepuja przy niskich zakresach pH, wykazuja wyzsza fluorescencje niz odpowiadajace imformy anionowe, dlatego tez, stosujac detekcje fluorescencyjna rozdziały HPLC prowadzono przyoptymalnym pH od 2 do 4 (9).

Coraz powszechniej stosowane połaczenie chromatografii cieczowej ze spektrometria mas (LC-MSlub LC-MS/MS) nalezy do najsprawniejszych metod analitycznych, umozliwiajacych rownoczesnerozdzielenie złozonych mieszanin zwiazkow organicznych wyodrebnionych z materiału biologicznegooraz wykonanie oznaczen jakosciowo-ilosciowych mieszaniny zawierajacej kilkanascie zwiazkowz grupy chinolonow na poziomach stezen nizszych od limitow MRL (22, 24, 32–36). Jonizacje tychzwiazkow prowadzi sie najczesciej poprzez rozpylenie probek w polu elektrycznym (ESI, ElectrosprayIonization) (22) lub pod cisnieniem atmosferycznym (API, Atmospheric Pressure Ionization) (9, 36).Analize ilosciowa prowadzono w systemie monitorowania wybranych jonow powstajacych w wynikujonizacji (SIM – Selected Ion Monitoring) lub poprzez monitorowanie przebiegu reakcji jonizacjizachodzacych w spektrometrze mas (MRM – Multiple Reaction Monitoring) (9, 22, 36).

Chromatografia gazowa (GC) w sprzezeniu ze spektrometria mas (MS) jest metoda rzadkowykorzystywana do analizy chinolonow, głownie ze wzgledu na koniecznosc przeprowadzania ichw lotne pochodne, np. przy uzyciu borowodorku sodu NaBH4 (9).

Do analizy chinolonow wykorzystano rowniez metody chromatografii planarnej (37, 38). Stosowano zelkrzemionkowy (37, 38) lub zel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanowymi, aminowymii hydroksylowymi (38) jako faze stacjonarna oraz polarne eluenty o niskim pH, zawierajace kwasmrowkowy lub octowy, w celu rozdzielenia chinolonow kwasowych lub roztwor metanolowy amoniaku,gdy rozdzielano rownoczesnie chinolony kwasne i zasadowe (piperazynylowe). Granice wykrywalnoscichinolonow oznaczanych ta metoda wynosza 10 ng (detekcja UV) i 0.2 ng (detekcja fluorescencyjna) (37).

Kapilarna elektroforeza strefowa (Capillary Zone Electrophoresis – CZE) jest precyzyjna, dokładnai szybka metoda, czesto stosowana w analizie lekow i ich metabolitow, w tym rowniez chinolonow (5,10, 39, 40). Rozdzielenie składnikow mieszaniny nastepuje w szklanej kapilarze zawierajacej roztworbuforowy (elektrolit podstawowy), w ktorej pod wpływem pola elektrycznego z rozna predkosciai w roznych kierunkach przemieszczaja sie elektrycznie naładowane czasteczki analitu (41). Jiménez--Lozano i wspołpr. (5), stosujac bufor fosforanowy o pH = 8.4, uzyskali w wyniku analizy trwajacej

84 Nr 1B. Janoszka i inni

9 min rozdział mieszaniny zawierajacej szesc fluorochinolonow oraz kwas oksolinowy. Zwiazki teoznaczono w probkach miesa drobiowego na poziomie stezen nizszym od limitow MRL. Wodny roztworelektrolitu podstawowego moze zostac modyfikowany rozpuszczalnikiem organicznym, co pozwalauzyskac lepsza selektywnosc rozdziału (10). Hernández i wspołpr. (10) zastosowali roztwor metanolui acetonitrylu o pH = 4.5 zawierajacy 4% kwasu octowego podczas analizy osmiu chinolonowwyodrebnionych z probek nerek wieprzowych. W elektroforezie kapilarnej stosowane sa takie samemetody detekcji jak w HPLC, najczesciej UV/VIS i UV/DAD (5, 10, 41).

Metody immunochemiczne np. ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) oraz luminescencyj-ne (29) naleza do szybkich, przesiewowych metod badan duzej liczby probek, jednak ze wzgledu namała selektywnosc sa stosowane głownie do oznaczania sumarycznej zawartosci chinolonow w matrycyprobek biologicznych (9).

PODSUMOWANIE

Chinolony stanowia grupe chemoterapeutykow o duzej aktywnosci bakterioboj-czej, powszechnie stosowanych przez weterynarzy w celach leczniczych oraz przezhodowcow jako promotory przyrostu masy ciała zwierzat. Ze wzgledu na moz-liwosc gromadzenia sie chinolonow w produktach zywnosciowych, istnieje duzeprawdopodobienstwo narazenia człowieka na te zwiazki. Obowiazujace w krajachUnii Europejskiej rozporzadzenia scisle okreslaja wartosci dopuszczalnych stezenpozostałosci (Maximum Residue Limits – MRL) chinolonow w zywnosci. W ostat-nich latach, ze wzgledu na mozliwosc stosowania coraz doskonalszych technikanalitycznych, wielu badaczy zajeło sie usprawnieniem metod oznaczania tychzwiazkow w roznych produktach spozywczych. Obecnie do oznaczania chinolonoww probkach zywnosci stosowane sa najczesciej procedury łaczace ekstrakcje dofazy stałej SPE z wysokosprawna chromatografie cieczowa lub z elektroforezakapilarna z uzyciem detektora fluorescencyjnego lub spektrometru mas. Metody testwarzaja mozliwosc analizy pozostałosci chinolonow w produktach spozywczychna poziomie stezen nizszym od obowiazujacych w Unii Europejskiej wartosciMRL.

B. J a n o s z k a, A. D a m a s i e w i c z-B o d z e k, L. W a r z e c h a

QUINOLINIC ANTIBIOTICS IN FOODPART II. PREVALENCE IN FOOD, ANALYTICAL METHODS

PISMIENNICTWO

1. Gootz T.D., Brighty K.E.: Chemistry and mechanism of action of the quinoline antibacterials In:„The Quinolones” 2 nd ed, Andriole V.T. Academic Press, San Diego, 1998; 29-49. – 2. Wetzstein H.G.:Chinolone in der Umweld: Biologische Abbaubarkeit der Gyrasehemmer. Pharmazie in unserer Zeit,2001; 30: 450-457. – 3. van Diest J., de Jong A.: Overview of quinolone production for food animalusage. In: Proceedings of the WHO Meeting. Use of quinolones in food animals and potential impact onhuman health Organization, Geneva, Switzerland, 1998; 89-95. – 4. Ramos M., Aranda A., Garcia E.,Renvers T., Hooghuis H.: Simple and sensitive determination of five quinolones in food by liquidchromatography with fluorescence detection. J. Chromatogr. B, 2003; 789: 373-381. – 5. Jiménez-Lozano E., Roy D., Barron D., Barbosa J.: Effective sorbents for solid-phase extraction in the analysis ofquinolones in animal tissues by capillary electrophoresis. Electrophoresis, 2004; 25: 65-73. – 6. ShimJ.H., Lee M.H., Kim M.R., Lee Ch.J., Kim J.S.: Simmultanous Measurement of Fluoroquinolones in Eggsby a Combination and HPLC. Biosci. Biotechnol. Biochem, 2003; G7(6): 1342-1348. – 7. Wegener H.C.,

Nr 1 85Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. II.

Aarestrup F.M., Gerner-Smidt P., Buger F.: Transfer of antibiotic resistant bacteria from animals toman. J. Am. Vet. Med. Assoc., 1999; 92: 51-57. – 8. Phillips I., Casewell M., Cox T., De Groot B., FriisC., Jones R., Nightingale C., Preston R., Waddell J.: Does the use of antibiotics in food animals posea risk to human health? A critical review of published data. J Antimicrob Chemother, 2004; 53: 28-52.– 9. Hernández-Arteseros J.A., Barbosa J., Compaoo R., Prat M.D.: Analysis of quinolone residues inedible animal products. J. Chromatogr. A, 2002; 945: 1-24. – 10. Hernández M., Borrul F., Calull M.:Using nonaqueous capillary electrophoresis to analyze several quinolones in pig kidney samples.Electrophoresis, 2002; 23: 506-511.

11. van Vyncht G, Jánosi A., Guy B., Toussaint B., Maghuin-Rogister G., De Pauw E., Rodriquez A.:Multiresidue determination of (fluoro)quinolone antibiotics in swine kidney using liquid chromatograp-hy – tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2002; 952: 121-129. – 12. Marazuela M.D.,Moreno-Bondi M.C.: Multrresidue determination of fluoroquinolones in milk by column liquidchromatography with fluorescence and ultraviolet absorbance detection. J. Chromatogr. A, 2004; 1034:25-32. – 13. Shim J., Shen J., Kim M., Lee C., Kim I.: Determination of the Fluoroquinolone Enrofloxacinin Edible Chicken Muscle by Supercritical Fluid Extraction and Edible Chicken Muscle by SupercriticalFluid Extraction and Liquid Chromatography with Fluorescence Detection. J. Agric. Food Chem., 2003;51: 7528-7532. – 14. Jae H., Mi H., Kim Mi R., Chang J., In S.: Simultaneous Measurement ofFluoroquinolones in Eggs by a Combination of Supercritical Fluid Extraction and High Pressure LiquidChromatography. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2003; 67: (6): 1342-1348. – 15. Ramos M., Aranda A.,Garcia E., Reuvers T., Hooghuis H.: Simple and sensitive determination of five quinolones in food byliquid chromatography with fluorescence detection. J. Chromatogr. B, 2003; 789: 373-381. – 16. Ho C.,Sin D., Tang H., Chung L., S. Siu.: Determination and on-line clean-up of (fluoro)quinolones in bovinemilk using column-switching liquid chromatography fluorescence detection. J. Chromatogr. A, 2004;1061: 123-131. – 17. Gigosos P.G., Revesado P.R., Cadahia O., Fente C.A., Vazquez B.I., Franco C.M.,Cepeda A.: Determination of quinolones in animal tissues and eggs by high-performance liquidchromatography with photodiode-array detection. J. Chromatogr. A, 2000; 871: 31-36. – 18. Chu P.,Wang R., and Hiufung V. Chu: Liquid Chromatographic Determination of Fluoroquinolones in EggAlbumen and Egg Yolk of Laying Hens Using Fluorometric Detection. J. Agric. Food Chem. 2002; 50:4452-4455. – 19. Pecorelli I., Galarini R., Bibi R., Floridi Al., Casciarri E., Floridi A.: Simultaneousdetermination of 13 quinolones from feeds using accelerated solvent extraction and liquid chromatograp-hy. Anal. Chim. Acta, 2003; 483: 81-89. – 20. Yorke J.C., Froc P.: Quantitation of nine quinolones inchicken tissues by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection. J. Chromatogr.A, 2000; 882: 63-77.

21. Posyniak A., Zmudzki J., Smeniuk S.: Effects of the matrix and sample preparation on thedetermination of fluoroquinolone residues in animal tissues. J. Chromatogr. A, 2001; 914: 89-94. – 22.Johnston L., Mackay L., Croft M.: Determination of quinolones and Fluoroquinolones in fish tissue andseafood by high-performance liquid chromatography with electrospray ionisation tandem mass spect-rometric detection. J. Chromatogr. A, 2002; 982: 97-109. – 23. Roudaut. B., Yorke J.C.: High-performance liquid chromatographic method with fluorescence detection for the screening andquantification of oxolinic acid, flumequine and sarafloxacin in fish. J. Chromatogr. B, 2002; 780:481-485. – 24. Donoghue D.J., Schneider M.J.: Comparison Between a Bioassay and LiquidChromatography – Fluorescence – Mass Spectrometry for the Determination of Incurred Enrofloxacin inWhole Eggs. J. AOAC International, 2003; 86: 669-674. – 25. Drakopoulos A., Ioannou P.:Spectofluorimetric study of the acid-base equilibia and complexation behavior of the fluoroquinoloneantibiotics oflaxacin, norfloxacin, ciprofloxacin and perfloxacin in aqueous solution. Anal. Chim. Acta,1997; 354: 197-204. – 26. Strelevitz T.J., Linhares M.C.: Simultaneous determination of danofloxacinand N-desmethyldanofloxacin in cattle and chicken edible tissues by liquid chromatography withfluorescence detection. J. Chromatogr. B, 1996; 675: 243-250. – 27. Posyniak A., Zmudzki J.,Niedzielska J.: Liquid chromatography analysis of enrofloxacin and ciprofloxacin in chicken bloodspotted on filter-paper disks. J. Chromatogr. B, 2002; 780: 309-314. – 28. Bailac S., Ballesteros O.,Jiménez-Lozano E., Barron D., Sanz-Nebot V., Navalon A., Vilchez J.L., Barbosa J.: Determination ofquinolones in chicken tissues by liquid chromatography with ultraviolet absorbance detection. J.Chromatogr. A, 2004; 1029: 145-151. – 29. Chen G., Schneider M.J.: A rapid spectrofluorometricscreening method for enrofloxacin in chicken muscle. J. Agric. Food Chem., 2003; 51: 3249-3253. – 30.Caro E., Marcé R., Cormack P., Sherrington D., Borrull F.: Novel enrofloxacin imprinted polymerapplied to the solid-phase extraction of fluorinated quinolones from urine and tissue samples, Anal.Chim. Acta, 2006; 562: 145-151.

86 Nr 1B. Janoszka i inni

31. Garca I., Sarabia L., Ortiz M, Aldama M.: Usefulness of D-optimal designs and multicriteriaoptimization in laborious analytical procedures. Application to the extraction of quinolones from eggs, J.Chromatogr. A, 2005; 1085: 190-198. – 32. Hermo M., Barron D., Barbosa J.: Development ofanalytical methods for multiresidue determination of quinolones in pig muscle samples by liquidchromatography with ultraviolet detection, liquid chromatography-mass spectrometry and liquidchromatography-tandem mass spectrometry, J. Chromatogr. A, 2006; 1104: 132-139. – 33. Van Hoof N.,De Wasch K., Okermana L., Reybroeck W., Poelmans S., Noppe H., De Brabander H.: Validation ofa liquid chromatography-tandem mass spectrometric method for the quantification of eight quinolones inbovine muscle, milk and aquacultured products, Anal. Chim. Acta, 2005; 529: 265-272. – 34. ToussaintB., Chedin M., Bordin G., Rodriguez A.R.: Determination of (fluoro)quinolone antibiotic residues in pigkidney using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. I. Laboratory-validated method, J.Chromatogr. A, 2005; 1088: 32-39. – 35. Toussaint B., Chedin M., Bordin G., Rodriguez A.R.:Determination of (fluoro)quinolone antibiotic residues in pig kidney using liquid chromatography--tandem mass spectrometry. Part II. Intercomparison exercise. J. Chromatogr. A, 2005; 1088: 40-48.– 36. Kotretsou S.: Determination of aminoglycosides and quinolones in food using tandem massspectrometry: A review, Critical Rev. Food Sci. Nutr., 2004; 44: 173-184. – 37. Vega M., Rios G.,Saelzer R., Herlitz E.: Analysis of quinolonic antibiotics by HPTLC. Oxolinic acid residue analysis infish J. Planar. Chromatogr. Mod. TLC, 1995; 8: 378– 381. – 38. Choma I.: TLC Separation ofFluoroquinolones: Searching for Better Selectivity. J. Liquid Chromatogr. Related Technol., 2003; 26:2673–2685. – 39. Michalska K., Pajchel G., Tyski S.: Determination of ciprofloxacin and its impuritiesby capillary zone electrophoresis. J. Chromatogr. A, 2004; 1051: 267-272. – 40. Ferdig M., Kaleta A.,Thanh Vo T., Buchberger W.: Improved capillary electrophoretic separation of nine (fluoro)quinoloneswith fluorescence detection for biological and environmental samples. J. Chromatogr. A, 2004; 1047:305-311.

41. Witkiewicz Z.: Podstawy chromatografii. WNT, Warszawa 2000.

Adres: 41-808 Zabrze, ul. H. Jordana 19.

Nr 1 87Antybiotyki cholinowe w zywnosci. Cz. II.

strona 88 - wakat

Elzbieta Brzezinska, Adam Hekner

ANALIZA WŁASCIWOSCI WYBRANYCHZWIAZKOW CHLOROORGANICZNYCH

Zakład Chemii Analitycznej Uniwersytetu Medycznego w ŁodziKierownik: prof. dr hab. E. Brzezinska

Zbadano własciwosci fizykochemiczne wybranych polichlorowanych pochodnychdibenzodioksyny – PCDD; dibezofuranu – PCDF oraz bifenylu – PCB. Na bazieuzyskanych danych przeprowadzono analize SAR w zakresie toksycznosci badanychzwiazkow. Dane fizykochemiczne obliczono metoda połempiryczna, na podstawie strukturpochodnych po ich optymalizacji geometrycznej, za pomoca programu HyperChem.Zgromadzone dane porownywano z miara toksycznosci (TEF) zwiazkow. Na podstawieuzyskanych wynikow stwierdzono, ze analiza SAR na bazie własciwosci fizykochemicz-nych moze byc prowadzona tylko w grupach zwiazkow o podobnej budowie.

Hasła kluczowe: dioksyny, własciwosci fizykochemiczne, SAR.Key words: dioxins, physicochemical properties, SAR.

Na przestrzeni ostatnich lat do wykazu wyraznych zagrozen srodowiska i zdro-wia człowieka weszło kolejne – POP (Persistent Organic Pollutans). Pod pojeciemtym rozumie sie grupe dwunastu zwiazkow chloroorganicznych, okreslonych przezKonwencje Sztokholmska w Sprawie POP (2001 r.). Sa to insektycydy (aldryna,chlordan, DDT, dieldryna, endryna, gameksan, heptachlor, mireks i toksafen) orazpolichlorowane pochodne: dibenzodioksyny (PCDD – PolyChlorinated Dibenzo-p--Dioxins), dibezofuranu (PCDF – PolyChlorinated Dibenzofurans) oraz bifenylu(PCB – PolyChlorinated Biphenyls) (1). Polichlorowane pochodne PCDD, PCDFi PCB stanowia licznie reprezentowana grupe zwiazkow POP o zroznicowanympoziomie toksycznosci, wyraznie zaleznym od ich struktury i własciwosci fizyko-chemicznych. Wymienione powyzej pochodne okreslane sa mianem „dioksyny”.W ekologii dioksyna nazywa sie wyłacznie 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyne.W innych zrodłach nazwa ta poczatkowo ograniczała sie do chloropochodnychdibenzodioksyny i dibenzofuranu, ale obecnie obejmuje ponad 200 zwiazkow,w tym rowniez niektore chloropochodne bifenylu. Takie poszerzenie grupy dioksynnastapiło na podstawie podobienstwa własciwosci biologicznych zwiazkow orazich wspołwystepowania, zrodła i procesow powstawania, podobnych własciwoscifizykochemicznych i mechanizmu działania toksycznego, a takze metod analizy(2). PCDD i PCDF wykazuja znaczne podobienstwo strukturalne i stanowia grupezwiazkow aromatycznych o płaskiej budowie. W przypadku PCB, do „dioksyn”zalicza sie tylko kilkanascie (sposrod 209 istniejacych) kontenerow, ktore mogaprzyjmowac chwilowe konformacje płaskie (3). Istnieje 75 kongenerow PCDD i az

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 89 – 98

135 kongenerow PCDF. Moga tez istniec czasteczki o mieszanym składzie,zawierajace brom i fluor. Okresla sie je mianem polihalogenodibenzodioksyn lubdibenzofuranow. Łacznie mozliwe jest istnienie ponad trzech tysiecy kombinacji.(4, 5). Dioksyny sa substancjami, ktorych klasyczna analiza, zarowno chemiczna,jak i toksykologiczna, jest kłopotliwa (6). Sa zwiazkami niepolarnymi, słaborozpuszczalnymi w wodzie, dobrze w rozpuszczalnikach organicznych, szczegolnieniepolarnych. Wykazuja silna adherencje na czasteczkach stałych i duze powinowa-ctwo do zwiazkow lipidowych. Dzieki swym własciwosciom wykazuja wysokatrwałosc w srodowisku. PCDF sa niskolotnymi ciałami stałymi, bezbarwnymiw stanie czystym, o własciwosciach fizycznych, chemicznych i toksycznychzblizonych do PCDD (5, 7). Czasteczki PCDD wykazuja wyjatkowo duza stabil-nosc termiczna i odpornosc chemiczna na utlenianie oraz procesy degradacjibiologicznej. Własciwosci fizykochemiczne dibenzodioksyn i dibenzofuranowistotnie wpływaja na losy tych substancji w srodowisku i siłe działania toksycz-nego. Z uwagi na fakt, ze synteza i separacja dioksyn sa trudne i czasochłonne,informacje na temat ich własciwosci fizycznych i chemicznych sa ograniczone. Siładziałania PCDD i PCDF jest bardzo zroznicowana, w zaleznosci od ilosci atomowchlorowca, miejsca ich podstawienia w czasteczce, a takze od podmiotu od-działywania (gatunku zwierzecia).

Ryc. 1. Budowa czasteczek dibenzodioksyny, dibenzofuranu i bifenylu.

Fig. 1. Structures of dibenzodioxine, dibenzofurane and biphenyl molecules.

Kongenery PCB sa znacznie mniej toksyczne. Pod nazwa dioksyny wystepujatrzy pochodne non-orto-PCBs: 3,3’,4,4’-PCB, 3,3’,4,4’,5-PCB oraz 3,3’,4,4’,5,5’-PCB, posiadajace atomy chloru w czasteczce bifenylu w pozycjach meta i para(3,4,5 oraz 3’,4’,5’). Połozenie non-orto, charakteryzuja sie brakiem atomu chloruw bezposrednim sasiedztwie wiazania pomiedzy pierscieniami. Non-orto-PCBwykazuja najwieksza toksycznosc, poniewaz najłatwiej wiaza sie z komorkowymi

90 Nr 1E. Brzezinska, A. Hekner

receptorami Ah. Kongenery non-orto i mono-orto polichlorowanych bifenyli majabudowe płaska i dwanascie sposrod nich zaliczono do grupy dioksyn (3). Wsroddioksyn tylko niektore wykazuja bardzo silne własciwosci toksyczne w odniesieniudo ludzi i zwierzat. Zwiazki, w ktorych atomy chloru w czasteczce PCDD lubPCDF zajmuja połozenie 2,3,7 i 8 (jest ich w sumie 17) czynia te zwiazki bardzosilnie toksycznymi. 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzodioksyna (2,3,7,8-TCDD) jest naj-silniej toksycznie działajacym zwiazkiem w tej grupie a wiec najwazniejszymz punktu widzenia ochrony srodowiska, a tym samym i analityki (8–10).

W tab. I zestawiono wartosci liczbowe TEF (Toxic Equivalent Factor) okres-lajace wzgledna toksycznosc badanych dioksyn PCDD i PCDF w odniesieniu donajbardziej toksycznego 2,3,7,8-TCDD, dla ktorego – zgodnie z zaleceniami WHOz 1998 – przyjeto wspołczynnik rowny 1 (11,12). Odpowiednio dla najmniejtoksycznych PCDD/PCDF: OCDD i OCDF przyjeto wspołczynniki TEF – 0,0001.Tabela zawiera rowniez wspołczynniki toksycznosci TEF dla badanych PCB.Aktualnie wartosci TEF zostały poddane korekcie zgodnie z nowymi, ustalonymiprzez WHO w 2005 r. zasadami (13). W niniejszej pracy uzyto wartosci TEFw postaci pierwotnej. Widoczna tendencja jest zmniejszanie sie wartosci TEF wrazze wzrostem stopnia chlorowania, od tetra- do okta-izomerow.

Przemieszczenie dioksyn do tkanek i narzadow wewnetrznych odbywa siepoprzez wiazanie z lipidami i lipoproteinami osocza krwi. Głownym narzademdocelowym, gdzie nastepuje kumulacja wchłonietych dioksyn jest watroba, tkankazas tkanka tłuszczowa. Za długi okres retencji w tkankach odpowiedzialny jestprzestrzenny układ atomow chloru w czasteczkach. Przemiany metabolicznepolegaja poczatkowo na oksydacyjnym lub redukcyjnym odchlorowaniu czasteczekalbo rozerwaniu mostka tlenowego (4, 14). Reakcje sprzegania prowadza natomiastdo powstawania zwiazkow eliminowanych z ustroju wraz z zołcia. Mechanizmtoksycznosci dioksyn nie został dotychczas w pełni poznany. Zwiazki te, tworzackompleks z cytozolowym receptorem Ah (aromatic hydrocarbons) przewlekleindukuja ekspresje genow, kierujacych układem monooksygenaz mikrosomalnych.Produktami ekspresji tych genow sa rozne formy cytochromu P-450. Formaaktywna receptora Ah w postaci kompleksu ligand-receptor oddziałuje na jadrowyDNA (4, 15–18). Warunkiem przekształcenia receptora w forme aktywna jestobecnosc płaskiego liganda (induktora). Jednym z najsilniejszych ligandow jest2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksyna, chociaz inne weglowodory poliaromatycznetakze moga spowodowac indukcje opisanego układu (19–21). Na stopien indukcjireceptora Ah maja wpływ nastepujace cechy ligandow: (i) atom chlorowca conajmniej w trzech pozycjach, przy czym potencjał wzrasta w sekwencji Br>Cl>F.Maksymalna aktywnosc wykazuja pochodne podstawione czterema atomami chlo-rowca. Wymagana jest jedna pozycja nie podstawiona; (ii) uprzywilejowane,liniowe ułozenie pierscieni aromatycznych. Otwarcie układu pierscieniowego,zwiazane z utrata sztywnej i płaskiej budowy, redukuje powinowactwo; (iii)odpowiedni rozmiar i polarnosc molekuły liganda okreslone przyleganiem domodelowej powierzchni (prostokat o bokach 6,8; 13,7 A; (iv) metabolizm (np.hydroksylacja) obniza powinowactwo. Wielkosc dawki liganda oznaczona in vitrodla najsilniejszego induktora (TCDD) obejmuje zakres stezen 5–10 nmol/dm3 (22).

Nr 1 91Własciwosci wybranych zwiazkow chloroorganicznych

Teoretycznie, dioksyny moga modyfikowac takze inne geny, powodujac ichniekontrolowane funkcjonowanie, co tłumaczyc moze roznorodnosc efektow ichtoksycznego działania na organizmy zywe (4, 16–17).

Dla powiazania toksycznosci zwiazkow z ich struktura badano własciwoscifizycznych, chemicznych i przestrzennych czasteczek. Interpretacja rownan QSARpozwala ustalic mechanizm działania toksycznego zwiazku (23). Deskryptorymolekularne PCB, PCDF i PCDD korelowały wprost proporcjonalnie z powinowa-ctwem do receptora Ah (24). Poczatkowo najwieksze znaczenie przypisywanostrukturze geometrycznej. Zasugerowano (25), ze planarna budowa czasteczek niemusi byc podstawowym wymogiem wiazania receptorowego. Hipoteza ta zostałapoparta przez obliczenia ab initio i badania krystalograficzne wskazujace polaryzo-walnosc oraz akceptorowo-donorowe własciwosci ligandow jako kontrolujacezdolnosc wiazania z receptorem Ah w wiekszym stopniu niz rozmiar i płaskabudowa czasteczki (26).

Celem pracy jest ustalenie wybranych własciwosci fizykochemicznych dlazwiazkow z grupy dioksyn oraz poszukiwanie zaleznosci pomiedzy strukturazwiazkow tej grupy, a ich działaniem toksycznym na organizmy zywe, charak-teryzowanym przez wspołczynnik toksycznosci TEF.

MATERIAŁ I METODY

Badaniom poddano trzy grupy polichlorowanych pochodnych: dibenzodioksyny – PCDD (zw. 1-8);dibenzofuranu – PCDF (zw. 9-18) i bifenylu – PCB (zw. 19-32).

Wartosci parametrow fizykochemicznych ustalono za pomoca programu HyperChem®, po prze-prowadzeniu optymalizacji geometrycznej struktur wszystkich analizowanych zwiazkow metoda połem-piryczna AM1. Obserwacja geometrii przestrzennej kolejnych przypadkow wskazuja na ich płaskabudowe. Nastepnie, obliczono wartosci parametrow hydrofobowych i elektronowych zwiazkow 1-32.Wszystkie zgromadzone dane przedstawiono w tab. I. Dane o korelacjach pomiedzy uzyskanymiwartosciami parametrow fizykochemicznych i biologicznych ustalono za pomoca metod statystycznych,z zastosowaniem programu STATISTICA 7.0.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Badane zwiazki stanowiły grupy o zroznicowanym nasileniu wywoływanego efektu toksycznego.Dane dotyczace toksycznosci, pod postacia wspołczynnika rownowaznego toksycznosci TEF (13),przedstawiono w tab. I.

Polichlorowane pochodne bifenylu (19-32) stanowia grupe o najmniejszej toksycznosci wzglednej.Porownanie dwoch pozostałych, bardziej toksycznych grup dioksyn wskazuje na silniejsze działaniePCDD (zw. 1-8). Wzrost stopnia chlorowania pochodnych zwiazany jest zwykle ze zmniejszeniemwartosci TEF dla nich oznaczonym. Fakt ten moze byc podstawa porownania obu grup PCDD i PCDF.Wsrod przedstawicieli tetrachloroizomerow (zw. 1 i 9), pochodna PCDF jest 10 × słabsza toksyna.Pentachloropochodna PCDF jest juz tylko dwukrotnie mniej toksyczna. Efekt działania pochodnych obugrup z 6, 7 i 8 atomami chloru w czasteczce jest zrownowazony. Srednia wartosc toksycznosci trzechbadanych grup jest zroznicowana. Najmniejsza wartosc srednia TEF wykazuje grupa PCB 0,008.W grupie pochodnych PCDF wartosc ta siega 0,107. Najwyzsza toksycznosc przejawiaja pochodnePCDD. Srednia wartosc TEF dla tej grupy wynosi 0,290.

Wczesniejsze prace dotyczace zaleznosci pomiedzy struktura i działaniem toksycznym PCB, PCDFi PCDD dazyły do rozwiazania problemu na poziomie mechanizmu wiazania dioksyn z wewnatrzkomor-kowym receptorem Ah (26). Pierwotnie wiodaca role parametrow sterycznych, pod postacia budowyplanarnej oraz rozmiarow czasteczek, zastapił zespoł parametrow zwiazanych z akceptorowo-donoro-

92 Nr 1E. Brzezinska, A. Hekner

wym charakterem własciwosci ligandow (parametry elektronowe) oraz parametry hydrofobowe.Wspominano rowniez o własciwosciach lipofilowych, towarzyszacych polaryzowalnosci czasteczki,wpływajacej na toksycznosc badanych pochodnych. Wpływy hydrofobowe, a szczegolnie charakterys-tyczne dla zwiazkow toksycznych, wartosci wspołczynnika podziału, zwiazane sa z miejscem działaniatoksycznego dioksan – watroba. Najbardziej znaczacymi parametrami fizykochemicznymi dla biodos-tepnosci takich substancji czynnych sa wartosci wspołczynnika podziału (log P) oraz polarnosciniejonowej, wyrazonej wartoscia wypadkowego momentu dipolowego czasteczki (µ). Zgodnie z teoria

T a b e l a IWartosci parametrow fizykochemicznych i toksycznosci pochodnych PCDD, PCDF, PCB

T a b l e IValues of physicochemical parameters and toxicity of PCDD, PCD and PCB derivatives

zw Nazwa nCl logM logP V S µ α RM εHOMO εLUMO TEF*

1 2,3,7,8-TCDD 4 2,508 4,23 222,3 245,3 4,76E-06 29,76 71,40 –8,997 –0,909 1

2 1,2,3,7,8-P5CDD 5 2,552 4,75 236,3 261,5 0,759 31,68 76,21 –9,083 –1,017 1

3 1,2,3,4,7,8-H6CDD 6 2,592 5,27 250,1 277,7 0,148 33,61 81,01 –9,161 –1,125 0,1

4 1,2,3,6,7,8-H6CDD 6 2,592 5,27 250,4 277,8 5,14E-06 33,61 81,01 –9,171 –1,115 0,1

5 1,2,3,7,8,9-H6CDD 6 2,592 5,27 250,3 277,8 1,451 33,61 81,01 –9,165 –1,112 0,1

6 1,2,3,6,7,9-H6CDD 6 2,592 5,27 250,2 277,7 1,633 33,61 81,01 –9,176 –1,076 0,01

7 1,2,3,4,6,7,8-H7CDD 7 2,629 5,78 264,3 294,0 0,699 35,54 85,81 –9,246 –1,211 0,01

8 OCDD 8 2,663 6,30 278,0 310,1 8,62E-06 37,47 90,62 –9,325 –1,297 0,0001

9 2,3,7,8-TCDF 4 2,486 4,84 215,2 234,2 0,131 29,48 70,45 –9,285 –1,166 0,1

10 2,3,4,7,8-P5CDF 5 2,532 5,35 229,3 250,8 0,988 31,41 75,25 –9,374 –1,298 0,5

11 1,2,3,7,8-P5CDF 5 2,532 5,35 229,3 250,9 0,631 31,41 75,25 –9,336 –1,300 0,05

12 1,2,3,4,7,8-H6CDF 6 2,574 5,87 243,3 267,3 0,237 33,34 80,06 –9,388 –1,436 0,1

13 1,2,3,6,7,8-H6CDF 6 2,574 5,87 243,2 267,4 0,495 33,34 80,06 –9,444 –1,421 0,1

14 1,2,3,7,8,9-H6CDF 6 2,574 5,87 242,4 266,1 1,261 33,34 80,06 –9,401 –1,416 0,1

15 2,3,4,6,7,8-H6CDF 6 2,574 5,87 243,3 267,3 1,700 33,34 80,06 –9,475 –1,417 0,1

16 1,2,3,4,6,7,8-H7CDF 7 2,612 6,39 257,3 283,8 0,971 35,27 84,86 –9,489 –1,544 0,01

17 1,2,3,4,7,8,9-H7CDF 7 2,612 6,39 256,3 282,5 0,525 35,27 84,86 –9,459 –1,539 0,01

18 OCDF 8 2,647 6,91 270,5 298,8 0,304 37,19 89,67 –9,549 –1,650 0,0001

19 3,3’,4,4’-T4CB 4 2,465 5,80 217,0 244,3 1,873 27,81 70,41 –9,151 –1,015 0,0001

20 3,4,4’,5-T4CB 4 2,465 5,80 217,1 244,1 1,144 27,81 71,41 –9,155 –1,023 0,00001

21 3,3’,4,4’,5-P5CB 5 2,514 6,32 231,2 260,7 1,068 29,73 75,22 –9,267 –1,160 0,1

22 3,3’,4,4’,5,5’-H6CB 6 2,557 6,84 245,1 277,0 2,83E-06 31,66 80,02 –9,379 –1,295 0,01

23 2,3,4,3’,4’-P5CB 5 2,514 6,32 229,7 260,5 2,442 29,73 75,22 –9,211 –1,142 0,0001

24 2,3,4,5,4’-P5CB 5 2,514 6,32 229,7 259,9 0,867 29,73 75,22 –9,203 –1,164 0,0005

25 2,4,5,3’,4’-P5CB 5 2,514 6,32 230,2 260,5 0,964 29,73 75,22 –9,220 –1,168 0,0001

26 3,4,5,2’,4’-P5CB 5 2,514 6,32 230,2 260,3 1,767 29,73 75,22 –9,242 –1,158 0,0001

27 2,3,4,5,3’,4’-H6CB 6 2,557 6,84 243,8 276,4 1,439 31,66 80,02 –9,310 –1,290 0,0005

28 2,3,4,3’,4’,5’-H6CB 6 2,557 6,84 243,8 276,5 1,719 31,66 80,02 –9,330 –1,276 0,0005

29 2,4,5,3’,4’,5’-H6CB 6 2,557 6,84 244,3 276,8 1,064 31,66 80,02 –9,336 –1,299 0,00001

30 2,3,4,5,3’,4’,5’-H7CB 7 2,597 7,36 257,9 292,8 0,704 33,59 84,83 –9,425 –1,414 0,0001

31 2,2’,3,3’,4,4’,5-H7CB 7 2,597 7,36 256,9 291,9 1,983 33,59 84,83 –9,372 –1,398 0,0001

32 2,2’,3,4,4’,5,5’-H7CB 7 2,597 7,36 257,5 292,3 0,741 33,59 84,83 –9,370 –1,412 0,00001

* Wartosci wspołczynnika rownowaznego toksycznosci TEF dla badanych PCDD, PCDF i PCB (wg WHO 1998).

Nr 1 93Własciwosci wybranych zwiazkow chloroorganicznych

Hanscha, leki odznaczajace sie niskimi wartosciami log P nie maja zdolnosci przenikania do fazylipidowej i gromadzone sa w jednej z poczatkowych faz wodnych na drodze dystrybucji. Lekiodznaczajace sie zbyt duza lipofilownoscia wykazuja tendencje do silnego wiazania sie z fazamilipidowymi i ograniczona dystrybucja. Na tej podstawie wyznaczone zostały tak zwane optymalnewartosci log P dla roznych grup lekow (27). Koncepcja optymalnej wartosci logarytmu wspołczynnikapodziału została pozniej ujeta matematycznie i sprawdzona na modelu kinetycznym ruchu czasteczekprzez szereg faz wodnych przedzielonych barierami lipidowymi (28). Powinowactwo niejonowychsubstancji czynnych do tkanek o charakterze lipidowym jest wprost proporcjonalne do wartoscimomentu dipolowego – (µ), w zwiazku z charakterem polarnym estrow kwasow tłuszczowych.Podlegajace charakterystyce pochodne poddano wiec analizie teoretycznej w celu ustalenia wartosciparametrow log P i µ oraz innych parametrow hydrofobowych. W tym zakresie załozono ustaleniedanych dotyczacych: rozmiarow czasteczki (objetosc (V), pole powierzchni (S)); polaryzowalnosci (α)oraz refrakcji molowej (RM). Istotnym dla prowadzonych badan stało sie tez ustalenie własciwosciakceptorowo-donorowych czasteczek. Ten obszar własciwosci badany był za pomoca danych o energiiorbitali HOMO i LUMO czasteczek. Obiecujacym wydawał sie szczegolnie wskaznik εLUMO, opisujacywłasciwosci akceptorowe czasteczki.

Przeprowadzono analize regresji z TEF jako zmienna zalezna i oznaczonymi parametrami fizykoche-micznymi jako zmiennymi niezaleznymi. Zbadano macierz korelacji wewnetrznych (przedstawionotylko korelacje czastkowe danych z TEF tab. II) i zmiennosci danych w grupach badanych zwiazkow(tab. I). Ustalone macierze korelacji wykazały znaczny stopien podobienstwa pomiedzy poszczegolnymiparametrami hydrofobowymi (R = ok. 0,9). Stwierdzono rowniez zroznicowana i niska korelacjedeskryptorow molekularnych z wartoscia toksycznosci wzglednej TEF (tab. II). Korelacja ta nie skłaniado budowania matematycznych modeli regresji nawet w przypadku pochodnych PCDD (R = ok. 0,8)z powodu małej liczebnosci tej grupy (n = 8). Podjeto wiec probe analizy logicznej tendencji zmiani zakresu wartosci poszczegolnych parametrow w przedstawionych grupach przypadkow.

T a b e l a IIWartosci wspołczynnika korelacji pomiedzy parametrami

fizykochemicznymi i toksycznoscia pochodnych PCDD, PCDF i PCB

T a b l e IIValues of coefficients of correlation between physicochemicalparameters and toxicity of PCDD, PCDF and PCB derivatives

Zmiennaniezalezna

Korelacje czastkowe zmiennej zaleznej

TEF PCDD TFE PCDF TFE PCB

logM –0,83424 –0,47337 –0,13907

logP –0,81322 –0,48729 –0,15007

V –0,81291 –0,48305 –0,13252

S –0,80833 –0,44785 –0,10189

µ –0,20333 0,22803 –0,14741

α –0,81136 –0,48569 –0,15048

RM –0,81141 –0,48574 –0,15834

εHOMO 0,82828 0,36054 0,02373

εLUMO 0,79301 0,48100 0,13729

W kolejnych trzech grupach pochodnych parametry hydrofobowe stanowiły, zgodnie z oczekiwa-niem, zespoł cech silnie ze soba skorelowanych. Obserwowano jednak roznice zakresu wartosciodpowiednich parametrow pomiedzy grupami.

Porownano wartosci srednie wspołczynnika podziału (log P) wyznaczone w kolejnych grupachzwiazkow aktywnych ze srednim efektem toksycznym. W grupie najmniej toksycznych pochodnychPCB srednia wartosc log P wynosi 6,62. Grupe bardziej toksycznych pochodnych PCDF charakteryzujenizsza srednia wartosc log P wynoszaca 5,87. Zwiazki pochodne PCDD nacechowane najsilniejszymefektem toksycznym sposrod badanych 32 dioksyn (zw. 1 i 2) wykazuja lipofilowosc odpowiednio na

94 Nr 1E. Brzezinska, A. Hekner

poziomie log P = 4,23 i 4,75. Zas cała grupa toksycznych PCDD ma wartosc srednia log P = 5,27.Wspomniec nalezy, ze wartosci log P wszystkich zwiazkow 1-32 wskazuja na znaczaca lipofilowosci mieszcza sie w granicach 4,23 – 7,36. Na podstawie obserwacji, zwiazki o wysokiej wartosci log P stajasie mniej toksyczne. Jest to zwiazane ze zjawiskami ograniczonej dystrybucji silnie lipofilowychzwiazkow. Działanie toksyczne znacznie słabnie wraz ze zwiekszaniem sie liczby atomow chlorowcaw czasteczce zwiazku. Atomy chlorowca podwyzszaja lipofilowosc pochodnych zgodnie z zasadaaddytywnego charakteru tego parametru. Kazdy kolejny atom chloru niesie ze soba znaczaca wartoscdodatnia sumarycznego wskaznika lipofilowosci: π o wartosc 0,71 (29)); oktanol-woda 0,933 (30).W tabeli korelacji czastkowych wykazano, ze lipofilowosc jest zawsze odwrotnie proporcjonalna dowartosci TEF. Na tej podstawie uznac mozna, ze zmniejszenie lipofilowosci prowadzi do zwiekszeniaefektu toksycznego zwiazkow w grupie badanej. Nalezy jednak pamietac, ze grupy badanychpochodnych wykazywały ograniczony zakres znacznej lipofilowosci (log P = 4,23-7,36). Zasada niskiejlipofilowosci, sprzyjajacej działaniu toksycznemu nie ma wiec charakteru uniwersalnego. Zapewneosiagniecie granicznie niskiej wartosci log P, spowodowałoby odwrocenie tej zaleznosci, wrazz ograniczeniem dystrybucji zwiazkow w kierunku tkanek o wiekszej zawartosci tłuszczow. Napodstawie ograniczonych danych powiedziec mozna jedynie, ze dla grupy badanych pochodnychwartosci log P < 5 sprzyja działaniu toksycznemu.

Znaczacy wpływ lipofilowosci powiazany jest z polarnoscia niejonowa pochodnych (µ). Wyzszawartosc momentu dipolowego zwieksza powinowactwo zwiazkow chemicznych do tłuszczow nazasadzie podobienstwa do polarnych składowych grup estrowych trojglicerydow i nasila efekt lipo-filowy. Załozono, ze w badanej grupie zwiazkow parametr µ powinien byc odwrotnie proporcjonalny dotoksycznosci i porownano trzy badane grupy.

Grupa pochodnych PCB o najmniejszej toksycznosci sredniej cechuje sie najwyzszym srednimwspołczynnikiem podziału log P = 6,62 i momentu dipolowego µ = 1,27. Pochodne PCDF o wiekszejsredniej toksycznosci zwiazana jest z nizsza srednia wartoscia log P = 5,87 i nizsza srednia wartosciamomentu dipolowego = 0,72. Pochodne PCDD, najbardziej toksyczne, wykazuja najnizszy sredniwspołczynnik podziału log P = 5,27 oraz najnizszy sredni moment dipolowy = 0,52. Przedstawionaobserwacja jest jednoznaczna. Nasuwa sie wniosek: tylko umiarkowane własciwosci lipofilowe i polarnedioksyn decyduja o ich toksycznosci. Przedstawione korelacji czastkowe wskazuja na bardzo małestatystyczne znaczenie momentu dipolowego dla poziomu działania toksycznego zwiazkow. Powprowadzeniu do rownania matematycznego rownoczesnie obu parametrow lipofilowosci (log P i µ)wzrost wspołczynnika korelacji jest niewielki. Interpretacja jest tu jednak bardzo utrudniona ze wzgladuna inne własciwosci zwiazkow uznane za znaczace dla działania toksycznego, jak chocby brak atomowchloru w połozeniu orto- pochodnych bifenylu.

Kolejnym parametrem o charakterze hydrofobowym, ktorego znaczenie dla działania toksycznegodioksyn wykazuja cytowane wczesniej opracowania (26), jest polaryzowalnosc. Jak ustalono parametrten wpływa odwrotnie proporcjonalnie na efekt działania toksycznego. Analizujac badane grupypochodnych, porownano srednie wartosci parametru – polaryzowalnosc (α). Ustalono, ze w grupiepochodnych bifenylu o najnizszym poziomie toksycznosci sposrod badanych grup, srednia wartosc tegoparametru hydrofobowego wynosi 30,83 A3. Srednia wartosc tego parametru dla pochodnych PCDF jestwyzsza i wynosi 33,34. Najwyzsza wartosc srednia osiaga polaryzowalnosc w grupie dioksyno najwiekszej toksycznosci. Fakt takiego porownania srednich α w grupach zwiazkow o roznej budowiejest ryzykowny. Polaryzowalnosc zwiazkow jest bowiem scisle skojarzona z wielkoscia czasteczekbadanych zwiazkow. Prowadzone obserwacje dotycza jednak pochodnych o roznej budowie. W tab. IIwidoczne jest, ze korelacje pomiedzy parametrem α i TEF jest zawsze odwrotnie proporcjonalna.W badaniach grupowych mozna powiedziec wiec jednoznacznie, ze wieksza wartosc α sprzyjamniejszej toksycznosci. Porownanie miedzygrupowe przeczy tej tezie, bedacej rownoczesnie załoze-niem teoretycznym. Nasuwajacy sie tu wniosek brzmi: polaryzowalnosc zwiazkow badanych jestodwrotnie proporcjonalna do toksycznosci tych zwiazkow. Stwierdzenie to powinno byc jednakograniczone do wnioskowania na temat zwiazkow chemicznych o podobnej budowie.

Własciwosci donorowo-akceptorowe dioksyn zwiekszaja efektywnosc interakcji tych zwiazkowz receptorem Ah (26). Tak wiec wysoka wartosc energii orbitalu LUMO powinna w znaczacy sposobwzmagac efekt toksyczny. Parametry zwiazane z energia orbitali i własciwosciami akceptorowo--donorowymi pochodnych mozna zdefiniowac podobnie do parametru polaryzowalnosci. Sa one scislezwiazane z budowa grupy pochodnych. Wpływaja na oddziaływania o charakterze lokalnym, stanowia-cym o interakcji farmakodynamicznej. Zwykle nie pozwala to na wyznaczenie zakresu wartoscideskryptora uniwersalnego, z zastosowaniem dla dowolnej budowy zwiazkow, w przeciwienstwie do

Nr 1 95Własciwosci wybranych zwiazkow chloroorganicznych

parametru np. lipofilowosci, zwiazanego z farmakokinetycznym oddziaływaniem molekuł, opartym nafizycznym dostepie do srodowiska.

W analizowanym przypadku, podobnie do rozwazan dotyczacych polaryzowalnosci, obserwujemywyrazny brak spojnosci porownywanych zjawisk. Srednia wartosc energii orbitalu LUMO – εLUMO – jestnajmniejsza w grupie pochodnych PCDF i najwieksza w grupie pochodnych PCB. Brak wiec powiazanz systematyka toksycznosci miedzygrupowej. Wazna obserwacje stanowia jednak grupowe wspołczyn-niki korelacji pomiedzy TEF i εLUMO. We wszystkich przypadkach zaleznosc pomiedzy tym parametremi wzgledna toksycznoscia zwiazkow w grupie, jest wprost proporcjonalna. Tak wiec wniosek koncowybrzmi: znaczna ujemna wartosc energii orbitalu LUMO sprzyja zmniejszeniu toksycznosci w grupiezwiazkow o podobnej budowie.

WNIOSKI

Znaczenie parametrow hydrofobowych w trzech przedstawionych grupach zwia-zkow mozna uznac za bardzo zroznicowane. Nalezy jednak zauwazyc, ze duzaczasteczka zwiazku toksycznego (V; S; logM) o silnych własciwosciach lipo-filowych i hydrofobowych (log P; RM; α) sprzyja zmniejszeniu własciwoscitoksycznych w grupach. Własciwosci te we wszystkich trzech grupach sa odwrotnieproporcjonalne do wartosci wskaznika TEF (tab. II). Najsilniejsza zaleznosctoksycznego działania od tych deskryptorow obserwowano w grupie pochodnychPCDD. Maksymalna wartosc wspołczynnika korelacji w tej grupie dla parametrowhydrofobowych wynosiła R –0,83 (n = 8). Najistotniejsze parametry hydrofobowew tej grupie zwiazkow to: wielkosc czasteczki (log M); lipofilowosc (log P);objetosc czasteczki (V). Obserwowany wpływ parametrow hydrofobowych natoksycznosc pochodnych PCDF i PCB był znacznie mniejszy i miał rowniezcharakter odwrotnie proporcjonalny. Znaczenie parametrow opisujacych własciwo-sci akceptorowo-donorowe czasteczek toksycznych maja we wszystkich kolejnychgrupach mniejsze znaczenie niz parametry hydrofobowe. Maksymalna korelacjapomiedzy wartoscia energii orbitalu LUMO i wskaznika TEF wynosi odpowiedniodla grupy pochodnych: PCDD – R = 0,83; PCDF – R = 0,48; PCB – R = 0,14. Jakwidac, zaleznosc ta ma zawsze charakter wprost proporcjonalny. Poziom wpływutych parametrow na efekt toksyczny obserwowany wsrod badanych zwiazkow, jestpodobny do znaczenia parametrow hydrofobowych, co potwierdza role własciwosciakceptorowo-donorowych dioksyn. Proba zastosowania analizy regresji do uzys-kania modeli matematycznych słuzacych prognozowaniu działania toksycznegozwiazkow w grupach badanych, nie przyniosła oczekiwanego efektu. Zadnez powstałych rownan nie spełnia parametrow istotnosci statystycznej. Niewielkaliczebnosc badanych grup eliminuje wieksza liczbe zmiennych niezaleznychw rownaniach. Poziom toksycznosci wzglednej TEF jest mało zroznicowany.Zwiazki o zmiennych własciwosciach (prawdopodobnie rowniez w zakresie tok-sycznosci) opisane sa czesto ta sama miara TEF. Analiza przedstawionych danychwskazuje tez na brak mozliwosci okreslenia deskryptorow uniwersalnych, definiu-jacych toksycznosc zwiazkow o roznej budowie.

96 Nr 1E. Brzezinska, A. Hekner

E. B r z e z i n s k a, A. H e k n e r

AN ANALYSIS OF THE PROPERTIESOF SELECTED CHLOROORGANIC COMPOUNDS

S u m m a r y

A structure-activity relationship (SAR) analysis of toxicity was carried out and physicochemical dataof selected polychlorinated derivatives of: dibenzodioxine PCDD; dibenzofurane PCDF; and biphenylPCB were obtained. The physical and chemical parameters of the examined compounds were calculatedby semi-empirical methods from their structures after geometry optimisation by the HyperChemsoftware. The collected data were compared to TEF of the examined compounds. The results show thatthe physicochemical data can be used in SAR analysis of the groups of similar compounds only. Thetoxicity of dioxins is weak when log P > 5. The relationships between important hydrophobic parameters(logP, logM, RM and α) and TEF are inversely proportional in each group of compounds. The values ofimportant electrostatic parameters (εHOMO and εLUMO) are directly proportional to TEF. The univariate andbivariate relationships calculated as the coefficients of correlation between TEF and the physicochemicalparameters of the examined compounds were not significant.

PISMIENNICTWO

1. Mastalerz P.: Krotki kurs historii POP Czesc Pierwsza: DDT. Wiad. Chem. 2003; 57, 7-8: 671-775.– 2. Mastalerz P.: Krotki kurs historii POP Czesc Trzecia: Dioksyny. Wiad. Chem. 2004; 58, 3-4:293-337. – 3. Mastalerz P., Kulczyk A.: Krotki kurs historii POP Czesc Druga: PCB. Wiad. Chem. 2004;58, 1-2: 81-130. – 4. Wasiela T., Tam I., Krajewski J., Tarkowski S.: Srodowiskowe zagrozenia zdrowia.Dioksyny. Instytut Medycyny Pracy im. prof. dra med. Jerzego Nofera w Łodzi 1999. – 5. SokołowskiM.: Dioksyny – własciwosci, zrodła i problemy analizy. Roczn. PZH, 1996; 47: 95-104. – 6. Reiner E.J.,Clement R.E., Okey A.B., Marvin C.H.: Advances in analytical techniques for polychlorinateddibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans and dioxin-like PCBs. Anal Bioanal Chem. 2006;386(4): 791-806. – 7. Politowicz M., Posniak M.: Dioksyny. Zagrozenie dla człowieka i srodowiska.,Bezpieczenstwo Pracy. 1997; 7-8: 2-4. – 8. Grochowalski A.: Badania zawartosci dioksyn w powietrzuKrakowa. Ekopartner 1997: 28. – 9. Grochowalski A.: Problemy badania dioksyn w probkach zywnosci.Wydział Inzynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska 1998. – 10. Grochowalski A.:Dioksyny. Politechnika Krakowska 1997.

11. Van den Berg M., Birnbaum L., Bosveld A.T., Brunstrom B., Cook P., Feeley M., Giesy J.P.,Hanberg A., Hasegawa R., Kennedy SW., Kubiak T., Larsen J.C., van Leeuwen F.X., Liem A.K., Nolt C.,Peterson R.E., Poellinger L., Safe S., Schrenk D., Tillitt D., Tysklind M., Younes M., Waern F.,Zacharewski T.: Toxic equivalency factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for humans and wildlife.Environ Health Perspect, 1998; 106(12): 775-92. – 12. WHO Food Additives Series:48, Safetyevaluation of certain food additives and contaminants. Polychlorinated dibenzodioxins, polychlorinatedDibenzofurans, and coplanar polychlorinated biphenyls. 1998. – 13. Van den Berg M., Birnbaum L.S.,Denison M., De Vito M., Farland W., Feeley M., Fiedler H., Hakansson H., Hanberg A., Haws L., RoseM., Safe S., Schrenk D., Tohyama C., Tritscher A., Tuomisto J., Tysklind M., Walker N., Peterson R.E.:The 2005 World Health Organization reevaluation of human and Mammalian toxic equivalency factorsfor dioxins and dioxin-like compounds. Toxicol. Sci. 2006; 93(2): 223-241. – 14. Weber R., Schmitz H.,Schrenk D., Hagenmaier H.: Metabolic degradation, inducing potency, and metabolites of fluorinatedand chlorinated-fluorinated dibenzodioxins and dibenzofurans. Chemosphere 1997; 34: 29-40. – 15.Starek A.: Toksykologia zwiazkow chloroorganicznych. Roczn. PZH, 1996; 47: Nr 1. – 16. Piskorska-Pliszczynska J.: Metody SAR i QSAR w badaniu mechanizmu działania dioksan. Roczn. PZH 1998; 49:433-445. – 17. Van den Berg M., De Jongh J., Poiger H., Olson J.R.: The Toxicokinetics andMetabolism of Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins (PCDDs) and Dinezofurans (PCDFs) and TheirRelevance for Toxicity. Critical Reviews in Toxicology 1994; 24: 1-74. – 18. Poland A., Glover E.:2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin: Segregation of Toxicity with the Ah Locus. Molecular Phar-macology 1980; 17: 86-94. – 19. Okey A.B., Bondy G.P., Mason M.E., Nebert D.W., Forster-GibsonC.J., Muncan J., Dufresne M.J.: Temperature-dependent cytosol-to-nucleus translocation of the Ahreceptor for 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin in continuous cell culture lines. J. Biol. Chem. 1980; 10;

Nr 1 97Własciwosci wybranych zwiazkow chloroorganicznych

255(23): 11415-22. – 20. Poland A., Knutson J., Glover E.: Studies on the mechanism of action ofhalogenated aromatic hydrocarbons. Clin Physiol Biochem. 1985; 3(2-3): 147-54.

21. Poland A., Knutson J.: 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin and related halogenated aromatichydrocarbons: examination of the mechanism of toxicity. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1982; 22:517-54. – 22. Cuthill S., Wilhelmsson A., Poellinger L.: Liver cells contain constitutive DNaseI-hypersensitive sites at the xenobiotic response elements 1 and 2 (XRE1 and -2) of the rat cytochromeP-450IA1 gene and a constitutive, nuclear XRE-binding factor that is distinct from the dioxin receptor.Mol Cell Biol. 1991; 11(1): 401-11. – 23. Hansch C., Hoekman D., Leo A., Zhang L., Li P.: Theexpanding role of quantitative structure-activity relationship (QSAR) in toxicology. Toxicol. Lett. 1995;79: 45-53. – 24. Romkes M., Piskorska-Pliszczynska J., Keys B., Safe S., Fujita T.: Quantitativestructure-activity relationships: analysis of interactions of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin and2-substituted analogues with rat, mouse, guinea pig, and hamster cytosolic receptor. Cancer Res. 1987;1: 47(19): 5108-11. – 25. Safe S.: Risk assessment of PCDDs and PCDFs based on in vitro and in vivobioassays. Chemosphere 1989; 19: 603-613. – 26. Young S.S., Richon B.A.: An Introduction to QSARMethodology. Glaxo Wellcome Research 1997. – 27. Hansch C., Steward A., Iwasa J., Deutsch E.: Theuse of a hydrophobic constant for structure-activity relationship. Mol. Pharmacol. 1965; 1; 205. – 28.Changeux J., Thiery J., Tung Y., Kittel C.: On the cooperativity of biological membranes. Proc. Natl.Acad. Sci. USA 1967; 57: 335. – 29. Hansch C., Leo A., Unger S.H., Ki Hwan Kim, Nikaitani D., LienE.J.: „Aromatic” Substituent Constants for Structure-Activity Correlations. J. Med. Chem. 1973; 16:1207-1216. – 30. Rekker R.F., Manhold R.: Calculation of drug Lipophilicity. The HydrophobicFragmental Constant Approach. VCH Weinheim-New York-Basel-Cambridge 1991.

Adres: 90-151 Łodz, ul. Muszynskiego 1.

98 Nr 1E. Brzezinska, A. Hekner

Halina Grajeta, Anna Prescha, Jadwiga Biernat

WPŁYW SKROBI OPORNEJ RS4NA ZAWARTOSC WAPNIA W OSOCZU KRWI I KOSCI UDOWEJ

ORAZ NA JEGO ABSORPCJE I RETENCJE POZORNAU SZCZUROW DOSWIADCZALNYCH

Katedra i Zakład Bromatologii Akademii Medycznej we WrocławiuKierownik: prof. dr hab. J. Biernat

Badano wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapnia w osoczu krwi i kosci udowejoraz na jego absorpcje i retencje pozorna u szczurow doswiadczalnych. Stwierdzono, zezastosowana w dietach skrobia RS4 nie miała wpływu na stezenie wapnia w osoczu krwiszczurow, natomiast zawartosc tego pierwiastka w kosci udowej oraz jego absorpcjai retencja pozorna były statystycznie istotnie wyzsze u szczurow karmionych dietamiz dodatkiem tej skrobi niz u szczurow karmionych dietami bez skrobi.

Hasła kluczowe: skrobia oporna, wapn, osocze krwi, kosc udowa, absorpcjapozorna, retencja pozorna, szczury.

Key words: resistant starch, calcium, blood plasma, femoral bone, apparentabsorption, apparent retention, rats.

Skrobia oporna (resistant starch, RS) to suma skrobi i produktow jej degradacji,ktore nie wchłaniaja sie w jelicie cienkim zdrowych ludzi (1). Skrobia ta nie jesttrawiona, ale ulega fermentacji w jelicie grubym i z tego wzgledu jest zaliczanaprzez niektorych badaczy do składnikow błonnika pokarmowego (2, 3). Wyrozniasie nastepujace rodzaje skrobi opornej: RS1 – skrobia fizycznie niedostepnadla enzymow trawiennych, zamknieta w obrebie komorek i struktur tkankowychroslin, wystepujaca np. w niecałkowicie zmielonych ziarnach i nasionach; RS2– natywne, oporne na działanie enzymow ziarna skrobi wystepujace np. w suro-wych ziemniakach, niedojrzałych bananach oraz kukurydzy o wysokiej zawar-tosci amylozy; RS3 – skrobia zretrogradowana, ktora tworzy sie w czasie prze-twarzania zywnosci, np. podczas pieczenia chleba, produkcji płatkow zbozowychlub w ziemniakach po ich ugotowaniu i ostudzeniu; RS4 – skrobia modyfikowanachemicznie (np. przez oksydacje lub estryfikacje) oraz fizycznie (przez działanietermiczne) (3, 4).

Skrobia oporna w organizmie pełni wiele waznych funkcji fizjologicznych.Zapewnia prawidłowa prace przewodu pokarmowego (zapobiega zaparciom),poniewaz zwieksza mase i objetosc kału oraz skraca czas pasazu jelitowego.Jako prebiotyk stymuluje wzrost, rozwoj i aktywnosc bakterii probiotycznych(bifidobakterii oraz bakterii kwasu mlekowego), ktorych obecnosc w jelicie grubymwpływa korzystnie na zdrowie organizmu. Wiazac kwasy zołciowe w przewodzie

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 99 – 105

pokarmowym zmniejsza stezenie cholesterolu i triacylogliceroli w surowicy krwi,co ma istotne znaczenie w zapobieganiu chorobom układu krazenia, a ograniczajacpoposiłkowe uwalnianie glukozy zmniejsza jej stezenie we krwi, co jest waznew leczeniu cukrzycy (3, 5, 6, 7, 8).

Wpływ skrobi opornej na wchłanianie składnikow mineralnych w przewodziepokarmowym nie został jeszcze do konca poznany. Badania przeprowadzone naszczurach wskazuja, ze skrobia oporna typu RS2 i RS3 (ziemniaczana lubkukurydziana) moze zwiekszac absorpcje takich pierwiastkow, jak: Ca, Mg,Fe, Mn, Zn i Cu (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Mechanizm pozytywnego wpływuskrobi opornej na wchłanianie składnikow mineralnych tłumaczy sie jej zdol-noscia ulegania fermentacji w jelicie grubym z wytworzeniem krotkołancucho-wych kwasow tłuszczowych, głownie masłowego, propionowego i octowego.Kwasy te zakwaszajac tresc pokarmowa stwarzaja dogodne warunki dla absorpcjipierwiastkow w jelicie (8). Niektorzy autorzy sugeruja takze, ze fermentujacaskrobia oporna nasila wchłanianie np. wapnia nie tylko przez zwiekszenie jegorozpuszczalnosci w wyniku obnizenia pH tresci pokarmowej przez krotkołan-cuchowe kwasy tłuszczowe, ale takze poprzez wpływ na upłynnienie sluzu w jelicieoraz przez zwiekszenie przepływu krwi w scianach jelita grubego (11).

W cytowanych wyzej badaniach na szczurach nad wpływem skrobi opornej nawchłanianie składnikow mineralnych stosowano skrobie oporne typu RS2 i RS3.W pismiennictwie brak jest natomiast doniesien na temat wpływu innych typowskrobi opornej na absorpcje pierwiastkow.

Celem pracy było zbadanie wpływu skrobi opornej typu RS4 (ziemniaczana,modyfikowana chemicznie) na zawartosc wapnia w osoczu krwi i kosci udowejoraz na jego absorpcje i retencje pozorna u szczurow doswiadczalnych.

MATERIAŁ I METODY

Badania przeprowadzono na szczurach rasy Wistar o sredniej poczatkowej masie ciała 100 g.Zwierzeta podzielono na 6 grup po 10 szt. w kazdej, umieszczono w klatkach (po 5 szt.) w zwierzetarniz naturalnym oswietleniem, temp. ok. 22°C i wilgotnosci ok. 60%. Szczury przez 28 dni karmiononastepujacymi dietami: grupa 1 – dieta kontrolna bez skrobi opornej z dodatkiem 0,8% wapnia(K +0,8% Ca); grupa 2 – dieta zawierajaca 3% skrobi opornej RS4 z dodatkiem 0,8% wapnia(RS4 +0,8% Ca); grupa 3 – dieta kontrolna bez skrobi opornej z dodatkiem 1,3% wapnia (K+1,3% Ca);grupa 4 – dieta zawierajaca 3% skrobi opornej RS4 z dodatkiem 1,3% wapnia (RS4 +1,3% Ca). Dietydoswiadczalne przygotowano wg AIN-93 (15), a ich szczegołowy skład przedstawiono w tab. I.Zastosowana w dietach skrobia oporna była to skrobia ziemniaczana RS4 modyfikowana chemicznieprzez estryfikacje solami kwasu fosforowego. Skrobia ta była w 50% oporna na działanie amylazyi w 70% na działanie glukoamylazy. Została wytworzona w Katedrze Technologii Rolnej i Przechowal-nictwa Akademii Rolniczej we Wrocławiu (16). W dietach zastosowano dwa poziomy wapnia: 0,8%i 1,3%. Były to wartosci podwyzszone w stosunku do ilosci zalecanej w dietach doswiadczalnych dlaszczurow tj. 0,5% (15).

Zwierzeta miały nieograniczony dostep do paszy i wody. Przyrosty masy ciała kontrolowano razw tygodniu, a spozycie paszy i wody co drugi dzien. Tydzien przed zakonczeniem doswiadczeniaz kazdej grupy szczurow wybierano po 3 szt., umieszczano pojedynczo w klatkach metabolicznychi karmiono w dalszym ciagu w/w dietami. Po 3-dniowej adaptacji przez kolejne 3 dni zbierano odkazdego szczura kał i mocz. Kazdego dnia wazono ilosc spozytej paszy i wydalonego kału orazmierzono ilosc wydalonego moczu.

Po zakonczeniu doswiadczenia zywieniowego szczury usypiano bioketanem, pobierano krew z serca,a nastepnie wypreparowywano kosci udowe. Kosci oraz zebrany mocz i kał zamrazano w temp. –20°C

100 Nr 1H. Grajeta i inni

T a b e l a ISkład diet doswiadczalnych (g/kg)

T a b l e IComposition of experimental diets (g/kg)

Składniki dietyRodzaj diety

K+ 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K+ 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca

Kazeina1 145 145 145 145

Skrobia pszenna 615,7 585,7 598,2 568,2

Skrobia oporna RS4 – 30 – 30

Sacharoza 100 100 100 100

Celuloza 50 50 50 50

Olej sojowy 40 40 40 40

Mix witamin stałych 5 5 5 5

Mix witamin płynnych 5 cm3 5 cm3 5 cm3 5 cm3

Mieszanka mineralna 35 35 35 35

CaCO3 – – 17,5 17,5

L-cystyna 1,8 1,8 1,8 1,8

Chlorek choliny 2,5 2,5 2,5 2,5

1 – kazeina o zawartosci białka 83%.

do czasu oznaczania zawartosci wapnia. W pełnej krwi oznaczano zawartosc hemoglobiny metodacyjanomethemoglobinowa oraz hematokryt po wirowaniu. Krew pobrana do probowek z heparynawirowano i w otrzymanym osoczu oznaczano zawartosc wapnia testem Arsenazo III firmy Biosystems.Dokładnosc metody sprawdzono na kontrolnej surowicy wołowej firmy Biosystems. Sredni odzyskwapnia wynosił 99%. Zawartosc wapnia w dietach, kale, moczu i kosci udowej oznaczono metodaemisyjnej spekrometrii atomowej (AES) za pomoca spektrometru AAS-1N firmy Carl Zeiss Jena pouprzedniej mineralizacji na mokro (z uzyciem stez. HNO3 firmy J.T. Baker) 1 g badanego materiałuw piecu mikrofalowym firmy Plazmatronika. Dokładnosc metody sprawdzono na certyfikowanymmateriale referencyjnym SRM 1400 (popioł kostny). Sredni odzysk wapnia wynosił 101%.

Uzyskane w pracy wyniki opracowano statystycznie obliczajac za pomoca programu komputerowegoStatistica v. 6 srednia arytmetyczna i odchylenie standardowe (SD) oraz istotnosc roznic pomiedzyposzczegolnymi grupami testem Tukeya przy p < 0,05.

Na przeprowadzenie badan uzyskano zgode Lokalnej Komisji Etycznej ds. Doswiadczen naZwierzetach.

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

Spozycie paszy, przyrosty masy ciała, zawartosc hemoglobiny, wartosc hematokrytu oraz zawartoscwapnia w osoczu krwi i kosci udowej badanych szczurow przedstawiono w tab. II, a wyniki bilansuwapnia – w tab. III.

Srednie spozycie paszy, przyrosty masy ciała, zawartosc hemoglobiny oraz wartosc hematokrytu nierozniły sie statystycznie istotnie miedzy badanymi grupami zwierzat (tab. II), a zatem ani dodanie skrobiopornej do diet ani ilosc wapnia w tych dietach nie wpływały znaczaco na wzrost i rozwoj szczurow.

Srednia zawartosc wapnia w osoczu krwi szczurow miesciła sie w zakresie od 2,2 do 2,66 mmol/dm3

i była statystycznie istotnie wyzsza tylko w tych grupach, ktore karmiono dietami z wyzsza zawartosciatego pierwiastka (tab. II). Stezenie wapnia w osoczu szczurow karmionych dieta K +1,3% Ca było o ok.16% wyzsze niz u zwierzat otrzymujacych diete K + 0,8% Ca, a u karmionych dieta RS4+ 1,3% Ca o ok.10% wyzsze niz u zwierzat otrzymujacych diete RS4+ 0,8% Ca. Zawartosci wapnia w osoczu szczurowkarmionych dietami z dodatkiem skrobi opornej tj. dietami RS4+ 0,8% Ca i RS4+ 1,3% Ca nie rozniłysie statystycznie istotnie od ilosci tego pierwiastka w osoczu zwierzat karmionych dietami kontrolnymibez skrobi opornej tj. dietami K + 0,8% Ca i K + 1,3% Ca. Zatem dodanie do diet skrobi opornej nie

Nr 1 101Wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapnia w osoczu krwi i kosci udowej

T a b e l a IIWpływ diet doswiadczalnych na spozycie paszy, przyrost masy ciała, wskazniki hematologiczneoraz na zawartosc wapnia w surowicy krwi i kosci udowej badanych szczurow (srednia ± SD)

T a b l e IIEffect of experimental diets on food intake, body weight gain, hematological indicesand on calcium content in blood plasma and femoral bone of test rats (mean ± SD)

Badany parametrRodzaj diety

K + 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K+ 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca

Spozycie paszy (g/dzien/szczura) 13,8 ± 1,0 14,0 ± 2,9 14,2 ± 1,1 14,8 ± 2,4

Przyrost masy ciała (g) 22,0 ± 9,2 23,0 ± 11,6 17,0 ± 8,2 18,0 ± 8,2

Hemoglobina (mmol/dm3) 8,4 ± 0,5 8,1 ± 0,6 8,4 ± 0,6 8,1 ± 0,5

Hematokryt (%) 35,8 ± 0,9 36,4 ± 1,3 34,3 ± 1,2 35,6 ± 1,5

Zawartosc Ca w osoczu (mmol/ldm3) 2,30 ± 0,08a 2,40 ± 0,13b 2,66a ± 0,19 2,63 ± 0,18b

Zawartosc Ca w kosci udowej (mg/g) 153,8 ± 25,4c 203,3 ± 21,2c 79,0 ± 20,6d 210,0 ± 27,1d

a, b, c, d – roznice statystyczne istotne miedzy grupami oznaczonymi tymi samymi literami przy p < 0,05.

miało wpływu na stezenie wapnia w osoczu badanych szczurow. Stezenie to zalezało jedynie od ilosciwapnia w dietach. Brak wpływu skrobi opornej, ale typu RS2, kukurydzianej i ziemniaczanej, nazawartosc wapnia w surowicy krwi szczurow stwierdził takze w swoich badaniach Younes i wspołpr.(11, 13).

Zawartosc wapnia w kosci udowej szczurow karmionych dietami z dodatkiem skrobi opornej tj. dietaRS4+ 0,8% Ca i RS4 +1,3% Ca wynosiła srednio odpowiednio 203,3 mg/g oraz 210,0 mg/g i byłastatystycznie istotnie wyzsza niz u zwierzat karmionych dietami kontrolnymi bez skrobi opornej tj.dieta K + 0,8% Ca i K +1,3% Ca, odpowiednio 153,8 mg/g i 179,0 mg/g (tab. II). Zatem skrobia opornaRS4 miała korzystny wpływ na kumulacje wapnia w kosci udowej badanych szczurow. W pismiennic-twie brak jest doniesien o wpływie skrobi opornej na zawartosc wapnia w kosciach zwierzat dos-wiadczalnych.

Srednia ilosc wapnia spozytego z dieta przez badane szczury zalezała jedynie od zawartosci tegopierwiastka w dietach. Była ona bowiem statystycznie istotnie wyzsza w grupach zywionych dietamiz 1,3% Ca niz u zywionych dietami z 0,8% Ca (tab. III). Zwierzeta karmione dietami: kontrolnaK+ 1,3% Ca i ze skrobia oporna RS4 +1,3% Ca spozywały statystycznie istotnie wyzsze ilosci wapnia,odpowiednio 193,1 i 219,5 mg/dzien, niz karmione dietami: kontrolna K+ 0,8% Ca i ze skrobia opornaRS4+ 0,8% Ca, odpowiednio 126,1 i 116,0 mg/dzien. Dodanie skrobi opornej RS4 do diet nie miałoistotnego wpływu na ilosc wapnia spozywanego przez szczury (tab. III).

T a b e l a IIIWpływ diet doswiadczalnych na bilans wapnia u badanych szczurow (srednia ± SD)

T a b l e IIIEffect of experimental diets on calcium balance in test rats (mean ± SD)

Badany parametrRodzaj diety

K+ 0,8% Ca RS4 + 0,8% Ca K + 1,3% Ca RS4 + 1,3% Ca

Ilosc Ca spozytego z dieta (mg/dzien) 126,1 ± 15,8a 116,0 ± 13,4b 193,1 ± 28,3a 219,5 ± 33,2b

Ilosc Ca wydalonego z kałem (mg/dzien) 64,6 ± 12,7c 54,9 ± 8,2d 99,0 ± 17,9c 100,4 ± 23,4d

Ilosc Ca wydalonego z moczem (mg/dzien) 1,0 ± 0,4e 0,60 ± 0,2f 2,8 ± 1,6e 3,7 ± 1,45f

Absorpcja pozorna Ca (mg/dzien)* 61,5 ± 8,1g 60,6 ± 11,2h 94,1 ± 13,4g,i 128,2 ± 40,6h,i

Retencja pozorna Ca (mg/dzien)** 60,4 ± 7,9j 60,0 ± 11,2k 91,3 ± 13,6j,l 124,4 ± 39,9k,l

* – absorpcja pozorna Ca = ilosc Ca spozyta – ilosc Ca wydalona z kałem (17).** – retencja pozorna Ca = ilosc Ca spozyta – ilosc Ca wydalona z kałem – ilosc Ca wydalona z moczem (17).a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l – roznice statystyczne istotne miedzy grupami oznaczonymi tymi samymi literami przy

p < 0,05.

102 Nr 1H. Grajeta i inni

Srednie ilosci wapnia wydalonego z kałem i moczem u badanych zwierzat zalezały takze tylko odzawartosci wapnia w dietach i były one statystycznie istotnie wyzsze w grupach zywionych dietamiz 1,3% Ca niz u zywionych dietami z 0,8% Ca. Dodanie skrobi opornej RS4 do diet szczurow nie miałoistotnego wpływu na ilosc wapnia wydalanego z kałem i moczem (tab. III).

Miernikami biodostepnosci składnikow mineralnych organizmie jest ich absorpcja i retencja.Absorpcja pozorna danego pierwiastka w przewodzie pokarmowym to roznica miedzy jego ilosciaspozyta a iloscia wydalona z kałem, natomiast retencja pozorna to roznica miedzy jego iloscia spozytaa iloscia wydalona z kałem i moczem w okreslonym czasie (17). U szczurow karmionych dietami:kontrolna K + 0,8% Ca i ze skrobia oporna RS4 + 0,8% Ca srednia absorpcja pozorna wapnia byłapodobna i wynosiła odpowiednio: 61,5 i 60,6 mg/dzien (tab. III). U zwierzat karmionych dieta zeskrobia oporna i 1,3% zawartoscia Ca (RS4 +1,3% Ca) stwierdzono natomiast statystycznie istotniewyzsza absorpcje pozorna wapnia niz u zywionych dieta kontrolna K+ 1,3% Ca (odpowiednio128,2 i 94,1 mg/dzien) (tab. III). Wskazuje to na korzystny wpływ skrobi opornej RS4 na wchłanianiewapnia przy wyzszej podazy tego pierwiastka w diecie. Odmienne wyniki uzyskali Younes i wspołpr.(11), ktorzy stwierdzili wieksza absorpcje wapnia u szczurow karmionych dietami ze skrobia opornakukurydziana RS2 i z nizsza zawartoscia tego pierwiastka. Autorzy ci sugeruja, ze absorpcja po-zorna wapnia nie zalezała od jego stezenia w jelicie, ale od tego w jakim stopniu skrobia opornaulegała fermentacji. W dietach zastosowali oni skrobie oporna kukurydziana RS2, a w niniejszymdoswiadczeniu uzyto skrobie ziemniaczana RS4 i to mogło byc przyczyna roznicy w uzyskanychwynikach. Na absorpcje pozorna wapnia u badanych szczurow miała takze istotny wpływ jego iloscw diecie. Stwierdzono, ze wiecej wapnia wchłaniało sie u zwierzat karmionych dietami z wyzszazawartoscia tego pierwiastka, niezaleznie czy była to dieta ze skrobia oporna czy kontrolna bez skrobi(tab. III).

Retencja pozorna wapnia u szczurow karmionych dieta kontrolna K + 0,8% Ca wynosiła srednio60,4 mg/dzien, a karmionych dieta ze skrobia oporna RS4 + 0,8% Ca – 60,0 mg/dzien (tab. III).Zatem skrobia RS4 przy 0,8% zawartosci Ca w diecie nie miała istotnego wpływu na zatrzymywanietego pierwiastka w organizmie badanych szczurow. U zwierzat karmionych dieta z dodatkiem skrobiopornej RS4 i 1,3% Ca stwierdzono natomiast statystycznie istotnie wyzsze zatrzymywanie wapniaw ich organizmie niz u karmionych dieta kontrolna K+ 1,3% Ca. Retencja pozorna tego pierwiastkawynosiła bowiem srednio 124,4 mg/dzien u szczurow otrzymujacych diete RS4+ 1,3% Ca, a u otrzymu-jacych diete K+ 1,3% Ca – 91,3 mg/dzien (tab. III). Wskazuje to na pozytywny wpływ skrobi opornejRS4 na zatrzymywanie wapnia w organizmie badanych zwierzat, ale przy zwiekszonej jego podazyz dieta.

WNIOSKI

Podsumowujac uzyskane w pracy wyniki stwierdzono, ze:1. Skrobia oporna RS4 zastosowana w dietach doswiadczalnych nie miała

istotnego wpływu na stezenie wapnia w osoczu krwi badanych szczurow.2. Zawartosc wapnia w kosci udowej szczurow karmionych dietami z dodatkiem

skrobi opornej RS4 była statystycznie istotnie wyzsza niz u karmionych dietami beztej skrobi, niezaleznie od ilosci tego pierwiastka w dietach.

3. Absorpcja i retencja pozorna wapnia były rowniez statystycznie istotniewyzsze u szczurow karmionych dietami ze skrobia oporna RS4 niz u karmionychdietami bez skrobi, ale tylko przy wyzszej (1,3%) zawartosci tego pierwiastkaw dietach.

Nr 1 103Wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapnia w osoczu krwi i kosci udowej

H. G r a j e t a, A. P r e s c h a, J. B i e r n a t

EFFECT OF RESISTANT STARCH RS4ON CALCIUM CONTENT IN BLOOD PLASMA AND FEMORAL BONE,

AND ON ITS APPARENT ABSORPTION AND RETENTION IN EXPERIMENTAL RATS

S u m m a r y

The aim of this study was to investigate the effect of resistant starch RS4 (chemically-modified potatostarch) on calcium content in blood plasma and the femoral bone, and on its apparent absorption andretention in experimental rats. The study was carried out on Wistar rats, which were divided into6 groups (n=10) and fed the following diets: Group 1 – control diet without resistant starch and with0,8% calcium ((K + 0,8% Ca); Group 2 – diet with 3% resistant starch and 0,8% calcium (RS4 +0,8%Ca); Group 3 – control diet without resistant starch and with 1,3% calcium (K + 1,3% Ca); and Group4 – diet with 3% resistant starch and 1,3% calcium (RS4 + 1,3% Ca). One week before the end of theexperiment, 3 rats from each group were housed individually in metabolic cages. After 3 days ofadaptation, the rats’ urine and feces were collected during the last three days. At the end of theexperiment, the rats were anesthetized with bioketane and then blood was taken by heart puncture andthe femoral bone was prepared. Hemoglobin content was determined in the blood by the cyanmethemog-lobin method and also the hematocrite value after centrifugation. Calcium content was measured in theblood serum using Biosystems test kit Arsenazo III. Calcium contents in the diets, feces, urine andfemoral bone were determined by atomic emission spectroscopy method. The average calcium content inthe blood serum of the rats fed diets RS4+ 0,8% Ca and RS4+ 1,3% Ca did not differ significantly fromthe serum calcium content of the animals fed control diets K +0,8% Ca and K +1,3% Ca. The averagecalcium contents in the femoral bone of the rats fed diets RS4 + 0,8% Ca and RS4+ 1,3% Ca amountedto 203,3 mg/g and 210,0 mg/g, respectively, and were significantly higher than the rats fed control dietsK+ 0,8% Ca and K +1,3% Ca (153,8 mg/g and 179,0 mg/g, respectively). The apparent calciumabsorption in the rats fed diets K +0,8% Ca and RS4 +0,8% Ca was similar, but in the animals fed dietRS4+ 1,3% Ca was significantly higher (128,2 mg/day) than in the rats fed control diet K +1,3% Ca(94,1 mg/day). The apparent calcium retention in the rats fed diet RS4+ 1,3,% Ca was also significantlyhigher (124,4 mg/day) than the rats fed control diet K + 1,3% Ca (91,3 mg/day). In conclusion, it wasobserved that the diets with RS4 have a beneficial effect on calcium content in the femoral bone, as wellas calcium apparent absorption and retention in the test rats, but only in the case of a diet with higheramounts of this element (1,3%).

PISMIENNICTWO

1. Asp N.G., van Amelsvoort J.M.M., Hautvast J.G.: Nutritional implications of resistant starch. Nutr.Res. Rev., 1996; 9: 1-31. – 2. Soral-Smietana M., Wronkowska M.: Resistant starch – nutritional andbiological activity. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2004; 13/54 (SI 1): 51-64. – 3. Cierpikowska M., Drywien M.:Skrobia oporna jako składnik zywnosci: wartosc odzywcza i własciwosci fizjologiczne. Zyw. Człow.Metab., 1999; 26: 147-154. – 4. Leszczynski W.: Resistant starch – classification, structure, production.Pol. J. Food Nutr. Sci., 2004; 13/54 (SI 1): 37-50. – 5. Kendall C.W.C., Emam A., Augustin L.S.A.,Jenkins D.J.A.: Resistant starches and health. J. AOAC Int., 2004; 87: 769-772. – 6. Champ M.M.J.:Physiological aspects of resistant starch and in vivo measurements., J. AOAC Int., 2004; 87: 749-754.– 7. Higgins J.A.: Resistant starch: metabolic effects and potential health benefits. J. AOAC Int., 2004;87: 761-767. – 8. Lopez H.W. i wspołpr.: Class 2 resistant starches lower plasma and liver lipids andimprove mineral retention in rats. J. Nutr., 2001; 131: 1283-1289. – 9. Lopez H.W. i wspołpr.: Intestinalfermentation lessens the inhibitory effects of phytic acid on mineral utilization in rats. J. Nutr., 1998;128:1192-1199. – 10. Lopez H.W. i wspołpr.: Resistant starch improves mineral assimilation in ratsadapted to a wheat bran diet. Nutr. Res., 2000; 20: 141-155.

11. Younes H., Levrat M.A., Demigne C., Remesy C.: Relationship between fermentations and calciumin the cecum of rats fed digestible or resistant starch. Ann. Nutr. Metab., 1993; 37: 311-319. – 12. YounesH., Demigne C., Remesy C.: Acidic fermentation in the caecum increases absorption of calcium andmagnesium in the large intestine of the rat. Br. J. Nutr., 1996;75: 301-314. – 13. Younes H. i wspołpr.:Effects of two fermentable carbohydrates (inulin and resistant starch) and their combination on calcium

104 Nr 1H. Grajeta i inni

and magnesium balance in rats. Br. J. Nutr., 2001; 86: 479-485. – 14. Schultz A.G.M., van AmelsvoortJ.M.M., Beynen A.C.: Dietary native resistant starch but not retrograded resistant starch raisesmagnesium and calcium absorption in rats. J. Nutr., 1993; 123: 1724-1731. – 15. Reeves P.G., NielsenF.H., Fahey G.C.: AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute ofNutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet. J. Nutr., 1993; 123:1939-1944. – 16. Zdybel E.: Własciwosci skrobi ziemniaczanej modyfikowanej skojarzonym działaniemczynnikow chemicznych i fizycznych. Praca doktorska, AR, Wrocław, 2005. – 17. Gawecki J.,Hryniewiecki L.: Zywienie człowieka – podstawy nauki o zywieniu. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa,2003; 198-231.

Adres: 50-140 Wrocław, pl. Nankiera 1.

Nr 1 105Wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapnia w osoczu krwi i kosci udowej

strona 106 - wakat

NOTATKA LABORATORYJNA

Agnieszka Stanczyk, Anna Wedzisz

HAMUJACY WPŁYW WYCIAGOW FLAWONOIDOWYCHNA BAKTERIE BACILLUS SUBTILIS

Zakład Bromatologii Katedry Toksykologii i BromatologiiUniwersytetu Medycznego w ŁodziKierownik: prof. dr hab. A. Wedzisz

Hasła kluczowe: wyciagi flawonoidowe, bakterie Bacillus subtilis.Key words: flavonoid extracts, bacteria Bacillus subtilis.

Historie odkryc działania roslin leczniczych bywaja niezwykłe, ale historia poznania działaniaantyutleniajacego niektorych surowcow naturalnych i ich prozdrowotnej roli jest wyjatkowa. Czerwonewino i herbata to napoje znane i powszechnie uzywane w swiecie od tysiecy lat, ale dopiero ostatnie30 – 40 lat przyniosło odkrycie ich wielkiego znaczenia dla zdrowia ludnosci krajow, gdzie sapowszechnie stosowane. Nastepstwem tego stało sie poznanie poszczegolnych substancji i surowcoworaz ich roli w leczeniu i profilaktyce wielu chorob (1).

Nazwa „herbata” okresla sie rosline nalezaca do gatunku Camelia sinensis, liscie lub napoj otrzymanyz ekstraktu z tych lisci, przy czym wyroznia sie dwie odmiany – Var. Sinensis i Var. Assamica.Podstawowa roznica miedzy nimi jest wielkosc i kształt lisci. Var. Sinensis ma małe liscie wielkosci5 – 12 cm, o kształcie lancetowatym lub podłuznym, liscie Var. Assamica siegaja natomiast 25 cmdługosci (2).

Herbata, nie liczac wody jest najpopularniejszym napojem na swiecie. Wielkoscia spozycia wy-przedza kawe, piwo, wino i napoje typu soft-drinks. Srednie spozycie herbaty w przeliczeniu nastatystycznego mieszkanca swiata szacowane jest na 120 cm3/dzien (3).

W Polsce najpopularniejsza jest herbata czarna. Roczne spozycie herbaty w naszym kraju wynosi naosobe ok. 0,9 kg produktu w postaci handlowej (4).

W skali swiatowej produkcji herbaty 77% stanowi herbata czarna, 21% – zielona i 2% czerwona.Czarna herbata jest spozywana głownie w Europie, w szczegolnosci w Wielkiej Brytanii i Rosji orazAmeryce Połnocnej. Herbata zielona jest najpopularniejsza w Japonii, natomiast czerwona w Chinachi na Tajwanie (5).

Herbata czarna, najczesciej spozywana, otrzymywana jest na drodze fermentacji lisci herbacianych.W wyniku tego procesu proste polifenole obecne w lisciach ulegaja enzymatycznej kondensacji, tworzacskondensowane zwiazki takie, jak np. flobafeny, ktorych masy czasteczkowe mieszcza sie w przedziale1000 – 40000 D. Zwiazki te sa odpowiedzialne za charakterystyczny kolor naparu.

Herbata zielona otrzymywana jest w wyniku suszenia lisci lub działania na nie pary wodnejw podwyzszonej temperaturze. W takich warunkach inaktywacji ulega oksydaza polifenolowa, cozapobiega utlenieniu zwiazkow polifenolowych. Dzieki temu, herbata jest bogata we flawonole w tymkatechiny, epikatechiny i epigalokatechiny, flawondiole oraz proste kwasy fenolowe (2).

W ostatnich latach duze zainteresowanie własciwosciami zywieniowymi herbaty wynika z obecnoscipolifenoli. Zawartosc polifenoli w swiezych lisciach herbacianych zalezy od warunkow uprawy, w tymnasłonecznienia i zanieczyszczenia srodowiska oraz wieku zrywanych lisci. Synteza tych zwiazkoww lisciach rosnacych w pełnym swietle jest wyzsza niz rosnacych w cieniu. Polifenole sa bardzowrazliwe na zanieczyszczenie srodowiska, dlatego tez najlepsze gatunki otrzymuje sie z roslin rosnacych

*) Praca finansowana z funduszu prac statutowych 505-3045-2.

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 2007, 1, str. 107 – 111

w czystym, deszczowym klimacie wysokich, gorskich stokow. Najwieksze stezenie katechin wystepujew młodych, tzw. pierwszych, listkach na gałeziach krzewu herbacianego (6).

Zawartosc polifenoli w lisciach herbaty waha sie w granicach 25 – 35% s.m. (2). Zwiazki te wystepujaw roslinach w charakterze barwnikow. Dotychczas poznano w przyrodzie ok. 800 zwiazkow flawonoi-dowych (7).

Badania Witkowskiej i Zujko (8) dotyczace wpływu warunkow ekstrakcji na całkowita zawartoscpolifenoli oraz własciwosci organoleptycznych naparow herbaty wykazały, ze zawartosc zmienia siew zaleznosci od czasu ekstrakcji (maksymalne stezenie po 10 min. wyniosło 170,5 ± 35 mg/dm3).

Zawartosc poszczegolnych katechin w swiezych, nie podanych fermentacji lisciach herbaty, wyrazonajako procent suchej masy, wg Ostrowskiej (2) przedstawia sie nastepujaco: galusan epigalokatechiny(7 – 13%), galusan epikatechiny (3 – 6%), epigalokatechina (3 – 6%), epikatechina (1 – 3%), galokatechi-na (1 – 3%), katechina (1 – 2%).

W lisciach herbaty mozna wyroznic nastepujace składniki chemiczne: alkaloidy purynowe, zwiazkipolifenolowe, saponiny, aminokwasy, aminy, składniki aromatyzujace oraz mikroelementy (2). Herbatamoze kumulowac w lisciach mikroelementy takie, jak glin, mangan i miedz (9). Szczegolnie wazna jestmozliwosc gromadzenia miedzi, ktora jest koenzymem oksydazy polifenolowej. Poza tym, liscie herbatyzawieraja rowniez sladowe ilosci potasu, wapnia i fluoru (2). Badania Mularczyk-Oliwy i Długaszekwykazały, ze najwiecej magnezu i wapnia zawieraja zarowno liscie, jak i napary z miety i melisy, podczasgdy najwyzsza zawartosc miedzi stwierdzono w lisciach herbaty czarnej i czerwonej, jakkolwiekekstrakcja miedzi do naparu jest niewielka. Znaczne ilosci glinu stwierdzono w lisciach herbaty zielonej,czerwonej rozanej i cytrynowej aromatyzowanej, natomiast zawartosc ołowiu była zroznicowana i zalezałaod rodzaju herbaty, podczas gdy najwiecej kadmu zawierała herbata mietowa. Stwierdzono, ze pierwiastkiw niejednakowym stopniu przechodza do naparu, zaleznie od rodzaju pierwiastka i formy chemicznejw jakiej wystepuje oraz rodzaju herbaty (10). Ilosci odpowiednich pierwiastkow chemicznych w codzien-nych racjach pokarmowych spozywanych przez człowieka stanowia podstawowy czynnik wpływajacy nastan zdrowia, dobre samopoczucie i zdolnosc koncentracji (11).

Badaniem zawartosci pierwiastkow chemicznych w herbatach zajeli sie Gajewska i wspołpr. (12),ktorzy wykazali, ze herbaty zielone i czarne zawierały zblizone ilosci magnezu – odpowiednio 144 i 147mg/100 g. Ponadto herbaty zielone zawierały srednio 55,0 mg, a herbaty czarne 21,6 mg zelaza/100 gproduktu (12). Według badan Bulinskiego i Błoniarz (13) zelazo w herbatach czarnych waha sie od 11,6do 32,1 mg/100 g.

Według Malinowskiej i wspołpr. (14) herbaty zawierały zelazo srednio 46,4 mg/100 g. Zawartosccynku we wszystkich przebadanych herbatach była na zblizonym poziomie i wahała sie od 2,90 do4,67 mg/100 g (srednio 3,86 mg/100 g) (14). Wyniki te zblizone sa do opublikowanych przezFalandysza i Kotecka (15), ktorzy w herbatach czarnych oznaczyli cynk w ilosci od 3,0 do 5,5 mg/100 g.

W lisciach herbaty znajduja sie alkaloidy. Do alkaloidow purynowych zawartych w lisciach herbatynalezy wystepujaca w znacznych ilosciach kofeina. Jej zawartosc w zaleznosci od warunkow uprawwaha sie w granicach od 2,5 do 4% suchej masy liscia. Ponadto w zielonej herbacie obecne sa takzeniewielkie ilosci teobrominy (od 0,02 do 0,04%) i teofiliny (ok. 0,02%), a takze sladowe ilosci adeniny,guaniny, ksantyny i hypoksantyny. Wsrod zwiazkow polifenolowych wystepujacych w zielonej herbaciewyroznic mozna: procyjanidyny, garbniki, flawonoidy (flawan-3-ole, flawonole i flawony), fenolokwasyi ich połaczenia depsydowe. Zawartosc garbnikow w lisciach herbaty wynosi ok. 3% s.m. liscia. Moznawsrod nich wyroznic garbniki hydrolizujace – przede wszystkim galotaniny i elagotaniny oraz garbnikiniehydrolizujace (skondensowane) zwane garbnikami katechinowymi (2). Około 5% suchej masy lisciaherbaty stanowia kwasy fenolowe i zwiazki pochodne.W lisciach herbaty wystepuja one w postaciwolnej (kwas galusowy, chinowy, kawowy i p-kumarowy) lub w połaczeniach glikozydowych, a takzew postaci depsydow – połaczen bedacych estrami dwoch lub wiecej fenolokwasow, takich jak kwasm-digalusowy, kwas elagowy, kwas chlorogenowy, teogalina (2).

W herbacie obecne sa takze niewielkie ilosci karotenoidow. Naleza do nich przede wszystkimwiolaksantyna, β-karoten, neoksantyna oraz luteina (8).

Frakcja zwiazkow aromatyzujacych, mimo ze ich zawartosc siega zaledwie 0,01% suchej masy,nalezy do najbardziej urozmaiconych. Do chwili obecnej zostało z niej wyizolowanych ok. 75zwiazkow. Naleza do nich przede wszystkim zwiazki lotne takie, jak: alkohole, estry, kwasy i zwiazkicykliczne, ktorych w istotnych ilosciach wystepuje geraniol (18% całkowitej zawartosci składnikowaromatyzujacych), linalol (9,1%), nerolidol (8,8%), a takze jasmon (7,5%) oraz 2,6,6-trimetylo-2-hydroksycykloheksan-1-on (7%). Zwiazki te maja wpływ na smak i aromat naparu otrzymanego z lisciherbaty (2).

108 Nr 1A. Stanczyk, A. Wedzisz

Flawonoidy wykazuja silne własciwosci przeciwbakteryjne. Ekstrakty z zielonej herbaty czynia to,dzieki obecnosci katechin, ktore in vitro hamuja wzrost Vibrio cholera, Streptococcus mutans, Shigella,a takze wiele innych mikroorganizmow. Ponadto katechiny inaktywowały toksyne cholery w Vibrioi inaktywowały bakteryjna glukozylotransferaze w S. mutans. Stosowanie diety zawierajacej 0,1%katechin z zielonej herbaty ograniczało do 40% prochnice zebow powodowana przez S. mutans. Galusanepikatechiny z herbaty, wykazywał bakteriobojcze działanie wobec Staphylococcus juz przy niskichstezeniach (50 – 100 µg/cm3), natomiast w przypadku bakterii Gram-ujemnych efekt bakteriobojczyosiagnieto przy stez. ok. 800 µg/cm3 (16).

MATERIAŁ I METODY

Materiałem badanym były herbaty zielone i czarne zakupione w hipermarkecie Geant.

H e r b a t y z i e l o n e:

• Herbata zielona z Azji Południowej ,,Herbapol”;• Green tea oryginal leaved PPH Biofix Sp.J.;• Herbata zielona lisciasta P.P.H.U. „Celmar”;• Herbata lisciasta zielona „SIR ROGER” Sp. z o.o.;• Herbata zielona GUN POVDER P.P.H.U. „Celmar”;• Herbata zielona Oryginalna Lisciasta P.P.H. Biofix;

H e r b a t y c z a r n e:

• Herbata lisciasta ASSAM Vitax Dobrzyca Sp. z o.o.;• Herbata lisciasta YUNNAN Vitax Dobrzyca Sp. z o.o.;• Brooke Bond Unilever Polska;• Herbata lisciasta MADRAS SIR ROGER Sp. z o.o.;• Dilmah Cejlonska czarna Orange Pekoe MJF Group;• Tetley EARL GREY STRONG LEAF TEA Tetley Polska Sp. z o.o.;

P r z y g o t o w a n i e w y c i a g o w m e t a n o l o w y c h

W y c i a g m e t a n o l o w y p o d s t a w o w y. W kolbach okragłodennych poj. 50 cm3 umieszczanopo ok. 2 g wysuszonych surowcow, zalewano 25 cm3 metanolu i ogrzewano pod chłodnica zwrotna nałazni wodnej przez 30 min. Wyciagi saczono prze karbowane saczki, surowce przenoszono do kolbi ponownie ekstrahowano metanolem (2 × 25 cm3). Połaczone wyciagi odparowywano do suchaw wyparce rotacyjnej firmy Büchi Typ 169.

O c z y s z c z a n i e w y c i a g o w m e t a n o l o w y c h

Sucha pozostałosc zalewano 25 – 50 cm3 goracej wody i ogrzewano na łazni wodnej przez 15 min. Poochłodzeniu pozostawiano w lodowce na 24 godz. Nastepnie saczono płyny przez karbowane saczki,osady przemywano mała porcja ciepłej wody. Przesacze wodne ekstrahowano octanem etylu(3 × 25 cm3). Połaczone wyciagi zageszczano do obj. 10 cm3. Rownolegle wykonywano slepa probe przyuzyciu powyzszych odczynnikow.

M a t e r i a ł b i o l o g i c z n y

Materiał biologiczny stanowił szczep Bacillus subtilis NCHIM BO1644 pochodzacy z KolekcjiCzystych Kultur Instytutu Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Politechniki Łodzkiej.

Z a k r e s p r a c y o b e j m o w a ł:– przygotowanie pozywki hodowlanej (bulion z agarem);– aktywacje szczepu Bacillus subtilis NCHIM BO1644;– przygotowanie wyciagow z herbat;– okreslenie hamujacego wpływu wyciagow flawonoidowych na wzrost bakterii.

P o d ł o z e h o d o w l a n e. W pracy zastosowano bulion z agarem (firmy Merck) o składzie:– ekstrakt miesny – 2,0 g/dm3

Nr 1 109Notatka laboratoryjna

– ekstrakt drozdzowy – 2,0 g/dm3

– pepton – 5,0 g/dm3

– chlorek sodowy 4,0 g/dm3

– pH pozywki 7;– warunki sterylizacji – temp. 121°C przez 15 min.

Przed przystapieniem do badan, szczep Bacillus subtilis NCHIM BO1644 uaktywniano prze-szczepiajac go na pozywke bulionowa o pH = 7, w temp. 37°C przez 24 godz.

P r z y g o t o w a n i e i n o k u l u m

Hodowle bakterii Bacillus subtilis NCHIM BO1644 prowadzono na skosach z agarem odzywczym.Hodowle bakterii inkubowano przez 24 godz. w temp. 37°C w warunkach tlenowych cieplarkilaboratoryjnej (optymalna temperatura wzrostu wynosi 30°C, moze jednak rosnac w szerokich granicachtemperatury – gorna granice dla roznych szczepow stanowi temp. 37 – 48°C) (17). Po tym czasie zawie-sine komorek przemywano i zawieszano w 0,85% roztworze NaCl do uzyskania gestosci 106 jtk/cm3.

B a d a n i e h a m u j a c e g o d z i a ł a n i a w y c i a g o w f l a w o n o i d o w y c h n a w z r o s tb a k t e r i i B a c i l l u s s u b t i l i s N C H I M B O 1 6 4 4

W celu wyznaczenia hamujacego działania zastosowano metode krazkowa, polegajaca na wysianiu napłytke z pozywka bulionowa 1 cm3 inokulum bakterii Bacillus subtilis NCHIM BO1644. Nastepnieumieszczano na specjalnie oznaczonych miejscach krazki o srednicy 5 mm nasaczone 0,1 cm3

odpowiednich wyciagow flawonoidowych. Płytki inkubowano w temp. 37°C w ciagu 24 godz. Po tymczasie mierzono strefy przejasnienia, swiadczace o zahamowaniu wzrostu bakterii.

gdzie:0. slepa proba;1. herbata czarna Dilmah;2. herbata zielona z Azji Południowej „Herbapol”;3. herbata czarna lisciasta Yunnan Golden Leaf;4. herbata zielona Green Tea;5. herbata czarna Madras Sir Roger;6. herbata zielona Sir Roger;

7. herbata zielona Celmar Gun Povder;8. herbata zielona Celmar Green Oryginal;9. herbata czarna Brook Bond;

10. herbata czarna Assam Golden Leaf;11. herbata czarna Tetley;12. herbata zielona Biofix.

Ryc. 1. Zaleznosc hamowania wzrostu bakterii Bacillus subtilis NCHIM BO 1644 od gatunku herbat.

Fig. 1. NCHIM BO 1644 Bacillus subtilis growth vs. selected herbal infusion.

Na ryc. 1. umieszczono dane dotyczace zaleznosci hamowania wzrostu bakterii Bacillus subtilisNCHIM BO1644 od rodzaju wyciagow metanolowych otrzymanych z gatunkow herbat zielonychi czarnych.

110 Nr 1A. Stanczyk, A. Wedzisz

WYNIKI I ICH OMOWIENIE

W pracy przeprowadzono badania dotyczace okreslenia hamujacego wpływu wyciagow metanolo-wych z roznych gatunkow herbat na wzrost bakterii Bacillus subtilis NCHIM BO1644.

Posługujac sie metoda krazkowa wyznaczono strefy przejasnienia, informujace o zahamowaniuwzrostu bakterii przez badane wyciagi metanolowe zawierajace m.in. flawonoidy. Badania wykazały, zeherbaty czarne działaja silniej antybakteryjnie anizeli herbaty zielone. Najwieksze zahamowanie wzrostuzaobserwowano w przypadku – czarnej herbaty firmy Dilmah oraz Madras. Natomiast brak działaniaprzeciwbakteryjnego stwierdzono w przypadku – herbat zielonych t.j. Assam Golden Leaf, ZielonaBiofix i Zielona z Azji Południowej.

A. S t a n c z y k, A. W e d z i s z

THE INHIBITING EFFECT OF FLAVONOID EXTRACTSON THE GROWTH OF BACILLUS SUBTILIS

PISMIENNICTWO

1. Nartowska J.: Zwiazki naturalne o własciwosciach antyoksdacyjnych. Farmacja Polska, 2001;57(15). – 2. Ostrowska J., Stankiewicz A., Skrzydlewska E.: Antyoksydacyjne własciwosci zielonejherbaty. Bromat. Chem. Toksykol. 2001; 34(2): 131-14. – 3. Blumberg J.: Introducing to the Proceedingsof the Third Internacional Scientific Symposium on Tea and Human Health: Role of flavonoids in diet. J.Nutr., 2003; 133(10): 3244S. – 4. Rocznik statystyczny. Zakład Wydawnictw Statystyczych, Warszawa2003. – 5. Wierzejewska R., Jarosz M.: Zwiazki polifenolowe w herbacie i ich znaczenie zdrowotne.Zywienie Człowieka i Metabolizm. 2004; 31(3). – 6. Cieslikowska A., Kamienski M., Lucinska A.:Ekstrakt z zielonej herbaty. Lecznicza siła polifenoli. Wrocław, Remedium, 2002. – 7. Matławska J.:Herbaty, herbatki, zioła. Leki ziołowe. Panacea nr 4(13). – 8. Witkowska A., Zujko M.: Wpływ warunkowekstrakcji na całkowita zawartosc polifenoli oraz własciwosci organoleptyczne naparow herbaty.Bromat. Chem. Toksykol., Suplement, 2003; 401. – 9. Graham H.N.: Green tea composition andpolyphenol chemistry. Prev. Med. 1992; 21: 334-350. – 10. Mularczyk-Oliwa M., Długaszek M.:Porownawcza analiza zawartosci wybranych pierwiastkow w lisciach herbat i naparach. ZywienieCzłowieka i Metabolizm, 2003; 30(3/4).

11. Perucka I.: Skład chemiczny lisci herbarty. Biuletyn Magnezologiczny, 2001; 6(3): 443. – 12.Gajewska R., Nabrzyski M., Ganowiak Z., Cybulski M., Kułakowska D.: Zawartosc wybranychskładnikow mineralnych w herbatach zielonych i czarnych. Roczn. PZH 2000;51: 546-553. – 13.Bulinski R., Błoniarz J.: Badania zawartosci niektorych pierwiastkow sladowych w herbatach. Cz. I.Bromat. Chem. Toksykol. 1996; 29: 157-165. – 14. Malinowska E., Gulewicz J., Kosmider M., Szefer P.:Zawartosc pierwiastkow chemicznych w herbatach czerwonych oraz ocena procesu ługowania z lisci donaparu. Bromat. Chem. Toksykol., Suplement, 2003; 395 -399. – 15. Falandysz J., Kotecka W.:Zawartosc manganu, miedzi, cynku i zelaza w lisciach herbaty czarnej. Przem. Spoz. 1990; 44: 222-233.– 16. Burbianka M., Pliszka A., Burzynska H.: Mikrobiologia zywnosci. PZWL, Warszawa 1983.

Adres: 90-151 Łodz, ul. Muszynskiego 1.

Nr 1 111Notatka laboratoryjna

REGULAMIN OGŁASZANIA PRAC

1. Kwartalnik Bromatologia i Chemia Toksykologiczna zamieszcza nie publikowane prace oryginal-ne i pogladowe, listy do redakcji, notatki laboratoryjne, oceny podrecznikow i monografii naukowych,streszczenia z pismiennictwa zagranicznego oraz sprawozdania ze zjazdow naukowych zwiazanychz naukami reprezentowanymi w tytule.

2. Prace nadesłane do redakcji powinny byc napisane na maszynie z interlinia (31 wierszy nastronie), jednostronnie z marginesem 4 cm z lewej strony arkusza. Prace powinny byc nadesłanew 3 egzemplarzach opatrzonych podpisem autora z podaniem placowki naukowej. Łacznie z maszyno-pisem autor powinien przesłac zgode pisemna kierownika placowki oraz oswiadczenie, ze praca niezostała złozona do druku w innej redakcji. Objetosc prac oryginalnych łacznie z wykazem pismiennict-wa, tabelami, rycinami i streszczeniami nie powinna przekraczac 9 stron maszynopisu, objetosc pracpogladowych – 12 stron, innych – 2 strony maszynopisu. Pierwsza strona maszynopisu powinnazaczynac sie na 2/3 wysokosci (1/3 str. od gory nalezy zostawic wolna).

3. W maszynopisie obowiazuje nastepujaca kolejnosc tekstu: pełne imie i nazwisko autora, tytułpracy, nazwa katedry (zakładu), pierwsza litera imienia i nazwisko kierownika zakładu; krotkiestreszczenie w jezyku artykułu tzw. „jaskołka”, hasła kluczowe (4-6) w j. polskim i angielskim; układprac powinien w zasadzie składac sie z czterech czesci: 1) krotkiego wstepu, 2) czesci doswiadczalnej,3) wynikow, 4) wnioskow.

4. Do pracy powinno byc dołaczone na oddzielnych arkuszach streszczenie w jezyku polskim orazjego tłumaczenie na jezyk angielski (po 3 egz.). Układ streszczenia powinien byc nastepujacy: pierwszalitera imienia i nazwisko autora, tytuł pracy, streszczenie, tresc.

5. Wykaz pismiennictwa powinien byc napisany na oddzielnej stronie, ułozony chronologiczniez tekstem pracy i zblokowany po 10 pozycji. Kazda pozycja pismiennictwa powinna zawierac: liczbeporzadkowa, nazwisko(a) autora(ow) z inicjałami imion, dwukropek, tytuł cytowanego artykułu,przecinek, nazwe czasopisma w skrocie stosowanym w pismiennictwie, przecinek, rok wydania, srednik,tom, ew. numer zeszytu w nawiasie – gdy nie ma ciagłosci numeracji stron w tomie – dwukropek,pierwsza i ostatnia strone artykułu, kropka, kreska. W przypadku cytowania pozycji ksiazkowych nalezypodac: liczbe porzadkowa, nazwisko(a) z inicjałami imion autora(ow), tytuł opracowania (ksiazki),nazwisko(a) z inicjałami wydawcy (edytora), nazwe i miejsce wydawnictwa, rok wydania, srednik, tom,dwukropek, pierwsza i ostatnia strone artykułu badz rozdziału, kropka, kreska. W wykazie pismiennict-wa nie nalezy umieszczac pozycji referatowych, a jedynie doniesienia oryginalne, z ktorych autoristotnie korzystał w toku wydrukowanej pracy. Liczba cytowanych pozycji nie moze przekraczacw oryginalnej pracy naukowej 30, w publikacjach pogladowych 40, w doniesieniach 12.

6. W maszynopisie listu do redakcji obowiazuje kolejnosc tekstu: tytuł, tresc doniesienia, imiei nazwisko autora, nazwa i adres placowki naukowej. Listy do redakcji moga byc nadsyłane w jezykuangielskim.

7. W maszynopisie notatki laboratoryjnej obowiazuja zasady ustalone w p. 2, 3 i 5 niniejszegoregulaminu z tym, ze nie nalezy umieszczac tzw. „jaskołki”.

8. Ryciny, wzory, itp. dołaczone oddzielnie do prac, listow do redakcji i notatek laboratoryjnychpowinny byc wykonane starannie, czarnym tuszem, na oddzielnych kartkach kalki technicznej lub naodbitce na błyszczacym papierze fotograficznym w wymiarze przyszłej reprodukcji. Kazda rycina itp.powinna byc na odwrocie zaopatrzona w kolejny numer, oznaczenie: gora-doł, nazwisko autora i tytułpracy. W maszynopisie musi byc zaznaczone miejsce, gdzie rycina itp. ma sie znajdowac. Poza tymnalezy załaczyc na oddzielnym arkuszu tresc podpisow do poszczegolnych rycin. Ryciny nalezyoznaczyc liczbami arabskimi, a tabele – rzymskimi. Kazda tabela powinna byc napisana maszynowo naoddzielnej kartce. Do maszynopisu nalezy dołaczyc (na oddzielnej kartce) przetłumaczone na jezykangielski podpisy pod ryciny i nagłowki tabel.

9. Za prace ogłaszane w kwartalniku Autor nie otrzymuje honorarium, natomiast otrzyma odbitki.Fakt nadesłania tekstow jest rownoznaczny z wyrazeniem zgody Autora (Autorow) na nieodpłatneprzeniesienie na rzecz Wydawcy całosci majatkowych praw autorskich przysługujacych zgodniez postanowieniami obowiazujacego Prawa Autorskiego.

10. Rekopisy nadesłane niezgodnie z wymogami regulaminu beda odsyłane autorom.11. Korekte podczas druku wykonuje redakcja na podstawie maszynopisu pracy zakwalifikowanej

do druku w układzie uwzgledniajacym uwagi recenzenta i opracowanie redakcji, zaakceptowanym przezautorow.

12. Prace beda drukowane rownomiernie w obydwu działach w kolejnosci ich napływu do redakcji.Jesli praca była referowana na posiedzeniach naukowych Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego, copowinno byc poswiadczone przez przewodniczacego Zarzadu Sekcji, nalezy to zaznaczyc odnosnikiemna dole pierwszej strony maszynopisu; prace te, jak rowniez prace bedace podstawa przyznawania stopninaukowych beda miały pierwszenstwo druku.

BROMATOLOGIAI CHEMIA TOKSYKOLOGICZNA

Czasopismo poswiecone zagadnieniom badan ochronyzdrowia i srodowiska

TOM XL 2007 Nr 1

T RE S C

R. O l e d z k a: Neutraceutyki, zywnosc funkcjonalna – rola i bezpieczenstwo stosowania . . 1

D. P r z y b y l s k a, A. D ł u g o s z: Wpływ fluorku sodu na procesy wolnorodnikowe . . . . . 9

E. R u s i n e k, A. C z e c h: Zawartosc azotanow(V) i (III) oraz metali ciezkich w wybranychwarzywach korzeniowych w zaleznosci od czasu przechowywania. Cz. I. . . . . . . . . . . . 15

A. C z e c h, E. R u s i n e k, K. Ko ł o d z i e j: Zawartosc pierwiastkow sladowych w wybranychwarzywach korzeniowych w zaleznosci od czasu przechowywania. Cz. II. . . . . . . . . . . . 23

J. S z k o d a, J. Z m u d z k i, A. G r z e b a l s k a: Zawartosc wybranych pierwiastkow w mio-dzie pszczelim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

L. R o d z e w i c z: Zastosowanie chromatografii cieczowej oraz chromatografii cieczowej – spe-ktrometrii mas do oznaczania pozostałosci sulfonamidow w produktach pochodzenia zwie-rzecego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

M. T o k a r, B. K l i m e k: Rosliny z rodzaju Forsythia jako zrodło naturalnych antyoksydantowi fitoestrogenow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

I. K o z l i c k a, J. P r z y s ł a w s k i: Wpływ cynku na wystepowanie i przebieg procesowchorobowych u dzieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

A. Ho r d y j e w s k a, K. P a s t e r n a k, M. K i e ł c z y k o w s k a, A. B o r z e c k i: Wpływchlorku rteci(II) na stezenie magnezu, wapnia i krzemu w wybranych tkankach szczurow 63

L. O s t r o w s k a, E. S t e f a n s k a, D . C z a p s k a, J. K a r c z e w s k i: Podaz chromu w diecieosob otyłych z cukrzyca lub zaburzeniami lipidowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

A. D a ma s i ew i c z - B o d z e k, B. J a n o s z k a, D. B o d z e k : Antybiotyki cholinowew zywnosci. Cz. I. Struktura, mechanizm działania, farmakokinetyka i toksycznosc . . . . 73

B. J a n o s z k a, A. D a m a s i e w i c z - B o d z e k, L. Wa r z e c h a: Antybiotyki cholinowew zywnosci. Cz. II. Wystepowanie w zywnosci, metody oznaczania . . . . . . . . . . . . . . . 79

E. B r z e z i n s k a, A. H e k n e r: Analiza własciwosci wybranych zwiazkow chloroorganicz-nych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

H. G r a j e t a, A. P r e s c h a, J. B i e r n a t: Wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapniaw osoczu krwi i kosci udowej oraz na jego absorpcje i retencje pozorna u szczurowdoswiadczalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

NOTATKA LABORATORYJNA

A. S t a n c z y k, A. W e d z i s z: Hamujacy wpływ wyciagow flawonoidowych na bakterieBacillus subtilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

CONTENS

R. O l e d z k a: Nutraceuticals, functional food – the role and safety of using . . . . . . . . . . . 1

D. P r z y b y l s k a, A. D ł u g o s z: Influence of natrium fluoride on free radical processes . . 9

E. R u s i n e k, A. C z e c h: Nitrate (V), nitrate (III) and heavy metal contents in selected rootvegetables depending on the shelf life. Part. I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

A. C z e c h, E. R u s i n e k, K. K o ł o d z i e j: Trace element contents in the selected rootvegetables depending on the shelf life. Part II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

J. S z k o d a, J. Z m u d z k i, A. G r z e b a l s k a: Concentrations of trace elements in bee honey 31

L. R o d z e w i c z: The application of LC-MS/MS analytical techniques to determine sulfo-namide residues in food products of animal origin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

M. T o k a r, B. K l im e k: Forsythia plants as a source of natural antioxidants and phytoest-rogens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

I. K o z l i c k a, J. P r z y s ł a w s k i: The effect of zinc on the incidence and severity of diseasesin children . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

A. Ho r d y j e w s k a, K. P a s t e r n a k, M. K i e ł c z y k o w s k a, A. B o r z e c k i: The influen-ce of mercury chloride (II) on magnesium, calcium and silicon concentration in selectedtissues of the rat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

L. O s t r o w s k a, E. S t e f a n s k a, D. C z a p s k a, J. K a r c z e w s k i: Chromium supply in thediets of obese subjects with diabetes or lipid disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

A. D a m a s i e w i c z - B o d z e k, B. J a n o s z k a, D. B o d z e k : Quuinolinic antibiotics infood. Part I. Structure, mechanisms of action, pharmacokinetics and toxicity . . . . . . . . . 73

B. J a n o s z k a, A. D a m a s i e w i c z - B o d z e k, L. Wa r z e c h a: Quinolinic antibiotics infood. Part II. Prevalence in food, analytical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

E. B r z e z i n s k a, A. H e k n e r: An analysis of the properties of selected chloroorganiccompounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

H. G r a j e t a, A. P r e s c h a, J. B i e r n a t: Wpływ skrobi opornej RS4 na zawartosc wapniaw osoczu krwi i kosci udowej oraz na jego absorpcje i retencje pozorna u szczurowdoswiadczalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

LABORATORY NOTES

A. S t a n c z y k, A. W e d z i s z: The inhibiting effect of flavonoid extracts on the growth ofBacillus subtilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107