Mehanizmi toksičnosti teških metala u bubrezima i spolnom traktu

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa RH (2002.-2006.)

Voditelj: Ivan Sabolić

Polje: Biologija
Grana: Biologija
Glavni istraživač: Vilena Kašuba

SAŽETAK
Broj i količina otrovnih tvari koje ugrožavaju okoliš porastao je naglo s razvojem industrije u posljednjih nekoliko desetljeća. Uz toksične, mnoge od tih tvari pokazuju mutagene učinke. Dugo je već poznato klastogeno i/ili aneugeno djelovanje mutagena iz okoliša. Događaj koji ireverzibilno narušava integritet stanice je dvostruki lom molekule DNK. Takav lom može nastati spontano, u vrijeme diobe stanice ili kao rezultat izloženosti fizikalnim i/ili kemijskim agensima.

Opće je prihvaćeno da su nepopravljeni ili krivo popravljeni dvostruki lomovi, lezije koje dovode do kromosomskih aberacija, onkogene transformacije ilismrti stanice. Istraživanje mutagenih učinaka ionizirajućeg zračenja, teških metalai nekih organskih spojeva prisutnih u čovjekovoj životnoj i radnoj sredini provest će se na modelu humanih limfocita periferne krvi, na pokusnim životinjama i na kulturama animalnih stanica. Uz to pratit će se genotoksični učinci ionizirajućeg zračenja ili nekih kemijskih mutagena (anesteticipoliciklički ugljikovodici) na populaciji ljudi profesionalno izloženih tim agensima.

U istraživanjima ćemo  koristiti slijedeće metode: analizu kromosomskih aberacija, izmjene sestrinskih kromatida (SCE), mikronukleus test (u citohalazin B blokiranim kulturama limfocita,  u stanicama koštane srži pokusnih životinja, ili u retikulocitima periferne krvi pokusnih životinja), komet test, i kolorimetrijsko određivanje laktat dehidrogenaze (LDH) u hranjivoj podlozi (kao rezultat oštećenja stanične membrane uslijed djelovanja različitih agensa životnog i radnog okoliša).

Dobiveni rezultati pridonijeli bi boljem razumijevanju djelovanja različitih agensa životnog i radnog okoliša na genom stanice i na staničnu membranu, i u skladu s tim organizaciji i provođenju zaštite (profesionalna izloženost).

Ključne riječi: genotoksični učinci, ionizirajuće zračenje, kemijski agensi, kromosomske aberacije, mikronukleus test, izmjene sestrinskih kromatida,alkalna gel elektroforeza-komet test, stanična membrana.

Metabolizam metala

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa RH (2002.-2006.)

Voditelj: Berislav Momčilović
Suradnik na projektu: N. Ivičić

SAŽETAK
Objavljen je opsežan pregledni rad o bakru u čovjekovoj životnoj i radnoj okolini te o njegovu utjecaju na zdravlje i pojavu bolesti u ljudi, životinja i biljaka.
Objašnjena je uloga prehrane, posebice proteina, vitamina i elemenata u tragovima, u procesima zacjeljivanja kirurških rana i ozljeda. Svaka, pa i najuspješnija, virtuozna, obrada rane, bit će izložena usporenom zacjeljivanju i povećanoj mogućnosti komplikacija ako nutritivni status i prehrana bolesnika nisu adekvatni i odgovarajuće prilagođeni.
Razmotreno je radiobiološko djelovanje radona i njegovih kćeri. Nasuprot pogrešno uvriježenomu mišljenju radon, iako plemeniti plin, može praviti kemijske veze s drugim elementima putem van der Waalsovih sila, može se nakupljati u tijelu jer nije u pasivnoj ravnoteži s razinom radona u okolini, a radiotoksikološka svojstva radona ovise o specijaciji energetskog spektra njegovih kćeri. Ta fundamentalna istraživanja o radiobiološkim svojstvima radona i njegovih kćeri (koje su redom teški metali) upućuju na nove mogućnosti pristupa patofiziologiji multiple skleroze.
U metaboličkoj studiji o apsorpciji mangana (54Mn) u žena generativne dobi ustanovljeno je, s pomoću brojača za cijelo tijelo, kako brzina prolaza apsorbiranog mangana kroz probavni trakt ovisi obrnuto proporcionalno o razini feritina u serumu, tj. stanju opskrbljenosti organizma željezom. Time je prvi put utvrđen biološki supstrat učestale opstipacije u žena, jer su u toj skupini ljudske populacije pojave anemije zbog nedostatka željeza izrazito učestale.
Nastavljena su in vitro istraživanja otpuštanja metala iz dentalnih legura u sustavima koji oponašaju stanje ionske ravnoteže u usnoj šupljini (pH, biokemijski sastav). Dentalne legure na bazi Cr-Co-Mo otpuštale su od proizvođača nedeklarirane elemente Ni, Zn i Fe, a one na bazi Ni-Cr otpuštale su Ni, Cr, Co, Fe i Zn gdje Co i Zn nisu bili deklarirani. Problem je, međutim, u tome što su i Ni i Co izrazito alergogeni metali, a kako sadržaj oslobođenoga Ni nadmašuje dnevne potrebe organizma za tim metalom, potrebno je uporabu dentalnih legura na bazi Ni-Cr ograničiti na metalno-keramičke protetičke uratke u kojima će i rub gingive biti zaštićen keramikom.
Analiza spektra od četrdeset elemenata u kosi muškaraca i žena koji boluju od depresije dokazane klinički i međunarodno validiranim anketnim upitnikom, pokazala je veliku učestalost pojave manjka joda, donekle povezane s manjkom selena i bakra, a neovisno o eventualnom uzimanju specifičnih lijekova. Vrijednosti joda u kosi pokazale su se kao pouzdaniji parametar u određivanju stanja ishranjenosti organizma tim elementom, pa time i funkcije štitne žlijezde nego što je određivanje vrijednosti T3, T4 i TSH; ovi potonji uglavnom su unutar danas prihvaćenih granica normale u osoba koje imaju tzv. eutireotsku strumu. Analiza multielementnog spektra u kosi osoba koje pate od depresije u odnosu prema osobama koje ne boluju od te bolesti pokazala je i veći broj drugih zanimljivih promjena koje su predmet ovih istraživanja.
Svoju originalnu metodu za određivanje sadržaja molibdena u uzorcima čovjekove pune krvi s pomoću diferencijalne pulsne anodne stripping voltammetrije (DPASV) usporedili smo s metodom određivanja s pomoću elektrotermalne atomske apsorpcijske spektrometrije (ET-AAS) i metodom određivanja vezanim sustavom induktivno spregnute plazme i spektrometrije masa (ICP-MS). Rezultati dvostrukom slijepom probom kontrolirane kvalitete analize u dva laboratorija iz Hrvatske i jednom iz inozemstva pokazali su visok stupanj slaganja. Time smo dokazali da metoda DPASV može poslužiti za kontrolu rezultata dobivenih s pomoću ET-AAS i ICP-MS.
Prikazani su najnoviji rezultati eksperimentalnih idioritmičkih istraživanja o utjecaju brzine-doze nutrijenata u prehrani (cink) na njegovu metaboličku učinkovitost, rigorozno kontroliranu cikličnost u rastu organizma i mogućnost organizma da nadoknadi izgubljenu težinu zbog strukturiranog manjka nutrijenata u hrani.