Biologické účinky xenobiotik mohou být rozličné povahy vyvolávají různé změny v organismu.

Transkript

1 Vladimír Kočí 1

2 Biologické účinky Biologické účinky xenobiotik mohou být rozličné povahy vyvolávají různé změny v organismu. Obecně řečeno mohou být tyto změny dvojí povahy: Sloužící k ochraně organismu před škodlivými důsledky expozice (Ochranné mechanismy) A ty, jež k tomu neslouží ;-) a to buď změny toxické nebo netoxické povahy. Ochranné mechanismy snižují koncentrace toxických látek v buňkách organismu a tudíž snižují škodlivé interakce xenobiotik s buněčnými složkami. 2

3 Ochranné mechanismy Indukce enzymů Toxické látky často způsobují indukce enzymů podílejících se na jejich metabolizaci. Jeden z nejvýznamnějších ochranných enzymatických systémů je tzv. monooxygenázový systém (MO) Cílem MO je zvyšování produkce ve vodě rozpustných metabolitů a konjugátů o nízké toxicitě, jež mohou být snadno z těla vyloučeny. Kladná role MO - jestli probíhá výše zmíněné vylučování dochází k detoxifikaci. Nepříznivá role MO v nemnoha, ale ve významných případech (PAH, organofosfáty) dochází díky k tzv. metabolické aktivaci, kdy vzniklý produkt je více toxický než původní látka letální syntéza. 3

4 Aktivace a detoxikace látek Monooxygenázový systém Toxikant Aktivace Interakce s DNA Mutace Oprava DNA Detoxikace Původní stav organismu Karcinogeneze 4

5 Ochranné mechanismy - vazby Jiným ochranným mechanismem organismů snižujícím biodostupnost toxikantů je jejich vazba na jinou molekulu. Vazba na jinou molekulu vede k vylučování či k ukládání. Př. Metallothioneiny proteiny vážící kovové ionty; jejich vznik je indukován expozicí vysokým koncentracím kovů. 5

6 Opravné procesy Vedle ochranných mechanismů kontrolujících množství dostupných toxikantů v organismu existují další procesy působící nápravu již vzniklých škod opravné procesy Př. uvolňování stresových proteinů v důsledku expozice toxickou látkou nebo v důsledku teplotního šoku Stresové proteiny se uvolňují do organismu s cílem napravovat buněčná poškození Podobné opravné procesy nastávají při poškození DNA. 6

7 Nechemické či netoxické účinky polutantů Polutanty mohou vyvolávat změny v organismu nemající vztah ke konkrétní ochranné funkci. Jedná se o změny v Koncentracích enzymů Koncentracích receptorů Koncentracích meziproduktů biosyntéz DNA V mnoha případech jsou tyto změny bez zjevného účinku na organismus a nevykazují přímou zjevnou vazbu na toxicitu přesto je lze těžko považovat za příznivé (ve skutečnosti spotřebovávají energii/zdroje organismu). 7

8 Toxické účinky polutantů Molekulární změny v důsledku expozice toxikantem mají významné důsledky na buněčné i organismální úrovni. Nepříznivě ovlivněno je zdraví organismu často expozice končí smrtí. V tomto případě biochemické změny jsou místem účinku a reprezentují molekulární úroveň toxicity. Účinky způsobené vstupem jedu do organismu mohou být specifické či nespecifické. 8

9 Důvody studia molekulárních mechanismů toxicity Poskytuje podklady pro vývoj nových antidot Vznikají nové biotesty sloužící k monitoringu a k měření míry nepříznivých účinků kontaminantů 9

10 Chemické vazby Mnohé z nejjedovatějších sloučenin jsou vysoce reaktivní a snadno vytvářejí kovalentní vazby s molekulami v místě svého účinku. Často dochází ke vzniku reaktivních molekul po enzymatickém útoku, po tzv. aktivaci, při které z netoxických látek vznikají toxické (reaktivní) To je případ mnoha karcinogenů (benzo(a)pyren (BaP), dibenz(ah)anthracen, aflatoxiny, a další). Aktivaci způsobují monooxygenázové enzymy, jež obvykle organismus chrání Některé toxické účinky jsou způsobeny nekovalentními vazbami Reversibilní vazba toxikantu na makromolekulu vedoucí ke změně její konformace a v důsledku toho působí toxicky Cílem vazby může být receptor pro chemickou informaci (např. receptor pro Ach) nebo pór membrány normálně prostupný pro jiné látky (např. blokace Na+ kanálů tetrodotoxinem) 10

11 Vztah dávka účinek Účinek Výsledek interakce chemické látky s živým organismem Dávka množství látky vstupující do organismu během expozice vztažené na jednotku tělesné hmotnosti a jednotku času (např. mg.kg -1.d -1 ) Koncentrace a účinky

12 Vztahy dávka - odpověď Pro pochopení vztahů mezi účinkem toxikantu a odpovědí organismu je nutné najít vztah mezi molekulárním dějem toxikant vs. Receptor a odpovědí biologického systému na vyšší úrovni (tj. odpovědí organismu, populace apod.) Rozsah molekulární interakce toxikantu a organismu je obecně závislý na dávce toxikantu přijaté organismem. Tento vztah však není jednoduchý a jednoznačný. Nelze jednoznačně dát do vztahu přijatou dávku a míru toxického účinku. Dose response křivka není přímka. 12

13 Proč vztahy dávka odpověď nejsou lineární Podprahové koncentrace nevyvolávají měřitelnou odezvu organismu. Ochranné mechanismy organismu odstraní toxikanty před dosažením míst účinku Ochranné mechanismy část toxikantů odstraní tudíž snižují míru účinku Př.: metallothioneiny snižují biodostupnost toxických kovů jako např Cd Organismy mají rezervy schopnost odolávat Př.: enzym katalyzující přeměnu CO2 na H2CO3 musí být inhibován z více než 50%, aby byla měřitelná fyziologická odezva organismu Naopak v jiných případech zejména karcinogenity se předpokládá neexistence bezpečné podprahové koncentrace. Míra účinku je dána především dobou působení. 13

14 Specificita molekulárních interakcí Molekulární interakce vedoucí k projevům toxicity mohou být specifické či nespecifické. V nejjednodušším případě se jedná o situaci, kdy jeden toxikant působí na určitý biologický druh, zatímco na jiný nepůsobí v důsledku absence specifického místa účinku (receptoru) Pesticid dimilin působí v místě tvorby chitinu a tudíž je toxický pro ty organismy tvořící svůj exoskelet právě z této látky Organofosfátové insekticidy ovlivňující nervový systém jsou toxické všem živočichům, zatímco rostlinám neškodí. - Živočichové mají nervový aparát (AChE ACh), zatímco rostliny nikoliv. 14

15 Molekulární mechanismy toxicity 1. Genotoxické látky 2. Neurotoxické látky 3. Mitochondriální jedy 4. Antagonisté vitamínu K 5. Antagonisté thyroxinu 6. Inhibice ATP-áz 7. Estrogeny a androgeny 8. Reakce se sulfoskupinami 9. Narušení fotosystémů rostlin 10. Regulátory růstu rostlin 15

16 1. Genotoxické látky Mnoho sloučenin poškozujících DNA (tj. jsou genotoxické) působí jako karcinogeny je zde tudíž vysoce pravděpodobná kauzální souvislost Jestliže se buňky s poškozenou DNA rozdělí, mohou vzniknout mutantní buňky Některé mutantní buňky se mohou nekontrolovaně množit (rakovinné buňky) a mohou se dostat do jiných částí organismu, kde se budou sekundárně pomnožovat = metastáze Vztah mezi změnami v DNA a poškozením organismu je komplexní. Ačkoli je tvorba DNA aduktů (vazba polutantů na DNA) dobrým indikátorem expozice, je vztah mezi tvorbou aduktů a poškozením organismu hůře definovatelný. Ve většině případů jsou DNA adukty rychle odstraňovány opravnými mechanismy a původní stav organismu bývá rychle nastolen. Příkladem genotoxických látek jsou PAH (BaP, dibenzo(ah)antracén) acetylaminofluorene, aflatoxin, vinyl chlorid Všechny uvedené látky nejsou genotoxické ve své původní podobě, ale až po metabolické aktivaci teprve metabolity se váží na DNA 16

17 2. Neurotoxické látky Nervová soustava obratlovců i bezobratlých je citlivá na toxické účinky chemických látek. Neurotoxické látky narušují normální funkční přenos nervových impulzů. Přírodní neurotoxiny: tetrodotoxin (ryba Fugu), botulotoxin (anaerobní baktérie Clostridium botulinum), atropin (rulík Atropa belladonna), přírodní insekticidy nicotin (z tabáku Nicotiana tabacum) a pyrethrin (z chryzantém Chrysanthemum sp.) a další. Syntetické neurotoxické látky: 4 hlaví skupiny insekticidů organochlorové, organofosfáty, karbamáty, pyrethroidy. Neurotoxická látka buď narušuje membránu neuronů nebo inhibuje AChE 17

18 Neurotoxikanty - Narušení membrány Některé látky reagují přímo s receptory či póry neuronových membrán. Přenos nervového vzruchu je zajišťován přestupem Na+ a K+ iontů skrze neuronové membrány Pyrethroidové insekticidy, přírodní pyrethriny a DDT (DDE) ovlivňují Na+ přenos Tento typ jedů způsobuje nekontrolovatelné opakované spontánní nervové vzruchy na jeden podnět je generováno několik opakovaných nervových vzruchů Nekontrolovatelné svalové třesy 18

19 Neurotoxikanty - Inhibice AChE Jedy ovlivňují činnost AChE zodpovědné za rozklad ACh na synapsích Organofosfáty (pesticidy, bojové látky) Karbamáty (insekticidy) Nedochází k rozkladu ACh po vybuzení signálu na synapsi Po jednom signálu je nervové spojení stále vybuzené a nedochází k poklesu signálu kontinuální produkce signálu Mechanismus působící jak na obratlovce, tak bezobratlé 19

20 3. Mitochondriální jedy Mitochondrie mají zásadní roli při přeměně energie a nachází se ve všech eukaryotech Mitochondriální jedy neselektivní biocidy V normálním stavu je na vnitřní membráně mitochondrií elektrochemický gradient potřebný pro biosyntézu ATP Mitochondriální jedy inhibují elektronový transport na této vnitřní membráně a tudíž brání vzniku zmíněného gradientu a následně i syntéze ATP. Inhibice transportu je zapříčiněna interakcemi jedů s proteiny vytvářejícími elektrochemický gradient Přírodní insekticid rotenon (rostlinného původu, i šípový jed) Kyanidové ionty 2,4-dinitrophenol 20

21 4. Antagonisté vitamínu K Vitamín K je essenciální složkou při jaterní tvorbě bílkovin podílejících se na srážení krve Antagonisté vitamínu K jsou strukturně podobné látky vytěsňující jej z biochemických cyklů kompetice o vazebná místa; nebezpečné i v nízkých koncentracích Př. Warfarin (lék proti srážení krve) a rodenticidy toxické pro obratlovce Warfarin - anticoagulancium Důsledkem je inhibice cyklu vit.k a nedostatečná syntéza srážlivých bílkovin Neschopnost krve srážet se hemorragie 21

22 5. Antagonisté thyroxinu Thyroxin (označovaný T4) je hormon produkovaný štítnou žlázou podílející se na většině metabolických procesů v mnoha tkáních T4 se v krvi váže na transthyretin (TTR) krevní bílkovina a vzniká komplex T4-TTR Komplex T4-TTR je důležitý pro vazbu vitamínu A (retinol) Některé hydroxy-metabolity PCB kongenerů (3,3'-4,4'-PCB) jsou strukturně podobné T4 a soutěží s ním o vazebná místa na TTR. OH-metabolity PCB vznikají metabolickou aktivací monooxygenázového systému P450 Důsledky Úbytek T4 z krve Úbytek vitamínu A z krve 22

23 6. Inhibice ATP-áz ATP-ázy (Adenosin trifosfatázy) jsou enzymy podílející se na transportu iontů tudíž na osmoregulaci. Mnoho halogenovaných organických látek ovlivňuje nepříznivě tyto enzymy Př. Organohalogeny narušují schopnost osmoregulace mořských ptáků závisející na ATP-ázách Poškození vejcovodů ptáků v důsledku inhibice ATP-áz vyvolané expozicí DDE (metabolit DDT) ATP-ázy se ve vejcovodech podílejí na transportu Ca význam pro tvorbu skořápek vajec 23

24 7. Estrogeny a androgeny Estrogenní látky imitují estrogen schopností vázat se na estrogenový receptor. 1) Pseudoestrogeny Pseudoestrogeny se váží na estrogenové receptory a tím stimulují transkripční aktivitu (proteosyntézu) dochází k indukci estrogenních procesů 2) Antiestrogeny Antiestrogeny se silně váží na estrogenové receptory a tím blokují účinky endogenních estrogenů. Důsledkem je maskulinizace organismu. Značné množství syntetických látek má estrogenní účinky: halogenované uhlovodíky, insekticidy, tributyl cín, ftaláty nonylfenoly Dobře dokumentovaný účinek endokrinních disruptorů je indukce vitellogeninu (vaječný protein) v rybích samcích a maskulinizace plžích samic. 24

25 8. Reakce se sulfoskupinami Sulfoskupiny enzymů a ostatních bílkovin mají významné funkce: Vytváří disulfidové můstky Následně se podílejí na konformačních změnách proteinů Některé jedy (např. kovy jako Hg 2 + acd 2 +) působí toxicky schopností vázat sulfoskupiny a tudíž znemožňují normální funkce bílkovin. 25

26 9. Narušení fotosystémů rostlin Řada herbicidů s nízkou toxicitou na obratlovce či hmyz jsou velmi toxické pro rostliny působí toxicky na fotosyntetický aparát. Mechanismus ještě není detailně popsán pravděpodobně dochází k porušení toku elektronů skrze fotosystém, jenž je důležitý pro fotochemické reakce. Např. Herbicidy triazinové 26

27 10. Regulátory růstu rostlin Některé herbicidy mají účinky na růst rostlin rostliny mají receptory pro růstové hormony Fenoxy kyseliny (Např. MCPA, 2,4-D, 2,4-DB = dichlor-fenoxy buryrová kyselina) Dosud nebyl uspokojivě popsán mechanismus účinku ani místo účinku Obratlovci a hmyz nemají receptory pro růstové hormony, tudíž nejsou na expozici těmito látkami citliví. 27

28

29 Methemoglobinizující látky Dušení tkání Hemoglobin obsahuje Fe 2+ - díky němu přenáší kyslík k buňkám. Oxidací Fe 2+ na Fe 3+ hemoglobin ztrácí tuto schopnost methemoglobin. Normálně je v krvi 1-2 % methemoglobinu, jenž vzniká přirozenou autooxidací hemoglobinu. Současně je redukován pomocí několika enzymatických systémů. Některé látky oxidující hemoglobin působí toxicky na organismus. 29

30 Methemoglobinemie Mechanismus účinku: Působením methemoglobinizujících látek se Fe 2+ v hemoglobimu přeměňuje na Fe 3+ Vzniklý methemoglobin již není schopen snadno vázat kyslík reverzibilní vazbou a znesnadňuje uvolňování kyslíku z oxyhemoglobinu Příznaky: Malé množství methemoglobinu v krvi neškodí 5% svědčí o intoxikaci Vyšší koncentrace projevy hypoxie 60-80% methemoglobinu smrt In vivo je methemoglobin hnědý lidé s methemoglobinermií jsou cyanotičtí

31 Terapie Po přerušení expozice se methemoglobin působením enzymů redukujících methemoglobin znovu přeměňuje na hemoglobin. Doba trvání je až několik dní. Antidota: Metylénová modř: je barvivo schopné maximalizovat účinek NADPH methemoglobin reduktázy a redukovat Fe 3+ na Fe 2+ Toluidinová modř: podobně jako metylénová modř. Při začátku léčení pacient ještě více zmodrá účinek modře. Kyselina askorbová: působí slabě a pomalu, pro slabé otravy, dočasně před účinnějším antidotem Při vysoké koncentraci methemoglobinu je nutná transfuze 31

32 Aromatické aminy Látky obsahující skupinu NH 2 Aromatické aminy vznik náhradou alespoň jednoho H skupinou NH 2 Rozpustné v tucích Dobře se vstřebávají kůží (i přes oděv) Expozice Výroba barviv pro textilní, papírenský, kožedělný průmysl, farmaceutický průmysl, výroba plastů, pryže, pesticidů Anilín (aminobenzen), toluidin, atd Akutní účinky Methemoglobinémie, hemolýza, hemoglobinurie Poškození ledvin, dermatitida Pozdní účinky Karcinom močového měchýře a močových cest 32

33 Aromatické aminy - biotransformace Biotransformace většinou probíhá přes tvorbu hydroxylaminů, jež působí jako katalyzátor při oxidaci hemoglobinu (Fe 2+ ) na methemoglobin (Fe 3+ ) Methemoglobin nejen, že není schopen přenášet kyslík, ale porušuje i erytrocyty = hemolýza, které jsou vylučovány (hemoglobinurie) a následně poškozují ledviny. Anilín je nejsilněji methemoglobinizující látka 33

34 Aromatické nitrolátky Nitrobenzen, dinitrobenzen, TNT, trinitrofenol (kys. pikrová) Expozice Výroba anilínu, barviv a výbušnin Akutní účinky Methemoglobinémie, hemolýza Dinitrobenzen, TNT hepatotoxicita Chronické účinky Malátnost, bolest hlavy Alergické projevy, dermatitida Poškození jater a ledvin Biotransformace Redukce NO 2 skupin na NH 2 pomocí střevních baktérií Podobně jako u aromatických aminů dochází k biotransformaci přes hydroxylaminy 34

35 Dusitany a dusičnany Dusitan sodný Nažloutlá ve vodě rozpustná látka Uzení masa, cigaretové papírky, pohonné hmoty Injekčně se podávala jako methemoglobinizující látka při otravě HCN Nejvyšší terapeutická dávka je 0,3 g 1-2 g vyvolají těžkou otravu 4 g jsou letální Dusičnany Pro methemoglobinizující účinek musejí být nejprve redukovány střevními baktériemi na dusitany Riziko pro kojence kteří mají koliformní bakterie vysoko ve střevě a ještě nemají dostatečně nízké ph v žaludku. 35

36 Chlorečnany Chlorečnany se používaly jako herbicidní přípravky (Travex) Vyvolávají zvláštní formu methemoglobinémie - denaturují hemoglobin pravděpodobně přímou oxidací Nutná transfůze 36

37 Methemoglobinizující léky Některé léky mohou u citlivých osob či při předávkování vyvolat methemoglobinémii Antimalarika (primaquine) Antileprotika (dapsone) Sulfanilamid Fenacetin 37

38 Vladimír Kočí Ústav chemie ochrany prostředí Vysoká škola chemicko technologická v Praze

39 BIOLOGICKÉ SYSTÉMY V EKOTOXIKOLOGII Příklad efektů/odpovědí toxikantů na různých úrovních organismu molekulární - vazba na DNA, změna struktury, aktivace inaktivních proteinů buněčná - změna profilu proteinů produkovaných buňkou (nové, mutace) orgánová - změna fyziologie (koncentrace hormonů, tlak krve) organismální - změny chování/zdraví, změny reprodukce, růstu -> smrt populace - změny demografie (staří > mladí) společenstvo - vymizení druhu Na všech úrovních reparace (reparace DNA, adaptace, nahrazení druhu)

40 Detoxikace = nadměrná spotřeba zdrojů Kde dochází k vyčerpávání zdrojů (potrava, kvalita prostředí ) dochází následně k redukci růstu populace / organismu (hovoříme o snížení produkce) Detoxikace xenobiotik stojí organismy energii, živiny apod. Stojí zdroje, jež následně nejsou dostupné pro produkci. K poklesu produkce dochází v znečištěném prostředí v důsledku Spotřeby zdrojů na detoxikaci Přímého toxického působení 40

41 Schematické znázornění vztahu mezi komplexitou a typickou dobou projevu nepříznivých důsledků expozice. Biosféra Ekosystém Organismus Orgán Buňka Organela 1 min 1 hod 1 den 1 měsíc 1 rok Vteřin 41

42 Různé úrovně působení jedů Molekula Organela Tkáň - buňka Orgán Intaktní organismus Ekosystém Biosféra 42

43 Účinky toxikantů na molekulární úrovni Když toxikant vstoupí dovnitř buňky bude podroben některým biochemickým procesům s cílem: Degradovat jej a vyloučit Uložit v podobě neškodné pro ostatní buněčné pochody Buněčná úroveň nakládání s jedy splývá s molekulární úrovní Účinky jedů na výměnu látek mezi buňkou a prostředím: 1. Účinky na osmoregulaci ovlivněno kovy, organickými látkami jako DDT, PCB. Redukce aktivity enzymu ATP-ázy zodpovědného za osmoregulaci (ptáci, krabi) 2. Účinky na vyživování tkání 3. Účinky na detoxifikační mechanismy např. poškození střevních epitelů půdních organismů skládajících se pouze z jedné vrstvy buněk majících za úkol jak látkovou výměnu tak detoxifikaci 43

44 Účinky toxikantů na orgánové úrovni Po vstupu jedu do organismu (ať již přes trávicí trakt, kůži nebo dýchací systémy) dochází k jeho distribuci krví ke konkrétním orgánům. V orgánech (např. v játrech) dochází k interakci jedu s orgánem. Tato interakce může a nemusí být pro organismus nepříznivá. Jedy poškozují především játra, ledviny, kardiovaskulární systém a dýchací systém. Pro ekotoxikologii je významné zjištění, který orgán je jedem poškozen, neboť analýza koncentrace jedu v organizmu jako celku (homogenizace drobných živočichů) může být zavádějící. Koncentrace látky v konkrétním orgánu může být značně odlišná od průměrné koncentrace v celém organismu. 44

45 Účinky toxikantů na organismální úrovni Účinky na organismální úrovni se dělí na 3 základní skupiny: 1. Neurofyziologické 2. Behaviorální 3. Reprodukční Jednotlivé okruhy se mohou prolínat: neurologické změny ovlivňují chování chování ovlivňuje rozmnožování atd.. 45

46 1. Neurofyziologické účinky Organismy mají nervovou soustavu, jež je nejvíce vyvinuta u obratlovců, ale i někteří bezobratlí mají nervovou soustavu na vysoké úrovni (členovci) Nervy umožňují komunikaci mezi receptory Skrze nervovou soustavu jsou informace vedeny nervovým přenosem podél axonů neuronů Z neuronu na neuron je informace předávána synapsí neuronů pomocí chemických sloučenin (poslů) nazývaných neurotransmitery Neurotoxické látky mají širokospektrální účinky na celý organismus Endokrinní a behaviorální poruchy Organofosfátové insekticidy mají behaviorální účinky na ptáky včetně redukce pohybové aktivity i redukce zpěvu Endokrinní poruchy ovlivňují nervový systém a naopak 46

47 2. Účinky na chování Změny v chování = behaviorální účinky Ačkoli všechny behavorální projevy mohou být ovlivněny expozicí jedem, byly zkoumány především účinky na příjem potravy (i lov) a na pozornost Narušení příjmu potravy vede ke snížené aktivitě a tudíž i k poklesu produkce (v populaci) Narušení pozornosti vede k vyšší zranitelnosti a vyšší mortalitě (loveckořist) v populaci Úspěšnost lovu je ovlivněna faktory jako strategie vyhledávání kořisti, schopnost učení, smyslové schopnosti toto vše může být ovlivněno chemickým stresorem a tudíž ovlivnit úspěšnost lovu. Pyrethroidní insekticidy snižují schopnost včel vrátit se do úlu Neonikotinoidní insekticid imidacloprid má vliv na taneční aktivitu včel Obě skupiny látek snižují výnosy včelstva 47

48 3. Účinky na reprodukci Mechanismy účinku různých látek na rozmnožování jsou různé TBT způsobuje feminizaci mlžů (rozvoj mužských pohlavních znaků - imposex) to ústí ve sterilizaci samic DDE (DDT) způsobuje ztenčování skořápek vajec častější fyzické porušení skořápky = menší úspěšnost rozmnožování Endokrinní disruptory ovlivňují jak zdraví pohlavních orgánů tak schopnost přežít Obecně směs různých polutantů vede k poklesu jedinců v populaci 48

49 Energetická náročnost fyziologických změn Dosud jsme se zaměřili především na situace, kdy organismus nebyl schopen překonat působení toxické látky. Ovšem i překonání expozice a přežití není bez důsledku. Každý obranný mechanismus vyvolaný expozicí jedem (detoxikace) stojí organismus určité množství energie. Z pohledu populace, může tento úbytek energie potřebné k detoxikaci vést k snížení zdrojů energie využitelné pro rozvoj populace. Detoxikace = úbytek zdrojů 49

50 Ekosystémová úroveň Kontaminace prostředí může ovlivnit vztahy mezi predátorem a kořistí Narušení vztahu predátor kořist může mít vážné důsledky na rovnováhu ekosystému včetně dalších organismů ~jmahaffy/course s/f00/math122/le ctures/intro.html 50

51 Biosférická úroveň Diagram rozdělení energie/živin mezi různé metabolické procesy organismů jako celku ilustruje možnosti produkce života vázané na konstantní přísun energie/živin Spotřeba energie za účelem detoxikace může být vnímána jako biosférická úroveň toxického působení polutantů 51

52 Parametry a projevy interakce xenobiotik v ekosystému indukce enzymů hydrolýza DNA reparace... biotransformace chromozomální poškození léze a nekrózy tumory a teratogenní efekty reprodukční úspěch behaviorální změny mortalita fyziologické a behaviorální struktura diverzita změna toku energií stabilita sukcesní stadium látkové toky parametry společenstva místo působení DNA-RNA membránové receptory Klíčové enzymy Biochemická integrita biochemické parametry stresové proteiny metabolické indikátory metabolická produkce imunologické suprese populační parametry populační hustota produktivita pářící úspěch změny na DNA úrovni změny kompetičního úspěchu vstup

53 Vztah časového a prostorového měřítka v ekotoxikologii