Benzo (a) pyren - Benzo(a)pyrene
Jména | |
---|---|
Preferovaný název IUPAC benzo [pqr] tetrafen[1] | |
Systematický název IUPAC benzo [A] pyren | |
Ostatní jména benz [A] pyren 3,4-benzpyren 3,4-benzopyren 3,4-benz [A] pyren 3,4-benzo [A] pyren pentacyklo [10.6.2.02,7.09,19.016,20] icosa-1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-deken[Citace je zapotřebí ] | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
ChEBI | |
ChEMBL | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100.000.026 |
Číslo ES |
|
KEGG | |
PubChem CID | |
Číslo RTECS |
|
UNII | |
UN číslo | 3077, 3082 |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
C20H12 | |
Molární hmotnost | 252.316 g · mol−1 |
Hustota | 1,24 g / cm3 (25 ° C) |
Bod tání | 179[2] ° C (454 K) |
Bod varu | 495 ° C (923 ° F; 768 K) |
0,2 až 6,2 μg / l | |
-135.7·10−6 cm3/ mol | |
Nebezpečí[3] | |
Piktogramy GHS | |
Signální slovo GHS | Nebezpečí |
H317, H340, H350, H360, H400, H410 | |
P201, P202, P261, P272, P273, P280, P281, P302 + 352, P308 + 313, P321, P333 + 313, P363, P391, P405, P501 | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
ověřit (co je ?) | |
Reference Infoboxu | |
Benzo [A] pyren je polycyklický aromatický uhlovodík a výsledek neúplného spalování organická hmota při teplotách mezi 300 ° C (572 ° F) a 600 ° C (1112 ° F). Všudypřítomnou sloučeninu lze nalézt v uhelném dehtu, tabákovém kouři a mnoha potravinách, zejména na grilovaném mase. Látka se vzorcem C.20H12 jeden z benzopyreny, tvořený a benzen prsten se spojil pyren. Jeho metabolity diol epoxidu (běžněji známé jako BPDE) reagují a váží se na DNA, což vede k mutacím a nakonec k rakovině. Je uveden jako a Karcinogen skupiny 1 podle IARC. V 18. století rakovina šourku kominíků, karcinom kominíků, bylo již známo, že je spojeno se sazemi.
Popis
Benzo [A] pyren (B.AP) je a polycyklický aromatický uhlovodík nalezen v uhelný dehet se vzorcem C.20H12. Sloučenina je jednou z benzopyreny, tvořený a benzen prsten se spojil pyren, a je výsledkem nedokonalého spalování při teplotách mezi 300 ° C (572 ° F) a 600 ° C (1112 ° F).
Zdroje
Hlavní zdroj atmosférické BAP je obytné spalování dřeva.[4] To je také nalezené v uhelný dehet, v automobilové výfukové plyny (zejména z vznětové motory ) ve veškerém kouři vznikajícím při spalování organických materiálů (včetně Cigaretový kouř ) a v charbroiled jídlo. 2001 Národní onkologický institut studie zjistila hladiny B.AP být významně vyšší v potravinách, které byly uvařeny dobře grilování, zejména steaky, kuře s kůží a hamburgery: Ukázalo se, že vařené masné výrobky obsahují až 4 ng / g BAP,[5] a až 5,5 ng / gv smaženém kuřecím masu[6] a 62,6 ng / g v převařeném dřevěném uhlí s grilovaným hovězím masem.[7]
BAP je vypouštěn do odpadních vod průmysly, jako je huty, zejména železo a ocel mlýny[8] a hliník huty.[9]
Dějiny
V 18. století mladí Britové kominíci který lezl do komínů trpěl karcinom kominíků, rakovina šourku typická pro jejich povolání, a to souviselo s účinky sazí v roce 1775,[10] v prvním díle epidemiologie rakoviny z povolání a také v prvním spojení jakékoli chemické směsi s tvorbou rakoviny. Časté rakoviny kůže byly zaznamenány mezi pracovníky v palivovém průmyslu v 19. století. V roce 1933 B.ABylo stanoveno, že P je sloučenina odpovědná za tyto případy, a jeho karcinogenita byla prokázána, když se u laboratorních zvířat opakovaně natřeny černouhelným dehtem vyskytly kožní nádory.[11] BAOd té doby byl P identifikován jako hlavní karcinogen v cigaretovém kouři.[12]
Toxicita
Nervový systém
Prenatální expozice B.AJe známo, že P u potkanů ovlivňuje učení a paměť u modelů hlodavců. Těhotné krysy, které jedí B.AUkázalo se, že P negativně ovlivňuje funkci mozku v pozdním životě jejich potomků. V době, kdy se synapse poprvé vytvářejí a upravují na síle aktivitou, BAP se zmenšil NMDA aktivita nervových buněk závislá na receptoru měřená jako mRNA exprese podjednotky receptoru NMDA NR2B.[13]
Imunitní systém
BAP má vliv na počet bílých krvinek a inhibuje některé z nich v diferenciaci na makrofágy, první linie obrany těla v boji proti infekcím. V roce 2016 byl molekulární mechanismus odhalen jako poškození integrity lipidového voru makrofágové membrány snížením hladiny membránového cholesterolu o 25%. To znamená, že méně imunoreceptorů CD32 (člen rodiny Fc imunoreceptorů) se může vázat na IgG a přeměnit bílé krvinky na makrofágy. Proto se makrofágové membrány stávají citlivými na bakteriální infekce.[14]
Rozmnožovací systém
V experimentech na krysích samcích byla subchronická expozice inhalovanému BAUkázalo se, že P obecně snižuje funkci varlat a nadvarlete s nižší produkcí pohlavních steroidů / testosteronu a produkcí spermií.[15]
Karcinogenita
BAP metabolity jsou mutagenní a velmi karcinogenní, a je uveden jako a Karcinogen skupiny 1 podle IARC. Chemické látky a příbuzná povolání, svazek 10, Přehled lidských karcinogenů, Monografie IARC, Lyon Francie 2009 [16]
V červnu 2016, BAP bylo přidáno jako benzo [def] chrysen do DOSÁHNOUT Seznam kandidátů Látky vzbuzující mimořádné obavy pro povolení.[17]
Četné studie od 70. let dokumentovaly vazby mezi B.AP a rakoviny.[18] Bylo obtížnější spojit rakoviny s konkrétním BAP zdroje, zejména u lidí, a obtížně kvantifikovatelná rizika představovaná různými způsoby expozice (vdechování nebo požití).[19] Spojení mezi vitamin A. nedostatek a emfyzém v kuřáci byl popsán v roce 2005 jako důsledek B.AP, který indukuje nedostatek vitaminu A u potkanů.[20]
Studie z roku 1996 poskytla molekulární důkazy spojující komponenty v tabákový kouř na rakovina plic. BAUkázalo se, že P způsobuje genetické poškození plicních buněk, které je identické s poškozením pozorovaným u DNA nejzhoubnější plíce nádory.[21]
Pravidelná konzumace vařeného masa byla epidemiologicky spojena se zvýšenou hladinou rakovina tlustého střeva[22] (i když to samo o sobě není dokázat karcinogenita ),[23]Studie NCI z roku 2005 zjistila, že zvýšené riziko kolorektálních adenomů bylo spojeno s BAP příjem, a silněji s BAP příjem ze všech potravin.[24] Samotné potraviny však nemusí být nutně karcinogenní, i když obsahují stopová množství karcinogenů, protože se proti nim chrání gastrointestinální trakt karcinomy kontinuálním vylučováním jeho vnější vrstvy.[Citace je zapotřebí ] Dále detoxikační enzymy, jako např cytochromy P450 mají zvýšené aktivity ve střevě na ochranu před toxiny přenášenými potravinami. Ve většině případů tedy malé množství BAP jsou metabolizovány před tím, než jsou přeneseny do krve.[Citace je zapotřebí ] Plíce nejsou chráněny ani jedním z těchto způsobů.[Citace je zapotřebí ]
Detoxikační enzymy cytochrom P450 1A1 (CYP1A1) a cytochrom P450 1B1 (CYP1B1) jsou ochranné a nezbytné pro benzo [A] toxicita pyrenu. Pokusy s kmeny myší navrženými k odstranění (knokaut ) CYP1A1 a CYP1B1 odhalují, že CYP1A1 primárně chrání savce před nízkými dávkami B.AP, a že odstranění této ochrany akumuluje velké koncentrace BAP. Pokud není vyřazen také CYP1B1, výsledky toxicity jsou z bioaktivace B.AP na benzo [A] pyren-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid, konečná toxická sloučenina ,.[25][je zapotřebí lepší zdroj ]
Interakce s DNA
Správně řečeno, BAP je a prokarcinogen, což znamená, že jeho mechanismus karcinogeneze závisí na jeho enzymatickém metabolismu na BAEpoxid P diolu. To interkaláty v DNA a elektrofilní epoxid je napaden nukleofilními guanin báze, tvořící objemný guaninový adukt.
Rentgenová krystalografická a nukleární magnetická rezonance strukturní studie ukázaly, jak tato vazba narušuje DNA[27] záměnou struktury dvojité šroubovice DNA. To narušuje normální proces kopírování DNA a způsobuje mutace, což vysvětluje výskyt rakovina po vystavení. Tento mechanismus účinku je podobný mechanismu účinku aflatoxin který se váže na pozici N7 guaninu.[28]
Existují náznaky, že benzo [A] pyren diol epoxid se konkrétně zaměřuje na ochranný p53 gen.[29] Tento gen je a transkripční faktor , který reguluje buněčný cyklus a proto funguje jako a supresor nádoru. Indukcí G (guanin ) do T (thymidin ) transversions v hotspotech transversion uvnitř p53, existuje pravděpodobnost, že benzo [A] pyren-diol epoxid inaktivuje schopnost potlačovat nádory v určitých buňkách, což vede k rakovině.
Benzo [A] pyren-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid je karcinogenní produkt tří enzymatických reakcí:[30]
- Benzo [A] pyren je nejprve oxidován cytochrom P450 1A1 vytvářet různé výrobky, včetně (+) benzo [A] pyren-7,8-epoxid.[31]
- Tento produkt je metabolizován epoxid hydroláza, otevírání epoxid kruh za vzniku (-) benzo [A] pyren-7,8-dihydrodiol.
- Konečný karcinogen vzniká po další reakci s cytochrom P450 1A1 za vzniku (+) benzo [A] pyren-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid. Právě tento diol epoxid se kovalentně váže na DNA.
BAP indukuje cytochrom P450 1A1 (CYP1A1) vazbou na AHR (aryl uhlovodíkový receptor ) v cytosolu.[32] Po navázání se transformovaný receptor přemístí do jádra, kde dimerizuje s ARNT (nukleární translokátor aryl uhlovodíkových receptorů ) a poté se váže prvky xenobiotické odpovědi (XRE) v DNA umístěné před určitými geny. Tento proces se zvyšuje transkripce určitých genů, zejména CYP1A1, následovaná zvýšenou produkcí proteinu CYP1A1.[32] Tento proces je podobný indukci CYP1A1 jistým způsobem polychlorované bifenyly a dioxiny. Zdánlivě CYP1A1 aktivita ve střevní sliznici brání velkému množství požitého benzo [A] pyren pro vstup do portální krve a systémového oběhu.[33] Střevní, ale ne jaterní exprese CYP1A1 závisí na receptoru 2 podobném TOLL (TLR2 ),[34] což je eukaryotický receptor pro bakteriální povrchové struktury, jako je kyselina lipoteichoová.
Navíc, BABylo zjištěno, že P aktivuje transpozon, LINE1 u lidí.[35]
Viz také
- Benzopyren
- Benzo [E] pyren
- Pyrene, čtyřkruhový analog
- Toxikace
Reference
- ^ Henri A. Favre, Warren H. Powell (2013). Nomenklatura organické chemie: Doporučení IUPAC a preferovaná jména 2013. Royal Society of Chemistry. p. 232. ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ William M. Haynes (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97. vydání). Boca Raton: CRC Press. s. 3–42. ISBN 978-1-4987-5429-3.
- ^ „benzo [A] pyren ". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- ^ Posouzení emisí benzo-alfa-pyrenu v oblasti Velkých jezer, str. 23–24
http://www.epa.gov/ttnchie1/conference/ei20/session10/asoehl_pres.pdf - ^ Kazerouni, N; Sinha, R; Hsu, CH; Greenberg, A; Rothman, N (2002). „Analýza 200 potravin pro benzo [A] pyren a odhad jeho příjmu v epidemiologické studii “. Potravinová a chemická toxikologie. 40 (1): 423–36. doi:10.1016 / S0278-6915 (00) 00158-7. PMID 11313108.
- ^ Lee, BM; Shim, GA (srpen 2007). „Odhad expozice dietou benzo [A] hodnocení rizika pyrenu a rakoviny “. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A. 70 (15–16): 1391–4. doi:10.1080/15287390701434182. PMID 17654259. S2CID 21302834.
- ^ Aygün, SF; Kabadayi, F (prosinec 2005). "Stanovení benzo [A] pyren ve vzorcích masa grilovaného na dřevě pomocí HPLC s fluorescenční detekcí ". Int J Food Sci Nutr. 56 (8): 581–5. doi:10.1080/09637480500465436. PMID 16638662. S2CID 35095622.
- ^ Americká agentura na ochranu životního prostředí (EPA), Washington, D.C. (2002). „Kategorie zdrojového bodu výroby železa a oceli.“ Kodex federálních předpisů, 40 CFR část 420.
- ^ EPA (1984). „Kategorie zdrojových bodů pro výrobu neželezných kovů.“ Kodex federálních předpisů, 40 CFR část 421.
- ^ Pott, Percivall (1775). Chirurgická pozorování…. Londýn, Anglie: L. Hawes, W. Clarke a R. Collins. str. 63–68. Od p. 67: „Zdá se, že nemoc u těchto lidí [tj. Kominíků] pochází z usazenin sazí v rudách šourku,…“
- ^ Cook, J. W .; Hewett, C. L .; Hieger, I. (1933). „Izolace uhlovodíku produkujícího rakovinu z černouhelného dehtu“. J. Chem. Soc. 1933: 395–405. doi:10.1039 / jr9330000395.
- ^ Hecht, SS (1999). „Karcinogeny tabákového kouře a rakovina plic“. J Natl Cancer Inst. 91 (14): 1194–210. doi:10.1093 / jnci / 91.14.1194. PMID 10413421.
- ^ McCallister, M. M .; Maguire, M; Ramesh, A; Aimin, Q; Liu, S; Khoshbouei, H; Aschner, M; Ebner, F. F .; Hood, D. B. (2008). „Prenatální expozice Benzu [A] pyren zhoršuje kortikální neuronální funkci v pozdějším věku ". NeuroToxikologie. 29 (5): 846–854. doi:10.1016 / j.neuro.2008.07.008. PMC 2752856. PMID 18761371..
- ^ Clark RS, Pellom ST, Booker B, Ramesh A, Zhang T, Shanker A, Maguire M, Juarez PD, Patricia MJ, Langston MA, Lichtveld MY, Hood DB (2016). „Ověření trajektorie výzkumu 1 rámce Exposome: Expozice benzo [A] pyren uděluje zvýšenou náchylnost k bakteriální infekci ". Environ Research. 146: 173–84. doi:10.1016 / j.envres.2015.12.027. PMC 5523512. PMID 26765097.
- ^ Ramesh Al, Inyang F; Lunstra, DD; Niaz, MS; Kopsombut, P; Jones, KM; Hood, DB; Hills, ER; Archibong, AE (srpen 2008). „Změna koncových bodů plodnosti u dospělých samců potkanů F-344 subchronickou expozicí inhalačnímu benzo (a) pyrenu“. Exp Toxicol Pathol. 60 (4–5): 269–80. doi:10.1016 / j.etp.2008.02.010. PMC 3526104. PMID 18499416.
- ^ Přehled lidských karcinogenů - část F: chemické látky a související povolání
- ^ Evropská agentura pro chemické látky. „ED / 21/2016“. ECHA. Citováno 21. června 2016.
- ^ Kleiböhmer, W. (2001). „Metabolity polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH)“. Analýza prostředí (svazek 3 Příručky o analytických separacích). Elsevier. 99–122. ISBN 978-0-08-050576-3.
- ^ Armstrong, B .; Hutchinson, E .; Unwin, J .; Fletcher, T. (2004). „Riziko rakoviny plic po expozici polycyklickým aromatickým uhlovodíkům: přehled a metaanalýza“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 112 (9): 970–978. doi:10,1289 / ehp.6895. PMC 1247189. PMID 15198916.
- ^ „Nedostatek benzopyrenu a vitaminu A“. Výzkumník spojuje cigarety, vitamin A a emfyzém. Citováno 5. března 2005.
- ^ Denissenko MF, Pao A, Tang M, Pfeifer GP. Přednostní tvorba benzo [A] pyrenové adukty na mutačních hotspotech rakoviny plic v P53. Věda. 18. října 1996; 274 (5286): 430-2.
- ^ Le Marchand, L; Hankin, JH; Pierce, LM; et al. (Září 2002). „Výborně červené maso, metabolické fenotypy a kolorektální karcinom na Havaji“. Mutat. Res. 506–507: 205–14. doi:10.1016 / s0027-5107 (02) 00167-7. PMID 12351160.
- ^ Truswell, AS (březen 2002). „Spotřeba masa a rakovina tlustého střeva“. Evropský žurnál klinické výživy. 56 (Suppl 1): S19–24. doi:10.1038 / sj.ejcn.1601349. PMID 11965518.
- ^ Sinha R, Kulldorff M, Gunter MJ, Strickland P, Rothman N.Dietní příjem benzo [a] pyrenu a riziko kolorektálního adenomu Cancer Epidemiol Biomarkers Předchozí, srpen 2005 14; 2030; doi: 10.1158 / 1055-9965. EPI-04-0854
- ^ Údaje předložil Daniel W. Nebert na výzkumných seminářích 2007
- ^ Vytvořeno z PDB 1JDG
- ^ Volk DE, Thiviyanathan V, Rice JS, Luxon BA, Shah JH, Yagi H, Sayer JM, Yeh HJ, Jerina DM, Gorenstein DG. Struktura roztoku cis-otevřeného (10R) -N6-deoxyadenosinového aduktu (9S, 10R) -9,10-epoxy-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [A] pyren v duplexu DNA. Biochemie. 2003 18. února; 42 (6): 1410-20.
- ^ Eaton DL, Gallagher EP. Mechanismy karcinogeneze aflatoxinů. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1994; 34: 135-72.
- ^ Pfeifer GP, Denissenko MF, Olivier M, Treťjaková N, Hecht SS, Hainaut P. Karcinogeny tabákového kouře, poškození DNA a mutace p53 u rakoviny spojené s kouřením. Onkogen. 2002 21. října; 21 (48): 7435-51.
- ^ Jiang, Hao; Gelhaus, Stacy L .; Mangal, Dipti; Harvey, Ronald G .; Blair, Ian A .; Penning, Trevor M. (2007). „Metabolismus benzo [A] pyren v lidských bronchoalveolárních buňkách H358 pomocí kapalinové chromatografie - hmotnostní spektrometrie ". Chem. Res. Toxicol. 20 (9): 1331–1341. doi:10.1021 / tx700107z. PMC 2423818. PMID 17702526.
- ^ Shou, M; Gonzalez, FJ; Gelboin, HV (prosinec 1996). "Stereoselektivní epoxidace a hydratace v K-oblasti polycyklických aromatických uhlovodíků pomocí cDNA exprimovaných cytochromů P450 1A1, 1A2 a epoxidhydrolázy". Biochemie. 35 (49): 15807–13. doi:10.1021 / bi962042z. PMID 8961944.
- ^ A b Whitlock, JP Jr. (duben 1999). "Indukce cytochromu P4501A1". Roční přehled farmakologie a toxikologie. 39: 103–125. doi:10.1146 / annurev.pharmtox.39.1.103. PMID 10331078.
- ^ Uno, S .; Dragin, N; Miller, ML; Dalton, TP; et al. (2008). „Bazální a indukovatelná kvantifikace mRNA CYP1 a lokalizace proteinu v celém gastrointestinálním traktu myší“. Zdarma Radic Biol Med. 44 (4): 570–83. doi:10.1016 / j.freeradbiomed.2007.10.044. PMC 2754765. PMID 17997381.
- ^ Do, KN; Fink, LN; Jensen, TE; Gautier, L; Parlesak, A (2012). „TLR2 reguluje detoxikaci střevního karcinogenu prostřednictvím CYP1A1“. PLOS ONE. 7 (3): e32309. doi:10.1371 / journal.pone.0032309. PMC 3307708. PMID 22442665.
- ^ Stribinskis, Vilius; Ramos, Kenneth S. (2006). „Aktivace retrotranspozice lidského dlouho rozptýleného jaderného prvku 1 benzo (a) pyrenem, všudypřítomným environmentálním karcinogenem“. Cancer Res. 66 (5): 2616–20. doi:10.1158 / 0008-5472.CAN-05-3478. PMID 16510580.
externí odkazy
- Mezinárodní karta chemické bezpečnosti 0104
- Národní seznam znečišťujících látek - souhrnný přehled polycyklických aromatických uhlovodíků
- „Rakovina plic jako důsledek benzopyrenu u kuřáků“. Rakovina plic. Archivovány od originál dne 14. dubna 2005. Citováno 5. března 2005.
- „Úrovně benzopyrenu ve spálených toastech“. Guardian Unlimited, Speciální zprávy: Blízká setkání. Citováno 5. března 2005.
- Karle, I.L. (2004). „Krystalová a molekulární struktura benzo [A] adukt pyren-7,8-diol-9,10-epoxid N2-deoxyguanosin: Absolutní konfigurace a konformace ". Sborník Národní akademie věd. 101 (6): 1433–8. doi:10.1073 / pnas.0307305101. PMC 341736. PMID 14757823. Citováno 3. ledna 2006.