Skrypt Biologia Medyczna 2023 PDF

CZĘŚĆ TEORETYCZNA Aerosfera Na biosferę składają się aerosfera (środowisko powietrzne), hydrosfera (środowisko wodne) oraz litosfera (środowisko lądowe). Człowiek, tak jak wiele innych gatunków organizmów, żyje na pograniczu aerosfery i litosfery. Aerosfera jest najniższą warstwą atmosfery obejmują...

CZĘŚĆ TEORETYCZNA Aerosfera Na biosferę składają się aerosfera (środowisko powietrzne), hydrosfera (środowisko wodne) oraz litosfera (środowisko lądowe). Człowiek, tak jak wiele innych gatunków organizmów, żyje na pograniczu aerosfery i litosfery. Aerosfera jest najniższą warstwą atmosfery obejmująca troposferę i część stratosfery do wysokości ok. 22 km. Aerosfera stanowi nie tylko źródło tlenu dla żywych organizmów, ale także: środowisko bytowania wielu pasożytów w tym stawonogów jako pasożytów zewnętrznych człowieka oraz organizmów - rezerwuarów lub wektorów biologicznych i mechanicznych organizmów i mikroorganizmów pasożytniczych; miejsce okresowego przebywania mikroorganizmów – jest to środowisko niesprzyjające dla ich życia i rozwoju; ośrodek umożliwiający przemieszczanie się drobnoustrojów oraz form rozwojowych pasożytów - jaj lub cyst, nawet na bardzo duże odległości. Ruchy powietrza (wiatry) mogą transportować na różne odległości zanieczyszczenia występujące w aerosferze. Źródła zanieczyszczenia aerosfery dzielą się na: naturalne: wybuchy wulkanów, pożary lasów i stepów, unoszenie się z prądami powietrza cząstek gleby, piasku, a także pyły organiczne pochodzące z litosfery, zawierające patogeny będące czynnikiem etiologicznym wielu chorób u człowieka; antropogeniczne: związane z działalnością człowieka. Powietrze ma zdolność do samooczyszczania, którego podstawowym mechanizmem jest osiadanie zawiesiny drobnoustrojów pod wpływem sił grawitacyjnych. Ważnym czynnikiem wpływającym na naturalne oczyszczanie powietrza jest promieniowanie ultrafioletowe. Antropopresja – zanieczyszczenia fizyko-chemiczne Zanieczyszczenia powietrza są głównymi przyczynami globalnych i lokalnych zagrożeń środowiska. Skutkami antropopresji są: degradacja warstwy ozonowej, zmiany klimatu (efekt cieplarniany), kwaśne deszcze oraz smog. Zmiany klimatu związane z efektem cieplarniamym, stwarzają także ryzyko częstego występowania kataklizmów pogodowych takich jak huragany, powodzie, długotrwałe upały, co staje się zasadniczą przyczyną wymierania gatunków. Niszczenie ozonosfery – „dziura ozonowa” – jest drugim obok efektu cieplarnianego, globalnym zagrożeniem, związanym z zanieczyszczeniem atmosfery. Konsekwencją tego procesu jest brak zatrzymywania przez cząsteczki tlenu i ozonu promieniowania UV-C i UV-B, które w niezdegradowanej atmosferze ziemskiej dociera w bardzo małych ilościach, zaledwie w 1-4%. Za degradację warstwy ozonowej odpowiedzialne są przede wszystkim freony i halony, które powszechnie stosowane są m.in. w aerozolach, systemach chłodniczych lodówek i zamrażarek, w płynach do czyszczenia i jako środek porotwórczy przy produkcji tworzyw sztucznych. Cząsteczki freonów i halonów (uczestniczące w degradacji warstwy ozonowej) dostają się do niższych warstw atmosfery, gdzie pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (głównie UV-B) ulegają degradacji. Niszczenie warstwy ozonowej sprzyja ekspozycji organizmów żywych na promieniowanie ultrafioletowe (UVR, Ultraviolet radiation), co może prowadzić do zakłócenia równowagi całych ekosystemów (m.in. zamieranie planktonu oraz wrażliwych na UV gatunków roślin uprawnych i przemysłowych). Może także zwiększać ryzyko występowania chorób u człowieka i zwierząt, przede wszystkim skóry (m. in. nowotworów skóry) i chorób oczu. Dla przykładu, promieniowanie UV-C, najdłuższe i o najwyższej energii może powodować silny rumień, oparzenia skóry jak i uszkodzenia DNA. Podobnie, ekspozycja na UV-B działa mutagennie i ma negatywny wpływ na komórki Langerhansa, element układu immunologicznego skóry. Z kolei UV-A poza komórkami skóry właściwej, oddziałuje na melanocyty i keratynocyty. Skutkami oddziaływania tego rodzaju promieniowania są 61 reakcje fotoalergiczne i fototoksyczne, a także wytwarzanie wolnych rodników, teleangiektazje (poszerzenie naczyń krwionośnych) oraz uszkadzanie białek strukturalnych i DNA, przez co promieniowanie UV wywołuje efekty kancerogenne i mutagenne. Z kolei oko ludzkie, łatwo absorbuje promieniowanie UV. Rogówka pochłania głównie promieniowanie UV-B, podczas gdy soczewka absorbuje głównie UV-A. Nadmierna ekspozycja na promieniowanie UV może zwiększać ryzyko niektórych chorób oczu (np. stan zapalny spojówki i rogówki na tle zespołu suchego oka, posłoneczne uszkodzenie plamki żółtej - retinopatia słoneczna, nowotwory powiek, spojówki i rogówki np. rak płaskonabłonkowy). Z innych szkodliwych czynników fizyko-chemicznych aerosfery, smog jest zjawiskiem atmosferycznym powstającym w określonych warunkach meteorologicznych (brak ruchów powietrza, inwersja termiczna, wysoka wilgotność) i przy dużej emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych. W ostatnich latach odnotowuje się wzrost tworzenia się toksycznego smogu w powietrzu. Ze względu na miejsce, warunki powstawania oraz skład chemiczny, wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje smogu: klasyczny (londyński – mgła przemysłowa, smog zawierający głównie dwutlenek siarki ze spalania paliw, powstający w warunkach nasycenia powietrza przez wodę; występuje w dużych miastach głównie strefy klimatu umiarkowanego) i fotochemiczny (typu Los Angeles – smog powstający przy dużej emisji spalin samochodowych w warunkach intensywnego promieniowania słonecznego; dochodzi do utleniania związków azotu przy udziale węglowodorów - powstają silnie utleniające związki (m.in. nitroolefiny) z dużym udziałem ozonu; występuje w dużych miastach strefy klimatu gorącego, a także umierkowanego w miesiącach letnich). Zanieczyszczenia powietrza w sposób istotny wpływają na zdrowie ludzi, powodując wiele dolegliwości głównie układu oddechowego i krwionośnego. WHO szacuje, że odsetek zgonów związanych z zanieczyszczeniem powietrza wynosi 5-6% rocznie. Największy wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie ludzi obserwuje się w rejonach przemysłowych i zurbanizowanych. Wyróżnia się zanieczyszczenia gazowe oraz pyłowe (tabela 1). Tabela 1. Zanieczyszczenia chemiczno-fizyczne powietrza – podział. Gazowe Pyłowe dwutlenek siarki (SO2) pył węglowy z krzemionką (SiO2) tlenki azotu (NxOy) pył z włóknami azbestowymi lotne związki organiczne (benzopireny) pyły obojętne np. tlenek cyny, siarczan baru, tlenki żelaza tlenek węgla (CO) pyły zawieszone PM10 dwutlenek węgla (CO2) pyły zawieszone PM2,5 rtęć gazowa benzen W ramach monitoringu czystości powietrza ocenia się zawartość: tlenku węgla, ozonu, dwutlenku siarki, dwutlenku azotu, pyłów zawieszonych - PM10, PM2,5 oraz benzenu i rtęci w stanie gazowym. Na podstawie poziomu poszczególnych parametrów możliwe jest określenie indeksu jakości powietrza ocenę taką prowadzi się w stacjach pomiarowych, w których uzyskuje się pomiary automatyczne, manualne lub pasywne (z wykorzystaniem specjalnych poborników z substancją czynną).Zanieczyszczenia fizyko-chemiczne wykazują negatywne działanie na organizm człowieka: pyły zawieszone PM10 i PM2,5 – zwiększają częstość występowania chorób układu oddechowego, powodują zaostrzenie objawów astmy oskrzelowej, zwężenie dróg oddechowych i naczyń krwionośnych, zwiększają ryzyko występowania zawału serca i udaru mózgu; lotne zanieczyszczenia organiczne (benzen, benzopiren) – zwiększają ryzyko wystąpienia nowotworów, benzopiren wykazuje silne działanie kancerogenne, mutagenne oraz teratogenne; 62  ozon – przyczynia się do większej częstości występowania zakażeń układu oddechowego; dwutlenek siarki – powoduje podrażnienie górnych dróg oddechowych, a także zaostrzenie schorzeń objawiających się podrażnieniem spojówek i skóry; wysokie stężenia dwutlenku siarki mogą wywołać ostre choroby górnych dróg oddechowych; tlenki azotu – powodują upośledzenie czynności płuc, nasilenie objawów oddechowych, wzrost reaktywności dróg oddechowych, wzrost częstości chorób infekcyjnych układu oddechowego, obniżenie zdolności wysiłkowej, u dzieci przy ciągłej ekspozycji mogą powodować zaburzenia rozwojowe; tlenek węgla – powoduje niedotlenienie narządów, sprzyjając udarom mózgu i zawałom serca. pierwiastki (zaliczane do tzw. metali ciężkich np. rtęć, ołów, kadm). Zwiększona ilość ołowiu kumulowana w organizmie, powoduje efekt obkurczenia naczyń krwionośnych, podwyższając ciśnienie krwi. Rtęć nieorganiczna zakłóca integralność bariery krew-mózg (zwiększa jej przepuszczalność), doprowadzając do przenikania białek osocza przez ściany naczyń krwionośnych do tkanki mózgu. Kadm i ołów blokują kanały wapniowe,wiążąc kalmodulinę (wewnątrzkomórkowe białko wiążące wapń), co przyczynia się do zaburzenia przekazywania sygnałów w komórkach, związanych z regulacją wielu procesów biologicznych komórki (np. metabolizmu, gospodarki energetycznej, syntezy neurotransmiterów). Obecnie, niezwykle ważne jest monitorowanie jakości powietrza. Kategorie jakości powietrza i informacje zdrowotne przedstawia tabela 2. Tabela 2. Kategorie jakości powietrza a informacje zdrowotne przeznaczone dla ludności (wg GIOŚ, 2018). Kategoria jakości Informacje zdrowotne powietrza Jakość powietrza jest bardzo dobra, zanieczyszczenie powietrza nie stanowi zagrożenia dla zdrowia, Bardzo dobra warunki bardzo sprzyjające do wszelkich aktywności na wolnym powietrzu, bez ograniczeń. Jakość powietrza jest zadowalająca, zanieczyszczenie powietrza powoduje brak lub niskie ryzyko Dobra zagrożenia dla zdrowia. Można przebywać na wolnym powietrzu i wykonywać dowolną aktywność, bez ograniczeń. Jakość powietrza jest akceptowalna. Zanieczyszczenie powietrza może stanowić zagrożenie dla Umiarkowana zdrowia w szczególnych przypadkach (dla osób chorych, osób starszych, kobiet w ciąży oraz małych dzieci). Warunki umiarkowane do aktywności na wolnym powietrzu. Jakość powietrza jest dostateczna, zanieczyszczenie powietrza stanowi zagrożenie dla zdrowia (szczególnie dla osób chorych, starszych, kobiet w ciąży oraz małych dzieci) oraz może mieć Dostateczna negatywne skutki zdrowotne. Należy rozważyć ograniczenie (skrócenie lub rozłożenie w czasie) aktywności na wolnym powietrzu, szczególnie jeśli ta aktywność wymaga długotrwałego lub wzmożonego wysiłku fizycznego. Jakość powietrza jest zła, osoby chore, starsze, kobiety w ciąży oraz małe dzieci powinny unikać przebywania na wolnym powietrzu. Pozostała populacja powinna ograniczyć do minimum wszelką Zła aktywność fizyczną na wolnym powietrzu – szczególnie wymagającą długotrwałego lub wzmożonego wysiłku fizycznego. Jakość powietrza jest bardzo zła i ma negatywny wpływ na zdrowie. Osoby chore, starsze, kobiety w ciąży oraz małe dzieci powinny bezwzględnie unikać przebywania na wolnym powietrzu. Pozostała populacja powinna ograniczyć przebywanie na wolnym powietrzu do niezbędnego minimum. Wszelkie Bardzo zła aktywności fizyczne na zewnątrz są odradzane. Długotrwała ekspozycja na działanie substancji znajdujących się w powietrzu zwiększa ryzyko wystąpienia zmian m.in. w układzie oddechowym, naczyniowo-sercowym oraz odpornościowym. 63  Pył PM10 - zawiera cząstki o średnicy aerodynamicznej ziaren nie większej niż 10 μm. Składa się z mieszaniny cząstek organicznych i nieorganicznych zawieszonych w powietrzu. Ze względu na znaczny rozmiar na jego powierzchni mogą osadzać się substancje toksyczne, takie jak benzopiren. Dopuszczalne stężenie średnioroczne PM10, wg wytycznych WHO z 22.09.2021 r., wynosi 15 μg/m3 (poprzednio 20 μg/m3), w Polsce – 40 μg/m3; dobowe wartości: 45 (WHO) i 50 μg/m3 (Polska). Cząstki PM10 są absorbowane na powierzchni spojówek i górnych dróg oddechowych, co może wywoływać takie objawy jak kaszel, katar, zwiększenie ryzyka infekcji oraz powodować stany zapalne spojówek. Pył 2,5 - zawiera cząstki mniejsze niż 2,5 μm, które mogą docierać do dolnych dróg oddechowych, a po sfagocytowaniu przez makrofagi do płuc i układu krwionośnego, a następnie z krwią mogą być transportowane do wszystkich narządów i tkanek. Średnioroczna dopuszczalna zawartość PM2,5 w powietrzu, wg wytycznych WHO z 22.09.2021 r., wynosi 5 μg/m3 (poprzednio 10 μg/m3), w Polsce – 20 μg/m3. Głównym źródłem pyłów są spaliny z pieców domowych i komunikacja samochodowa, a także spalanie odpadów. Choroby układu oddechowego wywołane pyłami nieorganicznymi – choroby zawodowe Nagromadzenie się pyłu w płucach i wystąpienie reakcji płuc na jego obecność prowadzi do powstania pylicy płuc. Jest to przewlekła choroba układu oddechowego, wywołana długotrwałym wdychaniem pyłów. Charakteryzuje się występowaniem przewlekłego zapalenia oskrzeli i postępowej rozedmy płuc, z czasem dochodzi do powstania serca płucnego (przerost i niewydolność prawej komory serca) i niewydolności krążenia. Biorąc pod uwagę zmiany histopatologiczne, pylice można podzielić na kolagenowe i niekolagenowe (tabela 3). Tabela 3. Podział pylic (choroby zawodowe) ze względu na rodzaj działania biologicznego. PYLICE KOLAGENOWE NIEKOLAGENOWE pyły obojętne o słabym działaniu pyły o właściwościach zwłókniających Czynnik: zwłókniającym np. tlenek cyny, siarczan np. krzemionka, azbest, talk baru, tlenki żelaza cytotoksyczne na makrofagi, które wyzwalają reakcja jest nieznaczna i potencjalnie w płucach proces włóknienia typu kolagenowego odwracalna: polega głównie na rozwoju Działanie: prowadzący do trwałego uszkodzenia lub włóknienia bez naruszenia struktury zniszczenia pęcherzyków płucnych pęcherzyków płucnych Pylica górników kopalń węgla (dawniej określana jako pylica węglowa) Rozwija się po kilkunastoletniej ekspozycji na pył kopalniany, którego głównym składnikiem jest pył węglowy z krzemionką SiO2 (2-10%); przez długi okres czasu (lata) pylica przebiega bezobjawowo. Do głównych objawów należą: duszność (początkowo tylko wysiłkowa), kaszel, objawy przeciążenia prawej komory serca i niewydolność prawokomorowa. Na obrazie RTG widoczne zacienienia guzkowate pojedyncze lub mnogie, najczęściej w górnych i środkowych częściach płuc. Pylica azbestowa Jest wynikiem wieloletniego wdychania włókien azbestu; dochodzi do silnego zwłóknienia płuc, często również i opłucnej oraz trwałego uszkodzenia pęcherzyków płucnych. W miarę rozwoju azbestozy, wzrasta ryzyko rozwoju chorób nowotworowych, jakich jak rak płuca, rak oskrzeli (ryzyko zwiększone około czterokrotnie) oraz międzybłoniaków opłucnej (prawie tysiąckrotnie zwiększone ryzyko). Do głównych objawów należą: narastająca duszność podczas wysiłku, suchy kaszel, ból w dolnych 64 partiach klatki piersiowej, siny odcień skóry, palce przybierają charakterystyczny pałeczkowaty kształt i pokrywają się brodawkowymi zmianami skórnymi. Rokowanie jest niepomyślne, ponieważ uszkodzenie płuc jest nieodwracalne i może postępować nawet po przerwaniu ekspozycji. W Polsce stosowanie azbestu jest zabronione od 1997 roku na mocy ustawy (z 19 czerwca 1997 r. z późniejszymi zmianami - Dz.u. 2004.3.20), która ordynowała zakaz: wprowadzania na terytorium RP wyrobów zawierających włokna azbestu, produkcji wyrobów zawierających azbest, obrotu azbestem i wyrobami zawierającymi azbest. Zanieczyszczenia biologiczne - bioaerozol Zanieczyszczenia biologiczne występują w powietrzu w postaci tzw. aerozoli biologicznych. Odgrywają one ważną rolę w szerzeniu się chorób zakaźnych i powstawaniu epidemii, wywoływaniu objawów alergicznych oraz mają działanie toksyczne. Aerozol biologiczny jest układem dwufazowym. Fazę dyspersyjną stanowią para wodna lub drobne kropelki śliny, śluzu itp., natomiast fazę rozproszoną - żywe drobnoustroje lub ich formy przetrwalnikowe, a także metabolity lub fragmenty komórek bakteryjnych (np. endotoksyny) i grzybów (np. mykotoksyny). W skład bioaerozolu wchodzi materiał biologiczny unoszony samoistnie lub niesiony przez większe cząstki niebiologiczne (np. cząsteczki pyłu). Zanieczyszczenia biologiczne powietrza stanowią przede wszystkim pyłki roślin, grzyby (głównie zarodniki), bakterie i wirusy, a także formy inwazyjne niektórych pasożytów (cysty pierwotniaków lub jaja helmintów). Ze względu na skład gatunkowy mikroorganizmów zawartych w aerozolu biologicznym dzielimy go na: saprotroficzny (drobnoustroje niepatogenne dla człowieka), zakaźny (mikroorganizmy patogenne) oraz mieszany. Żywe komórki aerozolu biologicznego mogą wywoływać choroby infekcyjne. Spośród bakterii Gram-dodatnich dominują rodzaje Microccocus, Streptococcus, Staphylococcus, Bacillus, Mycobacterium, natomiast z bakterii Gram-ujemnych - Pseudomonas, Escherichia, Enterobacter. Choroby zakaźne przenoszone za pośrednictwem powietrza bywają nazywane chorobami aerogennymi. W przypadku bakterii Gram-ujemnych zarówno występujące w ich ścianie komórkowej endotoksyny jak i wytwarzane enterotoksyny, mogą powodować różne stany chorobowe dróg oddechowych (zapalenia, toksyczne i alergiczne zapalenie płuc). Źródła aerozoli biologicznych: naturalne – gleba, woda, z których mikroorganizmy są wynoszone przez ruchy powietrza, a także organizmy, np. grzyby wytwarzające zarodniki roznoszone przez wiatr; bytowe (związane z działalnością człowieka) – rolnictwo i przemysł rolno-spożywczy, gospodarka ściekami i odpadami. Przykłady chorób, których czynniki etiologiczne przenoszone są drogą powietrzną: wirusowe: ospa wietrzna, grypa, różyczka, świnka (zapalenie przyusznic); bakteryjne: zapalenie oskrzeli i płuc, gruźlica płuc, błonica, krztusiec, płonica; grzybicze: aspergiloza płuc (kropidlakowa grzybica płuc), mukormykoza płuc, kryptokokoza płuc, grzybica tchawicy i oskrzeli, grzybicze zapalenie płuc, grzybica opłucnej, zatok, ucha wewnętrznego. Bioaerozole stanowią od 5 do nawet 34% zanieczyszczeń powietrza wewnętrznego (powietrze otaczające człowieka w pomieszczeniach); mniejsze cząsteczki (o rozmiarach 3000 Pseudomonas fluorescens brak 50 Gronkowce wywołujące brak 25 hemolizę α Gronkowce wywołujące brak 50 hemolizę β Promieniowce 10 10-100 >100 Ogólna liczba grzybów 3000-5000 5000-10000 >10000 Metody oceny stopnia zanieczyszczenia biologicznego powietrza W ocenie składu mikrobiologicznego aerozoli uwzględnia się następujące bakterie: promieniowce – wskaźnik zanieczyszczenia powietrza cząstkami gleby; Pseudomonas fluorescens – wskaźnik zanieczyszczenia aerozolami biologicznymi pochodzącymi z wód powierzchniowych; bakterie hemolizujące β – indykatory aerozoli pochodzących z przewodu oddechowego ludzi i zwierząt. Do bakterii hemolizujących związanych z bioaerozolem zalicza się gronkowce. Spośród kilkudziesięciu gatunków z rodzaju Staphylococcus, najważniejszymi czynnikami etiologicznymi zakażeń gronkowcowych człowieka są: S. aureus, S. epidermidis i S. saprophyticus – gatunki, które mogą powodować zakażenia powierzchniowe (skóry) oraz układowe. S. aureus (gronkowiec złocisty) jest uznawany za najważniejszy czynnik zakażeń szpitalnych. Dane epidemiologiczne wskazują na fakt, że gronkowiec złocisty stale zasiedla błony śluzowe około 10% osób zdrowych, natomiast jako składnik mikrobioty przejściowej występuje u 70-90% ludzi. Do dziś nie ma jednej, skutecznej metody, umożliwiającej prowadzenie stałego monitoringu zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza (metody takie istnieją w przypadku określania zanieczyszczeń pyłowych i gazowych). Obecne techniki pozwalają jedynie określić chwilowy stan zanieczyszczenia biologicznego powietrza. Najprostszą metodą używaną do określania w powietrzu liczebności mikroorganizmów (bakterii i grzybów) jest metoda Kocha - metoda sedymentacyjna (opadowa). Jest to tania, niewymagająca specjalistycznej aparatury technika, jednak pozwala ona na uzyskiwane jedynie mało dokładnych danych; za jej pomocą nie można wykryć drobnych cząstek bioaerozolu, które nie ulegają sedymentacji lub osiadają bardzo wolno, a objętość badanego powietrza jest tylko szacunkowa. Znacznie dokładniejsze wyniki oceny zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza uzyskuje się stosując próbniki wolumetryczne (aspiratory, aeroskopy, impaktory), które umożliwiają pobranie i przebadanie ściśle określonej objętości powietrza. W zależności od wykorzystanego urządzenia można wyróżnić metody: zderzeniowe, filtracyjne, płuczkowe, elektroprecypitacji, odśrodkowe oraz cytometrię przepływową. Zastosowanie metod wolumetrycznych pozwala na dokonanie wyboru oceny 67 liczby drobnoustrojów w określonej objętości badanego powietrza stosując metody hodowlane lub niehodowlane, w tym mikroskopowe (mikroskopia kontrastowo-fazowa), biochemiczne (oznaczanie produktów metabolizmu drobnoustrojów, takich jak enzymy, ergosterol, toksyny), luminescencyjne (oznaczanie ATP), a także badania genetyczne (metoda PCR) i cytometrię przepływową. Metody oceny jakości mikrobiologicznej powietrza a) metoda sedymentacyjna Kocha – opis w części praktycznej; b) metody filtracyjne - filtracja powietrza przez sączki membranowe, na których zatrzymują się zanieczyszczenia mikrobiologiczne (filtry kładzie się bezpośrednio na pożywkę lub płucze się je, a następnie posiewa i inkubuje; filtry także barwi się i ogląda pod mikroskopem); c) metody zderzeniowe - zasysanie przez aspirator znanej objętości powietrza, które z dużą szybkością uderza w powierzchnię pożywek agarowych; powoduje to wychwycenie obecnych w powietrzu drobnoustrojów, które po określonym czasie inkubacji wytwarzają kolonie; d) elektroprecypitacja - opiera się na fakcie, że wszystkie cząstki, w tym również drobnoustroje, posiadają określony ładunek elektryczny; w aparatach zwanych precypitatorami płytki Petriego z pożywką podłączone są do źródła prądu, pełniąc tym samym rolę elektrod przyciągających cząstki, a więc także mikroorganizmy naładowane przeciwnie; e) cytometria przepływowa - jest techniką analityczną pozwalającą na szybki pomiar rozproszonego światła lub sygnałów fluorescencji emitowanych przez odpowiednio naświetlone komórki mikroorganizmów; f) luminescencja (ATP) - polega na oznaczeniu stężenia ATP, związku obecnego w każdej żywej komórce oraz materiałach biologicznych; pomiar ATP informuje o ilości obecnego zanieczyszczenia poprzez liczbową wartość tzw. umownych jednostek luminescencyjnych (RLU); g) PCR – określenie przynależności taksonomicznej szczepów bakterii/grzybów wyizolowanych z próbki badanego powietrza na podstawie uzyskanego z mikroorganizmów materiału genetycznego. 68 Wnioski: OBSERWACJA Polecenia: po obejrzeniu każdego preparatu, wrysuj brakujące szczegóły budowy pasożyta w zaproponowany rysunek konturowy rysunki opisz odpowiednimi nazwami oceń w przybliżeniu długość i szerokość pasożytów zwracaj uwagę na zabarwienie elementów budowy pasożytów 1. Zanieczyszczenia pyłowe i ich wpływ na organizm człowieka a) płuco człowieka (bez ekspozycji na pyły nieorganiczne) - obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop b) płuco człowieka (po ekspozycji na pyły nieorganiczne) - obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Zwróć uwagę na: strukturę pęcherzyków płucnych a) płuco człowieka zdrowego b) płuco człowieka z pylicą 2. Wektory przenoszące choroby infekcyjne i inwazyjne Liczne dorosłe stawonogi (pajęczaki i owady), dla których powietrze stanowi podstawowe środowisko życia są przenosicielami mechanicznymi bądź biologicznymi drobnoustrojów i pasożytów. Przenosicielami biologicznymi (wektorami biologicznymi) pasożytów człowieka są: kleszcze (rodzaj Ixodes dla np. Borrelia burgdorfei – choroba z Lyme i Babesia microti - babesioza); pluskwiaki (rodzaj: Rhodnius, Triatoma i Panstrongylus dla Trypanosma cruzi – choroba Chagasa); komary (samice Anopheles maculipennis i Anopheles gambiae dla Plasmodium vivax i Plasmodium falciparum - malaria); 70  moskity (Phlebothomus dla Leishmania tropica – leiszmanioza/wrzód wchodni); muchy tse-tse (Glossina palpalis dla Trypanosoma brucei gambiense – śpiączka afrykańska); Krew człowieka stanowi siedlisko dla niektórych pasożytów człowieka: np. w osoczu występują postacie trypomastigota Trypanosoma brucei gambiense, a w krwinkach czerwonych postacie rozwojowe Plasmodium spp. (formy pierścienia, trofozoity, schizonty, merozoity, gametocyty). Obecność pasożytów we krwi określa się terminem parazytemia. Kosmopolityczne owady: mucha domowa, mucha zielona i ścierwica uczestniczą w biernej transmisji (przenoszenie) pierwotniaków (np.: Entamoeba histolytica, E. coli, Giardia intestinalis) i helmintów (jaja) pasożytujących w przewodzie pokarmowym człowieka, a także licznych grzybów oraz bakterii (np.: pałeczki duru brzusznego i durów rzekomych, przecinkowce cholery, prątki gruźlicy, pałeczki czerwonki, laseczki wąglika i tężca). a) Ixodes ricinus - obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Jest najbardziej rozpowszechnionym gatunkiem kleszcza występującym w Polsce, występuje także w całej Europie, północnej i zachodniej Afryce, a także Azji Mniejszej. Charakteryzuje się dużą plastycznością siedliskową (występuje w lasach mieszanych i liściastych). Jest także często spotykany w parkach, na działkach, w ogrodach botanicznych, na nieskoszonych trawinkach. Należy do kleszczy trójżywicielowych (każde stadium rozwojowe pasożytuje na innym żywicielu), a cykl rozwojowy trwa 2-3 lata w zależności od warunków klimatycznych. W miejscu żerowania kleszcza na skórze pojawiają się zmiany w postaci zaczerwienienia, obrzęku oraz reakcji zapalnej. Toksyny kleszcza mogą wywołać ogólne reakcje alergiczne, bóle głowy, złe samopoczucie. Gatunek ten jest wektorem wirusów (m.in. wirus kleszczowego zapalenia mózgu), bakterii (Borrelia burgdorferi, Anaplasma phagocytophilum, Brucella malitiens), oraz pierwotniaków (Babesia microti). Zaznacz na rysunku: hypostom, głaszczki, tarcza grzbietowa: 71 b) Anopheles macullipennis – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Tylko samice widliszka pobierają krew (samce odżywiają się nektarem); są najbardziej aktywne wieczorem, w nocy i o świcie. Wiosną wygłodniałe samice mogą atakować również w dzień na wolnym powietrzu, a latem pobierają krew człowieka nawet wewnątrz pomieszczeń. Rozwój odbywa się w zbiornikach naturalnych, zawierających czystą i dobrze natlenioną wodę stojącą. W klimacie umiarkowanym w ciągu roku rozwijają się 3-4 pokolenia. Ślina widliszka zawiera składniki drażniące, które u osób wrażliwych wywołują odczyny alergiczne. Jest przenosicielem biologicznym pierwotniaków z rodzaju Plasmodium wywołujących malarię. Zaznacz na rysunku: głaszczki, kłujkę, czułki: c) Culex pipiens – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Gatunek kosmopolityczny najliczniej występujący w klimacie umiarkowanym i Afryce, pospolity w Polsce; zarówno w środowisku wiejskim jak i miejskim. Podobnie jak w przypadku komara widliszka tylko samice żywią się krwią, a samce nektarem roślinnym. Samice są aktywne przede wszystkim wieczorem i nocą; masowo kłują szczególnie często w sierpniu i na początku września. Ślina komara powoduje świąd, który u osób wrażliwych może wywołać stany zapalne skóry. C. pipiens może przenosić ornitozy oraz wirusy neurotropowe z ptaków domowych/dzikich m.in. na ludzi. Zaznacz na rysunku: głaszczki, kłujkę, czułki: 72 d) Musca domestica – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Gatunek synantropijny, kosmopolityczny, najbardziej rozpowszechniony w klimacie umiarkowanym. Występuje w sąsiedztwie siedlisk człowieka (śmietniki, zabudowania gospodarskie). Postać dorosła jest szaroczarna, głowa spłaszczona z parą czerwonobrązowych oczu. Mucha domowa odgrywa ważną rolę jako przenosiciel mechaniczny duru brzusznego, prątków gruźlicy, pałeczek czerwonki bakteryjnej. Larwy mogą stać się przypadkowymi pasożytami człowieka i zwierząt powodując muszyce, kiedy jaja zostaną złożone w ranie lub naturalnych otworach ciała. NOTATKI: 3. Czynniki etiologiczne parazytoz, których wektory znajdują się w aerosferze. a) Plasmodium falciparum obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - rozmaz krwi osoby z parazytemią Jest najczęściej występującym gatunkiem zarodźca w krajach o klimacie subtropikalnym i tropikalnym. Pasożyt wnika do wszystkich rodzajów erytrocytów (niezależnie od etapu erytropoezy). Zarażone krwinki nie są zmienione morfologiczne, często występuje zarażenie mnogie krwinek. Wektorem malarii tropikalnej/podzwrotnikowej są samice komarów z rodzaju Anopheles. Podczas pobierania krwi zarażona zarodźcem samica widliszka wprowadza do organizmu człowieka sporozoity. P. falciparum jest czynnikiem etiologicznym malarii podzwrotnikowej, która ma najcięższy przebieg wśród wszystkich rodzajów malarii. Okres inkubacji trwa 9-25 dni, napady gorączki występują co 36-48h. W przebiegu parazytozy dochodzi do masowego rozpadu zarażonych erytrocytów, a także ich sekwestracji (tworzenie się skupisk - szczególnie niebezpieczne w naczyniach włosowatych mózgu i łożyska). Narysuj: prawidłowy erytrocyt Zaznacz na rysunku: postać pierścienia, gemetocyty; 73 b) Plasmodium vivax- obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - preparat grubej kropli krwi – gruby rozmaz krwi osoby z parazytemią Występuje najczęściej w Azji Południowo-Wschodniej, we wschodnim regionie basenu Morza Śródziemnego, Indiach, Pakistanie, Etiopii, w Europie głównie w Grecji i Turcji. P. vivax wykazuje szczególne powinowactwo do retikulocytów. W krwince powstają pojedyncze postacie rozwojowe od pierścienia do schizonta dojrzałego (meront). Pierścień z dużą grudką chromatyny zajmuje 1/3 średnicy krwinki, ma dużą wodniczkę otoczoną wąską cytoplazmą. Sposób rozprzestrzeniania się jest analogiczny do P. falicparium, innych gatunków tego rodzaju. Jest czynnikiem etiologicznym malarii trzeciaczki, której okres wylęgania wynosi najczęściej 11-13 dni. Jako pierwsze pojawiają się objawy grypopodobne, przechodzące w napady zimnicy. Okres napadów gorączki występuje co 48h. Po 3-8 tygodniach zimnica przechodzi w postać utajoną. Przed zarażeniem człowieka P.vivax chroni naturalna odporność - brak antygenu grupowego Duffy-ego na erytrocytach, które stanowią receptor dla zarodźca ruchliwego. Możliwe są nawroty objawowej zimnicy związane z tworzeniem form hipnozoitów w komórkach wątroby. Zaznacz na rysunku: postać pierścienia, trofozoit: c) Trypanosma spp.– obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Trypanosoma brucei gambiense - świdrowiec gambijski Występuje w Afryce Zachodniej i Środkowej. Jest przenoszony z człowieka zarażonego na zdrowego za pośrednictwem wektora biologicznego muchy tse-tse. Świdrowce pasożytują we krwi, chłonce oraz płynie mózgowo-rdzeniowym człowieka i są czynnikiem etiologicznym śpiączki afrykańskiej. W początkowej fazie inwazji w miejscu wniknięcia na skórze powstaje kilkucentymetrowa zmiana – grudkowaty odczyn zapalny. Następnie pierwotniaki dostają się do naczyń krwionośnych i limfatycznych, którymi trafiają do różnych tkanek i narządów człowieka. Tryponasoma cruzi - świdrowiec amerykański Występuje endemicznie w Ameryce Południowej i Środkowej oraz w południowych stanach USA. Przenosicielami biologicznymi świdrowca amerykańskiego są pluskwiaki z rodzajów Triatoma, Rhodnius lub Panstrongylus. Pierwotniak ten wywołuje trypanosomozę amerykańską. Postacie trypomastigota pasożytują w osoczu krwi i chłonce, natomiast postacie amastigota głównie w komórkach mięśnia sercowego, przełyku, jelita. W miejscu wniknięcia pasożyta powstaje wrzodziejący naciek zapalny. Okres inkubacji trwa 1-2 tygodnie. Parazytoza może mieć przebieg ostry lub przewlekły. 74 Trypanosoma brucei gambiense i Tryponasoma cruzi - cienki rozmaz krwi osób z parazytemią Zwróć uwagę na: lokalizację we krwi formy trypomastigota i jej kształt dla obu gatunków; Zaznacz na rysunku: wić, jądro, kinetoplast, błonę falującą tej formy: d) Leishmania tropica – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Wiciowce z rodzaju Leishmania to pasożytnicze pierwotniaki należące do rodziny świdrowców. Rodzaj obejmuje kilka gatunków, które powodują leiszmaniozę występującą pod postaciami: skórno- śluzówkową (mucocutaneous leishmaniasis, MCL) głównie w Ameryce Południowej – powodowanej przez np. Leishmania mexicana complex, skórną (CL, cutaneous leishmaniasis) – przez L. tropica, L. major, L. aethiopica lub narządową (VL, visceral leishmaniasis, kala-azar) – L. donovani, L. infantum, L. chagasi. Przenosicielem biologicznym pasożyta są muchówki (moskity) z rodzajów Lutzomyia oraz Phlebotomus. Zarażenie następuje postacią promastigota podczas ssania przez samicę wektora krwi lub przez rozgniecenie i wtarcie wiciowców w uszkodzoną skórę (moskit kłuje nocą). Powstaje ognisko pierwotne, w którym postacie promastigota dzielą się szybko i przechodzą w sferomastigota, a następnie amastigota, zajmując kolejne komórki skóry i tkanki podskórnej. Leiszmanioza skórna (tzw. wrzód wschodni) jest w strefie tropikalnej jedną z najczęstszych przewlekłych zmian skórnych. Obserwowana zwłaszcza na Bliskim Wschodzie i w rejonie Morza Śródziemnego, także w Azji, w Ameryce Południowej i Środkowej. W Polsce leiszmanioza może być przywlekana przez podróżnych/migrantów z krajów endemicznego występowania tej choroby. Choroba może przybierać różne formy kliniczne. W miejscu ukłucia przez zarażoną muchówkę, najczęściej na odkrytych częściach ciała, pojawia się niebolesny czerwony guzek. Zmiana taka ulega owrzodzeniu: z wysiękiem surowiczym – postać ostra (ogniskowa martwica mokra; okres wylęgania 1-8 tygodni) lub z centralną martwicą i strupami – postać przewlekła (ogniskowa martwica sucha; okres wylęgania 6-18 miesięcy). Po wygojeniu zwykle pozostawia głębokie blizny. Możliwe są zmiany nawracające, także rozlane trwające niekiedy kilka lat szczególnie u osób z osłabioną odpornością. Zmianom skórnym mogą towarzyszyć objawy ogólne. Potwierdzeniem rozpoznania choroby jest wykrycie pierwotniaków pod mikroskopem w wycinkach pobranych z obrzeży zmian skórnych. 75 Zaznacz na rysunku: - formy amastigota w komórkach skóry/tkanki podskórnej oraz formy promastigota w preparacie z hodowli; - w komórkach pierwotniaka: wici, jądro, kinetoplast: e) Loa loa - obserwacja w programie/opis Olyvia/mikroskop - mikrofilarie w rozmazie/preparacie grubej kropli krwi Nicień występujący w krajach tropikalnych Afryki Zachodniej i Środkowej. Przenosicielami Loa loa są muchówki z rodziny bąkowatych, z rodzaju Chrysops. Nicień wywołuje loaozę (ang. loiasis). Postacie dojrzałe wędrują w tkance podskórnej. Obecność pasożyta powoduje krótkotrwałe, swędzące zmiany wypryskowe i rumieniowate. Pojawiają się okresowe, bolesne nacieki najczęściej w okolicy dużych stawów, zwane obrzękiem kalabarskim. Postacie dojrzałe mogą migrować do gałki ocznej powodując ból, świąd i łzawienie (ang. inna nazwa choroby African eye worm). Mikrofilarie – ruchliwe larwy pasożyta w przezroczystej osłonce (pozostałaść skorupki jajowej) mają dobową okresowość pojawiania się we krwi. Narysuj: larwy pomiędzy odpowiednimi krwinkami – jakie są to krwinki ? Zwróć uwagę na: ich wielkość i kształt Podpis prowadzącego ……………………………………… Data: …………………………………………………… 76  CZĘŚĆ TEORETYCZNA Hydrosfera Woda jest aktywnym czynnikiem przekształcania warunków środowiskowych, bierze udział w kształtowaniu klimatu, rzeźby terenu oraz jakości gleb. Wszystkie zasoby wody na Ziemi stanowią około 1,5 mld km3. Ponad 95% zasobów znajduje się w oceanach, a tylko ok. 3% (35 mln m3) stanowią zasoby wody słodkiej; szacuje się, że 70% wód słodkich uwięzionych jest w lodowcach i pokrywie śnieżnej, co znacznie zmniejsza ilość wody słodkiej użytecznej dla człowieka. Zasoby wodne podlegają stałemu zanieczyszczaniu przez ścieki komunalne i przemysłowe oraz pochodzące z działalności rolniczej (nawożenie mineralne i organiczne, środki ochrony roślin). Wśród zanieczyszczeń związki azotu i fosforu (związki biogenne) prowadzą do eutrofizacji zbiorników wodnych. Związki azotowe (azot amonowy NH4+, azotanowy NO3-, azotynowy NO2-) występujące w wodzie stymulują rozwój mikroorganizmów, w tym sinic, glonów, grzybów; przyczyniając się do obniżenia stężenia tlenu rozpuszczonego, mogą oddziaływać toksycznie na organizmy wodne, a także zmniejszać skuteczność chlorowania (dezynfekcja), co w konsekwencji ogranicza możliwość wykorzystania wody w celach konsumpcyjnych. Wysokie stężenie azotanów (V) w wodzie pitnej ma negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Szkodliwość azotanów wynika z możliwości ich redukcji przez mikrobiotę przewodu pokarmowego do azotanów (III) – azotynów, które prowadzą do methemoglobinemii [obecność znacznych ilości methemoglobiny (żelazo na III stopniu utlenienia) zamiast hemoglobiny (żelazo na II stopniu utlenienia)], szczególnie niebezpiecznej dla niemowląt i kobiet w ciąży. Ponadto azotyny są prekursorami nitrozoamin, które wykazują działanie rakotwórcze, mutagenne i teratogenne. Związki zawierające fosfor mogą przedostawać się do wód powierzchniowych ze źródeł wewnętrznych (osadów dennych i organizmów) oraz zewnętrznych, takich jak ścieki miejskie (gł. środki piorące), przemysłowe oraz spływy powierzchniowe (gł. nawozy). W oczyszczonych ściekach główną formą fosforu są fosforany rozpuszczalne, które pobierają rośliny, przez co często w wodnych ekosystemach śródlądowych fosfor jest czynnikiem ograniczającym wzrost roślin. W wodzie pitnej nie bada się zawartości fosforu. Zanieczyszczenia chemiczne W wodzie pitnej i użytkowej występować mogą substancje toksyczne i także metale ciężkie, które mogą wykazywać działanie toksyczne na organizmy i środowisko. Szczególnie niebezpieczne są: arsen, miedź, kadm, ołów, rtęć, cynk, chrom, nikiel i selen. Arsen - przedostaje się do wody m.in. ze ściekami z zakładów farmaceutycznych, fabryk produkujących barwniki i wód kopalnianych. Może być składnikiem środków grzybobójczych, owadobójczych i chwastobójczych. Jego toksyczność zależna jest od postaci chemicznej, trójwartościowy jest bardziej toksyczny niż pięciowartościowy; dawka śmiertelna arsenu dla człowieka to 70-180 mg. Dopuszczalna zawartość arsenu w wodzie pitnej wynosi 10 μg/l. Kadm – źródłem jego emisji do środowiska są przede wszystkim zakłady produkujące barwniki, farby, baterie, akumulatory i środki ochrony roślin. Kadm przedostaje się do zbiorników wodnych z opadem pyłów atmosferycznych, a także poprzez transport rzeczny. Dopuszczalna zawartość tego pierwiastka w wodzie pitnej to 5 μg/l. Rtęć – przedostaje się do wód z opadów atmosferycznych, ze spływem wód gruntowych i powierzchniowych. Wszystkie formy rtęci są bardzo toksyczne dla organizmów wodnych i mogą kumulować się zarówno w roślinach, jak i zwierzętach. Ścieki zawierające związki rtęci źle wpływają na procesy biochemiczne w oczyszczalniach ścieków. Źródłem rtęci są odpady przemysłowe z produkcji 82 baterii, środków ochrony roślin, pestycydów, z zakładów farmaceutycznych i petrochemicznych. Śmiertelna dawka rtęci wynosi około 1g, natomiast dopuszczalna zawartość wodzie pitnej - 1μg/l. Zanieczyszczenia biologiczne Drobnoustroje występujące w zbiornikach wodnych można podzielić na dwie grupy: autochtoniczne – głównie bakterie autotroficzne; foto- i chemosyntetyzujące (nitryfikacyjne, siarkowe, żelazowe); allochtoniczne – przedostające się do wody z powietrza, gleby, ze ściekami przemysłowymi, komunalnymi – głównie saprobionty i mikroorganizmy chorobotwórcze. Wodnopochodne choroby infekcyjne i inwazyjne Infekcje wodnopochodne - choroby infekcyjne i inwazyjne człowieka, których czynniki etiologiczne występują w wodzie, a do zakażenia/ zarażenia dochodzi najczęściej: poprzez konsumpcję zanieczyszczonej wody, bezpośredni kontakt podczas korzystania z wodnych miejsc rekreacji (baseny, kąpieliska), podczas użytkowania wody do celów higienicznych i gospodarczych. Patogeny obecne w wodzie należą do różnych grup systematycznych (wirusy, bakterie, grzyby, pierwotniaki, płazińce, obleńce), dla niektórych z nich woda jest naturalnym środowiskiem stałego bytowania (wolnożyjące ameby np. Acanthamoeba spp.), a dla innych miejscem bytowania form rozwojowych (np. Schistosoma spp., Diphyllobothrium latum, Fasciola hepatica). Jednak większość chorobotwórczych mikroorganizmów stanowi allochtoniczną mikrobiotę zbiorników wodnych, do których dostaje się wraz ze ściekami komunalnymi (Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp.). W łańcuchu epidemiologicznym wodnopochodnych chorób infekcyjnych i inwazyjnych można wyróżnić trzy podstawowe ogniwa (rycina 1): Środowisko wodne Woda przeznaczona do: - spożycia - celów rekreacyjnych Populacja Populacja podatna na - użytku w gospodarstwach domowych zakażona/zarażona zakażenie/zarażenie Rycina 1. Ogniwa łańcucha epidemiologicznego. Patogeny znajdujące się w wodzie, takie jak wirusy, bakterie, grzyby czy formy rozwojowe pasożytów, mogą pochodzić ze ścieków bytowo-gospodarczych, ze szpitali (głównie oddziałów chorób zakaźnych), z ferm hodowlanych, ze składowisk odpadów oraz wód opadowych i roztopowych (tabele 1 i 2). 83 Tabela 1. Wybrane czynniki etiologiczne chorób infekcyjnych i inwazyjnych naturalnie występujące lub kontaminujące środowisko wodne. Czynnik Przykłady (rodzaje) wirusy Adenovirus, Rotavirus, Enterovirus (Coxackievirus, Poliovirus), Hepatovirus A, Orthohepevirus A, Norovirus bakterie Escherichia, Salmonella, Shigella, Campylobacter, Clostridium, Enterococcus, Leptospira, Listeria, Mycobacterium, Pseudomonas, Vibrio, Yersinia grzyby Aspergillus, Penicillium, Exophiala, Fusarium, Mucor, Rhizopus, Candida, Rhodotorula, Trichosporon pierwotniaki Toxoplasma, Giardia, Cryptosporidium, Acanthamoeba, Naegleria, Balamuthia, Entamoeba helminty Schistosoma, Ascaris, Trichuris, Dracunculus Tabela 2.Wybrane wirusy i bakterie zanieczyszczające wodę oraz wywoływane przez nie choroby. Patogen Choroba Hepatitis A virus, Hepatitis E virus wirusowe zapalenie wątroby Poliovirus choroba Heinego-Medina Rotavirus, Adenovirus zapalenie żołądka i jelita cienkiego Salmonella typhi dur brzuszny Salmonella paratyphi dur rzekomy Shigella flexneri czerwonka bakteryjna Vibrio cholerae cholera Helicobacter pylori zapalenie błony śluzowej żołądka Czynniki sprzyjające występowaniu wodnopochodnych chorób pasożytniczych: zanieczyszczenie wód powierzchniowych i gruntowych (odchodami ludzkimi i zwierzęcymi); nieprawidłowości w przebiegu procesu uzdatniania wody; właściwości pasożyta: - szeroka specyficzność żywicielska (np. człowiek i ponad 80 gatunków ssaków są żywicielami Cryptosporidium parvum), - wysoka inwazyjność (niewielka liczba cyst pierwotniaków jelitowych wywołuje inwazję), - małe rozmiary form dyspersyjnych (cysty/oocysty – konieczne jest zastosowanie filtrów o odpowiednio małych porach; C. parvum – cysty mają średnicę 4,5-5,5 μm i mogą penetrować przez filtry piaskowe), - oporność na działanie czynników środowiskowych i środków dezynfekcyjnych (np. konwencjonalne chlorowanie wody niszczące bakterie jelitowe jest niewystarczające do zniszczenia cyst C. parvum, Giardia intestinalis i Entamoeba spp.). W ocenie czystości wody brane są pod uwagę wskaźniki fizyczne, chemiczne i biologiczne. Wskaźnikami biologicznymi zanieczyszczenia wód, wykorzystywanymi zwłaszcza w ocenie przydatności wody do celów konsumpcyjnych, są różne gatunki/rodzaje bakterii. Bezpośrednie wykrywanie w próbkach wody bakterii bezwzględnie chorobotwórczych (np. Salmonella, Shigella) jest trudne. Najczęściej korzysta się z metody pośredniej polegającej na wykrywaniu bakterii uznawanych za wskaźniki stanu sanitarnego (wskaźnik zanieczyszczeń typu fekalnego) – E. coli i inne spokrewnione z nimi pałeczki grupy coli (nieprzetrwalnikujące, względnie beztlenowe pałeczki Gram-ujemne, które posiadają zdolność do fermentacji laktozy z wytworzeniem produktów kwaśnych i gazowych w 48- godzinnej hodowli w temperaturze 37°C, tzn. pałeczki z rodzajów: Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter - wszystkie z rodziny Enterobacteriaceae), rzadziej poszukuje się laktozo-dodatnich 84 szczepów pałeczek z rodzaju Aeromonas (rodzina Areomonadacae). Obecnie rekomendowane są dwie metody oznaczania bakterii grupy coli w wodzie przeznaczonej do spożycia: EN ISO 9308-1 – metoda oznaczania ilościowego oparta na technice filtracji membranowej, a następnie z hodowlą na chromogennym podłożu agarowym dla bakterii grupy coli i określeniu liczby organizmów docelowych w badanej próbce; EN ISO 9308-2 – metoda oznaczania ilościowego polegająca na określeniu najbardziej prawdopodobnej liczby (NPL) Escherichia coli i bakterii grupy coli oparta jest na zdolności E. coli do wytwarzania enzymu β-D-glukuronidazy. Podstawową metodą oceny, czy woda lub żywność miały kontakt z odchodami jest określanie miana coli. Miano coli typu kałowego to liczba cm3 wody, na którą przypada jedna pałeczka okrężnicy Escherichia coli lub pokrewnych bakterii występujących w jelitach człowieka, np. Citrobacter sp., Enterobacter sp. (im wyższe miano coli tym woda bardziej czysta pod względem mikrobiologicznym). Rutynowa analiza bakteriologiczna oceniająca stan sanitarny wody obejmuje także oznaczenie ogólnej liczby bakterii psychrofilnych (namnażają się w temperaturze -5 do +30°C, optimum 15-30°C) i mezofilnych (+15 do +45°C, optimum 37°C, są to głównie bakterie patogenne). Poza oceną mikrobiologiczną, ocena czystości wody w zbiornikach naturalnych obejmuje także metody hydrobiologiczne np.: indeks biologiczny (Bi). Jest to określenie stosunku liczbowego różnych grup organizmów mikroskopowych występujących w 1 ml wody Bi = 2P/(R+K) P- producenci, R- reducenci, K- konsumenci. Wymagania mikrobiologiczne dotyczące wody pitnej i wykorzystywanej do celów rekreacyjnych według Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017r w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, „woda jest zdatna do użycia, jeżeli wolna jest od mikroorganizmów chorobotwórczych i pasożytów w liczbie stanowiącej potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, wszelkich substancji w stężeniach stanowiących potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego oraz nie wykazuje agresywnych właściwości korozyjnych i spełnia wymagania mikrobiologiczne i chemiczne”. Do oczyszczania wody przeznaczonej do konsumpcji stosuje się osadniki i filtry, które usuwają zawiesiny, a po koagulacji domieszki koloidalne i znaczną część bakterii, w tym patogennych. Jeśli metody mechaniczno-chemiczne uzdatniania wody nie gwarantują w pełni usunięcia mikroorganizmów wodę poddaje się dezynfekcji wykorzystując ozon lub związki chloru. Ozon - najsilniejszy utleniacz, powoduje zwiększenie przepuszczalności ścian komórkowych i lizę komórek. Ozonowane powietrze wprowadzane jest pod ciśnieniem do wody przez porowate dno zbiornika; woda pozostaje ok. 18 min w kontakcie z ozonem dodawanym w stężeniach 1,7-3,5 mg/dm3, co pozwala na eradykację komórek E. coli do 99,6% i wirusów do 99,9%. Po dezynfekcji ozon rozkłada się samorzutnie, wzbogacając wodę w tlen. Związki chloru - po dodaniu do wody część chloru łączy się z zanieczyszczeniami obecnymi w wodzie, a część pozostaje jako tzw. chlor użyteczny, który działa bójczo na mikroorganizmy; najsilniejsze działanie wykazuje kwas podchlorawy, najsłabsze - chloraminy. Chlorowanie jest procesem pozwalającym na usunięcie z wody do 99,9% bakterii i wirusów. W praktyce zaleca się stosowanie dawki standardowej 1-2 mg wolnego chloru przez 20-30 min. 85 Litosfera Litosfera będąc częścią biosfery związana jest z hydrosferą i aerosferą, a jej miąższość wynosi ok. 80- 150 km. Obecny stan litosfery jest wynikiem oddziaływań: kosmicznych (m.in. oddziaływania Słońca, Księżyca, meteorytów), endogenicznych (m.in. ruchy górotwórcze, ruchy płyt tektonicznych, działalność wulkaniczna, trzęsienia ziemi), egzogenicznych (m.in. wietrzenie, erozja, sedymentacja) oraz antropogenicznych (m.in. eksploatacja zasobów, wpływ człowieka na procesy egzogeniczne). Powierzchniowe warstwy litosfery w następstwie długotrwałych procesów fizyko-chemicznych i biologicznych są przekształcane ze skał w glebę. Zanieczyszczenia naturalne i antropogeniczne występujące w wodzie i powietrzu w miarę upływu czasu odkładane są na powierzchni litosfery i stopniowo wnikają w jej głębsze warstwy. Pod wpływem antropogenicznej presji na litosferę dochodzi do degradacji gleb. Bakterie występujące w glebie należą do: autochtonicznych - np. z rodzaju: Actinomycetes (promieniowce), Azotobacter, Rhizobium; allochtonicznych - np. z rodzaju: Pseudomonas, Clostridium, Salmonella i Escherichia (opady, nawozy organiczne, osady ściekowe, odchody ludzkie i zwierzęce). Promieniowce stanowią ok. 10% mikrobioty gleby. Dominują głównie w urodzajnych i wilgotnych glebach stref tropikalnych i subtropikalnych. Poza glebą występują w wodach słodkich i słonych, kompostach i oborniku. Odgrywają dużą rolę w procesie rozkładu szczątków zwierzęcych i materiałów biologicznych, takich jak celuloza, chityna, lignina. Wytwarzają liczne enzymy: cellulazy, ksylanazy, a także lizozym, hydrolazy peptydylo-peptydowe, glukanazy, mannanazy oraz chitynazy biorące udział w lizie ścian komórkowych mikroorganizmów. Niektóre promieniowce np. z rodzaju Frankia wchodzą w symbiozę z roślinami wyższymi, wiążąc azot z powietrza, inne mają zdolność do produkcji barwników Promieniowce wytwarzają dużą ilość związków o aktywności biologicznej o różnym działaniu, m.in. przeciwbakteryjnym, przeciwwirusowym, przeciwnowotworowym, przeciwgrzybiczym i przeciwrobaczym. Ok. 80% poznanych antybiotyków pochodzenia naturalnego jest wytwarzanych przez promieniowce, zwykle 5–10% ich genomu stanowią geny odpowiedzialne za wtórny metabolizm. Najważniejsze znaczenie medyczne ma kosmopolityczny rodzaj Streptomyces (ok. 500 gatunków) wytwarzający blisko 80% wszystkich bioaktywnych metabolitów promieniowców. Te mikroorganizmy wytwarzają przeciwbakteryjne związki należące m.in. do antybiotyków: β-laktamy (karbapenemy – półsyntetyczne pochodne tienamycyny), aminoglikozydy (neomycyna, streptomycyna - wytwarza ją około 1% promieniowców), tetracykliny, glikopeptydy (np. wankomycyna), makrolidy (np. spiramycyna), aktynomycyna (tabela 3). Tabela 3. Antybiotyki produkowane przez promieniowce. Aktywność Gatunek Antybiotyk przeciwbakteryjna Streptomyces griseus streptomycyna Streptomyces orientalis wankomycyna przeciwgrzybicza Streptomyces nodosus amfoterycyna B Streptomyces noursei nystatyna przeciwnowotworowa Streptomyces antibioticus aktynomycyna Streptomyces caespitosus mitomycyna 86 Wyniki: Wnioski: OBSERWACJA Polecenia: po obejrzeniu każdego preparatu, wrysuj brakujące szczegóły budowy pasożyta w zaproponowany rysunek konturowy rysunki opisz odpowiednimi nazwami oceń w przybliżeniu długość i szerokość pasożytów zwracaj uwagę na zabarwienie elementów budowy pasożytów 1. Pasożyty, których cykl rozwojowy związany jest z wodą. a) Acanthamoeba castellanii – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Pierwotniaki amfizoiczne (mogące przeżywać wewnątrz i poza żywicielem), występujące naturalnie w środowisku wodnym (wody ciepłe); mogą stanowić czynniki etiologiczne inwazji ośrodkowego układu nerwowego. Cysty pasożyta nie tracą inwazyjności w temperaturach -26 do +56ºC. Parazytozy wywołane przez te pierwotniaki charakteryzują się wysoką śmiertelnością (ponad 95%). Inwazje często wykrywane są dopiero w badaniach autopsyjnych (wykrywane są trofozoity i cysty). 89 Narysuj: trofozoit, cystę Zaznacz na rysunku: jądro, kariosom, pseudopodium, cytoplazmę b) Entamoeba histolytica – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Pełzakowica (ameboza) dotyczy ok. 500 mln ludzi na świecie; ok. 40-100 tyś. zgonów/rok. W Polsce prewalencja E. histolytica wynosi poniżej 1% (głównie przypadki przywlekane), natomiast powszechne jest zarażenie niepatogennym, morfologicznie identycznym pełzakiem Entamoeba dispar (częstość występowania E. histolytica i E. dispar to 1:9). Owrzodzenia powstające w przebiegu zarażenia E. histolytica mogą dochodzić do warstwy mięśniowej, są zwykle ostro odgraniczone o podminowanych brzegach i kształcie butelkowatym. Owrzodzenia rozwijają się najpierw w jelicie ślepym, potem w wyrostku robaczkowym, okrężnicy i prostnicy. Możliwe jest przebicie owrzodzenia z jelita grubego do otrzewnej (perforacja jelita). Nieleczona postać ostra przechodzi zwykle w postać przewlekłą. Powikłaniami pełzakowicy mogą być pełzakowe zapalenie wątroby i pełzakowy ropień wątroby, a także ropnie w płucu, ropnie opłucnej i worka osierdziowego, rzadziej w innych narządach lub w skórze (inwazja pasożyta drogą krwi i chłonki lub bezpośrednio z owrzodzeń jelita – pełzakowica pozajelitowa). Zaznacz na rysunku: trofozoit, cystę, jądro/a, położenie kariosomu, wodniczkę pokarmową, ciała chromatoidalne c) Cryptosporidium parvum – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop- Oocysta Pasożyt wewnątrzkomórkowy występujący głównie w enterocytach jelita cienkiego. Zagrożenie dla człowieka może stanowić wiele gatunków z rodzaju Cryptosporidium ze względu na szeroką specyficzność żywicielską. Powodują kryptosporydiozę (największe znaczenie epidemiologiczne mają Cryptosporidium hominis – gatunek antropofilny i C. parvum – gatunek odzwierzęcy, którego głównym rezerwuarem i źródłem zarażenia dla człowieka są młode przeżuwacze – cielęta). Objawy choroby pojawiają się zwykle po 5 - 7 dniach od zarażenia i obejmują wodnistą biegunkę, bóle brzucha, nudności, wymioty, gorączkę i złe samopoczucie. Większość przypadków kryptosporydiozy odnotowuje się u dzieci poniżej 5 roku życia, głównie z powodu niedojrzałości przewodu pokarmowego i braku 90 odporności śluzówkowej. U osób z obniżoną odpornością przebieg choroby jest burzliwy i może prowadzić do zgonu. Zwróć uwagę na: kształt i zawartość (sporozoity), grubość otoczki d) Fasciola hepatica – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - osobnik dojrzały, jajo Kosmopolityczna przywra pasożytująca w przewodach żółciowych wielu ssaków. Fascjoloza przebiega w dwóch fazach: ostrej i przewlekłej. Czasami zdarza się, że pasożyty wraz z prądem krwi dostają się do płuc, mózgowia, mięśni, powodując nietypowe objawy (ektopowa lokalizacja pasożyta). W krajach arabskich, gdzie tradycyjnie spożywa się wątrobę w stanie surowym, występuje schorzenie halzoun („buccopharyngeal distomatosis”) polegające na obrzęku i zapaleniu błony śluzowej gardła i jamy ustnej, przebiegające z bólem, krwawieniem i obfitym wydzielaniem śluzu. Objawy te związane są z przyczepianiem się motylic (zwykle postaci młodocianych) do błony śluzowej gardła. Narysuj:metacerkarie Zaznacz na rysunku: a) osobnik dojrzałyprzyssawka gębowa, przyssawka brzuszna, b) jajo – wieczko, a) b) 91 e) Schistosoma mansoni – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - osobniki dojrzałe, jajo Gatunek endemicznie występujący w Brazylii, Wenezueli, na Karaibach, w Afryce (głównie w dorzeczu Nilu) i Azji Południowo-Zachodniej (Półwysep Arabski). Inwazja przebiega w trzech etapach: I – penetracja furkocerkarii przez skórę – swędzące zmiany grudkowe na skórze („swimmer itch”), II – wędrówka larw w organizmie żywiciela – objawy toksyczno-alergiczne, III – faza traumatyczna, narządowa - zmiany: krwotoczne, polipowate, wrzodziejące błony śluzowej jelita cienkiego i grubego, jako następstwo mechanicznego uszkodzenia tkanek przez jaja pasożyta (zaopatrzone w ostry kolec) oraz miejscowej odpowiedzi immunologicznej żywiciela (reakcja zapalna i naciek eozynofilów); powiększenie wątroby i śledziony; jaja zawlekane z prądem krwi mogą powodować zatory naczyń żylnych wątroby, tworzenie ziarniniaków także w innych narządach wewnętrznych (płuca, mózg). Narysuj:furkocrkarię Zaznacz na rysunku: a) osobniki dojrzałe: samicę, samca; ich przyssawki gębowe i przyssawki brzuszne, rynienkę płciową; b) jajo –kolec; a) b) f) Diphyllobothrium latum – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop -proglotyd dojrzały (maciczny) Tasiemiec, którego ogniska inwazji utrzymują się w regionach o rozpowszechnionym zwyczaju spożywania ryb w stanie surowym lub półsurowym (np.: Finlandia, pogranicze USA i Kanady, Alaska, Syberia, Włochy, Szwajcaria). Difylobotrioza długotrwała i nierozpoznana powoduje u ok. 40% zarażonych niski poziom witaminy B12, co u ok. 2% osób prowadzi do niedokrwistości megaloblastycznej. 92 Narysuj jajo – zwróć uwagę na wielkość, kształt, obecność wieczka Zwróć uwagę na:kształt członu, położenie i kształt macicy, 2. Pasożyty, których cykl rozwojowy związany jest z glebą - osobnik dojrzały a) Echinococcus granulosus – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Tasiemiec rozpowszechniony w Afryce (Kenia), Azji, krajach basenu Morza Śródziemnego oraz w Chile i Argentynie, którego występowanie szczególnie wiąże się z hodowlą owiec i obecnością psów pasterskich. W postaci dojrzałej występuje w jelicie cienkim psowatych (pies, wilk, lis); żywicielami pośrednimi są zwierzęta roślinożerne i wszystkożerne, najczęściej związane ze środowiskiem synantropijnym (domowym, gospodarczym). Człowiek jest przypadkowym żywicielem pośrednim – rozwijajaca się w organizmie larwa powoduje bąblowicę jednojamową (echinococcosis) z najczęstszą lokalizacją torbieli w wątrobie (ok. 80%) i w płucach (20% przypadków). W przypadku pęknięcia torbieli pasożyta może dojść do wstrząsu anafilaktycznego oraz wtórnego rozsiewu wskutek uwolnienia protoskoleksów i ich odróżnicowania do postaci larwy. Zaznacz na rysunku: a) skoleks, haki, przyssawki, proglotyd maciczny, Narysuj: b)protoskoleksy z torbieli bąblowcowej c) wynicowany protoskoleks a) b) c) 93 b) Echinococcus multilocularis – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - osobnik dojrzały Tasiemiec występuje w wielu krajach Europy, na Syberii, Alasce, na północy Chin i Japonii. Postacie dojrzałe pasożytują w jelicie cienkim psowatych (głównie lisów); żywicielami pośrednimi są drobne gryzonie (nornica ruda, norniki, mysz leśna) odgrywające ważną rolę w cyklu życiowym tego tasiemca w środowisku sylwatycznym – leśnym. Jaja wydalone z kałem żywiciela ostatecznego, zanieczyszczające środowisko (ściółkę, liście, jagody) stanowią źródło zarażenia człowieka. Jaja wykazują oporność wobec niesprzyjających warunków środowiska; w temperaturze -27°C przeżywają 54 dni, a w -70°C tracą inwazyjność dopiero po 96 godzinach. Postać larwalna z połkniętego jaja przenika do narządów – najczęściej do wątroby (90% przypadków), rzadziej płuc i innych narządów, w tym mózgowia. Zespół objawów echinokokozy wielojamowej (alveococcosis) przypomina proces nowotworowy z jego następstwami. Narysuj: torbiel z protoskoleksami u żywiciela pośredniego – myszy Zwróć uwagę na: skoleks, 4 proglotydy c) Trichuris trichiura – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop -osobniki dojrzałe, jaja Kosmopolityczny nicień o najwyższej prewalencji w strefie klimatu ciepłego i wilgotnego, pasożytujący w jelicie grubym i ślepym człowieka. Do zarażenia dochodzi poprzez spożycie jaj inwazyjnych z zanieczyszczonym pokarmem. U dzieci czynnikiem sprzyjającym inwazji jest geofagia. Pełny rozwój zarodka do stadium inwazyjnego trwa w środowisku zewnętrznym od 17 dni w temp. 30°C do 21 dni w 24°C. Inwazja występuje w Polsce z częstością ok. 10%. Objawy kliniczne włosogłówczycy (trichuriozy) zależą od intensywności inwazji; w Polsce – przebiega w większości przypadków bezobjawowo. Zaznacz na rysunku: samicę - zaznacz przedni i tylny konieć ciała samca – zaznacz przedni i tylny konieć ciała jaja – żółte, brązowe, czopy na obu biegunach: 94 d) Ascaris sp.– obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - osobnik dojrzały: samiec samica, jaja Kosmopolityczny nicień przewodu pokarmowego człowieka (jelito cienkie). Najwyższa prewalencja glistnicy notowana jest w krajach rozwijających się strefy równikowej i zwrotnikowej (wysoka wilgotność i temperatura). Rozwój larwy inwazyjnej następuje w środowisku zewnętrznym; jaja w świeżym kale zawierają bruzdkujące zarodki - nie zarażają żywiciela. W klimacie umiarkowanym jaja, nie tracąc inwazyjności, mogą przetrwać w glebie 6-9 lat; są oporne na niskie i wysokie temperatury otoczenia - od -27°C do +41°C; nie obumierają w wodzie o dużym zasoleniu, a także w 14% roztworze podchlorynu sodu i 4% formalinie. Objawy kliniczne glistnicy (askariozy) związane są z występującymi w organizmie człowieka stadiami rozwojowymi pasożyta: w okresie wędrówki (migracji) larw – kaszel, objawy odoskrzelowego zapalenia płuc, nacieki Löfflera w płucach, wykwity skórne, świąd skóry, eozynofilia; po osiedleniu pasożyta w jelicie – bóle brzucha, wzdęcia, mdłości, wymioty. Groźnym powikłaniem (w przypadku masywnych inwazji) jest niedrożność jelit spowodowana skłębionymi glistami, a także perforacja jelita i przedostanie się glist do otrzewnej. Ponadto nicienie te mogą wnikać do przewodów wyprowadzających trzustki i dróg żółciowych. Niekiedy pasożyty wydalane podczas odruchów wymiotnych mogą prowadzić do niedrożności dróg oddechowych. Zaznacz na rysunku: samice, samca, jaja – niezapłodnione, zapłodnione, inwazyjne (z larwą); Zwróć uwagę na grubość osłonki, kształt. e) Toxocara canis– obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop Kosmopolityczny nicień bytujący w jelicie cienkim psowatych; u kotowatych bytuje T. cati. Postacie dojrzałe obu gatunków różnią się budową skrzydełek oskórkowych występujących na przedniej części ciała (szersze i krótsze u T. cati). W środowisku zewnętrznym w warunkach optymalnych w ciągu 10-15 dni następuje rozwój larwy w jaju - jajo zawierające larwę II stadium jest inwazyjne dla człowieka. Większość przypadków toksokarozy u ludzi (mało intensywna inwazja) przebiega bezobjawowo. W objawowej parazytozie obraz kliniczny może być bardzo różnorodny. Największe znaczenie kliniczne mają: „zespół larwy trzewnej wędrującej” (visceral larva migrans), toksokaroza oczna (ocular larva migrans) oraz neurotoksokaroza. W toksokarozie ocznej w wyniku uszkodzenia mechanicznego przez larwy narządu wzroku (zapalenie siatkówki i naczyniówki, nacieki komórkowe, ziarniniaki) może 95 występować leukokoria ujawniana w specjalistycznym badaniu okulistycznym, za pomocą retinoskopu; występuje biały refleks źreniczny zamiast prawidłowego czerwonego. Objaw ten wymaga różnicowania z innymi chorobami, np. z retinoblastomą. Narysuj: a) jaja – barwa i kształt b) samice, samca a) b) f) Ancylostoma duodenale – obserwacja/opis w programie Olyvia/mikroskop - osobniki dojrzałe Geohelmint występujący w Europie i Afryce (regiony śródziemnomorskie), Azji Południowej i Wschodniej, Ameryce Południowej i Środkowej. W Polsce stwierdza się nieliczne przypadki ankylostomozy, głównie przywlekane z krajów o klimacie ciepłym i wilgotnym. Postacie inwazyjne (larwy filariopodobne) przeżywają w wilgotnej glebie ok. 120 dni w temp. 24-30°C, natomiast 4 dni w temp. 2-4°C. Larwy aktywnie wnikają przez skórę żywiciela do naczyń krwionośnych i chłonnych. Do zarażenia może dochodzić także przez spożycie larw wraz z zanieczyszczoną wodą lub pokarmem. Typowe objawy ankylostomozy we wczesnym okresie to świąd, wykwity skórne; w okresie wędrówki larw w organizmie człowieka występuje eozynofilia, kaszel, objawy zapalenia płuc, a w fazie jelitowej – bóle brzucha, mdłości, osłabienie i cechy niedokrwistości. Opisano bardzo rzadkie przypadki zarażenia płodu, a także inwazji u noworodków karmionych mlekiem matki (larwy w mleku). Narysuj: torebkę gębową zaznaczając ząbki oskórkowe Zaznacz na rysunku: gardziel, torebka gębowa Zwróć uwagę na: dymorfizm płciowy, lokalizację pasożytów w śluzówce jelita Podpis prowadzącego ……………………………………… Data: ……………………………… 96  CZĘŚĆ TEORETYCZNA Czynniki etiologiczne chorób inwazyjnych związane z domem jako środowiskiem życia człowieka Dom jest szczególnym siedliskiem człowieka, w którym spędza znaczącą część każdego dnia (wg badań w USA, ludzie spędzają do ok. 87% doby w pomieszczeniu zamkniętym: w domu, szkole, pracy, sklepach, restauracjach itp., a dodatkowo ok. 6% doby w zamkniętym pojeździe). W środowisku pomieszczenia zamkniętego (nazywanym umownie „domem”) oddziałują na każdego z nas specyficzne czynniki biotyczne i abiotyczne, jednocześnie jednak jesteśmy częściowo chronieni przed niekorzystnymi wpływami środowiska zewnętrznego. W środowisku „domowym” następuje transmisja międzyosobnicza patogenów – drogą bezpośrednią (droga kropelkowa, kontakt bezpośredni człowiek-człowiek, człowiek-zwierzę) lub pośrednią (pyły niosące patogeny, wspólnie użytkowane przedmioty, przybory higieniczne itp.). Specyficzne zagrożenia w pomieszczeniach zamkniętych mogą stanowić: patogenne bakterie (np. Legionella sp., Pseudomonas aeruginosa – urządzenia klimatyzacyjne), grzyby, roztocza (roztocza kurzu domowego, świerzbowce), owady (muchy, pchły, pluskwy, wszy, prusaki), sierść, naskórek zwierząt i człowieka, związki chemiczne (produkty utleniania: tlenek, dwutlenek węgla, tlenki azotu, węglowodory aromatyczne; lotne i półlotne związki organiczne: formaldehyd, benzen, aceton, chloroform, węglowodory alifatyczne i aromatyczne; insektycydy; polichlorobifenyle w meblach, farbach, materiałach odzieżowych, żywności – brak odpowiedniej wentylacji pomieszczeń), radon. Choroby związane z przebywaniem w budynkach W ostatnich dekadach, na podstawie związku przyczynowego objawów chorobowych, ustalono dwa rodzaje problemów zdrowotnych, odnoszących się do warunków panujących w budynkach nieprzemysłowych - mieszkalnych i biurowych: syndrom chorego budynku – SBS (Sick Building Syndrome); choroby związane z budynkiem - BRI (Building Related Illnesses). Występowanie dolegliwości u osób przebywających w pomieszczeniach zamkniętych, związane ze złą jakością powietrza spowodowało wprowadzenie (WHO 1987r.) określenia „Syndrom chorego budynku” (SBS): budynek można nazwać chorym, jeśli „20% użytkowników stwierdza, że przyczyną objawów złego samopoczucia jest budynek, tzn. że objawy chorobowe pojawiają się i nasilają tylko w czasie przebywania w tym budynku, zaś znikają prawie natychmiast po jego opuszczeniu”. Zespół chorego budynku został zdefiniowany jako zespół objawów dyskomfortu fizycznego i psychicznego, które są na tyle niespecyficzne, że nie można ich wystąpienia powiązać z określonym czynnikiem. Objawy związane z przebywaniem w zamkniętych pomieszczeniach to m.in: wysuszenie i podrażnienie błon śluzowych oczu, wysuszenie i podrażnienie gardła, suchy kaszel, niedrożny nos, ból w okolicy zatok, wysuszenie i podrażnienie skóry, ze złuszczaniem się naskórka, bóle i zawroty głowy, senność, przygnębienie, pogorszenie koncentracji, nudności, zgaga, bóle w klatce piersiowej, uczucie trudności w oddychaniu, zaostrzenie dolegliwości związanych z istniejącym schorzeniem, np. astmą. Powyższe objawy wynikają z ograniczonej wymiany powietrza w pomieszczeniach, obecności czynników chemicznych – emisja zanieczyszczeń nieorganicznych i organicznych (produkty spalania, rozpuszczalniki, kleje, związki chloru itp.), zanieczyszczeń biologicznych (roztocza, owady, grzyby, 103 bakterie, pyłki roślinne itp.) oraz obecności zwierząt domowych, a także hałasu i wibracji, zjawisk radiacyjnych, w tym jonizacji powietrza na skutek promieniowania radioaktywnego i zjawisk elektrostatycznych, działania pola elektromagnetycznego (PEM). W diagnostyce SBS istotne znaczenie mają następujące obserwacje: natychmiastowe ustąpienie lub zmniejszenie nasilenia objawów po opuszczeniu budynku, sezonowość dolegliwości (przegrzanie, wychłodzenie), wystąpienie podobnych objawów u współużytkowników mieszkania lub biura. W przypadku, gdy zachodzi dające się udowodnić powiązanie między objawami chorobowymi, a czynnikami przyczynowymi bezpośrednio związanymi z zanieczyszczeniami w budynkach, dane schorzenie kwalifikuje się jako BRI. BRI zwana „chorobą mieszkaniową” lub też „chorobą szczelnego budynku” obejmuje: choroby wywołane czynnikami o działaniu toksycznym (zatrucie tlenkiem węgla, ekspozycja na radon - rak płuca), choroby infekcyjne (choroba Legionistów, gorączka Pontiac, „gorączka nawilżaczy”), choroby alergiczne (astma, alergiczne zapalnie pęcherzyków płucnych). Czynniki chemiczne występujące w środowisku domowym Tlenek węgla Spośród licznych zanieczyszczeń chemicznych tlenek węgla stanowi zagrożenie nie tylko dla zdrowia osób przebywających w pomieszczeniach mieszkalnych, ale także dla ich życia. Potocznie zwany czadem, jest gazem silnie trującym, bezbarwnym i bezwonnym, nieco lżejszym od powietrza, o ok. 250 razy większym powinowactwie do hemoglobiny erytrocytów krwi. Tworzy karboksyhemoglobinę, w której połączenie tlenku węgla z hemoglobiną jest trwalsze, niż połączenie tlenu z hemoglobiną w oksyhemoglobinie. Dochodzi do niedotlenienia tkanek, co może prowadzić do śmierci. Wdychanie powietrza ze stężeniem 0,16% objętościowego CO, powoduje zgon po dwóch godzinach. Tlenek węgla działa toksycznie, uszkadzając śródbłonek naczyń krwionośnych, sprzyja tworzeniu się płytki miażdżycowej. Tlenek węgla powstaje w wyniku niepełnego spalania wielu paliw (drewna, oleju, gazu, benzyny, nafty, propanu, węgla, ropy) spowodowanego brakiem odpowiedniej ilości tlenu. Brak dopływu świeżego (zewnętrznego) powietrza do urządzenia, w którym następuje spalanie, zanieczyszczenie, zużycie lub zła regulacja palnika gazowego, także przedwczesne zamknięcie paleniska pieca lub kuchni jest szczególnie groźne w mieszkaniach o oknach szczelnie zamkniętych lub uszczelnionych na zimę. Radon Szkodliwymi zanieczyszczeniami, naturalnie obecnymi w pomieszczeniach są radon 222Rn i produkty jego rozpadu. Radon jest naturalnie występującym, bezbarwnym i bezwonnym gazem szlachetnym; powstaje w wyniku rozpadu promieniotwórczego radu (226Ra). Nie sam radon, ale produkty jego rozpadu są źródłem wysoko energetycznego promieniowania alfa, które może być szkodliwe dla zdrowia użytkowników pomieszczeń; dodatkowo, są one stałymi metalami ciężkimi, które mogą łączyć się z cząstkami aerozolowymi obecnymi w powietrzu wewnętrznym i które mogą być wprowadzane do płuc człowieka poprzez oddychanie. Radon z gruntu może przenikać do piwnic budynków poprzez szczeliny w podłogach, ścianach i nieszczelności instalacyjne oraz dostawać się do pomieszczeń razem z gazem ziemnym i bieżącą wodą. Dodatkowo dzięki efektowi kominowemu (unoszące się, ogrzane powietrze), jest on zasysany z piwnic na wyższe kondygnacje budynków. Duże znaczenie dla stopnia zanieczyszczenia powietrza mieszkań mają materiały budowlane, z jakich wykonane są ściany i stropy budynku oraz rodzaj ich wykończenia. Szczególnie radioaktywne są wszelkie surowce pochodzenia przemysłowego: lotny popiół, żużel, fosfogips i beton. Średnie stężenie radu w materiałach 104 budowlanych wynosi około 100 Bq/kg. Radon, jak i produkty jego rozpadu są wdychane przez człowieka wraz z powietrzem atmosferycznym, dlatego też płuca są najbardziej narażone na ich oddziaływanie. Skutki mogą objawić się po latach w postaci raka płuc, a nawet białaczki. Według Międzynarodowej Komisji Radiologicznej długotrwałe narażenie na radon wewnątrz pomieszczeń na poziomie rzędu 100 Bq/m3 istotnie zwiększa ryzyko zachorowania na nowotwór płuc. Azbest Od roku 1997 w Polsce obowiązuje zakaz stosowania azbestu (obecny w eternicie - płyty cementowo- azbestowe), ale materiał ten wciąż znajduje się w wielu domach i w miarę niszczenia elewacji i pokrycia dachów stopniowo uwalnia się do środowiska domowego. Azbest znajduje się na liście substancji o udowodnionym działaniu rakotwórczym w warunkach narażenia zawodowego, dlatego obowiązują zalecenia zmierzające do utrzymania jego stężenia w powietrzu na możliwie najniższym poziomie. Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) w miejscu pracy wynoszące 1 mg/m3 pozwala na znaczne ograniczenie ryzyka wystąpienia choroby nowotworowej, lecz w pełni go nie eliminuje. Ozon W wielu pomieszczeniach zamkniętych często są użytkowane takie urządzenia jak kserokopiarki, skanery i drukarki, które podczas pracy emitują szkodliwe substancje chemiczne np. ozon, tlenki azotu: NO i NO2. Może to powodować niekorzystne skutki zdrowotne, szczególnie u osób narażonych zawodowo w pomieszczeniach pozbawionych odpowiedniej wentylacji. NDS dla ozonu wynosi 0,15 mg/m3. Główną drogą wchłaniania ozonu do organizmu człowieka jest układ oddechowy. Objawy działania ozonu na organizm człowieka zależą od jego stężenia i czasu ekspozycji. Pierwszymi objawami krótkotrwałego narażenia na ozon są objawy ze strony układu oddechowego, takie jak podrażnienie gardła i kaszel, a także podrażnienie spojówek oka. Długotrwałe działanie małych stężeń ozonu może prowadzić do nieodwracalnych, rozległych zmian w płucach. W przypadku ostrych zatruć możliwe są obrzęki płuc, a nawet śmierć. Przy przewlekłym narażeniu na ozon obserwuje się podrażnienie i łzawienie oczu, pogorszenie jakości widzenia, bóle i zawroty głowy, duszności, nudności oraz obniżenie koncentracji. Wśród udokumentowanych skutków zdrowotnych narażenia na ozon są między innymi zwiększone ryzyko zachorowań i zgonów z powodu chorób układu oddechowego takich jak astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), oraz chorób układu krążenia. Głównymi skutkami działania ozonu na naczynia krwionośne sa zmiany patologiczne tętnic w płucach, obrzęk płuc. Czynniki biologiczne Grzyby mikroskopowe W środowisku domowym (zawilgocone pomieszczenia) często występują grzyby z rodzaju Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Alternaria, a także dermatofity. Dermatofity to grzyby, które mają zdolność do rozkładania keratyny (główną rolę w jej rozkładzie odgrywają enzymy keratynolityczne) oraz wzrostu w warstwie rogowej naskórka, we włosach i paznokciach. Mogą powodować infekcje skóry gładkiej i owłosionej, włosów i paznokci. Poznano ok. 40 gatunków grzybów zaliczanych do dermatofitów. Najważniejsze rodzaje należące do dermatofitów to Microsporum, Trichophyton i Epidermophyton. W klasyfikacji dermatofitów stosuje się często kryteria ekologiczne dzieląc dermatofity ze względu na źródło ich pochodzenia na trzy grupy: antropofilne (izolowane od ludzi, mające zdolność wywoływania zakażenia, najczęściej w kontaktach człowiek-człowiek), zoofilne (występujące u zwierząt, mające zdolność wywoływania zakażenia w kontaktach zwierzę-człowiek) i geofilne (mające zdolność rozwijania się w litosferze i wywołujące u ludzi zakażenia po kontakcie z glebą) (rycina 1). 105 Rycina 1. Rodzaje dermatofitów w zależności od źródła zakażenia. Epidermophyton floccosum Gatunek kosmopolityczny, antropofilny, bardzo częsty w krajach tropikalnych. Należy do gatunków antropofilnych. Na podłożu Sabourauda wzrasta w postaci kolonii niskich, pomarszczonych początkowo białoszarych, potem jasnożółtych lub żółtozielonych. Bardzo charakterystyczne są makrokonidia buławkowate o zaokrąglonych końcach, gładkościenne, grubościenne, 2-10- przegrodowe, układające się w skupieniach po 5-7 na szczytach strzępek zarodnikotwórczych. W starszych hodowlach często występują chlamydospory, nie tworzy mikrokonidiów. Chorobotwórczość: dermatomykozy skóry pachwin, podbrzusza, pomiędzy palcami, rzadko onychomykozy (grzybice paznokci). Microsporum canis Kosmopolityczny dermatofit należący do gatunków zoofilnych. Na podłożu Sabourauda tworzy kolonie puszyste, o postrzępionym brzegu, białe z czasem wytwarzające żółty lub różowy barwnik. Produkuje mikrokonidia (gruszkowate lub wydłużone) oraz duże, wrzecionowate makrokonidia podzielone na przegrody (zwykle 6-12) o chropowatej ścianie. Chorobotwórczość: dermatomykozy skóry gładkiej i owłosionej; często występuje u dzieci. Trichophyton mentagrophytes Gatunek kosmopolityczny chorobotwórczy dla ludzi i zwierząt. W obrębie gatunku wyróżniane są liczne odmiany, mi.in. Trichophyton mentagrophytes var. granulosum, T. mentagrophytes var. interdigitale. Na podłożu Sabourauda kolonie różnią się w zależności od odmiany. Wytwarza mikrokonidia (okrągłe lub owalne) i makrokonidia maczugowate lub wrzecionowate, cienkościenne, podzielone na komory (3-8). Chorobotwórczość: dermatomykozy skóry gładkiej, onychomykozy, dermatomykozy skóry owłosionej. Trichophyton rubrum Gatunek antropofilny, na podłożu Sabourauda rośnie w postaci puszystych kolonii, początkowo białych, potem purpurowo-czerwonych. Mikrokonidia są gruszkowate lub jajowate, makrokonidia maczugowate, cienkościenne, podzielone na komory (3-5). Chorobotwórczość: grzybice stóp, grzybice skóry gładkiej, onychomykozy, rzadko grzybice skóry owłosionej. Dermatofitami można zarazić się: od osób chorych – gatunki antropofilne rozwijają się w ustroju człowieka w postaciach bezpłciowych (stadium anamorficzne); do transmisji ich dochodzi podczas kontaktów, pomiędzy człowiekiem chorym i zdrowym drogą bezpośrednią lub pośrednią (grzebienie, szczotki do włosów, czapki, bielizna pościelowa, ręczniki, dywany, itp.); od zakażonych zwierząt – naturalnym rezerwuarem gatunków zoofilnych są zwierzęta hodowlane lub dzikie; 106  przez kontakt ze skażoną glebą - gatunki geofilne wykrywane są zwykle w ziemi, w której znajduje się materia organiczna, zawierająca keratynę ludzką i zwierzęcą, mogą być źródłem nie tylko zakażenia ludzi i zwierząt, lecz także drobnych gryzoni, pełniących istotną rolę w transmisji grzyba między różnymi gatunkami ssaków. Czynniki sprzyjające zarażeniu dermatofitami: warunki geograficzne, klimatyczne (sezonowość zarażenia), przegęszczenie populacji, nieodpowiednia higiena pomieszczeń, korzystanie ze wspólnych urządzeń sanitarnych i sportowych, noszenie obuwia i skarpet z tworzyw sztucznych, niewłaściwa higiena (szczególnie istotna w przypadku stóp), zaburzenia homeostazy ustroju żywiciela: - niedobory odporności: wrodzone, nabyte, - endokrynopatie (niewydolność nadnerczy, tarczycy, przytarczyc), - choroby alergiczne o podłożu atopowym, - uwarunkowania genetyczne (np. zaburzenia w budowie keratyny), właściwości szczepu grzyba: - zjadliwość szczepu m.in. zdolność adherencji, aktywność enzymów proteolitycznych. Dermatomykozy (historyczna nazwa dermatofitozy) Dermatofity wywołują infekcje dermatofitowe (dermatomykozy lub grzybice właściwe) określane terminem tinea z następującym łacińskim wyrazem określającym część ciała objętego procesem chorobowym (tabela 1). Przykłady czynników etiologicznych wywołujących dermatomykozy u ludzi: grzybice głowy (skóry owłosionej) i tułowia (Microsporum canis); grzybica skóry gładkiej – międzypalcowa, stopa mokasynowa/stopa atlety (Trichophyton rubrum); grzybica pachwin - Epidermophyton floccosum grzybica skóry brody -Trichophyton rubrum. Tabela 1. Rodzaje dermatomykoz. Nazwa grzybicy Miejsce zakażenia Grzybica owłosionej skóry głowy Tinea capitis Owłosiona skóra głowy Grzybica brody Tinea barbae Broda Grzybica skóry gładkiej Tinea corporis, Tinea cutis glabrae Tułów, skóra gładka Grzybica pachwin Tinea inguinalis Pachwiny Grzybica rąk Tinea manus, manuum Ręka, ręce Grzybica stóp Tinea pedis, pedum Stopa, stopy Grzybica paznokci Tinea unguis, unguium Paznokieć, paznokcie Roztocza kurzu domowego W środowisku domowym mogą występować liczne roztocza. Alergolodzy wyróżniają dwie grupy roztoczy: mieszkaniowe (Dermatophagoides pteronyssinus, Dermatophagoides farinae, Euroglyphus maynei) obecne w kurzu, dywanach, kocach itp. oraz magazynowe (Acarus siro) występujące w różnych produktach mącznych. Dwa gatunki roztoczy kurzu domowego D. pteronyssinus i D. farinae stanowią główne źródło białek uczulających (alergeny obecne w odchodach roztoczy), wywołujących choroby alergiczne u ludzi, takie jak przewlekły nieżyt nosa, ataki astmy oskrzelowej oraz atopowe zapalenie skóry. Optymalne warunki rozwoju przedstawicieli tych gatunków obejmują wysoką wilgotność względną (80%) i temperaturę powietrza (ok. 25°C). Roztocza giną w temperaturze >55°C; 107 pranie na sucho niszczy osobniki dorosłe, ale nie redukuje stężenia alergenu. Szacuje się, że wystarczy około 2 μg białek uczulających (białko Der p.1) w 1 gramie kurzu, by wywołać nadwrażliwość na alergeny roztoczy kurzu domowego. Przy ekspozycji >10 μg Der p.1 w 1 g kurzu istotnie wzrasta ryzyko rozwoju astmy oskrzelowej. Żywność jako źródło czynników patogennych dla człowieka. Skażenie żywności a zdrowie człowieka Jednym z podstawowych czynników wpływających na zdrowie ludzi jest jakość żywności. Zbilansowana żywość, dobrej jakości, ma zapewnić prawidłowe funkcjonowanie organizmu i jego rozwój. Według tzw. kodeksu żywnościowego (Codex alimentarius) ważne jest bezpieczeństwo żywności, czyli całokształt czynników które zapewnią bezpieczną dla zdrowia i życia człowieka żywność. Ustawowa konieczność dbania o bezpieczeństwo zdrowotne żywności (Dz. U. z 2017 r. poz. 149, Art. 3.3, pkt 5.), to kontrola takich czynników jak np: używanie w produkcji żywności substancji dodatkowych oraz aromatów, ilości substancji zanieczyszczających żywność, pozostałości pestycydów w żywności (głównie owoce, warzywa, zboża), środowiska napromieniania produktów spożywczych, Żywność jest złożoną mieszaniną substancji odżywczych i nie odżywczych (tj inne niż białka, węglowodany, tłuszcze czy witaminy i minerały). Może być ona także przyczyną zagrożeń zdrowia, ze względu na obecność szkodliwych substancji – związków chemicznych, zanieczyszczeń fizycznych (np. kamyki, kości, włosy) i zanieczyszczeń biologicznych (rycina 2) Rycina 2. Grupy zagrożeń związanych z żywnością Zakłada się, ze żywność jest bezpieczna, jeśli nie zawiera substancji, które ją zanieczyszczają a spożycie produktu spożywczego może być zakazane tylko w przypadku gdy Agencja ds. Żywnosci i Leków (ang. Food and Drug Administration, FDA), przedstawi jednoznaczne dowody świadczące o istnieniu związku pomiędzy spożyciem tego typu żywności a wystąpieniem zgonu lub choroby. Szkodliwe zanieczyszczenia to także obecność zanieczyszczeń chemicznych czy fizycznych. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (European Food Safety Authority – EFSA) jest kluczowym organem Unii Europejskiej (UE) powołanym na mocy Rozporządzenia (WE) Nr 178/2002 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 stycznia 2002 r. Opracowuje niezależne oceny ryzyka i opinie naukowe, na podstawie których powstają unijne normy w zakresie bezpieczeństwa żywności 108 i pasz. Krajowym organem odpowiedzialnym za bezpieczeństwo żywności jest Główny Inspektorat Sanitarny. Wykazano, obecność substancji szkodliwych w żywności wynia przede wszystkim z obecności w surowcach do jej produkcji substancji potencjalnie niebezpiecznych dla zdrowia człowieka (toksycznych) np. pozostałości pestycydów, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), metali ciężkich, oraz leków (antybiotyków, leków hormonalnych). WWA powstają w żywności podczas jej przetwarzania termicznego, np. pieczenia, smażenia, grillowania czy wędzenia. Obecność WWA w produktach spożywczych może być również wynikiem prowadzenia upraw lub hodowli zwierząt w rejonach zurbanizowanych, czy pozyskiwaniem ryb ze skażonych łowisk.Wówczas następuje ekspozycja na nitro-WWA i ich pochodne. Metale ciężkie i ich związki mogą być zanieczyszczeniem produktu spożywczego lub naturalnym składnikiem żywności. Zwykle naturalna ich zawartość w pożywieniu jest niewielka, i dlatego nie mają istotnego wpływu na przebieg procesów fizjologicznych w organizmie. Jako zanieczyszczenie żywności, w dużych ilościach, są szkodliwe dla zdrowia i życia człowieka. Do takich zanieczyszczeń należą przede wszystkim ołów, rtęć, arsen, kadm i nikiel, a źródłem ich pochodzenia są głównie: opakowania żywności przemysł przewórczy zwierzęta i rośliny, które skumulowały w tkankach duże ilości toksycznych metali pochodzących ze środowiska. Szczególny rodzaj skażenia żywności stanowią izotopy radioaktywne. Spożycie przez człowieka skażonej nuklidami żywności i wody pozostaje potencjalnym problemem, szczególnie dla populacji zamieszkujących tereny gdzie zanieczyszczenia takie są bezpośrednio deponowane w środowisku. Generalnie rozwój energetyki jądrowej zwiększył globalny poziom promieniowania w środowisku. Istotnym problemem są opady radioaktywne związane z testowaniem wybuchów niewielkich bomb atomowych (atole na Pacyfiku) lub eksplozji wywołanych w celach pokojowych (kopalnie odkrywkowe, kopanie kanałów itp). Również źródłem skażeń naturalnymi substancjami promieniotwórczymi jest wydobywanie i spalanie węgla kamiennego. Tą drogą wprowadza się do gleby i wód kopalnianych np. 226 Ra, 228Ra czy 40K. Radionuklidy po związaniu z żelazem, krzemem, pyłami nieorganicznymi tworzą nierozpuszczalne cząstki. W tej postaci dostają się do łańcucha pokarmowego, bezpośrednio do poziomu roślinożerców, a następnie do konsumentów wyższego rzędu. Należy pamiętać, ze istnieje ciągła retencja radionuklidów w ekosystemie, ulegają one także rozpadowi lub są usuwane przez czynniki środowiskowe (np. nuklidy z krótkim ekologicznym okresem półtrwania). Istotne, w aspekcie monitorowania skażenia żywności, jest ocenianie obecności radioizotopów Sr czy Cs ( 90Sr, 137Cs, 134Cs). 90Sr jako wapniowiec, dobrze wchłania się z jelita i lokalizuje się głównie w tkance kostnej. Jako emiter cząstek β może powodować uszkodzenie komórek szpiku kostnego. Najpoważniejszym źródłem skażenia strontem jest mleko i ser podpuszczkowy. Z kolei 137Cs, którego połowiczny okres rozpadu wynosi ok. 30 lat, emituje głównie kwanty γ, a po dostaniu się do organizmu, kumuluje się głównie w tkankach mięśniowych, ale także w nerkach, śledzionie, płucach czy wątrobie. Źródłem 137Cs w żywności są zboża, fasola, rośliny oleiste, ziemniaki, buraki i pomidory. Mięso i mleko są także źródłami 137Cs w diecie. Obecnie w wielu krajach Europy prowadzi się metodą spektrometrii promieniowania gamma monitorowanie zanieczyszczenia żywności izotopami 134Cs i 137Cs. Jako przykład z ostatnich kilku lat, można przytoczyć analizę radioaktywności tych nuklidów w próbkach żywności (owocach i warzywach) pochodzącej z niektórych regionów Japonii. Nadzór taki wprowadzono po awarii reaktora DAIICHI w 2011 roku w Fukushimie. Negatywny wpływ substancji/związków na organizmy żywe (nie tylko z żywności), może przejawiać się jako działanie toksyczne ostre i/lub przewlekłe, a także działanie: uczulające, rakotwórcze (karcinogenne), mutagenne, teratogenne, embriotoksyczne oraz szkodliwie wpływające na płodność i rozrodczość. 109  Dla bezpieczeństwa konsumentów żywność poddaje się ocenie bakteriologicznej i toksykologicznej pod względem zawartości substancji dodatkowych i zanieczyszczeń (w tym, pestycydów i antybiotyków). W żywności poza zanieczyszczeniami chemicznymi występują zanieczyszczenia biologiczne (priony, wirusy, bakterie, grzyby, pierwotniaki, helminty) - stanowiące czynniki etiologiczne chorób zakaźnych i inwazyjnych (tabela 2). Tabela 2. Zakażenia pokarmowe. Rodzaj zakażenia Źródło Drobnoustrój pokarmowego Clostridium botulinum – jad Żywność zawierająca toksyny bakteryjne lub Intoksykacja kiełbasiany metabolity grzybów pleśniowych Aspergillus flavus – mykotoksyny Żywność zanieczyszczona patogenami, które Escherichia coli Infekcja namnażają się głównie w przewodzie