Zarys toksykologii żywności / An Outline of Food Toxicology – mgr Kamil Jurowski, dr hab. Katarzyna Madej, prof. dr hab. n. med. Wojciech Piekoszewski

Zarys toksykologii żywności – K. Jurowski, K. Madej, W. Piekoszewski
Kraków 2016. ISBN: 978-83-65545-03-9

Zarys toksykologii żywności

Skrypt „Zarys toksykologii żywności” przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów Krakowskiej Wyższej Szkoły Promocji Zdrowia jako pomoc dydaktyczna dla kierunku „Ekologiczna żywność i dietetyka” podczas kursu „Toksykologia żywności”. Pozycja ta może również stanowić pomoc dla prowadzących zajęcia w innych instytucjach kształcących specjalistów związanych z żywnością i żywieniem. Skrypt posiada dwie części – cz. I. Wybrane zagadnienia z podstaw toksykologii oraz część II. Wybrane zagadnienia z toksykologii żywności

Celem pierwszej części jest przypomnienie lub uzupełnienie wiadomości z zakresu toksykologii ogólnej, które są niezbędne do zrozumienia zagadnień z toksykologii żywności. Warto zwrócić uwagę, iż część ta może zostać wykorzystana na innych zajęciach realizowanych w Krakowskiej Wyższej Szkole Promocji Zdrowia, tj.: podstawy toksykologii (kosmetologia – III rok, studia I stopnia), toksykologia (dietetyka – I rok, studia I stopnia) oraz farmakologia i toksykologia (fizjoterapia – II rok, studia I stopnia). Ta część skryptu została podzielona na pięć rozdziałów, tak aby możliwie najlepiej uporządkować niezbędny materiał i ograniczyć go do minimum. W pierwszym rozdziale Czytelnik znajdzie krótki rys historyczny toksykologii oraz informacje na temat tego czym jest toksykologia oraz jakie można wydzielić dyscypliny współczesnej toksykologii. Oprócz tego wskazano główne kierunki rozwoju toksykologii. W rozdziale drugim przedstawiono w syntetyczny sposób podstawowe pojęcia i definicje stosowane w toksykologii, które zostały poparte odpowiednimi przykładami. W trzecim rozdziale opisane zostały właściwości i czynniki wpływające na toksyczność trucizn, które podzielono na trzy podrozdziały: czynniki zewnętrznoustrojowe (związane z budową chemiczną substancji i jej własnościami fizykochemicznymi), czynniki wewnątrzustrojowe (biologiczne) oraz czynniki środowiskowe. W rozdziale czwartym Czytelnik znajdzie opis losów ksenobiotyków w ustroju, co zostało podzielone na cztery podrozdziały: absorpcja (wchłanianie ksenobiotyku do organizmu), dystrybucja (rozmieszczenie ksenobiotyku w organizmie), przemiany biochemiczne (biotransformacja ksenobiotyku w organizmie) oraz wydalanie. W rozdziale ostatnim, w zwarty sposób zostały przedstawione wybrane informacje dotyczące mechanizmów działania toksycznego, t.j.: inhibitory reakcji enzymatycznych, wpływ ksenobiotyków na procesy przewodzenia bodźców w układzie nerwowym, wpływ ksenobiotyków związany z niedotlenieniem tkanek oraz nieprawidłowe wykorzystanie energii spalania, wiązanie kowalencyjne aktywnych metabolitów, toksyczne działanie wolnych rodników oraz kancerogenezę chemiczną.

Celem drugiej części skryptu jest przekazanie nowej wiedzy z zakresu wybranych zagadnień toksykologii żywności etapami (rozdziałami), umożliwiającymi stopniowy przyrost wiedzy. Warto zwrócić uwagę, iż ta część skryptu może zostać wykorzystana nie tylko w ramach zajęć z toksykologii żywności (dietetyka i ekologiczna żywność – II rok, studia II stopnia), ale również na zajęciach z farmakologii i farmakoterapii żywieniowej oraz interakcji leków z żywnością (dietetyka – III rok, studia I stopnia). Ta część skryptu została podzielona na sześć rozdziałów, tak aby możliwie najlepiej uporządkować wybrane zagadnienia z toksykologii żywności. W pierwszym rozdziale Czytelnik znajdzie informacje na temat trucizn pochodzenia naturalnego – trucizny pochodzenia zwierzęcego i roślinnego oraz toksyny grzybowe. W rozdziale drugim opisane zostały zanieczyszczenia przemysłowe, tj.: metale ciężkie (ołów, kadm i rtęć), dioksyny oraz polichlorobifenyle. Rozdział trzeci zawiera informacje na temat środków ochrony roślin – klasyfikację pestycydów, formy użytkowe pestycydów i sposoby ich stosowania, ogólną charakterystykę wybranych grup pestycydów oraz korzyści i zagrożenia wynikające z ich stosowania. W rozdziale czwartym przedstawiono najistotniejsze informacje na temat dodatków do żywności. Rozdział piąty uwzględnia najważniejsze zagadnienia dotyczące trucizn powstających w procesie tworzenia i przetwórstwa żywności, tj. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, heterocykliczne aminy aromatyczne, nitrozoaminy oraz akrylamid. Ostatni rozdział stanowi krótki przegląd najistotniejszych informacji na temat problematyki hormonów w żywności.

Warto również zwrócić uwagę na dydaktyczne atuty skryptu, które mogą ułatwiać naukę. W przypadku gdy tekst wymagałby dodatkowego komentarza, dodano odpowiednie przypisy dolne (w sumie 24) w postaci dodatkowych informacji wyjaśniających dane zagadnienie toksykologiczne. Ważniejsze informacje (najczęściej pojęcia/definicje) zostały wypunktowany aby były łatwo zauważalne w tekście. Każde zagadnienie toksykologiczne zostało poparte przykładami tak, aby tekst nie stanowił „suchych” faktów, ale obrazował istotę zagadnienia. Trudniejsze zagadnienia przedstawiono w postaci autorskich rysunków (w sumie 24), które ułatwiają dogłębniejsze zrozumienie tematu. Warto zwrócić uwagę, iż każdy rysunek został wykonany z wysoką staranności i prostotą, przedstawiając nierzadko pewne informacje w sposób intuicyjny. Takie przedstawienie zagadnień toksykologicznych jest w przekonaniu autorów cenne, gdyż umożliwia zrozumienie treści bez zbędnej redudancji informacji. W wielu opracowaniach dotyczących toksykologii żywności brak jest zilustrowanych ksenobiotyków w postaci odpowiednich wzorów chemicznych, stąd w skrypcie przedstawiono możliwie szeroki wachlarz wzorów chemicznych prezentujących opisywane ksenobiotyki. Ponieważ autorom skryptu zależało aby informacje przedstawiać również w zwarty sposób i łatwy do usystematyzowania, część informacji przedstawiono w postaci różnorodnych tabel (łącznie 15 tabel).

Autorzy dokonali wszelkich starań podczas przygotowania skryptu, który stanowi oryginalne opracowanie z punktu widzenia dydaktyki toksykologii. Bifunkcyjność książki (toksykologia ogólna i toksykologia żywności) sprawia, że skrypt stanowi kompleksowe opracowanie. Dzięki temu skrypt będzie stanowić istotną pozycję dydaktyczną dla studentów i wszystkich osób, którzy są zainteresowani zagadnieniami związanymi z toksykologią żywności. Autorzy składają serdeczne podziękowania recenzentowi – Pani Prof. dr hab. Małgorzacie Schlegel-Zawadzkiej za benedyktyńską pracę nad recenzją, dzięki której skrypt jest wolny od błędów zarówno językowych jak i również merytorycznych.

An Outline of Food Toxicology

The textbook „An Outline of Food Toxicology” is designed primarily for the students of the Cracow School of Health Promotion as an educational publication for the specialization „Organic food and dietetics” during the course „Food toxicology.” The work can also be helpful for teachers in other institutions educating specialists connected with food and nutrition. The textbook has two parts – part I. Selected issues of the basics of toxicology and Part II. Selected issues of food toxicology.

The aim of the first part is to revise or complete the knowledge from the field of general toxicology, which is necessary to understand the issues of food toxicology. It is worth noting that this part can be used in other classes given in the Cracow School of Health Promotion, i.e. the basics of toxicology (cosmetology – III year, undergraduate studies), toxicology (dietetics – I year, undergraduate studies) as well as pharmacology and toxicology (physiotherapy – second year, undergraduate studies). This part of the textbook is divided into five chapters in order to organize the necessary material in the best possible way and to reduce it to a minimum. In the first chapter the reader will find a brief historical outline of toxicology and information about what toxicology is and into which disciplines modern toxicology can be divided. Moreover, the main directions of the development of toxicology have been indicated. The second chapter presents, in a synthetic manner, the basic concepts and definitions used in toxicology, which have been supported by appropriate examples. The third chapter describes the characteristics and factors affecting the toxicity of poisons, which were divided into three subchapters: extracorporeal factors (connected with the chemical structure of a substance and its physicochemical properties), intracorporeal (biological) factors and environmental factors. In the fourth chapter the reader will find a description of the life of xenobiotics in the body, which is divided into four subchapters: absorption (absorption of xenobiotic into the body), distribution (distribution of xenobiotic in the body), biochemical changes (biotransformation of xenobiotic in the body) and excretion. The last chapter is a compact presentation of selected information concerning the mechanisms of toxicity, i.e. inhibitors of enzymatic reactions, the influence of xenobiotics on the processes of impulse transmission in the nervous system, the influence of xenobiotics connected with oxygen deficiency in tissues and improper use of the combustion energy, covalent bond of active metabolites, toxic effect of free radicals and chemical carcinogenesis.

The aim of the second part of the textbook is to provide new knowledge on selected issues of food toxicology in stages (chapters), allowing for a gradual increase in knowledge. It is worth noting that this part of the textbook can be used not only in classes in food toxicology (dietetics and organic food – II year, graduate studies), but also in classes in pharmacology and nutritional pharmacotherapy and food-drug interactions (dietetics – III year, undergraduate studies). This part of the textbook is divided into six chapters in order to organize selected issues of food toxicology in the best possible way. In the first chapter the reader will find information on natural poisons – poisons of animal and plant origin and fungal toxins. In the second chapter there is a description of industrial pollution, i.e. heavy metals (lead, cadmium and mercury), dioxins and polychlorinated biphenyls. The third chapter contains information on plant protection products – the classification of pesticides, application forms of pesticides and the ways of their use, general characteristics of selected groups of pesticides as well as the benefits and risks resulting from their use. The fourth chapter presents the most important information on food additives. The fifth chapter addresses the key issues concerning the poisons generated in the process of food creation and processing, i.e. polycyclic aromatic hydrocarbons, heterocyclic aromatic amines, nitrosamines and acrylamide. The last chapter is a brief overview of the most important information on the issues of hormones in food.

It is also worth paying attention to the educational attributes of the textbook, which may facilitate learning. In case the text should require an extra comment, appropriate footnotes were added (24 in total) in the form of additional information explaining a given toxicological issue. More important information (usually concepts / definitions) were itemised to be easily noticeable in the text. Each toxicological issue was supported by examples so that the text does not constitute „dry” facts, but illustrates the essence of the problem. More difficult issues have been presented in the form of the authors’ drawings (24 in total), which facilitate a deeper understanding of the subject. It is worth noting that each drawing has been made with great care and simplicity, often presenting some information in an intuitive way. In the authors’ opinion such presentation of toxicological issues is valuable, as it allows the readers to understand the content without unnecessary redundancy of information. In many studies of food toxicology there are no illustrated xenobiotics in the form of appropriate chemical formulas, therefore the textbook presents a wide range of chemical formulas presenting the described xenobiotics. As the authors of the textbook wanted to present information also in a compact way that would be easy to systematize, part of the information was presented in the form of various tables (15 tables in total).

The authors have made every effort in the preparation of the textbook, which is an original study from the point of view of toxicology teaching. Bifunctionality of the book (general toxicology and food toxicology) makes the textbook a comprehensive study. As a result, the textbook will be an important educational publication for students and all those who are interested in issues connected with food toxicology. The authors would like to thank the reviewer – Prof. Margaret Schlegel-Zawadzka for the painstaking work on the review, thanks to which the textbook is free of errors both in terms of the language and the subject matter.