AUTOREFERAT - wmw.sggw.plwmw.sggw.pl/wp-content/uploads/AUTOREFERAT_Chłopecka_PL.pdf · - 2 - 1....
Transcript of AUTOREFERAT - wmw.sggw.plwmw.sggw.pl/wp-content/uploads/AUTOREFERAT_Chłopecka_PL.pdf · - 2 - 1....
Załącznik nr 2 do wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego
AUTOREFERAT
dr n. wet. Magdalena Chłopecka
Zakład Farmakologii i Toksykologii
Katedra Nauk Przedklinicznych
Wydział Medycyny Weterynaryjnej
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Warszawa, 2018
- 2 -
1. Imię i nazwisko
Magdalena Chłopecka
2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/artystyczne z podaniem nazwy, miejsca i
roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej:
1993-1999 tytuł zawodowy lekarza weterynarii (1999),
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie,
ocena na dyplomie: bardzo dobry,
dyplom z wyróżnieniem
2006 tytuł specjalisty w dziedzinie weterynaryjnej diagnostyki
laboratoryjnej,
Komisja do Spraw Lekarzy Weterynarii, Puławy
2007 stopień naukowy doktora nauk weterynaryjnych (grudzień 2007),
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie,
rozprawa doktorska nagrodzona wyróżnieniem.
Tytuł rozprawy doktorskiej: „Ocena przydatności izolowanych
wycinków jelita czczego jako alternatywnego modelu
doświadczalnego do badania działania ksenobiotyków po
narażeniu per os”.
Promotor: prof. dr hab. Maria Wiechetek
Recenzenci:
prof. dr hab. Romuald Zabielski;
prof. dr hab. Arkadiusz Zasadowski
- 3 -
3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/
artystycznych:
1997-1999 Asystent stażysta w Katedrze Farmakologii i Toksykologii
Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Szkoły Głównej
Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.
1999-2008 Asystent w Katedrze, a następnie Zakładzie Farmakologii i
Toksykologii Katedry Nauk Przedklinicznych Wydziału
Medycyny Weterynaryjnej Szkoły Głównej Gospodarstwa
Wiejskiego w Warszawie.
od 2008 Adiunkt w Zakładzie Farmakologii i Toksykologii Katedry Nauk
Przedklinicznych Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Szkoły
Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.
4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003
r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie
sztuki (Dz.U. nr 65 poz. 595 ze zm.)
a) osiągnięciem naukowym jest jednotematyczny cykl publikacji pod wspólnym
tytułem:
„Ocena wpływu pestycydów na aktywność motoryczną przewodu pokarmowego
w warunkach in vitro na przykładzie glifosatu i piryproksyfenu”
b) publikacje stanowiące osiągnięcie naukowe:
A. Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2014) Glyphosate affects the
spontaneous motoric activity of intestine at very low doses – In vitro study. Pesticide
Biochemistry and Physiology, 113, 25-30 (MNiSW = 25, IF2014: 2,014).
Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na zaplanowaniu i przygotowaniu
wszystkich doświadczeń, przeprowadzeniu eksperymentów oraz nadzorze nad
zespołem badawczym, analizie i interpretacji uzyskanych wyników, przygotowaniu
- 4 -
manuskryptu do publikacji oraz opracowaniu odpowiedzi na uwagi recenzentów. Mój
udział procentowy szacuję na 80%.
B. Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2017) The effect of glyphosate-
based herbicide Roundup and its co-formulant, POEA, on the motoric activity of rat
intestine – In vitro study, Environmental Toxicology and Pharmacology, 49, 156-162
(MNiSW = 25, IF2017: 2,776)
Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na zaplanowaniu i przygotowaniu
wszystkich doświadczeń, przeprowadzeniu eksperymentów oraz nadzorze nad
zespołem badawczym, analizie i interpretacji uzyskanych wyników, przygotowaniu
manuskryptu do publikacji oraz opracowaniu odpowiedzi na uwagi recenzentów. Mój
udział procentowy szacuję na 80%.
C. Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2018). The effect of pyriproxyfen
on the motoric activity of rat intestine - In vitro study. Environmental Pollution, 241,
1146-1152 (MNiSW = 40, IF2017: 4,358).
Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na zaplanowaniu i przygotowaniu
wszystkich doświadczeń, przeprowadzeniu eksperymentów oraz nadzorze nad
zespołem badawczym, analizie i interpretacji uzyskanych wyników, przygotowaniu
manuskryptu do publikacji oraz opracowaniu odpowiedzi na uwagi recenzentów,
pełniłam funkcję autora korespondencyjnego. Mój udział procentowy szacuję na 85%.
Łączna punktacja osiągnięcia (dla pracy z 2018 roku przyjęto wskaźnik z roku 2017):
IF: 9,148
MNiSW: 90
Kopie publikacji oraz oświadczenia współautorów znajdują się odpowiednio w załącznikach
4 i 5 do Wniosku o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego.
- 5 -
c) Omówienie celu naukowego prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich
ewentualnego wykorzystania.
Wprowadzenie
W latach 2003-2007 prowadziłam szerokie badania związane ze standaryzacją
warunków doświadczalnych w eksperymentach wykorzystujących izolowane wycinki
przewodu pokarmowego szczura. Ich zakończenie zaowocowało powstaniem podstawowego
protokołu doświadczalnego, który uwzględniał wszystkie punkty krytyczne związane z
prowadzeniem badań z wykorzystaniem ocenianego modelu. Znaczna część uzyskanych
wyników została zawarta w mojej rozprawie doktorskiej oraz publikacjach i doniesieniach
konferencyjnych. Zakończenie prac standaryzacyjnych pozwoliło członkom zespołu
badawczego Zakładu Farmakologii i Toksykologii Wydziału Medycyny Weterynaryjnej w
Warszawie na rozwinięcie projektów związanych z wykorzystaniem modelu izolowanych
wycinków przewodu pokarmowego w eksperymentach oceniających toksyczność różnych
ksenobiotyków.
Jednym z realizowanych kierunków badawczych, którego byłam inicjatorką, jest ocena
wpływu pestycydów na aktywność mięśniówki przewodu pokarmowego w warunkach in vitro.
Wszystkie pestycydy trafiające na rynki europejskie wymagają szeregu badań w procesie
zatwierdzania substancji czynnych, autoryzacji gotowych produktów handlowych oraz stałego
monitorowania toksykologicznych i ekotoksykologicznych skutków dopuszczonych do
stosowania preparatów pestycydowych 1,2. Oprócz wymaganych prawnie wyników badań
toksykometrycznych, stanowiących obowiązek w procesie oceny pestycydów, istotnym
elementem bezpieczeństwa chemicznego są badania podejmowane stale w wielu ośrodkach
naukowych z wykorzystaniem różnorodnych modeli badawczych. Wyniki takich badań są
często źródłem nowych informacji na temat bezpieczeństwa stosowania pestycydów, które
mogą mieć wpływ na wyniki przeglądu i odnowienia zatwierdzenia substancji czynnych przez
państwa członkowskie oraz ustalanie warunków dopuszczenia gotowych produktów
pestycydowych 3,4.
Glifosat (N-fosfonometyloglicyna) jest substancją czynną najpowszechniej obecnie
stosowanych preparatów herbicydowych na całym świecie. Główny mechanizm działania
glifosatu na rośliny polega na hamowaniu syntetazy szlaku szikimowego, co skutkuje
zahamowaniem wytwarzania przez nie aminokwasów aromatycznych. Szlak ten obecny jest
- 6 -
jedynie w organizmach roślin, grzybów i bakterii 5. Działanie glifosatu na proces metaboliczny,
który nie jest obecny w organizmach zwierzęcych stanęło u podstaw opracowania skutecznego,
ale jednocześnie bezpiecznego herbicydu. Wyniki wymaganych prawnie badań zdają się
potwierdzać stosunkowo wysokie bezpieczeństwo glifosatu dla organizmów zwierzęcych 5-7.
Należy jednak zaznaczyć, że bardzo liczne badania in vivo oraz in vitro jak również dane
epidemiologiczne zbierane przez dekady stosowania glifostowych preparatów herbicydowych,
ujawniły wiele działań szkodliwych dla organizmów niedocelowych skutkujących
uszkodzeniami tkanek oraz zaburzeniami procesów fizjologicznych i biochemicznych 5,8,9-16.
Jednocześnie dostępne dane literaturowe wskazują na dużo wyższą toksyczność gotowych
preparatów glifosatowych w porównaniu z substancją czynną 4,14,17-19. Mając na uwadze
powyższe dane i po wykonaniu eksperymentów pilotażowych, podjęłam decyzję o rozpoczęciu
badań nad wpływem glifosatu oraz jego handlowego produktu na aktywność motoryczną
mięśniówki przewodu pokarmowego. Kierowałam również grantem badawczym
finansowanym z Narodowego Centrum Nauki pt. „Ocena działania toksycznego glifosatu i jego
handlowego preparatu na modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego” (Załącznik
3, II.I.1).
W kolejnych eksperymentach postanowiłam zbadać substancję z grupy insektycydów.
Piryproksyfen (PPF) jest analogiem hormonu juwenilnego, który bardzo skutecznie blokuje
płodność, rozwój i dojrzewanie larw owadów, co skutkuje silnymi właściwościami
owadobójczymi. Ten charakterystyczny, unikatowy mechanizm działania czyni insektycyd
bardziej selektywnym, a co za tym idzie, bezpieczniejszym dla organizmów niebędących
przedmiotem zwalczania w porównaniu z konwencjonalnymi środkami owadobójczymi.
Preparaty zawierające piryproksyfen zyskały dużą popularność i są obecnie powszechnie
stosowane w gospodarstwie domowym, w rolnictwie i ogrodnictwie, na obszarach miejskich
oraz do zwalczania ektopasożytów zwierząt 20-22. W ostatnich latach zwrócono jednak uwagę
na konieczność zintensyfikowania badań na różnych modelach doświadczalnych, które
pozwoliłyby ocenić potencjalne skutki narażenia na PPF 22,23-27. Wzrost zainteresowania tą
substancją wynika z faktu, iż w 2014 roku podjęto w Brazylii pierwszą w skali światowej akcję
dodawania insektycydu do zbiorników z wodą pitną w celu zahamowania rozwoju wektorów
przenoszących wirus Zika, którymi są komary Aedes aegypti 28. Substancją czynną
stosowanych do tego celu preparatów jest właśnie piryproksyfen. Ta bezprecedensowa w skali
światowej akcja rozpoczęła dyskusję na temat ewentualnych skutków zdrowotnych stałego,
- 7 -
długotrwałego narażenia całej populacji ogólnej (dzieci, dorośli, osoby starsze, kobiety w ciąży
oraz w czasie laktacji) na ten insektycyd.
Biorąc pod uwagę ogromne znaczenie prawidłowej perystaltyki przewodu
pokarmowego dla zdrowia organizmu, ocena wpływu ksenobiotyków, które są stale obecne w
diecie człowieka, na aktywność mięśniówki przewodu pokarmowego wydaje się w pełni
uzasadniona. Wiadomo, że nawet niewielkie zaburzenia aktywności mięśni gładkich mogą
zaburzać takie jak wchłanianie, wydzielanie czy pasaż treści29. Warto zauważyć, że wyniki
badań eksperymentalnych oraz dane epidemiologiczne sugerują, że ekspozycja na różne
zanieczyszczenia obecne w wodzie i żywności jak również leki, może przyczyniać się do
zaburzeń motoryki przewodu pokarmowego 30-33. Sugeruje to możliwość sumowania się
efektów takich działań będących skutkiem aktywności biologicznej różnych substancji, a w
konsekwencji trudności w prawidłowej i pełnej ocenie ryzyka, jakie niesie takie narażenie na
te związki, dla motoryki przewodu pokarmowego.
Rozwijanie badań toksykologicznych i farmakologicznych w kierunku eksperymentów
wykorzystujących alternatywne do badań na zwierzętach modele badawcze jest dzisiaj
koniecznością i obowiązkiem każdego badacza. Akty prawne regulujące wszystkie aspekty
bezpieczeństwa chemicznego w Unii Europejskiej narzucają również konieczność
podejmowania działań ograniczających wykorzystanie zwierząt jako modeli badawczych 34,35.
Zawarte w rozporządzeniu 1272/2008 zapisy jasno wskazują, że „Priorytetową rolę ma
ochrona zwierząt (…) wykorzystywanych do celów doświadczalnych i innych celów
naukowych”. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/63/UE w sprawie ochrony
zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych 36 również jasno określa konieczność
stosowania metod alternatywnych jako wiodących metod badawczych.
Podsumowując, cele moich badań prezentowały się następująco:
I. ocena wpływu glifosatu oraz jego handlowego produktu na aktywność motoryczną
izolowanych wycinków jelita czczego szczura:
a) ocena charakteru i nasilenia zaburzeń mięśniówki,
b) porównanie toksyczności substancji czynnej i gotowego preparatu
herbicydowego;
- 8 -
II. zbadanie wpływu surfaktantu stosowanego w preparatach glifosatowych -
polioksyetylenoaminy (POEA), na toksyczność preparatu herbicydowego:
a) ocena wpływu POEA na aktywność mięśniówki wycinków jelita czczego
szczura;
b) zbadanie interakcji pomiędzy glifosatem i surfaktantem;
III. zbadanie wpływu piryproksyfenu na aktywność motoryczną mięśniówki
izolowanych wycinków przewodu pokarmowego szczura:
a) ocena zaburzeń aktywności spontanicznej mięśniówki,
b) wpływ insektycydu na reakcję mięśniówki na acetylocholinę (ACh),
c) porównanie wrażliwości wycinków pochodzących z różnych części przewodu
pokarmowego (dwunastnica, jelito czcze).
Syntetyczne omówienie publikacji stanowiących osiągnięcie badawcze
Wyniki badań kinetycznych wskazują, że po narażeniu doustnym największa ilość
glifosatu pojawia się w komórkach ściany jelita cienkiego (pow. 30% przyjętej dawki).
Maksymalne stężenie substancji w ścianie jelita pojawia się również dużo szybciej (po 2
godzinach od narażenia) niż w innych tkankach (powyżej 6 godzin) i utrzymuje się w znaczącej
ilości do 7 dni 37. Jednocześnie w przebiegu zatruć preparatami glifosatowymi odnotowuje się
nasilone objawy ze strony przewodu pokarmowego 38,39. Dane te sugerują, że mechanizm
powstawania zaburzeń perystaltyki nie jest związany jedynie z oddziaływaniem składników
preparatów herbicydowych na śluzówkę przewodu pokarmowego, ale również może wynikać
z oddziaływania glifosatu po wchłonięciu do organizmu, bezpośrednio poprzez obecność w
ścianie jelita. Pierwszym etapem badań, który zainicjowałam, była zatem ocena wpływu
czystego glifosatu na aktywność wycinków przewodu pokarmowego. Najważniejsze wyniki
tych doświadczeń zostały zaprezentowane w pracy:
Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2014) Glyphosate affects the
spontaneous motoric activity of intestine at very low doses – In vitro study. Pesticide
Biochemistry and Physiology, 113, 25-30.
- 9 -
Do doświadczeń wykorzystałam roztwory glifosatu w stężeniach od 1,7 do 0,003 g/l,
które podawałam do komór inkubacyjnych dwukrotnie w sposób niekumulacyjny. Ze względu
na fakt, iż wraz ze wzrostem stężenia glifosatu odczyn roztworu istotnie się obniża (do pH 5,2
w przypadku roztworu glifosatu o stężeniu 1,7 g/l) wszystkie roztwory były buforowane do pH
7,35. Do doświadczeń wykorzystałam również niezbuforowany roztwor glifosatu oraz
zakwaszony bufor inkubacyjny o pH 5,2.
Inkubacja wycinków w roztworach glifosatu (pH 7,35) wyraźnie zaburzała aktywność
mięśniówki w przypadku wszystkich zastosowanych stężeń substancji badanej. W przypadku
inkubacji wycinków w roztworach o stężeniach 0,014; 0,34 i 1,7 g glifosatu/l reakcja miała
charakter dwufazowy (obserwowano relaksację i skurcz w przebiegu jednej odpowiedzi
mięśniówki). W pozostałych przypadkach zaobserwowano tendencję wycinków do reakcji
dwufazowej, przy czym istotnie większą siłę względem kontroli miała tylko skurczowa
komponenta odpowiedzi. Siła reakcji relaksacyjnej mięśniówki była znacząca i wynosiła od
około 60% (0,014 g/l) do 100% (1,7 g/l) względem reakcji po podaniu izoproterenolu.
Najsilniejszą komponentę skurczową reakcji odnotowano po podaniu glifosatu w najniższym
zastosowanym stężeniu (0,003 g/l). Najważniejszym elementem prezentowanych wyników jest
fakt, że pierwsze istotne zaburzenia aktywności mięśniówki pojawiają się w obecności glifosatu
w stężeniach, które korespondują ze stężeniami tej substancji stwierdzanymi w warunkach in
vivo u ludzi nie wykazujących żadnych klinicznych objawów narażenia (badania
epidemiologiczne populacji ogólnej) oraz u osób zatrutych preparatami glifosatowymi
manifestujących bardzo słabo wyrażone objawy zatrucia 38,40. Dane te mogą wskazywać, że
glifosat może doprowadzać do subklinicznych zaburzeń aktywności motorycznej przewodu
pokarmowego, które nie są diagnozowane jako konsekwencje narażenia na ten herbicyd. Biorąc
pod uwagę fakt, że ekstrapolacja otrzymanych danych na organizm powinna uwzględniać
mniejszą wrażliwość modeli in vitro, otrzymane wyniki wydają się jeszcze bardziej
niepokojące. Obserwacja ta ma bardzo duże znaczenie, ponieważ nawet niewielkie zakłócenia
aktywności motorycznej przewodu pokarmowego prowadzą do poważnych problemów
zdrowotnych29. Istnieje duża liczba zaburzeń motoryki, które występują bez wyraźnych
objawów patomorfologicznych, a których przyczyny nie są określone. Stałe, powtarzające się
narażenie nawet na małe dawki glifosatu powoduje ciągłe oddziaływanie na komórki
mięśniowe ściany jelita, co może odgrywać kluczową rolę w nawracających zaburzeniach
perystaltyki. Dodatkowym aspektem, który należy wziąć pod uwagę, jest ryzyko interakcji
pomiędzy glifosatem i substancjami lub ich metabolitami obecnymi w diecie i środowisku w
- 10 -
wyniku jednoczesnego narażenia na te związki chemiczne. W przypadku glifosatu podejrzenia
te zostały potwierdzone w badaniach in vivo na szczurach przeprowadzonych przez Mariana
wraz z zespołem 41, których wyniki ujawniły, że efekt toksyczny, obejmujący mechanizmy
stresu oksydacyjnego, był wielokrotnie wyższy w przypadku narażenia na mieszaninę
substancji czynnych pestycydów (dimetoatu, zinebu i glifosatu) niż na sumę efektów po
ekspozycji na pojedyncze substancje.
Ważnym aspektem uzyskanych wyników było wykazanie zachowania aktywności
biologicznej glifosatu w pH 7,35. Wiadomo, że aktywność biologiczna glifosatu wzrasta wraz
z obniżeniem pH środowiska, co jest wykorzystywane do zwiększeniu siły chwastobójczej
roztworów preparatów glifosatowych 42,43. Uzyskane wyniki wskazują jasno, że glifosat po
wchłonięciu z przewodu pokarmowego, w dobrze zbuforowanych warunkach in vivo, może
pozostawać aktywny biologicznie i może oddziaływać na tkanki. Natomiast inkubacja
wycinków w nie zbuforowanym (kwaśnym) roztworze glifosatu (pH 5,2 w stężeniu 1,7 g/l)
powodowała zmianę charakteru i siły reakcji: odnotowana odpowiedź miała charakter trwałej
relaksacji, o ponad dwukrotnie większej sile w porównaniu z reakcją na glifosat zastosowany
w tej samej dawce, ale w zbuforowanym fizjologicznym pH. Wzrost toksycznego działania
glifosatu w kwaśnym środowisku tłumaczy zmiana jonizacji cząsteczek związku, który wiążąc
dodatkowy proton zmniejszają ładunek zwiększając lipofilność glifosatu i w konsekwencji jego
penetrację przez błony 44. Proponowany mechanizm może wyjaśnić zmniejszoną i przemijającą
odpowiedź mięśniówki jelita czczego w odpowiedzi na glifosat stosowany w roztworze
buforowanym. Charakter obserwowanych zaburzeń mięśniówki (m.in. reakcja dwufazowa)
może sugerować złożony mechanizm działania glifosatu. Na zmienny charakter efektu
toksycznego zwraca uwagę również Mariana wraz z zespołem 41 w badaniach z użyciem
erytrocytów ludzkich: w niskim stężeniu glifosat doprowadzał do podwyższenia aktywności
ATPazy błony komórkowej, podczas gdy w wysokich dawkach doprowadzał do hamowania
aktywności enzymów.
W przebiegu doświadczeń odnotowano dodatkowe zjawiska, które mogą zwiększać
ryzyko zaburzeń motoryki w sytuacji stałego narażenia na glifosat. Wycinki jelita powtórnie
narażone na roztwory glifosatu o tym samym stężeniu (w sposób niekumulacyjny) wykazały
tendencję do zwiększania odpowiedzi skurczowej. W przypadku powtórnego narażeniu na
glifosat w dawce 0,014 g/l siła komponenty skurczowej reakcji była istotnie wyższa w
porównaniu z pierwszym podaniem substancji. Powszechność stosowania pestycydów
zawierających glifosat i stała obecność w związku z tym tej substancji w żywności i wodzie
- 11 -
powoduje duże prawdopodobieństwo wielokrotnego narażenia ludzi, co potwierdzają
wcześniej przytoczone dane dotyczące obecności tej substancji we krwi populacji ogólnej 38,40.
Zagrożenie jest jeszcze większe w przypadku rolników i profesjonalnych operatorów środków
ochrony roślin oraz ich rodzin. Obserwowane nasilenie odpowiedzi mięśniówki może
sugerować, że powtarzająca się (w krótkim czasie) ekspozycja na glifosat może powodować
narastające zaburzenia motoryki, pomimo iż glifosat prawdopodobnie nie kumuluje się w
organizmach zwierzęcych 7,37. Podobne zjawisko narastania toksyczności w wyniku
wielokrotnego narażenia stwierdzono również w przypadku innych herbicydów (np. 2,4 D,
pochodne mocznika), które nie wykazują tendencji do kumulacji w organizmie 45,46. Drugim
ciekawym zjawiskiem, które może nasilać konsekwencje stałego narażenia na glifosat jest
bardzo wyraźny, przemijający skurcz mięśniówki obserwowany bezpośrednio po usunięciu
substancji z komór inkubacyjnych (od 20 do nawet 50% skurczu w odniesieniu do reakcji na
ACh). Powstaje zatem przypuszczenie, że obniżenie stężenia glifosatu w organizmie może
skutkować ujawnianiem się dodatkowego mechanizmu hamowanego wcześniej przez obecność
tej substancji we krwi i tkankach i w rezultacie pojawieniem się przemijającego nasilenia
skurczu mięśniówki jelita.
Prezentowane wyniki były również przedstawiane na konferencji Europejskich
Towarzystw Toksykologicznych i opublikowane w postaci recenzowanych materiałów
indeksowanych w bazie Web od Science (Załącznik 3, II.DD.5; III.B.28).
Po uzyskaniu interesujących wyników dotyczących wpływu czystego glifosatu na
aktywność mięśniówki przewodu pokarmowego, zwróciłam uwagę na wyniki badań in vivo i
in vitro prowadzonych w czasie ostatnich kilkunastu lat, które potwierdziły przypuszczenia
dotyczące wyższej toksyczności handlowych preparatów glifosatowych w porównaniu z
czystym glifosatem 14,17-19,47. Należy również zaznaczyć, że preparaty glifosatowe typu
Roundup są przyczyną poważnych zatruć u ludzi 38,39, pomimo wyników badań rejestracyjnych
wskazujących na niską toksyczność ostrą substancji czynnej względem ssaków. Przypuszcza
się, że zwiększenie toksyczności produktów handlowych może wynikać z obecności tak
zwanych składników obojętnych preparatów herbicydowych czyli składników mieszaniny
innych niż substancja czynna 47-50. Stosowane dotychczas preparaty glifosatowe zawierały
surfaktant zwiększający chwastobójczą aktywność substancji czynnej czyli polietoksylowaną
aminę łojową (polioksyetylenoaminę, POEA). Dane uzyskane w licznych badaniach wskazują
na bardzo wysoką toksyczność POEA dla zwierząt 4,19,50-52 . Pojawiły się również dane
wskazujące na możliwość interakcji pomiędzy glifosatem i POEA 4,53-56. Dlatego też w
- 12 -
kolejnych badaniach postanowiłam ocenić wpływu handlowego preparatu glifosatowego
Roundup i czystej POEA na aktywność motoryczną wycinków jelita czczego. Ważnym
elementem tego etapu badań była również ocena ewentualnych interakcji pomiędzy substancją
czynną i surfaktantem w kontekście oddziaływania na motorykę przewodu pokarmowego.
Najważniejsze wyniki uzyskane w tej części badań przedstawiłam w publikacji:
Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2017) The effect of glyphosate-based
herbicide Roundup and its co-formulant, POEA, on the motoric activity of rat intestine –
In vitro study, Environmental Toxicology and Pharmacology, 49, 156-162.
W pierwszej części badań wykorzystałam zbuforowane roztwory preparatu Roundup o
stężeniach substancji czynnej odpowiadającym stężeniom glifosatu stosowanych we
wcześniejszych badaniach. Do doświadczeń użyłam również roztwór Roundupu (1,7 g
glifosatu/l) w postaci niezbuforowanej (pH 6,3). Wykorzystane do doświadczeń roztwory
POEA (800 – 1,28 mg/l) odpowiadały z kolei zawartości surfaktantu w roztworach preparatu
Roundup, a następnie rozszerzyłam zakres dawek surfaktantu w celu uzyskania pierwszego
„nie działającego” stężenia aminy.
Uzyskane wyniki wyraźnie wskazują, że zarówno Roundup, jak również POEA
znacząco zaburzają aktywność motoryczną mięśni gładkich przewodu pokarmowego,
stosowane w szerokim zakresie stężeń. Badania z wykorzystaniem gotowego preparatu
herbicydowego potwierdziły wyniki naszych wcześniejszych doświadczeń z wykorzystaniem
czystego glifosatu wskazujące na możliwość zaburzenia motoryki w dawkach odnoszących się
do stężenia substancji czynnej u osób wykazujących niewielkie objawy zatrucia. Efektywne
stężenia są również są zbliżone do stężeń odnotowywanych w populacji ogólnej narażonej na
pozostałości herbicydu w diecie 38,40. Reakcja wycinków na Roundup wyraźnie różniła się od
reakcji obserwowanej w przypadku czystego glifosatu, przy czym otrzymane wyniki nie
pozwalają na postawienie jednoznacznego wniosku dotyczącego porównania toksyczności
handlowego preparatu i czystej substancji czynnej. Porównując reakcję mięśniówki (siła i
charakter reakcji) uzyskane dane wskazują na nasilenie reakcji relaksacyjnej w przypadku
zastosowania wyższych dawek Roundupu. Z drugiej strony, zastosowanie glifosatu w
preparacie Roundup w niższych stężeniach spowodowało utratę komponenty skurczowej
reakcji i zanik dwufazowości reakcji w porównaniu do reakcji na czysty glifosat.
Na szczególną uwagę zasługują wyniki oceniające toksyczność POEA, z których jasno
wynika, że surfaktant wykazuje bardzo wysoką toksyczność względem mięśniówki przewodu
- 13 -
pokarmowego, która wyraźnie przewyższą toksyczność czystego glifosatu jak i gotowej
formulacji handlowej. Pierwsze istotne zakłócenia spontanicznej czynności motorycznej
wycinków jelita czczego (odpowiedź dwufazowa) obserwowano po zastosowaniu POEA w
bardzo niskim stężeniu wynoszącym zaledwie 0,256 mg/l. Niestety, odniesienie tych wyników
do warunków in vivo jest bardzo trudne ze względu na brak danych toksykokinetycznych dla
tej substancji u ssaków. Biorąc jednak pod uwagę sporadyczne dane uzyskane z analizy
pośmiertnej przypadków zatrucia herbicydami, stężenie POEA we krwi było w tych
przypadkach 1900 razy większe 56 niż najniższe efektywne stężenie prezentowane w
niniejszych badaniach. Co ciekawe, najsilniejszą reakcję mięśniówki wycinków, zarówno w
zakresie komponenty skurczowej jak i relaksacyjnej, stwierdzono po zastosowaniu POEA w
stężeniu 6,4 mg/l, natomiast w obecności wyższych dawek (począwszy od 32 mg/l)
obserwowano wyłącznie silną miorelaksację i postępujące, nieodwracalne zaburzenia
aktywności spontanicznej i reaktywności na ACh, co potwierdza wysoką toksyczność POEA
względem mięśniówki jelita i wskazuje na toksyczne uszkodzenie tkanek.
W kolejnym etapie zbadałam toksyczność niezbuforowanych roztworów preparatu
herbicydowego. Biorąc pod uwagę różnice w charakterze chemicznym najważniejszych
składników preparatu Roundup: glifosatu (kwas) i POEA (słaba zasada) uzyskane wyniki
stanowią mocny argument wskazujący na to, że wraz ze wzrostem pH może dochodzić do
wzrostu udziału POEA w obrazie zaburzeń motoryki przewodu pokarmowego. Nasilona
miorelaksacja wycinków jelita inkubowanych w niebuforowanym roztworze preparatu
Roundup (1,7 g glifosatu/l, pH 6,0) w porównaniu z reakcją wywołaną przez inkubację w
zbuforowanym roztworze herbicydu może potwierdzać zwiększenie aktywności biologicznej
glifosatu w kwaśnym środowisku (analogicznie do wyników badań z czystym glifsatem). Co
ciekawe, wzrost wartości pH roztworu zawierającego 0,34 g glifosatu/L do 6,7 spowodował
odwrócenie tej zależności i silniejsze działanie Roundupu w roztworze zbuforowanym (pH
7,35). Etoksylowane aminy w środowisku kwaśnym występują w postaci kationowej 57,
natomiast wraz ze wzrost pH roztworu i wzrostem liczby niezjonizowanych cząsteczek związki
te zwiększają prawdopodobnie toksyczność poprzez nieswoiste uszkodzenia błon
biologicznych i nasilenie przenikania do komórek 58.
W ostatnim etapie badań skierowałam swoją uwagę na ocenę ewentualnych interakcji
pomiędzy głównymi składnikami preparatu Roundup w oddziaływaniu na aktywność
mięśniówki przewodu pokarmowego. Aby dopełnić tę część badań wykonałam dodatkowe
testy z wykorzystaniem „laboratoryjnego preparatu herbicydowego”: zbuforowanego roztworu
- 14 -
glifosatu (1,7 g/l) i POEA (800 m/l) czyli w proporcjach jak w najniższym rozcieńczeniu
preparatu Roundup wykorzystanym we wcześniejszych badaniach oraz zbuforowanego
roztworu glifosatu (1,7g/l) i POEA w stężeniu „nieefektywnym” (0,051 mg/l).
Otrzymane wyniki wskazują na interakcję pomiędzy glifosatem i POEA w badanym
modelu. Wyraźnie widać, że POEA stosowana w najwyższej dawce (800 mg/l) maskuje
działanie innych składników preparatu Roundup, podczas gdy zastosowanie Roundupu w
niższych stężeniach pozwala zaobserwować antagonistyczne oddziaływanie między
poszczególnymi składnikami mieszaniny. Podsumowując wszystkie wyniki przeprowadzonych
badań, dane potwierdzające antagonistyczną interakcję pomiędzy glifosatem i POEA w
badanym modelu przedstawiają się następująco:
a. efekt toksyczny działania Roundupu jak również „laboratoryjnego preparatu
herbicydowego” na mięśniówkę gładką nie jest sumą efektu toksycznego glifosatu i
POEA, brak również dwufazowego charakteru reakcji w porównaniu z reakcją na czysty
glifosat,
b. całkowita odwracalność reakcji wywołanych przez roztwory preparatu Roundup (o
zawartości 32 i 160 mg POEA/l) w porównaniu z trwałą reakcją mięśniówki po
zastosowaniu czystej POEA w analogicznych dawkach,
c. mniejsza siła reakcji mięśniówki w obecności preparatu Roundup w porównaniu z
reakcją na roztwór POEA w analogicznej dawce; zjawisko antagonizmu pomiędzy
składnikami preparatu herbicydowego jest najwyraźniej widoczne, gdy porównamy
reakcję wycinków inkubowanych w roztworze Roundupu zawierającym odpowiednio
0,014 g glifosatu/l i 6,4 mg POEA/l z reakcją w odpowiedzi na czystą POEA w
analogicznej dawce. Inkubacja w roztworze preparatu handlowego wywoływała jedynie
relaksację, której siła była dwa razy mniejsza niż reakcja mięśniówki w obecności
czystej POEA w analogicznej dawce,
d. obecność POEA w bardzo małym, "nieefektywnym" stężeniu (0,051 mg/g) w roztworze
zmieniła odpowiedź na glifosat (1,7g/l): mięśniówka wycinków reagowała relaksacją
(brak dwufazowości reakcji) i była o 50% mniejsza w porównaniu z reakcją na czysty
glifosat w tej samej dawce.
Dostępne dane literaturowe z ostatnich lat opisujące wyniki badań z wykorzystaniem
różnych modeli wskazują na możliwość interakcji (synergistycznej i antagonistycznej)
pomiędzy glifosatem i POEA, ale również na możliwość braku wzajemnego oddziaływania na
- 15 -
siebie tych substancji 54-56. Prezentowane przeze mnie wyniki, jak również pojawiające się
ostatnio sugestie literaturowe, wskazują, że na ostateczny efekt toksyczny w dużym stopniu
może wpływać stosunek ilościowy pomiędzy glifosatem i surfaktanem, a nie jedynie obecność
tych substancji w roztworze. Jest to niezwykle ważna informacja biorąc pod uwagę różnice w
biologicznym okresie półtrwania tych substancji w środowisku: 2 -70 dni w przypadku glifosatu
i 13-18 godzin do nawet 21-42 dni dla POEA w zależności od warunków
środowiskowych49,59,60. Prezentowane rozbieżności w długości czasu degradacji tych substancji
sugerują, że pozostałości badanych związków obecne w wodzie, żywności lub paszy mogą
pozostawać w zmiennym stosunku stężeń. Konsekwencją może być nie dający się w pełni
przewidzieć efekt toksyczny wynikający z interakcji pomiędzy składnikami preparatu lub
odziaływania pojedynczych substancji preparatu herbicydowego. Wyniki tej części projektu
zostały również zaprezentowane na konferencjach tematycznych (Załącznik 3, III.B.31,46).
Po zakończeniu eksperymentów oceniających kompleksowo toksyczność pestycydu z
grupy herbicydów dla funkcjonowania mięśniówki przewodu pokarmowego podjęłam decyzję
o włączeniu do badań substancji z innej grupy użytkowej pestycydów. Piryproksyfen (PPF) jest
substancją czynną preparatów należących do insektycydów i akarycydów, a zatem docelowym
obiektem ich działania są organizmy zwierzęce. Decyzja o podjęciu badań toksykologicznych
spowodowana była trwającą od 2014 roku w Brazylii akcją wprowadzania preparatów
zawierających tę substancję czynną do zbiorników na wodę pitną i w związku z tym stałym
narażeniem populacji ogólnej. Polecane do stosowania stężenie PPF określają wytyczne
WHO61 na podstawie wyników badań wymaganych przepisami (koniecznych w procesie
zatwierdzania substancji czynnej ) i wynosi ono 0,01 mg/l. Stałe stosowanie PPF w wodzie
pitnej spowodowało zwrócenie uwagi na konieczność poszerzenia danych toksykologicznych
dla tego insektycydu w celu jak najdokładniejszej oceny bezpieczeństwa. Wyniki tej części
badań przedstawiłam w pracy:
Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N., Karlik W. (2018). The effect of pyriproxyfen on
the motoric activity of rat intestine - In vitro study. Environmental Pollution, 241, 1146-
1152.
Do badań wykorzystałam roztwory PPF w zakresie stężeń 0,032 mM (0,01 mg/l) - 100
mM. Zbadałam wpływ PPF na aktywność spontaniczną wycinków przewodu pokarmowego
oraz reakcję mięśniówki na ACh w dwóch schematach, które sprawdzały: a) wpływ PPF na
skurcz mięśniówki wywołany uprzednio podaniem ACh oraz b) wpływ preinkubacji w
- 16 -
roztworach PPF na reaktywność mięśniówki wycinków na ACh. Badania wykonałam z
użyciem izolowanych wycinków dwunastnicy i jelita czczego.
Inkubacja w roztworach PPF znacząco zaburzała aktywność motoryczną wycinków, a
obserwowana reakcja miała charakter relaksacji i była zależna od dawki. Warto podkreślić, że
przeprowadzone badania ujawniły bardzo dużą różnicę we wrażliwości wycinków
pochodzących z różnych części przewodu pokarmowego: pierwsze istotne zaburzenia
aktywności spontanicznej i reaktywności mięśniówki dwunastnicy pojawiły się w obecności
PPF w stężeniu 125 razy niższym niż w przypadku jelita czczego. Zaburzenia aktywności
wycinków dwunastnicy miały charakter odwracalny (z wyjątkiem najwyższej zastosowanej
dawki) co świadczy o tym, iż relaksacja wywołana przez PPF nie wynikała z trwałego
hamowania mechanizmów fizjologicznych ani trwałego wiązania insektycydu do struktur
zewnątrz- lub wewnątrzkomórkowych.
Uzyskane wyniki mogą wskazywać na możliwość interakcji PPF z jelitowych szlakiem
cholinergicznym związanym z postsynaptycznym mechanizmem charakterystycznym dla
egzogennych agonistów receptorów muskarynowych 62,63. Wskazuje na to przede wszystkim
możliwość bardzo szybkiego hamowania poacetylocholinowego skurczu mięśniówki
wycinków: podanie PPF natychmiast po pojawieniu się skurczu wywołanego przez substancję
referencyjną istotnie hamuje tę reakcję (w zakresie stężeń od 0,8 do 100 µM). Warto podkreślić,
że zmiana schematu doświadczenia polegająca na wcześniejszej preinkubacji wycinków w PPF
przed podaniem ACh skutkowała istotnym zmniejszeniem siły skurczu już w obecności PPF w
stężeniu pięć razy mniejszym (0,16 mM) niż we wcześniejszym doświadczeniu. Wyniki te
mogą wskazywać, że preinkubacja w obecności PPF pozwala na ujawnienie innych,
dodatkowych mechanizmów hamujących skurcz mięśniówki związanych ze szlakami
cholinergicznymi. W dalszych planach badawczych należy rozważyć ocenę m.in. udziału
komórek Cajala (ICC) obecnych w splotach śródmięśniowych i zależnych od stymulacji
cholinergicznej jak również zaangażowanie mechanizmów wewnątrzkomórkowych
indukowanych przez receptory muskarynowe 64.
Bardzo interesujące i jednocześnie trudne do wytłumaczenia są wspomniane wcześniej
wyniki wskazujące na wyjątkową oporność wycinków jelita czczego na działanie PPF. Wyniki
te potwierdzają konieczność przeprowadzania eksperymentów z użyciem wycinków
pochodzących z różnych części przewodu pokarmowego. Wiadomo, iż pomiędzy
poszczególnymi odcinkami przewodu pokarmowego występują znaczące różnice dotyczące
- 17 -
szlaków neuronalnych (w tym ich neurochemicznych właściwości)65, niemniej jednak nie
stanowi to wystarczającego wyjaśnienia dla zaobserwowanych tak dużych różnic we
wrażliwości dwunastnicy i jelita czczego na działanie PPF.
Bardzo ważnym aspektem prezentowanych badań jest to, iż stężenia PPF, które istotnie
zaburzały aktywność mięśniówki wycinków dwunastnicy są znacznie niższe niż dawki
insektycydu wywołujące efekt toksyczny w przypadku innych modeli badawczych
wykorzystujących komórki 22,23 oraz zarodki danio pręgowanego 24,27. W niektórych
przypadkach efektywne stężenia PPF prezentowane w naszych doświadczeniach były nawet
1100 razy niższe niż w przypadku badań wykorzystujących modele komórkowe 22. Różnice te
mogą sugerować większą wrażliwość i wiarygodność modeli narządowych w badaniach in
vitro, ale mogą również wynikać z różnic we wrażliwości ocenianych mechanizmów
biologicznych zakłócanych przez PPF.
Szczególną uwagę należy zwrócić na trudności w interpretacji otrzymanych wyników.
W przeprowadzanych ostatnio badaniach neurorozwojowych 24 autorzy dokonali wyboru
testowanych stężeń PPF, jak również przeprowadzili analizę wyników, w oparciu o stężenia
insektycydu zalecane do stosowania w wodzie pitnej 62. Nasze badania wykazały, iż pierwsze
znaczące zaburzenia reaktywności mięśniówki dwunastnicy pojawiały się w obecności PPF w
stężeniu tylko około pięć razy większym niż normy zalecane przez WHO. PPF jest substancją
bardzo lipofilną, łatwo przenikającą przez błony, co może sprzyjać kumulacji w organizmie.
Jednakże nieliczne dostępne dane kinetyczne z badań na ssakach wskazują na stosunkowo
szybkie wydalanie PPF z organizmu 21. W tym kontekście uzyskane przez nas efektywne dawki
PPF wydają się być stosunkowo wysokie. Należy jednak podkreślić, że biorąc pod uwagę
ekstrapolacyjne możliwości modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego, pełna
interpretacja wyników będzie możliwa dopiero po zebraniu danych epidemiologicznych w
populacji ludzi stale narażonych na PPF. Dane te powinny uwzględniać wyniki stałego
monitoringu rzeczywistego stężenia insektycydu w wodzie pitnej oraz szeroką analizę stężeń
PPF we krwi osób w populacjach długotrwale narażonych. Omówione wyniki zostały również
zaprezentowane na konferencji Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego w 2017 roku
(Załącznik 3, III.B.51).
Podsumowanie
- 18 -
Prowadzone przeze mnie prace doświadczalne obejmujące osiągnięcie naukowe
pozwoliły w pełni zrealizować postawione cele badawcze, a uzyskane wyniki wskazują, że:
a. Glifosat, jego handlowy preparat Roundup oraz POEA wyraźnie zaburzają aktywność
motoryczną mięśniówki przewodu pokarmowego szczura w warunkach in vitro.
b. Pierwsze zaburzenia aktywności mięśniówki wycinków jelita czczego pojawiają się po
zastosowaniu glifosatu (również w postaci preparatu Roundup) w stężeniach, które
korespondują ze stężeniami tej substancji we krwi osób w populacji ogólnej (nie
wykazujących objawów klinicznych zatrucia), co wskazuje na to, iż stałe narażenie na
pozostałości tych herbicydów w diecie może być jednym z czynników powszechnych
obecnie zburzeń perystaltyki przewodu pokarmowego.
c. Reakcja mięśniówki na glifosat ma charakter dwufazowy (skurcz i relaksacja
mięśniówki w przebiegu jednej reakcji), co sugeruje złożony mechanizm działania tej
substancji. Wskazuje na to również nasilenie reakcji mięśniówki po ponownym
(niekumulacyjnym) narażeniu na glifosat w tej samej dawce oraz pojawienie się silnego
skurczu po usunięciu substancji z układu badanego.
d. Reakcja mięśniówki przewodu pokarmowego w odpowiedzi na Roundup wyraźnie różni
się od reakcji obserwowanej po podaniu czystego glifosatu, przy czym interpretacja
danych porównujących toksyczność substancji czynnej i preparatu nie daje
jednoznacznych wniosków i jest zależna od zastosowanej dawki.
e. POEA wpływa bardzo silnie na aktywność motoryczną jelita czczego, a jej toksyczność
przewyższa znacząco toksyczność glifosatu i preparatu Roundup.
f. Istnieje wyraźna interakcja antagonistyczna pomiędzy między glifosatem i surfaktantem
w odniesieniu do działania na aktywność mięśniówki przewodu pokarmowego.
g. PPF wyraźnie zaburza aktywność motoryczną izolowanych wycinków przewodu
pokarmowego szczura, zarówno w przypadku wpływu na aktywność spontaniczną
mięśniówki jak i reakcji na ACh, co sugeruje wpływ insektycydu na jelitowy szlak
cholinergiczny.
h. Istnieją bardzo znaczące różnice we wrażliwości wycinków pochodzących z różnych
części przewodu pokarmowego na toksyczne działanie PPF. Wycinki dwunastnicy
cechuje dużo wyższa wrażliwość w odpowiedzi na insektycyd w porównaniu z jelitem
czczym.
i. Biorąc pod uwagę nieliczne dane kinetyczne PPF uzyskane u zwierząt, obserwowane
zaburzenia pojawiają się podczas inkubacji w relatywnie wysokich stężeniach
- 19 -
insektycydu, przy czym do prawidłowej interpretacji wyników i pełnej oceny niezbędne
są dane kinetyczne ludzi narażonych długoterminowo na tę substancję.
j. Wykorzystany do badań model cechuje niezwykła czułość, co może wskazywać na
lepszą przydatność i wiarygodność modeli tkankowych i narządowych do badania
skutków działania pestycydów na organizmy ssaków w porównaniu z modelami
komórkowymi.
k. Uzyskane wyniki wskazują jednoznacznie na przydatność izolowanych wycinków
przewodu pokarmowego szczura do badań oceniających wpływ pestycydów na
aktywność motoryczną przewodu pokarmowego.
Przedstawione wyniki stanowią bardzo istotny wkład w rozwój dyscyplin związanych
z obszarem badań toksykologicznych wykorzystujących metody alternatywne do klasycznych
badań na zwierzętach. Omawiane badania mają charakter pionierski w obszarze badań
toksyczności pestycydów. Uzyskane wyniki potwierdzają bowiem możliwość wykorzystania
metod in vitro do oceny efektu toksycznego działania różnych substancji na kurczliwość
przewodu pokarmowego, co może znacząco przyspieszyć badania toksykologiczne dzięki
właściwemu ukierunkowaniu przebiegu analiz już na etapie badań wstępnych. Kompleksowość
uzyskanych wyników, ich wiarygodność toksykologiczna i możliwości ekstrapolacyjne
wskazują jasno, że podjęte przeze mnie badania pozwoliły na stworzenie unikatowego w skali
światowej ośrodka oceniającego toksyczność pestycydów w odniesieniu do aktywności
mięśniówki gładkiej przewodu pokarmowego, w którym zarówno narażenie na badany
pestycyd jak i ocena efektów jej działania odbywają się w warunkach in vitro.
Biorąc pod uwagę zastosowany gatunek zwierzęcia (szczur) oraz zasady ekstrapolacji
wyników na warunki in vivo w zastosowanym modelu, uzyskane wyniki stanowią istotny wkład
w ocenę ryzyka narażenia człowieka na objęte badaniami pestycydy. Zastosowany model
badawczy pozwolił na ujawnienie nowych, często subtelnych i przemijających efektów, które
pozostają nieuchwytne w klasycznych badaniach na zwierzętach, a które mogą stanowić ważną
przyczynę stałych zaburzeń motoryki przewodu pokarmowego. Ma to szczególne znaczenie,
jeśli weźmiemy pod uwagę jak duże jest ryzyko jednoczesnego narażenia populacji ogólnej na
różne substancje mające zdolność zaburzania aktywności mięśniówki gładkiej (pozostałości
ksenobiotyków w wodzie i żywności, stosowane leki i suplementy) oraz innych czynników
takich jak np. stres. Przedstawione wyniki dają ponadto silne argumenty do rozwoju dalszych
ważnych kierunków badawczych obejmujących m.in. zjawisko interakcji pomiędzy różnymi
- 20 -
pestycydami oraz innymi ksenobiotykami w kontekście oddziaływania na aktywność
mięśniówki gładkiej. Ważnym, podjętym już przeze mnie i stale rozwijanym, kierunkiem
badawczym są doświadczenia oceniające mechanizm działania pestycydów na komórki mięśni
gładkich przewodu pokarmowego, których wyniki mogą być kluczowe dla opracowywania
najbardziej skutecznych metod terapii zatruć tymi związkami jak również pozwolą na
zrozumienie mechanizmów powstawania interakcji z innymi substancjami.
Dodatkowym, niezwykle ważnym aspektem przedstawionego osiągnięcia jest fakt, iż
uzyskane wyniki wypełniają wyraźnie wytyczne Komisji Europejskiej dotyczące
bezpieczeństwa chemicznego w obszarze oceny toksykologicznej substancji czynnych oraz
preparatów pestycydowych. Wytyczne te nakładają obowiązek oceny wszystkich dostępnych
danych toksykologicznych pochodzących z różnych źródeł. Oznacza to, że oprócz
obowiązkowego standardowego zestawu badań bezpieczeństwa wykonywanych na wniosek
aplikantów wprowadzających dany produkt na rynek, istnieje konieczność oceny danych
znajdujących się w otwartej literaturze naukowej. Tylko takie podejście zapewnia spójną i
obiektywną ocenę toksykologiczną wprowadzanych na rynki preparatów pestycydowych 3.
W tym kontekście duże znaczenie mają pojawiające się w ostatnim czasie, chociaż
jeszcze bardzo nieliczne, nowe badania dotyczące potencjalnych oddziaływań PPF na
organizmy zwierzęce. Stosowanie środka owadobójczego w wodzie pitnej to absolutnie
bezprecedensowa akcja w skali światowej stanowiąca nowe i poważne wyzwanie dla
toksykologii. Prezentowane przeze mnie dane wskazują na konieczność zbierania danych
toksykologicznych w warunkach in vivo, które poprzez stały i długotrwały monitoring
narażenia populacji pozwoli uzyskać profil kinetyczny tego insektycydu u człowieka i
następnie w pełni ocenić dane pozyskiwane z użyciem innych modeli badawczych. Dane te
wydają się kluczowe w analizie ryzyka, szczególnie jeśli uwzględnimy pojawiające się ostatnio
bardzo niepokojące doniesienia wskazujące na znacznie wyższe realne narażenie na PPF
stosowany w wodzie pitnej 27 oraz możliwość silnej interakcji synergistycznej PPF z innymi
pestycydami 22.
Odzwierciedleniem prezentowanego przez Komisję Europejską podejścia są również
wyniki ostatniego przeglądu glifosatu, który zakończył się zatwierdzeniem tej substancji
czynnej 12 grudnia 2017 r. na okres tylko 5 lat 66. Biorąc pod uwagę bardzo intensywne badania
prowadzone w różnych zespołach badawczych na różnych modelach doświadczalnych,
pozwoli to na ponowny przegląd danych toksykologicznych dla tej substancji i podjęcie
- 21 -
decyzji, czy spełnia ona kryteria dopuszczające ją do stosowania w preparatach
herbicydowych1. Wymiernym efektem wszystkich danych toksykologicznych z ostatnich lat są
aktualnie ustanowione warunki dopuszczenia glifosatu nakładające obowiązek wprowadzenia
środków zmniejszających ryzyko narażenia i ograniczających obszar stosowania tych
preparatów herbicydowych. Niezwykle ważnym zapisem tego rozporządzenia, w które wpisują
się również wyniki prezentowanych przeze mnie badań, jest zakaz stosowania POEA jako
składnika herbicydów glifosatowych, jako najbardziej toksycznego składnika tych
preparatów66.
Dodatkowe badania powiązane z tematyką osiągnięcia naukowego:
Biorąc pod uwagę możliwość różnic we wrażliwości wycinków pochodzących z
różnych części przewodu pokarmowego w odpowiedzi na działanie ksenobiotyków,
wykonałam również badania oceniające wpływ glifosatu i Roundupu na aktywność motoryczną
wycinków dwunastnicy. Otrzymane wyniki ujawniły pewne różnice dotyczące charakteru i siły
reakcji mięśniówki dwunastnicy w porównaniu z wycinkami jelita czczego, przy czym nie były
one tak silnie wyrażone ja w przypadku ocenianego w późniejszych badaniach PPF. Wyniki
zostały przedstawione na konferencji tematycznej (III.B.38).
Oczywistą kontynuacją badań było rozpoczęcie doświadczeń oceniających mechanizm
działania glifosatu z wykorzystaniem antagonistów receptorów i kanałów błonowych oraz
wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych. Wstępne wyniki zostały już zaprezentowane na
konferencjach oraz opublikowane w recenzowanych materiałach konferencyjnych
uwzględnionych w bazie Web of Science (II.DD.6; III.B.32). Zakończone prace nad oceną
mechanizmu działania glifosatu są na etapie przygotowania manuskryptu do publikacji.
Piśmiennictwo
1. DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2009/128/WE z dnia 21
października 2009 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania na rzecz
zrównoważonego stosowania pestycydów, Dz.U. UE L309/71 z dnia 24.11.2009.
2. KOMUNIKAT KOMISJI 372 Strategia tematyczna w sprawie zrównoważonego
stosowania pestycydów, wersja ostateczna, 2006, Bruksela.
3. KOMUNIKAT KOMISJI C 8414 dotyczący europejskiej inicjatywy obywatelskiej „Zakaz
stosowania glifosatu i ochrona ludzi i środowiska przed toksycznymi pestycydami” , wersja
ostateczna, 2017, Strasburg.
4. Mesnage, R., Defarge, N., Spiroux de Vendômois, J., Séralini, G.E., 2015. Potential toxic
effects of glyphosate and its commercial formulations below regulatory limits. Food Chem.
Toxicol. 84, 133–153
- 22 -
5. Dill M.G., Sammons R.D., Feng P.C.C., Kohn F., Kretzmer K., Mehrsheikh A., Bleeke M.,
Honedder J.L., Farmer D., Wright D., Haupfear E.A., 2010. Glyphosate: discovery,
development, applications, and properties, in: V.K. Nandula (Ed.), Glyphosate Resistance
in Crops and Leeds: History, Development, and Management, John Wiley and Sons Inc,
Hoboken, 1–33.
6. Burgat V., Keck G., Guerre P., Bigorre V., Pineau X., 1998. Glyphosate toxicosis in
domestic animals: a survey from the data of the Centre National d’Informations
Toxicologique Veterinaires (CNITV), Vet. Hum. Toxicol. 40, 363–367.
7. Williams G.M., Kroes R., Munro I.C., 2000. Safety evaluation and risk assessment of the
herbicide Roundup and its active ingredient, glyphosate, for humans, Regul. Toxicol.
Pharmacol. 31, 117–165.
8. Bernya P., Calonib F., Croubelsc S., Sachanad M., Vandenbrouckec V., Davanzo F., Guitart
R., 2010. Animal poisoning in Europe. Part 2: Companion animals, Vet. J .183, 255–259.
9. Bradberry S.M., Proudfoot A.T., Vale J.A., 2004. Glyphosate poisoning, Toxicol. Rev. 23,
159–167.
10. Jasper R., Locatelli G.O., Pilati C., Locatelli C. 2012. Evaluation of biochemical,
hematological and oxidative parameters in mice exposed to the herbicide glyphosate-
Roundup, Interdiscip. Toxicol. 5, 133–140.
11. Lajmanovich R.C., Attademo A.M., Peltzer P.M., Junges C.M., Cabagna M.C., 2011.
Toxicity of four herbicide formulations with glyphosate on Rhinella arenarum (Anura:
Bufonidae) tadpoles: B-esterases and glutathione S-transferase inhibitors, Arch. Environ.
Contam. Toxicol. 60, 681–689.
12. Marc J., Mulner-Lorillon O., Bellé R., 2004. Glyphosate-based pesticides affect cell cycle
regulation, Biol. Cell . 96, 245–249.
13. Modesto K.A., Martinez C.B.R., 2010. Effects of Roundup Transorb on fish: Hematology,
antioxidant defenses and acetylcholinesterase activity, Chemosphere 81, 781–787.
14. Richard S., Moslemi S., Sipahutar H., Benachour N., Seralini G.E., 2005. Differential
effects of glyphosate and Roundup on human placental cells and aromatase, Environ. Health
Perspect. 113, 716–720.
15. Talbot A.R., Shiaw M.H., Huang J.S., Yang S.F., Goo T.S., Wasng S.H., Chien C.L.,
Sanford T.R., 1991. Acute poisoning with a glyphosate-surfactant herbicide (Roundup): a
review of 93 cases, Hum. Exp. Toxicol. 10, 1–8.
16. Thongprakaisang S., Thiantanawat A., Rangkadilok N., Suriyo T., Satayavivad J., 2013.
Glyphosate induces human breast cancer cells growth via estrogen receptors, Food Chem.
Toxicol. 59, 129–136.
17. Contardo-Jara, V., Klingelmann, E., Wiegand, C., 2009. Bioaccumulation of glyphosate
and its formulation Roundup Ultra in Lumbriculus variegatus and its effects on
biotransformation and antioxidant enzymes. Environ. Pollut. 157, 57–63.
18. El-Shenawy, N.S., 2009. Oxidative stress responses of rats exposed to Roundup and its
active ingredient glyphosate. Environ. Toxicol. Pharmacol. 28, 379–385.
19. Howe, C.M., Berrill, M., Pauli, B.D., Helbing, C.C., Werry, K., Veldhoen, N., 2004.
Toxicity of glyphosate-based pesticides to four North American frog species. Environ.
Toxicol. Chem. 23, 1928–1938.
20. (EFSA) European Food Safety Authority, 2009. Conclusion on pesticide peer review
regarding the risk assessment of the active substance pyriproxyfen. Sci. Rep. 336, 1-99.
21. Assessment Report, 2012. Pyriproxyfen, Product-type 18.
http://dissemination.echa.europa.eu/Biocides/ActiveSubstances/0061-
18/006118_Assessment_Report.pdf.
- 23 -
22. Manabe, M., Kanda, S., Fukunaga, K., Tsubura, A., Nishiyama, T., 2006. Evaluation of the
estrogenic activities of some pesticides and their combinations using MtT/Se cell
proliferation assay. Int. J. Hyg Environ. Health. 209, 413-421.
23. Bayoumi, A.E., Pérez-Pertejo, Y., Zidan, H.Z., Balaña-Fouce, R., Ordóñez, C.,Oróñez, D.,
2003. Cytotoxic effects of two antimolting insecticides in mammalian CHO-K1 cells.
Ecotoxicol. Environ. Saf. 55, 19-23.
24. Dzieciolowska, S., Larroque, A.L., Kranjec, E.A., Drapeau, P., Samarut, E., 2017. The
larvicide pyriproxyfen blamed during the Zika virus outbreak does not cause microcephaly
in zebrafish embryos. Sci. Rep. 7, 40067.
25. Sharmin, T., Satho, T., Irie, K., Watanabe, M., Hosokawa, M., Hiramatsu, Y., Talukder, P.,
Okuno, T., Tsuruda, S., Uyeda, S., Fukmits, Y., Tamura, Y., Nakashima, Y., Imoto, M.,
Toda, A., Kashige, N., Miake, F., 2013. Pyriproxyfen enhances the immunoglobulin G
immune response in mice. Microbiol. Immunol. 57, 316-322.
26. SWETOX - Swedish Toxicology Science Research Center, 2016. Pyriproxyfen and
Microcephaly: an Investigation of Potential Ties to the Ongoing “Zika Epidemic” (Report
from a working group).
27. Truong, L., Gonnerman, G., Simonich, M.T., Tanguay, R.L., 2016. Assessment of the
developmental and neurotoxicity of the mosquito control larvicide, pyriproxyfen, using
embryonic zebrafish. Environ. Pollut. 218, 1089-1093.
28. Ministerstwo Zdrowia Brazylii, 2014. Orientações técnica para utilização do larvicida
pyriproxyfen (0,5 G) no controle de Aedes aegypti
http://portalsaude.saude.gov.br/images/pdf/2014/julho/15/Instrue–es-para-uso-de-
pyriproxifen-maio-2014.pdf. dostęp: 22.02.2018.
29. Drossman, D.A., 2016. Functional Gastrointestinal Disorders: History, Pathophysiology,
Clinical Features and Rome IV. Gastroenterology 150, 1262-1279.
30. Ceregrzyn, M., Ozaki, T., Kuwahara, A.,Wiechetek, M., 1998. Sodium nitrite, a potent
relaxant of rat stomach fundus: in vitro evidence. Can. J. Physiol. Pharmacol. 76, 989-999.
31. Escalante, J., McQuade, R.M., Stojanovska, V., Nurgali, K., 2017. Impact of chemotherapy
on gastrointestinal functions and the enteric nervous system. Maturitas 105, 23-29.
32. Izzo, A.A., Mascolo, N., Maiolino, P., Capasso, F., 1996. Nitric oxide-donating compounds
and cyclic GMP depress the spontaneous contractile activity of the isolated rabbit jejunum.
Pharmacology 53, 109-113.
33. Rocha, B.S., Gago, B., Barbosa, R.M., Cavaleiro, C., Laranjinha, J., 2015. Ethyl nitrite is
produced in the human stomach from dietary nitrate and ethanol, releasing nitric oxide at
physiological pH: potential impact on gastric motility. Free Radic. Biol. Med. 82, 160-166.
34. ROZPORZĄDZENIE (WE) NR 1907/2006 PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY
z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych
ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH), Dz.U. UE L 396 z dnia 30.12.2006.
35. ROZPORZĄDZENIA ROZPORZĄDZENIE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I
RADY (WE) NR 1272/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji, oznakowania
i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/548/EWG i
1999/45/WE oraz zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1907/2006, Dz.U. UE L 353/1 z
dnia 31.12.2008.
36. DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2010/63/UE z dnia 22
września 2010 r. w sprawie ochrony zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych.
Dz.U. UE L 276/33 z dnia 20.10.2010.
37. Brewster D.W., Warren J., Hopkins W.E. 2nd, 1991. Metabolism of glyphosate in Sprague-
Dawley rats: tissue distribution, identification, and quantitation of glyphosate-derived
materials following a single oral dose, Fundam. Appl. Toxicol. 17, 43–51.
- 24 -
38. Roberts D.M., Buckley N.A., Mohamed F., Eddleston M., Goldstein D.A., Mehrsheikh A.,
Bleeke M.S., Dawson A.H., 2010. A prospective observational study of the clinical
toxicology of glyphosate-containing herbicides in adults with acute self-poisoning, Clin.
Toxicol. (Phila.) 48, 129–136.
39. Stella, J., Ryan, M., 2004. Glyphosate herbicide formulation: a potentially lethal ingestion.
Emerg. Med. Aust. 16, 235–239.
40. Aris A., Leblanc S., 2011. Maternal and fetal exposure to pesticides associated to
genetically modified foods in Eastern Townships of Quebec, Can. Reprod. Toxicol. 31,
528–533.
41. Mariana A., de Alaniz M.J.T., Marra C.A., 2009. The impact of simultaneous intoxication
with agrochemicals on the antioxidant defense system in rat, Pestic. Biochem. Physiol. 94,
93–99.
42. Hedberg D., Wallin M., 2010. Effects of Roundup and glyphosate formulations on
intracellular transport, microtubules and actin filaments in Xenopus laevis melanophores,
Toxicol. In Vitro 24, 795–802.
43. Mollin W., Hirase K., 2004. Comparison of commercial glyphosate formulations for control
of prickly sida, purple nutsedge, morningglory and sicklepod, Weed Biol. Manag. 4, 136–
141.
44. Chamberlain K., Evans A.A., Bromilow R.H., 1996. 1-Octanol/water partition coefficient
(Kow) and pKa for ionisable pesticides measured by a pH-metric method, Pestic. Sci. 47,
256–271.
45. Gupta P.K., 2007. Toxicity of herbicides, in: P.K. Gupta (Ed.), Veterinary Toxicology,
Elsevier, New York, 567–586.
46. Hapke H.J., 1975. Toxikologie für Veterinärmediziner, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
47. Mesnage, R., Defarge, N., Spiroux de Vendômois, J., Séralini, G.E., 2014. Major pesticides
are more toxic to human cells than their declared active principles. Biomed. Res. Int. 2014,
179691.
48. Brausch, J.M., Beall, B., Smith, P.N., 2007. Acute and sub-lethal toxicity of three POEA
surfactant formulations to daphnia magna. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 78, 510–514.
49. Mann, R.M., Hyne, R.V., Choung, C.B., Wilson, S.P., 2009. Amphibians andagricultural
chemicals: review of the risks in a complex environment. Environ.Pollut. 157, 2903–2927.
50. Moore, L.J., Fuentes, L., Rodgers Jr., J.H., Bowerman, W.W., Yarrow, G.K., Chao, W.Y.,
Bridges Jr., W.C., 2012. Relative toxicity of the components of the original formulation of
Roundup to five North American anurans. Ecotoxicol. Environ.Saf. 78, 128–133.
51. Seok, S.J., Park, J.S., Hong, J.R., Gil, H.W., Yang, J.O., Lee, E.Y., Song, H.Y., Hong, S.Y.,
2011. Surfactant volume is an essential element in human toxicity in acute glyphosate
herbicide intoxication. Clin. Toxicol. (Phila) 49, 892–899.
52. Tsui, M.T., Chu, L.M., 2003. Aquatic toxicity of glyphosate-based formulations:
comparison between different organisms and the effects of environmental factors.
Chemosphere 52 (7), 1189–1197.
53. Benachour, N., Séralini, G.E., 2009. Glyphosate formulations induce apoptosis andnecrosis
in human umbilical, embryonic, and placental cells. Chem. Res.Toxicol. 22, 97–105.
54. Guilherme, S., Santos, M.A., Barroso, C., Gaivão, I., Pacheco, M., 2012. Differentia l
genotoxicity of Roundup(®) formulation and its constituents in blood cells offish (Anguilla
anguilla): considerations on chemical interactions and DNA damaging mechanisms.
Ecotoxicology 21, 1381–1390.
55. Kim, Y.H., Hong, J.R., Gil, H.W., Song, H.Y., Hong, S.Y., 2013. Mixtures of glyphosate
and surfactant TN20 accelerate cell death via mitochondrial damage-induced apoptosis and
necrosis. Toxicol. In Vitro 27, 191–197.
- 25 -
56. Song, H.Y., Kim, Y.H., Seok, S.J., Gil, H.W., Hong, S.Y., 2012a. In vitro cytotoxic effect
of glyphosate mixture containing surfactants. J. Korean Med. Sci. 27,711–715.
57. Cullum, D.C., 1994. Surfactant types; classification, identification. W: Cullum, D.C.(Ed.),
Separation, in Introduction to Surfactant Analysis. Springer Science+Business Media
Dordrecht, 17–41.
58. Schüürmann, G., 1990. Quantitative structure-property relationships for the polarizability,
solvatochromic parameters and lipophilicity. Quant. Struct.-Act.Relat. 9, 326–333.
59. Giesy, J.P., Dobson, S., Solomon, K.R., 2000. Ecotoxicological risk assessment for
Roundup herbicide. Rev. Environ. Contam. Toxicol. 167, 35–120.
60. Wang, N., Besser, J.M., Buckler, D.R., Honegger, J.L., Ingersoll, C.G., Johnson,
B.T.,Kurtzweil, M.L., Macgregor, J., McKee, M.J., 2005. Influence of sediment on the fate
and toxicity of a polyethoxylated tallow amine surfactant system (MON0818) in aquatic
microcosms. Chemosphere 59, 545–551.
61. (WHO), World Health Organization, 2008. Pyriproxyfen in Drinking-water: Use for Vector
Control in Drinking-water Sources and Containers.
62. Unno, T., Matsuyama, H., Izumi, Y., Yamada, M., Wess, J., Komori, S., 2006. Roles of M2
and M3 muscarinic receptors in cholinergic nerve-induced contractions in mouse ileum
studied with receptor knockout mice. Br. J. Pharmacol. 149, 1022-1030.
63. Zhu, M.H., Sung, I.K., Zheng, H., Sung, T.S., Britton, F.C., O'Driscoll, K., Koh, S.D.,
Sanders, K.M., 2011. Muscarinic activation of Ca2+activated Cl- current in interstitial cells
of Cajal. J. Physiol. 589, 4565-4582.
64. Tobin, G., Giglio, D., Lundgren, O., 2009. Muscarinic receptor subtypes in the alimentary
tract. J. Physiol. Pharmacol. 60, 3-21.
65. Costa, M., Brookes, S.J., Hennig, G.W., 2000. Anatomy and physiology of the enteric
nervous system. Gut 47, 15-19.
66. ROZPORZĄDZENIE WYKONAWCZE KOMISJI (UE) 2017/2324 z dnia 12 grudnia
2017 r. w sprawie odnowienia zatwierdzenia substancji czynnej glifosat, zgodnie z
rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1107/2009 dotyczącym
wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin, oraz w sprawie zmiany załącznika do
rozporządzenia wykonawczego Komisji (UE) nr 540/2011, Dz.U. UE L333/10 z dnia
15.12.2017.
- 26 -
5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych
a) Osiągnięcia naukowo-badawcze przed osiągnięciem stopnia doktora
Udział w zajęciach z przedmiotu „Toksykologia i Ochrona Środowiska” w roku
akademickim 1996/1997 był tym momentem w czasie studiów na Wydziale Medycyny
Weterynaryjnej, który zdeterminował całą moją dalszą ścieżkę zawodową. Bezpośrednio po
zdaniu egzaminu przedmiotowego, rozpoczęłam staż przedasystencki w Katedrze Farmakologii
i Toksykologii Wydziału Medycyny Weterynaryjnego w Warszawie po opieką prof. dr hab.
Marii Wiechetek. W tym czasie, będąc jednocześnie członkiem sekcji Toksykologicznej Koła
Medyków Weterynaryjnych, brałam udział w badaniach prowadzonych w Katedrze przez
członków zespołu. Jednym z kierunków badawczych prowadzonym w tamtym okresie była
ocena wpływu przeazotowania środowiska na zdrowie zwierząt i ludzi. W ramach tych badań
brałam czynny udział w pierwszych doświadczeniach z użyciem izolowanych wycinków
przewodu pokarmowego szczura, w których oceniano wpływ azotynu sodu na aktywność
motoryczną. Badania te wykazały, że azotyn sodu wyraźnie zaburza aktywność motoryczną
mięśniówki wycinków, a w mechanizmie tych zaburzeń może brać udział cyklaza guanylowa.
Wyniki prac zostały zaprezentowane w ramach Przeglądu Dorobku Kół Naukowych Szkoły
Głównej Gospodarstwa Wiejskiego (praca została nagrodzona I Nagrodą J.M. Rektora SGGW)
oraz na konferencji międzynarodowej (Załącznik 3, III.B.1,3).
Brałam również udział w pracach nad stworzeniem ankiety toksykologicznej
skierowanej do lekarzy weterynarii dotyczącej przypadków zatruć, z którymi spotykają się w
swojej praktyce. Wyniki ankiety miały stanowić podstawę rozpoczęcia prac nad stworzeniem
weterynaryjnej bazy toksykologicznej z centrum informacji toksykologicznej dla lekarzy
weterynarii. Wyniki prac nad ankietą były również zaprezentowane w czasie Przeglądu
Dorobku Kół Naukowych SGGW (Załącznik 3, III.B.2).
W tym czasie odbyłam również staż toksykologiczny (2 tygodnie) w Stołecznym
Ośrodku Ostrych Zatruć przy Szpitalu Praskim w Warszawie, w czasie którego zapoznałam się
z zasadami funkcjonowania Centrum Informacji Toksykologicznej.
W czasie stażu przedasystenckiego uczestniczyłam w kursie dotyczącym możliwości
stosowania alternatywnych metod badawczych w toksykologii "Nowoczesne metody oceny
toksyczności substancji chemicznych" (4 dni ), 1997 organizowanym przez Instytut Medycyny
Pracy w Łodzi.
- 27 -
Po zakończeniu studiów w 1999 roku rozpoczęłam pracę w Katedrze, a następnie
Zakładzie Farmakologii i Toksykologii Wydziału Medycyny Weterynaryjnej w Warszawie na
stanowisku asystenta. W pierwszym okresie mojej pracy zainteresowałam się toksynami
roślinnymi oraz problemem zatruć roślinami toksycznymi u zwierząt. Z tego okresu pochodzą
pierwsze prace przeglądowe skierowane do lekarzy praktyków:
1. Chłopecka M., Dziekan N., Wiechetek M (2001). Rośliny dziko rosnące i uprawiane a
zdrowie psów i kotów. Biologiczna Medycyna Weterynaryjna, 2, 30-37.
2. Chłopecka M., Dziekan N. (2001). Domowe i ogrodowe rośliny ozdobne a zdrowie
psów i kotów. Biologiczna Medycyna Weterynaryjna, , 3, 75-82.
3. Chłopecka M. (2002). Zatrucia roślinami u psów i kotów, Magazyn Weterynaryjny, 65,
16-20.
Byłam również współautorem publikacji przeglądowych dotyczących:
- substancji i preparatów używanych powszechnie w domach, które są częstym źródłem zatruć
zwierząt domowych:
1. Dziekan N., Chłopecka M. (2002): Zatrucia artkułami gospodarstwa domowego u psów
i kotów, Magazyn Weterynaryjny, 72, 44-47.
- zagadnień związanych z chronicznym zatruciem miedzią u owiec obejmujących krytyczny
przegląd piśmiennictwa na temat źródeł i okoliczności narażenia, losów w organizmie,
mechanizmu działania oraz objawów i konsekwencji narażenia na ten metal:
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N. (2007): Haemolytic crisis in sheep as a result of
chronic exposure to copper. Polish Journal of Veterinary Sciences, 10, 51-56 (MNiSW
= 10 pkt., IF = 0,291)
W latach (2002-2005) uczestniczyłam w doświadczeniach realizowanych w ramach
grantu badawczego KBN zatytułowanego: „Wpływ błony śluzowej w mechanizmie
relaksacyjnego działania jonu azotynowego na mięśniówkę gładką przewodu pokarmowego”
(załącznik 3, II.I.2) jako główny wykonawca projektu. Pierwszy etap prac obejmujący
doświadczenia wstępne ujawnił bardzo wiele problemów metodycznych i interpretacyjnych
związanych z wykorzystaniem modelu badawczego izolowanych wycinków przewodu
pokarmowego, a uzyskiwane w toku prac wyniki pozostawały często w sprzeczności z
powszechnie publikowanymi danymi literaturowymi. Stało się to powodem rozpoczęcia przeze
mnie bardzo intensywnych prac nad standaryzacją modelu izolowanych wycinków przewodu
pokarmowego szczura, również w zakresie jego rożnych podtypów (klasyczny model otwarty,
- 28 -
zamknięte woreczki jelitowe, wycinki pozbawione błony śluzowej) oraz określeniem jego
możliwości ekstrapolacyjnych na warunki in vivo. Dodatkowym wsparciem dla tych działań
była możliwość realizacji grantu wewnętrznego SGGW „Standaryzacja metody badawczej
wykorzystującej wycinki przewodu pokarmowego jako alternatywnej metody badań wpływu
substancji na motorykę mięśniówki przewodu pokarmowego” (załącznik 3, II.I.3). Prowadzone
przez kilka lat badania pozwoliły uzyskać wszystkie dane w tym zakresie. W konsekwencji
Zakład Farmakologii i Toksykologii zyskał wystandaryzowany, wiarygodny model
doświadczalny, również w zakresie prawidłowej interpretacji otrzymanych wyników,
szczególnie podczas ich ekstrapolacji do warunków in vivo. Wyniki prac wskazują, że wycinki
z różnych części przewodu pokarmowego cechuje różna stabilność w czasie wielogodzinnych
doświadczeń zarówno pod względem aktywności spontanicznej mięśniówki, reakcji na
substancje referencyjne oraz zachowania integralności tkanek. Wyniki ujawniły również, że
papaweryna, powszechnie stosowana w badaniach in vitro w doświadczeniach z użyciem
wycinków mięśniówki gładkiej, nie spełnia kryteriów substancji referencyjnej w zakresie
rozpuszczalności w buforze inkubacyjnym jak również charakteru odpowiedzi mięśniówki.
Wyniki badań standaryzacyjnych pozwoliły stworzyć podstawowy protokół doświadczalny
wykorzystywany we wszystkich eksperymentach wykonywanych w Zakładzie Farmakologii i
Toksykologii na modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego szczura. Znaczna
część uzyskanych wyników została zawarta w mojej pracy doktorskiej oraz w następujących
publikacjach:
1. Chłopecka M., Dziekan N., Mendel M., Bąkała A., Małdyk J., Wiechetek M. (2007)
Evaluation of time-stability of an alternative research model based on isolated rat
gastrointestinal strips. Journal of Physiology and Pharmacology 58, 73-86 (MNiSW =
20 pkt., IF = 2,974)
2. Chłopecka M., Dziekan N., Bąkała A., Wiechetek M., Mendel M. (2007) Papaverine
should not be used as an indicator for controlling the ability of gastrointestinal tract
muscle to relax in vitro. Medycyna Weterynaryjna, 63 (11) (MNiSW = 10 pkt., IF =
0.259)
Standaryzacja prezentowanego modelu pozwoliła rozważyć i zainicjować nowe
kierunki badawcze. Byłam pomysłodawcą rozpoczęcia w Zakładzie Farmakologii i
Toksykologii badań oceniających wpływu substancji czynnych zawartych w roślinach na
aktywność motoryczną przewodu pokarmowego szczura. Badania te zainicjowała w swojej
pracy doktorskiej, a następnie rozwinęła w kolejnych latach kariery zawodowej dr hab. Marta
- 29 -
Mendel. Przed uzyskaniem stopnia doktora byłam współautorem jednej publikacji w tym
zakresie przedstawiającej nasze wstępne wyniki dotyczące oceny wpływu metabolitów
wtórnych bluszczu pospolitego na aktywność mięśniówki przewodu pokarmowego:
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Wiechetek M. (2006) Wpływ saponin
triterpenowych (α-hederyny) z bluszczu pospolitego (Hedera helix) na mięśniówkę
gładką izolowanych wycinków przewodu pokarmowego. Herba Polonica, 52, 75-76.
Wyniki badań, w których uczestniczyłam przed uzyskaniem stopnia doktora były
również prezentowane w postaci doniesień na krajowych i międzynarodowych konferencjach
tematycznych (Załącznik 3, III.B.4-16).
Prezentowane przeze mnie wyniki badań naukowych zostały uhonorowane I nagrodą
Dziekana Wydziału Medycyny Weterynaryjnej za najlepszą prezentację wyników badań
naukowych na dorocznych przeglądzie dorobku Katedr w 2004 roku.
W celu doskonalenia warsztatu badawczego związanego z doświadczeniami na
izolowanych wycinkach mięśniówki gładkiej brałam udział w warsztatach organizowanych
przez Katedrę Farmakologii i Toksykologii Uniwersytetu Semmelweisa w Budapeszcie
(PowerLab Research Workshop, 7-11.11.2005). W 2007 roku byłam współorganizatorem i
prelegentem podobnego spotkania, które odbyło się w Warszawie, w Zakładzie Farmakologii i
Toksykologii SGGW (3rd ADInstruments Workshop in Poland – 13-14.06.2007).
Brałam również udział w szkoleniu z zakresu monitorowania działań niepożądanych
weterynaryjnych produktów leczniczych organizowanym przez Urząd Rejestracji Produktów
Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych.
W 2006 roku zakończyłam czterosemestralne Specjalizacyjne Studia Podyplomowe z
dziedziny Weterynaryjna Diagnostyka Weterynaryjna otrzymując tytuł specjalisty.
b) Osiągnięcia naukowo-badawcze po uzyskaniu stopnia doktora
Po uzyskaniu stopnia doktora nauk weterynaryjnych objęłam stanowisko adiunkta w
Zakładzie Farmakologii i Toksykologii Wydziału Medycyny Weterynaryjnej w Warszawie,
gdzie kontynuowałam doświadczenia z wykorzystaniem modelu izolowanych wycinków
przewodu pokarmowego szczura oceniające wpływ różnych ksenobiotyków na aktywność
motoryczną mięśniówki gładkiej. W tamtym czasie ukazały się ostatnie metodyczne prace z
zakresu optymalizacji warunków doświadczalnych:
- 30 -
1. Chłopecka M., Dziekan N. Mendel M., Wiechetek M. (2008). Izolowane wycinki jelita
czczego szczura – alternatywny model badawczy do badania działania ksenobiotyków.
Prace i Materiały Zootechniczne, 66, 174-176 (MNiSW: 2 pkt.)
2. Mendel M., Dziekan N., Chłopecka M., Wiechetek M. (2008). Stosowane w
doświadczeniach rozpuszczalniki organiczne, a wiarygodność otrzymanych wyników:
badania in vitro na izolowanych wycinkach żołądka szczura. Prace i Materiały
Zootechniczne 66, 193-195 (MNiSW: 2 pkt.)
3. Dziekan N., Chłopecka M., Mendel M., Wiechetek. (2008). Schemat postępowania
doświadczalnego w badaniach prowadzonych na izolowanych wycinkach przewodu
pokarmowego szczura. Prace i Materiały Zootechniczne, 66, 190-192 (MNiSW: 2 pkt.)
Główne kierunki badań naukowych oraz działalności popularyzatorskiej, w których
brałam udział po uzyskaniu stopnia doktora, dotyczyły następujących zagadnień:
- Wykorzystanie modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego szczura do
badania wpływu pestycydów na aktywność motoryczną przewodu pokarmowego.
- Ocena wpływu metabolitów wtórnych roślin na aktywność wycinków przewodu
pokarmowego szczura.
- Optymalizacja warunków doświadczalnych eksperymentów wykorzystujących inne
modele izolowanej mięśniówki gładkiej.
- Ocena wpływu metabolitów wtórnych roślin na aktywność wycinków przewodu
pokarmowego krowy oraz interakcji pomiędzy fitozwiązkami i chemioterapeutykami.
- Problemy toksykologiczne zwierząt gospodarskich i towarzyszących:
Zatrucia roślinami u koni.
Zagrożenia toksykologiczne bydła wynikające z obecności substancji
niebezpiecznych w paszy i wodzie.
Wpływ metali na zdrowie zwierząt towarzyszących.
Zatrucia zwierząt towarzyszących substancjami obecnymi w gospodarstwie
domowym.
- 31 -
Wykorzystanie modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego szczura do badania
wpływu pestycydów na aktywność motoryczną przewodu pokarmowego
Wyniki badań uzyskane w ramach realizacji tego kierunku badawczego stanowią
osiągnięcie naukowe (Załącznik 3, I.B.1-3) oraz były prezentowane na krajowych i
międzynarodowych konferencjach tematycznych (Załącznik 3, II.DD.5, III.B.28, 31, 46, 51).
Ocena wpływu metabolitów wtórnych roślin na aktywność wycinków przewodu
pokarmowego szczura
I. Pełniąc rolę opiekuna naukowego prac prowadzonych w ramach realizacji rozprawy
doktorskiej lek. wet. Marty Mendel brałam udział w eksperymentach, których wyniki ujawniły,
że zarówno ekstrakt z bluszczu pospolitego jak i pojedyncze saponiny triterpenowe nasilają
aktywność skurczową mięśniówki dna i trzonu żołądka. Mechanizm indukowania skurczu
przez α-hederynę wynika prawdopodobnie ze zmiany potencjału błonowego miocytów (na
skutek zmian przepuszczalności) w wyniku czego dochodzi do napływu wapnia przez zależne
od napięcia kanały typu L do wnętrza komórek. Uzyskane wyniki znajdują się w następujących
pracach:
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Wiechetek M. (2011). The effect of the whole
extract of common ivy (Hedera helix) leaves and its selected active substances on the
motoric activity of rat isolated stomach strips. Journal of Ethnopharmacology 134, 796-
802. (MNiSW: 35, IF: 3.014).
2. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W., Wiechetek M. (2012). The
participation of cholinergic pathways in α-hederin-induced contraction of rat isolated
stomach strips. Phytomedicine 19, 591-595. (MNiSW: 35, IF: 2.972).
3. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W., Wiechetek M. (2013). The
participation of extracellular calcium in α-hederin-induced contraction of rat isolated
stomach strips. Journal of Ethnopharmacology 146, 423-426 (MNiSW: 40, IF: 2.939).
II. Kontynuacją zainteresowań badawczych obejmujących wpływ fitozwiązków na aktywność
motoryczną przewodu pokarmowego był mój aktywny udział w kolejnych badaniach, które
pozwoliły na ustalenie wpływu różnych wtórnych metabolitów roślin na aktywność mięśniówki
gładkiej wycinków przewodu pokarmowego szczura. Badania w tej części prowadziliśmy we
- 32 -
współpracy z Katedrą i Zakładem Farmakognozji z Pracownią Roślin Leczniczych
Uniwersytetu Medycznego w Lublinie z której pochodził materiał roślinny izolowany przez
pracowników tego ośrodka badawczego. Doświadczenia wykonane na wycinkach
pochodzących od szczurów dają dużą możliwość ekstrapolacji uzyskanych wyników na
organizm człowieka. Uzyskane wyniki wskazują, że furanokumaryny (bergapten i
imperatoryna) wyraźnie zaburzały aktywność wycinków jelita czczego w szerokim zakresie
stężeń. W przypadku bergaptenu pierwszą istotną reakcję o charakterze miorelaksacji
odnotowano już po zastosowaniu substancji w dawce 0,0001 µM. Może to oznaczać, że nawet
przy niewielkiej biodostępności badanej furanokumaryny istnieje możliwość jej oddziaływania
w warunkach przyżyciowych, co daje perspektywy wykorzystania tej substancji u pacjentów z
nasiloną motoryką przewodu pokarmowego. W przypadku zastosowania bergaptenu w
wysokich dawkach, około połowa wycinków zareagowała wyraźnym skurczem mięśniówki.
Kolejną badaną przez nas furanokumaryną była imperatoryna, która wykazała wyraźne,
odwracalne i zależne od dawki działanie miorelaksacyjne na wycinki jelita czczego, co również
daje pespektywę jej wykorzystania w warunkach in vivo. Dodatkowym atutem tej części badań
była ocena prawdopodobnego mechanizmu działania imperatoryny na komórki mięśni gładkich
przewodu pokarmowego, która wykazała m.in, że działanie miorelalsacyjne badanej substancji
może wynikać z zaburzenia funkcji napięciozależnych kanałów wapniowych, co skutkuje
hamowaniem napływu jonów wapnia do komórek. W kolejnych doświadczeniach oceniliśmy
efekt flawonoidów pozyskiwanych z roślin cytrusowych. Otrzymane wyniki wskazują, że
zarówno aglikony (hesperytyna i diosmetyna), jak również ich pochodne glikozydowe
(hesperydyna i diosmina) nie wpływają istotnie na aktywność spontaniczną mięśniówki jelita
czczego w warunkach in vitro. Aglikony flawonoidów zastosowane w stężeniach 10 - 100 μM
istotnie zmniejszały odpowiedź wycinków na podanie ACh, co ma ogromne znaczenie ze
względu na fakt, iż jest główny neuroprzekaźnik szlaków cholinergicznych jelitowego układu
nerwowego. Ocena mechanizmu działania hespertyny wykazała prawdopodobny udział
zależnych od potencjału kanałów potasowych o szybkiej przewodności oraz zależnych od ATP,
przewodnictwa nieadrenergicznego, niecholinergicznego (NANC) oraz zdolności hamowania
cyklooksygenazy w spazmolitycznym działaniu badanego flawonoidu. Wyniki prac z
wykorzystaniem modelu izolowanych wycinków przewodu pokarmowego szczura autorzy
przedstawili w poniższych pracach:
1. Mendel M., Skalicka-Woźniak K., Chłopecka M., Dziekan N. (2015). Effect of
imperatorin on the spontaneous motoric activity of rat isolated jejunum strips. Evidence-
- 33 -
Based Complementary and Alternative Medicine (eCAM), Volume 2015, Article ID
614849. (MNiSW: 30 pkt., IF: 1,880).
2. Skalicka-Woźniak K., Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N. (2016). Isolation and
evaluation of the myorelaxant effect of bergapten on isolated rat jejunum.
Pharmaceutical Biology, 54, 48-54. (MNiSW: 20 pkt., IF: 1,241).
3. Mendel M., Chłopecka M, Dziekan N., Karlik W. (2016). Antispasmodic effect of
selected Citrus flavonoids on rat isolated jejunum specimens. European Journal of
Pharmacology, 791, 640-646. (MNiSW: 30 pkt., IF: 2,532).
Optymalizacja warunków doświadczalnych eksperymentów wykorzystujących inne modele
izolowanej mięśniówki gładkiej
I. Przed rozpoczęciem kolejnego etapu doświadczeń, które obejmowały wpływ fitozwiązków na
aktywność motoryczną wycinków przewodu pokarmowego krowy, wzięłam udział w serii
doświadczeń metodycznych, których celem była optymalizacja warunków doświadczalnych w
eksperymentach wykorzystujących tkanki pozyskiwane poubojowo od krów mlecznych. Plan
prac oparty był na wykorzystywanym od dawna w naszym zakładzie schemacie postępowania
z wycinkami pochodzącymi od szczura, na podstawie którego wykonywaliśmy eksperymenty
sprawdzające punkty krytyczne w ocenie przydatności i wiarygodności nowego modelu.
Wynikiem tych prac jest protokół doświadczalny wykorzystywany do dalszych doświadczeń.
Praca opisuje dokładną metodykę w zakresie pobierania i następnie preparacji laboratoryjnej
wycinków mięśniówki okrężnej i podłużnej trawieńca krów, rodzaju i dawek substancji
referencyjnych, wpływu rozpuszczalników organicznych oraz stabilności modelu w czasie
długotrwałych doświadczeń. Uzyskane wyniki wskazują na wysoką stabilność modelu
wycinków mięśniówki gładkiej trawieńca krów zarówno pod względem morfologii jak i reakcji
na ACh podczas wielogodzinnej inkubacji, zarówno w dniu preparacji jak i po przechowywaniu
przez 24h w temp. do 4ºC. Prace w ramach tego kierunku badawczego prowadziliśmy we
współpracy z Zakładem Patologii Zwierząt Egzotycznych, Laboratoryjnych,
Nieudomowionych i Ryb Wydziału Medycyny Weterynaryjnej, SGGW. Współpraca dotyczyła
części doświadczeń w zakresie oceny zmian wstecznych wycinków w czasie przechowywania
oraz długotrwałej inkubacji. Efektem współpracy jest wspólna publikacja pracowników obu
zakładów:
- 34 -
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Sobczak-Filipiak M., Bielecki W., Karlik W.
(2016). Bovine isolated abomasum specimens – a useful tool in preclinical in vitro
studies. Research & Reviews: Journal of Veterinary Sciences 2, 76-83.
II. Wiedza i doświadczenie w zakresie alternatywnych modeli in vitro wykorzystujących
mięśniówkę gładką stały się podstawą nawiązania współpracy z Katedra Farmakologii i
Toksykologii Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie,
która rozpoczyna właśnie aktywność badawczą w tym zakresie. W oparciu o moje
doświadczenie w zakresie prac standaryzacyjnych prowadzonych w naszym zakładzie na
wycinkach przewodu pokarmowego, moja rola polegała na przygotowaniu merytorycznym
członków zespołu olsztyńskiego do optymalizacji modelu badawczego wykorzystującego
wycinki aorty szczura. Efektem tej współpracy jest wspólna publikacja wieloautorska
dotycząca stabilności modelu izolowanych pierścieni aorty w przebiegu długotrwałych
doświadczeń (manuskrypt w trakcie recenzji).
Ocena wpływu metabolitów wtórnych roślin na aktywność wycinków przewodu
pokarmowego krowy oraz interakcji pomiędzy fitozwiązkami i chemioterapeutykami
I. Kolejny etap prac dotyczył oceny wpływu flawonoidów oraz saponin triterpenowych na
aktywność motoryczną wycinków przewodu pokarmowego krowy. Prace wykonywane były w
ramach grantu badawczego Narodowego Centrum Nauki „Interakcje pomiędzy roślinnymi
substancjami aktywnymi biologicznie zawartymi w paszy, a wybranymi lekami stosowanymi
w leczeniu chorób bydła – badania in vitro”, w którym byłam wykonawcą projektu (Załącznik
3, II.I.4).
Uzyskane w przebiegu doświadczeń wyniki wskazują, że:
- apigenina doprowadzała do zmniejszenia reakcji mięśniówki trawieńca indukowanej
przez ACh, a obserwowana reakcja była zależna od dawki,
- luteolina nasilała reaktywność mięśniówki trawieńca na ACh stosowana w niskich
dawkach,
- kwercetyna nasilała reaktywność wycinków trawieńca na ACh stosowana w niskich
stężeniach, natomiast inkubacja wycinków w wysokich stężeniach wywoływała efekt
spazmolityczny.
- 35 -
- hederagenina nasilała aktywność mięśniówki wycinków trawieńca i dwunastnicy krowy
po zastosowaniu substancji w bardzo niskich stężeniach.
- kwas medikagenowy wykazywał aktywność proskurczową w przypadku mięśniówki
wycinków trawieńca (począwszy od najniższego badanego stężenia) natomiast nie
wpływał istotnie na aktywność wycinków dwunastnicy.
Należy podkreślić, że uzyskane wyniki wskazują również na zmianę odpowiedzi mięśniówki
w sytuacji wielokrotnego narażenia na flawonoidy w porównaniu do bezpośredniego (bez
narażania uprzednio na mniejsze dawki) narażenia wycinków na wysoką dawkę tych substancji.
W przypadku zastosowania flawonoidu w najwyższych dawkach, bez ich wcześniejszego
narażenia na tę samą substancję w niższych dawkach, reakcja mięśniówki była znacząco
wyższa. Obserwacja ta ma duże znaczenie ze względu na to, iż narażenie krów na działanie
wtórnych metabolitów roślin ma charakter stały. Prokinetyczne działanie luteoliny i
kwercetyny (stosowanych w niskich dawkach) może przyczyniać się zwiększenia aktywności
motorycznej trawieńca i zmniejszenia ryzyka przemieszczeń tego narządu w przypadku
stosowania pasz wzbogaconych tymi związkami. Pomimo niskiej biodostępności saponin
triterpenowych u bydła, otrzymane wyniki wskazują również na możliwość działania tych
substancji in vivo, ze względu na ich proskurczowe działanie już w obecności bardzo niskich
stężeń. Sugeruje to zatem możliwość zastosowania w diecie krów roślin bogatych w te związki
w celu zapobiegania skutkom chorób wynikających z osłabienia motoryki trawieńca.
Najważniejsze wyniki tego etapu prac przedstawiono w następujących publikacjach:
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W. (2016). Modification of abomasum
contractility by flavonoids present in ruminants diet: in vitro study. Animal: The
International Journal of Animal Biosciences, 10, 1431-1438. (MNiSW: 35 pkt., IF:
1,841)
2. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W. (2016). The effect of alfalfa saponins
on the contractility of bovine isolated abomasum and duodenum preparations. Livestock
Science, 188, 153-158. (MNiSW: 30 pkt., IF: 1,171)
Oprócz prac doświadczalnych, brałam również udział w przygotowaniu publikacji
przeglądowej, która podsumowuje aktualną wiedzę na temat wpływu olejków eterycznych,
saponin i tanin na aktywność motoryczną przewodu pokarmowego zwierząt, głównie
przeżuwaczy.
- 36 -
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W. (2017). Phytogenic feed additives as
potential gut contractility modifiers – a review. Animal Feed Science and Technology,
230, 30-46. (MNiSW: 45 pkt., IF: 1,755).
II. Optymalizacja warunków doświadczalnych modelu izolowanych wycinków przewodu
pokarmowego krowy, a następnie seria doświadczeń wykorzystujących wtórne metabolity
roślin pozwoliły na podjęcie przez nasz zespół kolejnego etapu badawczego. Dotyczył on
interakcji pomiędzy substancjami czynnymi roślin (saponiny i flawonoidy) a lekami
stosowanymi w leczeniu bydła, które poza głównym działaniem terapeutycznych wpływają
również na aktywność motoryczną przewodu pokarmowego (erytromycyna, fluniksyna,
lewamizol). Otrzymane wyniki ujawniły synergistyczny charakter interakcji pomiędzy
saponinami triterpenowymi i badanymi lekami. Zjawisko to może być korzystne w przypadku
leczenia zaburzeń przewodu pokarmowego krów przebiegających z osłabieniem aktywności
motorycznej mięśniówki. W przypadku badanych flawonoidów, charakter interakcji zależał od
zastosowanej dawki tej grupy substancji: stosowane w niskich dawkach nasilały efekt
prokinetyczny lewamizolu, podczas kiedy w wysokich stężeniach wykazywały wyraźny efekt
antagonistyczny w odniesieniu do wszystkich badanych leków. Wyniki te mogą wskazywać,
że stosowanie diety bogatej w flawonoidy może doprowadzić do hamowania prokinetycznego
działania badanych chemioterapeutyków. Uzyskane wyniki przedstawia praca:
1. Mendel M., Chłopecka M., Dziekan N., Karlik W. (2017). Interactions between
erythromycin, flunixin meglumine, levamisole and plant secondary metabolites towards
bovine gastrointestinal motility – in vitro study. Journal of Veterinary Pharmacology
and Therapeutics, 41, 281-291 (MNiSW: 30, IF2016: 1,441).
III. W czasie ostatnich lat byłam zaangażowana również w inne projekty naukowe podejmowane
w Zakładzie Farmakologii i Toksykologii, których wyniki były prezentowane na konferencjach
krajowych i zagranicznych. Ich wspólnym tematem są badania toksyczności ksenobiotyków z
wykorzystaniem różnych alternatywnych metod i modeli badawczych:
- Badanie ekotoksyczności leków weterynaryjnych i nanocząstek (standaryzacja
warunków testu, ocena interakcji chemioterapeutyków).
- Optymalizacja metody izolacji oraz ocena przydatności modelu izolowanych
hepatocytów bydlęcych.
- 37 -
- Wpływ chlorofiliny na wchłanianie deoksyniwalenolu na modelu izolowanej
śluzówki jelita świni.
- Wykorzystanie modelu izolowanych mikrosomów oraz frakcji postmitochondrialnej
S9 do badania wpływu wtórnych metabolitów roślin na aktywność cytochromu P450
oraz ocena interakcji roślinnych substancji czynnych z lekami
przeciwpasożytniczymi. Część wyników tego projektu została zaprezentowana w
publikacji (praca po recenzji, manuskrypt jest aktualnie poprawiany zgodnie z
uwagami recenzenta).
Liczne doniesienia konferencyjne obejmujące wyniki prac doświadczalnych, w których
brałam udział po uzyskaniu stopnia doktora zaprezentowałam w Załączniku 3 (III.B.17-54).
Warto zaznaczyć, że część prezentowanych abstraktów stanowi recenzowane materiały
konferencyjne z konferencji międzynarodowej indeksowane w Web of Science Core Collection
(II.DD.1-9).
Problemy toksykologiczne zwierząt gospodarskich i towarzyszących
I. Wyrazem zaangażowania merytorycznego w tematykę związaną z aktywnością biologiczną
wtórnych metabolitów roślin oraz ich wpływem na organizm jest mój udział w przygotowaniu
obszernej monografii:
1. “Zatrucia roślinami u koni”, praca zbiorowa pod red. Magdaleny Chłopeckiej, wydanie
I, Warszawa, Świadome Jeździectwo (monografia w druku, poświadczenie wydawnictwa
– załącznik 6) (MNiSW: 20: 15 + 5/redakcja/).
Książka zawiera profil toksykologiczny ponad 100 roślin trujących dla koni. Każdy opis
posiada krótką charakterystykę botaniczną oraz informacje na temat substancji czynnych
rośliny, toksyczności i okoliczności narażenia, mechanizmu działania toksycznego, objawów
zatrucia oraz sposobów zapobiegania i leczenia. Dodatkowo w opracowaniu znajdują się dwa
rozdziały poświęcone: (i) racjonalnej fitoterapii zwierząt, w którym zawarto m.in. istotne
informacje na temat interakcji pomiędzy lekami ziołowymi i suplementami diety a także lekami
konwencjonalnymi, (ii) szczegółowym schematom postępowania terapeutycznego w
- 38 -
przypadku zatruć roślinami. Oprócz pełnienia funkcji redaktora całości opracowania jestem
również głównym autorem monografii.
II. Wykorzystując swoją wiedzę z zakresu toksykologii weterynaryjnej zainicjowałam, a następnie
współtworzyłam publikacje skierowane do lekarzy praktyków.
Byłam głównym autorem rozdziałów w monografiach dotyczących problemów
toksykologicznych bydła:
1. Chłopecka M., Dziekan N., Mendel M., Karlik W., Wiechetek M. (2011) Zagrożenia
toksykologiczne związane z obecnością związków trujących w paszach. Aktualne
Problemy Bujatryki XXI Wieku. ISBN 978-83-861775-63-5 Wyd. Łomżyńskie
Towarzystwo Naukowe im. Wagów, 127-140 (MNiSW = 6.0).
2. Chłopecka M., Dziekan N., Mendel M., Karlik W. (2012) Jakość chemiczna wody a
dobrostan krów mlecznych, Dobrostan i bioasekuracja - ważne elementy współczesnej
bujatrii. ISBN 9788393465514 PTNW Oddział Łomżyńsko-Ostrołęcki, Polskie
Towarzystwo Bujatryczne, 9-16 (MNiSW = 6.0).
Ważnym obszarem moich zainteresowań naukowych jest także toksyczność metali dla zwierząt
domowych. Byłam współautorem publikacji stanowiącej szeroki przegląd aktualnej wiedzy na
temat przebiegu, konsekwencji oraz diagnostyki zatruć ołowiem u psów i kotów:
1. Chłopecka M., Mendel M. (2008) Zatrucie ołowiem u małych zwierząt. Część I.
Magazyn Weterynaryjny 140, 1232-1236 (MNiSW: 2 pkt.).
2. Chłopecka M., Mendel M. (2009) Zatrucie ołowiem u małych zwierząt. Cz. II –
rozpoznawanie i leczenie. Magazyn Weterynaryjny 142, 84-88 (MNiSW: 2 pkt.).
oraz na temat wpływu różnych czynników m.in. dawki i drogi podania, statusu
antyoksydacyjnego i wieku zwierząt oraz wieku odsadzenia na toksyczność i ryzyko
wystąpienia działań niepożądanych preparatów żelaza u prosiąt:
1. Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N. (2012) Przyczyny działań niepożądanych
preparatów żelaza u nowo narodzonych prosiąt. Cz. I. Magazyn Weterynaryjny 21, 1133-
1135 (MNiSW: 3 pkt.).
- 39 -
2. Chłopecka M., Mendel M., Dziekan N. (2013) Przyczyny działań niepożądanych
preparatów żelaza u nowo narodzonych prosiąt. Cz. II. Magazyn Weterynaryjny 22, 133-
139 (MNiSW = 3 pkt.).
Współtworzyłam również publikacje dotyczące okoliczności, konsekwencji, diagnostyki oraz
możliwości terapeutycznych zatruć paracetamolem u zwierząt towarzyszących oraz zagrożeń
toksykologicznych związanych ze zjadaniem resztek z przydomowych śmietników i
kompostowników:
1. Dziekan N., Chłopecka M., Mendel M. (2012) Zatrucie paracetamolem u psów i kotów.
Magazyn Weterynaryjny 21, 1136-1138 (MNiSW = 3 pkt.).
2. Mendel M., Chłopecka M., Tarasiewicz J., Wojciechowska K. (2018). Śmietnik –
potencjalne źródło narażenia psów na trucizny. Cz. II. Magazyn Weterynaryjny, 27, 65-
67 (MNiSW = 3 pkt.).
3. Mendel M., Chłopecka M., Tarasiewicz J., Wojciechowska K. (2018). Śmietnik –
potencjalne źródło narażenia psów na trucizny. Cz. II. Magazyn Weterynaryjny, 27, 65-
67 (MNiSW = 3 pkt.).
Wykorzystując swoją wiedzę na temat aktywności biologicznej oraz konsekwencji narażenia
na pestycydy zainicjowałam powstanie artykułów dotyczących sposobów rozpoznawania i
schematów leczenia zatruć tą grupą substancji:
1. Chłopecka M., Dziekan N. (2010). Zatrucia psów i kotów wybranymi pestycydami,
przebiegające z objawami neurologicznymi – algorytmy postępowania diagnostycznego
i terapeutycznego. Cz. I, Magazyn Weterynaryjny, 152, 44-53. (MNiSW: 2 pkt.).
2. Chłopecka M., Dziekan N. (2010) Zatrucia psów i kotów wybranymi pestycydami,
przebiegające z objawami neurologicznymi – algorytmy postępowania diagnostycznego
i terapeutycznego. Cz. II, Magazyn Weterynaryjny, 153, 156-160. (MNiSW: 2 pkt.).
III. Brałam udział jako wykładowca w konferencjach skierowanych do lekarzy praktyków:
1. II Kongres „Akademia po Dyplomie”, 2009. Warszawa.
2. VII Kongres „Akademia po Dyplomie”, 2015, Warszawa.
3. IX Kongres Akademia po Dyplomie”, 2017, Warszawa.
- 40 -
4. II Międzynarodowa Konferencja Naukowa: Aktualne problemy bujatryki XXI wieku,
2011, Łomża.
5. III Międzynarodowa Konferencja Bujatryczna: Dobrostan i bioasekuracja – ważne
elementy współczesnej bujatryki, 2012, Łomża.
6. Pozostała działalność naukowa
a) działalność ekspercka
Ważnym aspektem mojej aktywności naukowej w zakresie toksykologii jest działalność
ekspercka. W 2013 roku, w dowód uznania mojej wiedzy w zakresie toksykologii, w tym
toksykologii pestycydów, zostałam ekspertem Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi
(MRiRW) oceniającym bezpieczeństwa środków ochrony roślin w zakresie toksykologii
ssaków. W ramach mojej działalności eksperckiej dokonuję oceny dokumentacji dotyczącej
toksyczności oraz ewentualnych skutków zdrowotnych wynikających z kontaktu z preparatami
pestycydowymi. Ponadto do moich obowiązków należy opiniowanie i zgłaszanie uwag do
dokumentów przygotowywanych przez Komisję Europejską i Europejski Urząd ds.
Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) w zakresie zatwierdzania substancji czynnych środków
ochrony roślin jak również w zakresie wytycznych dotyczących kryteriów ocen bezpieczeństwa
pestycydów. W czasie 5 lat działalności w opisanym zakresie wykonałam około 150 takich
ekspertyz.
Biorę również udział w cyklicznych spotkaniach eksperckich organizowanych przez
MRiRW dotyczących harmonizacji ocen środków ochrony roślin w zakresie toksykologii.
b) członkostwo w towarzystwach naukowych
Jestem członkiem Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego od 2004, a od 2008 pełnię
funkcję Członka Zarządu Oddziału Warszawskiego PTToks.
- 41 -
Tabela. Zbiorcze zestawienie osiągnięć naukowych
Przed uzyskaniem stopnia doktora Po uzyskaniu stopnia doktora
(w tym osiągnięcie)
Liczba publikacji w
czasopismach z listy A
MNiSW
3 13
(3)
Liczba publikacji w
czasopismach z listy B
MNiSW
2 13
Inne publikacje 2 4
Monografie -
1
Rozdział w monografii -
2
Wyniki prezentowane na
konferencjach
naukowych
krajowych międzynarodowych krajowych międzynarodowych
9 7 23 15
W całym okresie pracy naukowej
Współczynnik IF
sumarycznie
osiągnięcie
33,458
9,128
Liczba punktów wg
MNiSW
sumarycznie
osiągnięcie
521 90
Liczba cytowań
(bez autocytowań) 32
Indeks Hirscha 4
- 42 -
7. Działalność organizacyjna i popularyzująca naukę
a) Festiwal Nauki:
Działalność organizacyjna na rzecz Wydziału Medycyny Weterynaryjnego SGGW w
Warszawie jest bardzo ważnym elementem mojej ścieżki zawodowej. Festiwal Nauki (FN) w
Warszawie jest największą imprezą popularyzująca naukę wśród społeczeństwa. Od 2004 roku
pełniłam funkcję współorganizatora, a następnie głównego koordynatora (od 2011 roku do
chwili obecnej) FN na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej SGGW. Moje obowiązki polegają
na:
- przygotowaniu, w porozumieniu z pracownikami naukowo-dydaktycznymi, studentami
oraz innymi pracownikami wydziału, oferty proponowanych w danym roku lekcji
festiwalowych, spotkań i wykładów.
- koordynowaniu przebiegu imprez,
- rozliczeniu finansowym.
Zajmuję się również promocją imprez festiwalowych, poprzez materiały informacyjne
oraz kontakt ze szkołami średnimi. Oprócz działalności organizacyjnej związanej z
przygotowaniem FN jestem również czynnym uczestnikiem wydarzeń festiwalowych.
Byłam pomysłodawcą największej imprezy organizowanej regularnie przez Wydział
Medycyny Weterynaryjnej skierowanej do dzieci. Jestem autorem formatu tej imprezy, w
ramach której dzieci i młodzież uczestniczą w wielu warsztatach przybliżających im
zagadnienia związane z funkcjonowaniem organizmu, chorobami zwierząt, pracą lekarza
weterynarii czy zjawiskami chemicznymi. Prowadzę również wykłady i lekcje przybliżające
wiedzę z zakresu toksykologii. Prowadzona przeze ze mnie od wielu lat działalność w ramach
FN przyczynia się znacząco do promocji Wydziału Medycyny Weterynaryjnej i SGGW wśród
mieszkańców Warszawy oraz województwa mazowieckiego.
b) Inne aktywności organizacyjne i popularyzatorskie:
1. W latach 2001-2006 sprawowałam funkcję opiekuna roku.
2. Brałam udział w przygotowaniu Konferencji Szkoleniowo-Naukowej Polskiego
Towarzystwa Toksykologicznego „Toksykologia w Służbie publicznej” połączonej z X
Zjazdem Polskiego Towarzystwa Toksykologicznego w 2011 roku, jako członek komitetu
organizacyjnego.
- 43 -
3. Uczestniczę w Przeglądach Dorobku Studenckich Kół Naukowych SGGW jako członek
jury oceniający wystąpienia ustne i prezentacje plakatowe.
4. W 2017 i 2018 r. byłam członkiem komisji oceniającej wiedzę uczestników Olimpiady
Wiedzy i Umiejętności Rolniczych w zakresie weterynarii.
5. Biorę udział, jako organizator i uczestnik, w spotkaniach z uczniami szkół średnich i ich
rodzicami w ramach Dni Otwartych oraz w Dniach SGGW organizowanych w kampusie
uczelni dla mieszkańców Warszawy oraz kandydatów na studia.
6. W związku z dotychczasowym profilem działalności organizacyjnej, w 2017 roku Dziekan
Wydziału Medycyny Weterynaryjnej powierzył mi funkcję pełnomocnika ds. kontaktu ze
szkołami średnimi.
7. Od 2018 roku jestem również opiekunem Samorządu Studenckiego.
8. W dowód uznania mojej działalności organizacyjnej na rzecz Wydziału Medycyny
Weterynaryjnej SGGW w 2017 roku otrzymałam nagrodę II stopnia JM Rektora SGGW za
działalność organizacyjną.
9. Jestem autorem prac popularyzujących wiedzę z zakresu roślin trujących:
a. Chłopecka M., Dziekan N. (2012). Zatrucia roślinami zawierającymi alkaloidy
pirolizydynowe, Bydło, 1, 22 – 25.
b. Chłopecka M., Dziekan N., Mendel M. (2012). Zatrucia orlicą pospolitą,
nostrzykiem oraz roślinami wywołującymi nadwrażliwość na światło słoneczne,
Bydło, 5, 14 – 18.
10. Udzieliłam wywiadów popularyzujących wiedzę z zakresu toksykologii weterynaryjnej:
a. Chłopecka M., Dziekan N. (2011). Trawa dla kota, Kocie sprawy.
b. Chłopecka M. (2012), O tajemniczych objawach zatruć, Tygodnik Rolniczy, numer
z 28.09.2012.
c. Chłopecka M. (2012), Toksyczna gwiazdka, Kocie sprawy.
8. Działalność dydaktyczna
Działalność dydaktyczną rozpoczęłam już w ramach stażu przedasystenckiego
prowadząc wybrane zajęcia pod opieką prof. Marii Wiechetek. Od początku zatrudnienia
uczestniczę w działalności dydaktycznej zespołu zakładu Farmakologii i Toksykologii
prowadząc liczne przedmioty na kilku wydziałach SGGW oraz w ramach studiów
podyplomowych i specjalizacyjnych. Obecnie jestem koordynatorem większości przedmiotów
prowadzonych przez pracowników zakładu oraz autorem i współautorem sylabusów dla tych
przedmiotów.
- 44 -
a) Zajęcia dydaktyczne prowadzone na wydziałach/kierunkach SGGW:
Wydział Medycyny Weterynaryjnej:
1. Toksykologia - koordynator przedmiotu.*
2. Toksykologia kliniczna małych zwierząt (wybrane wykłady).
3. Toksykologia kliniczna dużych zwierząt (wybrane wykłady).
Wydział Ogrodnictwa, Biotechnologii i Architektury Krajobrazu,
Kierunek Biotechnologia:
4. Bezpieczeństwo chemiczne i szacowanie ryzyka – koordynator przedmiotu.*
5. Biotechnologia w produkcji roślinnej i zwierzęcej – koordynator przedmiotu* (do
2017 r.).
6. Biotechnologia w produkcji i ochronie zwierząt, seminarium – koordynator
przedmiotu.*
7. Kultury komórkowe i tkankowe – koordynator przedmiotu.*
8. Wybrane zagadnienia z toksykologii, fakultet – koordynator przedmiotu.*
9. Alternatywne metody badania ksenobiotyków – koordynator przedmiotu.*
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska,
Kierunek Ochrona Środowiska:
10. Podstawy Toksykologii – koordynator przedmiotu.*
11. Ekotoksykologia – koordynator przedmiotu.*
Wydział Rolnictwa i Biologii,
Kierunek Biologia Eksperymentalna:
12. Kultury in vitro (wybrane ćwiczenia).
13. Podstawy toksykologii, fakultet – koordynator przedmiotu.*
14. Wybrane zagadnienia z toksykologii, fakultet – koordynator przedmiotu.*
Kierunek Biologia Mikrobiologiczna:
15. Kultury in vitro (wybrane ćwiczenia).
Wydział Nauk o Zwierzętach,
Kierunek Bioinżynieria Zwierząt:
16. Alternatywne metody oceny ksenobiotyków – koordynator przedmiotu.*
*autor lub współautor programów dydaktycznych