Dioxin (TCDD)

Namnet ”dioxiner” används för en familj kemikalier som kallas polyklorerade dibensoparadioxiner (PCDD) och polyklorerade dibensofuraner (PCDF). Även vissa dioxinlika polyklorerade bifenyler (PCB) med liknande giftiga egenskaper brukar också ingå i gruppen. Drygt 400 olika dioxinrelaterade föreningar har identifierats, varav runt 30 har en betydande toxicitet, TCDD är den mest giftiga.

TCDD

Det kemiska namnet för dioxin är 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-para-dioxin och brukar förkortas TCDD.
Den kemiska formeln är C12H4Cl4O2.
2378-tcdd-2d-skeletal

Egenskaper

Hormonstörande, cancerframkallande och reproduktionsstörande.
De effekter som i djurförsök kopplats till exponering för låga doser av dioxinlika ämnen är framförallt fortplantnings- och utvecklingsstörningar samt försämrat immunförsvar. Liknande effekter har även observerats hos barn som exponerats under foster- och nyföddhetsperioden, till exempel låg födelsevikt, svårigheter med inlärning och motorik, ökad infektionskänslighet och negativa effekter på tandutvecklingen. Även förekomsten av färre och mindre rörliga spermier har knutits till exponering för dioxinlika ämnen tidigt i livet.

Hos äldre har man i befolkningsstudier kunnat visa samband mellan exponering för dioxinlika ämnen och PCB och ökad risk för åderförkalkning, högt blodtryck och förhöjda kolesterolnivåer samt insjuknande i hjärt-kärlsjukdom.
Dioxin är även klassat som cancerframkallande av International Agency for Reasearch on Cancer (IARC).

Dioxinlika ämnen hör till gruppen hormonstörande ämnen och antas utöva centrala delar av sin toxicitet genom att via Ah-receptorn störa hormonella och metabola regleringssystem för cellers tillväxt, utveckling och funktion. Exempel på påverkade regleringssystem är könshormoner, tillväxtfaktorer, sköldkörtelhormon (tyroxin) och retinoider (vitamin A).
(Källa: Karolinska Institutet, Institutet för Miljömedicin)

Verksamhetsmekanism

TCDD och dioxinlika föreningar verkar via en specifik receptor som finns närvarande i alla celler: aryl-kolväte(Ah)-receptorn.
Denna receptor är en transkriptionsfaktor som är involverad i uttrycket av gener; i själva verket har visat att höga doser av TCDD antingen ökar eller minskar uttrycket av flera hundra gener hos råttor. Gener av enzymer som aktiverar nedbrytningen av främmande och ofta giftiga föreningar är klassiska exempel på sådana gener.
TCDD har visat sig öka enzymaktiviteten som bryter ner cancerframkallande ämnen som t.ex. polycykliska aromatiska kolväten (PAH). PAH:erna aktiverar också Ah-receptorn, men i mindre grad än TCDD och bara tillfälligt. Även många naturliga föreningar, som bl.a. finns i vissa grönsaker orsakar viss aktivering av Ah-receptorn. Detta fenomen kan ses som adaptiv och fördelaktigt, eftersom det skyddar organismen från giftiga och cancerogena ämnen.
Överdriven och ihållande stimulering av Ah-receptorn leder dock till en mängd negativa effekter.

AhR är en cytosoliskt transkriptionsfaktor som normalt sett är inaktiv, bunden till olika proteiner (sk. co-chaperoner). TCDD får dessa proteiner att dissociera vilket resulterar i att AhR translokeras (flyttas) in i cellkärnan vilket leder till förändringar i gentranskriptionen.

AhR-ligander klassificeras i två kategorier, syntetiska eller naturligt förekommande.
Till de syntetiska tillhör bl.a. halogenerade aromatiska kolväten (som t.ex. polyklorerade dibensodioxiner, dibensofuraner och bifenyler) och polycykliska aromatiska kolväten (PAH).
Naturligt förekommande föreningar som har identifierats som AhR-ligander innefattar derivat av tryptofan (som t.ex. indigofärgämne och indirubin), tetrapyroler (t.ex. bilirubin), metaboliter av arakidonsyra, lipoxin A4 och prostaglandin G, modifierat lågdensitetslipoprotein och flera karotenoider.

Riskbedömning och riktvärden

Baserat på resultat från djurförsök, som till viss del även stöds av studier på människor, har EU bedömt att det tolerabla dagliga intaget (TDI) av dioxinlika ämnen ärr 2 pg TEQ/kg (1 pg = 10-12 g). Vid denna eller lägre exponeringsnivå anses risken för att foster ska kunna ta skada som försumbar. Eftersom det genomsnittliga dagliga intaget av dioxiner för vuxna i Sverige är 0,6 pg TEQ/kg bedöms risken för huvuddelen av befolkningen som liten. Samtidigt är säkerhetsmarginalen i stort sett obefintlig. Livsmedelsverkets senaste intagsberäkning från år 2005 visade att 5-10 procent av kvinnor i barnafödande ålder har ett intag som ligger över TDI. Under de första barnaåren ligger dessutom exponeringen betydligt över riktvärdet.
En riskbedömning från USA år 2012 kom till slutsatsen att TDI bör vara 0,7 pg/kg för att undvika försämringar i spermiekvalitet och hormonpåverkan, vilket ytterligare visar att säkerhetsmarginalen i den svenska befolkningen är mycket liten eller obefintlig trots minskad exponering.
(Källa: Karolinska Institutet, Institutet för Miljömedicin)

Ordlista

Transkriptionsfaktorer: Proteiner som på något sätt, direkt eller indirekt, är involverade i transkriptionen av gener.
Ligander : De (ofta mindre molekyler) som har specificitet för en receptor och genom att komplexbinda till receptorn, fortplantar någon form av signal inne i cellen.
Receptor: Den del av cellen som har till funktion att fånga upp och vidarebefordra signaler (retningar) i till exempel en nervcells omgivning.
PAH: Polycykliska aromatiska kolväten. Även polyaromatiska kolväten eller polyaromater. Av engelskans Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. En grupp ämnen som finns i stenkol och petroleum samt bildas vid förbränning av organiskt material. De är aromatiska kolväten med minst två sammankopplade aromatiska ringar som ofta avger en stark lukt. Exponering för material som innehåller PAH kan medföra en ökad risk för cancer.
Aromatiska kolväten: Eller arener. kolväten som uppvisar aromaticitet.
Aromaticitet: Innebär att kolvätena har följande egenskaper:
1. Cyklisk
2. Vara helt konjugerad, det vill säga varje atom i ringen måste ha minst en ohybridiserad p-orbital i valensskalet
3. Pla
4.Ringsystemet ska innehålla 4n+2 st π-elektroner där n = 0,1,2,.e etc.
Exempel: bensenanilin:

benzene-2d-flat   anilin-svg