Chemia, nasze przekleństwo czy zbawienie?

Strategia przetrwania życia na Ziemi w obliczu zagrożeń chemicznych.

Żaneta Geltz: Pana interdyscyplinarna wiedza naukowa daje do myślenia i zachęca do refleksji w kontekście pytań: Jak zachować zdrowie, sprawność fizyczną i umysłową czy długowieczność, jaką podjąć strategię racjonalnych działań w życiu codziennym. Ale czy życie bez chemii jest możliwe?

Prof. Jerzy Leszek Zalasiński: Fenomen życia w biosferze jest uzależniony od 24 pierwiastków chemicznych biogennych takich jak: węgiel, tlen, wodór, azot, siarka, fosfor, sód, potas, magnez, wapń, żelazo, mangan, miedź, cynk, bor, krzem, molibden, chlor, wanad, chrom, kobalt, cyna, selen, fluor, jod. Fizjolodzy podzielili je na 2 grupy: mikro– i makroelementy. Pierwiastki biogenne nie tylko spełniają ważne funkcje w budowie i funkcjonowaniu organizmów żywych, ale mogą wiązać się z innymi pierwiastkami i stanowić śmiertelne zagrożenie dla organizmu, m.in. cyjanek potasu czy też stężone kwasy i związki rakotwórcze.

ŻG: Czy związki chemiczne, z którymi mamy do czynienia wynikają ze specyfiki środowiska naturalnego?

JLZ: W środowisku naturalnym znajduje się około 63 000 związków chemicznych, natomiast dziesiątki milionów związków dostaje się do środowiska naturalnego w wyniku działalności człowieka:

– prowadzonych wojen z użyciem broni chemicznej,

– awarii i pożarów w zakładach chemicznych,

– w wyniku beztrosko wylewanych do kanalizacji resztek substancji chemicznych z przeprowadzanych eksperymentów laboratoryjnych.

Odpady laboratoryjne trafiające poprzez kanalizację do rzek zawierają związki silnie toksyczne, parzące, duszące, alergizujące, rakotwórcze, a także cuchnące. Te zanieczyszczenia wody były monitorowane w wąskim zakresie ze względu na wysokie koszty analiz chemicznych (droga aparatura, substancje wzorcowe i ogromna sieć zlewni wodnej połączonych rzek i jezior), dlatego nie zostały również przetestowane pod kątem toksyczności i negatywnego wpływu na zdrowie człowieka. Historia odkryć chemicznych na tle cywilizacyjnej osi czasu jest relatywnie krótka. W czasach Gutenberga, który wynalazł prasę drukarską, alchemicy znali 11 pierwiastków chemicznych. Pierwiastek 12-ty, czyli antymon, został wynaleziony w 1450r. Minęło 200 lat, zanim wynaleziono 13-ty pierwiastek – arsen. Gdyby odkrywanie kolejnych pierwiastków przebiegało w tak wolnym tempie, to w chwili obecnej znalibyśmy najwyżej kilkanaście pierwiastków chemicznej. Przełom w chemii dokonał się po opracowaniu Układu Okresowego Pierwiastków przez Iwanowicza Dimitrija Mendelejewa w 1869r. czego efektem jest nasza znajomość aż 114 pierwiastków na dzień dzisiejszy 200 lat po wynalezieniu lokomotywy parowej, rozpoczęła się wielka rewolucja przemysłowa. Nastąpił wtedy gwałtowny rozwój przemysłu chemicznego realizowany pod hasłem „Dobre życie dzięki chemii”. Według publikacji naukowej „Chemical Abstracts” do dziś dokonano syntezy 31 milionów związków chemicznych, a liczba nowych – zwiększa się o 4000 dziennie! W tak zwanym „CAS REGISTRY” raz nazwany pierwiastek pozostaje pod tą samą nazwą już na zawsze. Ten ogromny depozyt syntetyzowanych przez chemików związków – w większości rozpuszczalnych w wodzie – jest najbardziej niebezpieczny dla fenomenu życia na Ziemi, ponieważ jest przyczyną zatruć, alergii i wielu schorzeń niszczących zdrowie ludzi spożywających zanieczyszczoną chemicznie wodę i odżywiając się zatrutą żywnością.

ŻG: Dlaczego nikt nie pokusił się o zbadanie tych zanieczyszczeń, jeśli istnieje zagrożenie dla ludzkiego zdrowia?

JLZ: Wartościowe testy, które pozwoliłyby określić zagrożenie określonymi substancjami chemicznymi w zakresie wywoływania nowotworów mogą trwać nawet 2 lata lub więcej. Podczas testów konieczne byłoby każdorazowe wykorzystanie 600 zwierząt doświadczalnych na jedno badanie. Badania te są wyjątkowo kosztowne, także ze względu na długi okres utajony raka. Jest to kwestią bezsprzeczną, że wody słodkie są najlepszym nośnikiem rozpuszczonych związków chemicznych zatruwających wszystkie ekosystemy biosfery Ziemi (przykładem są kwaśne deszcze). Związków tych nie przebadano pod kątem:

• toksyczności ostrej i podostrej,
• toksyczności przewlekłej,
• toksyczności reprodukcyjnej,
• fototoksyczności,
• toksyczności wody,
• toksyczności rozwojowej,
• mutagenności,
• kancerogenności,
• podrażnienia skóry,
• nadwrażliwości skóry,
• podrażnienia oczu.

Te związki syntetyczne rozproszone na Ziemi, gdzie żyją, pracują i odpoczywają ludzie, to w większości ksenobiotyki, wśród których są również chemiczne środki bojowe śmiercionośne dla ludzi i zwierząt.

ŻG: Jak odnieść się do prób popularyzacji energii atomowej?

JLZ: Na świecie funkcjonuje ponad 300 elektrowni atomowych! 26 kwietnia 1986 roku wydarzyła się w Czarnobylu jedna z największych katastrof w cywilnej energetyce jądrowej. Szkodliwe dla zdrowia skutki tego wydarzenia, ze względu na specyfikę rozpadu radioaktywnych związków chemicznych, będą odczuwalne jeszcze przez wiele lat na całym świecie. Stała cyrkulacja powietrza sprawia, że chmury radioaktywne przemieszczają się wokół Ziemi. Ogromnym niepokojem napawa również skala przeprowadzanych na świecie eksperymentów z bronią jądrową. „Świat Nauki” [wyd. 08 1996] opublikował informację, że w USA przeprowadzono 1030 różnego rodzaju niebezpiecznych prób jądrowych i że znajduje się tam 10 000 jądrowych głowic bojowych, podczas gdy Rosja dysponuje 12 000 głowic i przeprowadziła już 715 prób jądrowych. Broń jądrową posiadają: Chiny, Indie, Pakistan, Francja, Wielka Brytania, Korea i Izrael. Naszym zagrożeniem jest wydłużająca się lista posiadaczy tej śmiercionośnej broni.

ŻG: Omówił Pan substancje, które rzeczywiście kojarzą nam się ze szkodliwą chemią przemysłową, ale przecież chemia to także leki.

JLZ: Nie można pominąć związków chemicznych pozyskiwanych z roślin. Wyostrzony zmysł węchu, smaku i wzroku zwierząt, sprawia, że również one korzystają z ziołowych terapii. Z substancji roślinnych korzysta także przemysł farmaceutyczny. Dokonał on wielu syntez chemicznych tych związków zaczerpniętych z natury. Aby móc opatentować otrzymane w ten sposób leki, dokonywana jest chemiczna modyfikacja takich związków. Skutki ich działania często są szkodliwe dla organizmu człowieka, np. prawoskrętna witamina. Wiele roślin stosowanych przez człowieka wykazuje działanie trujące, halucynogenne i rakotwórcze, np. tytoń czy nasiona soi, które należy poddać obróbce termicznej w celu dezaktywacji toksycznych alkaloidów. Substancje pozyskiwane z roślin wykorzystuje się w fitoterapii. Układ immunologiczny człowieka nie był wcześniej obciążony tak dużą liczbą zsyntetyzowanych przez chemików związków chemicznych. Ewolucja człowieka przebiega w bardzo krótkim okresie na tle ewolucji życia na Ziemi trwającej przeszło 3,5 miliarda lat. Najdłużej ewoluujące mikroorganizmy zasiedlające ludzkie jelita wspomagają procesy trawienia i syntetyzują witaminy. Bakterie te chronią nasze zdrowie przed działaniem chorobotwórczych organizmów, zasiedlających wewnętrzne powłoki naszego ciała. Natomiast chorobotwórcze bakterie wypracowały strategie wprowadzania w błąd ludzkiego układu odpornościowego. Nadmierne obciążenie naszego organizmu ksenobiotykami, metalami ciężkimi, radionuklidami oraz mikroorganizmami prowadzi do toksykemii i zaburzeń metabolicznych, endokrynologicznych i immunologicznych, a w efekcie – tak zwanych – chorób cywilizacyjnych, osłabienia organizmu, przyspieszenia procesów starzenia i skrócenia długości życia.

ŻG: Czy będziemy w stanie zachować zdrowie i czystość naszych organizmów w tak przesyconym chemią świecie?

JLZ: Tworzona w XXI wieku „biblioteka” genomów bakteryjnych umożliwi opracowanie skutecznych terapii przeciw mikroorganizmom chorobotwórczym. Takie terapie pozwolą na zachowanie w naszym organizmie pożytecznych gatunków bakterii ważnych dla zdrowia i długowieczności. Wyczerpujące informacje na ten temat są zawarte w rozprawie habilitacyjnej mojego autorstwa, „Produkcja żywności w warunkach skażenia biosfery” oraz w „Introduction to biochemical toxicology” autorów: E. Hodgson i F.E. Guthrie. Zgodnie z danymi opracowanymi przez Hodgsona i Guthrie’go z 1980 roku wśród 63 000 związków chemicznych znajdujących się w życiu ludzi można wyróżnić:

• 1500 aktywnych składników pestycydów
• 2000 dodatków poprawiających trwałość leków
• 2500 dodatków do żywności o wartości odżywczej
• 3 000 dodatków zwiększających okres przydatności żywności do spożycia
• 4 000 aktywnych składników leków terapeutycznych
• 50 000 innych związków chemicznych o charakterze ksenobiotyków

Powyższa lista nie zawiera dziesiątków milionów związków, które wydostały się do otoczenia przyrodniczego człowieka od XIX do pierwszej dekady XXI wieku, podczas toczących się obu wojen światowych, w których zastosowano broń chemiczną. Analiza zagrożeń chemicznych dla człowieka niech będzie myślą przewodnią do długiej serii dalszych moich artykułów omawiających ochronę zdrowia ludzkiego oraz przyrodniczego otoczenia człowieka.