Al een eeuw geleden merkte een Duitse arts dat werkers in de kleurstoffenindustrie opvallend vaak last kregen van blaaskanker. Toen veertig jaar later duidelijk werd welke stof daarvoor verantwoordelijk was, begon een grootschalig onderzoek naar de schadelijke effecten van synthetische stoffen.
Omdat deze stoffen in het algemeen niet in voedsel aanwezig mogen zijn, is er geen ADI bepaald. Om te voorkomen dat iemand ze op een andere manier toch door de mond binnenkrijgt, mag in fabrieken, laboratoria en scheikundelokalen niet gegeten, gedronken en gerookt worden. Maar opname via ingeademde lucht is vaak onvermijdelijk. Daarom is voor veel stoffen een MAC vastgesteld, de Maximaal Aanvaardbare Concentratie in de lucht.
De kleur van chemie
Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Leven met gif’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren.
LD50
Een uiterst giftige synthetische stof is TCDD, ook wel bekend als dioxine. Het zat als verontreiniging in ontbladeringsmiddelen in Vietnam, bij een explosie in het Italiaanse Seveso kwamen enkele kilo’s vrij en de oude huisvuilverbrandingsinstallaties van Alkmaar en Leiden zijn gesloten omdat er teveel dioxine in de rookgassen zat.
Als maat voor de giftigheid van stoffen zoals dioxine nam men vroeger de kleinste dosis waarbij een proefdier dood ging. Maar als dat dier al een ziekte onder de leden had, kreeg je heel rare uitkomsten. Daarom wordt tegenwoordig een LD50 bepaald, dat is de dosis waarbij de helft van de proefdieren overlijdt. Dat kost meer proefdieren, maar is veel nauwkeuriger. Wel is de keus van het proefdier van belang, want elke diersoort heeft zijn eigen gevoeligheid.
Voor dioxine bleek de LD50 bij ratten slechts 1 microgram per kilo lichaamsgewicht te zijn. Voor een synthetische stof is dat extreem laag – al zijn sommige natuurlijke stoffen, zoals het botulisme-toxine, nog giftiger.
Omdat je op mensen geen proeven kunt doen met schadelijke stoffen, werd lang aangenomen dat dioxine voor mensen even schadelijk zou zijn als voor ratten. Dat is waarschijnlijk niet waar – de mens lijkt veel minder gevoelig. Bij ongelukken met dioxine zijn gelukkig nog geen dodelijke slachtoffers gevallen. Wel kregen mensen die met dioxine in aanraking kwamen last van uitslag en puistjes.
Teratogeen
Het omgekeerde komt ook voor, dat mensen voor stoffen veel gevoeliger zijn dan de proefdieren. Dit was het geval bij het medicijn Softenon (thalidomide). Het kwam na uitgebreide tests op ratten in de handel, onder andere als slaapmiddel. Maar het bleek sterke afwijkingen te veroorzaken bij nog ongeboren kinderen. Doordat het ook effectief leek als middel tegen ochtendmisselijkheid bij zwangere vrouwen, kwamen door Softenon duizenden sterk misvormde kinderen ter wereld. De ratten waren voor dit effect ongevoelig.
Een stof als Softenon wordt teratogeen genoemd. Een teratogene stof veroorzaakt afwijkingen bij de ongeboren vrucht. Sinds de verschrikkingen van Softenon wordt van bijna elk geneesmiddel voor alle zekerheid afgeraden om het tijdens de zwangerschap te gebruiken.
Teratogene eigenschappen worden waarschijnlijk veroorzaakt door schade aan DNA. De erfelijke informatie wordt daar bij beschadigd of onjuist afgelezen.
Mutageen
De algemene term voor het veroorzaken van DNA-beschadigingen is mutageniteit. Medicijnen of andere stoffen, radioactieve straling en UV-licht kunnen mutageen werken. Mutaties kunnen tot erfelijke afwijkingen leiden, maar ook tot kanker.
Veel stoffen die mutageen werken in bacteriën blijken in hogere organismen carcinogeen (kankerverwekkend) of teratogeen te zijn. Op dit verschijnsel heeft de Amerikaanse onderzoeker Ames een test gebaseerd om mogelijk kankerverwekkende stoffen op te sporen.
Ames realiseerde zich dat tests die bij proefdieren het ontstaan van kanker zouden moeten aantonen (veel te) lang zouden duren. Vandaar dat hij zijn toevlucht nam tot bacteriën. In de naar hem vernoemde Ames-test worden bepaalde bacteriën gebruikt op een voedingsbodem waarop ze normaal gesproken niet uitgroeien. Vervolgens wordt de te testen stof toegevoegd. Gaan enkele bacteriën nu ineens wel groeien, dan is er erfelijk materiaal veranderd: de onderzochte stof is mutageen.
Als een stof volgens de Ames-test mutageen is, hoeft hij bij mens en dier niet kankerverwekkend te zijn. De stof blijft wel verdacht als ‘mogelijk carcinogeen’ tot het tegendeel bewezen is.
Vrije Universiteit Amsterdam
Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.