Biologický monitoring – toxické prvky

Prezentace na téma: "Biologický monitoring – toxické prvky"— Transkript prezentace:

1 Biologický monitoring – toxické prvky
V.Spěváčková, M.Černá, M.Čejchanová, A. Batáriová, Státní zdravotní ústav, Praha

2 Jaké jsou pravdy? Sdělovací prostředky mají rády senzace
„Poslanci mají 33 cizorodých látek v těle!“ „Těhotné ženy nesmí jíst ryby!“ „Kuřata obsahují arsen!“ „Našli mi ve vlasech 1 µg/g arsenu, ale ve Spojených státech mají povolený limit pouze 10 ppm!“ „ Kepler otrávil Tycha de Brahe rtutí!“ Rovněž problém staré zátěže v Neratovicích lze uvádět velice akčně

3 Biologický monitoring
Celostátní monitoring Projekt Ministerstva zdravotnictví „Systém monitorování zdravotního stavu obyvatelstva ve vztahu k životnímu prostředí“ (od roku 1994 doposud) Cíl monitoringu Stanovení referenčních hodnot populačních skupin v ČR Určit normální hodnoty v populaci ČR Najít časové trendy

4 NORMÁLNÍ HODNOTY LIMITNÍ HODNOTY
hodnoty nesignalizující onemocnění hodnoty, které se běžně vyskytují v populaci LIMITNÍ HODNOTY stanovené Komisí pro biologický monitoring v Německu odvozené z výsledků epidemiologických a toxikologických studií mají 2 stupně (<1. stupeň – riziko velmi nízké, není zapotřebí dalších vyšetření. Mezi 1. a 2. stupněm – nepředpokládá se zdravotní riziko, tvorba preventivních opatření, kontrola jedinců, pohybujících se ve stejných podmínkách. >2. stupeň – zvýšené riziko u vnímavých jedinců, další kontrolní měření, preventivní opatření ke snížení expozice

5 REFERENČNÍ HODNOTA koncentrace látky, která může být přítomna u populace bez profesionální expozice (neexponovaná populace) charakterizuje horní hranici aktuální expozice dané látce za referenční hodnotu můžeme považovat 90% nebo 95% percentil (kvantil) koncentrace dané látky v měřeném médiu (krev, moč, vlasy…….)

6 REFERENČNÍ HODNOTY jsou platné pro určitou část populace v určitém čase a dané geograf. oblasti mohou být definovány pro různé populační skupiny (dospělí-děti, muži-ženy, chlapci-dívky, apod.), nebo pro podskupiny (např. věkové)

7 Jak stanovit „normální“ a „referenční“ hodnoty?
vhodně zvolená matrice je důležitou podmínkou pro správné určení referenčních hodnot k analýze se nejčastěji využívá krev, krevní sérum, moč, dále mléčné zuby, mateřské mléko, vlasy či nehty

8 Stanovení toxických prvků v tělních tkáních Hlavní biomarkery
krev – poločas vylučování několik hodin, tj. ukazatel akutní expozice moč – poločas vylučování dny až roky, tj. ukazatel nedávné i chronické expozice vlasy – pevná vazba na keratin, tj. ukazatel dlouhodobé expozice

9 Odběr vzorků Motto – analýza špatně odebraného vzorku je ztráta času analytika Krev – jehly a odběrové nádobky jen pro „metal analysis“ Moč – u 24 hodinové moči nebezpečí kontaminace ranní moč

10 Důležité i místo a čas Vlasy Mateřské mléko Krev a moč
Odebíráno a myto podle doporučení WHO+IAEA do PE nebo papírových sáčků Mateřské mléko významné změny v obsahu některých sledovaných prvků s dobou laktace, „ustálení“ až v druhé či třetí dekádě Krev a moč u profesionální expozice se může měnit i během dne

11 K odběru vzorku vždy připraven

12 Metody stanovení toxických prvků v klinických vzorcích
Nejčastěji Atomová absorpční spektrometrie (AAS) Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP MS) Méně často Spektroskopie UV VIS INAA, PIXE, RTGF Elektrochemické metody

13 Příklady koncentračních možností
INAA - > 0,01 µg/l AAS –plamenová technika > 10 µg/l bezplamenová technika > 0,01 µg/l hydridová technika > 0,01 µg/l ICP – OES > 0,5 µg/l ICP –MS > 0,001 µg/l to jsou pouze příklady, pro některé prvky mohou být i řádové změny

14 Podprojekty celostátního monitoringu
Ovzduší Voda Dietární expozice Biologický monitoring Hluk Zdravotní stav a demografie Hygiena práce Půda

15 Dietární expozice Typy potravin – výběr na základě jejich spotřeby, definované „spotřebním košem potravin“ Vzorky odebírané v oblastech, reprezentujících různá zatížení – 195 druhů potravin ročně v podobě 2340 individuálních vzorků Příprava vzorků – kompozitní vzorky kulinárně upravené, mineralizace v µ-vlnném systému Analýza – metoda atomové absorpční spektrometrie (AAS)

16 Oblasti odběrů vzorků potravin a biologického materiálu

17 Obsah biologického monitoringu
Co se všechno sleduje v biologickém monitoringu? Esenciální prvky – Cu, Se, Zn Toxické prvky – As, Cd, Hg, Pb Organické polutanty – PCB, dioxiny, ochratoxin cytogenetická analýza

18 Rtuť a methylrtuť Problémy s MeHg se ukázaly v 50. až 70. letech, kdy byly zjištěny otravy rybářů lovících ryby v Minamatě a Niigatě, kam byly vypouštěny odpady s vysokými obsahy rtuti Konzumace ryb v přímořských státech je vysoká (až 3 kg ryb na osobu za týden) Obsah methylrtuti v rybách závisí na čistotě vod a typu ryb (dravé ryby mají vyšší obsahy)

19 Spotřeba ryb v Evropě a v ČR (FAOSTAT 2004, Ruprich, Řehůřková, 2004)
ČR - g/osobu/týden Evropa - g/osobu/den

20 Vlasy a MeHg Výbor pro potraviny – 2004 rozhodl o sledování MeHg
Jednou zabudovaná MeHg ve vlasech nemění svou formu  dobrý indikátor expozice MeHg v potravě Metody pro stanovení MeHg – separace chemické formy a následné měření některou z výše uvedených metod Česká specialita – AMA 254

21 Rozdělení Hgtot podél vlasu
dobrovolnice (20 žen), věk let

22 Závislost poměru MeHg/Hgtot na konzumaci ryb
dobrovolníci, let, 20 žen, 10 mužů

23 Závislost Hginorg na počtu amalgamových plomb
Dobrovolníci, věk let, 20 žen, 10 mužů

24 Porovnání obsahů forem Hg ve třech oblastech (vlasy-děti, 1995)

25 Rtuť - shrnutí Projevy konzumace ryb – ze zahraničních pozorování významnější od četnosti 4x týdně (1 porce ~ 150 g), tj. 600 g týdně U nás (údaj z dietárního monitoringu – konzumace ca 80 g týdně – obsahy vyhovují limitům (4% expozičního limitu) Limitní hodnota pro celkovou rtuť v krvi (SRN) 5 µg/l, u nás nalezené hodnoty v rozmezí let medián <1 µg/l Ženy > muži, u dětí žádný rozdíl

26 Arsen - zdroje arsenu ovzduší – do 0,007 µg/m3
pitné vody – ve většině případů < 1 µg/l, limit 10µg/l potraviny – mezi 10-2 až 10-3 mg/kg. Výjimku tvoří ryby, kde obsahy mohou být až o řád vyšší – vázán v „netoxických“ sloučeninách (arsenobetain, arsenocholin) – snížuje se, vyhovuje limitům (3,5% expozičního limitu) půda – obsahy v průměru do 20 mg/kg, mohou být i vyšší

27 Hlavní zdroje pro člověka
neprofesionální dietární expozice – zejména ryby, případně drůbež pitná voda profesionální otravy zvláštní případy

28 Arsen v moči arsen toxikologicky významný
vázaný v anorganických formách As (III,V) metabolity detoxifikačních procesů v organismu – monometyl a dimetyl- arseničné kyseliny LD50 mezi 3 až 50 mg/kg (platí pro potkany) arsen toxikologicky nevýznamný arsenobetain, arsenocholin LD50 > mg/kg (pro potkany)

29 Proč stanovovat As toxikologicky významný jako sumu?
vypovídá o celkové zátěži toxickými formami sloučenin arsenu jednoduchá metoda, dostupná ve většině laboratoří, stanovujících stopové prvky v klinických vzorcích metodou AAS nevyžaduje separaci jednotlivých forem

30 Reálné vzorky – celkový vs. toxikologicky významný
vzorek Toxikologicky významný L-cystein celkový ETAAS F 17 ±1 33 G 3,7 ±0,3 7,6 H <3 12,0

31 Výsledky biologického monitoringu děti – různé oblasti - µg As/g kreat.
medián 10% kvantil 90% kvantil % pod MD BN 3,11 <2 9,25 22 PM 2,88 7,05 24 UL 4,68 2 11,01 7,2 ZR 5,25 2,7 11,59 1,9

32 Kadmium (Cd) Ovzduší – většinou <0,001 µg/m3, limit 0,005 µg/m3 nebyl překročen Pitná voda –čerpání 0,8% přijatelného přívodu, překročení limitu v 0,3%, Potraviny – čerpání 19 % expozičního limitu Půda – obsahy kolísají, většinou < 1 mg/kg

33 Olovo (Pb) Ovzduší – limit 0,5 µg/m3 nebyl překročen, hodnoty se pohybovaly mezi 0,001 – 0,066 µg/m3 Pitná voda – překročení limitu v 0,55%, čerpání 2,3% tolerovaného přívodu Potraviny – čerpání 6% expozičního limitu Půda – mg/kg

34 Porovnání hodnot v krvi dospělé populace s dietární expozicí

35 Cd kuřáci vs nekuřáci

36 Cd - REFERENČNÍ A NORMÁLNÍ HODNOTY – SROVNÁNÍ - µg/l
Populace Referenční hodnota Německo medián rozpětí Referenční hodnota ČR Děti, 8-10 let 0,5 >50% pod MD (<0,3) 0,8 Dospělí-nekuřáci 1,0 0,3-0,6 0,2-0,8 1,1 Dospělí- kuřáci 0,8-1,4 1,4-4,5 (4,5)

37 Pb - REFERENČNÍ A LIMITNÍ HODNOTY - SROVNÁNÍ - µg/l
Populační skupina Referenční hodnota SRN Limitní hodnota I Limitní hodnota II Referenční hodnota ČR Děti, 6-12 let 50 100 150 55 Dospělí 250 Muži 90 80 Ženy 70 65 Výsledky ČR Mediány Muži – 35 – 49 µg/l, ženy 25 – 30 µg/l, děti µg/l Dospělí >150 g/l - <1%, děti > 100 µg/l < 1%

38 Mezilaboratorní přesnost
(W. Horwitz 7500 výsledků v období 1915 – 1995) je funkcí koncentrace je více-méně nezávislá na analytu, metodě, matrici a době RSD(%)=2*exp(1-0,5log10(C))

39 Děkuji za pozornost