8. ZDRAVOTNÍ DŮSLEDKY EXPOZICE LIDSKÉHO ORGANIZMU TOXICKÝM LÁTKÁM ZE ZEVNÍHO PROSTŘEDÍ, BIOLOGICKÝ MONITORING |
8.1 Organizace monitorovacích aktivit
Subsystém zahrnuje monitorování toxických látek, popř. jejich metabolitů (biomarkery interní dávky) a vybraných biologických změn (biomarkery biologického účinku) v biologických materiálech populačních skupin dospělých, dětí (8–10 let) a žen po porodu ve čtyřech vybraných oblastech – Benešov, Žďár n/S., Plzeň a Ústí n/L. V každé oblasti je zařazeno do studie vždy 100 osob ze sledované populační skupiny. Základní demografické údaje a informace o životním stylu nezbytné pro odhad expozice populace sledovaným toxickým látkám jsou zjišťovány stručným dotazníkem. Systém je doplněn monitorováním mutagenní aktivity suspendovaných částic (frakce PM10) v ovzduší.
Analyzující laboratoře procházejí soustavnou kontrolou kvality produkovaných výsledků. Většina laboratoří má akreditaci ČIA nebo procházejí akreditačním řízením. Mezilaboratorní diference jsou minimalizovány zadáním analýz dle matric, popř. analytu. Po výběrovém řízení v roce 2000 došlo ke změně externího pracoviště analyzujícího PCB a další organické látky v mateřském mléce. Výsledky analýz jsou prezentovány pro celou populační skupinu sumárně za všechny sledované lokality formou základní popisné statistiky.
Pro obsahy toxických látek v biologických materiálech člověka nejsou u
neprofesionálně exponované populace většinou stanoveny biologické expoziční
limity. Pro některé závažné analyty jsou však určeny tzv. tolerovatelné
hodnoty, jejichž překročení signalizuje riziko možného zdravotního poškození
v populačním měřítku. Homogenita produkovaných dat a jejich srovnatelnost
s údaji obdobných zahraničních studií spolu s několikaletou kontinuitou
monitoringu umožňuje jejich využití pro stanovení referenčních hodnot charakterizujících
zátěž populace v daném období. Určitá míra individuální variability může
být způsobena rozdíly ve výši expozice i rozličnou individuální citlivostí
lidského organismu k noxám prostředí.
8.2 Sledované faktory
Mezi faktory monitorované v roce 2003 jsou zahrnuty toxické kovy (kadmium,
rtuť, olovo, mangan) a benefitní prvky (měď, selen, zinek) v krvi dospělých,
tytéž prvky s výjimkou manganu v moči dospělých, v moči a vlasech dětí. Hladina
olova byla vyšetřována v mléčných zubech předškolních dětí. V mateřském mléce
byly analyzovány persistentní chlorované organické látky (indikátorové
kongenery polychlorovaných bifenylů – PCB a vybrané chlorované pesticidy).
V krvi dospělých byla monitorována i hladina ochratoxinu A. Z oblasti genotoxicity
faktorů prostředí byla sledována bakteriální mutagenita frakce PM10 suspendovaných
částic v ovzduší.
8.2.1 Toxické kovy a stopové prvky
Souhrnné výsledky jsou uvedeny formou základní popisné statistiky v tab. 8.1. Nalezené hodnoty jsou vesměs ve shodě jak s literárními údaji pro jiné neprofesionálně exponované populační skupiny, tak i s údaji monitorovacích aktivit minulých období.
Z hlediska environmentální expozice olovu a jejich zdravotních důsledků jsou zdůrazňovány zejména neurobehaviorální a vývojové změny u malých dětí, které mohou nastat již při dávkách odpovídajících koncentrací olova v krvi kolem 100 µg/l, event. i nižší. Výsledky monitoringu takových hodnot nedosahují. Hladina olova v krvi s hodnotou mediánu u dospělých 32,0 µg/l je ve shodě s předchozími roky monitorování. U 95 % dospělé populace nepřekračuje hodnotu 69,5 µg/l. Hladina olova u mužů je vyšší než u žen. Hladina olova v moči dospělých (medián a 95% kvantil) je 2,67 a 20,4 µg/g kreatininu. U 92 % vzorků dětské moče je koncentrace olova pod mezí stanovitelnosti použité metody. Rovněž výsledky analýzy Pb v dětských zubech (medián 0,63 µg/g) naznačují sestupný trend zátěže populace tímto prvkem.
Kadmium má mimořádně dlouhý biologický poločas (15–30 let), a tedy vysokou schopnost akumulovat se v organismu. Mezi jeho závažné zdravotní účinky patří nefrotoxicita a karcinogenita, v důsledku interakce s vápníkem pak osteomalacie a osteoporóza. Koncentrace kadmia v krvi (obr. 8.1a) je biomarkerem recentní expozice populace a je ovlivněna kuřáctvím (viz tab. 8.1). Hodnota mediánu u dospělé populace ve výši 0,40 µg/l se shoduje s výsledky monitorovacího období předchozích let. Hladina kadmia v moči dospělých charakterizuje spíše dlouhodobou zátěž, pro rok 2003 byly naměřeny hodnoty (medián, 95% kvantil) 0,28 a 1,31 µg/g kreatininu, což se shoduje s výsledky dosaženými v předchozích monitorovacích obdobích. Hodnoty u dětské populace jsou z 61 % pod mezí stanovitelnosti použité metody.
Z existujících forem rtuti má nejzávažnější zdravotní význam metylrtuť svým neurotoxickým působením. Zjištěné hladiny rtuti v krvi však nesignalizují zvýšenou zátěž naší populace tímto prvkem u dospělých (medián 0,96 µg/l) (obr. 8.1a), stejně tak jako koncentrace rtuti v moči s mediánem 0,70 µg/g kreatininu u dospělých a 0,28 µg/g kreatininu u dětí.
Měď je součást mnoha enzymů s antioxidačními funkcemi, má význam mimo jiné v krvetvorbě a metabolismu lipidů. Účinky mědi jsou determinovány poměrem k obsahu zinku a železa v organismu. Hladina mědi v krvi dospělých (medián 880 µg/l), zjištěná v roce 2003, byla ve shodě s obecně uváděnými referenčními hodnotami i s referenčními hodnotami odhadnutými pro českou populaci na základě výsledků Systému monitorování v letech 1996–2000 v rozsahu 970 µg/l (muži) až 1450 µg/l (ženy). Hladiny mědi v moči dospělých (medián 14,2 µg/g kreatininu) i dětí (medián 24,1 µg/g kreatininu) signalizují proti roku 2002 nižší hodnoty.
Zinek je rovněž nezbytným prvkem jako součást řady enzymů, významný je pro funkci imunitního systému a jako součást antioxidačních procesů. Zjištěná hladina zinku v krvi dospělých 6380 µg/l (medián hodnot) je v relaci s hodnotami předchozích monitorovacích období i s referenčními hodnotami odhadnutými pro českou populaci na základě výsledků Systému monitorování v letech 1996–2000 v rozsahu 8575 µg/l (muži) a 8431 µg/l (ženy). Koncentrace zinku v moči dospělých (medián 287 µg/g kreatininu) i dětí (medián 518 µg/g kreatininu) se shoduje s výsledky předchozích monitorovacích období.
Selen patří mezi stopové prvky s významnými benefitními účinky v kardiovaskulárních, onkologických i endokrinních zdravotních poškozeních. Svými antioxidačními účinky je součástí obranných mechanismů proti oxidačnímu stresu. Hladina selenu v séru, plasmě či krvi je ukazatelem saturace organismu tímto prvkem. Za optimální hodnotu selenu v séru je považována koncentrace v rozmezí 90–150 µg/l. V plné krvi, která je v rámci monitorovacích aktivit analyzována, jsou hladiny selenu vyšší a proto je nutno pro srovnání s publikovanými výsledky v séru použít přepočítávací koeficient 0,8. V průběhu monitorovacích aktivit byl do roku 2001 prokazován u dospělé populace pozvolný signifikantní vzestupný trend, po stabilizovaných hodnotách v r. 2002 došlo v průběhu roku 2003 k opětovnému vzestupu (obr. 8.1b).
Výsledky analýzy prvků v dětských vlasech (tab. 8.1) vykazují stabilní
údaje shodné s výsledky předchozích let.
8.2.2 Toxické látky organického původu
Souhrnné výsledky jsou uvedeny formou základní popisné statistiky v tab. 8.2.
Sledování indikátorových kongenerů PCB v mateřském mléce soustavně potvrzuje převahu kongenerů 138, 153 a 180, které přetrvávají dlouhodobě v organismu. Ostatní sledované kongenery PCB jsou z více než 50 % pod mezí detekce. Ojedinělé vysoké hodnoty v souboru svědčí pro existenci individuální lokální bodové zátěže. Výsledky za celé sledované období (1994–2003) vykazují signifikantní vzestup s věkem, nezávislost na pořadí porodu. Sestupný trend prokázaný v období 1994–2001 přešel v letech 2002–2004 ve stabilizované hodnoty (obr. 8.2a). Vyšší hodnoty jsou setrvale nalézány v oblasti Ústí nad Labem.
Koncentrace hexachlorbenzenu v mateřském mléce (medián 44 µg/kg tuku) odpovídá
setrvalému signifikantnímu sestupnému trendu prokazovanému pro tuto látku
v minulém monitorovacím období. Sestupná tendence je po určitém vzestupu
v letech 2001 a 2002 opět pozorována i pro DDT, resp. DDE (obr. 8.2b).
8.3 Cytogenetická analýza periferních lymfocytů
Cytogenetická analýza periferních lymfocytů využívaná pro biologické monitorování
populačních skupin umožňuje prokázat přítomnost genotoxicky aktivních látek
v prostředí a indikovat i míru schopnosti jedinců ve sledovaných souborech
tuto zátěž tolerovat a kompenzovat pomocí ochranných mechanizmů. Významně
vyšší hodnoty chromozómových aberací než jsou hodnoty referenční pro jednotlivé
sledované populační skupiny, mohou tak signalizovat významně zvýšenou expozici
genotoxickým látkám ze životního prostředí. Výsledky cytogenetické analýzy
za období 2001 uvedené v této zprávě (tab. 8.3) odpovídají hodnotám zjištěným
v r. 1999 a svědčí o stabilizaci expozice genotoxickým látkám a faktorům
v prostředí a o schopnosti populace se s touto zátěží vyrovnat.
8.4 Genotoxické účinky ovzduší
Systematické monitorování mutagenní aktivity suspendovaných částic (frakce
PM10) v ovzduší bylo zahájeno koncem roku 1996. Od roku 1997 kontinuálně
probíhá s 18ti denními odběrovými intervaly v návaznosti na analýzu PAU
v subsystému I. Vzhledem k signifikantně vyšším hodnotám prokazovaným v zimních
měsících se odběr vzorků omezil na období leden–březen a říjen–prosinec.
Data získaná v období 2003/2004 odpovídají údajům předchozích let; výsledky
mutagenní aktivity detekované u indikátorového kmene YG1041 signalizují
zvyšující se koncentraci i dalších chemických struktur s mutagenním potenciálem
vázaných na prašný aerosol, zejména nitroareny (obr. 8.3a,b).
8.5 Dílčí závěry
Hladiny biomarkerů se obecně vyznačují značnou individuální variabilitou, charakterizují však zátěž populace jako celku. Srovnáním výsledků biologického monitoringu s již existujícími referenčními nebo kritickými hodnotami a údaji obdobných studií lze i v roce 2003 konstatovat, že zátěž naší populace xenobiotiky z prostředí se obecně nevymyká z rámce evropského průměru a v zásadě odpovídá navrženým referenčním hodnotám pro naši populaci. Prokazuje se zejména sestupný trend v koncentraci olova v krvi, potvrzuje se tendence k poklesu koncentrace kadmia a zlepšující se saturace selenem u dospělé populace. Hladina indikátorových kongenerů PCB v mateřském mléce vykazuje z hlediska dlouhodobých časových trendů sestupnou tendenci se značnou individuální variabilitou a možností lokálních rozdílů v zátěži populace, v posledních třech letech jsou však hodnoty stabilizované. Pozvolný pokles je pozorován u koncentrace hexachlorbenzenu, k sestupnému trendu se po přechodném vzestupu v letech 2001–2002 vrátila i hladina sumy DDT. Hodnoty chromozómových aberací jsou stabilizované. Výsledky mutagenní aktivity organického extraktu frakce PM10 ovzduší jsou vcelku stabilizované, i když naznačují určitou vzestupnou tendenci, která musí být ověřena v dalších studiích.
Tab. 8.1 Obsah kovů a metaloidů v biologickém materiálu člověka, 2003
Počet měření (N), medián (Me), 90% kvantil (Kv90), 95% kvantil (Kv95) a rozpětí mediánů ze všech monitorovaných měst (UL, ZR, BN, PM)
Biologický materiál |
Rozměr |
Kadmium |
Olovo |
Rtuť |
Měď |
Selen |
Zinek |
Mangan |
||
kuřáci |
nekuřáci |
|||||||||
Dospělí krev |
N |
µg/l |
115 |
281 |
396 |
395 |
396 |
395 |
396 |
396 |
Me |
1,1 |
0,3 |
32 |
0,96 |
880 |
116 |
6380 |
11,2 |
||
Kv90 |
3,26 |
0,7 |
55 |
2,11 |
1195 |
159 |
7600 |
17 |
||
Kv95 |
3,83 |
0,9 |
69,5 |
3,11 |
1400 |
169 |
7893 |
21,3 |
||
Rozpětí měst |
0,4–0,5 |
0,4–0,5 |
26–36 |
0,72–1,41 |
830–900 |
97,8–132,0 |
5 980–6 705 |
11,0–12,3 |
||
Dospělí moč |
N |
µg/g kr. |
322 |
322 |
322 |
322 |
322 |
322 |
|
|
Me |
0,28 |
2,67 |
0,7 |
14,2 |
11 |
287 |
|
|||
Kv90 |
1,01 |
13,5 |
4,08 |
30,6 |
24,6 |
602 |
|
|||
Kv95 |
1,31 |
20,4 |
6,8 |
43 |
32,4 |
698 |
|
|||
Rozpětí měst |
0,14–0,48 |
2,18–3,53 |
0,43–1,62 |
11,3–17,4 |
8,4–15,3 |
257–438 |
|
|||
Děti moč |
N |
µg/g kr. |
PMD |
PMD |
270 |
270 |
270 |
270 |
|
|
Me |
0,28 |
24,1 |
14 |
518 |
|
|||||
Kv90 |
2,34 |
54,6 |
25,9 |
963 |
|
|||||
Kv95 |
4,46 |
74,7 |
29 |
1088 |
|
|||||
Rozpětí měst |
0,20–0,33 |
15,3–36,0 |
12,9–14,8 |
462–584 |
|
|||||
Děti vlasy |
N |
µg/g |
292 |
292 |
292 |
292 |
292 |
292 |
|
|
Me |
0,12 |
1,2 |
0,14 |
11 |
0,34 |
132 |
|
|||
Kv90 |
0,34 |
2,5 |
0,32 |
48 |
0,71 |
180 |
|
|||
Kv95 |
0,49 |
3,4 |
0,5 |
73 |
0,82 |
198 |
|
|||
Rozpětí měst |
0,10–0,15 |
1,1–1,6 |
0,13–0,16 |
9,0–17,0 |
0,32–0,37 |
119–137 |
|
|||
Děti zuby |
N |
µg/g |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
Me |
0,63 |
|
|
|
|
|
||||
Kv90 |
1,57 |
|
|
|
|
|
||||
Kv95 |
1,63 |
|
|
|
|
|
||||
Rozpětí měst |
0,56–0,75 |
|
|
|
|
|
Poznámka:
PMD: Více než 50 % zjištěných hodnot pod mezí detekce
Symbol „kr.“ znamená
kreatinin.
Tab. 8.2 Obsah organických látek v biologickém materiálu člověka, 2003
Počet měření (N), medián (Me), 90% kvantil (Kv90), 95% kvantil (Kv95) a rozpětí mediánů ze všech monitorovaných měst (UL, ZR, BN, PM)
Biologický materiál |
Rozměr |
HCB |
Suma DDT |
PCB138 |
PCB153 |
PCB180 |
Suma PCB |
|
Mateřské mléko |
N |
µg/kg tuku |
253 |
253 |
253 |
253 |
253 |
253 |
Me |
44 |
288 |
132 |
174 |
139 |
460 |
||
Kv90 |
98 |
464 |
235 |
301 |
238 |
806 |
||
Kv95 |
116 |
498 |
271 |
343 |
265 |
886 |
||
Rozpětí měst |
36–55 |
181–343 |
100–171 |
121–228 |
105–183 |
333–598 |
Tab. 8.3 Cytogenetická analýza – chromozómové aberace v periferních lymfocytech krve dětské a dospělé populace, 1993–2001
Počet měření (N), průměrné hodnoty chromozómových aberací (% AB.B.), směrodatná odchylka (SD), děti (věková kategorie 8–12), dospělí (věková kategorie 21–45)
|
N |
% AB.B. |
SD |
Rozpětí hodnot |
1993 |
||||
Děti |
_ |
_ |
_ |
_ |
Dospělí |
179 |
2,05 |
1,41 |
0–6,00 |
1994 |
||||
Děti |
680 |
1,29 |
1,32 |
0–11,00 |
Dospělí |
626 |
1,40 |
1,30 |
0–7,00 |
1995 |
||||
Děti |
459 |
1,23 |
1,33 |
0–11,00 |
Dospělí |
_ |
_ |
_ |
_ |
1996 |
||||
Děti |
350 |
0,92 |
1,00 |
0–5,00 |
Dospělí |
330 |
1,04 |
0,98 |
0–5,00 |
1999 |
||||
Děti |
338 |
1,14 |
1,17 |
0–5,00 |
Dospělí |
366 |
1,06 |
1,01 |
0–5,00 |
2001 |
||||
Děti |
351 |
1,10 |
1,12 |
0–5,00 |
Dospělí |
392 |
1,26 |
1,08 |
0–6,00 |